CN101054389A - 烯丙基三乙氧基硅烷的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种烯丙基三乙氧基硅烷的制备方法。原料组成为占反应容器有效容积20％～40％的四氢呋喃、0.7～1mol镁、0.9～1.3mol氯丙烯和0.7～1mol三乙氧基氢硅，将四氢呋喃、镁、氯丙烯和三乙氧基氢硅的混合物的8－10％加入到反应容器中、其余的氯丙烯和三乙氧基氢硅的混合物加入滴液漏斗中，在搅拌下，缓慢加热引发反应，控制反应温度60～70℃，待反应平稳后，打开滴液漏斗，向反应釜内滴加氯丙烯和三乙氧基氢硅的混合物，滴加完毕，给反应釜加热，使其保持微沸状态3～4小时，反应结束后降温，生成液除去固体盐，将滤液蒸馏，收集160～165℃馏分即为烯丙基三乙氧基硅烷。本发明合成反应一步完成，产品收率可达50％。
Description
(一)技术领域
本发明涉及的是一种有机化合物的制备方法，具体地说是一种烯丙基三乙氧基硅烷的制备方法。
(二)背景技术
烯丙基三乙氧基硅烷是众多有机硅烷偶联剂中的一种，其用途广泛，适用于不饱和聚酯、丙烯酸树脂，还可用于硫化橡胶改性剂、玻璃纤维处理剂、高密度聚乙烯交联剂等。烯丙基三氧基硅烷自身有一个独特的性能，可用于氟橡胶、氟硅橡胶与金属等其它硬质材料的粘接，烯丙基三乙氧基硅烷在处理氟橡胶、氟硅橡胶上的特殊性能是其它材料无法替代的，解决了性能十分优良的氟橡胶、氟硅橡胶难以粘接的应用难题。
但是目前国内尚无该种硅烷偶联剂的合成研究及应用报导。从文献得知，前苏联科学家在试验室研究采用格氏试剂法，反应是两步法，首先由氯丙烯与金属镁在特定的溶剂中合成出格氏试剂，经分离后的格氏试剂在与正硅酸乙酯进行分子基团交换，得到烯丙基三乙氧基硅烷，产品收率30％；美国科学家采用热缩合法，热缩合法所用原料为氯丙烯、三氯氢硅、乙醇，反应原理是氯丙烯与三氯氢硅在高温(600℃以上)条件下反应生成烯丙基三氯硅烷，烯丙基三氯硅烷再与乙醇进行酯化反应，生成烯丙基三乙氧基硅烷，由于两步反应都有氯化氢气体生成，会对环境造成污染，再则热缩合反应温度较高，合成原料氯丙烯在高温下C＝C双键极易断裂，因此该方法的合成收率很低，产品收率仅10～20％。而且热缩合反应生成大量氯化氢气体，会对环境造成污染，对生产设备有腐蚀。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种合成收率高、工艺简单容易实现的烯丙基三乙氧基硅烷的制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
原料组成为占反应容器有效容积20％～40％的四氢呋喃、0.7～1mol镁、0.9～1.3mol氯丙烯和0.7～1mol三乙氧基氢硅，将四氢呋喃、镁、氯丙烯和三乙氧基氢硅的混合物的8-10％加入到反应容器中、其余的氯丙烯和三乙氧基氢硅的混合物加入滴液漏斗中，在搅拌下，缓慢加热引发反应，控制反应温度60～70℃，待反应平稳后，打开滴液漏斗，向反应釜内滴加氯丙烯和三乙氧基氢硅的混合物，滴加完毕，给反应釜加热，使其保持微沸状态3～4小时，反应结束后降温，生成液除去固体盐，将滤液蒸馏，收集160～165℃馏分即为烯丙基三乙氧基硅烷。
为了证明本发明的效果我们依据苏联文献〔k.ardrianov.and.M.kamenskayaJ.Gen.Chem(U.S.S.R)8，969-71(1938)〕报导中提供的工艺条件及数据，进行了重复试验，结果令人失望，合成出的产物用碘化法测试，分子中无双键成分存在，又经红外光谱仪进行检测，发现谱图中无C＝C双键峰，与标准谱图对照，也不相符，说明合成出的最终产物不是烯丙基三乙氧基硅烷。
本发明根据有机化学反应机理并经分子设计提出了新的合成路线，采用氯丙烯与金属镁制备格氏试剂，然后格氏试剂与三乙氧基氢硅反应得到目的产物。反应方程式为：
Mg+CH2＝CHCH2Cl→CH2＝CHCH2MgCl
CH2＝CHCH2MgCl+HSi(OC2H5)3→CH2＝CHCH2Si(OC2H5)3+MgHCl↓
由于格氏试剂极易氧化，在分离、洗涤和干燥的过程中，虽然在氮气保护下进行，也避免不了部分格氏试剂被氧化，造成格氏试剂的效率低下，从而降低了目的产物的收率；在对格氏试剂洗涤和干燥的过程中采用大量的有机溶剂，会造成溶剂的损失，同时造成环境污染。在试验中我们不再分步反应，采用将氯丙烯和三乙氧基硅烷的混合物同时加入反应体系，避免了格氏试剂的氧化及副反应的发生，使反应一步完成，降低了合成难度，减化了合成步骤，缩短了反应周期，减少了溶剂的损失，提高了产品收率。本发明由镁、氯丙烯、三乙氧基氢硅为原料，四氢呋喃为溶剂制备目的产物，合成反应一步完成，产品收率可达5 0％，超过国外有关资料报导。
(四)具体实施方式
下面举例对本发明做更详细地描述：
实施例1，向带有蛇型冷凝器、电动搅拌器、滴液漏斗、温度计、加热器的500mL反应釜内，加入100mL的四氢呋喃、5g镁、4g的氯丙烯和三乙氧基硅烷的混合物，剩余的氯丙烯和三乙氧基硅烷的混合物39g加入滴液漏斗中，在搅拌下，缓慢加热引发反应，反应一旦引发立即停止加热，若反应剧烈，迅速给反应釜降温，待反应平稳后，打开滴液漏斗，向反应釜内滴加氯丙烯和三乙氧基氢硅的混合物，滴加完毕，给反应釜加热，始终保持反应温度在60～70℃，使其保持微沸状态，反应3～4小时，反应结束后降温，生成液除去固体盐，将滤液蒸馏，收集160～165℃馏分，得粗产品120g，粗产品经蒸馏得98％的烯丙基三乙氧基硅烷20g，理论得量为42g，产品收率47.6％。
实施例2，向带有蛇型冷凝器、电动搅拌器、滴液漏斗、温度计、加热器的500mL反应釜内，加入200mL的四氢呋喃、8g镁、10g的氯丙烯和三乙氧基硅烷的混合物，剩余的氯丙烯和三乙氧基硅烷的混合物89g加入滴液漏斗中，其他条件同实例，反应后得粗产品280g，粗产品经蒸馏得98％的烯丙基三乙氧基硅烷41g，理论得量为78g，产品收率52.6％。
Claims (1)
1、一种烯丙基三乙氧基硅烷的制备方法，其特征是：原料组成为占反应容器有效容积20％～40％的四氢呋喃、0.7～1mol镁、0.9～1.3mol氯丙烯和0.7～1mol三乙氧基氢硅，将四氢呋喃、镁、氯丙烯和三乙氧基氢硅的混合物的8-10％加入到反应容器中、其余的氯丙烯和三乙氧基氢硅的混合物加入滴液漏斗中，在搅拌下，缓慢加热引发反应，控制反应温度60～70℃，待反应平稳后，打开滴液漏斗，向反应釜内滴加氯丙烯和三乙氧基氢硅的混合物，滴加完毕，给反应釜加热，使其保持微沸状态3～4小时，反应结束后降温，生成液除去固体盐，将滤液蒸馏，收集160～165℃馏分即为烯丙基三乙氧基硅烷。
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