一种二烷基一氯硅烷的合成方法.pdf

本发明公开了一种二烷基一氯硅烷的合成方法，该方法步骤：将还原剂A加入到盛有溶剂B且装有冷凝回流装置的容器内，A与B的质量比为1:10～1:90，搅拌10～20分钟；在16～20分钟范围内加入同还原剂A等摩尔量的原料C，在温度55℃～90℃下进行反应，搅拌反应时间为2～3小时；原料C结构式为(Rf)2SiCl2，其中Rf为甲基、乙基、丙基或丁基；将反应温度升高到120-130℃，搅拌40-60分钟后停止反应，将反应后混合物经过过滤、蒸馏即可；溶剂B为甲基吡咯烷酮、乙基吡咯烷酮、N,N-二甲基咪唑烷酮中一种或几种，还原剂A为氢化铝/氯化铝、氢化铝锂/氯化铝、氢化钠/氯化铝或氢化铝/氢化铝锂中一种或几种，本方法反应工艺和后处理简捷，合成产率较高，原料成本较低。

权利要求书
1.  一种二烷基一氯硅烷的合成方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将还原剂A加入到盛有溶剂B且装有冷凝回流装置的容器内，A与B的质量比为1:10～1:90，搅拌10～20分钟；
(2)在16-20分钟范围内加入同还原剂A等摩尔量的原料C，在温度55℃～90℃下进行反应，搅拌反应时间为2～3小时；
(3)将反应温度升高到120～130℃，继续搅拌40～60分钟后停止反应；
(4)将反应后混合物经过过滤、蒸馏即可得到二烷基一氯硅烷；
所述还原剂A为氢化铝与氯化铝的混合物，或为氢化铝锂与氯化铝的混合物，或为氢化钠与氯化铝的混合物，或为氢化铝与氢化铝锂的混合物，或为上述混合物中的几种；
所述溶剂B为甲基吡咯烷酮、乙基吡咯烷酮、N,N-二甲基咪唑烷酮中的一种或几种；
所述原料C结构式为(Rf)2SiCl2，其中Rf为甲基、乙基、丙基或丁基。

2.  根据权利要求1所述的一种二烷基一氯硅烷的合成方法，其特征在于：所述还原剂A为氢化铝与氯化铝的混合物时，所述氢化铝与氯化铝的摩尔比7:1～9:1。

3.  根据权利要求1所述的一种二烷基一氯硅烷的合成方法，其特征在于：所述还原剂A为氢化铝锂与氯化铝的混合物时，所述氢化铝锂与氯化铝的摩尔比7:1～9:1。

4.  根据权利要求1所述的一种二烷基一氯硅烷的合成方法，其特征在于：所述还原剂A为氢化钠与氯化铝的混合物时，所述氢化钠与氯化铝的摩尔比7:1～9:1。

5.  根据权利要求1所述的一种二烷基一氯硅烷的合成方法，其特征在于：所述还原剂A为氢化铝与氢化铝锂的混合物时，所述氢化铝与氢化铝锂的摩尔比3:1。

说明书一种二烷基一氯硅烷的合成方法
技术领域
本发明涉及一种有机硅化合物的合成方法，具体是一种二烷基一氯硅烷的合成方法，属于有机合成的技术领域。
背景技术
二烷基一氯硅烷是合成有机硅聚合物很重要的单体之一。其生产水平和装置规模是衡量一个国家有机硅技术水平的重要依据。
目前，合成二烷基一氯硅烷的方法主要有：直接法、格利亚法、高沸物裂解法、重新分配法及烷基氯硅烷还原法等。直接合成法，由于其产率较低，阻碍了其商业化进程。格利亚法和重新分配法后处理较复杂。高沸点裂解法对设备的需求较为严格。甲基氯硅烷还原法由于其产率较高，引起了科研工作者们的广泛关注。但目前已报道的烷基氯硅烷还原法合成二烷基一氯硅烷的方法还普遍存在着产率不高、合成工艺路线和后处理复杂等问题。
日本专利JP 89-158938公开了一种氢化锂在氯化锂/氯化钾熔融盐中，355-470℃下将一甲基二氯硅烷部分氢化成二甲基一氯硅烷，此方法较直接合成一甲基氯硅烷法，产率有所提高，但其产率仍然只有8％-17％，有待进一步提高。
美国专利US 5856548公开了一种新的二甲基一氯硅烷合成法，此方法利用氢化镁和氯化铝作为催化剂，在非极性溶剂十氢化萘等作用下将甲基二氯硅烷还原成二甲基一氯硅烷。产率有所提高，但仍然只有30％-50％。从节约能源的角度考虑，这样的产率还不够。
因此，需要寻求更为有效、简捷、经济的方法，合成产率较高的二烷基一氯硅烷。
发明内容
本发明的目的是提供一种合成二烷基一氯硅烷的新方法，此方法在一定程度上能够克服现有技术中二烷基一氯硅烷的合成产率较低、工艺路线和后处理复杂的难题。
为了达到上述技术目的，本发明的技术方案是：
一种二烷基一氯硅烷的合成方法，包括以下步骤：
(1)将还原剂A加入到盛有溶剂B且装有冷凝回流装置的容器内，A与B的质量比为1:10～1:90，搅拌10～20分钟；
(2)在16～20分钟范围内加入同还原剂A等摩尔量的原料C，在温度55℃～90℃下进行反应，搅拌反应时间为2～3小时。
所述原料C结构式为(Rf)2SiCl2，其中Rf为甲基、乙基、丙基或丁基(参见专利号为US4115426的美国专利)。
(3)将反应温度升高到120～130℃，继续搅拌40～60分钟后停止反应。
(4)将反应后混合物经过过滤、蒸馏即可得到二烷基一氯硅烷。
所述还原剂A为氢化铝/氯化铝(摩尔比7:1-9:1)、氢化铝锂/氯化铝(摩尔比7:1-9:1)、氢化钠/氯化铝(摩尔比7:1-9:1)或氢化铝/氢化铝锂(摩尔比3:1)中的一种或几种。
所述溶剂B为甲基吡咯烷酮、乙基吡咯烷酮、N,N-二甲基咪唑烷酮中的一种或几种。
本发明方法反应工艺和后处理较简捷，产物二烷基一氯硅烷的产率高。与现有技术相比具有以下优点：
(1)本发明提供的二烷基一氯硅烷合成方法产物产率较高；
(2)本发明提供的二烷基一氯硅烷合成方法的反应工艺和后处理简捷；
(3)本发明提供的二烷基一氯硅烷合成方法对设备的要求不太高，易于实现。
(4)本发明提供的二烷基一氯硅烷合成方法在金属氢化物中加入了较为便宜的金属氯化物，节约了成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1
将氢化铝和氯化铝的混合物(氢化铝和氯化铝的摩尔比8:1)41.50g加入到盛有420g N,N-二甲基咪唑烷酮且装有冷凝回流装置的容器内，搅拌10分钟，在16分钟范围内加入125g原料(CH3)2SiCl2，在温度90℃下进行搅拌反应2.5小时。后将反应温度升高到130℃，继续搅拌40分钟停止反应。将反应后混合物经过过滤、蒸馏即可得到二甲基一氯硅烷。
经测试表明，本实施例获得的二甲基一氯硅烷的产率为65％。
实施例2
将氢化铝和氯化铝的混合物(氢化铝和氯化铝的摩尔比8:1)41.50g加入到盛有480g N,N-二甲基咪唑烷酮且装有冷凝回流装置的容器内，搅拌10分钟，在16分钟范围内加入153g原料(CH2CH3)2SiCl2，在温度90℃下进行搅拌反应2.5小时。后将反应温度升高到130℃，继续搅拌40分钟停止反应。将反应后混合物经过过滤、蒸馏即可得到二乙基一氯硅烷。
经测试表明，本实施例获得的二乙基一氯硅烷的产率为63％。
实施例3
将氢化铝和氯化铝的混合物(氢化铝和氯化铝的摩尔比8:1)41.50g加入到盛有520g N,N-二甲基咪唑烷酮且装有冷凝回流装置的容器内，搅拌10分钟，在16分钟范围内加入181g原料(CH2CH2CH3)2SiCl2，在温度90℃下进行搅拌反应2.5小时。后将反应温度升高到130℃，继续搅拌40分钟停止反应。将反应后混合物经过过滤、蒸馏即可得到二丙基一氯硅烷。
经测试表明，本实施例获得的二丙基一氯硅烷的产率为63％。
实施例4
将氢化铝锂和氯化铝的混合物(氢化铝锂和氯化铝的摩尔比8:1)52.61g加入到盛有540g甲基吡咯烷酮且装有冷凝回流装置的容器内，搅拌12分钟，在18分钟范围内加入125g原料(CH3)2SiCl2，在温度80℃下进行搅拌反应3小时。后将反应温度升高到130℃，继续搅拌45分钟停止反应。将反应后混合物经过过滤、蒸馏即可得到二甲基一氯硅烷。
经测试表明，本实施例获得的二甲基一氯硅烷的产率为60％。
实施例5
将氢化铝锂和氯化铝的混合物(氢化铝锂和氯化铝的摩尔比8:1)52.61g加入到盛有540g甲基吡咯烷酮且装有冷凝回流装置的容器内，搅拌12分钟，在18分钟范围内加入153g原料(CH2CH3)2SiCl2，在温度80℃下进行搅拌反应3小时。后将反应温度升高到130℃，继续搅拌45分钟停止反应。将反应后混合物经过过滤、蒸馏即可得到二乙基一氯硅烷。
经测试表明，本实施例获得的二乙基一氯硅烷的产率为57％。
实施例6
将氢化铝锂和氯化铝的混合物(氢化铝锂和氯化铝的摩尔比8:1)52.61g加入到盛有640g乙基吡咯烷酮且装有冷凝回流装置的容器内，搅拌12分钟，在18分钟范围内加入181g原料(CH2CH2CH3)2SiCl2，在温度80℃下进行搅拌反应3小时。后将反应温度升高到130℃，继续搅拌45分钟停止反应。将反应后混合物经过过滤、蒸馏即可得到二丙基一氯硅烷。
经测试表明，本实施例获得的二丙基一氯硅烷的产率为61％。
实施例7
将氢化钠和氯化铝的混合物(氢化钠和氯化铝的摩尔比7:1)37.69g加入到盛有400g N,N-二甲基咪唑烷酮且装有冷凝回流装置的容器内，搅拌10分钟，在16分钟范围内加入125g原料(CH3)2SiCl2，在温度90℃下进行搅拌反应3小时。后将反应温度升高到130℃，继续搅拌40分钟停止反应。将反应后混合物经过过滤、蒸馏即可得到二甲基一氯硅烷。
经测试表明，本实施例获得的二甲基一氯硅烷的产率为67％。
实施例8
将氢化钠和氯化铝的混合物(氢化钠和氯化铝的摩尔比7:1)37.69g加入到盛有400g N,N-二甲基咪唑烷酮且装有冷凝回流装置的容器内，搅拌10分钟，在16分钟范围内加入153g原料(CH2CH3)2SiCl2，在温度90℃下进行搅拌反应3小时。后将反应温度升高到130℃，继续搅拌40分钟停止反应。将反应后混合物经过过滤、蒸馏即可得到二乙基一氯硅烷。
经测试表明，本实施例获得的二乙基一氯硅烷的产率为64％。
实施例9
将氢化铝和氢化铝锂的混合物(氢化铝和氢化铝锂的摩尔比3:1)32.00g加入到盛有400g N,N-二甲基咪唑烷酮且装有冷凝回流装置的容器内，搅拌10分钟，在16分钟范围内加入125g原料(CH3)2SiCl2，在温度90℃下进行搅拌反应2.5小时。后将反应温度升高到130℃，继续搅拌45分钟停止反应。将反应后混合物经过过滤、蒸馏即可得到二甲基一氯硅烷。
经测试表明，本实施例获得的二甲基一氯硅烷的产率为56％。
上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。