一種五甲基二硅氧烷的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種五甲基二硅氧烷的制備方法，通過選取烷烴類或醚類作為溶劑，然后將堿金屬硅醇鹽與二甲基鹵硅烷化合物兩種反應物按照摩爾比1：1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至4?7之間時停止添加反應物，最后經過濾和精餾，得到純度大于97％的產品，實現工業化生產，具有巨大的市場前景和經濟價值。
【專利說明】
一種五甲基二硅氧烷的制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種用于高純度五甲基二硅氧烷的制備方法。
【背景技術】
[0002]1,1,1，3，3_五甲基二硅氧烷是一種常見的有機聚硅氧烷，其特點在于兩個硅上的官能團不對稱。其分子結構中，存在一個活波氫，使得該分子可以與其他化合物相聯接。由于該化合物僅限于醫藥和科學研究方面進行少量應用，因此尚無規模化的工業生產方法。
[0003]現有的小批量制備方法為化學平衡法，具體工藝如下:將等摩爾的三甲基氯硅烷(或六甲基二娃氧燒)、二甲基一氫一氯娃燒(或四甲基二氫二娃氧燒)在少量水和濃硫酸的存在下，進行化學重排，即可獲得含有五甲基二硅氧烷(I)、四甲基二硅氧烷(2)和六甲基二娃氧燒(3)的混合物。其中，五甲基一■娃氧燒約占娃氧燒總質量的50%。利用精飽方法，將五甲基二硅氧烷與其他產物分開，即可獲得純度較高的五甲基二硅氧烷產品。該方法原理簡單，但在實際小規模應用中，產品分離十分困難，產品收率低。主要原因是三種化合物的沸點相差不大。五甲基二硅氧烷沸點86°C、四甲基二硅氧烷沸點71°C和六甲基二硅氧烷的沸點為99°C。從比較可以看出，五甲基二硅氧烷的沸點介于其他兩種主要副產物的沸點之間，與任一副產物的沸點差均不大于15°C。而在一般實驗室條件下，沸點差須大于25°C，兩種化合物才有可能通過精餾獲得較好的分離。否則，即使對于操作經驗豐富的操作者而言，不同化合物的分離也將會是一個繁瑣的過程。實際操作經驗表明，即使經驗豐富的操作者也很難通過一次精餾過程，獲得純度80 %以上的五甲基二硅氧烷化合物。因此，為達到獲得較高純度樣品的目的(如98% )，需要進行多次精餾提純，而最終產品的收率會從反應初始收率的50%，降低到不足10%。
【發明內容】
[0004]為解決上述技術問題，本發明通過合理設計工藝路線，由簡單的原料出發，能夠獲得高純度五甲基二硅氧烷產品，從而避免了高難度的精餾，為實驗室或工業小批量獲得該化合物提供了一種方便快捷的手段。
[0005]為達到上述目的，本發明的技術方案如下:
[0006]—種五甲基二硅氧烷的制備方法，其特征在于，包括:
[0007]步驟1:選取烷烴類或醚類作為溶劑；
[0008]步驟2:將堿金屬硅醇鹽與二甲基鹵硅烷化合物兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至1-13之間時停止添加反應物；
[0009]步驟3:過濾除去無機鹽；
[0010]步驟4:將上述剩余溶液精餾提純。
[0011]優選的，所述堿金屬硅醇鹽包括三甲基硅醇鉀、三甲基硅醇鈉或三甲基硅醇鋰。
[0012]優選的，所述堿金屬硅醇鹽為三甲基硅醇鉀。
[0013]優選的，所述二甲基鹵硅烷化合物包括二甲基一氫一氯、二甲基一氫一溴或二甲基一氫一氟。
[0014]優選的，所述二甲基鹵硅烷化合物為二甲基一氫一氯。
[0015]優選的，所述步驟2中的PH值為4-7之間。
[0016]優選的，所述步驟I中的溶劑為四氫呋喃、環己烷、乙醚或甲苯。
[0017]優選的，所述步驟I中的溶劑為四氫呋喃。
[0018]本發明的有益效果為:反應速度快，強酸與強堿反應，瞬間完成;產品單一，無副產品，因此收率高，超過90% ;較易獲得高純度的產品，大于97%。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合本發明實施例，對本發明技術方案進行清楚、完整地描述。
[0020]實施例一:反應中采用四氫呋喃為溶劑，將三甲基硅醇鉀與二甲基一氫一氯兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至6時，停止添加反應物，過程中注意控制兩個原料的添加速度，使得兩個原料始終以大致等摩爾的速度添加到反應體系中。當兩者添加結束后，回流短暫時間，反應結束。產品體系通過過濾除去氯化鉀，經過精餾提純，除去四氫呋喃，即可獲得98%以上五甲基二硅氧烷
τ?: 口廣PR ο
[0021]實施例二:反應中采用四氫呋喃為溶劑，將三甲基硅醇鉀與二甲基一氫一氯兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至4時停止添加反應物，過程中注意控制兩個原料的添加速度，使得兩個原料始終以大致等摩爾的速度添加到反應體系中。當兩者添加結束后，回流短暫時間，反應結束。產品體系通過過濾除去氯化鉀，經過精餾提純，除去四氫呋喃，即可獲得97%以上五甲基二硅氧烷產品O
[0022]實施例三:反應中采用四氫呋喃為溶劑，將三甲基硅醇鉀與二甲基一氫一氯兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至7時，停止添加反應物，過程中注意控制兩個原料的添加速度，使得兩個原料始終以大致等摩爾的速度添加到反應體系中。當兩者添加結束后，回流短暫時間，反應結束。產品體系通過過濾除去氯化鉀，經過精餾提純，除去四氫呋喃，即可獲得97%以上五甲基二硅氧烷
τ?: 口廣PR ο
[0023]實施例四:反應中采用四氫呋喃為溶劑，將三甲基硅醇鉀與二甲基一氫一溴兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至6時，停止添加反應物，過程中注意控制兩個原料的添加速度，使得兩個原料始終以大致等摩爾的速度添加到反應體系中。當兩者添加結束后，回流短暫時間，反應結束。產品體系通過過濾除去溴化鉀，經過精餾提純，除去四氫呋喃，即可獲得97%以上五甲基二硅氧烷產品。
[0024]實施例四:反應中采用四氫呋喃為溶劑，將三甲基硅醇鉀與二甲基一氫一氟兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至6時，停止添加反應物，過程中注意控制兩個原料的添加速度，使得兩個原料始終以大致等摩爾的速度添加到反應體系中。當兩者添加結束后，回流短暫時間，反應結束。產品體系通過過濾除去氟化鉀，經過精餾提純，除去四氫呋喃，即可獲得97%以上五甲基二硅氧烷
τ?: 口廣PR ο
[0025]實施例五:反應中采用四氫呋喃為溶劑，將三甲基硅醇鈉與二甲基一氫一氯兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至6時，停止添加反應物，過程中注意控制兩個原料的添加速度，使得兩個原料始終以大致等摩爾的速度添加到反應體系中。當兩者添加結束后，回流短暫時間，反應結束。產品體系通過過濾除去氯化鈉，經過精餾提純，除去四氫呋喃，即可獲得97%以上五甲基二硅氧烷
τ?: 口廣PR ο
[0026]實施例六:反應中采用四氫呋喃為溶劑，將三甲基娃醇鈉與二甲基一氫一溴兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至6時，停止添加反應物，過程中注意控制兩個原料的添加速度，使得兩個原料始終以大致等摩爾的速度添加到反應體系中。當兩者添加結束后，回流短暫時間，反應結束。產品體系通過過濾除去溴化鈉，經過精餾提純，除去四氫呋喃，即可獲得97%以上五甲基二硅氧烷產品。
[0027]實施例七:反應中采用四氫呋喃為溶劑，將三甲基硅醇鈉與二甲基一氫一氟兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至6時，停止添加反應物，過程中注意控制兩個原料的添加速度，使得兩個原料始終以大致等摩爾的速度添加到反應體系中。當兩者添加結束后，回流短暫時間，反應結束。產品體系通過過濾除去氟化鈉，經過精餾提純，除去四氫呋喃，即可獲得97%以上五甲基二硅氧烷
τ?: 口廣PR ο
[0028]實施例八:反應中采用四氫呋喃為溶劑，將三甲基硅醇鋰與二甲基一氫一氯兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至6時，停止添加反應物，過程中注意控制兩個原料的添加速度，使得兩個原料始終以大致等摩爾的速度添加到反應體系中。當兩者添加結束后，回流短暫時間，反應結束。產品體系通過過濾除去氯化鋰，經過精餾提純，除去四氫呋喃，即可獲得97%以上五甲基二硅氧烷
τ?: 口廣PR ο
[0029]實施例九:反應中采用四氫呋喃為溶劑，將三甲基硅醇鋰與二甲基一氫一溴兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至6時，停止添加反應物，過程中注意控制兩個原料的添加速度，使得兩個原料始終以大致等摩爾的速度添加到反應體系中。當兩者添加結束后，回流短暫時間，反應結束。產品體系通過過濾除去溴化鋰，經過精餾提純，除去四氫呋喃，即可獲得97%以上五甲基二硅氧烷
τ?: 口廣PR ο
[0030]實施例十:反應中采用四氫呋喃為溶劑，將三甲基硅醇鋰與二甲基一氫一氟兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至6時，停止添加反應物，過程中注意控制兩個原料的添加速度，使得兩個原料始終以大致等摩爾的速度添加到反應體系中。當兩者添加結束后，回流短暫時間，反應結束。產品體系通過過濾除去氟化鋰，經過精餾提純，除去四氫呋喃，即可獲得97%以上五甲基二硅氧烷產品。
[0031]實施例十一:反應中采用環己烷為溶劑，將三甲基硅醇鉀與二甲基一氫一氯兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至6時，停止添加反應物，過程中注意控制兩個原料的添加速度，使得兩個原料始終以大致等摩爾的速度添加到反應體系中。當兩者添加結束后，回流短暫時間，反應結束。產品體系通過過濾除去氯化鉀，經過精餾提純，除去環己烷，即可獲得97%以上五甲基二硅氧烷產品O
[0032]實施例十二:反應中采用乙醚為溶劑，將三甲基硅醇鉀與二甲基一氫一氯兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至6時，停止添加反應物，過程中注意控制兩個原料的添加速度，使得兩個原料始終以大致等摩爾的速度添加到反應體系中。當兩者添加結束后，回流短暫時間，反應結束。產品體系通過過濾除去氯化鉀，經過精餾提純，除去乙醚，即可獲得97 %以上五甲基二硅氧烷產品。
[0033]實施例十三:反應中采用甲苯為溶劑，將三甲基硅醇鉀與二甲基一氫一氯兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至6時，停止添加反應物，過程中注意控制兩個原料的添加速度，使得兩個原料始終以大致等摩爾的速度添加到反應體系中。當兩者添加結束后，回流短暫時間，反應結束。產品體系通過過濾除去氯化鉀，經過精餾提純，除去甲苯，即可獲得97 %以上五甲基二硅氧烷產品。
[0034]在上述實施例中，由于實驗過程中溶液只要控制弱酸至中性就能保證反應的良好進行，因此本發明的溶液PH在4-7之間時都能滿足實際需要，實際實施時也可以選擇4-7之間的任意數值。
[0035]本發明的有益效果為:反應速度快，強酸與強堿反應，瞬間完成;產品單一，無副產品，因此收率高，超過90% ;較易獲得高純度的產品，大于97%。
[0036]對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。
【主權項】
1.一種五甲基二硅氧烷的制備方法，其特征在于，包括: 步驟1:選取烷烴類或醚類作為溶劑； 步驟2:將堿金屬硅醇鹽與二甲基鹵硅烷化合物兩種反應物按照摩爾比1:1等流速添加至上述溶劑中，在添加的過程中同時劇烈攪拌，至溶液PH值至1-13之間時停止添加反應物； 步驟3:過濾除去無機鹽； 步驟4:將上述剩余溶液精餾提純。2.根據權利要求1所述的一種五甲基二硅氧烷的制備方法，其特征在于，所述堿金屬硅醇鹽包括三甲基硅醇鉀、三甲基硅醇鈉或三甲基硅醇鋰。3.根據權利要求1或2所述的一種五甲基二硅氧烷的制備方法，其特征在于，所述堿金屬硅醇鹽為三甲基硅醇鉀。4.根據權利要求1所述的一種五甲基二硅氧烷的制備方法，其特征在于，所述二甲基鹵娃燒化合物包括二甲基一氫一氯、二甲基一氫一溴或二甲基一氫一氟。5.根據權利要求1或4所述的一種五甲基二硅氧烷的制備方法，其特征在于，所述二甲基齒娃燒化合物為二甲基一氫一氯。6.根據權利要求1所述的一種五甲基二硅氧烷的制備方法，其特征在于，所述步驟2中的PH值為4-7之間。7.根據權利要求1或6所述的一種五甲基二硅氧烷的制備方法，其特征在于，所述步驟2中的PH值為6。8.根據權利要求1所述的一種五甲基二硅氧烷的制備方法，其特征在于，所述步驟I中的溶劑為四氫呋喃、環己烷、乙醚或甲苯。9.根據權利要求1所述的一種五甲基二硅氧烷的制備方法，其特征在于，所述步驟I中的溶劑為四氫呋喃。
【文檔編號】C07F7/20GK106046039SQ201610378747
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】徐應剛
【申請人】鎮江中化聚氨酯工業設備有限公司