正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的合成方法，屬有機(jī)化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]硅烷偶聯(lián)劑是有機(jī)硅化學(xué)中極具特色的一類化合物，它既含有能與有機(jī)聚合物反應(yīng)的碳官能團(tuán)，又具有易水解和縮聚的特點(diǎn)，還能形成與無(wú)機(jī)物料表面化學(xué)結(jié)合的硅官能團(tuán)，由于它的這種特性而被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中。正丁胺基丙基三甲氧基硅烷作為一種新型胺基硅烷偶聯(lián)劑，可以代替Y —氨丙基三乙氧基硅烷(簡(jiǎn)稱KH-550)用于處理無(wú)機(jī)粉體和玻璃纖維等，能顯著提高復(fù)合材料的硬度、韌性等機(jī)械性能，也可以應(yīng)用于紡織助劑、膠黏劑和涂料的增粘劑等領(lǐng)域，提高其黏結(jié)性、耐候性、耐黃變性和柔韌性等。
[0003]制備正丁胺基丙基三甲氧基硅烷通常有兩種方法:一種是通過(guò)含氫烷氧基硅烷與η- 丁基烯丙胺進(jìn)行硅氫加成；另一種為鹵烴基烷氧基硅烷和正丁胺反應(yīng)；對(duì)比兩種制備方式，前者所采用的原料和催化劑昂貴，且獲得的產(chǎn)物有兩種異構(gòu)體不易分離，影響最后的純度。后者方法是現(xiàn)在生產(chǎn)常用的方法，但目前在這種方法的反應(yīng)物中，正丁胺鹽酸鹽在正丁胺中的溶解度很大，對(duì)反應(yīng)物的處理是比較大的難題；有人采用非極性溶劑處理，但還存在較多的問(wèn)題和不足，不僅處理過(guò)程復(fù)雜，而且產(chǎn)品的收率較低(收率通常只能達(dá)到5(Γ70%),增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:提供一種成本低、收率高、操作簡(jiǎn)單的正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的制備方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案。
[0006]所述的正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的制備方法，步驟如下:步驟如下:(一)將正丁胺和氯丙基三甲氧基硅烷投入反應(yīng)釜中，攪拌下開始升溫反應(yīng)，反應(yīng)壓力控制在0.5Mpa?2Mpa之間，反應(yīng)溫度75?120°C; (二)步驟(一)反應(yīng)結(jié)束后，控制反應(yīng)釜中的溫度為40?50°C，然后向反應(yīng)液中加入甲醇鈉，繼續(xù)攪拌反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液固液分離，分離出濾液和氯化鈉沉淀物；(三)將步驟(二)分離出的濾液減壓蒸餾，將未反應(yīng)的正丁胺、產(chǎn)生的醇和所需的產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷進(jìn)行分離，獲得產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅燒。
[0007]進(jìn)一步地，前述的正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的制備方法，其中:步驟(一)中所述的正丁胺和氯丙基三甲氧基硅烷的投料摩爾比為2:1?5:1之間，反應(yīng)溫度控制在85?100°C，反應(yīng)時(shí)間為I?3h。
[0008]進(jìn)一步地，前述的正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的制備方法，其中:步驟(一)中反應(yīng)結(jié)束后常壓蒸出正丁胺作為下釜原料重復(fù)使用。
[0009]進(jìn)一步地，前述的正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的制備方法，其中:步驟(二)中的反應(yīng)時(shí)間I?3h。
[0010]進(jìn)一步地，前述的正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的制備方法，其中:步驟(二)中所述的甲醇鈉為質(zhì)量濃度為28%的液體甲醇鈉；甲醇鈉和氯丙基三甲氧基硅烷的投料摩爾比為1:1 ?1.1:1。
[0011]上述步驟(二)反應(yīng)液中加入甲醇鈉的作用是:攪拌反應(yīng)除去正丁胺的鹽酸鹽，得到醇、正丁胺、氯化鈉，然后將反應(yīng)物固液分離，分離出醇、正丁胺和正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的混合物、以及氯化鈉濾渣，所得的濾液繼續(xù)進(jìn)行步驟(三)。
[0012]本發(fā)明所述的制備方法中，其中步驟(一)中所述的正丁胺的來(lái)源可以有如下三種:一是新鮮的正丁胺；二是步驟(一)常壓蒸出的正丁胺；三是步驟(三)中濾液減壓蒸餾得到低沸物，再將低沸物進(jìn)行常壓蒸餾獲得正丁胺?；厥盏玫降恼“吠度胙h(huán)使用時(shí)最好同時(shí)滿足純度大于98%和水分小于3000ppm的條件。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用鹵烴基烷氧基硅烷和正丁胺反應(yīng)的合成方法，使用甲醇鈉處理反應(yīng)物，將游離氯以NaCl固體的形式析出后除去，獲得的濾液經(jīng)減壓蒸餾可獲得以氯丙基三甲氧基硅烷計(jì)84%以上的摩爾收率；整個(gè)制備方法工藝簡(jiǎn)單，并且生產(chǎn)成本得以大大降低。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅限制在所述的實(shí)施例范圍之中。
[0015]實(shí)施例1。
[0016](I)正丁胺和氯丙基三甲氧基硅烷按摩爾比2:1的比例投入反應(yīng)釜中，正丁胺621g，氯丙基三甲氧基硅烷844.7g，攪拌升溫，控制反應(yīng)物的溫度在9(Tl00°C，壓力0.5?IMpa，攪拌反應(yīng)2.5h ;反應(yīng)結(jié)束，常壓蒸出正丁胺93g 控制反應(yīng)液的溫度在4(T50°C，向其中加入821g質(zhì)量濃度為28%的液體甲醇鈉，攪拌置換反應(yīng)、除去游離氯，得到甲醇、正丁胺和氯化鈉固體，抽濾固液分離，獲得1709g的含正丁胺、甲醇和正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的混合物濾液、320g的22%含濕量的氯化鈉濾餅:⑶將步驟⑵分離出的濾液減壓蒸餾，將未反應(yīng)的正丁胺、產(chǎn)生的醇和產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷進(jìn)行分離，得到713g主要由甲醇和正丁胺組成的低沸物，861g的產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷，收率為86.1%。所得的低沸物再經(jīng)過(guò)常壓蒸餾獲得185g正丁胺。
[0017]實(shí)施例2。
[0018](I)正丁胺和氯丙基三甲氧基硅烷按摩爾比3:1的比例投入反應(yīng)釜中，正丁胺1181.3g，氯丙基三甲氧基硅烷1070.7g，攪拌升溫，控制反應(yīng)物的溫度在85、5°C，壓力f 1.5Mpa，攪拌反應(yīng)1.5h ;反應(yīng)結(jié)束，常壓蒸出正丁胺295g 控制反應(yīng)液的溫度在40^50°C,向其中加入1040g質(zhì)量濃度為28%的液體甲醇鈉，攪拌置換反應(yīng)、除去游離氯，得到甲醇、正丁胺和氯化鈉固體，抽濾固液分離，獲得2277g的含正丁胺、甲醇和正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的混合物濾液、412g的23%含濕量的氯化鈉濾餅:⑶將步驟⑵分離出的濾液減壓蒸餾，將未反應(yīng)的正丁胺、產(chǎn)生的醇和產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷進(jìn)行分離，得到1038g主要由甲醇和正丁胺組成的低沸物、1102g的產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷，收率為87%。所得的低沸物再經(jīng)過(guò)常壓蒸餾獲得370g正丁胺。
[0019]實(shí)施例3。
[0020](I)正丁胺和氯丙基三甲氧基硅烷按摩爾比4:1的比例投入反應(yīng)釜中，正丁胺1575g，氯丙基三甲氧基硅烷1070.7g，攪拌升溫，控制反應(yīng)物的溫度在85、0 °C，壓力
1.5?2Mpa，攪拌反應(yīng)Ih ;反應(yīng)結(jié)束，常壓蒸出正丁胺534g 控制反應(yīng)液的溫度在4(T50°C，向其中加入1040g質(zhì)量濃度為28%的液體甲醇鈉，攪拌置換反應(yīng)、除去游離氯，得到甲醇、正丁胺和氯化鈉固體，抽濾固液分離，獲得2393g的含正丁胺、甲醇和正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的混合物濾液、422g的25%含濕量的氯化鈉濾餅:⑶將步驟⑵分離出的濾液減壓蒸餾，將未反應(yīng)的正丁胺、產(chǎn)生的醇和產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷進(jìn)行分離，得到1146g主要由甲醇和正丁胺組成的低沸物、IllOg的產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷，收率為87.5%。所得的低沸物再經(jīng)過(guò)常壓蒸餾獲得465g正丁胺。
[0021]實(shí)施例4。
[0022](I)正丁胺和氯丙基三甲氧基硅烷按摩爾比5:1的比例投入反應(yīng)釜中，正丁胺776.7g (實(shí)施例1、實(shí)施例2中回收的正丁胺)，氯丙基三甲氧基硅烷422.9g，攪拌升溫，控制反應(yīng)物的溫度在85、0°C，壓力1.5-2Mpa，攪拌反應(yīng)Ih ;反應(yīng)結(jié)束，常壓蒸出正丁胺332g ；⑵控制反應(yīng)液的溫度在4(T50°C，向其中加入410.8g質(zhì)量濃度為28%的液體甲醇鈉，攪拌置換反應(yīng)、除去游離氯，得到甲醇、正丁胺和氯化鈉固體，抽濾固液分離，獲得909g的含正丁胺、甲醇和正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的混合物濾液、176g的30%含濕量的氯化鈉濾餅:(3)將步驟⑵分離出的濾液減壓蒸餾，將未反應(yīng)的正丁胺、產(chǎn)生的醇和產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷進(jìn)行分離，得到379g主要由甲醇和正丁胺組成的低沸物、432g的產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷，收率為86.4%。所得的低沸物再經(jīng)過(guò)常壓蒸餾獲得216g正丁胺。
[0023]實(shí)施例5。
[0024](I)正丁胺和氯丙基三甲氧基硅烷按摩爾比5:1的比例投入反應(yīng)釜中，正丁胺776.7g(實(shí)施例3中回收的正丁胺)，氯丙基三甲氧基硅烷422.9g，攪拌升溫，控制反應(yīng)物的溫度在85、0°C，壓力2Mpa，攪拌反應(yīng)Ih ;反應(yīng)結(jié)束，常壓蒸出正丁胺310g ;⑵控制反應(yīng)液的溫度在4(T50°C，向其中加入115g固體甲醇鈉，攪拌置換反應(yīng)、除去游離氯，得到甲醇、正丁胺和氯化鈉固體，抽濾固液分離，獲得711g的含正丁胺、甲醇和正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的混合物濾液、160g的23%含濕量的氯化鈉濾餅:⑶將步驟⑵分離出的濾液減壓蒸餾，將未反應(yīng)的正丁胺、產(chǎn)生的醇和產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷進(jìn)行分離，得到191g主要由甲醇和正丁胺組成的低沸物、422g的產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷，收率為84.4%。所得的低沸物再經(jīng)過(guò)常壓蒸餾獲得170g正丁胺。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的制備方法，其特征在于:步驟如下:(一)將正丁胺和氯丙基三甲氧基硅烷投入反應(yīng)釜中，攪拌下開始升溫反應(yīng)，反應(yīng)壓力控制在0.5Mpa?2Mpa之間，反應(yīng)溫度75?120°C; (二)步驟(一)反應(yīng)結(jié)束后，控制反應(yīng)釜中的溫度為40?50°C，然后向反應(yīng)液中加入甲醇鈉，繼續(xù)攪拌反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液固液分離，分離出濾液和氯化鈉沉淀物；(三)將步驟(二)分離出的濾液減壓蒸餾，將未反應(yīng)的正丁胺、產(chǎn)生的醇和所需的產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷進(jìn)行分離，獲得產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的制備方法，其特征在于:步驟(一)中所述的正丁胺和氯丙基三甲氧基硅烷的投料摩爾比為2:1?5:1之間，反應(yīng)溫度控制在85?100°C，反應(yīng)時(shí)間為I?3h。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的制備方法，其特征在于:步驟(一)中反應(yīng)結(jié)束后常壓蒸出正丁胺作為下釜原料重復(fù)使用。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的制備方法，其特征在于:步驟(二)中的反應(yīng)時(shí)間I?3h。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的制備方法，其特征在于:步驟(二)中所述的甲醇鈉為質(zhì)量濃度為28%的液體甲醇鈉；甲醇鈉和氯丙基三甲氧基硅烷的投料摩爾比為1:廣1.1:1。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種正丁胺基丙基三甲氧基硅烷的制備方法，步驟如下：（一）將正丁胺和氯丙基三甲氧基硅烷投入反應(yīng)釜中，攪拌下開始升溫反應(yīng)，反應(yīng)壓力控制在0.5Mpa～2Mpa之間，反應(yīng)溫度75～120℃；（二）步驟（一）反應(yīng)結(jié)束后，控制反應(yīng)釜中的溫度為40～50℃，然后向反應(yīng)液中加入甲醇鈉，繼續(xù)攪拌反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液固液分離，分離出濾液和氯化鈉沉淀物；（三）將步驟（二）分離出的濾液減壓蒸餾，將未反應(yīng)的正丁胺、產(chǎn)生的醇和所需的產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷進(jìn)行分離，獲得純度高的產(chǎn)品正丁胺基丙基三甲氧基硅烷。整個(gè)制備方法工藝簡(jiǎn)單，并且生產(chǎn)成本得以大大降低，可獲得84%以上的摩爾收率。
【IPC分類】C07F7/18
【公開號(hào)】CN104926852
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410099939
【發(fā)明人】盧云龍, 岳立, 劉磊, 戴建才, 趙世勇, 舒亞飛, 朱慧
【申請(qǐng)人】張家港市國(guó)泰華榮化工新材料有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2014年3月19日