一种γ-巯丙基三甲氧基硅烷的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种γ-巯丙基三甲氧基硅烷的合成方法，包括以下步骤：(1)将NaHS溶于水，调节pH值为7.0以下；(2)将γ-氯丙基三甲氧基硅烷、乙醇、相转移催化剂和稳定剂搅拌混合均匀；(3)将合成反应釜抽真空通入N2和CO2的混合气体，将合成反应釜釜温调至65～70℃，然后将步骤(1)和步骤(2)得到的混合溶液分别流加到合成反应釜内进行合成反应；(4)将反应物分层，将上层油相蒸馏得到产品γ-巯丙基三甲氧基硅烷。本发明专利技术合成反应在稳定低压条件下进行，合成时将两种原料流加到反应釜内进行反应，加强了物料的混合均匀度和反应均匀性，提高了反应转化率，缩短了反应时间，提高了产品纯度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及Y-巯丙基三甲氧基硅烷的合成技木，尤其涉及ー种使用相转移法进行合成的方法。
技术介绍
Y -巯丙基三甲氧基硅烷是ー种具有反应性和可交联性的双官能团的多功能含硫硅烷偶联剂，其巯丙基官能团(-SH)能与不饱和脂、聚酯类作用，同时三甲氧基官能团水解生成硅醇可与无机物等作用，将有机聚合物与无机填料牢固地粘合在一起。在玻璃纤维行业，作为加强材料，除了能提高复合材料強度外，还能有效减轻由于水分入侵而引起的粘结力退化，有效保持或提高复合材料的湿态机械性能及稳定性能；在橡胶行业，常用于处理炭黑、白炭黑、云母、玻璃纤维等无机填料，能显著提高橡胶的力学性能和耐磨性能；用作增粘齐IJ，广泛用于聚氨酷、环氧树脂、聚酯、丁苯橡胶及天然橡胶等，可有效提高橡胶树脂对各类基材包括玻璃、混凝土、石料等干态粘合力；将Y-巯丙基三甲氧基硅烷掺入到丙烯酸酷、环氧及聚氨酯涂料中，可明显改善涂料的粘结カ与抗老化性能；生产巯丙基改性硅油广泛用作纸张防粘隔离涂层，光纤包覆涂料等；在日用化学品方面，加入烫发剂后可赋予头发耐湿性及持久性，并使发型固定；还可用作表面活性剤、有机合成中间体；以及用作金属表面处理剂，可增强其表面的耐腐性、抗氧化性以及增加其与树脂等高分子的粘接性等。近几年来，随着对Y-巯丙基三甲氧基硅烷应用的深入研究，该产品在如下领域的研究和应用已成为业内专家关注的热点，主要集中在以下几个方面。I、制备硅氢加成催化剂以疏丙基ニ甲氧基娃烧为起始原料，合成4, 7- _■硫杂烧基ニ甲氧基娃烧，用于合成含有多齿配位基的硅单体，其聚合物与钼的配合物是ー类很好的烯烃硅氢加成催化剂。2、医学上用作不锈钢支架表面的硅烷化处理经皮冠状动脉介入治疗术(PCI)，是广泛应用于临床的冠心病重建血运的最有效方法之一，但早期的裸支架再狭窄率较高，目前临床广泛应用的药物洗脱支架虽然再狭窄率明显下降，但易于形成血栓。在血栓形成的过程中，材料表面的物理化学特性及材料的血液相容性也是ー个重要因素。用巯丙基三甲氧基硅烷对316L不锈钢裸金属支架表面进行硅烷化处理，其接触角巯丙基三甲氧基硅烷亲水涂层支架为40°，得到了良好的抗血栓特性。3、制备单层膜采用分子自组装技术在羟基化的玻璃基片表面制备3-巯丙基三甲氧基硅烷单层膜，研究结果表明，当组装该单层膜后，基片表面的磨擦系数由无膜时的O. 85降到了 O. 19，说明可以降低基片的摩擦系数，并且在较低载荷下具有较好的耐磨性能。4、制备色谱固定相 3-巯丙基三甲氧基硅烷与こ烯基三甲氧基硅烷发生加成反应，合成ー种双硅氧烷 偶联剂，制得一种含硫醚桥基的新型色谱固定相。该固定相具有明显的反相色谱性能，在色谱分离和样品的前处理(如多环芳烃、极性的取代芳烃、嘌呤类和蒽醌类化合物)方面有较好的应用前景。5、紫铜表面处理紫铜导电、导热性好，应用广泛，但在潮湿和腐蚀介质中，紫铜易被腐蚀，表面会发生严重变色，使其性能降低。在其表面制备ー层有机硅薄膜是ー种有效的防腐蚀表面处理办法。疏丙基ニこ氧基娃烧因其分子结构中含有疏基(_SH)官能团，疏基可以与铜基底直接作用形成Cu-S键，因而能显著提高硅烷分子与铜基底结合力和所得硅烷薄膜对铜基底的保护效率。与有机缓蚀剂薄膜，如苯并三氮唑相比，有机硅薄膜不仅有优异的防腐蚀性能，而且作为有机涂覆前的预处理，能显著提高硅烷分子与铜基底结合，且环境友好，可以替代传统铬酸盐、磷酸盐等预处理方法，以应对日益严格的环保法規。6、制备贵金属钯的高效选择性吸附剂 以钯为代表的贵金属催化剂已被广泛应用于药物及其中间体的合成，由于贵金属的潜在毒性，研究开发药品中钯的去除技术是制药エ业中的ー项重要课题。巯基官能团化的硅胶吸附剂由于其出色的吸附选择性的吸附容量受到人们的重视。原子层沉积技术是微电子エ业中广泛采用的薄膜制备方法，它利用前躯体蒸气在材料表面的化学吸附反应，可生成具有高阶梯覆盖率和良好厚度均匀性的薄膜，其配体的表面键合率均高于有机溶剂介质法。采用原子层沉积技术，使Y-巯丙基三甲氧基硅烷等气化，并在三こ胺的催化作用下，分别将其键合于多孔硅胶表面，制得贵金属钯的高效吸附剂。应用领域的扩大对产品质量要求也不断提高，尤其是医学应用、色谱分离等行业对Y-巯丙基三こ氧基硅烷质量要求尤为苛刻，高纯度、低杂质、減少杂质品种的Y-巯丙基三こ氧基硅烷是众多应用领域迫切期望的产品目标。现有Y-巯丙基三甲氧基硅烷的合成方法，按照反应体系的不同，简单分为无水合成法和水相法两种；按照操作压力，分为常压法和低压法(压カ低于O. 2MPa)。(一)无水合成法I、硫脲法以无水甲醇或无水こ醇为溶剂，以KI或NaI为促进剂，氯丙基三甲氧基硅烷与硫脲反应制得成品。该方法优点是操作方便，产品收率达80%左右；副反应少，产品纯度达98%。不足之处是原料Y-氯丙基三こ氧基硅烷、硫脲、碘化钾或碘化钠使用前必须干燥至少四小时，増加了操作エ序；反应周期长；对原料Y-氯丙基三こ氧基硅烷、溶剂水的含量要求苛亥IJ，对反应设备内水含量要求严格；原料Y-氯丙基三こ氧基硅烷转化率不高，产品成本偏闻。2、硫化氢法硫化氢与こニ胺反应生成硫化氢的こニ胺盐，在溶剂存在下与氯丙基三甲氧基硅烷反应。过滤除去こニ胺盐酸盐，滤液经过蒸馏去除溶剂(溶剂回收循环使用)、截取一定温度下馏分获成品。反应如下H2N-CH2CH2-NH2H2S+(CH3O)3SiCH2CH2H2Cl — (CH3O) 3SiCH2CH2CH2SH+H2N-CH2CH2NH2.HCl I该方法优点是产品纯度较高(含量98%以上)，反应时间短，こニ胺盐酸盐易过滤，产品成本低。不足之处是h2s毒性大，操作安全高，对设备材质及密封性要求高，相同生产规模投资较大，且操作现场环境较差。3、多硫化钠法(以Na2S2为主要组分)在溶剂存在下多硫化钠法(以Na2S2为主要组分)与氯丙基三甲氧基硅烷反应生成3，3_双(三甲氧基硅基丙基)-ニ硫化物，再进行还原而得。该方法优点是反应时间短，流程短，生产成本低。不足之处是无论是用氢气还原还是用NaBH4还原，由于游离氢活性高，很容易将甲氧基还原，导致产品纯度低，副产物多；此外，多硫化钠Na2Sn中η的数值很宽，从2到7分布不均，发生多个还原反应，最終产物成分复杂且难以分离。( ニ)水相法使用相转移催化剂，在水相中Y-氯丙基三こ氧基硅烷与金属硫氢化物反应制、得。金属硫氢化物可以为NaHS，KHS, NH4HS其中之一，典型反应为(CH3CH2O)3SiCH2CH2CH2CRNaHS — (CH3O) 3SiCH2CH2CH2SH+NaCl现有方法优点是反应在水相中进行，反应时间短、易操作、安全系数大，对设备要求低、反应温度低。不足之处是原料Y-氯丙基三こ氧基硅烷水解严重，生成的凝胶物包裹原料，使反应进行困难，制得的产品杂质含量高，分离难度大，因此产品成本偏高。Y-巯丙基三こ氧基硅烷因使用行业多、使用量大、应用范围广等诸多特点，国内外对该产品研究较多，以提高产品收率、降低生产成本、优化生产エ艺、选择合适的催化剂为研究内容，已取得阶段性突破。从生产エ艺看，使用相转移催化剂的水相法是今后合成的发展方向。相转移催化剂是可以帮助反应物从一相转移到能够发生反应的另一相当中，从而加快异相系统反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭学阳，张云玲，郭祥荣，庄青，王晓丽，王亮，熊激光，朱浩慧，孙江艳，于庆展，单宝来，房菲菲，王欣鹏，
申请(专利权)人：潍坊沃尔特化学有限公司，
类型：发明
国别省市：