一种1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种1,5‑二乙烯基‑3,3‑二苯基‑1,1,5,5‑四甲基三硅氧烷的制备方法，该方法包括：保护气体保护下，将有机溶剂、二苯基硅二醇、二乙烯基四甲基二硅氧烷和催化剂按比例混合，升温进行回流反应，并利用分水器将反应生成的水回流分离，反应完成后，降温、中和、水洗得到有机相，负压精馏得到产品。本发明专利技术避免了使用氯硅烷作为反应原料带来的环保和选择性低等问题，具有操作简捷、催化效率高、收率高、安全性好等优点。

Preparation of 1,5-Divinyl-3,3-diphenyl-1,1,5,5-tetramethyltrisiloxane

【技术实现步骤摘要】
一种1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷的制备方法
本专利技术属于有机硅化合物的合成领域，具体是指一种1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷的制备方法。
技术介绍
1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷是一种重要的有机硅中间体，属于苯基硅油的范畴。其分子主链只有三个硅氧链节，中间的硅上连接两个苯基，两端的硅上各自连接一个活泼的乙烯基，因其特殊的分子结构，具有很多独特的功能。可利用其分子末端的乙烯基与含有硅氢基的化合物进行加成反应，得到的产物中引入苯基团，赋予产物优异的耐高低温、耐老化、耐辐照等特性，还可将其作为中间体或封头剂，用于苯基硅油、苯基硅树脂、苯基硅橡胶等有机硅聚合物的合成使用。1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷的结构如下：现有技术中有关二乙烯基二苯基四甲基三硅氧烷的制备方法，主要通过乙烯基二甲基氯硅烷和二苯基二氯硅烷共水解的方式进行。将乙烯基二甲基氯硅烷和二苯基二氯硅烷按照摩尔比2:1的比例同步滴加进水相进行共水解反应，体系采用冰水浴进行降温，共水解完成后将水相分离，有机相多次水洗直至中性，然后分离产品。该水解体系中，乙烯基二甲基氯硅烷和二苯基二氯硅烷的水解反应性具有很大差异，共水解过程中不可避免的发生两种单体自身水解缩合反应，即使采用冰水浴降低反应温度也无法有效控制，得到不同组分、不同聚合度的混合物，目标产物的选择性和收率均很低。并且，该方法采用了乙烯基二甲基氯硅烷和二苯基二氯硅烷作为反应原料，二者的稳定性很差，暴露在空气中很容易产生盐酸汽雾，严重危害身体健康和环境安全，共水解反应生成的大量酸水也进一步造成了环保压力。另外，专利文件CN107021976A公开了一种四甲基二氢基二苯基三硅氧烷的制备方法，室温搅拌下，向二苯基二甲氧基硅烷和浓硫酸的混合液中滴加四甲基二氢基二硅氧烷，滴加时间2-4h，滴加完毕后继续搅拌12-24h，加入中和剂，搅拌1-2h，真空抽滤，减压精馏滤液，得到四甲基二氢基二苯基三硅氧烷。该方法采用浓硫酸催化，反应效率很低，需要14-28h才能反应完毕，并且反应副产物甲醚为易燃气体，容易与空气形成爆炸性混合物，存在很大的安全隐患。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷的制备方法，该方法不使用氯硅烷作为反应原料，解决了现有技术中因氯硅烷带来的环保和选择性差等问题，具有操作简捷、催化效率高、收率高、安全性好等优点。本专利技术的技术方案如下：一种1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷的制备方法，包括如下步骤：(1)在保护气体保护下，将有机溶剂、二苯基硅二醇和二乙烯基四甲基二硅氧烷混合均匀，并加入催化剂对甲苯磺酸搅拌形成悬浮液；(2)将悬浮液加热升温至70-80℃进行回流反应，并利用分水器将反应生成的水回流分离；(3)反应完全后，降温，向反应体系中加入中和剂中和并水洗至中性，静置分层，得到有机相；(4)真空条件下，将有机相进行精馏，得到1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷。根据本专利技术，优选的，步骤(1)中二苯基硅二醇和二乙烯基四甲基二硅氧烷的投料摩尔比为1：(1.0-1.2)。根据本专利技术，优选的，步骤(1)中对甲苯磺酸的投料量为二苯基硅二醇和二乙烯基四甲基二硅氧烷投料总质量的1％-5％；优选的，二苯基硅二醇和二乙烯基四甲基二硅氧烷的摩尔比为1:(1.1-1.2)。根据本专利技术，优选的，步骤(1)中的有机溶剂为正己烷；优选的，有机溶剂的投料量为二乙烯基四甲基二硅氧烷投料质量的2-3倍。根据本专利技术，优选的，步骤(1)中的保护气体为氩气或氮气。根据本专利技术，优选的，步骤(2)升温至70-80℃，利用有机溶剂正己烷进行回流反应；进一步优选的，回流反应时间为1-3h。回流反应期间，体系由乳白色悬浊液逐渐变为澄清透明。根据本专利技术，优选的，步骤(2)回流反应过程中，利用分水器将反应生成的水及时的回流分离，防止体系中因为水分的存在，降低催化效率，也抑制反应正向进行。根据本专利技术，优选的，步骤(3)中降温至室温(20-25℃)。根据本专利技术，优选的，步骤(3)中的中和剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或两种以上组合。根据本专利技术，优选的，步骤(3)中的水洗温度为50-60℃，水洗时间为0.5-1h。根据本专利技术，优选的，步骤(4)中产品的精馏条件为：压力-0.099MPa，温度158-160℃；即精馏过程中截取158-160℃/-0.099MPa的馏分，即为产品1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷。根据本专利技术，优选的，步骤(4)中精馏过程回流比优选为10:1。本专利技术的反应方程式为：本专利技术没有详尽说明的，均按本领域常规技术。与现有技术相比，本专利技术的技术特点及有益效果如下：1.本专利技术的1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷的制备方法，不使用氯硅烷作为反应原料，解决了现有技术中使用氯硅烷带来的环保和选择性差等问题。2.本专利技术采用对甲苯磺酸作为催化剂，在较低的温度下即可高效的催化二苯基硅二醇和二乙烯基四甲基二硅氧烷反应，具有操作简便、效率高等优点。3.本专利技术回流反应过程中，利用分水器将反应生成的水及时的回流分离，保证了反应效率，也促进了反应正向进行。4.本专利技术制备1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷的方法收率高、能耗低，产品纯度高。附图说明图1是本专利技术实施例1反应精馏得到的产品的1H-NMR谱图具体实施方式下面结合以下实施例对本专利技术作进一步的说明，并不能限制本专利技术的内容。实施例中所述的原料均为常规原料，可市场购得或按现有技术制备得到。实施例1一种1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷的制备方法，包括如下步骤：(1)在氮气保护下，向装有机械搅拌、温度计、通气管、分水器的2L四口烧瓶中加入216g(1.0mol)二苯基硅二醇、204.6g(1.1mol)二乙烯基四甲基二硅氧烷和409.2g正己烷，然后向其中缓慢加入4.2g对甲苯磺酸搅拌形成乳白色悬浮液；(2)开启加热，将悬浮液缓慢升温至70-80℃进行回流反应，反应过程中利用分水器将反应生成的水回流分离，随着反应进行，体系逐渐由乳白色浑浊变为澄清透明，维持反应2h；(3)反应完全后，将体系降至室温，向烧瓶内加入5％的碳酸氢钠水溶液中和催化剂，然后静置分层，将有机相于50-60℃的条件下水洗0.5h，直至体系变为中性，得到上层有机相粗品；(4)收集有机相，采用10:1的回流比进行负压精馏提纯，截取158-160℃/-0.099MPa的馏分，即为产品1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷，纯度99.35％，收率93.4％。产品的核磁氢谱谱图如图1所示，7.34-7.63ppm处为典型的硅苯基中氢的化学位移峰，其中7.60-7.63ppm处为与硅相连的碳的邻位的H的化学位移，积分面积为2，7.34-7.45ppm处为与硅相连的碳的间位、对位的H的化学位移，积分面积为3，二者代表了苯基中的五个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1,5‑二乙烯基‑3,3‑二苯基‑1,1,5,5‑四甲基三硅氧烷的制备方法，包括如下步骤：(1)保护气体保护下，将有机溶剂、二苯基硅二醇和二乙烯基四甲基二硅氧烷混合均匀，并加入催化剂对甲苯磺酸搅拌形成悬浮液；(2)将悬浮液加热升温至70‑80℃进行回流反应，并利用分水器将反应生成的水回流分离；(3)反应完全后，降温，向反应体系中加入中和剂中和并水洗至中性，静置分层，得到有机相；(4)真空条件下，将有机相进行精馏，得到1,5‑二乙烯基‑3,3‑二苯基‑1,1,5,5‑四甲基三硅氧烷。

【技术特征摘要】
1.一种1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷的制备方法，包括如下步骤：(1)保护气体保护下，将有机溶剂、二苯基硅二醇和二乙烯基四甲基二硅氧烷混合均匀，并加入催化剂对甲苯磺酸搅拌形成悬浮液；(2)将悬浮液加热升温至70-80℃进行回流反应，并利用分水器将反应生成的水回流分离；(3)反应完全后，降温，向反应体系中加入中和剂中和并水洗至中性，静置分层，得到有机相；(4)真空条件下，将有机相进行精馏，得到1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷。2.根据权利要求1所述的1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷的制备方法，其特征在于，步骤(1)中二苯基硅二醇和二乙烯基四甲基二硅氧烷的投料摩尔比为1：(1.0-1.2)。3.根据权利要求1所述的1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷的制备方法，其特征在于，步骤(1)中对甲苯磺酸的投料量为二苯基硅二醇和二乙烯基四甲基二硅氧烷投料总质量的1％-5％。4.根据权利要求1所述的1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅氧烷的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的有机溶剂为正己烷。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：于鹏飞，解乐福，杜辉，邵军强，侯志伟，田志钢，
申请(专利权)人：威海新元化工有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37