一种水相法制备3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷的方法技术

本发明专利技术涉及一种水相法制备3

【技术实现步骤摘要】
一种水相法制备3
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硫氰基丙基三乙氧基硅烷的方法


[0001]本专利技术涉及一种水相法制备3
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硫氰基丙基三乙氧基硅烷的方法，属于化学合成


技术介绍

[0002]3‑
硫氰基丙基三乙氧基硅烷(德国Degussa公司商品名为Si
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264)作为偶联剂不仅可以提高硫化胶的抗撕裂、耐磨、耐屈挠龟裂等性能，还能增加天然橡胶硫化胶的抗硫化还原性，其性能比双
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(三乙氧基硅基丙基)四硫化物(德国Degussa公司商品名为Si
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69)更稳定。硫氰基硅烷本身颜色较浅，因此可以应用在一些浅色橡胶制品中，如白色橡胶鞋底等。
[0003]目前，硫氰基硅烷的合成方法主要有水相法和溶剂法两种，这两种方法均采用相转移催化剂催化硫氰化盐和3
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氯丙基烷氧基硅烷缩合制备3
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硫氰基丙基三乙氧基硅烷。目前溶剂法多以N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂合成3
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硫氰基丙基三乙氧基硅烷，该工艺反应效率较高，受到较多企业的亲睐，但该方法有机溶剂使用量大，制成品中易残留DMF，影响后续产品的使用，且产品易黄变、稳定性较差。水相法采用水作为溶剂，避免了有机溶剂的使用，合成过程更加绿色环保，但是存在硅烷遇水易水解的难题。
[0004]中国专利文献CN 102731560 A公开了一种硫氰基丙基三乙氧基硅烷的合成方法，虽然反应后体系分为水相和有机相，但有机相仍存在部分甲苯，需对甲苯进行处理，具有存在环境污染的潜在危险；中国专利文献CN 1265396A公开了一种将氯丙基三乙氧基硅烷与氰酸钠的溶液在乙醇中反应以制得氰硫基丙基三乙氧基硅烷的方法，虽然只使用乙醇作为溶剂，存在蒸馏时间过长的问题。中国专利文献CN 105061485 A公开了一种硫氰基丙基三烷氧基硅烷的合成方法，该方法采用自制催化剂催化氯丙基三烷氧基硅烷和硫氰化钠在一定的反应条件下合成硫氰基丙基三烷氧基硅烷和氯化钠，单催化剂的处理就需要6.5
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10.5小时，处理时间较长，不利于工业应用。
[0005]因此，亟需一种反应时间短、目标产物收率高的新型水相法制备3
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硫氰基丙基三乙氧基硅烷的方法。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术采用水相法来合成3
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硫氰基丙基三乙氧基硅烷，该方法反应时间短、目标产物收率高、没有有机废液的产生。
[0007]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0008]一种水相法制备3
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硫氰基丙基三乙氧基硅烷的方法，包括步骤如下：
[0009]1)将硫氰化钠加入到水和醇的混合溶剂中，加入碳酸氢钠，混合搅拌加热至硫氰化钠和碳酸氢钠完全溶解，加入相转移催化剂；
[0010]2)滴加γ
‑
氯丙基三乙氧基硅烷，投料完毕后，反应1.5
‑
2小时获得粗品；
[0011]3)分液后水相加入氯化钠使其饱和后对有机相进行洗涤，对过滤后的溶液蒸馏得到无色透明的3
‑
硫氰基丙基三乙氧基硅烷产品。
[0012]根据本专利技术优选的，步骤1)中，水和醇的混合溶剂中醇为乙醇、异丙醇或甲醇。
[0013]根据本专利技术优选的，步骤1)中，水和醇的混合溶剂中醇和水的质量比为1：(3
‑
6)。
[0014]进一步优选的，步骤1)中，水和醇的混合溶剂中醇和水的质量比为1：4.5
‑
5。
[0015]根据本专利技术优选的，步骤1)中，硫氰化钠与水和醇的混合溶剂的质量比为1:6.5
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7.5。
[0016]根据本专利技术优选的，步骤1)中，加入碳酸氢钠的量使pH达到8
–
9。
[0017]根据本专利技术优选的，步骤1)中，加热温度为60
‑
70℃。
[0018]根据本专利技术优选的，步骤1)中，相转移催化剂为四丁基氯化铵、四丁基溴化铵和十六烷基三甲基溴化铵的一种。
[0019]进一步优选的，步骤1)中，相转移催化剂为四丁基溴化铵。
[0020]根据本专利技术优选的，步骤1)中，相转移催化剂的用量为硫氰化钠质量的2.5
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3.5％。
[0021]根据本专利技术优选的，步骤2)中，γ
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氯丙基三乙氧基硅烷∶硫氰化钠的摩尔比为1∶1.03
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1.05。
[0022]最为优选的，步骤2)中，γ
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氯丙基三乙氧基硅烷∶硫氰化钠的摩尔比为1∶1.04。
[0023]根据本专利技术优选的，步骤2)中，滴加γ
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氯丙基三乙氧基硅烷的时间为0.5h。
[0024]根据本专利技术优选的，步骤2)中，反应温度在80
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90℃之间。
[0025]根据本专利技术优选的，步骤2)中，反应时间为1.5
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2小时。
[0026]本专利技术采用水相法来催化合成3
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硫氰基丙基三乙氧基硅烷,采用水和乙醇的混合溶液作为溶剂使硫氰化钠充分溶解，克服了溶剂法使用有机溶剂不能使硫氰化钠充分溶解或溶解时间过长的问题，同时采用碳酸氢钠作为缓冲剂使体系pH在8
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9之间，避免了后续滴加和反应过程中水解的问题，提高了反应收率，收率最高达到92.10％。通过将分液后的水相变为饱和氯化钠溶液对有机相进行洗涤，提高了反应溶液的利用率。
具体实施方式
[0027]下面给出一些实施例,对本专利技术作进一步说明，但应该说明的是，下述实施例是说明性的,不是限定性的，不能以下述实施例来限定本专利技术的保护范围。
[0028]实施例1
[0029]一种水相法制备3
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硫氰基丙基三乙氧基硅烷的方法，步骤如下：
[0030]将83.5g的硫氰化钠加入水和醇的混合溶剂中(其中水480g，乙醇100g)，加入0.18g碳酸氢钠作为缓冲剂，混合搅拌加热至65℃，5分钟后硫氰化钠和碳酸氢钠完全溶解，体系pH控制在8，加入2.5g四丁基溴化铵，搅拌5分钟后开始滴加总量为239.84g的γ
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氯丙基三乙氧基硅烷，0.5小时滴加完毕，投料完毕后在85℃下反应2小时获得粗品；
[0031]分液，上层为有机相，下层为水相；水相加入氯化钠使水相氯化钠饱和，有机相用处理后的下层水相洗涤后用4g活性炭吸附，过滤后进行减压蒸馏，1.5小时后得到透明液体硫氰基丙基三乙氧基硅烷，检测含量为98.61％，产品收率为92.10％。
[0032]实施例2
[0033]一种水相法制备3
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硫氰基丙基三乙氧基硅烷的方法，步骤如下：
[0034]将83.5g的硫氰化钠加入水和醇的混合溶剂中(其中水480g，异丙醇100g)，加入
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水相法制备3
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硫氰基丙基三乙氧基硅烷的方法，包括步骤如下：1)将硫氰化钠加入到水和醇的混合溶剂中，加入碳酸氢钠，混合搅拌加热至硫氰化钠和碳酸氢钠完全溶解，加入相转移催化剂；2)滴加γ
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氯丙基三乙氧基硅烷，投料完毕后，反应1.5
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2小时获得粗品；3)分液后水相加入氯化钠使其饱和后对有机相进行洗涤，对过滤后的溶液蒸馏得到无色透明的3
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硫氰基丙基三乙氧基硅烷产品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中，水和醇的混合溶剂中醇为乙醇、异丙醇或甲醇。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中，水和醇的混合溶剂中醇和水的质量比为1：(3
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6)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中，硫氰化钠与水和醇的混合溶剂的质量比为1:6.5
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7.5。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中，加入碳酸氢钠的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德鹏，马德龙，夏宇，叶新辉，潘琳琳，张新，
申请(专利权)人：山东阳谷华泰化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：