N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的合成

介绍

硅烷偶联剂是近年来发展很快的一类有机硅产品，其用途深入到各个领域，用量日益增大，已成为合成工业中不可缺少的化学原料之氨基硅烷类偶联剂是属于通用型的，几乎能与各种树脂起偶联作用。近几年，开发出并已工业化生产N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，结构为: NH2 (CH2 )2NH(CH2)3CH3Si(OCH3)2 (国外同类产品为:日本信越化学工业公司牌号KBM -602)，它广泛.应用于聚硅氧烷的氨基改性。目前国内外商品N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷在制作电线电缆、高分子加工中，它是重要的改性添加剂，此外它是制备氨基硅油及其乳液不可缺少的原料[1]。

图一 N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷

合成

高悟儿等人提出三步法合成N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷[2]：以甲基二氯硅烷与带反应性基团的烯丙基氯为原料，采用Pt复合催化剂硅氢加成法合成甲基(γ-氯丙基)二氯硅烷(简称γ1)。

图二 合成步

以甲基(γ-氯丙基)二氯硅烷与甲醇为原料，进行醇解、酯化反应，采用石油醚排除HCl，合成甲基(γ-氯丙基)二甲氧基硅烷简称γ2)。

图三 合成第二步

以甲基(γ氯丙基)二甲氧基硅烷与乙二胺为原料，进行胺化，合成N-氨乙基-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。

图四 合成第三步

三步法工艺步骤为：步，先将CH2=CHCH2Cl、CH3HSiCl2按1.1:1的摩尔比，分别计量吸入高位的搪玻璃滴加罐中。预混合后，投放少量混合料于加成搪玻璃反应釜中，并加入Pt复合催化剂、助催化剂吩噻嗪等和适量溶剂。加成反应釜升温到90°C以上，开始滴加混合料，滴加过程到终止。加成釜内温度保持在90°C以上，待回流结束，然后进行减压蒸馏，去除溶剂、低沸物，得到沸点185.5°C， 比重为1.199， 折光率为1.4597的γ-氯丙基甲基二氯硅烷。

第二步，再将γ-氯丙基甲基二氯硅烷和甲醇，按1:2.4的摩尔比，分别计量吸入高位的搪玻璃滴加罐中。酯化搪玻璃釜中先加入适量的沸程60~90°C的石油醚( 用以驱赶HCl)。酯化釜升温到55°C，并保持此温，石油醚产生回流，即可按比例同时滴加反应物和甲醇于酯化釜中，1~2h内同步滴完后，釜内温度保持55°C，继续回流1h左右，石油醚回流完毕，釜内温度升到100°C将低沸物分馏后。然后釜内产物与甲醇钠中和，过滤去除沉淀物NaCl，再将滤液精馏得到沸点185°C，比重为1.019，折光率为1.4242的γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷。

第三步，将γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷和乙二胺，按1:8摩尔比分别计量投入搪玻璃胺化反应釜，开动搅拌器，渐渐升温到120°C， 并保持此温3h，充分胺化，然后减压蒸馏去除多余的乙二胺。反应结束釜内冷却到室温，放出乙二胺盐酸盐沉淀，最后减压精馏得到沸点:234°C，比重0.97，折光指数1. 4440~1.4470的N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。

图五 工艺流程图

参考文献

[1]苏志玉. N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷合成方法[P]. 安徽：CN104592289A,2015-05-06.

[2]高悟儿,蒋宝永.N-β(氨乙基)-γ(氨丙基)甲基二甲氧基硅烷的合成与生产[J].化工新型材料,1998(06):33-35.