專利名稱：一種除去雜質硅氧烷精制二環戊基二甲氧基硅烷的方法
技術領域：
本發明涉及化工原料領域，是采用格氏試劑工藝合成二環戊基二甲氧基硅烷，并采用堿反應除去雜質硅氧烷進行精制的方法。
背景技術：
二環戊基二甲氧基硅烷——(C5H9)2Si(OCH3)2，簡稱DCPMS，工業上稱為DONOR-D。20世紀90年代，Montell公司的科學家發現用高純的二環戊基二甲氧基硅烷作為Zigler-Natta催化體系的外給電子體時，更易于提高聚丙烯的等規度，且催化體系的活性更高，聚丙烯的性能尤其是力學性能有明顯的改善。
格氏試劑工藝該方法先采用氯代或溴代環戊烷和金屬鎂在有機溶劑中進行反應制備格氏試劑。再將制備好的格氏試劑與四甲氧基硅烷進行反應，得到粗制的DONOR-D。粗制DONOR-D經過精密分餾制得高純度DONOR-D。采用此工藝已申請的專利有美國阿克蘇公司(Ako America Inc)的US4777278，日本信越化學工業株式會社的EP460590和德國Schering AG公司US4958041等。國內湖北化工設計院、大連理工大學采用格氏試劑法分別采用甲苯和甲基叔丁基醚為溶劑制備的DONOR-D純度為99％，收率分別為78.2％和87.8％。
格氏試劑工藝的制備按如下反應式進行 采用格式工藝制備二環戊基二甲氧基硅烷，其優點為工藝步驟簡單，設備投資小，原料易得，所以國內研究大多采用此工藝。
日本專利(JP07.10888；1995)利用三氟甲黃酸(CF3SO3H)為除雜劑，除去副產物環戊基環戊氧基二甲氧基硅烷(A)，再經減壓蒸餾可得到99.9％的DONOR-D產品。
研究發現，采用格式路線得到的粗DONOR-D組分非常復雜，除日本專利(JP07.10888)所述的(A)外主要還有以下五種硅氧烷類物質，用B、C、D、E、F表示，其中A、B、C的沸點和產品DONOR-D相近，故僅通過精密分餾是無法的到高純度99.5％以上的DONOR-D。
A、B、C、D、E、F的結構見下圖 D二(環戊基二甲氧基)硅氧烷、E環戊基三甲氧基硅烷、F四甲氧基硅烷。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是改進現有技術的不足，提供一種適宜于工業化生產高純DONOR-D的方法，使DONOR-D的合成工藝操作簡單易行，且使得率提高到87％，純度達到99.5％。
本發明解決其技術問題采用的技術方案是，采用格氏試劑工藝生產，用堿與格氏試劑法生產的粗制DONOR-D進行反應除去雜質硅氧烷。
本發明所述雜質硅氧烷為以下格氏試劑工藝產生的難分離的副產物，A環戊基環戊氧基二甲氧基硅烷、B三甲氧基環戊基二甲氧基硅氧烷、C三甲氧基甲基二甲氧基硅氧烷，其結構如下圖 本發明所述堿的用量為每100g純度為95％～98％的粗制二環戊基二甲氧基硅烷，采用0.05～0.5mol的堿進行反應除雜。
本發明所述反應除去硅氧烷所用的堿為氫氧化鈉、乙醇鈉、甲醇鈉、叔丁醇鈉、氫氧化鉀、乙醇鉀、甲醇鉀、叔丁醇鉀之一或兩種以上。
本發明除去硅氧烷反應溫度控制在20～100℃。
本發明利用反應除去雜質硅氧烷生產DONOR-D的方法，與現有技術相比較，本發明具有如下主要優點其一、流程簡單合理，采用易得原料堿處理粗制DONOR-D，使反應易于控制，即操作簡單易行，工業生產穩定；其二、通過反應除去雜質硅氧烷進行精制，可以得到高純度99.5％的DONOR-D產品。
其三、該工藝路線設備投資低，設備負荷小，設備時空效率高，工程放大效應較小。
具體實施例方式
下面結合實施實例對本發明作進一步說明。
實施例1在500mL三頸燒瓶中分別裝置機械攪拌、冷凝器及恒壓漏斗，先在燒瓶內放置12.2g鎂絲和100mL無水正丁醚。在恒壓漏斗中加入52.2g氯代環戊烷及100mL無水正丁醚，先向燒瓶中滴加混合液20ml及0.1g固體碘作引發劑，然后開動攪拌控制溫度為50～60℃，在1h內將混合液全部滴加入三頸燒瓶，再在90℃反應1h生成格氏試劑。將制備好的格氏試劑滴加入加有34.0g四甲氧基硅烷和60mL無水正丁醚的混合物的另一三頸燒瓶進行反應。將上述反應混和物冷卻離心分離處理，常壓蒸餾，減壓精餾，在一定真空條件(666pa)下，收集103℃餾分，純度為97.8％。
取上述粗制DONOR-D 100g，加入0.2mol固體NaOH進行反應，在70℃反應3h。加入10g甲醇中此反應，利用精餾塔精餾，在一定真空條件(666pa)下，收集103℃餾分，得純度99.5％的DONOR-D。
實施例2反應條件同例1，取上述粗制DONOR-D 100g，加入0.3mol固體KOH進行反應，在90℃反應1h。加入10g甲醇中此反應，利用精餾塔精餾，在一定真空條件(666pa)下，收集103℃餾分，得純度99.5％的DONOR-D。
實施例3反應條件同例1，取上述粗制DONOR-D 100g，加入0.3molCH3OK進行反應，在50℃反應3.5小時。加入10g甲醇中此反應，利用精餾塔精餾，在一定真空條件(666pa)下，收集103℃餾分，得純度99.5％的DONOR-D。
實施例4反應條件同例1，取上述粗制DONOR-D 100g，加入0.3mol固體CH3ONa進行反應，在70℃反應2.5小時。加入10g甲醇中此反應，利用精餾塔精餾，在一定真空條件(666pa)下，收集103℃餾分，得純度99.5％的DONOR-D。
實施例5使用乙醚為溶劑，控制滴加溫度為30～40℃，在1h內將混合液全部滴加入三頸燒瓶，再在使乙醚回流的情況下反應2h生成格氏試劑。其它條件同例1，在一定真空條件(666pa)下，收集103℃餾分，純度為95.8％。取上述粗制DONOR-D 100g，加入0.3mol固體叔丁醇鈉進行反應，在50℃反應2.5小時。加入10g甲醇中此反應，利用精餾塔精餾，在一定真空條件(666pa)下，收集103℃餾分，得純度99.5％的DONOR-D。
實施例6反應條件同例1，取上述粗制DONOR-D 100g，固體NaOH和KOH共0.3mol進行反應，在70℃反應2.5小時。加入10g甲醇中此反應，利用精餾塔精餾，在一定真空條件(666pa)下，收集103℃餾分，得純度99.5％的DONOR-D。
實施例7反應條件同例1，取上述粗制DONOR-D 100g，固體NaOH和乙醇鈉共0.5mol進行反應，在100℃反應2.5小時。加入10g甲醇中此反應，利用精餾塔精餾，在一定真空條件(666pa)下，收集100℃餾分，得純度99.5％的DONOR-D。
實施例8反應條件同例1，取上述粗制DONOR-D 100g，固體NaOH和叔丁醇鈉共0.2mol進行反應，在30℃反應3小時。加入10g甲醇中此反應，利用精餾塔精餾，在一定真空條件(666pa)下，收集100℃餾分，得純度99.5％的DONOR-D。
這些實例證明，用本發明方法，可以制得以前不可能制得的高純度99.5％的DONOR-D。
權利要求
1.一種二環戊基二甲氧基硅烷的精制方法，采用格氏試劑工藝生產，其特征在于用堿與格氏試劑法生產的粗制二環戊基二甲氧基硅烷進行反應除去雜質硅氧烷。
2.根據權利要求1所述的二環戊基二甲氧基硅烷的精制方法，其特征在于雜質硅氧烷為以下格氏試劑工藝產生的難分離的副產物，A環戊基環戊氧基二甲氧基硅烷、B三甲氧基環戊基二甲氧基硅氧烷、C三甲氧基甲基二甲氧基硅氧烷，其結構如下圖
3.根據權利要求1或2所述的二環戊基二甲氧基硅烷的精制方法，其特征在于每100g純度為95％～98％的粗制二環戊基二甲氧基硅烷，采用0.05～0.5mol的堿進行反應除雜。
4.根據權利要求1或2所述的二環戊基二甲氧基硅烷的精制方法，其特征在于反應除去硅氧烷所用的堿為氫氧化鈉、乙醇鈉、甲醇鈉、叔丁醇鈉、氫氧化鉀、乙醇鉀、甲醇鉀、叔丁醇鉀之一或兩種以上。
5.根據權利要求1或2所述的精制二環戊基二甲氧基硅烷的方法，其特征在于除去硅氧烷反應溫度控制在20～100℃。
全文摘要
本發明公開了一種除去雜質硅氧烷精制二環戊基二甲氧基硅烷的方法，采用格氏試劑工藝生產，用堿與格氏試劑法生產的粗制DONOR－D進行反應除去雜質硅氧烷。每100g純度為95％～98％的粗制二環戊基二甲氧基硅烷，采用0.05～0.5mol的堿進行反應除雜。所述堿為氫氧化鈉、乙醇鈉、甲醇鈉、叔丁醇鈉、氫氧化鉀、乙醇鉀、甲醇鉀、叔丁醇鉀之一或兩種以上。本發明流程簡單合理，采用易得原料堿處理粗制DONOR－D，使反應易于控制，即操作簡單易行，工業生產穩定；可以得到高純度99.5％的DONOR－D產品該工藝路線設備投資低，設備負荷小，設備時空效率高，工程放大效應。
文檔編號C07F7/18GK1765905SQ20051001984
公開日2006年5月3日 申請日期2005年11月19日 優先權日2005年11月19日
發明者廖維林, 夏劍輝, 許招會, 朱篤, 熊斌, 李小明 申請人:江西師范大學, 江西西林科新材料有限公司