一种三氟甲基（三甲基）硅烷的制备方法

摘要

本发明提供了一种三氟甲基(三甲基)硅烷的制备方法，包括：三氟甲磺酰氯和三甲基硅烷在光照或自由基引发剂作用下引发自由基耦合反应，得到三氟甲基(三甲基)硅烷。本发明以三氟甲磺酰氯和三甲基硅烷为起始原料、在光照或自由基引发剂作用下经自由基耦合反应，得到三氟甲基(三甲基)硅烷，各步反应技术成熟、原料常规、反应条件温和，是一条具有优势的技术路线。实验结果表明，三氟甲基(三甲基)硅烷产品总收率为80％以上，纯度为99％以上。

权利要求

1.一种三氟甲基(三甲基)硅烷的制备方法，其特征在于，包括：三氟甲磺酰氯和三甲基硅烷在自由基引发剂作用下引发自由基耦合反应，得到三氟甲基(三甲基)硅烷；

所述自由基引发剂为BPO和过氧化二叔丁基中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三氟甲磺酰氯、三甲基硅烷和自由基引发剂的摩尔比1:(1～3):(0.02～0.1)。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应溶剂选自正己烷、四氢呋喃、甲苯和苯中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述三氟甲磺酰氯、三甲基硅烷的摩尔数和溶剂的体积mL的比1:(1～3):(90～110)。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应温度为30～200℃，反应时间为3～24h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应在惰性气体保护下进行，所述惰性气体选自氮气、氦气和氩气中的一种或几种；所述反应压力为0～3MPa。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应后还包括降温至20～35℃、常压蒸馏。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述常压蒸馏后还包括上精馏柱精馏，接收53～55℃馏分。

说明书

一种三氟甲基（三甲基）硅烷的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及精细化工技术领域，尤其是一种三氟甲基(三甲基)硅烷的制备方法。

背景技术

[0002] 三氟甲基(三甲基)硅烷是一种非常重要的有机中间体，具有广泛的用途。三氟甲基(三甲基)硅烷可制备许多种类含三氟甲基的化合物，如卤素、硼酸取代芳环，甚至无取代反应生成相应的三氟甲基取代芳环衍生物；与炔类反应生成三氟甲基炔；与酮加成形成三氟甲基的叔醇；与酯反应生成三氟甲基酮；与杂环反应生成含三氟甲基的杂环化合物等。

[0003] 现有技术公开的合成三氟甲基(三甲基)硅烷的主要工艺路线主要如下：文献(Tetrahedron Letters,Vol.25,No.21,pp 2195-2198,1984)(Journalof Fluorine Chemistry；vol.42；(1989)；p.429-434)目前，合成三氟甲基(三甲基)硅烷方法主要通过三氟甲基溴或者三氟甲基碘在各种还原剂如TADE,P(NEt2)3存在下与三甲基氯硅烷反应制备而来，很明显根据现有的路线制备三氟甲基(三甲基)硅烷不少于两步反应，制备价格昂贵，制备过程复杂，缺乏有效性。

[0004] 中国专利(CN106117258)以氟仿为原料与制备好的六甲基二硅氮烷钾反应，再与三甲基氯硅烷反应制备得到三氟甲基(三甲基)硅烷，需要用到无水无氧，超低温反应，设备要求高，操作复杂，反应试剂昂贵，不适合工业放大。文献(TtrrohedronLcrrers.Vol.3s.No.46,pp.8623-8624,1994)需要用到电解反应，设备投入大，技术复杂，并且没有工业大生产报道文献(Beckers, H.；Buerger,H.；Bursch,P.；
Ruppert,I.；Journal of Organometallic Chemistry；vol. 316；(1986)；p.41-50)格氏试剂法，需要严格无水无氧反应，操作复杂，危险性大。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种三氟甲基(三甲基) 硅烷的制备方法，本发明提供的三氟甲基(三甲基)硅烷的制备方法工艺简单，条件温和，适用于工业生产。

[0006] 本发明提供了一种三氟甲基(三甲基)硅烷的制备方法，包括：

[0007] 三氟甲磺酰氯和三甲基硅烷在光照或自由基引发剂作用下引发自由基耦合反应，得到三氟甲基(三甲基)硅烷。

[0008] 优选的，所述光照引发光的波长为180nm～600nm。

[0009] 优选的，所述自由基引发剂为AIBN、BPO和过氧化二叔丁基中的一种或几种。

[0010] 优选的，所述三氟甲磺酰氯、三甲基硅烷和自由基引发剂的摩尔比1: (1～3):(0.02～0.1)。

[0011] 优选的，所述反应溶剂选自正己烷、四氢呋喃、甲苯和苯中的一种或几种。

[0012] 优选的，所述三氟甲磺酰氯、三甲基硅烷的摩尔数和溶剂的体积mL的比 1:(1～3):(90～110)。

[0013] 优选的，所述反应温度为30～200℃，反应时间为3～24h。

[0014] 优选的，所述反应在惰性气体保护下进行，所述惰性气体选自氮气、氦气和氩气中的一种或几种；所述反应压力为0～3MPa。

[0015] 优选的，所述反应后还包括降温至20～35℃、常压蒸馏。

[0016] 优选的，所述常压蒸馏后还包括上精馏柱精馏，接收53～55℃馏分。

[0017] 与现有技术相比，本发明提供了一种三氟甲基(三甲基)硅烷的制备方法，包括：三氟甲磺酰氯和三甲基硅烷在光照或自由基引发剂作用下引发自由基耦合反应，得到三氟甲基(三甲基)硅烷。本发明以三氟甲磺酰氯和三甲基硅烷为起始原料、在光照或自由基引发剂作用下经自由基耦合反应，得到三氟甲基(三甲基)硅烷，各步反应技术成熟、原料常规、反应条件温和，是一条具有优势的技术路线。实验结果表明，三氟甲基(三甲基)硅烷产品总收率为80％以上，纯度为99％以上。

附图说明

[0018] 图1为本发明实施例1制备的三氟甲基(三甲基)硅烷氟谱图。

具体实施方式

[0019] 本发明提供了一种三氟甲基(三甲基)硅烷的制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

[0020] 本发明提供了一种三氟甲基(三甲基)硅烷的制备方法，包括：

[0021] 三氟甲磺酰氯和三甲基硅烷在光照或自由基引发剂作用下引发自由基耦合反应，得到三氟甲基(三甲基)硅烷。

[0022] 本发明首先将三氟甲磺酰氯、三甲基硅烷和溶剂投入反应釜中。所述反应釜优选为高压反应釜。

[0023] 本发明对于所述三氟甲磺酰氯、三甲基硅烷的来源不进行限定，市售即可。本发明对其纯度不进行限定，工业纯和分析纯均可。

[0024] 本发明对于所述溶剂优选选自正己烷、四氢呋喃、甲苯和苯中的一种或几种；更优选为正己烷、甲苯和苯中的一种或几种。本发明对于来源不进行限定，市售即可。本发明对其纯度不进行限定，工业纯和分析纯均可。

[0025] 在本发明中，所述三氟甲磺酰氯、三甲基硅烷的摩尔数和溶剂的体积mL 的比优选1:(1～3):(90～110)；更优选为1:(1～2.5):(95～105)；最优选为 1:(1～2.0):(95～
105)。

[0026] 加热所述反应釜，光照或自由基引发剂作用下引发自由基耦合反应；优选经过自由基引发剂作用下引发自由基耦合反应。

[0027] 其中，所述加热优选为油浴加热。

[0028] 所述光照引发光的波长优选为180nm～600nm。

[0029] 在本发明中，所述自由基引发剂优选为AIBN、BPO和过氧化二叔丁基中的一种或几种；更优选为BPO和过氧化二叔丁基中的一种或几种。

[0030] 按照本发明，所述三氟甲磺酰氯、三甲基硅烷和自由基引发剂的摩尔比优选为1:(1～3):(0.02～0.1)；更优选为1:(1～2.5):(0.02～0.08)；最优选为1:(1～2.0):(0.02～
0.06)。

[0031] 本发明所述反应优选在搅拌的条件下进行；本发明对于所述搅拌不进行限定，可以为机械搅拌。

[0032] 本发明所述反应温度优选为30～200℃，更优选为50～200℃，最优选为 100～140℃；所述反应时间优选为3～24h。

[0033] 所述反应在惰性气体保护下进行，所述惰性气体选自氮气、氦气和氩气中的一种或几种；更优选为氮气。所述反应压力优选为0～3MPa。

[0034] 反应后，优选降温至室温，即为20℃～35℃；本发明对于所述降温的方式不进行限定，自然降温即可。

[0035] 降温后，为常压蒸馏。本发明对于所述常压蒸馏的具体参数不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。常压蒸馏后，得到三氟甲基(三甲基)硅烷粗品。

[0036] 在本发明中，常压蒸馏后还包括上精馏柱精馏，本发明对于所述精馏柱精馏的具体参数和操作不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。

[0037] 精馏接收53～55℃馏分，即为三氟甲基(三甲基)硅烷。

[0038] 本发明提供了一种三氟甲基(三甲基)硅烷的制备方法，包括：三氟甲磺酰氯和三甲基硅烷在光照或自由基引发剂作用下引发自由基耦合反应，得到三氟甲基(三甲基)硅烷。本发明以三氟甲磺酰氯和三甲基硅烷为起始原料、在光照或自由基引发剂作用下经自由基耦合反应，得到三氟甲基(三甲基)硅烷，各步反应技术成熟、原料常规、反应条件温和，是一条具有优势的技术路线。实验结果表明，三氟甲基(三甲基)硅烷产品总收率为80％以上，纯度为99％以上。

[0039] 为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种三氟甲基 (三甲基)硅烷的制备方法进行详细描述。

[0040] 实施例1

[0041] 氮气保护下，向500ml高压釜，搭建机械搅拌、温度计，将168.5克三氟甲磺酰氯(1mol)、三甲基硅烷74.2g(1mol)、2.9克二叔丁基过氧化物 (0.02mol),100ml甲苯，油浴升温至内温120℃，反应3小时。反应完后，搅拌降温至室温，常压蒸馏得到三氟甲基(三甲基)硅烷粗品，粗品上精馏柱，接收53～55℃馏分，三氟甲基(三甲基)硅烷126.7克，GC分析三氟甲基(三甲基)硅烷产品纯度99.62％，以三氟甲磺酰氯计，摩尔收率88.61％。

[0042] 对本发明实施例1制备的三氟甲基(三甲基)硅烷进行测定，结果如图1 所示，其中图1为本发明实施例1制备的三氟甲基(三甲基)硅烷氟谱图。由图1可以看出，确定为三氟甲基(三甲基)硅烷的结构。

[0043] 实施例2

[0044] 氮气保护下，向500ml高压釜，搭建机械搅拌、温度计将168.5克三氟甲磺酰氯(1mol)、三甲基硅烷89g(1.2mol)、2.9克二叔丁基过氧化物(0.02mol)， 100ml甲苯，油浴升温至内温120℃，反应3小时。反应完后，搅拌降温至室温，常压蒸馏得到三氟甲基(三甲基)硅烷粗品，粗品上精馏柱，接收53～55℃馏分，三氟甲基(三甲基)硅烷131.54克，GC分析三氟甲基(三甲基)硅烷产品纯度99.53％，以三氟甲磺酰氯计，摩尔收率92％。

[0045] 实施例3

[0046] 氮气保护下，向500ml高压釜，搭建机械搅拌、温度计将168.5克三氟甲磺酰氯(1mol)、三甲基硅烷74.2g(1mol)、14.2克二叔丁基过氧化物(0.1mol)， 100ml甲苯，油浴升温至内温120℃，反应3小时。反应完后，搅拌降温至室温，常压蒸馏得到三氟甲基(三甲基)硅烷粗品，粗品上精馏柱，接收53～55℃馏分，三氟甲基(三甲基)硅烷134.4克，GC分析三氟甲基(三甲基)硅烷产品纯度99.14％，以三氟甲磺酰氯计，摩尔收率94％。

[0047] 实施例4

[0048] 氮气保护下，向500ml高压釜，搭建机械搅拌、温度计将168.5克三氟甲磺酰氯(1mol)、三甲基硅烷74.2g(1mol)、2.9克二叔丁基过氧化物(0.02mol)， 100ml甲苯，油浴升温至内温60℃，反应24小时。反应完后，常压蒸馏得到克三氟甲基(三甲基)硅烷粗品，粗品上精馏柱，接收53～55℃馏分，三氟甲基(三甲基)硅烷113.9克，GC分析三氟甲基(三甲基)硅烷产品纯度99.01％，以三氟甲磺酰氯计，摩尔收率80％。

[0049] 实施例5

[0050] 氮气保护下，向500ml高压釜，搭建机械搅拌、温度计将168.5克三氟甲磺酰氯(1mol)、三甲基硅烷74.2g(1mol)、2.9克二叔丁基过氧化物(0.02mol)， 100ml甲苯，油浴升温至内温200℃，反应3小时。反应完后，常压蒸馏得到三氟甲基(三甲基)硅烷粗品，粗品上精馏柱，接收53～55℃馏分，三氟甲基 (三甲基)硅烷116.7克，GC分析三氟甲基(三甲基)硅烷产品纯度99.04％，以三氟甲磺酰氯计，摩尔收率82％。

[0051] 实施例6

[0052] 氮气保护下，向500ml反应釜，搭建机械搅拌、温度计将168.5克三氟甲磺酰氯(1mol)、三甲基硅烷74.2g(1mol)、100ml甲苯，光照，反应120℃，反应24小时。反应完后，常压蒸馏得到三氟甲基(三甲基)硅烷粗品，粗品上精馏柱，接收53～55℃馏分，三氟甲基(三甲基)硅烷137.3克，GC分析三氟甲基(三甲基)硅烷产品纯度99.09％，以三氟甲磺酰氯计，摩尔收率89％。

[0053] 实施例7

[0054] 氮气保护下，向500ml反应釜，搭建机械搅拌、温度计将168.5克三氟甲磺酰氯(1mol)、三甲基硅烷74.2g(1mol)，4.8gBPO(0.02mol)，100ml甲苯，120℃反应3小时。反应完后，常压蒸馏得到三氟甲基(三甲基)硅烷粗品，粗品上精馏柱，接收53～55℃馏分，三氟甲基(三甲基)硅烷124.4克，GC 分析三氟甲基(三甲基)硅烷产品纯度99.09％，以三氟甲磺酰氯计，摩尔收率87％

[0055] 比较例1

[0056] 氮气保护下，向500ml高压釜，搭建机械搅拌、温度计将168.5克三氟甲磺酰氯(1mol)、三甲基硅烷74.2g(1mol)、2.76g过氧苯甲酸(0.02mol),100ml 甲苯，油浴升温至内温120℃，反应3小时。反应完后，搅拌降温至室温，常压蒸馏得到三氟甲基(三甲基)硅烷粗品，粗品上精馏柱，接收53～55℃馏分，三氟甲基(三甲基)硅烷26.8克，GC分析三氟甲基(三甲基)硅烷产品纯度 99.1％，以三氟甲磺酰氯计，摩尔收率18.8％。

[0057] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。