氟代烷基三烷氧基硅烷的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及制備氟代烷基三烷氧基硅烷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氟代烷基三烷氧基硅烷是一類具有多種用途的化合物，由于其獨(dú)特的疏水性和疏 油性，無(wú)論是日常生活中，還是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，亦或是在高端的醫(yī)療儀器設(shè)備中都得到 了廣泛的使用。例如，氟代烷基三烷氧基硅烷可作為含氟表面涂層，具有極其重要的作用。
[0003] 背景文件 Bullltin Chemistry Society JPN, 66, 1754-58 于 1993 年報(bào)道了全氟 辛基乙烯和三氯氫硅以甲醇為溶劑，與甲醇鈉反應(yīng)得到1H，1H，2H，2H-全氟癸基三烷氧基 硅烷，收率為75.8%。此方法的缺點(diǎn)是使用了甲醇鈉，增加了反應(yīng)原料使用，增加了后處 理過(guò)程中的操作和溶劑的不可回收性，環(huán)境污染較大；同時(shí)收率較低，極大地制約了工業(yè)化 生產(chǎn)。
[0004] 2010年，南開(kāi)大學(xué)（CN200910228919. 5)公開(kāi)了一種使用全氟烷基碘代烷與乙烯 基三烷氧基硅烷反應(yīng)制得1H，1H，2H，2H-全氟烷基三烷氧基硅烷的方法，與本發(fā)明相比較， 其方法的主要缺點(diǎn)為：1)反應(yīng)步驟較長(zhǎng)，較多的耗費(fèi)人力物力；2)該反應(yīng)過(guò)程需要加熱到 120°C _160°C，反應(yīng)能耗較高；3)得到的產(chǎn)品純度最低為95%，很難能滿足目前高精細(xì)化市 場(chǎng)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種制備氟代烷基三烷氧基硅烷的方 法，即使用氟代烷基三氯硅烷與烷醇發(fā)生取代反應(yīng)，其反應(yīng)通式如下：
[0006]
[0007] 其中R代表的是H或者是烷基，&代表的是C nF2n+1，η為1-8的整數(shù)。本發(fā)明所采 用的主要制備方法步驟如下：
[0008] 將烷醇加入到反應(yīng)釜，并在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻到-KTC至0°C，再將氟代烷基三氯硅 烷滴加到冷的烷醇中，此滴加過(guò)程中控制溫度在-KTC至10°C，并且氟代烷基三氯硅烷與 烷醇的質(zhì)量比為1:1~1:2,滴加完畢后，在-KTC至KTC條件下反應(yīng)，反應(yīng)完成后得到氟代 烷基二烷氧基硅烷。
[0009] 所述方法還可包括此步驟：當(dāng)檢測(cè)到反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液靜置分層，分出下層液 體，取下層液體直接蒸餾純化，即得到高純度的氟代烷基三烷氧基硅烷。
[0010] 所述方法中，優(yōu)選地，將烷醇加入到反應(yīng)釜中之后，使烷醇在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻到 (TC。
[0011] 所述方法中，優(yōu)選地，滴加氟代烷基三氯硅烷的過(guò)程中控制溫度在〇°C至5°C。
[0012] 所述方法中，優(yōu)選地，氟代烷基三氯硅烷與烷醇的質(zhì)量比為1:1。
[0013] 所述方法中，優(yōu)選地，當(dāng)?shù)渭油戤吅?，?°C至KTC條件下進(jìn)行反應(yīng)。
[0014] 所述方法中，優(yōu)選地，當(dāng)?shù)渭油戤吅螅?°C至5°C條件下進(jìn)行反應(yīng)。
[0015] 所述方法中，優(yōu)選地，在0°C至5°C條件下反應(yīng)1小時(shí)。
[0016] 所述方法中，優(yōu)選地，在0°C條件下反應(yīng)1小時(shí)。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：1)得到的產(chǎn)品純度較以前有很大的提升， 更加適應(yīng)目前商業(yè)化的需要；2)反應(yīng)過(guò)程中步驟較短，使用的溶劑試劑較少，且可以重新 再回收利用，大大降低了生產(chǎn)的成本；3)工藝簡(jiǎn)單可行，便于操作，反應(yīng)條件溫和，對(duì)反應(yīng) 設(shè)備要求低；4)反應(yīng)能耗少，且基本無(wú)廢液廢水，較以前方法有了很大的進(jìn)步。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為氟代烷基三氯硅烷與烷醇發(fā)生取代反應(yīng)的通式。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 本發(fā)明將通過(guò)下述實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020] 本發(fā)明使用的試劑均為市售產(chǎn)品。
[0021] 實(shí)施例1:1H，1H，2H，2H-全氟癸基三甲氧基硅烷的制備
[0022] 1)甲醇IL在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻到0°C。
[0023] 2)將1H，1H，2H，2H-全氟癸基三氯硅烷滴加到冷的甲醇溶液中，其中， 1H，1H，2H，2H-全氟癸基三氯硅烷與甲醇的質(zhì)量比為1: 1，滴加過(guò)程中控制溫度為(TC _5°C。
[0024] 3) (TC-5°C條件下反應(yīng) Ih。
[0025] 4)將反應(yīng)液靜置分層，分出下層液體。
[0026] 5)下層液體直接蒸餾純化就可以得到高純度的1H，1H，2H，2H-全氟癸基三甲氧基 硅烷，含量98. 4%，收率90. 0%。
[0027] Bpl20°C /180Pa〇
[0028] 1H-NMR (CDCl3) δ : 〇. 76-0. 94 (m, 2H)，I. 82-2. 42 (m, 2H)，3. 58 (s, 9H)。
[0029] 19F-匪R (CDCl3) δ :-126. 66 (m，2F)，-123. 89 (m，10F)，-117. 23 (m，2F)，-81. 3 (m， 3F) 〇
[0030] 實(shí)施例2:1H，1H，2H，2H-全氟癸基三甲氧基硅烷的制備
[0031] 1)甲醇IL在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻到-10°C。
[0032] 2)將1H，1H，2H，2H-全氟癸基三氯硅烷滴加到冷的甲醇溶液中，其中， 1H，1H，2H，2H-全氟癸基三氯硅烷與甲醇的質(zhì)量比為1:2,滴加過(guò)程中控制溫度 為-KTC -(TC0
[0033] 3)-10°C-0°C條件下反應(yīng) 4h。
[0034] 4)將反應(yīng)液靜置分層，分出下層液體。
[0035] 5)下層液體直接蒸餾純化就可以得到高純度的1H，1H，2H，2H-全氟癸基三甲氧基 硅烷，含量97. 1%，收率89. 7%。
[0036] Bpl20°C /180Pa〇
[0037] 1H-NMR (CDCl3) δ : 〇. 76-0. 94 (m, 2H)，I. 82-2. 42 (m, 2H)，3. 58 (s, 9H)。
[0038] 19F-匪R (CDCl3) δ :-126. 66 (m，2F)，-123. 89 (m，10F)，-117. 23 (m，2F)，-81. 3 (m， 3F) 〇
[0039] 實(shí)施例3:1H，1H，2H，2H-全氟癸基三甲氧基硅烷的制備
[0040] 1)甲醇IL在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻到-5°C。
[0041] 2)將1H，1H，2H，2H-全氟癸基三氯硅烷滴加到冷的甲醇溶液中，其中， 1H，1H，2H，2H-全氟癸基三氯硅烷與甲醇的質(zhì)量比為1:1.5,滴加過(guò)程中控制溫度 為-5°C -0。。。
[0042] 3)-5°C -0°C 條件下反應(yīng) 3h。
[0043] 4)將反應(yīng)液靜置分層，分出下層液體。
[0044] 5)下層液體直接蒸餾純化就可以得到高純度的1H，1H，2H，2H-全氟癸基三甲氧基 硅烷，含量97. 4%，收率90. 1 %。
[0045] Bpl20°C /180Pa〇
[0046] 1H-NMR (CDCl3) δ : 〇· 76-0. 94 (m，2H)，I. 82-2. 42 (m，2H)，3· 58 (s，9H) 〇
[0047] 19F-匪R (CDCl3) δ :-126.