專利名稱：一種叔胺基硅烷的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含叔胺基團(tuán)的有機(jī)硅化合物的生產(chǎn)工藝，特別涉及對(duì)生產(chǎn)中的副產(chǎn)銨鹽進(jìn)行回收利用的工藝，屬精細(xì)化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氨基硅烷的合成研究始于上世紀(jì)五六十年代，最早的產(chǎn)品是美國(guó)聯(lián)碳公司的 Y -氨丙基三乙氧基硅烷A-1100，武漢、南京、杭州的一些科研院所都有相關(guān)的研究報(bào)道。 合成所采用的方法主要有氯丙基硅烷氨化法和丙烯胺與氫硅烷的加成法(高悟兒，蔣寶 τΚ . N- β -氨乙基-γ -氨丙基甲基二甲氧基硅烷的合成與生產(chǎn)，化工新型材料，1998,06)。 硅氫加成反應(yīng)所用催化劑氯鉬酸較為昂貴，工業(yè)生產(chǎn)的成本較高，因此大都采用氯丙基硅烷氨化法，如用液氨反應(yīng)得到單氨化產(chǎn)物，用乙二胺反應(yīng)得到雙氨化產(chǎn)物，用二乙烯三胺得到三氨化產(chǎn)物。從分子結(jié)構(gòu)來(lái)看，含有二個(gè)氨基(伯胺基和仲胺基)，三個(gè)活潑氫原子，這種雙胺型結(jié)構(gòu)具有協(xié)同效應(yīng)，加速氧化作用，有利于形成發(fā)色團(tuán)，造成織物泛黃，特別對(duì)于淺色織物，大大影響了紡織品的外觀。(陳榮圻.低黃變和親水性氨基聚硅氧烷的發(fā)展，印染助劑，2007，24)目前對(duì)耐黃變氨基硅烷的改進(jìn)主要是合成含活潑氫少的胺基硅烷，研究最多的是仲胺基硅烷，如美國(guó)DowCorning公司引入了哌嗪基硅烷，相比氨乙基氨丙基硅油可提高處理織物的白度12.2%。德國(guó)Wacker公司采用了 Y -環(huán)己氨丙基甲基二甲氧基硅烷，合成的氨基硅油柔軟劑特別適于白色或淺色棉織物和聚酯/棉混紡織物，處理的織物在干燥條件下不黃變。法國(guó)Miodia公司引入受阻氨基γ-[2，2，6，6-四甲基哌啶]-丙基甲基二甲氧基硅烷以改變黃變現(xiàn)象，該產(chǎn)品價(jià)格較高，不易被印染廠接受。南昌大學(xué)張招貴等合成了脂肪酰胺丙基三乙氧基，南京師范大學(xué)的史保川等合成了 Y -環(huán)己氨丙基硅烷偶聯(lián)劑系列 (史保川，廖學(xué)巍，鄧建平等.Y -環(huán)己氨丙基硅烷偶聯(lián)劑的合成及應(yīng)用，有機(jī)硅材料，2001， Vol. 15)，胡楊劍等合成了嗎啉基的硅烷偶聯(lián)劑(胡楊劍，歐陽(yáng)躍軍.嗎啉型氨基硅油的合成工藝及應(yīng)用研究，印染助劑，2004，21)，此外還可引入哌嗪基、哌啶基等。仲胺基中仍有一個(gè)活潑氫，從泛黃機(jī)理分析在
作用下經(jīng)羥胺中間體仍可轉(zhuǎn)化為烯胺。而叔胺相對(duì)穩(wěn)定， 不容易被氧化，必須在劇烈氧化條件下轉(zhuǎn)化為氧化叔胺，因此從抗黃變的角度看，叔胺基硅烷的性能最強(qiáng)。關(guān)于叔胺基硅烷的合成，目前在合成方法的報(bào)道中提到的分離基本采用減壓蒸餾的方法，收率較低，對(duì)于副產(chǎn)物沒有合理的處理方法，因此無(wú)法進(jìn)行真正意義上的工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明采用氯烴基硅烷的氨化反應(yīng)，產(chǎn)物的成鹽反應(yīng)和副產(chǎn)物的中和反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品從合成到分離提純，再到副產(chǎn)物的循環(huán)利用的整套工藝，工藝路線簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件易控，降低了產(chǎn)品分離的成本，使副產(chǎn)的銨鹽得到充分利用，減少了生產(chǎn)過程的排放，是一種綠色的工藝過程。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品在應(yīng)用和制備方面的不足，本發(fā)明要解決的問題是提供一種含叔胺基團(tuán)的有機(jī)硅化合物的生產(chǎn)工藝，特別涉及對(duì)生產(chǎn)中的副產(chǎn)銨鹽進(jìn)行回收利用的工藝。下面將詳述本發(fā)明的技術(shù)方案一種叔胺基硅烷的生產(chǎn)工藝，包括氨化反應(yīng)，成鹽反應(yīng)和副產(chǎn)鹽的循環(huán)利用，其特征在于，生產(chǎn)工藝包括如下步驟1)過量的仲胺HNR2與氯烴基硅烷(IO)2R1Si (CH2)3Cl進(jìn)行氨化反應(yīng)，反應(yīng)完成后過濾，濾液經(jīng)蒸餾除去過量的HNR2后進(jìn)行步驟2、的反應(yīng)，過濾得到的仲胺鹽酸鹽固體按步驟4)進(jìn)行循環(huán)利用；2)將氯化氫氣體通入步驟1)所得濾液中進(jìn)行成鹽反應(yīng)，反應(yīng)完成后過濾得到叔胺基硅烷(R2O)2R1Si(CH2)3NR2的鹽酸鹽固體；3)將仲胺HNIi2緩慢加入步驟幻所得鹽中，反應(yīng)后過濾，過濾得到的仲胺鹽酸鹽固體按步驟4)進(jìn)行循環(huán)利用，濾液即為產(chǎn)品(IO)2R1Si(CH2)3NR2 ；4)將步驟1)和幻所得的仲胺鹽酸鹽中加入堿液，反應(yīng)完成后，蒸餾得到原料仲胺，經(jīng)干燥處理后回到步驟1)參與反應(yīng)；其中隊(duì)為甲基或-0 , 為甲基或乙基。優(yōu)選的，所述的氨化反應(yīng)中原料仲胺由新鮮仲胺和回收所得的仲胺組成，回收的仲胺占仲胺總質(zhì)量的0 40%。優(yōu)選的，步驟1)中(R2O)2R1Si (CH2)3Cl與總HNR2的摩爾比為1 2 6。優(yōu)選的，通入的氯化氫氣體必須是經(jīng)過嚴(yán)格干燥的無(wú)水氯化氫氣體，氯化氫的通入量為(R2O) J1Si (CH2) 3殿2摩爾量的80 100%，優(yōu)選85 95%，成鹽反應(yīng)溫度為-10 25°C，優(yōu)選-5 10°C。優(yōu)選的，步驟3)中，HM2與(Ii2O)2R1Si (CH2)3NR2鹽酸鹽的摩爾比為0. 8 4 1， 反應(yīng)溫度為0 25°C，優(yōu)選10 20°C，反應(yīng)時(shí)間20 60分鐘。優(yōu)選的，與仲胺鹽酸鹽發(fā)生中和反應(yīng)的堿液選自飽和氫氧化鉀溶液或飽和氫氧化鈉溶液，加入堿的量為仲胺鹽酸鹽摩爾量的1 2倍，反應(yīng)溫度為0 25°C，優(yōu)選5 10°C， 反應(yīng)時(shí)間20 60分鐘。優(yōu)選的，仲胺鹽酸鹽的中和反應(yīng)完成后，進(jìn)行常壓蒸餾得到HNR2，選用氧化鈣進(jìn)行脫水干燥得到無(wú)水HNR2,并將其與新鮮原料混合后返回步驟1)進(jìn)行氨化反應(yīng)。本發(fā)明所述的含叔胺基團(tuán)的有機(jī)硅化合物的生產(chǎn)方法可通過如下反應(yīng)過程實(shí)
現(xiàn)
權(quán)利要求
1.一種叔胺基硅烷的生產(chǎn)工藝，包括氨化反應(yīng)，成鹽反應(yīng)和副產(chǎn)鹽的循環(huán)利用，其特征在于，生產(chǎn)工藝包括如下步驟1)過量的仲胺HNIi2與氯烴基硅烷(R2O)^1Si(CH2)3Cl進(jìn)行氨化反應(yīng)，反應(yīng)完成后過濾， 濾液經(jīng)蒸餾除去過量的HNR2后進(jìn)行步驟2、的反應(yīng)，過濾得到的仲胺鹽酸鹽固體按步驟4) 進(jìn)行循環(huán)利用；2)將氯化氫氣體通入步驟1)所得濾液中進(jìn)行成鹽反應(yīng)，反應(yīng)完成后過濾得到叔胺基硅烷(Ii2O)2R1Si(CH2)3NR2的鹽酸鹽固體；3)將仲胺HNIi2緩慢加入步驟幻所得鹽中，反應(yīng)后過濾，過濾得到的仲胺鹽酸鹽固體按步驟4)進(jìn)行循環(huán)利用，濾液即為產(chǎn)品(IO)2R1Si(CH2)3NR2 ；4)將步驟1)和幻所得的仲胺鹽酸鹽中加入堿液，反應(yīng)完成后，蒸餾得到原料仲胺，經(jīng)干燥處理后回到步驟1)參與反應(yīng)；其中隊(duì)為甲基或-0 ，R2為甲基或乙基。
2.按權(quán)利要求1所述的叔胺基硅烷的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述的氨化反應(yīng)中原料仲胺由新鮮仲胺和回收所得的仲胺組成，回收的仲胺占仲胺總質(zhì)量的0 40%。
3.按權(quán)利要求1所述的叔胺基硅烷的生產(chǎn)工藝，其特征在于，步驟1)中 (R2O)2R1Si (CH2)3Cl 與總 HNR2 的摩爾比為 1 2 6。
4.按權(quán)利要求1所述的叔胺基硅烷的生產(chǎn)工藝，其特征在于，通入的氯化氫氣體必須是經(jīng)過嚴(yán)格干燥的無(wú)水氯化氫氣體，氯化氫的通入量為(R2O)2R1Si (CH2)3NR2摩爾量的80 100%，優(yōu)選85 95%，成鹽反應(yīng)溫度為-10 25°C，優(yōu)選_5 10°C。
5.按權(quán)利要求1所述的叔胺基硅烷的生產(chǎn)工藝，其特征在于，步驟幻中，HNIi2與 (R2O)2R1Si (CH2)3M2鹽酸鹽的摩爾比為0.8 4 1，反應(yīng)溫度為0 25°C，優(yōu)選10 20°C， 反應(yīng)時(shí)間20 60分鐘。
6.按權(quán)利要求1所述的叔胺基硅烷的生產(chǎn)工藝，其特征在于，與仲胺鹽酸鹽發(fā)生中和反應(yīng)的堿液選自飽和氫氧化鉀溶液或飽和氫氧化鈉溶液，加入堿的量為仲胺鹽酸鹽摩爾量的1 2倍，反應(yīng)溫度為0 25°C，優(yōu)選5 10°C，反應(yīng)時(shí)間20 60分鐘。
7.按權(quán)利要求1所述的叔胺基硅烷的生產(chǎn)工藝，其特征在于仲胺鹽酸鹽的中和反應(yīng)完成后，進(jìn)行常壓蒸餾得到HNR2,選用氧化鈣進(jìn)行脫水干燥得到無(wú)水HNR2,并將其與新鮮原料混合后返回步驟1)進(jìn)行氨化反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種叔胺基硅烷的生產(chǎn)工藝，特別涉及對(duì)生產(chǎn)中的副產(chǎn)銨鹽進(jìn)行回收利用的工藝，利用氯丙基硅烷與仲胺的氨化反應(yīng)得到叔胺基硅烷，將反應(yīng)混合液通過成鹽反應(yīng)和中和反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的分離提純和副產(chǎn)物的循環(huán)利用，大大降低了產(chǎn)品分離的成本，提高了產(chǎn)品收率。該工藝路線簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件易控，減少了資源浪費(fèi)，降低了生產(chǎn)中的排放。
文檔編號(hào)C07F7/18GK102558219SQ20111042249
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者劉亞明, 崔月芝, 李俊英, 李天鐸, 楊效登, 石翠磊 申請(qǐng)人:山東輕工業(yè)學(xué)院