[发明专利]乙酰氧基硅烷的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由有机氯硅烷制备乙酰氧基硅烷的方法。

背景技术

乙酰氧基硅烷是重要有有机化学品，主要用作粘合剂等，其中应用最广泛的为甲基三乙酰氧基硅烷，结构如式I所示。甲基三乙酰氧基硅烷主要用于单组分室温硫化硅橡胶的硫化剂。也可用作塑料、尼龙、陶瓷、铝等与硅橡胶的粘合剂，硅橡胶的绝缘密封灌注腻子固化剂，以及用作医用硅橡胶制品的粘结促进剂。

式I

目前制备乙酰氧基硅烷的方法主要有以下2种：

1、为有机氯硅烷与乙酸酐反应(US5387706A)，该方法的缺陷如下：

A、理论上乙酸酐的最高利用率为57.9％(质量分数)，其它没有利用的部分完全用于生成副产物，因此用乙酸酐作反应物原子经济性差，而原子经济性是衡量绿色化工的一项重要指标；

B、乙酸酐价格较高，又由于其原子经济性差，因此乙酸酐的用量也较多，从而导致成本的升高；

C、产品中氯离子浓度较高，导致产品质量差。

2、为有机氯硅烷与乙酸反应(如CN101323625A中)，该方法的缺陷如下：

A、此反应副产物为氯化氢，极易溶于产品，难分离，会造成产品质量下降；若要得到质量较好的产品，后处理成本较高；

B、氯化氢对金属有不同程度的腐蚀性，因此该方法对设备的要求也较高，无疑又会增加设备成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效、低成本、原子经济性高、收率高的乙酰氧基硅烷的合成方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种乙酰氧基硅烷的合成方法，依次包括以下步骤：

1)、乙酰氯与无水乙酸盐在有机溶剂中进行反应，乙酰氯与无水乙酸盐中乙酸根的摩尔比为1∶1～5，反应温度为0～5℃，反应时间为1～5小时；得到乙酸酐；

2)、在步骤1)制备而得的乙酸酐中加入乙酸酐(此为常规的新鲜乙酸酐，而非步骤1)制备而得)，然后与有机氯硅烷按照文献US5387706的方法进行反应，得作为产物的乙酰氧基硅烷和作为副产物的乙酰氯；所述乙酰氯返回至步骤1)进行反应。

作为本发明的乙酰氧基硅烷的合成方法的改进：

当有机氯硅烷为甲基三氯硅烷时，所得的乙酰氧基硅烷为甲基三乙酰氧基硅烷；

当有机氯硅烷为乙基三氯硅烷时，所得的乙酰氧基硅烷为乙基三乙酰氧基硅烷；

当有机氯硅烷为乙烯基三氯硅烷时，所得的乙酰氧基硅烷为乙烯基三乙酰氧基硅烷。

作为本发明的乙酰氧基硅烷的合成方法的进一步改进：步骤1)制备而得的乙酸酐与乙酸酐的摩尔比为1∶0.07～0.08。

作为本发明的乙酰氧基硅烷的合成方法的进一步改进：无水乙酸盐为无水乙酸钠、无水乙酸钾、无水乙酸铵或无水乙酸钙。

作为本发明的乙酰氧基硅烷的合成方法的进一步改进：有机溶剂与乙酰氯的体积/摩尔比为：80～120ml有机溶剂/0.41mol乙酰氯。

作为本发明的乙酰氧基硅烷的合成方法的进一步改进：有机溶剂为苯、甲苯、戊烷、环戊烷、环己烷、正己烷、石油醚、辛烷、异辛烷、四氢呋喃、四氢吡喃、丙酮、甲乙酮、环己酮、乙酸、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、三氯丙烷、乙醚、丁醚、乙二醇二甲醚、乙腈、丙腈、丁腈、1，4-二氧六环、1，3-二氧五戊环或1，3-二氧五六环。

本发明具有如下优点：

1、本发明将副产所得的乙酰氯当做原料进行循环使用，不但减少了废弃物的排放，还能充分降低成本。

2、按照现有常规技术的告知，乙酰氯与无水乙酸盐需要在较高的温度下进行，一般为25～60℃，此时，收率一般最多能达到80％左右；但是，发明人在大量实验的基础上发现，低温不但能获得纯度较高的乙酸酐，还能提高乙酸酐的收率(能高达96.2％)。

3、回收副产物乙酰氯并再生乙酸酐，原子利用率高(乙酸酐的利用率能达到74％，质量分数)。

4、反应过程中避免了释放氯化氢，环境友好。

5、反应在较低温度下进行，条件温和。

6、工艺简单、成本低廉。

具体实施方式

实施例1、一种甲基三乙酰氧基硅烷的合成方法，依次进行以下步骤：

1)、在0℃下，向釜内加入100mL甲苯作为溶剂、约32g的回收乙酰氯(0.41mol)、41g无水乙酸钠(0.5mol)，在搅拌下保温(0℃)进行反应，3小时后结束，过滤，减压(0.01MPa)蒸除溶剂甲苯后，得到乙酸酐40g(0.39mol)，收率为95.2％。