一种制备γ-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法
【专利摘要】一种制备γ-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，将无水哌嗪和溶剂加入反应器中，同时加入无机碱，加热升温使无水哌嗪溶解后，缓慢滴加γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷，滴加完毕后，在恒温下继续反应；反应结束后冷却至室温，将反应溶液经离心后过滤，收集滤液，将滤饼用上述溶剂洗涤2次，合并到滤液中；将合并的滤液加入蒸馏釜内减压蒸馏，抽真空，增加真空度后，得到γ-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷；本发明通过加入无机碱来中和反应过程中生成的酸，大大减少了γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷是使用量，使后续蒸馏变得简单，简化合成工艺、降低成本，同时保证了收率。
【专利说明】一种制备Y-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有机硅烷偶联剂的制备方法的改进，尤其涉及一种制备哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法。
【背景技术】
[0002]哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷是一种应用非常广泛的硅烷偶联剂，目前对其合成主要有两种方法:(1)1-烯丙基哌嗪与二甲氧基甲基硅烷在金属催化下的插入反应；(2)哌嗪与哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的取代反应。
[0003]第一种金属催化反应收率中等，第二种反应虽然收率很高，但其不足之处在于哌嗪使用量很大，使用的哌嗪的质量是氯丙基甲基二甲氧基硅烷质量的两倍甚至更多，虽可回收利用，但操作程序繁琐，增加了工艺成本。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种制备、-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，降低哌嗪的使用量，同时保证收率，简化合成工艺、降低成本。
[0005]本发明制备哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的反应式为:
HN(CH2CH2)2NH+ClCH2CH2CH2SiCH3(0CH3)2+Base — HN(CH2CH2)2NCH2CH2CH2SiCH3(0CH3)2 + Base.HC1
本发明一种制备Y-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法是通过以下技术方案实现的:
一种制备哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其中，步骤包括:
步骤1，将无水哌嗪和溶剂加入反应器中，同时加入无机碱，其中，无水哌嗪、溶剂和无机碱的质量比是6(Γ100:3(Γ50:10(Γ150，加热升温使无水哌嗪溶解后，缓慢滴加Υ -氯丙基甲基二甲氧基硅烷，无水哌嗪与氯丙基甲基二甲氧基硅烷的质量比为6(Γ100:100,滴加完毕后，在恒温下继续反应；
步骤2，反应结束后冷却至室温，将反应溶液经离心后过滤，收集滤液，将滤饼用上述溶剂洗涤2次，合并到滤液中；
步骤3，将合并的滤液加入蒸馏釜内减压蒸馏，抽真空，收集70-130 °C的馏分，回收溶剂和过量的无水哌嗪，增加真空度后，收集95-130 °C的馏分，得到哌嗪丙基甲基二甲氧基娃烧。
[0006]上述的一种制备哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其中，所述步骤1中加热升温至10(Tl20°C使无水哌嗪溶解。
[0007]上述的一种制备哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其中，所述步骤1中滴加氯丙基甲基二甲氧基硅烷的时间为广3小时，反应温度控制在12(T140 °C。
[0008]上述的一种制备哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其中，所述步骤1中滴加氯丙基甲基二甲氧基硅烷完毕后，反应温度为12(T140 °C，反应时间为2?3小时。
[0009]上述的一种制备哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其中，所述步骤1中的溶剂选自甲苯、二甲苯、石油醚、四氢呋喃中的任意一种。
[0010]上述的一种制备哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其中，所述步骤1中的无机碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯中的任意一种。
[0011 ] 上述的一种制备Y -哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其中，所述步骤3中回收溶剂和过量的无水哌嗪时的真空度为4(Γ80 KPa。
[0012]上述的一种制备Y -哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其中，所述步骤3中得到哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷时的真空度为0.3?lKPa。
[0013]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明通过加入无机碱来中和反应过程中生成的酸，大大减少了氯丙基甲基二甲氧基硅烷是使用量，使后续蒸馏变得简单，简化合成工艺、降低成本，同时保证了收率。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】作详细说明。
[0015]实施例1，本实施例的步骤包括:
步骤1，将无水哌嗪和作为溶剂的二甲苯加入反应器中，同时加入碳酸钠，无水哌嗪、二甲苯和碳酸钠的质量比是60:30:100，加热升温至100°C使无水哌嗪溶解后，在2-3小时之内缓慢滴加氯丙基甲基二甲氧基硅烷，控制温度在12(T140 °C，无水哌嗪与氯丙基甲基二甲氧基硅烷的质量比为60:100，滴加完毕后，在120°C的恒温下反应继续反应2小时；
步骤2，反应结束后冷却至室温，将反应溶液经离心后过滤，收集滤液，将滤饼用二甲苯洗涤2次，合并到滤液中；
步骤3，将合并的滤液加入蒸馏釜内减压蒸馏，抽真空，开始时真空度为40-80 Kpa，收集7(Tl30 °C的馏分，回收溶剂和过量的无水哌嗪，增加真空度到0.3-lKPa，收集95?130 °C的馏分，得到哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷，收率为72%。
[0016]实施例2:
无水哌嗪、二甲苯和碳酸钠的质量比是60:30:100，无水哌嗪与氯丙基甲基二甲氧基硅烷的质量比换为60:60，其余同实施例1，收率为82%。
[0017]实施例3:
将无机碱换为碳酸钾，无水哌嗪、二甲苯和碳酸钾的质量比是60:30:120，无水哌嗪与氯丙基甲基二甲氧基硅烷的质量比为60:100，其余同实施例1，收率为76%。
[0018]实施例4:
将无机碱换为碳酸铯，将溶剂换为甲苯，无水哌嗪、甲苯和碳酸铯的质量比是60:30:150，无水哌嗪与氯丙基甲基二甲氧基硅烷的质量比为60:100，其余同实施例1，收率为80%。
【权利要求】
1.一种制备Y-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其特征在于，步骤包括: 步骤I，将无水哌嗪和溶剂加入反应器中，同时加入无机碱，其中，无水哌嗪、溶剂和无机碱的质量比是6(Γ100:3(Γ50:10(Γ150，加热升温使无水哌嗪溶解后，缓慢滴加Y -氯丙基甲基二甲氧基硅烷，无水哌嗪与Y-氯丙基甲基二甲氧基硅烷的质量比为6(Γ100:100,滴加完毕后，在恒温下继续反应； 步骤2，反应结束后冷却至室温，将反应溶液经离心后过滤，收集滤液，将滤饼用上述溶剂洗涤2次，合并到滤液中； 步骤3，将合并的滤液加入蒸馏釜内减压蒸馏，抽真空，收集70-130°C的馏分，回收溶剂和过量的无水哌嗪，增加真空度后，收集95-130°C的馏分，得到Y-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷。
2.根据权利要求1所述的一种制备Y-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其特征在于，所述步骤I中加热升温至10(T12()°C使无水哌嗪溶解。
3.根据权利要求1所述的一种制备Y-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其特征在于，所述步骤I中滴加Y-氯丙基甲基二甲氧基硅烷的时间为2?3小时，反应温度控制在 120?140。(:。
4.根据权利要求1所述的一种制备Y-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其特征在于，所述步骤I中滴加Y-氯丙基甲基二甲氧基硅烷完毕后，反应温度为12(T140°C，反应时间为2?3小时。
5.根据权利要求1所述的一种制备Y-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其特征在于，所述步骤I中的溶剂选自甲苯、二甲苯、石油醚、四氢呋喃中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种制备Y-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其特征在于，所述步骤I中的无机碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种制备Y-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其特征在于，所述步骤3中回收溶剂和过量的无水哌嗪时的真空度为4(T80 KPa。
8.根据权利要求1所述的一种制备Y-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷的改进方法，其特征在于，所述步骤3中得到Y -哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷时的真空度为0.3?lKPa。
【文档编号】C07F7/18GK104292250SQ201310294275
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年7月15日 优先权日:2013年7月15日
【发明者】任国宝, 任照玉 申请人:上海硅照生物科技有限公司