一种氯甲基三甲氧基硅烷的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种氯甲基三甲氧基硅烷偶联剂的制备方法，属于有机化学领域。
【背景技术】
[0002] 2005年德国瓦克集团公司推出的新一代有机官能α硅烷，用亚甲基桥取代了传统 的丙基桥，使该硅烷非常易于进行化学反应，从而比传统的γ位硅烷更能促进烷氧基硅的 水解，近几年来，这种超强在快速固化的密封剂与粘合剂中得到广泛的应用。氯甲基三甲氧 基是α-硅烷合成基础的原料中间体，因此，生产氯甲基三甲氧基硅烷对于提高下游α系列硅 烷产品质量水平具有重要意义。
[0003] 现有生产氯甲基三甲氧基硅烷的合成方法一般为釜式反应，其具体方法是：将氯 甲基三氯硅烷投入反应釜，在80~100°C、真空度-0.02~-0.03MPa压力下缓慢滴甲醇发生 酯化反应，进料时间为10~12h;进料反应完毕后，继续回流老化反应3~4小时。反应完毕后 用甲醇钠中和到中性，导入精馏塔进行精馏，制得氯甲基三甲氧基硅烷。
[0004]传统工艺的缺点是在恒温、低真空度的条件下进行酯化反应，其反应周期长、能耗 高。反应中的氯化氢不能及时排出反应体系，导致一系列的副反应发生，故产品精馏过程中 高沸多、收率低。另外，反应残留的氯化氢较多导致中和剂甲醇钠的用量大，生产成本增加， 中和后的粗品经过精馈广品含量最尚为90%。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于:提供一种反应过程中氯化氢析出体系物料积累少，故而副反 应少，产品含量高、收率高、中和剂用量少的氯甲基三甲氧基硅烷的制备方法。
[0006] 本发明的技术方案是： 一种氯甲基三甲氧基硅烷制备方法，其特征在于:它包括以下步骤： 1)、在带有填料柱、恒压漏斗、加热装置、温度计和回流冷凝器的反应器中；将氯甲基三 氯硅烷与无水甲醇按1:0.52~0.55的质量比分别加入到反应器和恒压漏斗中； 2 )、接着将反应器内的物料升温，当反应器内物料的温度达到118~120 °C时冷凝器开 始有回流，此时开始缓慢均匀的滴加无水甲醇进行反应； 3) 、无水甲醇的滴加时间控制在6.0~6.5h;在无水甲醇的滴加过程中以每小时升高4 ~6°C的幅度升高反应体系温度，当反应体系温度升到140~155°C时停止升温;无水甲醇滴 加完后继续维持在150~155°C反应1~3小时； 4) 、1~3小时反应完成后，将反应器降至室温;反应过程中产生的氯化氢尾气导入到吸 收塔吸收，并用自来水吸收转化为质量浓度为30~35%的盐酸； 5) 、接着将反应器内的物料转至带机械搅拌的反应容器中，同时加入用和剂中将物料 PH至调节到7-8，搅拌反应1~2h; 6) 、搅拌反应1~2h后过滤;再将得到的滤液进行精馏分离，得含量大于98%的氯甲基三 甲氧基硅烷广品。
[0007] 所述的中和剂为氨气、三乙胺、三正丁胺、乙二胺中的任一种，优选为三乙胺。
[0008] 所述的中和剂用量为氯甲基三氯硅烷质量的0.02~0.05%。
[0009] 本发明与现有方法产品对比表：
本发明的优点是： (1)采用塔式反应器反应，便于反应过程中氯化氢析出体系物料积累少，故而副反应 少，产品含量高、收率高、中和剂的用量少。
[0010] (2)用三乙胺作中和剂，副反应少，有利于提高产品含量，操作简单，生成的三乙胺 盐酸盐很容易处理后回收循环使用。
[0011] (3)反应采用常压反应，副产物氯化氢相对比与负压反应更方便吸收转化为盐酸 产品。
[0012] ⑷在塔式中进行的是气液相反应，反应效率高，缩短了反应时间，减少了能耗。
【具体实施方式】 [0013] 实施例1: 在2000ml的四口烧瓶上装上填料柱、恒压漏斗、温度计和加热装置，填料柱的上方装上 冷凝管;先将l〇〇〇g(5.43mol)的氯甲基三氯硅烷投入到烧瓶中，再将550g(17.19mol)的无 水甲醇加入到恒压漏斗中；将烧瓶中的物料加热到118 °C时开始有物料回流，此时开始缓慢 均匀的滴加无水甲醇进行反应，无水甲醇进料时间控制在6.0h，在无水甲醇的进料过程中 以每小时6°C的幅度升温，反应体系升到140°C时停止升温;无水甲醇进完后继续维持在140 °C条件下反应1.0h，l.Oh反应完毕后降至室温;反应过程中产生的氯化氢尾气导入带循环 水的吸收塔吸收，并用自来水吸收转化为质量浓度为30~35%的盐酸;接着将反应的物料转 入带机械搅拌的烧瓶中，用〇.24g的乙二胺中和到PH值为7,搅拌反应2h，过滤;将得到的滤 液进行精馏，得899g氯甲基三甲氧基硅烷产品，产品收率97.2%，用气相色谱检测产品含量 98.2%，用电位滴定测定仪检测产品中氯离子含量为21ppm。
[0014] 实施例2: 在2000ml的四口烧瓶上装上填料柱、恒压漏斗、温度计和加热装置，填料柱的上方装上 冷凝管；先将l〇〇〇g(5 · 43mol)的氯甲基三氯硅烷投入到烧瓶中，再将530g( 16 · 56mol)的无 水甲醇加入到恒压漏斗中；将烧瓶中的物料加热到120 °C时开始有物料回流，此时开始缓慢 均匀的滴加无水甲醇进行反应，甲醇进料时间控制在6.5h，在无水甲醇的进料过程中以每 小时4°C的幅度升温，反应体系升到145°C时停止升温;无水甲醇进完后继续维持在145°C反 应3 h，3 h完毕后降至室温;反应过程中产生的氯化氢尾气导入带循环水的吸收塔吸收，并 用自来水吸收转化为质量浓度为30~35%的盐酸。接着将反应的物料转入2000ml带机械搅 拌的烧瓶中，用〇 . 38g的三乙胺中和到PH值为7-8，搅拌反应1. Oh，过滤;将得到的滤液进行 精馏，得915g氯甲基三甲氧基硅烷产品，产品收率98.8%，用气相色谱检测产品含量98.9%， 用电位滴定测定仪检测产品中氯离子含量为7ppm。
[0015] 实施例3: 在2000ml的四口烧瓶上装上填料柱、恒压漏斗、温度计和加热装置，填料柱的上方装上 冷凝管;先将l〇〇〇g(5.43mol)的氯甲基三氯硅烷投入到烧瓶中，再将525g( 16.40mol)的无 水甲醇加入到恒压漏斗中；将烧瓶中的物料加热到120 °C时开始有物料回流，此时开始缓慢 均匀的滴加无水甲醇进行反应，甲醇进料时间控制在6.5h，在无水甲醇的进料过程中以每 小时5°C的幅度升温，反应体系升到155°C时停止升温；甲醇进完后继续维持在155°C反应 1.5h，1.5h反应完毕后降至室温;反应过程中产生的氯化氢尾气导入带循环水的吸收塔吸 收，并用自来水吸收转化为质量浓度为30~35%的盐酸。接着将反应的物料转入2000ml带机 械搅拌的烧瓶中，用〇. 25g的三正丁胺中和到PH值为7-8，搅拌反应1.5h，过滤;将得到的滤 液进行精馏，得921g氯甲基三甲氧基硅烷产品，产品收率99.5%，用气相色谱检测产品含量 99.2%，用电位滴定测定仪检测产品中氯离子含量为3ppm。
【主权项】
1. 一种氯甲基三甲氧基硅烷制备方法，其特征在于:它包括以下步骤： 1)、在带有填料柱、恒压漏斗、加热装置、温度计和回流冷凝器的反应器中；将氯甲基三 氯硅烷与无水甲醇按1:0.52~0.55的质量比分别加入到反应器和恒压漏斗中； 2 )、接着将反应器内的物料升温，当反应器内物料的温度达到118~120 °C时冷凝器开 始有回流，此时开始缓慢均匀的滴加无水甲醇进行反应； 3) 、无水甲醇的滴加时间控制在6.0~6.5h;在无水甲醇的滴加过程中以每小时升高4 ~6°C的幅度升高反应体系温度，当反应体系温度升到140~155°C时停止升温;无水甲醇滴 加完后继续维持在150~155°C反应1~3小时； 4) 、1~3小时反应完成后，将反应器降至室温;反应过程中产生的氯化氢尾气导入到吸 收塔吸收，并用自来水吸收转化为质量浓度为30~35%的盐酸； 5) 、接着将反应器内的物料转至带机械搅拌的反应容器中，同时加入用和剂中将物料 PH至调节到7-8，搅拌反应1~2h; 6) 、搅拌反应1~2h后过滤;再将得到的滤液进行精馏分离，得含量大于98%的氯甲基三 甲氧基硅烷广品。2. 根据权利要求1所述的一种氯甲基三甲氧基硅烷制备方法，其特征在于:所述的中和 剂为氨气、三乙胺、三正丁胺、乙二胺中的任一种，优选为三乙胺。3. 根据权利要求1所述的一种氯甲基三甲氧基硅烷制备方法，其特征在于:所述的中和 剂用量为氯甲基三氯硅烷质量的〇. 02~0.05%。
【专利摘要】本发明涉及一种氯甲基三甲氧基硅烷偶联剂的制备方法，属于有机化学领域。本发明采用氯甲基三氯硅烷与无水甲醇在反应塔中通过气液相发生酯化反应生成氯甲基三甲氧基硅烷粗品，该粗品在常温下通过采用三乙胺搅拌中和、过滤、精馏得到氯甲基三甲氧基硅烷产品。本发明产品含量可直到98%以上，收率达到96～98%,设备简单，副产物氯化氢很方便用水吸收转化为盐酸产品。
【IPC分类】C07F7/18, C01B7/01
【公开号】CN105646564
【申请号】
【发明人】黄怡萍, 刘明锋, 陈圣云, 甘俊, 甘书官
【申请人】荆州市江汉精细化工有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月14日