叔丁基二甲基氯硅烷是一种白色透明结晶体,其英文名称为Tert-butyl dimethly chlorosilane。它的沸点为124°C -126°C,熔点为87℃ -90℃。
以前常用的合成方法是将叔丁基氯和镁制成格氏试剂(叔丁基氯化镁),然后与二甲基二氯硅烷反应。
由于格氏试剂对水分非常敏感,因此在反应过程中需要保持原料和装置的干燥。通常还需要通入干燥的惰性气体进行保护,以防止湿气进入反应系统,确保反应的安全和顺利进行。
CN101817842A公开了一种制备叔丁基二甲基氯硅烷的方法,其特点如下:
a、在合成釜内,将10-15重量份的镁投入到由乙醚和环己烷组成的混合溶剂中(体积份为160-240),在40℃-55℃的条件下,滴加由35-55重量份的叔丁基氯和50-78重量份的二甲基二氯硅烷组成的混合溶液。滴加完毕后,保温2.5-3.5小时,得到合成后的物料。
b、将合成后的物料转入溶解釜,降温至10℃-15℃,然后滴加400-600体积份的体积浓度为25~30%的盐酸,静止分层,除去底部的废水,得到上层料液。
c、将溶解釜内的上层料液转移到精馏釜中进行提纯,去除溶剂,得到叔丁基二甲基氯硅烷产品。
这种合成方法具有操作简单、易控制、安全性高、产品收率稳定的优点。它避免了分离固体镁盐的复杂程序,生产环境清洁,无污染。以二甲基二氯硅烷为基准,叔丁基二甲基氯硅烷的收率可达82%,产品纯度达到99.0%。
叔丁基二甲基氯硅烷(TBDMSCl,TBSCl)是一种重要的有机硅保护剂,可以取代有机化合物中的活泼氢,生成化学稳定性很高的中间产物,而不影响其他基团的反应活性。与常见的三甲基氯硅烷保护剂相比,TBDMSCl硅醚的稳定性更高,具有优异的选择性,可以在仲醇或叔醇存在下对伯醇进行选择性保护。因此,TBDMSCl被广泛应用于药物和天然产物的合成中,例如合成前列腺素、甾素化合物、某些抗生素以及降血脂药洛弗斯汀和新弗斯汀的辅助原料等。
以下是一种制备叔丁基二甲基氯硅烷的方法:
a、在合成釜内,将10g的镁投入到160ml的乙醚和环己烷组成的混合溶剂中,混合溶剂中乙醚和环己烷的体积比为6.5∶3.5,在40℃条件下,滴加由35g叔丁基氯与50g二甲基二氯硅烷组成的混合溶液,滴完后保温2.5小时,得合成后物料;
b、将合成后物料转入溶解釜,降温至10℃后滴加400ml的体积浓度为25%盐酸,静止分层,除去底部的废水,得上层料液;
c、将溶解釜内上层料液转至精馏釜提纯,去除溶剂,得产品叔丁基二甲基氯硅烷。
以下是一种叔丁基二甲基氯硅烷工业化生产结晶制备方法:
步骤1:取料:取48kg叔丁基二甲基氯硅烷溶液放入80L容器内;
步骤2:蒸馏结晶:将步骤1的容器加热50℃以上,进行蒸馏,在蒸馏的过程中进行搅拌,直到结晶完成;
步骤3:冷却:将步骤2得到的晶体自然放置冷却;
步骤4:挤压:将步骤3冷却后的晶体放入挤压机内进行挤压,反复挤压20次;
步骤5:振荡:将步骤4挤压20次后的晶体振荡均匀;
步骤6:再挤压:将步骤5振荡后的晶体再进行挤压,反复挤压20次;
步骤7:过筛:将步骤6得到的晶体用网孔不大于10毫米的过聚四氟网进行筛选,从而得到颗粒大小均匀的白色晶体;
步骤8:重复挤压:将步骤7筛上物重复挤压直到可以通过网孔不大于10毫米的过聚四氟网;
步骤9:包装:将步骤7和步骤8得到的筛下物进行定量包装。
[1][中国发明]CN201010150508.1一种叔丁基二甲基氯硅烷的制备方法
[2][中国发明]CN201410732762.0一种叔丁基二甲基氯硅烷工业化生产结晶制备方法
叔丁基二甲基氯硅烷,英文名称:Tert-butyl dimethly chlorosilane,分子式为:t-C4H9(CH3)2SiCl,外观性状为:白色透明结晶体,沸点:124℃-126℃,熔点:87℃-90℃。
目前采用较多的为:以叔丁基氯和镁制成格氏试剂(叔丁基氯化镁)再与二甲基二氯硅烷反应。
由于格式试剂对水分十分敏感,故所用原料及装置流程必须保持干燥,在反应过程中,通常还要通入干燥惰性气体进行保护,防止湿气进入反应系统,以确保反应安全顺利的进行。
金属镁多以镁屑或镁粒状态投用,表面易氧化吸潮,所以顺利启动是反应的关键。金属镁的反应活性严重影响启动反应的稳定性。有时需要提高反应温度,有时则在升温中突然剧烈反应,严重时甚至引起冲料或爆炸。
目前采用的格氏法生产中:彻底除去镁盐是提高叔丁基二甲基氯硅烷质量的关键。但不是很容易。通常采用密闭式离心机或压滤器除去镁盐残渣。但是,细粒子镁盐很容易穿过滤袋而进入滤液中,加热精馏时,易引起氯硅烷的分解与歧化。滤饼中脱液不完全,溶剂损耗严重,同时也带走了部分溶于溶剂中的产品。
本发明的目的是提供一种合成工艺简单,安全性高,产品收率稳定的叔丁基二甲基氯硅烷的制备方法。
一种叔丁基二甲基氯硅烷的制备方法,
a、在合成釜内,将10-15重量份的镁投入到160-240体积份由乙醚和环己烷组成的混合溶剂中,在40℃-55℃条件下,滴加由重量份为35-55叔丁基氯与重量份为50-78的二甲基二氯硅烷组成的混合溶液,滴完后保温2.5-3.5小时,得合成后物料;
b、将合成后物料转入溶解釜,降温至10℃-15℃后滴加400-600体积份的体积浓度为25~30%盐酸,静止分层,除去底部的废水,得上层料液;
c、将溶解釜内上层料液转至精馏釜提纯,去除溶剂,得产品叔丁基二甲基氯硅烷。
所述混合溶剂中乙醚和环己烷的体积比为(6.5-7.5)∶(3.5-2.5)。
所述废水为氯化镁水溶液。
其化学反应式如下:
(CH3)3CCl+Mg——(CH3)3CMgCl
(CH3)3CMgCl+(CH3)2SiCl2——t-C4H9(CH3)2SiCl+Mg Cl2
本发明的优点:合成工艺的生产操作简单,易控制,安全性高,产品收率稳定,避免了分离固体镁盐的复杂程序,生产环境清洁,无污染。以二甲基二氯硅烷为基准,产品叔丁基二甲基氯硅烷的收率达82%,产品纯度99.0%。
图1是本发明工艺流程方框示意图。
如图1所示,一种叔丁基二甲基氯硅烷的制备方法,
a、在合成釜内,将10g的镁投入到160ml的乙醚和环己烷组成的混合溶剂中,混合溶剂中乙醚和环己烷的体积比为6.5∶3.5,在40℃℃条件下,滴加由35g叔丁基氯与50g二甲基二氯硅烷组成的混合溶液,滴完后保温2.5小时,得合成后物料;
b、将合成后物料转入溶解釜,降温至10℃后滴加400ml的体积浓度为25%盐酸,静止分层,除去底部的废水,得上层料液;
c、将溶解釜内上层料液转至精馏釜提纯,去除溶剂,得产品叔丁基二甲基氯硅烷。
来源:CN101817842
叔丁基二甲基氯硅烷(TBDMSCl)是一种在有机合成中广泛应用的重要保护基。它可以与羟基、酮、酯或酰胺反应生成相应的硅醚或烯醇硅醚。与其他保护基相比,TBDMSCl具有更高的化学稳定性和较高的产率。该试剂在无水体系中使用,并建议在通风橱中操作和使用。
TBDMSCl与羟基反应通常在CH2Cl2、THF或DMF中进行,咪唑、吡啶和Et3N可用作碱。DMAP常用作催化剂,但在使用Et3N作为碱时,DMAP催化剂是必需的。该反应在多羟基底物上的选择性与溶剂和碱催化剂的选择有关,CH2Cl2-Et3N-DMAP组合具有最佳的选择性。
TBDMSCl与酚羟基的反应与醇羟基类似,但反应的温度较高。无论是醇羟基还是酚羟基生成的硅醚,去保护基的条件基本相同。通常在aq. HCl-丙酮、HF-吡啶或n-Bu4NF-THF体系中室温下搅拌数分钟即可高产率地完成去保护反应。
TBDMSCl还可以与羰基发生烯醇化反应生成烯醇硅醚。在强碱的存在下,TBDMSCl与酮羰基反应可以高产率地得到TBDMS硅醚。常用的碱包括LDA、KHMDS和碱金属氢化物。
TBDMSCl与酸酸酯和羧酸酰胺反应需要在强碱的作用下进行,并且加入HMPA或DMPU有利于提高反应的速度和产率。
通过以上的反应,TBDMSCl可以在有机合成中起到重要的保护基的作用。
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