一种2,5-二羟甲基呋喃硅烷衍生物的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种2,5

【技术实现步骤摘要】
一种2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物的制备方法


[0001]本专利技术涉及有机合成
，具体而言，涉及一种2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物的制备方法。

技术介绍

[0002]2,5
‑
二羟甲基呋喃是一种具有重要用途的有机化合物，作为原料可以合成药物中间体、核苷衍生物、冠醚和呋喃等，也可以被用作溶剂、软化剂、湿润剂、粘结剂、表面活性剂、合成增塑剂等。
[0003]2,5
‑
二羟甲基呋喃也可以作为单体合成聚酯、聚氨酯等聚合材料，降低衣料涂层挥发性有机物的含量，有望完全或部分替代涂层材料中丙二醇的使用。
[0004]2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物还可作为锂电池添加剂，改善电池的低温特性。
[0005]2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物中三甲基硅醚(TMS
‑
OR)，叔丁基二甲基硅醚(TBDMS
‑
OR)，叔丁基二苯基硅醚(TBDPS
‑
OR)，三异丙基硅醚(TIPS
‑
OR)等应用较多。
[0006]常用的2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物如下图所示。
[0007][0008]但是，现有技术中常见的合成2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物的方法所得产物往往纯度低、收率低，因此如何合成高纯度的2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物并实现工业化生产是现有技术中的一大难题。
[0009]鉴于此，有必要提供一种以2,5
‑
二羟甲基呋喃为原料制备2,5
‑
二羟甲基呋喃硅基衍生物的合成路线。

技术实现思路

[0010]本专利技术的主要目的在于提供一种2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物的制备方法，以解
决现有技术中缺乏以2,5
‑
二羟甲基呋喃为原料制备高纯2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物的合成方法的问题。
[0011]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物的制备方法，该衍生物具有如化学式(Ⅰ)的结构：
[0012][0013]其中，R1、R2和R3各自独立地选自烷基、芳基中的一种；
[0014]其包括：
[0015]在惰性气体保护下，将2,5
‑
二羟甲基呋喃、咪唑、有机溶剂和卤代硅烷混合，然后进行缩合反应，得到粗产物；其次将粗产物与终止剂混合，得到中和料；然后提纯中和料，得到2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物；
[0016]其中，卤代硅烷具有如化学式(Ⅱ)的结构：
[0017][0018]其中，R1、R2和R3各自独立地选自烷基、芳基中的一种，X选自氯、溴、碘中的一种；
[0019]其中，终止剂包括C1～C4的醇。
[0020]进一步地，2,5
‑
二羟甲基呋喃与卤代硅烷的摩尔比为1:(2～4)；优选为1:(2.2～2.8)。
[0021]进一步地，2,5
‑
二羟甲基呋喃与咪唑的摩尔比为1:(2.2～4.4)；优选为1:(2.4～3.2)。
[0022]进一步地，缩合反应的反应温度为10～25℃，反应时间为4～12h。
[0023]进一步地，终止剂包括甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种；优选终止剂为乙醇；优选地，2,5
‑
二羟甲基呋喃与终止剂的摩尔比为1:(0.2～0.8)；优选地，将2,5
‑
二羟甲基呋喃与终止剂进行混合时，温度为
‑
5～5℃，时间为0.08～0.2h。
[0024]进一步地，将2,5
‑
二羟甲基呋喃、咪唑、有机溶剂和卤代硅烷混合的步骤包括：首先将2,5
‑
二羟甲基呋喃、咪唑、有机溶剂进行预混，得到预混料；其次在
‑
5～5℃下向预混料中逐渐加入卤代硅烷；优选地，向预混料中逐渐加入卤代硅烷的速率为60～300d/min。
[0025]进一步地，有机溶剂包括四氢呋喃、二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺中的一种或多种。
[0026]进一步地，利用减压蒸馏进行提纯；优选地，减压蒸馏的操作压力为10～100Pa，温度为100～160℃。
[0027]进一步地，2,5
‑
二羟甲基呋喃与有机溶剂的比例为5～15g/ml。
[0028]进一步地，惰性气体为氩气和/或氮气。
[0029]应用本专利技术的技术方案，提供了一种2,5
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二羟甲基呋喃硅烷衍生物的制备方法。本专利技术的合成方法以2,5
‑
二羟甲基呋喃作为反应底物，能够实现多种2,5
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二羟甲基呋喃硅烷衍生物的的工业化制备。本专利技术的合成方法纯度高、路线短、收率高、反应易操作、环境污染小，适合工业化生产。特别地，本专利技术以醇类物质作为终止剂，克服了常规合成路线中以水作为终止剂时难以避免地降低了产物纯度、且因含水量高而被限制了应用范围的缺陷。
附图说明
[0030]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0031]图1示出了根据本专利技术实施例1所得产物的核磁氢谱图；以及
[0032]图2示出了根据本专利技术实施例1所得产物的气相色谱图；以及
[0033]图3示出了根据本专利技术对比例1所得产物的气相色谱图。
具体实施方式
[0034]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0035]为了解决如前文所述的现有技术中的问题，根据本专利技术的一方面，提供了一种2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物的制备方法，该衍生物如化学式(Ⅰ)的结构：
[0036][0037]其中，R1、R2和R3各自独立地选自烷基、芳基中的一种；
[0038]其制备方法包括：
[0039]在惰性气体保护下，将2,5
‑
二羟甲基呋喃、咪唑、有机溶剂和卤代硅烷混合，然后进行缩合反应，得到粗产物；其次将粗产物与终止剂混合，得到中和料；然后提纯中和料，得到2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物；
[0040]其中，卤代硅烷具有如化学式(Ⅱ)的结构：
[0041][0042]其中，R1、R2和R3各自独立地选自烷基、芳基中的一种，X选自氯、溴、碘中的一种；
[0043]其中，终止剂包括C1～C4的醇。
[0044]本专利技术的合成方法以2,5
‑
二羟甲基呋喃作为反应底物，能够实现多种2,5
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物的制备方法，该衍生物具有如化学式(Ⅰ)的结构：其中，R1、R2和R3各自独立地选自烷基、芳基中的一种；其特征在于，包括：在惰性气体保护下，将2,5
‑
二羟甲基呋喃、咪唑、有机溶剂和卤代硅烷混合，然后进行缩合反应，得到粗产物；其次将所述粗产物与终止剂混合，得到中和料；然后提纯所述中和料，得到所述2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物；其中，所述卤代硅烷具有如化学式(Ⅱ)的结构：其中，R1、R2和R3各自独立地选自烷基、芳基中的一种，X选自氯、溴、碘中的一种；其中，所述终止剂包括C1～C4的醇。2.根据权利要求1所述的2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述2,5
‑
二羟甲基呋喃与所述卤代硅烷的摩尔比为1:(2～4)；优选为1:(2.2～2.8)。3.根据权利要求1或2所述的2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述2,5
‑
二羟甲基呋喃与所述咪唑的摩尔比为1:(2.2～4.4)；优选为1:(2.4～3.2)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述缩合反应的反应温度为10～25℃，反应时间为4～12h。5.根据权利要求1至4中任一项所述的2,5
‑
二羟甲基呋喃硅烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述终止剂包括甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种；优选所述终止剂为乙醇；优选地，所述2,5
‑
二羟甲基呋喃与所述终...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫璐，刘涛，刘欣，张中涛，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：