專利名稱：：一種環(huán)硅氧烷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種環(huán)硅氧烷的制備方法，屬于有機(jī)硅合成
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：環(huán)硅氧烷是有機(jī)硅工業(yè)中重要的中間體原料，廣泛應(yīng)用于合成硅油、硅樹脂和硅橡膠生膠等。關(guān)于環(huán)硅氧烷的制備，主要有三種方法水解法、熱裂解法和脫氯法。其中傳統(tǒng)的制備方法是氯硅烷或烷氧基硅烷的水解裂解法，即將硅烷先水解生成混合環(huán)體和硅氧烷線性體所組成的水解物，然后水解物在催化劑作用下經(jīng)真空催化裂解可以得到混合環(huán)體。但其存在以下幾方面的問題(l)氯硅烷純度不高，水解速度較快，難以控制，制得的環(huán)硅氧烷純度不能滿足高純度環(huán)體的要求；(2)在水解物真空裂解過程中由于反應(yīng)溫度較高，會(huì)發(fā)生部分副反應(yīng)，造成環(huán)硅氧烷的產(chǎn)純度降低。研究工作者發(fā)現(xiàn)采用烷氧基硅烷取代氯硅烷水解可以提高環(huán)硅氧烷的產(chǎn)率和純度，專利號為200910096804.5專利提出了一種以高純度甲基苯基二烷氧基硅烷為原料，通過水解縮合和裂解工藝制備不含三官能雜質(zhì)的甲基苯基混合環(huán)體的方法以甲基苯基二烷氧基硅烷代替甲基苯基二氯硅烷為原料制備不含三官能雜質(zhì)的甲基苯基混合環(huán)體。但是專利未提及水解過程中使用溶劑。專利號為200810120384.5專利以酸作為水解催化劑，對甲基苯基烷氧基硅烷進(jìn)行水解制備了較高收率的甲基苯基環(huán)硅氧烷。但是酸性催化劑一定條件下對硅碳鍵有破壞作用，會(huì)給體系帶來一些副反應(yīng)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種環(huán)硅氧烷的制備方法，該種方法采用堿類物質(zhì)作為雙官能烷氧基硅烷水解反應(yīng)的催化劑，配合使用混合溶劑進(jìn)行水解來制備環(huán)硅氧烷，不但沒有副反應(yīng)發(fā)生，而且大大提高了環(huán)硅氧烷的收率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案—種環(huán)硅氧烷的制備方法，包括如下步驟(1)將烷氧基硅烷與芳烴混合均勻，得到烷氧基硅烷與芳烴的混合體系；(2)將芳烴、水與二氧六環(huán)或四氫呋喃混合得到混合溶劑，在該混合溶劑中，加入催化劑充分?jǐn)嚢?，使催化劑溶解，得到混合溶劑體系；(3)在0-8(TC下將步驟(1)得到的烷氧基硅烷與芳烴的混合體系滴加到步驟(2)得到的混合溶劑體系中，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)60-150min;(4)將反應(yīng)后混合物加熱至60-80°C，蒸出反應(yīng)生成的醇類物質(zhì)；(5)靜止分層，取出有機(jī)相，蒸除溶劑后，得到環(huán)硅氧烷。上述一種環(huán)硅氧烷的制備方法中，所述烷氧基硅烷為甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基氫二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基三氟丙基二甲氧基硅烷中任一種或多種。上述一種環(huán)硅氧烷的制備方法中，所述芳烴為苯、甲苯、二甲苯，優(yōu)選甲苯。上述一種環(huán)硅氧烷的制備方法中，步驟(1)中所述的烷氧基硅烷與芳烴可以任意體積比混合，優(yōu)選烷氧基硅烷與芳烴體積比為i:i。上述一種環(huán)硅氧烷的制備方法中，所述的催化劑為堿金屬氫氧化物、季銨堿、季磷堿中的一種或多種。所述的堿金屬氫氧化物為氫氧化鉀、氫氧化鈉，氫氧化鋰、氫氧化銫或氫氧化銣，優(yōu)選氫氧化鈉。所述的季銨堿為四甲基氫氧化銨、三甲基乙基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨或四丁基氫氧化銨，優(yōu)選四甲基氫氧化銨或四乙基氫氧化銨。所述的季磷堿為四丁基氫氧化磷。上述一種環(huán)硅氧烷的制備方法中，步驟(2)所述混合溶劑體系中，芳烴二氧六環(huán)或四氫呋喃體積比為i:o.i-i，優(yōu)選i:0.2;芳烴烷氧基硅烷的體積比為o.l-3:i。上述一種環(huán)硅氧烷的制備方法中，所述混合溶劑體系中，水的用量參照烷氧基硅烷，其中烷氧基硅烷與水的摩爾比為i:2-30，優(yōu)選i:15。上述一種環(huán)硅氧烷的制備方法中，所述催化劑的用量參照烷氧基硅烷，其用量為烷氧基硅烷的質(zhì)量的O.1%-10%，優(yōu)選為2%。上述一種環(huán)硅氧烷的制備方法中，步驟(3)所述的滴加速度為1-3滴/秒，以體系不出現(xiàn)乳白色為宜；溫度優(yōu)選60-70°C。本發(fā)明所述一種環(huán)硅氧烷的制備方法具有如下效果或優(yōu)點(diǎn)采用特定的混合溶劑體系，有效地控制了雙官能烷氧基硅烷的水解速率，促進(jìn)低分子量聚硅氧烷環(huán)化反應(yīng)，得到了高產(chǎn)率的有機(jī)硅氧烷環(huán)體。與
背景技術(shù)：
相比有效控制了水解反應(yīng)速度，有利于環(huán)硅氧烷的生成，降低了線型聚硅氧烷的產(chǎn)生，有效提高了環(huán)硅氧烷的產(chǎn)率。制備過程中溶劑可以多次循環(huán)使用，減少了環(huán)境污染，適于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是本實(shí)施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，但不局限其范圍。實(shí)施例1:在裝有攪拌、溫度計(jì)和滴液漏斗的1000ml三口瓶中，加入40ml二氧六環(huán)、200ml甲苯、200ml去離子水、4gNaOH，攪拌均勻，將體系溫度控制在6(TC。緩慢滴入200ml甲基苯基二甲氧基硅烷和200ml甲苯的混合液，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)2h。然后逐步升溫至8(TC，使反應(yīng)生成的甲醇蒸出。停止反應(yīng)，靜置分出水層，油層用水洗至中性，干燥，蒸除溶劑，得到134.6g水解物，收率為90%。實(shí)施例2:按實(shí)施例l相同的方法，改變催化劑類型，固定其用量均為烷氧基硅烷質(zhì)量的2%，所得結(jié)果如下表1。表14<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例3:按實(shí)施例1相同的方法，選擇四甲基氫氧化銨為催化劑改變催化劑用量，所得結(jié)果如下表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例4:按實(shí)施例1相同的方法，改變原料配比，所得結(jié)果如下表3。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例5:按實(shí)施例1相同的方法，改變體系水解溫度，所得結(jié)果如下表4。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例6:在裝有攪拌、溫度計(jì)和滴液漏斗的1000ml三口瓶中，加入40ml二氧六環(huán)、200ml甲苯、100ml去離子水、4gNaOH，攪拌均勻，將體系溫度控制在60°C。緩慢滴入200ml甲基三氟丙基二甲氧基硅烷和200ml甲苯的混合液，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)2h。然后逐步升溫至8(TC，使反應(yīng)生成的甲醇蒸出。停止反應(yīng)，靜置分出水層，油層用水洗至中性，干燥，蒸除溶劑，得到157.7g水解物，收率為92%。權(quán)利要求一種環(huán)硅氧烷的制備方法，其特征是包括如下步驟(1)將烷氧基硅烷與芳烴混合均勻，得到烷氧基硅烷與芳烴的混合體系；(2)將芳烴、水與二氧六環(huán)或四氫呋喃混合得到混合溶劑，在該混合溶劑中，加入催化劑充分?jǐn)嚢?，使催化劑溶解，得到混合溶劑體系；(3)在0-80℃下將步驟(1)得到的烷氧基硅烷與芳烴的混合體系滴加到步驟(2)得到的混合溶劑體系中，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)60-150min；(4)將反應(yīng)后混合物加熱至60-80℃，蒸出反應(yīng)生成的醇類物質(zhì)；(5)靜止分層，取出有機(jī)相，蒸除溶劑后，得到環(huán)硅氧烷。2.按照權(quán)利要求1所述的一種環(huán)硅氧烷的制備方法，其特征是，所述烷氧基硅烷為甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基氫二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基三氟丙基二甲氧基硅烷中任一種或多種。3.按照權(quán)利要求1所述的一種環(huán)硅氧烷的制備方法，其特征是，所述芳烴為苯、甲苯或二甲苯。4.按照權(quán)利要求l所述的一種環(huán)硅氧烷的制備方法，其特征是，步驟(1)中所述的烷氧基硅烷與芳烴可以任意體積比混合。5.按照權(quán)利要求l所述的一種環(huán)硅氧烷的制備方法，其特征是，步驟(2)所述的催化劑為堿金屬氫氧化物、季銨堿、季磷堿中的一種或多種。6.按照權(quán)利要求5所述的一種環(huán)硅氧烷的制備方法，其特征是，所述的堿金屬氫氧化物為氫氧化鉀、氫氧化鈉，氫氧化鋰、氫氧化銫或氫氧化銣；所述的季銨堿為四甲基氫氧化銨、三甲基乙基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨或四丁基氫氧化銨；所述的季磷堿為四丁基氫氧化磷。7.按照權(quán)利要求l所述的一種環(huán)硅氧烷的制備方法，其特征是，步驟(2)所述混合溶劑體系中，芳烴二氧六環(huán)或四氫呋喃體積比為i:o.i-i，芳烴烷氧基硅烷的體積比為o.l-3:i。8.按照權(quán)利要求l所述的一種環(huán)硅氧烷的制備方法，其特征是，步驟(2)所述混合溶劑體系中，烷氧基硅烷與水的摩爾比為1:2-30。9.按照權(quán)利要求1所述的一種環(huán)硅氧烷的制備方法，其特征是，所述催化劑的用量為烷氧基硅烷的質(zhì)量的O.1%-10%。10.按照權(quán)利要求l所述的一種環(huán)硅氧烷的制備方法，其特征是，步驟(3)所述的滴加速度為1-3滴/秒；溫度為60-70°C。全文摘要本發(fā)明公開了一種環(huán)硅氧烷的制備方法，該種方法是以雙官能烷氧基硅烷與芳烴混合均勻，然后滴加到含有堿性催化劑、芳烴、水和二氧六環(huán)或四氫呋喃混合溶劑體系中，一定溫度下反應(yīng)一段時(shí)間，然后分離得到環(huán)硅氧烷。本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)是大大提高了產(chǎn)品的收率，降低了副產(chǎn)物，可以廣泛應(yīng)用于利用雙官能烷氧基硅烷生產(chǎn)環(huán)硅氧烷的生產(chǎn)領(lǐng)域。文檔編號C07F7/21GK101781328SQ20101010157公開日2010年7月21日申請日期2010年1月27日優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日發(fā)明者律微波,李金輝,牟秋紅申請人:山東省科學(xué)院新材料研究所;山東久隆高分子材料有限公司