一种[3-（烷氧基硅基）丙基]乙二胺的制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种[3-（烷氧基硅基）丙基]乙二胺的制备工艺，属有机化工【技术领域】。本发明采用3-氯丙基烷氧基硅烷和N-（2-氨乙基）-3-氨丙基烷氧基硅烷，在130-135℃搅拌反应，反应完成将粗品过滤用低沸点非极性溶剂洗涤后拔出低沸得到[3-（烷氧基硅基）丙基]乙二胺产品，本发明采用定量反应，物料反应彻底，产品转化率高，能耗低，产品含量高，溶剂可重复使用，无环境污染。设备工艺简单，适合工业化生产。
【专利说明】-种[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺的制备工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺的制备工艺，属有机化工技术领 域。
【背景技术】
[0002] [3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺是一种带有两个活性氨基基团和可水解的烷氧 基硅基的双官能团有机硅烷，这种双官能团结构赋予了一些特殊的性能：它能将无机材料 如玻璃、金属、填料等与有机高分子材料如热固性、热塑性、弹性体等有机地键合在一起，从 而可作为粘接促进剂和表面改进剂。[3_ (烷氧基硅基）丙基]乙二胺的水解过程自动发 生，适用于无机基材如玻璃和玻纤。它在很多应用领域是一种重要的工业添加剂：在玻纤/ 电子部复合材料上作为整理或浸润剂组分；作为玻璃和金属的底涂；在铸造树脂上做添加 齐?;在硅橡胶领域作为密封剂和胶粘剂；在无机填充型聚合物上作为填料和颜料的预处理 剂或添加剂；在油漆和涂料领域，作为添加剂或底涂提高对基材的附着力。[3-(烷氧基硅 基）丙基]乙二胺的重要功效还在于提高产品性能，如：弯曲强度、拉伸强度、对冲强度和弹 性体模量，提高耐湿气性和抗腐蚀性；提高产品加工性能如粘结力。
[0003] 关于[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺的制备方法，国内外均无相关报道，国外只 有Degussa和Dow Corning有类似结构的产品，如DynasylanDAMO-Τ和0FS-6020,但其中
[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺的含量只有30%。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于：提供一种具有产品含量高，能耗低，环境污染小，设备工艺简 单等特点，且适合工业化生产的[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺制备工艺。
[0005] 本发明的技术方案是： 一种[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺制备工艺，其特征在于：它包括以下步骤： 1 )、按1 :2的投料比，首先将3-氯丙基烷氧基硅烷原料抽入至计量罐中，再将N-( 2-氨 乙基）-3-氨丙基烷氧基硅烷原料抽入反应釜，搅拌下将釜温升到130-135?，搅拌转速为 90转/分； 2) 、釜温升到130-135°C后，将计量罐中的3-氯丙基烷氧基硅烷在3- 4小时内滴加到 反应釜中；滴加进料完后在130-135°C条件下继续保温反应为4小时； 3) 、4小时保温反应完成后按常规工艺过滤，所得滤渣用低沸点非极性溶剂洗涤，得副 广物N- (2-氨乙基)_3_氨丙基烧氧基娃烧盐酸盐；将滤液和洗漆液混合得[3-(二甲氧基 硅基）丙基]乙二胺粗品，将粗品按常规工艺真空蒸馏，以蒸馏出洗涤液中残留的低沸点非 极性溶剂，得：[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺成品。
[0006] 其化学反应式为： ClCH^H^H^iR^-^^)^ 2 NH2CH2CH2NHCH2CH2CH 2SiR23_n(CH3)n -? NWHjECWHJiRVn (CH3) n] [CH2CH2CH2SiR23_n(CH 3)n + NH2CH2CH2NHCH2CH2CH 2SiR23_n (CH3) n HC1 其中n为0或1 ; R1 和 R2 为 OCH3, OCH2CH3, OCH2CH2CH3, OCH2CH2OCH3， OCH (013)2，# 可以同 R2-样。
[0007] 所述的低沸点非极性溶剂为沸点低于150°c的醚、烃、苯类物质，如乙醚、环己烷、 石油醚、氯仿、苯等中的任意一种。
[0008] 所述的3-氯丙基烷氧基硅烷的结构式为：ClO^a^CHjiRVJCHl，其中η为0 或 1，R1 为 0CH3, 0CH2CH3, 0CH2CH2CH3, 0CH2CH20CH3, OCH (CH3) 2; 所述的N- (2-氛乙基）_3_氛丙基烧氧基娃烧的结构式为：NH2CH2CH2NHCH 2CH2CH2Si R23_n(CH3)n，其中 η 为 0 或 1，R2 为 0CH3, 0CH2CH3, 0CH2CH2CH3, 0CH2CH20CH3, OCH (CH3) 2 ; 所述的[3-(烷氧基硅基)丙基]乙二胺的结构式为：(CH3) n] [CH2CH2CH2SiR23_n(CH 3)n]，其中 η 为 0 或 1 J1，R2 为 0CH3, 0CH2CH3, 0CH2CH2CH3, 0CH2CH20CH3， OCH (CH3) 2 ； 所述的N- (2-氨乙基）-3-氨丙基烷氧基硅烷盐酸盐的结构式为： NH2CH2CH2NHCH2CH2CH 2SiR23_n(CH3)n HC1，其中 η 为 0 或 1，R2 为 0CH3,0CH2CH3,0CH2CH 2CH3， och2ch2och3,och (ch3)2。
[0009] 本发明的优点在于： 本发明采用定量反应，物料反应彻底，产品转化率高，能耗低，产品含量高，溶剂可重复 使用，无环境污染。设备工艺简单，适合工业化生产。 具体实施方案
[0010] 实施例1. 按1 :2的投料比，首先将lmol (198. 7克）氯丙基三甲氧基硅烷原料抽入至计量罐中， 再将2mol (444. 8克）N- (2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷原料抽入反应釜，90转/ 分搅拌条件下将釜温升到135°C。釜温升到135°C后，采用滴液漏斗滴加的方式，将计量罐 中的氯丙基三甲氧基硅烷在3小时内滴加到反应釜中，滴加完毕后在135°C条件下继续保 温反应4小时。4小时保温反应完成后将釜温降到40°C以下按常规工艺过滤，所得滤渣用 200克环己烷洗涤，得副产品N- (2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐261. 1克，将 滤液和洗涤液混合，得[3-(三甲氧基硅基）丙基]乙二胺粗品578. 4克，将粗品按常规工 艺真空蒸馏，以蒸馏出洗涤液中残留的环己烷，得：双[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺成 品379. 6克，GC检测含量为94. 3%，产品质量收率为59%。
[0011] 实施例2 按1 :2的投料比，首先将2mol (397. 4克）氯丙基三甲氧基硅烷原料抽入至计量罐中， 再将4mol (889. 6克)N- (2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷原料抽入反应釜，90转/分 搅拌条件下将釜温升到130°C。釜温升到130°C后，采用滴液漏斗滴加的方式，将计量罐中 的氯丙基三甲氧基硅烷在3. 5小时内滴加到反应釜中，滴加完毕后在130°C条件下继续保 温反应4小时。4小时保温反应完成后将釜温降到40°C以下按常规工艺过滤，所得滤渣用 400克石油醚洗涤，得副产品N- (2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐525. 3克，将 所得滤液和洗涤液混合，得：双[3-(三甲氧基硅基）丙基]乙二胺粗品1151. 1克，将粗品 按常规工艺真空蒸馏，以蒸馏出洗涤液中残留的石油醚，得：双[3-(三甲氧基硅基）丙基] 乙二胺成品752. 8克，GC检测含量为93. 8%，产品质量收率为58. 5%。
[0012] 实施例3 按1 :2的投料比，首先将lOmol (1987克）氯丙基三甲氧基硅烷原料抽入至计量罐中， 再将20mol (4448克)N- (2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷原料抽入反应釜，90转/分 搅拌条件下将釜温升到135°C。釜温升到135°C后，采用滴液漏斗滴加的方式，将计量罐中 的氯丙基三甲氧基硅烷3小时内滴加到反应釜中，滴加完毕后在135°C条件下继续(保温反 应4小时。4小时保温反应完成后将釜温降到40°C以下按常规工艺过滤，所得滤渣用2000 克苯洗漆，得副广品N- (2-氨乙基）_3_氨丙基二甲氧基娃烧盐酸盐2642克，将所得滤液 和洗涤液合并混合，得：双[3-(三甲氧基硅基）丙基]乙二胺粗品5822克，将粗品按常规 工艺真空蒸馏，以蒸馏出洗涤液中残留的苯，得：双[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺成品 3791克，GC检测含量为93. 6%，产品质量收率为58. 6%。
[0013] 实施例4 按1 :2的投料比，首先将lOOOmol (198. 7公斤）氯丙基三甲氧基硅烷原料抽入至计量 罐中，再将2000mol (444. 8公斤）N- (2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷原料抽入反应 釜，90转/分搅拌条件下将釜温升到135°C。釜温升到135°C后，采用滴液漏斗滴加的方式， 将计量罐中的氯丙基三甲氧基硅烷4小时内滴加到反应釜中，滴加完毕后在135°C条件下 继续保温反应4小时。4小时保温反应完成后将釜温降到40°C以下按常规工艺过滤，所得 滤禮:用200公斤氣仿洗漆，得副广品N- (2_氛乙基)_3_氛丙基二甲氧基娃烧盐酸盐260. 8 公斤，将所得滤液和洗涤液混合，得：双[3_(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺粗品579. 5公斤， 将粗品按常规工艺真空蒸馏，以蒸馏出洗涤液中残留的氯仿，得：双[3-(三甲氧基硅基)丙 基]乙二胺成品378. 5公斤，GC检测含量为94. 4%，产品质量收率为58. 8%。
[0014] 实施例5 按1 :2的投料比，首先将lmol (240. 8克）氯丙基三乙氧基硅烷原料抽入至计量罐中， 再将2mol (528. 8克)N- (2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷原料抽入反应釜，90转/分 搅拌条件下将釜温升到130°C。釜温升到130°C后，采用滴液漏斗滴加的方式，将计量罐中 的氯丙基三乙氧基硅烷3小时内滴加到反应釜中，滴加完毕后在130°C条件下继续保温反 应4小时。4小时保温反应完成后将釜温降到40°C以下按常规工艺过滤，所得滤渣用200 克环己烧洗漆，得副广品N- (2_氛乙基)_3_氛丙基二乙氧基娃烧盐酸盐302. 4克，将所得 滤液和洗涤液混合合并，得：双[3-(三乙氧基硅基)丙基]乙二胺粗品658. 4克，将粗品按 常规工艺真空蒸馏，以蒸馏出洗涤液中残留的环己烷，得：双[3-(三乙氧基硅基)丙基]乙 二胺成品467. 9克，GC检测含量为94. 4%，产品质量收率为60. 7%。
[0015] 实施例6 按1 :2的投料比，首先将lmol (240. 8克）氯丙基三乙氧基硅烷原料抽入至计量罐中， 再将2mol (444. 8克)N- (2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷原料抽入反应釜，90转/分 搅拌条件下将釜温升到130°C。釜温升到130°C后，采用滴液漏斗滴加的方式，将计量罐中 的氯丙基三乙氧基硅烷3小时内滴加到反应釜中，滴加完毕后在130°C条件下继续保温反 应4小时。4小时保温反应完成后将釜温降到40°C以下按常规工艺过滤，所得滤渣用200 克石油醚洗涤，得副产品N- (2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐261. 5克，将滤液 和洗涤液合并，得：N，N-[3-(三甲氧基硅基)丙基][3-(三乙氧基硅基)乙二胺粗品618. 4 克，将粗品按常规工艺真空蒸馏，以蒸馏出洗涤液中残留的石油醚，得：N，N-[3-(三甲氧基 硅基）丙基][3-(三乙氧基硅基）乙二胺成品425. 1克，GC检测含量为93. 7%，产品质量收 率为62%。
[0016] 实施例7 按1 :2的投料比，首先将lmol (198. 7克）氯丙基三甲氧基硅烷原料抽入至计量罐中， 再将2mol (412. 8克)N- (2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷原料抽入反应釜，90转 /分搅拌条件下将釜温升到135°C。釜温升到135°C后，采用滴液漏斗滴加的方式，将计量罐 中的氯丙基三甲氧基硅烷3小时内滴加到反应釜中，滴加完毕后在135°C条件下继续保温 反应4小时。4小时保温反应完成后将釜温降到40°C以下按常规工艺过滤，所得滤渣用200 克苯洗涤，得副产品N- (2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷盐酸盐245. 6克，将所得 滤液和洗涤液混合，得：双[3-(甲基二甲氧基硅基)丙基]乙二胺粗品571. 6克，将粗品按 常规工艺真空蒸馏，以蒸馏出洗涤液中残留的苯，得：双[3-(甲基二甲氧基硅基)丙基]乙 二胺成品364. 7克，GC检测含量为95. 4%，产品质量收率为59. 6%。
[0017] 实施例8 按1 :2的投料比，首先将lmol (182. 7克)氯丙基甲基二甲氧基硅烷原料抽入至计量罐 中，再将2mol (444.8克）N- (2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷原料抽入反应釜，90转 /分搅拌条件下将釜温升到135°C。釜温升到135°C后，采用滴液漏斗滴加的方式，将计量 罐中的氯丙基甲基二甲氧基硅烷4小时内滴加到反应釜中，滴加完毕后在135°C条件下继 续保温反应4小时。4小时保温反应完成后将釜温降到40°C以下按常规工艺过滤，所得滤 禮:用200克氣仿洗漆，得副广品N- (2_氛乙基)_3_氛丙基二甲氧基娃烧盐酸盐263. 5克， 将所得滤液和洗涤液合并混合，得：N，N-[3-(三甲氧基硅基）丙基][3-(甲基二甲氧基硅 基）丙基]乙二胺粗品564. 7克，将粗品按常规工艺真空蒸馏，以蒸馏出洗涤液中残留的氯 仿，得：N，N-[3-(二甲氧基娃基)丙基][3 -(甲基_甲氧基娃基)丙基]乙_胺成品363. 2 克，GC检测含量为95. 5%，产品质量收率为57. 9%。
[0018] 实施例9 按1 :2的投料比，首先将lmol (330. 5克）氯丙基三-(2-甲氧乙氧基）硅烷原料抽 入至计量罐中，再将2mol (444. 8克）N- (2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷原料抽入 反应釜，90转/分搅拌条件下将釜温升到130°C。釜温升到130°C后，采用滴液漏斗滴加的 方式，将计量_中的氯丙基二 _ (2-甲氧乙氧基）娃烧在4小时内滴加到反应荃中，滴加完 毕后在130°C条件下继续保温反应4小时。4小时保温反应完成后将釜温降到40°C以下按 常规工艺过滤，所得滤渣用200克环己烷洗涤，得副产品N- (2-氨乙基）-3-氨丙基三甲 氧基硅烷盐酸盐263. 5克，将所得滤液和洗涤液合并，得：N，N-[3-(三甲氧基硅基）丙基] [3-(二-2_甲氧乙氧基娃基)丙基]乙二胺粗品712. 8克，将粗品按常规工艺真空蒸馈，以 蒸馏出洗涤液中残留的环己烷，得：N，N-[3-(三甲氧基硅基）丙基][3-(三-2-甲氧乙氧 基硅基）丙基]乙二胺成品515. 9克，GC检测含量为93. 7%，产品质量收率为66. 5%。
【权利要求】
1. 一种[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺制备工艺，其特征在于：它包括以下步骤： 1 )、按1 :2的投料比，首先将3-氯丙基烷氧基硅烷原料抽入至计量罐中，再将N-( 2-氨 乙基）-3-氨丙基烷氧基硅烷原料抽入反应釜，搅拌下将釜温升到130-135?，搅拌转速为 90转/分； 2) 、釜温升到130-135°C后，将计量罐中的3-氯丙基烷氧基硅烷在3- 4小时内滴加到 反应釜中；滴加进料完后在130-135°C条件下继续保温反应为4小时； 3) 、4小时保温反应完成后按常规工艺过滤，所得滤渣用低沸点非极性溶剂洗涤，得副 广物N- (2-氨乙基)_3_氨丙基烧氧基娃烧盐酸盐；将滤液和洗漆液混合得[3-(二甲氧基 硅基）丙基]乙二胺粗品，将粗品按常规工艺真空蒸馏，以蒸馏出洗涤液中残留的低沸点非 极性溶剂，得：[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺成品。
2. 根据权利要求1所述的一种[3-(烷氧基硅基)丙基]乙二胺制备工艺，其特征在于： 所述的低沸点非极性溶剂为沸点低于150°C的醚、烃、苯类物质，如乙醚、环己烷、石油醚、氯 仿、苯等中的任意一种。
3. 根据权利要求1所述的一种[3-(烷氧基硅基)丙基]乙二胺制备工艺，其特征在于： 所述3-氯丙基烷氧基硅烷的结构式为：ClO^a^a^SiRKCHl，其中η为0或1，R1为 och3, och2ch3, och2ch2ch3, och2ch2och3, och (ch3) 2〇
4. 根据权利要求1所述的一种[3-(烷氧基硅基)丙基]乙二胺制备工艺，其特征在于： 所述N- (2-氨乙基）-3-氨丙基烷氧基硅烷的结构式为：NH2CH2CH2NHCH 2CH2CH2Si R23_n(CH3) n，其中 η 为 0 或 1，R2 为 0CH3, 0CH2CH3, 0CH2CH2CH3, 0CH2CH20CH3, OCH (CH3) 2。
5. 根据权利要求1所述的一种[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺制备工艺，其特征在 于：所述[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺的结构式为：(ch 3)j [CH2CH2CH2SiR23_n(CH 3)n]，其中 η 为 0 或 1; R1，R2 为 0CH3,0CH2CH3,0CH2CH 2CH3,0CH2CH20CH3, OCH (CH3)2。
6. 根据权利要求1所述的一种[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺制备工艺，其特征在 于：所述N- (2-氨乙基）-3-氨丙基烷氧基硅烷盐酸盐的结构式为： NH2CH2CH2NHCH2CH2CH 2SiR23_n(CH3)n HC1，其中 η 为 0 或 1，R2 为 0CH3,0CH2CH3,0CH2CH 2CH3， och2ch2och3,och (ch3)2。
【文档编号】C07F7/18GK104140437SQ201410363251
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】胡江华, 秦传俊, 甘俊, 陈圣云, 甘书官 申请人:荆州市江汉精细化工有限公司