專利名稱：一種高純度三異丙基氯硅烷的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)合成方法，尤其是三異丙基氯硅烷硅烷的化學(xué)合成工藝。
背景技術(shù)：
三異丙基氯硅烷是一種重要的位阻型有機(jī)硅保護(hù)劑，主要用于保護(hù)各種類型的羥基，特別是在多官能羥基化合物中，可有選擇地進(jìn)行保護(hù)和脫保護(hù)，這對(duì)合成核苷、核苷酸和糖類化合物非常重要；也是合成能具有即使長(zhǎng)期浸潰在海水中也很難出現(xiàn)毛細(xì)裂縫等涂膜缺陷并且能防止或能抑制粘液附著的、具有優(yōu)良的耐水性并可長(zhǎng)期有效地產(chǎn)生防污效果的涂膜的防污涂料組合物的原料，該組合物降低了蒸發(fā)到空氣中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的含量并具有高度的環(huán)境安全性。目前三異丙基氯硅烷的合成方法主要有三類:
1、以三異丙基硅烷為原料，用氯氣、氯化亞砜，氯化氫等試劑將硅上的氫氯代。類似的化合物合成方法參見(Waku H, Mori K, Masuoka S.Preparation method fororganosilylchloride [P].JP2004284967、日本專利出版物 Kokai He1-6-157554、Methodfor the preparation of triorganochlorosilane EP 0601380 Al)。此類反應(yīng)中或使用了高毒氣體，或會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有污染的氣體，或生成易燃易爆的氣體，所以既不環(huán)保，也不安全，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。2、以四氯化硅為原料，與異丙基鋰反應(yīng)得到三異丙基氯硅烷。類似的反應(yīng)參見(如J.0rg.Chem.，Vol43, p.3649中所述)。此類反應(yīng)由于金屬鋰和烷基鋰兩者的價(jià)格比較高，且處理非常危險(xiǎn)，所以既不經(jīng)濟(jì)，也不安全，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。3、以四氯化 硅為原料，與異丙基氯化鎂反應(yīng)得到三異丙基氯硅烷。參見(黎文海，闞子規(guī)，黃山.一種三異丙基氯硅烷的合成方法.廣東化工、生產(chǎn)三有機(jī)基-單氯硅烷的方法CN1867221A)，但此方法副反應(yīng)較多，很難得到高純度的三異丙基氯硅烷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提出一種方便工業(yè)化生產(chǎn)的、清潔、高效的合成高純度三異丙基氯硅烷的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟:
1)將二異丙基娃燒和氧化劑反應(yīng)制備二異丙基娃醇；所述氧化劑為雙氧水、過氧乙酸、高鐵酸鉀、氯酸鉀、氯酸鈉、次氯酸鈉或高錳酸鉀其中的至少任意一種；
2)以三異丙基娃醇和氯化氫氣體為原料,在-5 5°C的溫度條件下制備三異丙基氯娃燒。本發(fā)明以二異丙基娃燒和氧化劑制備二異丙基娃醇，二異丙基娃燒可被定量氧化，沒有副反應(yīng)發(fā)生，收率可以達(dá)到100%;氯化過程，在低溫條件下進(jìn)行，只要控制氯化氫的通入量，便能有效地阻止三異丙基氯硅烷的水解，其收率會(huì)達(dá)到99%以上。本發(fā)明相較其他的合成方法，有以下特點(diǎn):1、反應(yīng)條件比較溫和，操作簡(jiǎn)單，容易控制；
2、兩步反應(yīng)中的副產(chǎn)物均為水，所以合成過程相比較其他工藝，沒有易燃、易爆、高污染的物質(zhì)生產(chǎn),整個(gè)過程清潔環(huán)保；
3、由于合成過程中沒有產(chǎn)生其他副反應(yīng)，所以產(chǎn)品收率高，純度高，便于工業(yè)化推廣。具體地，本發(fā)明所述步驟I)中，先將三異丙基硅烷和催化劑混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，升溫至混合體系的溫度為70 110°C的條件下滴加氧化劑，保溫反應(yīng)至反應(yīng)結(jié)束，然后降溫、靜置后，取得有機(jī)相——三異丙基硅醇；所述催化劑為碘或溴或金屬鹵化物(MX，X=Cl, Br, I)或鹵化氫(HX，X=ClJr, I)其中的一種。所述二異丙基娃燒和氧化劑的投料物質(zhì)的比為1:1 1.5。所述步驟I)中，所述催化劑與三異丙基硅烷的投料質(zhì)量比為I 500:1000。所述步驟2)中，先將三異丙基硅醇和無水硫酸鈉混合，再加入季銨鹽催化劑(R4N+X_，其中R可以為甲基、乙基、異丙基、苯基、芐基中的一種，R可以相同，也可以不同，X—為Cl' Br' Γ、HS04_或RC00_中的一種)，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，混合體系的溫度為-5 5°C時(shí)通入HCl氣體進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后靜置，取有機(jī)相，即三異丙基氯硅烷。所述三異丙基硅醇和無水硫酸鈉的投料質(zhì)量比為100:3 30。
具體實(shí)施例方式步驟1:二異丙基娃醇的制備
在裝有攪拌器，溫度計(jì)，冷凝管的500ml的四口燒瓶中，加入158.3g (Imol)三異丙基硅烷和0.1 50%的催化劑(碘或溴或金屬鹵化物MX或鹵化氫中的一種，X為Cl、Br或I)，氮?dú)獗Ｗo(hù)，在70 110°C下滴加濃度為50%的雙氧水68g (lmol)，約4h滴加完畢，在70 110°C保溫2h后，降溫至室溫，靜置lh，分出水相，得到三異丙基硅醇174g。該產(chǎn)物由氣相色譜法分析顯示了 99.5%的含量。本步驟反應(yīng)式如下:
權(quán)利要求
1.一種高純度三異丙基氯硅烷的合成方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將二異丙基娃燒和氧化劑反應(yīng)制備二異丙基娃醇；所述氧化劑為雙氧水、過氧乙酸、高鐵酸鉀、氯酸鉀、氯酸鈉、次氯酸鈉或高錳酸鉀其中的至少任意一種； 2)以三異丙基娃醇和氯化氫氣體為原料,在-5 5°C的溫度條件下制備三異丙基氯娃燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高純度三異丙基氯硅烷的合成方法，其特征在于所述步驟O中，先將三異丙基硅烷和催化劑混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，升溫至混合體系的溫度為70 110°C的條件下滴加氧化劑，保溫反應(yīng)至反應(yīng)結(jié)束，然后降溫、靜置后，取得有機(jī)相一三異丙基硅醇；所述催化劑為碘或溴或金屬鹵化物MX,或鹵化氫HX中的一種，其中X為Cl、Br 或 I。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高純度三異丙基氯硅烷的合成方法，其特征在于所述三異丙基硅烷和氧化劑的投料質(zhì)量的比為1:1 1.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述高純度三異丙基氯硅烷的合成方法，其特征在于所述步驟I)中，所述催化劑與三異丙基硅烷的投料質(zhì)量比為I 500:1000。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高純度三異丙基氯硅烷的合成方法，其特征在于所述步驟2)中，先將三異丙基硅醇和無水硫酸鈉混合，再加入季銨鹽催化劑R4N+X_，其中R為甲基、乙基、異丙基、苯基或芐基中的一種，為Cl—、Br—、Γ、HSO4-或RCOO—中的一種；然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，混合體系的溫度為-5 5°C時(shí)通入HCl氣體進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后靜置,取有機(jī)相，即三異丙基氯硅烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述高純度三異丙基氯硅烷的合成方法，其特征在于所述三異丙基硅醇和無水硫酸鈉的投料質(zhì)量比為100:3 30。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述高純度三異丙基氯硅烷的合成方法，其特征在于所述三異丙基硅醇和季銨鹽催化劑的投料質(zhì)量比為1000:3 5。
全文摘要
一種高純度三異丙基氯硅烷的合成方法，涉及一種三異丙基氯硅烷硅烷的化學(xué)合成工藝技術(shù)領(lǐng)域。先將三異丙基硅烷和氧化劑反應(yīng)制備三異丙基硅醇；所述氧化劑為雙氧水、過氧乙酸、高鐵酸鉀、氯酸鉀、氯酸鈉、次氯酸鈉或高錳酸鉀其中的至少任意一種；再以三異丙基硅醇和氯化氫氣體為原料，在-5～5℃的溫度條件下制備三異丙基氯硅烷。本發(fā)明以三異丙基硅烷和氧化劑制備三異丙基硅醇，三異丙基硅烷可被定量氧化，沒有副反應(yīng)發(fā)生，收率可以達(dá)到100%；氯化過程，在低溫條件下進(jìn)行，只要控制氯化氫的通入量，便能有效地阻止三異丙基氯硅烷的水解，其收率會(huì)達(dá)到99%以上。
文檔編號(hào)C07F7/12GK103232485SQ20131013616
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者李輝寧, 魏開舉, 孫健, 張眾笑 申請(qǐng)人:揚(yáng)州三友合成化工有限公司