一种3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷的制备方法

摘要

一种3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷的制备方法：在催化剂存在下，三乙氧基硅烷与甲基丙烯酸烯丙酯于95～135℃反应得到3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷；其中三乙氧基硅烷与甲基丙烯酸烯丙酯的质量比为1.4∶1-1.6∶1；所用催化剂由下法得到：将氯铂酸加入异丙醇溶解后，加入四甲基二乙烯基二硅氧烷，然后加热到75～85℃反应0.5～1小时，然后加入浓度为0.1～0.3g/ml的三苯基膦的异丙醇溶液，加完保持在75～85℃反应1～2小时得到催化剂；所用原料氯铂酸∶异丙醇∶四甲基二乙烯基二硅氧烷∶三苯基膦的质量比例为0.1∶5～7∶2～4∶0.1～0.3。本发明制备简便、催化剂用量少、效率高、选择性强，产品收率高，质量好。

权利要求

1.一种3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷的制备方法，其特征是：将三乙氧基硅烷加入反应器，同时加入催化剂，然后加入与三乙氧基硅烷质量比为1-3‰的阻聚剂氮氧自由基哌啶醇，加热到90～95℃，开始滴加溶有甲基丙烯酸烯丙酯质量1-2‰的阻聚剂N，N′-二苯基对苯二胺的甲基丙烯酸烯丙酯，滴加过程控温在95～135℃，滴完后保持在105℃～110℃反应2～3小时，然后加入与阻聚剂氮氧自由基哌啶醇质量相等的阻聚剂4-二甲氨基吡啶，减压蒸馏，压力为3～5mmHg，收集130～150℃馏份即为产品3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷；其中三乙氧基硅烷与甲基丙烯酸烯丙酯的质量比为

1.4∶1-1.6∶1；所用催化剂由下法得到：将氯铂酸加入异丙醇溶解后，加入四甲基二乙烯基二硅氧烷，然后加热到75～85℃反应0.5～1小时，然后加入浓度为0.1～0.3g/ml的三苯基膦的异丙醇溶液，加完保持在75～85℃反应1～2小时得到催化剂；所用原料氯铂酸∶异丙醇∶四甲基二乙烯基二硅氧烷∶三苯基膦的质量比例为0.1∶5～7∶2～

4∶0.1～0.3。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：按氯铂酸的量计，催化剂与三乙氧基硅烷的质量比为5～10ppm。

说明书

一种3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷的制备方法。

背景技术

[0002] 3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷是一种用途广泛的有机硅烷偶联剂。与其系列产品3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷相似主要用作树脂及聚合材料增黏剂；合成含甲基丙烯酰氧烃基硅油；室温固化的丙烯酸系涂料及聚烯烃法的交联剂；还用作提高绝缘油和光纤涂料的憎水性以及改善聚酯混凝土的机械性能等方面。

[0003] 以三乙氧基硅烷和甲基丙烯酸烯丙酯为原料，经一步硅氢加成合成3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷，这种方法国内没有文献报道，国外有一篇日本专利JP-08311079是用这种直接法合成的，但是其催化剂用的是亚硝基苯胲铝盐溶于苯氰中制得，催化剂结构复杂，而且选择性差，异构体含量较大，与产品难以分离提纯，收率也只有81.8％，另外在反应过程中用的阻聚剂阻聚效果不好，在蒸馏提纯产品时凝胶的风险大；还有文献PL158567用Pt与PPh3和CH2＝CH2或(EtO)3SiCH＝CH2的配位化合物为催化剂，直接法合成产物摩尔收率为90％左右，但事实上这样的催化剂很难做成功，大多会析出固体，催化效果差，用量大，尤其在大规模生产上，催化剂成本高，而且其所述的阻聚剂的阻聚效果差，凝胶的风险也大。

[0004] 本发明针对上述情况，作了深入研究，提出的催化剂制备简单，催化剂催化活性好、效率高、用量少、选择性也好；制备产品的过程反应条件温和反应易于控制，产品易于分离提纯，产品质量好，经一次减压蒸馏，可得到摩尔收率92-95％，纯度达98％的产品。

发明内容

[0005] 本发明的目的是在于提供了一种3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷的制备方法，该方法较简便、效率高、产品收率高、产品质量好。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：

[0007] 一种3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷的制备方法：在催化剂存在下，三乙氧基硅烷与甲基丙烯酸烯丙酯于95～135℃反应得到3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷；其中三乙氧基硅烷与甲基丙烯酸烯丙酯的质量比为1.4∶1-1.6∶1；所用催化剂由下法得到：将氯铂酸加入异丙醇溶解后，加入四甲基二乙烯基二硅氧烷，然后加热到75～85℃反应0.5～1小时，然后加入浓度为0.1～0.3g/ml的三苯基膦的异丙醇溶液，加完保持在75～85℃反应1～2小时得到催化剂；所用原料氯铂酸∶异丙醇∶四甲基二乙烯基二硅氧烷∶三苯基膦的质量比例为0.1∶5～7∶2～4∶0.1～0.3。

[0008] 本发明三乙氧基硅烷与甲基丙烯酸烯丙酯的反应时间为2～5小时。

[0009] 本发明所述三乙氧基硅烷中加有阻聚剂氮氧自由基哌啶醇，甲基丙烯酸烯丙酯中加有阻聚剂N，N′-二苯基对苯二胺。

[0010] 本发明3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷可按下法制备：将三乙氧基硅烷加入反应器，同时加入催化剂，然后加入与三乙氧基硅烷质量比为1-3‰的阻聚剂氮氧自由基哌啶醇，加热到90～95℃，开始滴加溶有甲基丙烯酸烯丙酯质量1-2‰的阻聚剂N，N′-二苯基对苯二胺的甲基丙烯酸烯丙酯，滴加过程控温在95～135℃，滴完后保持在105℃～110℃反应2～3小时，然后加入与阻聚剂氮氧自由基哌啶醇质量相等的阻聚剂4-二甲氨基吡啶，减压蒸馏，压力为3～5mmHg，收集130～150℃馏份即为产品3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷。

[0011] 在本发明中，催化剂的用量按氯铂酸的量计，催化剂与三乙氧基硅烷的质量比为5～10ppm。

[0012] 本发明与现有技术相比：本发明制备简便、产品收率高。所用催化剂催化效率高，催化剂用量少，每生产一吨产品需6～7克氯铂酸，大大降低了催化剂成本；催化剂在催化目标产物时选择性好，异位加成副产物一般在0.5％以内，产品质量好；催化剂制备简便，制备产品的反应过程放热相对温和易于控制，也大大降低了反应过程中凝胶化的可能性，反应也无需加入溶剂和其他的促进剂，整个过程产生的费料比较少，符合环保要求。

具体实施方式

[0013] 3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的催化剂及产品合成方法：

[0014] 实施例1：催化剂的制备：将0.1g氯铂酸加入3g异丙醇中溶解后加入3g四甲基二乙烯基二硅氧烷，然后加热到75～85℃反应0.5小时，然后在5～10分钟内加入0.2g三苯基膦溶于3g异丙醇的溶液，加完保持在75～85℃反应1小时，得到液体催化剂。

[0015] 实施例2：催化剂的制备：将10g氯铂酸加入300g异丙醇中溶解后加入300g四甲基二乙烯基二硅氧烷，然后加热到75～85℃反应0.5小时，然后在0.5～1小时内加入20g三苯基膦溶于300g异丙醇的溶液，加完保持在75～85℃反应1小时，得到液体催化剂。

[0016] 实施例3：目标产物合成

[0017] 反应式如下：

[0018]

[0019] 在500mL三口烧瓶中加入226g三乙氧基硅烷，再加入实施例1中制得的催化剂0.2g和0.3g的阻聚剂ZJ-701，加热升温到95℃，滴加混有0.2g阻聚剂N，N′-二苯基对苯二胺的甲基丙烯酸烯丙酯151g，滴加过程大约需15分钟、控制反应温度不超过135℃，滴加完毕保持在105℃继续搅拌反应2小时，取上反应物分析其中产品含量为85％左右。

[0020] 在上反应体系中加入0.3g阻聚剂4-二甲氨基吡啶，减压蒸出前馏分，收集130～150℃(5mmHg)的无色透明液体产品320～330g，纯度达97～98.5％【沸点：
3
150±5℃/5mmHg；闪点：118.4±0.3℃；密度：0.980±0.020g/cm(20℃，760mmHg)；分子量：290.43g/mol；】，摩尔收率在92～95％之间。

[0021] 实施例4：在1000升的反应釜中加入460kg三乙氧基硅烷，再加入实施例2中制备