γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基甲基二氯硅烷的合成

第33卷第1期Vl33No.1井岡山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)2012年1月Jan.2012Journal of Jinggangshan University(Natural Science)章編號:1674-8085(2012)01-0033-04γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基甲基二氯硅烷的合成王珊珊,渠源2,田來(lái)進(jìn)(1曲阜師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,山東,曲阜273165:2曲阜晨光化工有限公司,山東,曲阜273165)摘要:采用自制的P配合物催化劑,通過(guò)硅氫加成合成了新型功能硅烷偶聯(lián)劑γ(甲基丙烯酰氧基)丙基甲基二氯硅烷,利用元素分析、R、HNMR對產(chǎn)物結構進(jìn)行了表征。探討了催化劑種類(lèi)、催化劑用量、反應溫度反應時(shí)間、原料配比對產(chǎn)物產(chǎn)率的影響。當催化劑用量為45ppm,反應溫度控制在7075℃,反應時(shí)間為3.b,甲基丙烯酸烯丙酯與甲基二氯硅烷的物質(zhì)的量比為131時(shí)硅烷的收率達到85%以上關(guān)鍵詞:γ(甲基丙烯酰氧基)丙基甲基二氯硅烷;合成;硅氫加成;甲基丙烯酸烯丙酯;甲基二氯硅烷中圖分類(lèi)號:0641.6文獻標識DO10.3969jisn.1674-80852012.01.009SYNTHESIS OF SYNTHESIS OFT-(METHACRYLOYLOXY)PROPYLMETHYLDICHLOROSILANEWANG Shan-shan, QU Yuan, TIAN Lai-jin(1. Chemistry and Chemical Engineering, Qufu Normal University, Qufu, Shandong 273165, Chi2. Qufu Chenguang Chemical Co. Ltd, Qufu, Shandong, 273165, China)Abstract: y-(Methacryloyloxy)propylmethyldichlorosilane, a novel silane coupling agent, was synthesized byhydrosilylation reaction of allylmethacrylate and methyldichlorosilane under Pt catalyst, and characterized byelemental analysis, IR and H NMR spectra. The effects of the catalyst type, catalyst dosage, reaction temperature,reaction time and ratio of raw materials on the yield were discussed. When the catalyst concentration is 45 ppm,the reaction temperature is controlled in 70-75 C, reaction time is 3. 5 h, the molar ratio of allylmethacrylate andmethyldichlorosilane is 1.3: 1, the yield rate of silane is above 85%Key words: Y-(methacryloyloxy)propylmethyldichlorosilane; synthesis; hydrosilylation; allyl methacrylatemethyldichlorosilane硅烷偶聯(lián)劑是目前用量最大、品種最多的偶聯(lián)基)丙烯酰氧基化合物等單體發(fā)生自由基聚合反應劑,它已經(jīng)成為有機硅化學(xué)的一個(gè)獨立分支,既可形成各種有機硅改性的聚合物。y(甲基)丙烯酰氧以與無(wú)機物中的羥基又能與有機聚合物中的長(cháng)分基丙基偶聯(lián)劑其應用非常廣泛4S,常用作改性劑、子鏈相互作用的化合物,使兩種不同性質(zhì)的材料偶封端劑,還可以用來(lái)制備特種硅膠和硅油。y(甲聯(lián)起來(lái),從而可以改善材料的各種性能,被廣泛應基丙烯酰氧基)丙基甲基二氯硅烷作為一種新型功用于玻璃纖維的表面處理、輪胎、無(wú)機填料填充塑能硅烷偶聯(lián)劑,其合成研究在國內尚未見(jiàn)報道,在料以及用作密封劑、粘接劑等2國外鮮有報道。y(甲基丙烯酰氧基)丙基甲基二氯含有(甲基)兩烯酰氧基的有機硅化合物是一種硅烷的合成一般是采用硅氫加成來(lái)制備的,傳統的應用非常廣泛的有機中間體,可以和苯乙烯、(甲硅氫加成是采用經(jīng)典的 Speier催化劑,由于反應收稿日期:2011-10-18;修改日期:2011-12-28中國煤化工基金項目:山東省自然科學(xué)基金項目(ZR2010BL012);山東省博士后創(chuàng )新項目專(zhuān)項Q200702作者簡(jiǎn)介:王珊珊(985-),女,陜西渭南人,碩士生,主要從事有機合成研究(Emal: shansCNMHG渠源(1982),男,山東曲阜人,工程師,碩士,主要從事精細化學(xué)品合成研究(Emai:Kevin@Dsilanechem.com;田來(lái)進(jìn)(1963-),男,山東菏澤人,教授,博土,碩士生導師,主要從事有機合成研究( E-mail: laijintian@163com)中國煤化工CNMHG中國煤化工CNMHG井岡山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)表2兩種原料的配比對產(chǎn)率的影響構進(jìn)行了表征。探討了催化劑種類(lèi)、催化劑用量Tabe2 Effects of the ratio of two raw materials on the yield反應溫度、原料配比對合成工藝的影響。當催化劑n(D: n(D)催化劑c用量(ppm)產(chǎn)率(%用量為45Pm,反應溫度控制在70-75℃,反應時(shí)間為3.5h,甲基丙烯酸烯丙酯與甲基二氯硅烷的物l2:16l.43質(zhì)的量比為1.3:1時(shí),此時(shí)反應體系比較平穩,也沒(méi)有產(chǎn)生凝膠現象,催化劑C表現出了較高的區域1.4:1書(shū)5557803選擇性和催化活性,產(chǎn)物產(chǎn)率達到85%以上,具有2.0:1應用于工業(yè)生產(chǎn)的前景。由表2可以看出,隨著(zhù)甲基丙烯酸烯丙酯(I參考文獻:和甲基二氯硅烷即(Ⅱ)的增加,產(chǎn)物產(chǎn)率先增加,當物質(zhì)的量比為:13:1時(shí),產(chǎn)物產(chǎn)率最大,達到了鄔繼榮陳利民許文東新型硅烷偶聯(lián)劑研究進(jìn)展8512%。物質(zhì)的量比繼續增大,產(chǎn)物產(chǎn)率反而下降化工生產(chǎn)與技術(shù),2009,16(64851了,二者物質(zhì)的量比為:20:1,產(chǎn)物產(chǎn)率為60.26%。[2]吳森紀有機硅及其應用北京科學(xué)技術(shù)文獻出這說(shuō)明了當甲基丙烯酸烯丙酯相對過(guò)量時(shí),更易發(fā)版社,1991生加成反應,副產(chǎn)物少。當甲基丙烯酸烯丙酯太過(guò)[3]幸松民有機硅合成工藝及產(chǎn)品應用DM]北京:化學(xué)工于過(guò)量時(shí),反而會(huì )影響了反應,降低了產(chǎn)物產(chǎn)率,業(yè)出版社,20009所以最佳反應物質(zhì)的量比是13:1。[4] Okawa, T. Method for the preparation of high-purity2.7反應時(shí)間的影響methacryloxypropyldimethylchlorosilane using inorganicchlorides[P]JP09143187,1997-0603[5] Otomo, Takayoshi. Curable silicEP078181,1995-12-28[6]于菲,渠源,田來(lái)進(jìn),等.￥-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷的合成[曲阜師范大學(xué)學(xué)報,2009,35(4)76-80[7戴延鳳,李鳳儀不飽和烴硅氫加成催化劑固載化研究進(jìn)展門(mén)化學(xué)試劑,2005,27(9:68-72反應時(shí)№8] Attorney Agent or Firm- Gary L, Loser. Method for圖4反應時(shí)間對產(chǎn)率的影響preparing. acrylic functional halosilanes andFig. 4 Effects of reaction time on the yieldhalosiloxanes[P]. U.S., 4558111, 1985-10由圖4可知,反應時(shí)間對甲基丙烯酸烯丙酯與[9] Speier J L, Webster J A, BarmesG H. The addition of申基二氯硅烷的加成反應影響很大,時(shí)間低于1h,silicon hydrides to olefinic double bonds []. J Am Chem反應幾乎不發(fā)生。從25h開(kāi)始,隨著(zhù)時(shí)間的加長(cháng),so,1957,79(4):974-979反應速度加快,目標產(chǎn)物的產(chǎn)率也有大幅度的提(10朱文喜,劉秀英廖俊等y(甲基丙烯酰氧)丙基三甲升。當反應時(shí)間達到35h時(shí),目標產(chǎn)物產(chǎn)率最高氧基硅烷的合成研究門(mén)武漢大學(xué)學(xué)報:理學(xué)版,可達到8524%。時(shí)間過(guò)長(cháng),副反應加劇,目標產(chǎn)物2003,49(2)190-192產(chǎn)率急劇下降。反應時(shí)間超過(guò)55h,產(chǎn)品的產(chǎn)率只 Chen Xiuhong, Wang Hongliang, Luo Bing, et al.ASdy有35%并且反應體系產(chǎn)生了凝膠現象。由此可見(jiàn),on the Catalysts for Hydrosilati on of AllylMethacrylate反應時(shí)間為35h是最佳的反應時(shí)間。and Trimethoxysilane[J]. Silicone Material and Its3結論Application, 1995(1): 14-17.[12】林吉茂成友甲基二氯硅烷與氯丙烯加成本實(shí)驗采用自制的催化劑C成功的合成了新型反應堿中國煤化工科學(xué)版,9934功能硅烷偶聯(lián)劑—y(甲基丙烯酰氧基)丙基甲基4564CNMHG二氯硅烷,利用元素分析、R、HNMR對產(chǎn)物結