[发明专利]一种甲基苯基二氯硅烷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机硅材料合成领域，具体涉及一种甲基苯基二氯硅烷的制备方法。

背景技术

有机硅材料品种众多，性能优异，在工农业生产、新兴技术、国防军工、医疗卫生等有着广泛的应用，是化工新型材料中发展最快的品种之一。有机卤硅烷，特别是有机氯硅烷是制备有机硅聚合物及其他硅官能硅烷最重要的原料。在众多有机硅单体中甲基氯硅烷的用量占90%以上，甲基苯基二氯硅烷是其中制备甲基苯基聚硅氧烷的重要单体，对改善材料的耐热性和化学稳定性等有重要作用（张爱霞等，有机硅材料，2007, 21(3), 152-170；田露露等，现代化工，2004, 24(12), 23-26）。

有机卤硅烷合成方法一般主要有直接合成法、氢硅化加成法、再分配法、热缩合法和有机金属法等（纽因BT，CN1902209A，2007；来国桥等，CN100357299C，2007；来国桥等，CN101007820A，2007；Barry A. J，GB622524，1949；Tauechi. M，EP652221，1995；Lewis L. N，J. Am. Chem. Soc，1990，112(16)，5998）。

直接合成法：是在加热或铜催化下，由卤代烃和元素硅直接反应制得有机硅的方法，该方法工序简单，不需要溶剂，但只适用于工业化大生产制备简单的有机卤硅烷。苯基卤硅烷等高级芳香基卤硅烷却并不合适，且产品组分复杂需高度反复精馏才能将不同产物分开。

加成法：利用Si-H键与不饱和键的加成反应合成有机卤硅烷，对合成碳官能硅烷特别有用，但无法制取用量最大的甲基氯硅烷。

再分配法：需要AlCl₃等催化剂实现硅烷的取代基团再分配，分配效率低且所需原料成本昂贵，不利于工业化生产。

缩合法：是较成熟的间歇反应，主要采用甲基二氯硅氢与氯苯或甲苯，经催化剂BF₃、镍、咪唑盐酸盐离子液体等作用，在高温或紫外光照下进行气相或液相制备甲基苯基二氯硅烷。虽该方法制备收率较高，但制得产品品质差，产品与副产物苯基三氯硅烷沸点相近，难以分离提纯，并同时面临所用催化剂成本昂贵，产物分离困难，且难以回收等问题。其反应过程需高温高压，产物复杂，后续工艺麻烦，必须辅以其他方法才可能满足实际生产和降低成本的要求，限制了其在工业上的生产应用。

有机金属法中：（1）有机铝法 在反应过程中产生副反应AlCl₃，从而进一步催化Si-Ph断裂，因此不适用于苯基卤硅烷的进一步烷基化；（2）有机锂法苯基锂与甲基三氯硅烷反应制备目标产物，成本昂贵，且操作危险，限制了其工业化应用。（3）格氏法（有机镁法） 格氏法是实验室合成含Si—C键化合物的重要方法，其制法简单，安全，且在生产中继续利用制备含苯基或碳官能基的硅烷，易为人们所接受。目前，该方法已完成了数以千万计的包括有机卤硅烷在内的有机硅化合物的制备。其中以氯苯代替溴苯，以格氏法制备甲基苯基二氯硅烷更具有成本低廉、操作简单、产物组分少、易于分离、安全等特点而具有巨大的工业化应用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种简单可行、反应条件可控、副反应少、收率高的苯基甲基二氯硅烷的合成方法。

本发明技术方案是：无氧条件下，以氯苯和Mg为原料在溶剂中制得苯基氯化镁，并将苯基氯化镁与甲基三氯硅烷反应，经固液分离，取液相，经脱除溶剂后精馏，获得苯基甲基二氯硅烷。

本发明不仅可以有地效解决副反应多、杂质多的难题，同时本发明操作简单可行，还具有反应条件可控、收率高、成本低廉等特点，同时，溶剂回收后，处理简单方便，可循环使用，具有很好的工业应用前景。

本发明所述Mg、氯苯和甲基三氯硅烷的投料摩尔比为1.0～1.3︰1～1.2︰0.8～1。

制备苯基氯化镁的温度条件为50～140℃，反应时间为2～5 h。

所述制备苯基氯化镁的溶剂为乙二醇二甲醚、1，4-二氧六环、乙醚、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、正丁醚、甲缩醛或甲苯中的至少任意一种。

所述苯基氯化镁与甲基三氯硅烷的反应温度条件为0～140℃，反应时间为2～5 h。

本发明还能有效回收溶剂、简单处理后再利用：在苯基氯化镁与甲基三氯硅烷反应结束后，取固液分离的固相，加水实现配位置换而使醚游离出来，再通过蒸馏回收溶剂。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。