[发明专利]一种苯基氯硅烷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种苯基氯硅烷的制备方法，属于有机硅单体制备技术领域。

背景技术

有机硅材料具有较好的耐温性、抗辐射、相溶性等许多优异性能和特殊功能，广泛应用于国防科技、航空航天、化工、医药等各个领域。和以甲基氯硅烷单体为原料制备的有机硅材料相比，以苯基氯硅烷单体制备的有机硅材料具有更加优异的耐温性、抗辐射、相溶性等特性，使得有机硅材料的特性有了极大的提升。

苯基氯硅烷的制备方法主要包括：缩合法、Grignard法、Wurtz法、催化裂解法等。

专利文献CN101628917A公开了一种缩合法制备苯基氯硅烷单体的合成工艺，即采用氯苯、甲基氢二氯硅烷为原料，氯仿为催化剂，在0.2-0.8Mpa，350-600℃条件下制备甲基苯基二氯硅烷。但该方法高温高压的反应条件，对设备及操作人员的安全性要求极高，增加了生产成本，尤其生成大量的强致癌性的副产物苯，十分不利于工业生产。

专利文献US6541651和专利文献CN102225949A均采用了Grignard法制备苯基氯硅烷。在无氧条件下，以氯苯和金属镁为原料，在烷基醚中制得苯基氯化镁，然后再与甲基三氯硅烷反应得到甲基苯基二氯硅烷。这种方法采用大量有机溶剂，且Grignard试剂非常活泼，易发生爆炸，危险性高，产生的大量金属卤盐的后续处理非常麻烦，最后生成的产物也难分离。

专利文献CN101077877A公开了以Wurtz法制备苯基氯硅烷单体的醇解物苯基烷氧基硅烷，具体是以氯苯和甲基烷氧基硅烷为原料，在钠的作用下发生缩合反应得到苯基烷氧基硅烷。这类方法的缺点是原料比较昂贵，甲基烷氧基硅烷要比氯硅烷价格高，若采用氯硅烷为原料则反应剧烈，过程难控，易发生危险，过量钠的使用，在后续处理时操作步骤繁琐且比较危险。

专利文献US3772347和专利文献CN101195633A公开了采用贵金属铂或钯及其络合物为催化剂，催化二硅烷与氯芳烃的裂解反应，制备苯基氯硅烷单体。但这类反应所得目标产品种类比较单一，同时生成等量的副产物甲基氯硅烷单体，所需的催化剂价格昂贵，难以循环回用，生产成本高。

因此，需要设计和开发一种苯基氯硅烷单体制备的新工艺，该工艺不仅反应条件温和，操作简单，原料便宜易得，而且所得目标产品苯基氯硅烷单体的种类多，产率高，副产物少，能实现硅资源的高值化利用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种苯基氯硅烷的制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种苯基氯硅烷的制备方法，包括如下步骤：

将苯基二硅烷与催化剂按质量比（10～100）:1加入反应器中，混合均匀，然后向反应器中通入惰性气体排出空气，搅拌加热至100～200℃，常压条件下，持续通入裂解气8～24h，裂解气与苯基二硅烷的摩尔比为（1～8）:1，停止反应，对反应液进行精馏分离，制得不同种类的苯基氯硅烷单体；

所述的苯基二硅烷结构式如下：

Me_mPh_nX_3-m-nSiSiMe_aPh_bX_3-a-b

其中：m，n,a,b均为0～3的整数，且n+b≥1，m+n+a+b＜6，Me为-CH₃，Ph为-C₆H₅，X为Cl或Br；

所述的催化剂为聚醚、季铵盐、有机胺、冠醚、季铵碱或季膦盐中的一种或两种以上的混合；

所述的裂解气为HX、X₂、CH₃X中的一种或两种以上的混合，其中X为Cl或Br。

根据本发明优选的，所述的聚醚为：H(OCH₂CH₂)₃OH、H(OCH₂CH₂)₅OH或R(OCH₂CH₂)₄OR；所述的季铵盐为：四甲基氯化铵、四丁基硫酸铵或十二烷基三甲基氯化铵；所述的有机胺为：氮氮二甲基苯胺、三正戊胺或三正丁胺；所述的冠醚为：环糊精、15-冠醚-5或18-冠醚-6；所述的季铵碱为：四甲基氢氧化铵、三甲基乙基氢氧化铵或二甲基乙基苯乙基氢氧化铵；所述的季膦盐为：四甲基溴化膦、四丁基溴化膦或四苯基氯化膦。

根据本发明优选的，所述苯基二硅烷与催化剂的质量比为（40～80）:1。