《由三烷氧基矽烷製取氯丙基三烷氧基矽烷的工藝》是句容市興春化工有限公司和東南大學於2004年3月12日申請的專利，該專利的申請號為2004100142969，公布號為CN1563015，公布日為2005年1月12日，發明人是許其民、胥成功、張征林、顏澤亮、楊亞平。
《由三烷氧基矽烷製取氯丙基三烷氧基矽烷的工藝》公開了一種直接由三烷氧基矽烷製備氯丙基三烷氧基矽烷的工藝方法，即：稱取三烷氧基矽烷原料，將以金屬離子計相對於三烷氧基矽烷質量的1-1000ppm過渡金屬化合物或其醇溶液作為催化劑加入到相對於三烷氧基矽烷質量的0.2-2倍矽烷類溶劑中，在氮氣的保護下攪拌，加入三烷氧基矽烷，室溫下活化1-10小時，並加入相對於三烷氧基矽烷摩爾數1/3-10/3的氯丙烯，加熱至25℃-150℃反應2-4小時，繼續滴加相對於三烷氧基矽烷摩爾數1/5-1/20的氯丙烯，保溫1-3小時，經分離得氯丙基三烷氧基矽烷。
2007年，《由三烷氧基矽烷製取氯丙基三烷氧基矽烷的工藝》獲得第五屆江蘇省專利項目獎優秀獎。
基本介紹
- 中文名：由三烷氧基矽烷製取氯丙基三烷氧基矽烷的工藝
- 公布號：CN1563015
- 公布日：2005年1月12日
- 申請號：2004100142969
- 申請日：2004年3月12日
- 申請人：句容市興春化工有限公司、東南大學
- 地址：江蘇省句容市春城鎮
- 發明人：許其民、胥成功、張征林、顏澤亮、楊亞平
- 分類號：C07F7/18
- 代理機構：南京經緯專利商標代理有限公司
- 類別：發明專利
- 代理人：王之梓
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
氯丙基三烷氧基矽烷是矽烷偶聯劑工業中重要的中間體，是製備其他矽烷如：雙（三乙氧基矽基丙基）二硫化合物及其他取代基三甲氧基矽烷的主要原材料。2004年3月前已有技術中，氯丙基三烷氧基矽烷通常是由三氯氫矽做原料，經過矽氫加成、醇解後得到的。
反應方程式為：
HSiCl3+ClCH2CH2=CH2→ClCH2CH2CH2SiCl3
ClCH2CH2CH2SiCl3+3ROH→ClCH2CH2CH2Si（OR）3+3HCl
2004年3月前大多企業採用該方法，但工藝繁瑣生產過程釋放大量氯化氫氣體，設備腐蝕嚴重，污染環境，一般建在環境要求不高的地方，而且三氯氫矽是一種極不穩定的物質，閃點和沸點都很低，容易著火和分解產生氯化氫氣體，在運輸和加工的過程中有很大困難。此外該法得到的氯丙基三氯矽烷產品中含有大量的氯離子，酸性較強，限制了產品的套用範圍，該生產工藝的原料消耗高，生產成本較高。
發明內容
專利目的
《由三烷氧基矽烷製取氯丙基三烷氧基矽烷的工藝》提供一種直接由三烷氧基矽烷製取氯丙基三烷氧基矽烷的工藝，根本上避免了氯化氫的污染，具有產品質量高，生產成本低的優點。
技術方案
《由三烷氧基矽烷製取氯丙基三烷氧基矽烷的工藝》採用如下技術方案：稱取三烷氧基矽烷原料，將以金屬離子計相對於三烷氧基矽烷質量的1-1000ppm過渡金屬化合物或其醇溶液作為催化劑加入到相對於三烷氧基矽烷質量的0.2-2倍矽烷類溶劑中，在氮氣的保護下攪拌，加入三烷氧基矽烷，室溫下活化1-10小時，並加入相對於三烷氧基矽烷摩爾數1/3-10/3的氯丙烯，加熱至25-150℃反應2-4小時，繼續滴加相對於三烷氧基矽烷摩爾數1/5-1/20的氯丙烯，保溫1-3小時，經分離得氯丙基三烷氧基矽烷。
改善效果
《由三烷氧基矽烷製取氯丙基三烷氧基矽烷的工藝》具有如下優點；
①發明中直接採用三烷氧基矽烷與氯丙烯反應製取氯丙基三烷氧基矽烷，即：
HSiOR3+ClCH2CH=CH2→ClCH2CH2CH2SiOR3
避免了氯化氫氣體的生成。
②該發明採用過渡金屬化合物作催化劑，均相催化，該工藝具有催化反應條件溫和，反應容易發生，而且催化劑用量少，成本低，得率高。
③該發明中加入了抑制劑，抑制了反應物歧化，防止了副反應的發生，使反應的選擇性提高，並提高了得率。
以上優點為工業化奠定了基礎，已建成年產1000噸的生產線。
權利要求
1、《由三烷氧基矽烷製取氯丙基三烷氧基矽烷的工藝》其特徵在於稱取三烷氧基矽烷原料，將以金屬離子計相對於三烷氧基矽烷質量的1-1000ppm的過渡金屬化合物或其醇溶液作為催化劑加入到相對於三烷氧基矽烷質量的0.2-2倍矽烷類溶劑中，在氮氣的保護下攪拌，加入三烷氧基矽烷，室溫下活化1-10小時，並加入相對於三烷氧基矽烷摩爾數1/3-10/3的氯丙烯，加熱至25-150℃反應2-4小時，繼續滴加相對於三烷氧基矽烷摩爾數1/5-1/20的氯丙烯，保溫1-3小時，經分離得氯丙基三烷氧基矽烷。
2、根據權利要求1所述的由三烷氧基矽烷製備氯丙基三烷氧基矽烷的工藝方法，其特徵在於矽烷類溶劑可選四烷氧基矽烷或氯丙基三烷氧基矽烷。
3、根據權利要求1所述的由三烷氧基矽烷製備氯丙基三烷氧基矽烷的工藝方法，其特徵在於過渡金屬化合物或其醇溶液可選氯化銥，水合氯化銥，氯銥酸，十二羰基釕，三氯化釕，（1，5-環辛二烯）氯化銥，水合氯化銠。
4、根據權利要求1所述的由三烷氧基矽烷製備氯丙基三烷氧基矽烷的工藝方法，其特徵在於在三烷氧基矽烷活化後，加入相對於三烷氧基矽烷質量1/1000-1/100抑制劑。
5、根據權利要求4所述的由三烷氧基矽烷製備氯丙基三烷氧基矽烷的工藝方法，其特徵在於抑制劑可選三聚氰酸，烏洛托品，多聚甲醛，三苯基膦。
6、根據權利要求1所述的由三烷氧基矽烷製備氯丙基三烷氧基矽烷的工藝方法，其特徵在於反應溫度是在60-120℃之間進行。
實施方式
實施例1
稱取三烷氧基矽烷原料，將以金屬離子計相對於三烷氧基矽烷質量的1-1000ppm的過渡金屬化合物或其醇溶液作為催化劑加入到相對於三烷氧基矽烷質量的0.2-2倍矽烷類溶劑中，在氮氣的保護下攪拌，加入三烷氧基矽烷，室溫下活化1-10小時，並加入相對於三烷氧基矽烷摩爾數1/3-10/3的氯丙烯，加熱至25-150℃反應2-4小時，繼續滴加相對於三烷氧基矽烷摩爾數1/5-1/20的氯丙烯，保溫1-3小時，經分離得氯丙基三烷氧基矽烷，該分離方法可採用2004年3月前已有技術中常用的精餾或減壓精餾，在該實施例中，反應溫度在60-120℃之間進行；上述矽烷類溶劑可採用氯丙基三烷氧基矽烷、四烷氧基矽烷等溶劑；上述含活潑氫的三烷氧基矽烷可採用三甲氧基矽烷或三乙氧基矽烷等；上述作為催化劑的過渡金屬化合物可採用氯化銥，水合氯化銥，氯銥酸，十二羰基銠，三氯化釕，（1，5-環辛二烯）氯化銥或水合氯化銠等，上述作為催化劑的過渡金屬化合物醇溶液採用正丁醇，異丁醇，異丙醇等脂肪醇，該實施例在三烷氧基矽烷活化後，加入相對於三烷氧基矽烷質量1/1000-1/100抑制劑，抑制劑可選三聚氰酸、烏洛托品、多聚甲醛或三苯基膦。
實施例2
向2000升帶有溫度計，攪拌，冷凝器的反應釜中加入2升含20克氯銥酸的催化劑溶液，導入氮氣做保護，攪拌，加入300千克的氯丙基三乙氧基矽烷，然後加入800千克三乙氧基氫矽，室溫（通常約為25℃）攪拌活化4小時，加入2千克三苯基膦和380千克氯丙烯，加熱到95℃，在反應過程中溶液的溫度會上升，最高可達到130℃，反應4小時，滴加80千克的氯丙烯，100℃保溫3小時。取樣分析，檢測得氯丙基三乙氧基矽烷產率可達到82％。混合物經減壓蒸餾得到氯丙基三乙氧基矽烷965千克，含量＞97％。
實施例3
向2000升帶有溫度計，攪拌，冷凝器的反應釜中加入2升含20克氯銥酸的催化劑溶液，導入氮氣做保護，攪拌，加入300千克的氯丙基三乙氧基矽烷，然後加入800千克三乙氧基氫矽，室溫（通常約為25℃）攪拌活化4小時，加入380千克氯丙烯，加熱到95℃，在反應過程中溶液的溫度會上升，最高可達到130℃，反應4小時，滴加80千克的氯丙烯，100℃保溫3小時。取樣分析，檢測得氯丙基三乙氧基矽烷產率67％。
實施例4
在有攪拌、溫度計，滴加裝置，冷凝器的1000升反應釜中加入15克氯化銥，加入100千克的四乙氧基矽烷，然後加入300千克三乙氧基矽烷，導入氮氣做保護氣，室溫攪拌活化2小時，加入0.5千克烏洛托品，加入350千克氯丙烯，攪拌，加熱到80℃，在反應過程中溶液溫度會上升，最高可達到135℃，反應4小時，再滴加20千克氯丙烯，80℃保溫2小時。取樣分析，檢測得氯丙基三乙氧基矽烷產率可達到85％。
實施例5
在帶有攪拌、溫度計，回流冷凝器的200升反應釜中加入12克作為催化劑的十二羰基銠，加入40千克氯丙基三甲氧基矽烷，加入80千克三甲氧基矽烷，導入氮氣做保護氣，室溫攪拌活化5小時，加入70千克氯丙烯，攪拌，加熱到80℃，反應4小時，在反應過程中溶液溫度會上升，再滴加3千克氯丙烯，90℃保溫3小時結束。取樣分析，測得氯丙基三甲氧基矽烷產率可達到85％。
榮譽表彰
2007年，《由三烷氧基矽烷製取氯丙基三烷氧基矽烷的工藝》獲得第五屆江蘇省專利項目獎優秀獎。
