一種[3-（烷氧基硅基）丙基]乙二胺的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種[3-（烷氧基硅基）丙基]乙二胺的制備工藝，屬有機(jī)化工【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明采用3-氯丙基烷氧基硅烷和N-（2-氨乙基）-3-氨丙基烷氧基硅烷，在130-135℃攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完成將粗品過(guò)濾用低沸點(diǎn)非極性溶劑洗滌后拔出低沸得到[3-（烷氧基硅基）丙基]乙二胺產(chǎn)品，本發(fā)明采用定量反應(yīng)，物料反應(yīng)徹底，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率高，能耗低，產(chǎn)品含量高，溶劑可重復(fù)使用，無(wú)環(huán)境污染。設(shè)備工藝簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】-種[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺的制備工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺的制備工藝，屬有機(jī)化工技術(shù)領(lǐng) 域。

【背景技術(shù)】
[0002] [3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺是一種帶有兩個(gè)活性氨基基團(tuán)和可水解的烷氧 基硅基的雙官能團(tuán)有機(jī)硅烷，這種雙官能團(tuán)結(jié)構(gòu)賦予了一些特殊的性能：它能將無(wú)機(jī)材料 如玻璃、金屬、填料等與有機(jī)高分子材料如熱固性、熱塑性、彈性體等有機(jī)地鍵合在一起，從 而可作為粘接促進(jìn)劑和表面改進(jìn)劑。[3_ (烷氧基硅基）丙基]乙二胺的水解過(guò)程自動(dòng)發(fā) 生，適用于無(wú)機(jī)基材如玻璃和玻纖。它在很多應(yīng)用領(lǐng)域是一種重要的工業(yè)添加劑：在玻纖/ 電子部復(fù)合材料上作為整理或浸潤(rùn)劑組分；作為玻璃和金屬的底涂；在鑄造樹脂上做添加 齊?;在硅橡膠領(lǐng)域作為密封劑和膠粘劑；在無(wú)機(jī)填充型聚合物上作為填料和顏料的預(yù)處理 劑或添加劑；在油漆和涂料領(lǐng)域，作為添加劑或底涂提高對(duì)基材的附著力。[3-(烷氧基硅 基）丙基]乙二胺的重要功效還在于提高產(chǎn)品性能，如：彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、對(duì)沖強(qiáng)度和彈 性體模量，提高耐濕氣性和抗腐蝕性；提高產(chǎn)品加工性能如粘結(jié)力。
[0003] 關(guān)于[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺的制備方法，國(guó)內(nèi)外均無(wú)相關(guān)報(bào)道，國(guó)外只 有Degussa和Dow Corning有類似結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，如DynasylanDAMO-Τ和0FS-6020,但其中
[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺的含量只有30%。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于：提供一種具有產(chǎn)品含量高，能耗低，環(huán)境污染小，設(shè)備工藝簡(jiǎn) 單等特點(diǎn)，且適合工業(yè)化生產(chǎn)的[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺制備工藝。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺制備工藝，其特征在于：它包括以下步驟： 1 )、按1 :2的投料比，首先將3-氯丙基烷氧基硅烷原料抽入至計(jì)量罐中，再將N-( 2-氨 乙基）-3-氨丙基烷氧基硅烷原料抽入反應(yīng)釜，攪拌下將釜溫升到130-135?，攪拌轉(zhuǎn)速為 90轉(zhuǎn)/分； 2) 、釜溫升到130-135°C后，將計(jì)量罐中的3-氯丙基烷氧基硅烷在3- 4小時(shí)內(nèi)滴加到 反應(yīng)釜中；滴加進(jìn)料完后在130-135°C條件下繼續(xù)保溫反應(yīng)為4小時(shí)； 3) 、4小時(shí)保溫反應(yīng)完成后按常規(guī)工藝過(guò)濾，所得濾渣用低沸點(diǎn)非極性溶劑洗滌，得副 廣物N- (2-氨乙基)_3_氨丙基燒氧基娃燒鹽酸鹽；將濾液和洗漆液混合得[3-(二甲氧基 硅基）丙基]乙二胺粗品，將粗品按常規(guī)工藝真空蒸餾，以蒸餾出洗滌液中殘留的低沸點(diǎn)非 極性溶劑，得：[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺成品。
[0006] 其化學(xué)反應(yīng)式為： ClCH^H^H^iR^-^^)^ 2 NH2CH2CH2NHCH2CH2CH 2SiR23_n(CH3)n -? NWHjECWHJiRVn (CH3) n] [CH2CH2CH2SiR23_n(CH 3)n + NH2CH2CH2NHCH2CH2CH 2SiR23_n (CH3) n HC1 其中n為0或1 ; R1 和 R2 為 OCH3, OCH2CH3, OCH2CH2CH3, OCH2CH2OCH3， OCH (013)2，# 可以同 R2-樣。
[0007] 所述的低沸點(diǎn)非極性溶劑為沸點(diǎn)低于150°c的醚、烴、苯類物質(zhì)，如乙醚、環(huán)己烷、 石油醚、氯仿、苯等中的任意一種。
[0008] 所述的3-氯丙基烷氧基硅烷的結(jié)構(gòu)式為：ClO^a^CHjiRVJCHl，其中η為0 或 1，R1 為 0CH3, 0CH2CH3, 0CH2CH2CH3, 0CH2CH20CH3, OCH (CH3) 2; 所述的N- (2-氛乙基）_3_氛丙基燒氧基娃燒的結(jié)構(gòu)式為：NH2CH2CH2NHCH 2CH2CH2Si R23_n(CH3)n，其中 η 為 0 或 1，R2 為 0CH3, 0CH2CH3, 0CH2CH2CH3, 0CH2CH20CH3, OCH (CH3) 2 ; 所述的[3-(烷氧基硅基)丙基]乙二胺的結(jié)構(gòu)式為：(CH3) n] [CH2CH2CH2SiR23_n(CH 3)n]，其中 η 為 0 或 1 J1，R2 為 0CH3, 0CH2CH3, 0CH2CH2CH3, 0CH2CH20CH3， OCH (CH3) 2 ； 所述的N- (2-氨乙基）-3-氨丙基烷氧基硅烷鹽酸鹽的結(jié)構(gòu)式為： NH2CH2CH2NHCH2CH2CH 2SiR23_n(CH3)n HC1，其中 η 為 0 或 1，R2 為 0CH3,0CH2CH3,0CH2CH 2CH3， och2ch2och3,och (ch3)2。
[0009] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于： 本發(fā)明采用定量反應(yīng)，物料反應(yīng)徹底，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率高，能耗低，產(chǎn)品含量高，溶劑可重復(fù) 使用，無(wú)環(huán)境污染。設(shè)備工藝簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。 具體實(shí)施方案
[0010] 實(shí)施例1. 按1 :2的投料比，首先將lmol (198. 7克）氯丙基三甲氧基硅烷原料抽入至計(jì)量罐中， 再將2mol (444. 8克）N- (2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷原料抽入反應(yīng)釜，90轉(zhuǎn)/ 分?jǐn)嚢钘l件下將釜溫升到135°C。釜溫升到135°C后，采用滴液漏斗滴加的方式，將計(jì)量罐 中的氯丙基三甲氧基硅烷在3小時(shí)內(nèi)滴加到反應(yīng)釜中，滴加完畢后在135°C條件下繼續(xù)保 溫反應(yīng)4小時(shí)。4小時(shí)保溫反應(yīng)完成后將釜溫降到40°C以下按常規(guī)工藝過(guò)濾，所得濾渣用 200克環(huán)己烷洗滌，得副產(chǎn)品N- (2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷鹽酸鹽261. 1克，將 濾液和洗滌液混合，得[3-(三甲氧基硅基）丙基]乙二胺粗品578. 4克，將粗品按常規(guī)工 藝真空蒸餾，以蒸餾出洗滌液中殘留的環(huán)己烷，得：雙[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺成 品379. 6克，GC檢測(cè)含量為94. 3%，產(chǎn)品質(zhì)量收率為59%。
[0011] 實(shí)施例2 按1 :2的投料比，首先將2mol (397. 4克）氯丙基三甲氧基硅烷原料抽入至計(jì)量罐中， 再將4mol (889. 6克)N- (2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷原料抽入反應(yīng)釜，90轉(zhuǎn)/分 攪拌條件下將釜溫升到130°C。釜溫升到130°C后，采用滴液漏斗滴加的方式，將計(jì)量罐中 的氯丙基三甲氧基硅烷在3. 5小時(shí)內(nèi)滴加到反應(yīng)釜中，滴加完畢后在130°C條件下繼續(xù)保 溫反應(yīng)4小時(shí)。4小時(shí)保溫反應(yīng)完成后將釜溫降到40°C以下按常規(guī)工藝過(guò)濾，所得濾渣用 400克石油醚洗滌，得副產(chǎn)品N- (2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷鹽酸鹽525. 3克，將 所得濾液和洗滌液混合，得：雙[3-(三甲氧基硅基）丙基]乙二胺粗品1151. 1克，將粗品 按常規(guī)工藝真空蒸餾，以蒸餾出洗滌液中殘留的石油醚，得：雙[3-(三甲氧基硅基）丙基] 乙二胺成品752. 8克，GC檢測(cè)含量為93. 8%，產(chǎn)品質(zhì)量收率為58. 5%。
[0012] 實(shí)施例3 按1 :2的投料比，首先將lOmol (1987克）氯丙基三甲氧基硅烷原料抽入至計(jì)量罐中， 再將20mol (4448克)N- (2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷原料抽入反應(yīng)釜，90轉(zhuǎn)/分 攪拌條件下將釜溫升到135°C。釜溫升到135°C后，采用滴液漏斗滴加的方式，將計(jì)量罐中 的氯丙基三甲氧基硅烷3小時(shí)內(nèi)滴加到反應(yīng)釜中，滴加完畢后在135°C條件下繼續(xù)(保溫反 應(yīng)4小時(shí)。4小時(shí)保溫反應(yīng)完成后將釜溫降到40°C以下按常規(guī)工藝過(guò)濾，所得濾渣用2000 克苯洗漆，得副廣品N- (2-氨乙基）_3_氨丙基二甲氧基娃燒鹽酸鹽2642克，將所得濾液 和洗滌液合并混合，得：雙[3-(三甲氧基硅基）丙基]乙二胺粗品5822克，將粗品按常規(guī) 工藝真空蒸餾，以蒸餾出洗滌液中殘留的苯，得：雙[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺成品 3791克，GC檢測(cè)含量為93. 6%，產(chǎn)品質(zhì)量收率為58. 6%。
[0013] 實(shí)施例4 按1 :2的投料比，首先將lOOOmol (198. 7公斤）氯丙基三甲氧基硅烷原料抽入至計(jì)量 罐中，再將2000mol (444. 8公斤）N- (2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷原料抽入反應(yīng) 釜，90轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢钘l件下將釜溫升到135°C。釜溫升到135°C后，采用滴液漏斗滴加的方式， 將計(jì)量罐中的氯丙基三甲氧基硅烷4小時(shí)內(nèi)滴加到反應(yīng)釜中，滴加完畢后在135°C條件下 繼續(xù)保溫反應(yīng)4小時(shí)。4小時(shí)保溫反應(yīng)完成后將釜溫降到40°C以下按常規(guī)工藝過(guò)濾，所得 濾禮:用200公斤氣仿洗漆，得副廣品N- (2_氛乙基)_3_氛丙基二甲氧基娃燒鹽酸鹽260. 8 公斤，將所得濾液和洗滌液混合，得：雙[3_(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺粗品579. 5公斤， 將粗品按常規(guī)工藝真空蒸餾，以蒸餾出洗滌液中殘留的氯仿，得：雙[3-(三甲氧基硅基)丙 基]乙二胺成品378. 5公斤，GC檢測(cè)含量為94. 4%，產(chǎn)品質(zhì)量收率為58. 8%。
[0014] 實(shí)施例5 按1 :2的投料比，首先將lmol (240. 8克）氯丙基三乙氧基硅烷原料抽入至計(jì)量罐中， 再將2mol (528. 8克)N- (2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷原料抽入反應(yīng)釜，90轉(zhuǎn)/分 攪拌條件下將釜溫升到130°C。釜溫升到130°C后，采用滴液漏斗滴加的方式，將計(jì)量罐中 的氯丙基三乙氧基硅烷3小時(shí)內(nèi)滴加到反應(yīng)釜中，滴加完畢后在130°C條件下繼續(xù)保溫反 應(yīng)4小時(shí)。4小時(shí)保溫反應(yīng)完成后將釜溫降到40°C以下按常規(guī)工藝過(guò)濾，所得濾渣用200 克環(huán)己燒洗漆，得副廣品N- (2_氛乙基)_3_氛丙基二乙氧基娃燒鹽酸鹽302. 4克，將所得 濾液和洗滌液混合合并，得：雙[3-(三乙氧基硅基)丙基]乙二胺粗品658. 4克，將粗品按 常規(guī)工藝真空蒸餾，以蒸餾出洗滌液中殘留的環(huán)己烷，得：雙[3-(三乙氧基硅基)丙基]乙 二胺成品467. 9克，GC檢測(cè)含量為94. 4%，產(chǎn)品質(zhì)量收率為60. 7%。
[0015] 實(shí)施例6 按1 :2的投料比，首先將lmol (240. 8克）氯丙基三乙氧基硅烷原料抽入至計(jì)量罐中， 再將2mol (444. 8克)N- (2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷原料抽入反應(yīng)釜，90轉(zhuǎn)/分 攪拌條件下將釜溫升到130°C。釜溫升到130°C后，采用滴液漏斗滴加的方式，將計(jì)量罐中 的氯丙基三乙氧基硅烷3小時(shí)內(nèi)滴加到反應(yīng)釜中，滴加完畢后在130°C條件下繼續(xù)保溫反 應(yīng)4小時(shí)。4小時(shí)保溫反應(yīng)完成后將釜溫降到40°C以下按常規(guī)工藝過(guò)濾，所得濾渣用200 克石油醚洗滌，得副產(chǎn)品N- (2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷鹽酸鹽261. 5克，將濾液 和洗滌液合并，得：N，N-[3-(三甲氧基硅基)丙基][3-(三乙氧基硅基)乙二胺粗品618. 4 克，將粗品按常規(guī)工藝真空蒸餾，以蒸餾出洗滌液中殘留的石油醚，得：N，N-[3-(三甲氧基 硅基）丙基][3-(三乙氧基硅基）乙二胺成品425. 1克，GC檢測(cè)含量為93. 7%，產(chǎn)品質(zhì)量收 率為62%。
[0016] 實(shí)施例7 按1 :2的投料比，首先將lmol (198. 7克）氯丙基三甲氧基硅烷原料抽入至計(jì)量罐中， 再將2mol (412. 8克)N- (2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷原料抽入反應(yīng)釜，90轉(zhuǎn) /分?jǐn)嚢钘l件下將釜溫升到135°C。釜溫升到135°C后，采用滴液漏斗滴加的方式，將計(jì)量罐 中的氯丙基三甲氧基硅烷3小時(shí)內(nèi)滴加到反應(yīng)釜中，滴加完畢后在135°C條件下繼續(xù)保溫 反應(yīng)4小時(shí)。4小時(shí)保溫反應(yīng)完成后將釜溫降到40°C以下按常規(guī)工藝過(guò)濾，所得濾渣用200 克苯洗滌，得副產(chǎn)品N- (2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷鹽酸鹽245. 6克，將所得 濾液和洗滌液混合，得：雙[3-(甲基二甲氧基硅基)丙基]乙二胺粗品571. 6克，將粗品按 常規(guī)工藝真空蒸餾，以蒸餾出洗滌液中殘留的苯，得：雙[3-(甲基二甲氧基硅基)丙基]乙 二胺成品364. 7克，GC檢測(cè)含量為95. 4%，產(chǎn)品質(zhì)量收率為59. 6%。
[0017] 實(shí)施例8 按1 :2的投料比，首先將lmol (182. 7克)氯丙基甲基二甲氧基硅烷原料抽入至計(jì)量罐 中，再將2mol (444.8克）N- (2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷原料抽入反應(yīng)釜，90轉(zhuǎn) /分?jǐn)嚢钘l件下將釜溫升到135°C。釜溫升到135°C后，采用滴液漏斗滴加的方式，將計(jì)量 罐中的氯丙基甲基二甲氧基硅烷4小時(shí)內(nèi)滴加到反應(yīng)釜中，滴加完畢后在135°C條件下繼 續(xù)保溫反應(yīng)4小時(shí)。4小時(shí)保溫反應(yīng)完成后將釜溫降到40°C以下按常規(guī)工藝過(guò)濾，所得濾 禮:用200克氣仿洗漆，得副廣品N- (2_氛乙基)_3_氛丙基二甲氧基娃燒鹽酸鹽263. 5克， 將所得濾液和洗滌液合并混合，得：N，N-[3-(三甲氧基硅基）丙基][3-(甲基二甲氧基硅 基）丙基]乙二胺粗品564. 7克，將粗品按常規(guī)工藝真空蒸餾，以蒸餾出洗滌液中殘留的氯 仿，得：N，N-[3-(二甲氧基娃基)丙基][3 -(甲基_甲氧基娃基)丙基]乙_胺成品363. 2 克，GC檢測(cè)含量為95. 5%，產(chǎn)品質(zhì)量收率為57. 9%。
[0018] 實(shí)施例9 按1 :2的投料比，首先將lmol (330. 5克）氯丙基三-(2-甲氧乙氧基）硅烷原料抽 入至計(jì)量罐中，再將2mol (444. 8克）N- (2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷原料抽入 反應(yīng)釜，90轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢钘l件下將釜溫升到130°C。釜溫升到130°C后，采用滴液漏斗滴加的 方式，將計(jì)量_中的氯丙基二 _ (2-甲氧乙氧基）娃燒在4小時(shí)內(nèi)滴加到反應(yīng)荃中，滴加完 畢后在130°C條件下繼續(xù)保溫反應(yīng)4小時(shí)。4小時(shí)保溫反應(yīng)完成后將釜溫降到40°C以下按 常規(guī)工藝過(guò)濾，所得濾渣用200克環(huán)己烷洗滌，得副產(chǎn)品N- (2-氨乙基）-3-氨丙基三甲 氧基硅烷鹽酸鹽263. 5克，將所得濾液和洗滌液合并，得：N，N-[3-(三甲氧基硅基）丙基] [3-(二-2_甲氧乙氧基娃基)丙基]乙二胺粗品712. 8克，將粗品按常規(guī)工藝真空蒸饋，以 蒸餾出洗滌液中殘留的環(huán)己烷，得：N，N-[3-(三甲氧基硅基）丙基][3-(三-2-甲氧乙氧 基硅基）丙基]乙二胺成品515. 9克，GC檢測(cè)含量為93. 7%，產(chǎn)品質(zhì)量收率為66. 5%。
【權(quán)利要求】
1. 一種[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺制備工藝，其特征在于：它包括以下步驟： 1 )、按1 :2的投料比，首先將3-氯丙基烷氧基硅烷原料抽入至計(jì)量罐中，再將N-( 2-氨 乙基）-3-氨丙基烷氧基硅烷原料抽入反應(yīng)釜，攪拌下將釜溫升到130-135?，攪拌轉(zhuǎn)速為 90轉(zhuǎn)/分； 2) 、釜溫升到130-135°C后，將計(jì)量罐中的3-氯丙基烷氧基硅烷在3- 4小時(shí)內(nèi)滴加到 反應(yīng)釜中；滴加進(jìn)料完后在130-135°C條件下繼續(xù)保溫反應(yīng)為4小時(shí)； 3) 、4小時(shí)保溫反應(yīng)完成后按常規(guī)工藝過(guò)濾，所得濾渣用低沸點(diǎn)非極性溶劑洗滌，得副 廣物N- (2-氨乙基)_3_氨丙基燒氧基娃燒鹽酸鹽；將濾液和洗漆液混合得[3-(二甲氧基 硅基）丙基]乙二胺粗品，將粗品按常規(guī)工藝真空蒸餾，以蒸餾出洗滌液中殘留的低沸點(diǎn)非 極性溶劑，得：[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺成品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種[3-(烷氧基硅基)丙基]乙二胺制備工藝，其特征在于： 所述的低沸點(diǎn)非極性溶劑為沸點(diǎn)低于150°C的醚、烴、苯類物質(zhì)，如乙醚、環(huán)己烷、石油醚、氯 仿、苯等中的任意一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種[3-(烷氧基硅基)丙基]乙二胺制備工藝，其特征在于： 所述3-氯丙基烷氧基硅烷的結(jié)構(gòu)式為：ClO^a^a^SiRKCHl，其中η為0或1，R1為 och3, och2ch3, och2ch2ch3, och2ch2och3, och (ch3) 2〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種[3-(烷氧基硅基)丙基]乙二胺制備工藝，其特征在于： 所述N- (2-氨乙基）-3-氨丙基烷氧基硅烷的結(jié)構(gòu)式為：NH2CH2CH2NHCH 2CH2CH2Si R23_n(CH3) n，其中 η 為 0 或 1，R2 為 0CH3, 0CH2CH3, 0CH2CH2CH3, 0CH2CH20CH3, OCH (CH3) 2。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺制備工藝，其特征在 于：所述[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺的結(jié)構(gòu)式為：(ch 3)j [CH2CH2CH2SiR23_n(CH 3)n]，其中 η 為 0 或 1; R1，R2 為 0CH3,0CH2CH3,0CH2CH 2CH3,0CH2CH20CH3, OCH (CH3)2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種[3-(烷氧基硅基）丙基]乙二胺制備工藝，其特征在 于：所述N- (2-氨乙基）-3-氨丙基烷氧基硅烷鹽酸鹽的結(jié)構(gòu)式為： NH2CH2CH2NHCH2CH2CH 2SiR23_n(CH3)n HC1，其中 η 為 0 或 1，R2 為 0CH3,0CH2CH3,0CH2CH 2CH3， och2ch2och3,och (ch3)2。
【文檔編號(hào)】C07F7/18GK104140437SQ201410363251
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】胡江華, 秦傳俊, 甘俊, 陳圣云, 甘書官 申請(qǐng)人:荊州市江漢精細(xì)化工有限公司