[发明专利]制备苯基二甲基氯硅烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及中间体合成领域，具体涉及一种制备苯基二甲基氯硅烷的方法。

背景技术

苯基二甲基氯硅烷是一种新型硅烷化试剂，主要用于有机化合物中活性氢的保护，由于其在酸碱中性质稳定，不易被破坏等特点，因此广泛应用于有机合成。目前合成苯基二甲基氯硅烷主要采用氯苯与镁中发生格氏反应生成格氏试剂，生成的格氏试剂再与二甲基二氯硅烷在催化剂氰化亚铜作用下发生缩合反应生成苯基二甲基氯硅烷，上述格氏反应和缩合反应分别在四氢呋喃溶剂体系中完成。利用该方案虽然能够制备得到苯基二甲基氯硅烷，但是在四氢呋喃溶剂体系中，氯苯与镁屑之间的反应不易控制，偶联度高，副反应程度大，因此苯基二甲基氯硅烷的产率底；其次，格氏试剂与二甲基二氯硅烷反应时，采用剧毒的氰化亚铜做催化剂，反应完成后过滤产生的固体废物（含剧毒的氰化亚铜）不易进行处理，污染环境；另外在后续的苯基二甲基氯硅烷分离操作过程中需使用大量石油醚分离无机盐氯化镁与反应产物，回收苯基二甲基氯硅烷后残存物中的四氢呋喃、二甲基二氯硅烷和石油醚难以进行分离、纯化和回收，形成大量的废液，使得大量的四氢呋喃、石油醚被浪费且污染环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备苯基二甲基氯硅烷的方法，可提高苯基二甲基氯硅烷的产率和便于反应用溶剂的回收。

其采取的方案为：一种制备苯基二甲基氯硅烷的方法，包括将氯苯与镁发生格氏反应生成格氏试剂和将得到的格氏试剂与二甲基二氯硅烷发生缩合反应生成苯基二甲基氯硅烷并进行回收；所述格氏反应和缩合反应分别在甲基叔丁基醚和/或2-甲基四氢呋喃构成的溶剂体系中进行。

本申请中，通过采用甲基叔丁基醚和/或2-甲基四氢呋喃构成反应用溶剂，使得在格氏反应和缩合反应时副反应少、反应更缓和，易于控制，提高苯基二甲基氯硅烷的产率，进一步的由于甲基叔丁基醚和/或2-甲基四氢呋喃构成的反应用溶剂的极性小于四氢呋喃极性且不溶于水，因此便于回收再利用，整个生产过程中产生的废液量少；同时本申请中，不需要向缩合反应结束后的混合体系中加入石油醚回收产品，节约生产成本和保护环境。

进一步的方案为：

所述的缩合反应后得到的混合物进行过滤，过滤得到的滤液在75～85℃下进行常压蒸馏，分别收集常压蒸馏的馏出液和浓缩液，将浓缩液进行精馏并回收产品苯基二甲基氯硅烷，向馏出液中加水静置分层回收有机相。

所述格氏反应中氯苯与溶剂加入的体积比为1：1～10；所述缩合反应中二甲基二氯硅烷与溶剂加入的体积比为1：2.5～4。这里所指的缩合反应过程中加入的溶剂不包括格氏试剂中所包含的甲基叔丁基醚和/或2-甲基四氢呋喃。

所述缩合反应中催化剂与二甲基二氯硅烷加入的质量比为1：10～100。

所述格氏反应采用溶解在四氢呋喃中的碘粒作为引发剂，缩合反应所用的催化剂为氯化亚铜和/或亚硫酰氯。

虽然，本申请中也需要用到少量的四氢呋喃溶解碘粒作为格氏反应的引发剂，但其用量相对于传统方案中四氢呋喃的用量大大减小，因此整个生产过程中产生的废液量被大大减小。同时，本申请中采用氯化亚铜和/或亚硫酰氯作为催化剂，不仅保持原有催化剂的催化效率，而且便于后续的处理，特别是亚硫酰氯，虽然其有毒，但其在常压蒸馏处理后蒸出在馏出液中，再向馏出液中加入水时分解成二氧化硫和盐酸，通过碱液对盐酸进行中和和对二氧化硫进行处理即可，因此不会像传统的技术方案中产生剧毒的固体废物。同时，通过实验发现，按上述参数配取的反应用溶剂和催化剂，反应更易于控制且节约生产的原材料。

更为优选的方案为，所述的制备苯基二甲基氯硅烷的方法，包括以下操作步骤：

S1：按摩尔比为1：2～3：1～1.5称取氯苯、镁和二甲基二氯硅烷待用，将镁加入反应器中，加入少量四氢呋喃和碘粒作为引发剂并升温至45～50℃，将氯苯和甲基叔丁基醚按体积比1：1～2混合配置成混合溶液，先向反应器中滴加少量的混合溶液引发反应，待反应正常后，维持反应温度50～55℃下继续滴加余下混合溶液，反应结束后得到格氏试剂；

S2：将二甲基二氯硅烷、甲基叔丁基醚和亚硫酰氯加入另一反应器内，加入的甲基叔丁基醚与二甲基二氯硅烷的体积比为3～3.5：1，亚硫酰氯与二甲基二氯硅烷的质量比为1：10～14，然后缓慢滴加S1中制得的格氏试剂并不断搅拌，升温至63～67℃回流进行反应；