一種氯甲基三甲氧基硅烷的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種氯甲基三甲氧基硅烷偶聯劑的制備方法，屬于有機化學領域。
【背景技術】
[0002] 2005年德國瓦克集團公司推出的新一代有機官能α硅烷，用亞甲基橋取代了傳統 的丙基橋，使該硅烷非常易于進行化學反應，從而比傳統的γ位硅烷更能促進烷氧基硅的 水解，近幾年來，這種超強在快速固化的密封劑與粘合劑中得到廣泛的應用。氯甲基三甲氧 基是α-硅烷合成基礎的原料中間體，因此，生產氯甲基三甲氧基硅烷對于提高下游α系列硅 烷產品質量水平具有重要意義。
[0003] 現有生產氯甲基三甲氧基硅烷的合成方法一般為釜式反應，其具體方法是：將氯 甲基三氯硅烷投入反應釜，在80~100°C、真空度-0.02~-0.03MPa壓力下緩慢滴甲醇發生 酯化反應，進料時間為10~12h;進料反應完畢后，繼續回流老化反應3~4小時。反應完畢后 用甲醇鈉中和到中性，導入精餾塔進行精餾，制得氯甲基三甲氧基硅烷。
[0004]傳統工藝的缺點是在恒溫、低真空度的條件下進行酯化反應，其反應周期長、能耗 高。反應中的氯化氫不能及時排出反應體系，導致一系列的副反應發生，故產品精餾過程中 高沸多、收率低。另外，反應殘留的氯化氫較多導致中和劑甲醇鈉的用量大，生產成本增加， 中和后的粗品經過精饋廣品含量最尚為90%。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于:提供一種反應過程中氯化氫析出體系物料積累少，故而副反 應少，產品含量高、收率高、中和劑用量少的氯甲基三甲氧基硅烷的制備方法。
[0006] 本發明的技術方案是： 一種氯甲基三甲氧基硅烷制備方法，其特征在于:它包括以下步驟： 1)、在帶有填料柱、恒壓漏斗、加熱裝置、溫度計和回流冷凝器的反應器中；將氯甲基三 氯硅烷與無水甲醇按1:0.52~0.55的質量比分別加入到反應器和恒壓漏斗中； 2 )、接著將反應器內的物料升溫，當反應器內物料的溫度達到118~120 °C時冷凝器開 始有回流，此時開始緩慢均勻的滴加無水甲醇進行反應； 3) 、無水甲醇的滴加時間控制在6.0~6.5h;在無水甲醇的滴加過程中以每小時升高4 ~6°C的幅度升高反應體系溫度，當反應體系溫度升到140~155°C時停止升溫;無水甲醇滴 加完后繼續維持在150~155°C反應1~3小時； 4) 、1~3小時反應完成后，將反應器降至室溫;反應過程中產生的氯化氫尾氣導入到吸 收塔吸收，并用自來水吸收轉化為質量濃度為30~35%的鹽酸； 5) 、接著將反應器內的物料轉至帶機械攪拌的反應容器中，同時加入用和劑中將物料 PH至調節到7-8，攪拌反應1~2h; 6) 、攪拌反應1~2h后過濾;再將得到的濾液進行精餾分離，得含量大于98%的氯甲基三 甲氧基硅烷廣品。
[0007] 所述的中和劑為氨氣、三乙胺、三正丁胺、乙二胺中的任一種，優選為三乙胺。
[0008] 所述的中和劑用量為氯甲基三氯硅烷質量的0.02~0.05%。
[0009] 本發明與現有方法產品對比表：
本發明的優點是： (1)采用塔式反應器反應，便于反應過程中氯化氫析出體系物料積累少，故而副反應 少，產品含量高、收率高、中和劑的用量少。
[0010] (2)用三乙胺作中和劑，副反應少，有利于提高產品含量，操作簡單，生成的三乙胺 鹽酸鹽很容易處理后回收循環使用。
[0011] (3)反應采用常壓反應，副產物氯化氫相對比與負壓反應更方便吸收轉化為鹽酸 產品。
[0012] ⑷在塔式中進行的是氣液相反應，反應效率高，縮短了反應時間，減少了能耗。
【具體實施方式】 [0013] 實施例1: 在2000ml的四口燒瓶上裝上填料柱、恒壓漏斗、溫度計和加熱裝置，填料柱的上方裝上 冷凝管;先將l〇〇〇g(5.43mol)的氯甲基三氯硅烷投入到燒瓶中，再將550g(17.19mol)的無 水甲醇加入到恒壓漏斗中；將燒瓶中的物料加熱到118 °C時開始有物料回流，此時開始緩慢 均勻的滴加無水甲醇進行反應，無水甲醇進料時間控制在6.0h，在無水甲醇的進料過程中 以每小時6°C的幅度升溫，反應體系升到140°C時停止升溫;無水甲醇進完后繼續維持在140 °C條件下反應1.0h，l.Oh反應完畢后降至室溫;反應過程中產生的氯化氫尾氣導入帶循環 水的吸收塔吸收，并用自來水吸收轉化為質量濃度為30~35%的鹽酸;接著將反應的物料轉 入帶機械攪拌的燒瓶中，用〇.24g的乙二胺中和到PH值為7,攪拌反應2h，過濾;將得到的濾 液進行精餾，得899g氯甲基三甲氧基硅烷產品，產品收率97.2%，用氣相色譜檢測產品含量 98.2%，用電位滴定測定儀檢測產品中氯離子含量為21ppm。
[0014] 實施例2: 在2000ml的四口燒瓶上裝上填料柱、恒壓漏斗、溫度計和加熱裝置，填料柱的上方裝上 冷凝管；先將l〇〇〇g(5 · 43mol)的氯甲基三氯硅烷投入到燒瓶中，再將530g( 16 · 56mol)的無 水甲醇加入到恒壓漏斗中；將燒瓶中的物料加熱到120 °C時開始有物料回流，此時開始緩慢 均勻的滴加無水甲醇進行反應，甲醇進料時間控制在6.5h，在無水甲醇的進料過程中以每 小時4°C的幅度升溫，反應體系升到145°C時停止升溫;無水甲醇進完后繼續維持在145°C反 應3 h，3 h完畢后降至室溫;反應過程中產生的氯化氫尾氣導入帶循環水的吸收塔吸收，并 用自來水吸收轉化為質量濃度為30~35%的鹽酸。接著將反應的物料轉入2000ml帶機械攪 拌的燒瓶中，用〇 . 38g的三乙胺中和到PH值為7-8，攪拌反應1. Oh，過濾;將得到的濾液進行 精餾，得915g氯甲基三甲氧基硅烷產品，產品收率98.8%，用氣相色譜檢測產品含量98.9%， 用電位滴定測定儀檢測產品中氯離子含量為7ppm。
[0015] 實施例3: 在2000ml的四口燒瓶上裝上填料柱、恒壓漏斗、溫度計和加熱裝置，填料柱的上方裝上 冷凝管;先將l〇〇〇g(5.43mol)的氯甲基三氯硅烷投入到燒瓶中，再將525g( 16.40mol)的無 水甲醇加入到恒壓漏斗中；將燒瓶中的物料加熱到120 °C時開始有物料回流，此時開始緩慢 均勻的滴加無水甲醇進行反應，甲醇進料時間控制在6.5h，在無水甲醇的進料過程中以每 小時5°C的幅度升溫，反應體系升到155°C時停止升溫；甲醇進完后繼續維持在155°C反應 1.5h，1.5h反應完畢后降至室溫;反應過程中產生的氯化氫尾氣導入帶循環水的吸收塔吸 收，并用自來水吸收轉化為質量濃度為30~35%的鹽酸。接著將反應的物料轉入2000ml帶機 械攪拌的燒瓶中，用〇. 25g的三正丁胺中和到PH值為7-8，攪拌反應1.5h，過濾;將得到的濾 液進行精餾，得921g氯甲基三甲氧基硅烷產品，產品收率99.5%，用氣相色譜檢測產品含量 99.2%，用電位滴定測定儀檢測產品中氯離子含量為3ppm。
【主權項】
1. 一種氯甲基三甲氧基硅烷制備方法，其特征在于:它包括以下步驟： 1)、在帶有填料柱、恒壓漏斗、加熱裝置、溫度計和回流冷凝器的反應器中；將氯甲基三 氯硅烷與無水甲醇按1:0.52~0.55的質量比分別加入到反應器和恒壓漏斗中； 2 )、接著將反應器內的物料升溫，當反應器內物料的溫度達到118~120 °C時冷凝器開 始有回流，此時開始緩慢均勻的滴加無水甲醇進行反應； 3) 、無水甲醇的滴加時間控制在6.0~6.5h;在無水甲醇的滴加過程中以每小時升高4 ~6°C的幅度升高反應體系溫度，當反應體系溫度升到140~155°C時停止升溫;無水甲醇滴 加完后繼續維持在150~155°C反應1~3小時； 4) 、1~3小時反應完成后，將反應器降至室溫;反應過程中產生的氯化氫尾氣導入到吸 收塔吸收，并用自來水吸收轉化為質量濃度為30~35%的鹽酸； 5) 、接著將反應器內的物料轉至帶機械攪拌的反應容器中，同時加入用和劑中將物料 PH至調節到7-8，攪拌反應1~2h; 6) 、攪拌反應1~2h后過濾;再將得到的濾液進行精餾分離，得含量大于98%的氯甲基三 甲氧基硅烷廣品。2. 根據權利要求1所述的一種氯甲基三甲氧基硅烷制備方法，其特征在于:所述的中和 劑為氨氣、三乙胺、三正丁胺、乙二胺中的任一種，優選為三乙胺。3. 根據權利要求1所述的一種氯甲基三甲氧基硅烷制備方法，其特征在于:所述的中和 劑用量為氯甲基三氯硅烷質量的〇. 02~0.05%。
【專利摘要】本發明涉及一種氯甲基三甲氧基硅烷偶聯劑的制備方法，屬于有機化學領域。本發明采用氯甲基三氯硅烷與無水甲醇在反應塔中通過氣液相發生酯化反應生成氯甲基三甲氧基硅烷粗品，該粗品在常溫下通過采用三乙胺攪拌中和、過濾、精餾得到氯甲基三甲氧基硅烷產品。本發明產品含量可直到98%以上，收率達到96～98%,設備簡單，副產物氯化氫很方便用水吸收轉化為鹽酸產品。
【IPC分類】C07F7/18, C01B7/01
【公開號】CN105646564
【申請號】
【發明人】黃怡萍, 劉明鋒, 陳圣云, 甘俊, 甘書官
【申請人】荊州市江漢精細化工有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月14日