六甲基二硅脲的制备与主要用途

发布日期:2023/12/27 9:04:12

简述

六甲基二硅脲英文简称为BSU，白色针状结晶粉末、无毒略带胺味，溶于乙醇、苯，易水解，是优良的硅烷化试剂[1]，可将有机物分子中的活泼氢原子替换成三甲基硅原子团，被广泛应用于医药化工领域。六甲基二硅脲作为β-内酰胺类抗生素合成中最理想的硅烷化保护剂，以头孢IV半合成为例，仅用BSU参与反应，可使反应条件极为温和，副反应少，收率比其它方法提高2-3倍，在当今抗生素的工业生产上有极大的实用价值。

六甲基二硅脲.jpg

制备方法

关于六甲基二硅脲的制备主要是以六甲基二硅氮烷和尿素为原料实现的。

在惰性气体存在下，在反应器中先加入乙二醇二甲醚，随后加入六甲基二硅氮烷，再加入尿素以及催化剂氯化铵或者硫酸铵，升温至70-90℃下进行反应，反应时间30-40分钟，此时氨气逸出结束。将反应物冷却至室温，过滤，回收沉淀的六甲基二硅脲，然后在减压下干燥，得到目标产物。收集的滤液可以套用于下一批次的生产中。本制备方法具有反应时间短，溶剂用量少，产品稳定性高的优点[2]。

或是直接向反应釜中投加原料六甲基二硅氮烷和尿素，保证两者的摩尔比为2.68～7.5:1，以及1ppm～50ppm的催化剂；搅拌，加热至99℃～130℃，反应时间为15小时～24小时；降温至室温，然后将反应釜中的液态物料放入离心机进行分离，离心出来的液体返回到反应釜循环反应，固体物料即为六甲基二硅脲。该方法相比较上一个方法，不用添加乙二醇二甲醚，工艺流程较短，减少了溶剂与副产物的分离过程，过量的六甲基二硅氮烷与副产物六甲基二硅氧烷(滤液)可多次循环使用，直至体系中六甲基二硅氮烷达到5%以下后，使之水解完全变为六甲基二硅氧烷，作副产品出售[3]。

用途

综述现有的资料，六甲基二硅脲主要用于吸附材料、防腐剂的制备以及药物合成。

（1）六甲基二硅脲参与合成去除垃圾渗滤液中重金属离子的吸附材料。沸石经乙醇溶液、硝酸溶液、NaOH溶液、丙酮和去离子水洗涤后得到物质A；物质A经MgCl₂、PbCl₂、Cd(NO₃)₂、Co(NO₃)₂制备的混合液改性后制备成物质B；物质B经葡萄糖胺、丙酸、磺丁基‑β‑环糊精、二甲基亚砜、叔丁醇和四甲基丁二胺制备的混合液改性后制备成物质C；物质C经环氧氯丙烷、六甲基二硅脲和3‑巯丙基甲基二乙氧基硅烷制备的混合液改性后即得到去除垃圾渗滤液中重金属离子的吸附材料[4]。

（2）基于静电纺丝技术，六甲基二硅脲可用于制备的具有吸附去除溢油功能的吸附膜。将5-硝基四氢呋喃-2-甲醛，N,N-二甲基甲酰胺，1,1-二丁氧基三甲胺，N-苄基氨基甲基聚苯乙烯和六甲基二硅脲制备成混合液C；将2-乙氧基丙烯腈，N,N二甲基甲酰胺和四甲基丁二胺制备成混合液E；将吸取有混合液C的注射器固定于静电纺丝仪的I号轨道上；将吸取有混合液E的注射器固定于静电纺丝仪的II号轨道上，静电纺丝5h并在真空干燥箱中干燥24h后，即可得到具有吸附去除溢油功能的吸附膜[5]。

（3）通过使用壳聚糖，浓度为44.5mol/L羟基羧酸水溶液，二甲基甲酰胺，中康酸，乙酰苯胺，六甲基二硅脲以及含巯基的硅烷偶联剂可以制作防腐剂，该防腐剂制备方法简单，板材浸泡后，能够使板材性能稳定，抗氧化性强，起到防潮，防霉效果，同时还能改善板材表面活性，提高面漆在板材表面活性，使面漆在板材表面的稳定性，避免涂漆不均匀的情况，可以提高板材的品质[6]。

（4）头孢孟多酯钠是第二代头孢霉素广谱抗菌药物，该药对β-内酰胺酶稳定，安全长效，且耐受性好，不良反应少，在临床上应用广泛。但是该物质的制备需要剧毒原料三氟化硼乙腈和乙腈作为溶剂，同时杂质游离酸含量较高也影响了用药安全性。有关研究[7]通过对头孢孟多酯钠的绿色合成技术进行改进研究，发现使用安全的固体络合物三氟化硼碳酸二甲酯作为催化剂来替代传统的三氟化硼乙腈或浓硫酸合成中间体(6R,7R)-7-氨基-3-[[(1-甲基-1-H-四氮唑-5-基)硫代]甲基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4,2,0]辛-2-烯-2-羧酸(7-ATCA)，产品的收率为124.1%(wt%)，比文献值提高12%。在7-ATCA和甲酰化扁桃酰氯缩合反应时，用六甲基双硅脲作保护剂，对-NH₂基和-COOH进行保护，可缩短硅烷基化时间1.5小时，降低硅烷基化温度10℃，提高硅烷化程度。