[发明专利]一种利用化学配位作用提纯甲基苯基二氯硅烷的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及有机化学领域，具体是一种利用化学配位作用提纯甲基苯基二氯硅烷的方法。

背景技术

甲基苯基二氯硅烷（MePhSiCl₂）作为特种有机硅单体原料，在耐高温硅橡胶、特种硅油等高档有机硅产品的生产中具有特殊的应用价值。MePhSiCl₂的纯度对其后续产品特别是甲基苯基硅橡胶的生产及性能有着重要的影响，通常要求MePhSiCl₂的纯度要达到99%以上。

目前国内生产甲基苯基二氯硅烷主要采用热缩合法，该方法具有设备流程简单、原料易得、工艺稳定、操作安全等优点，但其最大的不足之处在于：该方法在得到主产物甲基苯基二氯硅烷的同时，会副产大量的苯基三氯硅烷（PhSiCl₃）。由于此两种产物的沸点非常接近（常压下，前者为205.6°C、后者为201℃），利用普通的分馏方法难以有效的分离提纯甲基苯基二氯硅烷。因此，急需研究开发高效、经济的提纯方法，从而将MePhSiCl₂与PhSiCl₃有效分离，得到高纯度的MePhSiCl₂，最终获得高性能的有机硅材料。

迄今为止，已公开的能够高效分离MePhSiCl₂和PhSiCl₃的方法很少。在物理法分离方面，美国专利US4,411,740公开了一种利用环丁砜萃取分馏的方法，US4,402,797改用环丁砜和烃类化合物（如庚烷、壬烷等）萃取分馏，US4,402,796利用环丁砜和烃类化合物采取液相萃取法进行分离。但由于环丁砜在180℃即开始热分解，在220℃以上分解加剧，因此上述方法用于MePhSiCl₂与PhSiCl₃的分离时效果欠佳。此外，WO2007/067723公开了一种利用蒸馏助剂分离提纯氯硅烷粗产物的方法，所用的蒸馏助剂包括单氰基取代的有机物或有机硅化合物、单硝基取代的有机物或有机硅化合物（如正辛腈、苯乙腈、1-硝基丙烷等），通过蒸馏助剂的加入使得两种物质的相对挥发度变大，从而先分离出PhSiCl₃，然后再将MePhSiCl₂与蒸馏助剂分离。根据此原理，蒸馏助剂的沸点必须高于MePhSiCl₂的沸点，并且对所选蒸馏助剂的稳定性要求苛刻，这也限制了该方法在MePhSiCl₂与PhSiCl₃分离中的应用。在化学法分离方面，美国专利US4,782,172介绍了一种分离除去多官能氯硅烷的方法，它是利用不同官能度的氯硅烷与聚硅氧烷或环硅氧烷反应速度的差异，通过化学反应除去多官能氯硅烷（如PhSiCl₃），然后再通过蒸馏得到高纯度的目标产物（如MePhSiCl₂）。该方法需要在催化剂（如某些含磷化合物、含氮化合物、活性炭等）作用下进行，通常需要较长的反应时间（43~122h）。

发明人所在实验室的前期工作中，主要利用化学法提纯MePhSiCl₂。在ZL200510061320.9中，采用醇类物质（如甲醇、乙醇、环己醇等）、羧酸类物质（如甲酸、乙酸）、含N、S的有机物（如三乙胺、丁酮肟、吡啶等）、或杂环类化合物（如N-甲基嘧啶等）作为亲核试剂，与MePhSiCl₂/PhSiCl₃混合物发生亲核取代反应，利用上述亲核试剂与PhSiCl₃优先反应的特点，除去MePhSiCl₂中的PhSiCl₃。在ZL200610050489.9中，采用部分水解法，通过加入水/乙腈、水/二氧六环、或水/四氢呋喃，使PhSiCl₃优先水解，从而提纯MePhSiCl₂。在ZL200710069406.5中，采用甲醇或乙醇酯化法，利用MePhSiCl₂和PhSiCl₃酯化产物较大的沸点差距将两者分离。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，提供一种高纯度、高收率的甲基苯基二氯硅烷的化学提纯方法，从而将甲基苯基二氯硅烷（MePhSiCl₂）苯基三氯硅烷（PhSiCl₃）有效分离。