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1、(10)申请公布号 CN 103288860 A (43)申请公布日 2013.09.11 CN 103288860 A *CN103288860A* (21)申请号 201310175346.0 (22)申请日 2013.05.13 C07F 7/08(2006.01) (71)申请人 西南科技大学 地址 621010 四川省绵阳市涪城区青龙大道 中段 59 号 (72)发明人 杨军校 刘天洋 曹克 黄亚文 (74)专利代理机构 成都蓉信三星专利事务所 51106 代理人 刘克勤 (54) 发明名称 烷基取代二硅烷及其制备方法 (57) 摘要 本发明公开了式 () 所示的烷基取代二硅烷 及其。
2、制备方法, 该化合物的制备方法是将镁粉、 乙 醚、 碘加入到反应器中, 向反应器中滴加溴代烃的 乙醚溶液进行引发, 再将剩余的溴代烃的乙醚溶 液滴加入反应器中, 滴毕后反应 2 3h, 即制成 格氏试剂 ; 将反应体系置于冰水浴中, 将高沸点 氯硅烷废液的乙醚溶液滴入格式试剂中, 滴完后 升至室温反应 1.5 2h, 再升温至 50 60反 应 5 6h ; 加入水, 分离有机相与水相, 水相用石 油醚萃取, 合并有机相、 干燥、 浓缩, 进行硅胶柱层 析, 将淋洗液浓缩, 余下物即为产物烷基取代二硅 烷。 本发明以工业废弃物为原料, 产物具有良好的 热稳定性、 较强的耐热性能, 适用于液压油。
3、、 扩散 泵油和导热油中。Rn Si-Si(CH3)6-n() 。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 17 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书17页 (10)申请公布号 CN 103288860 A CN 103288860 A *CN103288860A* 1/2 页 2 1. 烷基取代二硅烷, 其特征是该化合物具有式 () 所示的化学结构式 : Rn Si-Si(CH3)6-n, 式中 : R=-C6H5、 -C8H17、 -C10H21、 -C12H25等, n=2 6。 () 2. 烷基取代二硅烷的制备方法, 其特征。
4、是包括下列步骤 : a、 配料 : 取原料高沸点氯硅烷废液、 溴代烃、 镁粉、 碘、 乙醚 ; 其中 : 按镁粉 : 溴代烃为 1.0 1.2:1 的摩尔比取镁粉和溴代烃 ; 取碘的质量为镁粉质量的 1% 5% ; 按高沸点氯硅 烷废液中氯原子 : 格氏试剂为1:11.1的摩尔比取高沸点氯硅烷废液, 将高沸点氯硅烷废 液与乙醚混合配制成质量百分比浓度为 15% 25% 的高沸点氯硅烷废液的乙醚溶液, 高沸 点氯硅烷废液中氯原子的含量为 13mol/L ; 所述溴代烃是溴苯、 溴代正辛烷、 溴代正癸烷、 以及溴代十二烷中的任一种, 将溴代烃 与乙醚混合配制成浓度为 2.4 2.6mol/L 的溴。
5、代烃的乙醚溶液 ; b、 制备格氏试剂 : 对装有恒压滴液漏斗的反应器进行抽真空通氮气处理后, 将镁粉加 入到反应器中、 加入质量为镁粉质量的 1 1.5 倍的乙醚、 再加入碘, 在恒压滴液漏斗中加 入溴代烃的乙醚溶液, 向反应器中滴加部分溴代烃的乙醚溶液进行引发, 待反应器中有热 量放出引发成功后, 将剩余部分的溴代烃的乙醚溶液在 0.5 1h 内滴加入反应器中, 滴加 完毕后继续反应 2 3h, 即制成格氏试剂 ; c、 制备烷基取代二硅烷 : 将高沸点氯硅烷废液的乙醚溶液加入反应器的恒压滴液漏斗 中, 将反应体系置于冰水浴中, 将高沸点氯硅烷废液的乙醚溶液在 0.5 1h 内滴入步骤 b。
6、 所制得的格式试剂中, 滴加完后升温至室温再反应 1.5 2h, 之后升温至 50 60继续反 应 5 6h, 得反应后物料 ; d、 分离提纯 : 向反应器中加入体积为反应后物料体积11.5倍的水, 分离有机相与水 相, 水相用其 1 1.5 倍体积的石油醚萃取 1 2 次, 将有机相合并、 加入干燥剂干燥, 再将 有机相浓缩后、 余下物进行硅胶柱层析, 使用有机溶剂进行淋洗, 将溶有产物的淋洗液经过 浓缩、 余下物即为制得的产物烷基取代二硅烷。 3. 按权利要求 2 所述烷基取代二硅烷的制备方法, 其特征是 : 步骤 a 中所述高沸点氯 硅烷废液的化学成分为甲基氯二硅烷的混合物, 该甲基氯。
7、二硅烷的混合物分子通式为 Clm Si-Si(CH3)6-m, 式中 : m=2-6。 4. 按权利要求 2 所述烷基取代二硅烷的制备方法, 其特征是 : 步骤 d 中所述干燥剂为 无水硫酸钠或无水硫酸镁。 5. 按权利要求 2、 3 或 4 所述烷基取代二硅烷的制备方法, 其特征是 : 步骤 d 中所述硅 胶柱层析用有机溶剂为石油醚或正己烷。 6. 烷基取代二硅烷的制备方法, 其特征是包括下列步骤 : a、 配料 : 取原料高沸点氯硅烷废液、 溴代烃、 锂粒、 乙醚 ; 其中 : 按溴代烃 : 锂为 1:2 3 的摩尔比取溴代烃和锂, 按高沸点氯硅烷废液中氯原子 : 烷基锂为1:11.2的摩。
8、尔比取高 沸点氯硅烷废液, 将高沸点氯硅烷废液与乙醚混合配制成含氯原子浓度为 0.3mol/L 的高 沸点氯硅烷废液的乙醚溶液, 其中高沸点氯硅烷废液中氯原子的含量为 13mol/L ; 所述溴代烃是溴苯、 溴代正辛烷、 溴代正癸烷、 溴代十二烷中的任一种, 将溴代烃与乙 醚混合配制成浓度为 5.5mol/L 的溴代烃的乙醚溶液 ; b、 制备烷基锂 : 对装有恒压滴液漏斗的反应器进行抽真空通氮气处理后, 将锂粒加入 权 利 要 求 书 CN 103288860 A 2 2/2 页 3 到反应器中, 加入溶剂石油醚或正己烷, 随后在恒压滴液漏斗中加入溴代烃的乙醚溶液, 向 反应器中滴加部分溴代。
9、烃的乙醚溶液进行引发, 反应引发后在冰水浴中将剩余部分的溴代 烃的乙醚溶液在 0.5 1h 内滴加入反应器进行反应, 滴加完毕后升温至室温继续反应 2 3h, 即制得烷基锂 ; 所述溶剂石油醚或正己烷的质量为所述锂质量的 15 20 倍 ; c、 制备烷基取代二硅烷 : 将高沸点氯硅烷废液的乙醚溶液加入恒压滴液漏斗中, 在冰 水浴下将高沸点氯硅烷废液的乙醚溶液在 0.5 1h 内滴加入反应器内步骤 b 所制得的烷 基锂中, 滴加完毕后将温度升温至室温继续反应 4 6h, 得反应后物料 ; d、 分离提纯 : 向反应器中加入体积为反应后物料体积11.5倍的水, 分离有机相与水 相, 水相用其 1。
10、 1.5 倍体积的石油醚萃取 1 2 次, 将有机相合并、 加入干燥剂干燥, 再将 有机相浓缩后、 余下物进行硅胶柱层析, 使用有机溶剂进行淋洗, 将溶有产物的淋洗液经过 浓缩、 余下物即为制得的产物烷基取代二硅烷。 7. 按权利要求 6 所述烷基取代二硅烷的制备方法, 其特征是 : 步骤 a 中所述高沸点氯 硅烷废液的化学成分为甲基氯二硅烷的混合物, 该甲基氯二硅烷的混合物分子通式为 Clm Si-Si(CH3)6-m, 式中 : m=2-6。 8. 按权利要求 6 所述烷基取代二硅烷的制备方法, 其特征是 : 步骤 d 中所述干燥剂为 无水硫酸钠或无水硫酸镁。 9. 按权利要求 6、 7 。
11、或 8 所述烷基取代二硅烷的制备方法, 其特征是 : 步骤 d 中所述硅 胶柱层析用有机溶剂为石油醚或正己烷。 权 利 要 求 书 CN 103288860 A 3 1/17 页 4 烷基取代二硅烷及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于硅的化合物及主要利用废弃物制备该硅的合物的方法, 涉及一种烷基 取代二硅烷及其制备方法。本发明获得的有机硅化合物烷基取代二硅烷适用作耐热 性、 抗氧化性导热油。 背景技术 0002 有机硅单体 (甲基氯硅烷、 苯基氯硅烷、 乙烯基氯硅烷等) 是整个有机硅材料工业 发展的基础, 其中二甲基二氯硅烷的生产更是有机硅工业发展的支柱。 目前, 工业上生产有 机硅主。
12、要采用铜催化氯仿和硅粉直接合成制备甲基氯硅烷, 而有机硅化工在直接法生产出 有机硅产品的同时也伴随大量的副产物产生 (总产量的 15% 25%) , 其中包含低沸副产物 (沸点在 40以下) 和高沸副产物 (沸点在 70以上) 。目前低沸点副产物可以经过提纯后 资源化利用, 其主要成份为甲基三氯硅烷 (约占总产量的 5 8%) ; 另外还含有一定量的高 沸点副产物 (约占总产量的 10 15%) , 这些高沸点副产物一般沸点高于 140 190, 这 种高沸点废液 (即高沸点副产物) 的主要成份为甲基氯二硅烷类有机硅化合物的混合物, 其 分子式如 ( ) 所示。 0003 Clm Si-Si(。
13、CH3)6-m, 式中 : m=2-6 0004 ( ) 0005 现有技术中, 有机硅行业对于所述主要成份为甲基氯二硅烷类有机硅化合物的混 合物的高沸点废液 (即所述高沸点副产物) 还没有理想的处理方法, 每年在工业生产中产出 大量的高沸点废液, 这类含氯废液不能直接焚烧, 也不能生物降解, 同时在贮存过程还会水 解放出氯化氢气体, 对设备也有很大腐蚀, 对人体和环境会造成极大的危害。 对该类废液的 处理一直都是有机硅行业面临的棘手问题。常规的处理方法为通过水解、 交联形成固体后 填埋, 或者水解后生成硅醇然后再生成其他产品。 该法仅能短期解决问题, 同时会对环境造 成潜在的危害或附加值不高。
14、。 因此, 将这类废液合理处置甚至资源化利用显得尤为迫切。 开 发新技术将有机硅废液变废为宝, 不仅能有效解决环境污染的问题, 还能为有机硅企业带 来额外效益。 0006 有机硅化合物具有优良的耐热性, 抗氧化性、 耐水性、 耐候性、 抗剪切、 电绝缘等性 质, 液体有机硅化合物已经在润滑油、 导热油、 绝缘油、 防震油、 脱模油、 消泡剂、 纺织物整理 剂等多方面获得成功的应用, 市场上通常将这类油称为硅油。目前硅油的结构以聚硅氧烷 为主, 可细分为烃基硅油、 碳官能硅油、 硅官能硅油和非活性改性硅油。然而对于其它结构 的硅油如 Si-C、 硅酸酯等研究和报道得较少。另外虽然硅油作为导热油的。
15、使用性能较其 它多种导热油更为出色, 但是通常仍只能在低于 200条件下使用, 不能满足在苛刻条件 如高温、 酸碱下长期使用的要求 ; 按照硅油分子结构的不同, 其快速氧化温度区间为 200 250 ; 当温度超过硅油的快速氧化温度时, 硅油的粘度将会快速增大, 直至形成凝胶, 无法 满足在高温下下长期使用的要求, 因此人们一直在寻找提高硅油耐热氧化能力的方法, 使 其可以在高温条件下长期使用。 说 明 书 CN 103288860 A 4 2/17 页 5 发明内容 0007 本发明的目的旨在克服现有技术中的不足, 提供一种烷基取代二硅烷及其制备方 法。 本发明回收再利用工业废弃物高沸点氯硅。
16、烷废液 (即所述高沸点副产物、 高沸点废 液) , 通过格氏法等反应, 提供一种具有良好的热稳定性、 抗氧化性以及高闪点等良好性能 的烷基取代二硅烷及其制备方法, 该烷基取代二硅烷可用在液压油、 扩散泵油或导热油中。 0008 本发明的内容是 : 烷基取代二硅烷, 其特征是该化合物具有式 () 所示的化学结 构式 : 0009 Rn Si-Si(CH3)6-n, 0010 式中 : R=-C6H5、 -C8H17、 -C10H21或 -C12H25等, n=2 6。 0011 () 0012 本发明的另一内容是 : 烷基取代二硅烷的制备方法, 其特征是包括下列步骤 : 0013 a、 配料 :。
17、 取原料高沸点氯硅烷废液、 溴代烃、 镁粉、 碘、 乙醚 ; 其中 : 按镁粉 : 溴代烃 为 1.0 1.2:1(最佳摩尔比为 1.1 : 1) 的摩尔比取镁粉和溴代烃 ; 取碘的质量为镁粉质量 的 1% 5% ; 按高沸点氯硅烷废液中氯原子 : 格氏试剂为 1:1 1.1 (最佳摩尔比为 1 : 1.1) 的摩尔比取高沸点氯硅烷废液, 将高沸点氯硅烷废液与乙醚混合配制成质量百分比浓度为 15% 25% 的高沸点氯硅烷废液的乙醚溶液, 高沸点氯硅烷废液中氯原子的含量 (经酸碱滴 定) 为 13mol/L ; 0014 所述溴代烃是溴苯、 溴代正辛烷、 溴代正癸烷、 以及溴代十二烷中的任一种,。
18、 将溴 代烃与乙醚混合配制成浓度为 2.4 2.6mol/L(最佳浓度为 2.5mol/L) 的溴代烃的乙醚溶 液 ; 0015 b、 制备格氏试剂 : 对装有恒压滴液漏斗的反应器进行抽真空通氮气处理后 (以除 去反应器中的氧气及水) , 将镁粉加入到反应器中、 加入质量为镁粉质量的 1 1.5 倍的乙 醚、 再加入碘, 在恒压滴液漏斗中加入溴代烃的乙醚溶液, 向反应器中滴加部分溴代烃的乙 醚溶液进行引发, 待反应器中有热量放出引发成功后,(缓慢) 将剩余部分的溴代烃的乙醚 溶液在 0.5 1h 内滴加入反应器中, 滴加完毕后继续反应 2 3h, 即制成格氏试剂 ; 0016 c、 制备烷基取。
19、代二硅烷 : 将高沸点氯硅烷废液的乙醚溶液反应器的加入恒压滴液 漏斗中, 将反应体系置于冰水浴中, 将高沸点氯硅烷废液的乙醚溶液在 0.5 1h 内 (缓慢) 滴入步骤 b 所制得的格式试剂中, 滴加完后升温至室温再反应 1.5 2h, 之后升温至 50 60继续反应 5 6h, 得反应后物料 ; 0017 d、 分离提纯 : 向反应器中 (缓慢) 加入体积为反应后物料体积 1 1.5 倍的水 (以 终止反应进行) ,(反应终止后) 分离有机相与水相, 水相用其 1 1.5 倍体积的石油醚萃取 1 2 次, 将有机相合并、 加入干燥剂干燥,(干燥处理后的) 再将有机相浓缩 (即蒸馏或减压 蒸馏。
20、除去溶剂) 后、 余下物进行硅胶柱层析, 使用有机溶剂进行淋洗, 将溶有产物的淋洗液 经过浓缩 (即蒸馏或减压蒸馏除去溶剂) 、 余下物即为制得的产物烷基取代二硅烷。 0018 本发明中烷基取代二硅烷的制备方法的化学反应方程式如下 : 0019 说 明 书 CN 103288860 A 5 3/17 页 6 0020 n RMgBr+ClnSi-Si(CH3)6-n RnSi-Si(CH3)6-n+nMgBr2 0021 式中 : R=-C6H5、 -C8H17、 -C10H21或 -C12H25等, n=2 6。 0022 步骤 a 中所述高沸点氯硅烷废液的化学成分为甲基氯二硅烷的混合物, 。
21、该甲基氯 二硅烷的混合物分子通式为 Clm Si-Si(CH3)6-m, 式中 : m=2-6 ; 所述高沸点氯硅烷废液是 (中 国四川省) 泸州北方化工有限公司提供的含氯有机硅工业废液、 也可以是其他企业提供的 含氯有机硅工业废液即高沸点氯硅烷废液。 0023 步骤 d 中所述干燥剂可以为无水硫酸钠或无水硫酸镁。 0024 步骤 d 中所述硅胶柱层析用有机溶剂可以为石油醚或正己烷。 0025 本发明的另一内容还可以是 : 烷基取代二硅烷的制备方法, 其特征是包括下列步 骤 : 0026 a、 配料 : 取原料高沸点氯硅烷废液、 溴代烃、 锂粒、 乙醚 ; 其中 : 按溴代烃 : 锂为 1:2。
22、 3(最佳摩尔比为 1:2.6) 的摩尔比取溴代烃和锂, 按高沸点氯硅烷废液中氯原子 : 烷 基锂为 1:1 1.2(最佳摩尔比为 1 : 1.1) 的摩尔比取高沸点氯硅烷废液, 将高沸点氯硅烷 废液与乙醚混合配制成含氯原子浓度为 0.3mol/L 的高沸点氯硅烷废液的乙醚溶液, 其中 高沸点氯硅烷废液中氯原子的含量 (经酸碱滴定) 为 13mol/L ; 0027 所述溴代烃是溴苯、 溴代正辛烷、 溴代正癸烷、 溴代十二烷中的任一种, 将溴代烃 与乙醚混合配制成浓度为 5.5mol/L 的溴代烃的乙醚溶液 ; 0028 b、 制备烷基锂 : 对装有恒压滴液漏斗的反应器进行抽真空通氮气处理后 。
23、(以除去 反应器中的氧气及水) , 将锂粒加入到反应器中, 加入溶剂石油醚或正己烷, 随后在恒压滴 液漏斗中加入溴代烃的乙醚溶液, 向反应器中滴加部分溴代烃的乙醚溶液进行引发 (反应 体系有热量放出且溶液颜色变为淡紫色) , 反应引发后在冰水浴中将剩余部分的溴代烃的 乙醚溶液在 0.5 1h 内 (缓慢) 滴加入反应器进行反应, 滴加完毕后升温至室温继续反应 2 3h, 即制得烷基锂 ; 0029 所述溶剂石油醚或正己烷的质量为所述锂质量的 15 20 倍 ; 0030 c、 制备烷基取代二硅烷 : 将高沸点氯硅烷废液的乙醚溶液加入恒压滴液漏斗中, 在冰水浴下将高沸点氯硅烷废液的乙醚溶液在 0。
24、.5 1h 内 (缓慢) 滴加入反应器内步骤 b 所制得的烷基锂中, 滴加完毕后将温度升温至室温继续反应 4 6h, 得反应后物料 ; 0031 d、 分离提纯 : 向反应器中 (缓慢) 加入体积为反应后物料体积 1 1.5 倍的水 (对 反应进行终止) ,(反应终止后) 分离有机相与水相, 水相用其 1 1.5 倍体积的石油醚萃取 1 2 次, 将有机相合并、 加入干燥剂干燥,(干燥处理后的) 再将有机相浓缩 (即蒸馏或减压 蒸馏除去溶剂) 后、 余下物进行硅胶柱层析, 使用有机溶剂进行淋洗, 将溶有产物的淋洗液 经过浓缩 (即蒸馏或减压蒸馏除去溶剂) 、 余下物即为制得的产物烷基取代二硅烷。
25、。 0032 本发明中烷基取代二硅烷的另一制备方法的化学反应方程式如下 : 0033 0034 n RLi+ClnSi-Si(CH3)6-n RnSi-Si(CH3)6-n+nLiBr 0035 式中 : R=-C6H5、 -C8H17、 -C10H21或 -C12H25, n=2 6。 说 明 书 CN 103288860 A 6 4/17 页 7 0036 步骤 a 中所述高沸点氯硅烷废液的化学成分为甲基氯二硅烷的混合物, 该甲基氯 二硅烷的混合物分子通式为 Clm Si-Si(CH3)6-m, 式中 : m=2-6 ; 所述高沸点氯硅烷废液是 (中 国四川省) 泸州北方化工有限公司提供的。
26、含氯有机硅工业废液、 也可以是其他企业提供的 含氯有机硅工业废液即高沸点氯硅烷废液。 0037 步骤 d 中所述干燥剂可以为无水硫酸钠或无水硫酸镁。 0038 步骤 d 中所述硅胶柱层析用有机溶剂可以为石油醚或正己烷。 0039 与现有技术相比, 本发明具有下列特点和有益效果 : 0040 (1) 采用本发明, 回收再利用工业废弃物高沸点氯硅烷废液, 这种高沸点氯硅 烷废液的主要成分为多种甲基氯硅烷类有机硅化合物的混合物, 气相色谱显示其组成十分 复杂, 经证明多为二硅的甲基氯化物, 即以 Si-Si 键化合物为主 ; 通过 Si-Cl 键与烷基溴间 的格氏反应或者 Si-Cl 键与烷基锂的反。
27、应, 制备以 Si-C 键为基础的有机硅化合物 (即烷基 取代二硅烷) ; 该有机硅化合物初始降解温度和闪点均大于 250, 可在 200以上稳定工 作, 可满足高端导热介质的性能要求 ; 0041 (2) 本发明采用工业上生产有机硅常见的高沸点废液 (主要成分为甲基氯二硅烷 类有机硅化合物的混合物) 为原料, 制备了一类新型有机硅化合物 (即烷基取代二硅烷) ; 该 类有机硅化合物产物结构可控, 反应工艺简单, 产物提纯方便 ; 同时, 这类有机硅化合物具 有突出的耐热性、 闪点和耐酸碱能力 (沸点 450 , 闪点 300) , 为新型高性能导热油的 开发提供了一条有效的新的途径 ; 本发。
28、明将有机硅废液变废为宝, 不仅能有效解决环境污 染的问题, 还能为有机硅企业带来额外效益, 利于环保, 为有机硅化工产生的高沸点废弃物 的资源化回收再利用提供一条良好途径, 社会效益和经济效益明显 ; 0042 (3) 本发明制备的有机硅化合物以 Si-Si 为核, 并通过 Si-C 键形成多个取代基 团 ; 本发明制备的以 Si-C 键结构为基础的有机硅化合物具有比一些常规硅油更加优越的 性质, 其中最为突出的是耐热性、 闪点和耐酸碱能力 ; 采用本发明制得的有机硅化合物具有 良好的热稳定性和抗氧化性以及高闪点, 适用于液压油、 扩散泵油和导热油中 ; 0043 (4) 本发明产品制备工艺简。
29、单 , 成本低廉, 工序简便, 容易操作, 实用性强。 具体实施方式 0044 下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明, 但不能理解为是对本发明保护范 围的限制, 该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和 调整, 仍属于本发明的保护范围。 0045 实施例 1 : 0046 格式反应制备苯基取代二硅烷的方法, 主要步骤如下 : 0047 a、 原料及配比 : 取原料高沸点氯硅烷废液, 溴苯, 镁粉 ; 按镁粉 : 溴苯为 1.2 : 1 的 摩尔比取镁粉和溴苯 ; 按高沸点氯硅烷废液中氯原子与格氏试剂的摩尔比为 1:1.1 取高沸 点氯硅烷废液 ; 高沸点氯硅烷废。
30、液中氯原子的含量经酸碱滴定为 13mol/L ; 0048 b、 制备格氏试剂 : 将 1.2g(0.050mol)镁粉加入到装有恒压滴液漏斗的反应 器中, 对反应器进行抽真空通氮气三次除去反应器中的氧气及水 ; 在反应器中加入 2ml 乙醚和 40g 催化量的碘, 在恒压滴液漏斗中加入溴苯 (6.44g, 40.7mmol) 的乙醚溶液 (16ml,2.5mol/L) , 向反应器中滴加少量溴苯的乙醚溶液进行引发, 待反应器中有热量放出 说 明 书 CN 103288860 A 7 5/17 页 8 引发成功后, 缓慢将剩余的溴苯溶液在 0.5 1h 内滴加入反应器中, 滴加完毕后继续反应 。
31、2 3h, 制成格氏试剂 ; 0049 c、 制备苯基取代二硅烷 : 将 1.80g,0.52ml 高沸点氯硅烷废液溶于 2ml 的乙醚中 加入恒压滴液漏斗中, 在冰水浴下, 将该溶液缓慢滴入步骤 b 所制得的格式试剂中, 用时 0.5 1h。滴加完后于室温反应 1.5h, 50 60反应 5h ; 0050 d、 分离提纯 : 在冰水冷却下, 缓慢加入 10ml 水终止反应, 分出有机相和水相, 水相 用 10ml 石油醚萃取 1 2 次, 将有机相合并后加入干燥剂干燥过夜 ; 干燥后的有机相浓 缩 (即蒸馏或减压蒸馏除去溶剂, 后同) 后进行硅胶柱层析, 使用有机溶剂进行淋洗, 将溶有 产。
32、物的淋洗液经过浓缩得到淡黄色固体 2.55g 即苯基取代二硅烷 , 产率 67.5%, 熔点约为 60。 0051 产物苯基取代二硅烷的结构表征如下 : 0052 红 外 光 谱 IR(KBr 涂 膜, cm-1) : 2963,1597,1495,1260,864,758,720,702 ; 1H NMR(400MHz, CDCl3):0.078-0.145(6H,-SiCH3),6.82-7.20(20H,-ArH)。熔点 : 60-65 ; 沸点 : 460-480 ; 闪点 : 340-350。 0053 实施例 2 : 0054 格式反应制备辛基取代二硅烷的方法, 主要步骤如下 : 。
33、0055 a、 原料及原料配比 : 取原料高沸点氯硅烷废液、 1- 溴辛烷、 镁粉 ; 按镁粉 : 1- 溴 辛烷为 1.2 : 1 的摩尔比取镁粉和 1- 溴辛烷 ; 按高沸点氯硅烷废液中氯原子 : 格氏试剂为 1:1.1 的摩尔比取高沸点氯硅烷废液, 高沸点氯硅烷废液中氯原子的含量经酸碱滴定为 13mol/L ; 0056 b、 制备格氏试剂 : 将 1.2g(0.050mol) 镁粉加入到装有恒压滴液漏斗的反应器 中, 对反应器进行抽真空通氮气三次除去反应器中的氧气及水 ; 在反应器中加入 2ml 乙醚 和 40g 催化量的碘, 在恒压滴液漏斗中加入 1- 溴辛烷 (7.85g, 40.。
34、7mmol) 的乙醚溶液 (16ml,2.5mol/L) , 向反应器中滴加少量 1- 溴辛烷的乙醚溶液进行引发, 待反应器中有热 量放出引发成功后, 缓慢将剩余的 1- 溴辛烷溶液在 0.5 1h 内滴加入反应器中, 滴加完毕 后继续反应 2 3h, 制成格氏试剂 ; 0057 c、 制备辛基取代二硅烷 : 将 1.80g,0.52ml 高沸点氯硅烷废液溶于 2ml 的乙醚中 加入恒压滴液漏斗中, 在冰水浴下, 将该溶液缓慢滴入步骤 b 所制得的格式试剂中, 用时 0.5 1h ; 滴加完后于室温反应 1.5h, 50 60反应 5h ; 0058 d、 分离提纯 : 在冰水冷却下, 缓慢加。
35、入 10ml 水终止反应, 分出有机相和水相, 水相 用 10ml 石油醚萃取 1 2 次, 将有机相合并后加入干燥剂干燥过夜 ; 干燥后的有机相浓缩 后进行硅胶柱层析, 使用有机溶剂进行淋洗, 将溶有产物的淋洗液经过浓缩得到无色透明 液体 2.43g 即辛基取代二硅烷, 产率 60%。 0059 产物辛基取代二硅烷的结构表征如下 : 0060 红外光谱 IR(KBr 涂膜, cm-1) : 2963,1260,864,720 ; 1H NMR(400MHz, CDCl 3):0. 078-0.145(-SiCH3),0.78-0.92(-SiCH2),1.60-1.93(-CH2),1.21。
36、-1.35(-CH3)。 沸点 : 510; 闪点 : 320 ; 密度 : 0.8762g/mL。 0061 实施例 3 : 0062 格式反应制备癸基取代二硅烷的方法, 主要步骤如下 : 说 明 书 CN 103288860 A 8 6/17 页 9 0063 a、 原料及配比 : 取原料高沸点氯硅烷废液、 1- 溴癸烷、 镁粉 ; 按镁粉 : 1- 溴癸烷为 1.2 : 1 的摩尔比取镁粉和 1- 溴癸烷 ; 按高沸点氯硅烷废液氯原子 : 格氏试剂为 1:1.1 的摩 尔比取高沸点氯硅烷废液, 高沸点氯硅烷废液中氯原子的含量经酸碱滴定为 13mol/L ; 0064 b、 制备格氏试剂 。
37、: 将 1.2g(0.050mol) 镁粉加入到装有恒压滴液漏斗的反应器 中, 对反应器进行抽真空通氮气三次除去反应器中的氧气及水 ; 在反应器中加入 2ml 乙醚 和 40g 催化量的碘, 在恒压滴液漏斗中加入 1- 溴癸烷 (8.99g, 40.7mmol/L) 的乙醚溶液 (16ml,2.5mol/L) , 向反应器中滴加少量 1- 溴癸烷的乙醚溶液进行引发, 待反应器中有热 量放出引发成功后, 缓慢将剩余的 1- 溴癸烷溶液在 0.5 1h 内滴加入反应器中, 滴加完毕 后继续反应 2 3h, 制成格氏试剂 ; 0065 c、 制备癸基取代二硅烷 : 将 1.80g,0.52ml 高沸。
38、点氯硅烷废液溶于 2ml 的乙醚中 加入恒压滴液漏斗中, 在冰水浴下, 将该溶液缓慢滴入步骤 b 所制得的格式试剂中, 用时 0.5 1h ; 滴加完后于室温反应 1.5h, 50 60反应 6h ; 0066 d、 分离提纯 : 在冰水冷却下, 缓慢加入 10ml 水终止反应, 分出有机相和水相, 水相 用 10ml 石油醚萃取 1 2 次, 将有机相合并后加入干燥剂干燥过夜 ; 干燥后的有机相浓缩 后进行硅胶柱层析, 使用有机溶剂进行淋洗, 将溶有产物的淋洗液经过浓缩得到无色透明 液体 3.12g 即癸基取代二硅烷, 产率 62%。 0067 产物癸基取代二硅烷的结构表征如下 : 0068。
39、 红外光谱 IR(KBr 涂膜, cm-1) : 2963,1260,864,720 ; 1H NMR(400MHz, CDCl 3):0. 078-0.145(-SiCH3),0.78-0.92(-SiCH2),1.58-1.96(-CH2),1.21-1.35(-CH3)。 沸点 : 550; 闪点 : 325 ; 密度 : 0.8876g/mL。 0069 实施例 4 : 0070 格式反应制备十二烷基取代二硅烷的方法, 主要步骤如下 : 0071 a、 原料及配比 : 取原料高沸点氯硅烷废液、 1- 溴代十二烷、 镁粉 ; 按镁粉 : 1- 溴 代十二烷为 1.2 : 1 的摩尔比取镁。
40、粉和 1- 溴代十二烷 ; 按高沸点氯硅烷废液 : 格氏试剂为 1:1.1 的摩尔比取高沸点氯硅烷废液, 高沸点氯硅烷废液中氯原子的含量经酸碱滴定为 13mol/L ; 0072 b、 制备格氏试剂 : 将 1.2g(0.050mol) 镁粉加入到装有恒压滴液漏斗的反应器中, 对反应器进行抽真空通氮气三次除去反应器中的氧气及水 ; 在反应器中加入 2ml 乙醚和 40g 催化量的碘, 在恒压滴液漏斗中加入 1- 溴代十二烷 (9.86g, 40.7mmol/L) 的乙醚溶 液 (16ml,2.5mol/L) , 向反应器中滴加少量 1- 溴代十二烷的乙醚溶液进行引发, 待反应器 中有热量放出引。
41、发成功后, 缓慢将剩余的 1- 溴代十二烷溶液在 0.5 1h 内滴加入反应器 中, 滴加完毕后继续反应 2 3h, 制成格氏试剂 ; 0073 c、 制备十二烷基取代二硅烷 : 将 1.80g,6.8mmol 高沸点氯硅烷废液溶于 2ml 的乙 醚中加入恒压滴液漏斗中, 在冰水浴下, 将该溶液缓慢滴入步骤 b 所制得的格式试剂中, 用 时 0.5 1h ; 滴加完后于室温反应 1.5h, 50 60反应 5h ; 0074 d、 分离提纯 : 在冰水冷却下, 缓慢加入 10ml 水终止反应, 分出有机相和水相, 水相 用 10ml 石油醚萃取 1 2 次, 将有机相合并后加入干燥剂干燥过夜 。
42、; 干燥后的有机相浓缩 后进行硅胶柱层析, 使用适当的有机溶剂进行淋洗, 将溶有产物的淋洗液经过浓缩得到无 色透明液体 3.41g 即十二烷基取代二硅烷, 产率 62%。 说 明 书 CN 103288860 A 9 7/17 页 10 0075 产物十二烷基取代二硅烷结构表征如下 : 0076 红外光谱 IR(KBr 涂膜, cm-1) : 2963,1260,864,720 ; 1H NMR(400MHz, CDCl 3):0. 078-0.145(-SiCH3),0.78-0.92(-SiCH2),1.58-1.96(-CH2),1.21-1.35(-CH3)。 沸点 : 590; 闪点。
43、 : 330 ; 密度 : 0.8991g/mL。 0077 实施例 5 : 0078 苯基锂方法制备苯基取代二硅烷, 主要步骤如下 : 0079 a、 原料及原料配比 : 取原料高沸点氯硅烷废液、 溴苯、 锂粒 ; 按溴苯 : 锂为1:2.5的 摩尔比取溴苯和锂, 按高沸点氯硅烷废液中氯原子 : 苯基锂为 1:1.1 的摩尔比取高沸点氯 硅烷废液, 高沸点氯硅烷废液中氯原子的含量经酸碱滴定为 13mol/L ; 0080 b、 制备苯基锂 : 在装有恒压滴液漏斗的反应器中加入锂粒 (0.36g,0.052mol) , 抽 真空通氮气三次后, 在反应器中加入干燥的 3ml 石油醚, 随后在恒压。
44、滴液漏斗中加入溴苯 (4.02g,21mmol) 的乙醚溶液 (4ml, 5.5mol/L) , 向反应器中滴加少量溴苯溶液进行引发 (反 应体系有热量放出且溶液颜色变为淡紫色) , 反应引发后在冰水浴中将剩余的溴苯溶液在 0.5 1h 内缓慢滴加入反应器进行反应, 滴加完毕后升温至室温继续反应 2 3h, 制得苯 基锂试剂 ; 0081 c、 制备苯基取代二硅烷 : 将高沸点氯硅烷废液 (0.93g, 含 20mmol 氯原子) 配成乙 醚溶液 (1.5ml, 0.3mol/L) 加入恒压滴液漏斗中, 在冰水浴下将溶液在 0.5 1h 内缓慢滴 加入反应器中, 滴加完毕后将温度升温至室温继续。
45、反应 5h ; 0082 d、 分离提纯 : 在冰水冷却下, 缓慢加入 10ml 水终止反应, 分出有机相和水相, 水相 再用 10ml 石油醚萃取 1 2 次, 将有机相合并后加入干燥剂干燥过夜 ; 干燥后的有机相浓 缩后进行硅胶柱层析, 使用有机溶剂进行淋洗, 将溶有产物的淋洗液经过浓缩得到淡黄色 固体即为苯基取代二硅烷 1.97g, 熔点约为 60, 产率 65%。 0083 产物苯基取代二硅烷结构表征如下 : 0084 红 外 光 谱 IR(KBr 涂 膜, cm-1) : 2963,1597,1495,1260,864,758,720,702 ; 1H NMR(400MHz, CDC。
46、l3):0.078-0.145(6H,-SiCH3),6.82-7.20(20H,-ArH)。熔点 : 60-65 ; 0085 沸点 : 460-480 ; 闪点 : 340-350。 0086 实施例 6 : 0087 辛基锂方法制备辛基取代二硅烷, 主要步骤如下 : 0088 a、 原料及原料配比 : 取原料高沸点氯硅烷废液、 1- 溴辛烷、 锂粒 ; 按 1- 溴辛烷 : 锂 为 1:2.5 的摩尔比取 1- 溴辛烷和锂, 按高沸点氯硅烷废液中氯原子 : 辛基锂为 1:1.1 的摩 尔比取高沸点氯硅烷废液, 高沸点氯硅烷废液中氯原子的含量经酸碱滴定为 13mol/L ; 0089 b、。
47、 制备辛基锂 : 在装有恒压滴液漏斗的反应器中加入锂粒 (0.36g,0.052mol) , 抽 真空通氮气三次后, 在反应器中加入干燥的 3ml 石油醚, 随后在恒压滴液漏斗中加入 1- 溴 辛烷 (4.05g,0.021mol) 的乙醚溶液 (4ml, 5.5mol/L) , 向反应器中滴加少量 1- 溴辛烷溶液 进行引发 (反应体系有热量放出且溶液颜色变为淡紫色) , 反应引发后在冰水浴中将剩余的 1-溴辛烷溶液在0.51h内缓慢滴加入反应器进行反应, 滴加完毕后升温至室温继续反应 2 3h, 制得辛基锂试剂 ; 0090 c、 制备辛基取代二硅烷 : 将高沸点氯硅烷废液 (0.93g,。
48、 含 20mmol 氯原子) 配成乙 醚溶液 (1.5ml, 0.3mol/L) 加入恒压滴液漏斗中, 在冰水浴下将溶液在 0.5 1h 内缓慢滴 说 明 书 CN 103288860 A 10 8/17 页 11 加入反应器中, 滴加完毕后将温度升温至室温继续反应 5h ; 0091 d、 分离提纯 : 在冰水冷却下, 缓慢加入 10ml 水终止反应, 分出有机相和水相, 水相 再用 10ml 石油醚萃取 1 2 次, 将有机相合并后加入干燥剂干燥过夜, 干燥后的有机相浓 缩后进行硅胶柱层析, 使用适当的有机溶剂进行淋洗, 将溶有产物的淋洗液经过浓缩得到 无色液体即辛基取代二硅烷 1.82g, 产率 55 65%。 0092 产物辛基取代二硅烷的结构表征如下 : 0093 红外光谱 IR(KBr 涂膜, cm-1) : 2963,1260,864,720 ; 1H NMR(400MHz, CDCl 3):0. 078-0.145(-SiCH3),0.78-0.92(-SiCH2),1.60-1.93(-CH2),1.21-1.3。