CN102491993B - 一种三甲基硅醇锂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三甲基硅醇锂的制备方法，该方法是在N2保护下，以无水乙醇、甲醇或丁醇与环己烷为混合溶剂，用氢氧化锂原料与六甲基二硅氧烷反应制备三甲基硅醇锂，该方法具有合成工艺简单、原料便宜易得，成本低廉的特点。所得三甲基硅醇锂作为引发剂主要用于引发环三硅氧烷开环聚合制备嵌段聚硅氧烷或单端官能团聚硅氧烷。
Description
技术领域
本发明涉及一种三甲基硅醇锂的制备方法，属于锂系化合物的合成技术领域。
背景技术
制备聚硅氧烷所用的催化剂中，如钾、钠、锂的氢氧化物等碱金属化合物，锂系化合物使环三硅氧烷开环聚合制备聚硅氧烷时，只能打开环三硅氧烷中的硅氧键，而不能裂解线型聚硅氧烷中的Si-O-Si键，适于制备嵌段聚硅氧烷或单端官能团聚硅氧烷。该类催化剂主要包括正丁基锂、异丁基锂和三甲基硅醇锂等，其中使用丁基锂、异丁基锂制备嵌段聚硅氧烷或单端官能团聚硅氧烷价格昂贵。所以，研发具有合成工艺简单、原料便宜易得、成本低廉的三甲基硅醇锂具有广阔的应用前景。三甲基硅醇锂属于非平衡催化剂，作为环硅氧烷阴离子开环聚合催化剂，特别适合引发环三硅氧烷开环聚合制备嵌段聚硅氧烷或单端官能团聚硅氧烷。
在现有技术中，有关三甲基硅醇锂合成主要有：1、用苯基锂裂解六甲基二硅氧烷来制备三甲基硅醇锂报道，参见Reich，H.J.，Journal of the American Chemical Society，1985，107(13)：4101-4103；2、用甲基锂裂解六甲基二硅氧烷来制备三甲基硅醇锂，参见Preuss，F.，Zeitschrift fuer Naturforschung，B：Chemical Sciences，2002，57(7)：726-730。现有技术方案中都是使用价格比较昂贵的有机锂与六甲基二硅氧烷反应制备三甲基硅醇锂。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种简单、安全而且经济的制备三甲基硅醇锂的方法。
本发明的技术方案如下：
一种三甲基硅醇锂的制备方法，在反应器中加入六甲基二硅氧烷、氢氧化锂原料和混合有机溶剂，在N2保护下加热至溶剂回流，反应时间24～48小时，反应完毕后，自然冷却至室温，过滤，所得固体于80℃、0.1MPa条件下干燥2～4小时，得到三甲基硅醇锂产品。密封保存。所述氢氧化锂原料是氢氧化锂的一水合物，分子式为LiOH·H2O。
所述混合有机溶剂为无水乙醇、丁醇或甲醇与环己烷的组合。
根据本发明优选的，所述六甲基二硅氧烷与氢氧化锂原料(LiOH·H2O)的摩尔比为0.5～2∶1；最优选的，六甲基二硅氧烷与氢氧化锂原料(LiOH·H2O)的摩尔比为1∶1。
根据本发明优选的，所述混合有机溶剂的用量为六甲基二硅氧烷3～6重量倍。
根据本发明优选的，所述混合有机溶剂中无水乙醇、丁醇或甲醇与环己烷可以任意比例的混合；进一步优选的，所述混合有机溶剂中无水乙醇、丁醇或甲醇与环己烷的质量比为1～2∶1。
根据本发明优选的，所述混合有机溶剂是无水乙醇与环己烷(1～1.5)∶1质量比的组合。
根据本发明优选的，六甲基二硅氧烷和氢氧化锂反应过程中要保持强烈搅拌和N2保护，加热至溶剂回流。搅拌转速为100～150转/分钟。
根据本发明优选的，反应过程中生成的水及时从反应体系分离出来。所述反应器是装配有分水器、冷凝管、机械搅拌的反应器。
本发明制备的三甲基硅醇锂主要用作引发剂，用于引发环三硅氧烷开环聚合制备嵌段聚硅氧烷或单端官能团聚硅氧烷。
本发明意外发现在混合有机溶剂中六甲基二硅氧烷与氢氧化锂回流反应得到三甲基硅醇锂。而单纯使用其中之一的有机溶剂无法获得三甲基硅醇锂产物。本发明的方法原料便宜易得且无需进行无水处理、操作简单、后处理简单。避免使用价格昂贵的有机锂原料，有利于三甲基硅醇锂的工业化生产应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。实施例中所用氢氧化锂是一水合物，分子式为LiOH·H2O，天津市福晨化学试剂厂产。
实施例1
在装配分水器、蛇形冷凝管、机械搅拌的250ml四口烧瓶中，放入4.2g氢氧化锂原料(LiOH·H2O)，16.6g六甲基二硅氧烷，40g环己烷和50g无水乙醇，加热至溶剂回流，N2保护下反应35小时，反应过程中保持强烈搅拌，搅拌转速为120转/分钟。反应结束后自然冷却至室温，过滤，取固体为三甲基硅醇锂于0.1MPa，80℃干燥2.5小时，冷却后得8.9g白色三甲基硅醇锂固体产品，产率为93％。密封充N2保存。
实施例2
在装配分水器、蛇形冷凝管、机械搅拌的250ml四口烧瓶中，放入12.6g氢氧化锂LiOH·H2O，40g六甲基二硅氧烷，60g环己烷和60g无水乙醇，加热至溶剂回流，N2保护下反应27小时。反应过程中保持强烈搅拌，搅拌转速为120转/分钟。反应结束后自然冷却至室温，过滤，所得固体为三甲基硅醇锂于0.1MPa、80℃干燥3小时，冷却后得26g白色三甲基硅醇锂固体产品，产率为90％。密封充N2保存。
实施例3
在装配分水器、蛇形冷凝管、机械搅拌的250ml四口烧瓶中，放入4.2g氢氧化锂LiOH·H2O，16g六甲基二硅氧烷，20g环己烷和30g无水乙醇，加热至溶剂回流，N2保护下反应30小时。反应过程中保持搅拌，搅拌转速为100转/分钟。反应结束后自然冷却至室温，过滤，所得固体为三甲基硅醇锂，于0.1MPa、80℃干燥3.5小时，冷却后得7.7g白色三甲基硅醇锂固体产品，产率为80.2％。密封充N2保存。
实施例4
在装配分水器、蛇形冷凝管、机械搅拌的250ml四口烧瓶中，放入5g氢氧化锂LiOH·H2O，18g六甲基二硅氧烷，20g环己烷和40g无水甲醇，加热至溶剂回流，N2保护下反应26小时。反应过程中保持搅拌，搅拌转速为150转/分钟。反应结束后自然冷却至室温，过滤，所得固体为三甲基硅醇锂，于0.1MPa、80℃干燥3.5小时，冷却后得8g白色三甲基硅醇锂固体产品，产率为70％。密封充N2保存。
对比例：
1、在装配分水器、蛇形冷凝管、机械搅拌的250ml四口烧瓶中，放入4.2g氢氧化锂LiOH·H2O，16g六甲基二硅氧烷，60g环己烷，加热至溶剂回流，N2保护下反应30小时。反应过程中保持强烈搅拌，搅拌转速为100转/分钟。反应结束后自然冷却至室温，过滤，所得固体为氢氧化锂，三甲基硅醇锂产物收率为0。
2、在装配分水器、蛇形冷凝管、机械搅拌的250ml四口烧瓶中，放入4.2g氢氧化锂LiOH·H2O，16g六甲基二硅氧烷，40g无水乙醇，加热至溶剂回流，N2保护下反应30小时。反应过程中保持强烈搅拌，搅拌转速为100转/分钟。反应结束后自然冷却至室温，过滤，所得固体为氢氧化锂，三甲基硅醇锂产物收率为0。
Claims (1)
1.一种三甲基硅醇锂的制备方法，其特征在于在反应器中加入六甲基二硅氧烷、氢氧化锂和混合有机溶剂，在N2保护下加热至溶剂回流，保持强烈搅拌，搅拌转速为100～150转/分钟，反应时间24~48小时，反应完毕后，自然冷却至室温，过滤，所得固体于80℃、0.1 MPa 条件下干燥2~4小时，得到三甲基硅醇锂产品；
所述氢氧化锂原料是氢氧化锂的一水合物，分子式为LiOH·H2O；所述六甲基二硅氧烷与氢氧化锂原料LiOH·H2O的摩尔比为1：1；
所述混合有机溶剂的用量为六甲基二硅氧烷3～6重量倍；
所述混合有机溶剂为无水乙醇、丁醇或甲醇与环己烷按质量比1～2：1的组合。
2.如权利要求1所述的三甲基硅醇锂的制备方法，其特征在于所述混合有机溶剂是无水乙醇与环己烷（1～1.5）：1质量比的组合。
3.如权利要求1所述的三甲基硅醇锂的制备方法，其特征在于所述反应器是装配有分水器、冷凝管、机械搅拌的反应器。
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