本發(fā)明涉及精細(xì)化工，具體涉及一種γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷合成中抑制副產(chǎn)物的方法。
背景技術(shù)：
1、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(商品名：kh-560)是一種用途極廣的硅烷偶聯(lián)劑。由于其分子中含有一個(gè)環(huán)氧乙烷環(huán)使其具有特殊功能，被廣泛應(yīng)用于塑料、涂料與膠粘劑等多個(gè)領(lǐng)域，以提高復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度；改善集成電路材料和印刷電路板濕態(tài)的電絕緣性能；在丙烯酸乳膠、聚氨酯、雙組份環(huán)氧樹(shù)脂等中可大大提高粘合力。
2、早期國(guó)外專利報(bào)道了kh-560的合成，而國(guó)內(nèi)對(duì)該產(chǎn)品研究相對(duì)較少。硅烷衍生物的制備一般以過(guò)渡金屬為催化劑，其中pt絡(luò)合物催化劑具有較高的活性。較常見(jiàn)的pt絡(luò)合物催化劑有speier催化劑(氯鉑酸溶于異丙醇中)和karstedt催化劑(氯鉑酸溶于二甲基乙烯基二硅氧烷中)。speier催化劑在催化含有活潑官能團(tuán)的烯烴進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)時(shí)具有較高的選擇性，但因誘導(dǎo)期過(guò)長(zhǎng)而使其應(yīng)用受到限制；karstedt催化劑具有更好的活性，但由于該催化劑的凝膠化作用使硅氫加成反應(yīng)中伴隨多種副反應(yīng)發(fā)生。
3、在進(jìn)行合成反應(yīng)時(shí)，同時(shí)會(huì)生成β-構(gòu)型副產(chǎn)物β-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，該副產(chǎn)物與γ-構(gòu)型產(chǎn)品沸點(diǎn)相差不明顯，給產(chǎn)品的分離提純?cè)黾恿穗y度，因此在反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)盡量抑制β-構(gòu)型副產(chǎn)物的生成。
4、同時(shí)，原料age反應(yīng)時(shí)也有兩個(gè)異構(gòu)化產(chǎn)物，是反應(yīng)過(guò)程中的主要副產(chǎn)物，嚴(yán)重影響kh-560的收率。因此選擇合適的催化劑、助催化劑抑制副產(chǎn)物的生產(chǎn)，提高原料的轉(zhuǎn)化率及kh-560的收率是該過(guò)程的關(guān)鍵。
5、美國(guó)專利us20100036146中報(bào)道，反應(yīng)時(shí)age兩個(gè)異構(gòu)體cis-iso-age與trans-iso-age占粗品比例均為6.35％，產(chǎn)品比例81％。通過(guò)改變催化劑，其中cis-iso-age仍有6.4％，但是trans-iso-age卻降低至3％，粗品含量可以達(dá)到87.3％。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種組合催化劑，應(yīng)用該組合催化劑合成γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的過(guò)程中，能夠有效抑制副產(chǎn)物的產(chǎn)生。
2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
3、本發(fā)明公開(kāi)了一種組合催化劑的制備方法，將氯鉑酸、異丙醇、助催化劑、阻聚劑、環(huán)氧開(kāi)環(huán)抑制劑，在20～80℃下攪拌30～60min，冷卻、過(guò)濾后即得組合催化劑。
4、優(yōu)選的，所述助催化劑為蘋(píng)果酸、檸檬酸、草酸、水楊酸、苯甲酸、對(duì)苯二甲酸、對(duì)羥基苯甲酸、己二酸、丙烯酸、富馬酸、馬來(lái)酸中的一種或幾種，所述阻聚劑為對(duì)苯二酚、鄰苯二酚、吩噻嗪、2,6-二叔丁基對(duì)甲苯酚、2,5-二叔丁基對(duì)苯二酚、2-叔丁基對(duì)苯二酚、對(duì)羥基苯甲醚、zj-701、zj-705中的一種或幾種，所述環(huán)氧開(kāi)環(huán)抑制劑為醋酸鈷、醋酸錳、醋酸鎳、硝酸鎳、硝酸鈷中的一種或幾種。
5、優(yōu)選的，所述氯鉑酸、異丙醇、助催化劑、阻聚劑、環(huán)氧開(kāi)環(huán)抑制劑的質(zhì)量比為1～3、85～95、0.5～5、0.5～5、0.5～5。
6、相應(yīng)的，一種上述制備方法制備得到的組合催化劑，所述組合催化劑ph＝4～6，含水量＜0.05％。
7、相應(yīng)的，一種γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷合成中抑制副產(chǎn)物的方法，使用上述制備方法制備得到的組合催化劑來(lái)合成γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
8、優(yōu)選的，將三甲氧基硅烷與組合催化劑，升溫反應(yīng)后，緩慢滴加烯丙基縮水甘油醚，保溫反應(yīng)后，減壓蒸餾即得γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
9、優(yōu)選的，所述三甲氧基硅烷與烯丙基縮水甘油醚的摩爾比為1.0～1.2:1，所述組合催化劑的用量為6～12ppm，升溫至60～90℃，滴加烯丙基縮水甘油醚的時(shí)間為1～3h，保溫反應(yīng)時(shí)間為1～2h。
10、相應(yīng)的，一種γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的合成方法，將三甲氧基硅烷與組合催化劑，升溫反應(yīng)后，緩慢滴加烯丙基縮水甘油醚，保溫反應(yīng)后，減壓蒸餾即得γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
11、優(yōu)選的，所述三甲氧基硅烷與烯丙基縮水甘油醚的摩爾比為1.0～1.2:1，所述組合催化劑的用量為6～12ppm，升溫至60～90℃，滴加烯丙基縮水甘油醚的時(shí)間為1～3h，保溫反應(yīng)時(shí)間為1～2h。
12、本發(fā)明具備以下有益效果：
13、1.本發(fā)明從改進(jìn)催化劑活性與優(yōu)化合成工藝入手，降低合成中發(fā)生的副反應(yīng)，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的收率和質(zhì)量。本發(fā)明中合成的組合催化劑活性高，用量少。合成γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的反應(yīng)，條件溫和，催化劑中氯鉑酸用量少，易于控制，操作簡(jiǎn)單，合成反應(yīng)時(shí)間短，收率高，副產(chǎn)物少。
14、2.本發(fā)明的原料直接反應(yīng)，操作簡(jiǎn)便，適合大規(guī)模的生產(chǎn)。本發(fā)明使用的組合催化劑，有效的提高了反應(yīng)效率、抑制副產(chǎn)物生成，提高了反應(yīng)選擇性與產(chǎn)品產(chǎn)率。產(chǎn)生質(zhì)量好，穩(wěn)定性好，不易凝膠化，復(fù)合中下游產(chǎn)品應(yīng)用中較高的標(biāo)準(zhǔn)要求。而且，在反應(yīng)時(shí)不使用溶劑，加快了反應(yīng)速率，降低能耗。
15、3.本發(fā)明公開(kāi)的組合催化劑用量為6～12ppm，用量少、產(chǎn)率高。組合催化劑的應(yīng)用抑制了合成時(shí)副產(chǎn)物的產(chǎn)生，摩爾收率達(dá)93％，產(chǎn)品含量可達(dá)到99％以上。整個(gè)過(guò)程中幾乎無(wú)廢水、廢渣、廢液的產(chǎn)生，是經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的綠色化學(xué)合成。
1.一種組合催化劑的制備方法，其特征在于：將氯鉑酸、異丙醇、助催化劑、阻聚劑、環(huán)氧開(kāi)環(huán)抑制劑，在20～80℃下攪拌30～60min，冷卻、過(guò)濾后即得組合催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述助催化劑為蘋(píng)果酸、檸檬酸、草酸、水楊酸、苯甲酸、對(duì)苯二甲酸、對(duì)羥基苯甲酸、己二酸、丙烯酸、富馬酸、馬來(lái)酸中的一種或幾種，所述阻聚劑為對(duì)苯二酚、鄰苯二酚、吩噻嗪、2,6-二叔丁基對(duì)甲苯酚、2,5-二叔丁基對(duì)苯二酚、2-叔丁基對(duì)苯二酚、對(duì)羥基苯甲醚、zj-701、zj-705中的一種或幾種，所述環(huán)氧開(kāi)環(huán)抑制劑為醋酸鈷、醋酸錳、醋酸鎳、硝酸鎳、硝酸鈷中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：所述氯鉑酸、異丙醇、助催化劑、阻聚劑、環(huán)氧開(kāi)環(huán)抑制劑的質(zhì)量比為1～3、85～95、0.5～5、0.5～5、0.5～5。
4.一種權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的組合催化劑，其特征在于：所述組合催化劑ph＝4～6，含水量＜0.05％。
5.一種γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷合成中抑制副產(chǎn)物的方法，其特征在于：使用權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的組合催化劑來(lái)合成γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷合成中抑制副產(chǎn)物的方法，其特征在于：將三甲氧基硅烷與組合催化劑，升溫反應(yīng)后，緩慢滴加烯丙基縮水甘油醚，保溫反應(yīng)后，減壓蒸餾即得γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷合成中抑制副產(chǎn)物的方法，其特征在于：所述三甲氧基硅烷與烯丙基縮水甘油醚的摩爾比為1.0～1.2:1，所述組合催化劑的用量為6～12ppm，升溫至60～90℃，滴加烯丙基縮水甘油醚的時(shí)間為1～3h，保溫反應(yīng)時(shí)間為1～2h。
8.一種γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的合成方法，其特征在于：將三甲氧基硅烷與權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的組合催化劑，升溫反應(yīng)后，緩慢滴加烯丙基縮水甘油醚，保溫反應(yīng)后，減壓蒸餾即得γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的合成方法，其特征在于：所述三甲氧基硅烷與烯丙基縮水甘油醚的摩爾比為1.0～1.2:1，所述組合催化劑的用量為6～12ppm，升溫至60～90℃，滴加烯丙基縮水甘油醚的時(shí)間為1～3h，保溫反應(yīng)時(shí)間為1～2h。