高纯度三异丙基硅烷的合成方法

背景技术

三异丙基硅烷是一种合成位阻型有机硅保护剂的原料，主要用于保护各种类型的羟基，特别是在多官能羟基化合物中，可有选择地进行保护和脱保护，这对合成核苷、核苷酸和糖类化合物非常重要；也是合成能具有即使长期浸渍在海水中也很难出现毛细裂缝等涂膜缺陷并且能防止或能抑制粘液附着的、具有优良的耐水性并可长期有效地产生防污效果的涂膜的防污涂料组合物的原料，该组合物降低了蒸发到空气中的挥发性有机化合物 (VOC)的含量并具有高度的环境安全性。

目前三异丙基硅烷的合成方法主要有三类：

1、以i-Pr3SiCl为原料，用LiAlH4、LiH等还原剂还原。此类反应中由于还原剂比 较贵，所以一般情况下，不便使用此方法进行大量的合成。

2、以 HSiClJP i-PrMgCl 反应制备 i-Pr 3SiH。类似的反应参见（/%嫩优TJ6W FOR TRI (SECONDARY ALKYL) SILANE COMPOUND - JP2007217329A中WCD。沉类反窗宠包用到合成i-Pr3SiH，且在以THF为单一溶剂的条件下，会生成难以分离的杂质。

3、以HSi (OMe) 3和i-PrMgCl反应得到i-Pr 3SiH。类似的反应参见（乃如优77- 6W OF TRI (SECONDARY ALKYL) SILANE COMPOUND - JP7291977A),此类反应若应用到合成 i-Pr3SiH时，由于HSi(OMe)^#格昂贵，加之反应活性较低，所以产物的收率也比较低，生 成的副产物甲氧基氯化镁又难以除去，不利于工业化推广。

发明内容

本发明目的是提出一种清洁、高效的合成高纯度三异丙基硅烷的方法。

本发明包括以下步骤：

1)以四氢呋喃（或甲基四氢呋喃、乙醚、丙醚、正丁醚、二氧六环、乙二醇二甲醚其 中的一种）为溶剂，将金属镁和2-氯丙烷反应合成异丙基氯化镁；

2)在弱极性溶剂存在的条件下，以异丙基氯化镁和三氯氢硅为原料，于低温条件 下制备二异丙基硅烷。

本发明以两步合成法生成三异丙基硅烷，在制备三异丙基硅烷时，使用了不影响 溶剂溶解性的弱极性溶剂，改变了溶剂的极性，以阻止副反应的发生，极大地减少反应过程 中出现的难以分离的杂质，最终通过简单的蒸馏就可以得到高纯度的三异丙基硅烷，产品 的纯度可达到99%。

另外，本发明所述步骤1)中，将金属镁和溶剂混合后升温至回流，在回流状态下 滴加2-氯丙烷，保持回流温度直至反应结束。

所述金属镁和2-氯丙烷的投料质量比为1 : 3. 27。

所述溶剂和金属镁的投料质量比为10 : 1。

所述步骤2)中，将反应容器降温至10°C以下后加入弱极性溶剂，在氮气保护下， 滴加三氯氢硅，然后，温至75°C左右，回流至反应结束后，降至常温，再滴加水溶解氯化镁， 经静置分层，取有机相即为三异丙基硅烷。

所述弱极性溶剂和三氯氢硅的投料质量比为9~12:9。

所述弱极性溶剂为二甲苯、均三甲苯、四氢萘、十氢萘、正庚烷、环己烷或甲基环己 烷中的任意一种。

具体实施方式

步骤1 :异丙基氯化镁的制备

在装有搅拌器、温度计和冷凝管的500ml的四口烧瓶中，加入24g (lmol)金属镁、 240g溶剂(可以是四氢呋喃、甲基四氢呋喃、乙醚、丙醚、正丁醚、二氧六环、乙二醇二甲醚其 中的任一种)，升温至回流，在回流状态下滴加2-氯丙烷78. 5g (lmol)，保持回流lh，直至 金属镁全部溶解，反应结束。

其反应式如下：

步骤2 :二异丙基硅烷的制备

将步骤1的四口烧瓶降温至10°C以下，加入50g弱极性溶剂（二甲苯、均三甲苯、 四氢萘、十氢萘、正庚烷、环己烷、甲基环己烷其中的一种)，在氮气保护下，滴加三氯氢硅 44. 72g(0. 33 mol)，低温滴加结束后，升温至75°C左右，回流12h，通过气相色谱分析，当原 料反应结束后，降温至常温，滴加水350g，溶解氯化镁，静置分层，分出有机相。

其反应式如下：

减压蒸馏有机相，得到三异丙基硅烷45g，收率达到90%。

将得的三异丙基硅烷分析，其气相色谱含量多99%。

对比试验：在研宄过程中发现，如单一采用THF为溶剂中会发生如下的副反应：

生成的物质（1)与产物为同分异构体，二者通过普通的蒸馏或精馏都难以分离。