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三甲基氰硅烷的制备
背景及概述[1][2]
三甲基氰硅烷国内生产厂家甚少,反应体系为非均相氰化钠取代反应,转化率很低,仅罗门哈斯增塑剂能达到45%左右。也可用氰化银取代,但成本太高,而且废渣不易处理。还有使用氢化亚铜作为原料参加取代反应,产品转化率很低,导致产品价格昂贵,造成三甲基氰硅烷很难广泛应用于氰化试剂。
三甲基氰硅烷
应用[3]
制备异丁醛氰醇硅醚
在25mL单口烧瓶中加入2.3mL(0.025mol)新蒸馏的异丁醛,然后加入0.46μL(5.0×10-8mol)质量分数为1%的(CH3)4NOH水溶液,在室温条件下与搅拌状态下加入3.4mL(0.025mol)三甲基氰硅烷(催化剂、异丁醛和三甲基氰硅烷的摩尔比为1∶500000∶500000),反应剧烈(注:反应中放出的热量由其自身自然释放),10分钟反应结束,1HNMR测定其转化率为100%。
制备苯甲醛氰醇硅醚
在250mL单口烧瓶中加入53g(0.5mol)新蒸馏的苯甲醛,然后加入0.36μL(1.0×10-6mol)质量分数为25%的(CH3)4NOH水溶液,在室温条件下与搅拌状态下加入49.5g(0.5mol)三甲基氰硅烷,反应剧烈,TLC跟踪反应,20分钟后取少量样品送核磁,经计算转化率为98%。
制备[2]
在2000L搪瓷反应釜先加入400KgN-甲基吡咯烷酮,再投入400Kg氰化钠,搅拌10分钟,加入10Kg碘化钾催化剂,搅拌下滴加三甲基氯硅烷,温度控制在75℃以下,当三甲基氯硅烷滴加至950Kg时,控制反应温度在65℃~70℃,回流24小时,过滤,然后将滤液去精馏,截取中组份为三甲基氰硅烷(沸点:112℃),纯度大于98.5%,其余组份均打入反应釜中继续进行二次反应,反应釜内继续加热至65℃~70℃,反应时间12小时,反应后过滤,滤液再精馏,截取中组份为三甲基氰硅烷,依次将轻组份和重组份再打入反应釜,作为下一轮反应原料。此工艺可将收率提升至89%。
所述的三甲基氰硅烷的制备方法,其特征在于:所述反应组分的重量配 比为:N-甲基吡咯烷酮为400,氰化钠为350-450,三甲基氯硅烷为900-1000, 碘化钾为8-12。
所述反应组分的重量配 比为:N-甲基吡咯烷酮为400,氰化钠为400,三甲基氯硅烷为950,碘化钾为 10。所述滴加三甲基氯硅烷 时的温度控制在65-75℃;一次反应中回流反应24小时;二次反应中,回流反 应12小时。
本工艺采用碘化钾作为催化剂,因为:①在反应过程中碘化钾能迅速和三甲基氯硅烷反应生成三甲基碘硅烷:
(CH3)3SiCl+KI→(CH3)3SiI+KCl
三甲基碘硅烷更容易被NaCN取代,而生成NaCl;②在日本东曹消光剂价格温度低于50℃时,KI能够完全溶解于N-甲基吡咯烷酮中,而生成物NaCl几乎不溶于N-甲基吡咯烷酮,从而使反应更加彻底。
主要参考资料
[1] 高守海, & 恽榴红. (1995). 三甲基氰硅烷与三环酮的亲核加成反应初探. 军事医学(4), 286-288.
[2] 高守海, & 恽榴红. (1995). 三甲基氰硅烷与三环酮的亲核加成反应初探. 军事医学(4), 286-288.
[3] 王晓丽, 王艳学, & 边占喜. (2007). 两种取代二茂铁基三甲基硅烷基氰醇醚的合成及晶体结构. 化学学报(16), 158-162.
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