专利名称：制备三烷基溴硅烷的改进方法
技术领域：
本发明涉及一种三烷基溴硅垸的制备方法。
技术背景三垸基溴硅垸是一类重要的精细化学品，其被广泛应用于医药工业等领域，如三甲基溴 化硅可使二烷基磷酸酯裂解产生相应的烷基磷酸，主要用于头孢类和抗病毒类医药产品中间 体或原料药的合成以及多肽类化合物在合成过程中的去保护。迄今，已知制备三烷基溴硅烷的方法(以三甲基溴化硅的合成为例)主要有如下几种I .以三甲基氯硅垸与溴为原料合成三甲基溴硅烷(Birkofer Leonhard, Kraemer Erich， Chemische Berichte， 1967, 100: 2776-2777)，其合成路线见式1:三甲基氯硅烷(原料)不易得，反应需在四氢呋喃(THF)中进行。然，THF是一个易 燃的有机溶剂，在这样的溶剂中进行规模化生产危险性很大。为此，有人提出方法II。II.用三甲基环丙基硅烷与溴为原料合成三甲基溴硅垸(Grignon-Dubois Micheline, Dunogues Jacques, Calas Raymond. Journal of Chemical Research, Synopses, 1979， 1: 6-7)， 其合成路线见式2:同样，三甲基环丙基硅烷也不易得。再则，该反应的产率不高(仅60%)，相当一部分原料没有被转化为三甲基氯硅烷而是成为废弃物，这对环境非常不友好。III. E.W.Abel等提出一种采用硅砷化合物与溴化氢气体(或溴)反应制备三甲基溴硅烷的 方法(Journal of Organometallic Chemistry, 1969, 9: 1094)，其合成路线见式3。Br2， THFBr—Si—CHCI—Si—CHMe3SiAsMe2 + HBr - Me3SiBr + Me2AsHMe3SiAsMe2 十 Br2 - Me3Sffir + Me2AsBr 3该方法用到了砷化物，砷化物可导致细胞染色体异常和基因突变，会改变某些基因的表 达，甚至诱发癌症的发生。若进行工业化生产将对工人造成人身危害，因此很难实现工业化 生产。IV.原东德专利DD 234425揭示一种通过六甲基二硅氧垸与三苯基氧化磷和Bf2反应制得 三甲基溴硅烷，其合成路线见式4(ph)3POMe3Si—O—SiMe3 -Me3SiBrBr2 4该反应需要有元素溴的参与，溴的沸点较低(58°C)，所以极易挥发。溴不仅毒性大，而 且具有强刺激性，即使浓度很低也会灼伤人的粘膜，故在这样的环境中进行生产将对操作人 员造成伤害。要减轻对操作人员的伤害，则对生产车间的设计和设备的选型提出了苛刻的要 求。综上，现有制备三烷基溴硅垸的方法存在着原子利用度不高、制备成本高及污染环境等 缺陷。因此，本领域迫切需要一种操作简便、制备成本低、产品收率高及环境友好的三垸基 溴硅烷的制备方法。 发明内容本发明的目的在于，提供一种操作简便、制备成本低、产品收率高且对环境友好的三垸 基溴硅烷的制备方法。本发明所说的三烷基溴硅垸，其具有式A所示结构-<formula>formula see original document page 4</formula>式A中RbR2和R3分别独立选自d C3中一种。在本发明一个优选的技术方案中，Ri，R2和R3分别独立选自Q C2中一种；更优选的技术方案是Rh R2和R3均为甲基。本发明所说的制备三烷基溴硅垸(式A所示化合物)的方法，其主要步骤是在有路易 斯(Lewis)酸(催化剂)存在条件下，由六烷基二硅氧烷(式B所示化合物)与三溴化磷于 极性有机溶剂中反应制得目标化合物。<formula>formula see original document page 5</formula>式B中R1; R2和R3的含义与前文所述相同。在本发明中，所说的路易斯(Lewis)酸优选自三氯化铝、氯化锌、三氯化铁或三溴化 铝中一种、二种或二种以上混合物；更优选的路易斯(Lewis)酸为氯化锌或/和三氯化铝。 三溴化磷与六烷基二硅氧垸(式B所示化合物)的摩尔比控制在(2 3) :1为宜。 所说的极性有机溶剂优选自卤代苯[如(但不限于)氯苯、二氯苯或/和三氯苯]、1,3-二甲基咪唑啉酮或二甲基亚砜中 一种。三溴化磷与六垸基二硅氧烷(式B所示化合物)的反应温度为6(TC 17(TC，更优选的 反应温度为9(TC 11(TC;反应时间为4 12小时。
具体实施方式
下面以制备三甲基溴硅烷为例，对本发明所说的制备方法进行说明。所说的制备方法的主要步骤是在2(TC 4(TC及有催化剂的存在条件下，将三溴化磷、 六甲基二硅氧垸和1,3-二甲基咪唑啉酮(溶剂)置于反应器中，于60。C 17(TC (优选90。C IIO'C)反应4-12小时(优选6-8小时)后停止反应，冷却后过滤(滤除副产物红磷)，滤液 进行常压蒸馏，收集8(TC 82。C的馏分，此即为三甲基溴硅烷。所得的蒸馏残液(主要是反应溶剂和催化剂)可循环使用，即在蒸馏残液中再加入六甲 基二硅氧烷和三溴化磷，重复上述操作步骤，同样可得目标物(三甲基溴硅烷)。其中所说的催化剂为氯化锌或/和三氯化铝，催化剂的用量为六甲基二硅氧垸重量的0.5 wt% 5wt% (优选l wt% 2wt%);三溴化磷和六甲基二硅氧烷的摩尔比为(2 3) :1。在上述技术方案的教导下，本领域的普通技术人员无需创造性劳动，就可制得式A所包 含的其它化合物。由上述技术方案可知本发明的催化剂和反应溶剂可循环使用(每次反应消耗的只是六 烷基二硅氧烷和三溴化磷)。就理论上而言，六烷基二硅氧烷和三溴化磷的利用率接近100% (充分利用了 "资源"，降低了制备成本)。此外，当不需要进行循环反应时，可用常规的分离方法(如蒸馏或精镏等)回收催化剂 和反应溶剂(可实现"零"排放)。因此，本发明所说的制备三烷基溴硅垸的方法是一种操作 简便、制备成本低、原子利用度高且对环境友好的制备方法。本发明所涉及的主要原料(如三溴化磷和六甲基二硅氧烷等)均可为工业品级。下面通过实施例对本发明作进一步说明，其目的在于更好地理解本发明内容。因此，本 发明的保护范围不受所举之例的限制。实施例1(1) 在l，3-二甲基咪唑啉酮(工业品，上海顺强生物科技有限公司产，60mL)中，加入 六甲基二硅氧烷(工业品，江苏梅兰化工有限公司产，55g,0.34mo1)、三溴化磷(工业品， 宜兴恒昌化工有限公司产，187g，0.67mol)和氯化锌(工业品，上海久盈化工有限公司，0.7g)， 加毕，搅拌下升温至95~105°C反应8h，气相色谱分析表明，六甲基二硅氧烷已经全部反应 完毕，反应结束，冷却至环境温度，通过一个特殊的氮气保护装置过滤，滤饼是红磷，放入 特殊的容器中密闭保存，滤液通过一个分馏柱(相当于5 15块理论塔板数)进行常压蒸馏， 收集80-82°C的馏分，得无色或淡黄色的发烟液体85~98g，含量97~99% (硝酸银滴定)，产 率82-94% (以六甲基二硅氧烷为基准)，保存在充满氮气的容器中，蒸馏结束，冷却至室温， 残液无需处理直接作为下批反应的原料。(2) 取一次蒸馏残液250g， 25°C时加入六甲基二硅氧烷(81g, 0.5mol)和三溴化磷(85g, (Ulmol)，升温到95~105°C反应8h。后面的操作同步骤(l)，得无色或淡黄色发烟液体 126~132g，含量97% 99% (硝酸银滴定)，产率82% 93% (以六甲基二硅氧烷为基准)。(3) 取上述蒸馏残液250g， 25。C时加入六甲基二硅氧烷(81g,0.5mo1)三溴化磷(85g, 0.31mol)，升温到95~105°C反应8h。后面的操作同步骤(l)，得无色或淡黄色发烟液体 126~132g，含量97% 99% (硝酸银滴定)，产率82% 93% (以六甲基二硅氧烷为基准)。实施例2(1) 将U-二甲基咪唑啉酮(工业品，176L)、六甲基二硅氧垸(工业品，162kg, l.Okmol) 和氯化锌(工业品，2.0kg)加入到1000L搪玻璃反应釜中，25°C时，搅拌下，滴加三溴化 磷(工业品，550kg, 2.03kmo1)，滴毕，继续搅拌30min，升温至95~105°C反应8h。气相色谱 分析表明，六甲基二硅氧垸已经全部反应完毕，反应结束，冷却至环境温度，通过一个特殊 的氮气保护装置过滤，滤饼是红磷，放入特殊的容器中密闭保存，滤液通过一个精馏塔(相 当于5 15块理论塔板数)进行常压蒸馏，收集80-82。C的馏分，得无色或淡黄色的发烟液体 273~305kg，含量99% 99.5% (硝酸银滴定)，产率84% 94% (以六甲基二硅氧烷为基准)， 保存在充满氮气的容器中。蒸馏结束，冷却至室温，残液无需处理直接作为下批反应的原料。(2) 取一次蒸馏残液500kg加入1000L搪玻璃反应釜中，25°C时加入六甲基二硅氧垸 (162kg， lkmol)和三溴化磷(175g,0.65kmo1)，升温到95~105°C反应8h。后面的操作同步骤(l)，得无色或淡黄色发烟液体273~305kg，含量99% 99.5%(硝酸银滴定)，产率84% 94%(以六甲基二硅氧垸为基准)。(3)取上述蒸馏残液500kg，加入IOOOL搪玻璃反应釜中，25。C时加入六甲基二硅氧烷(162kg,lkmo1)和三溴化磷(175kg,0.65kmo1)，升温到95。C 105。C反应8h，后面的操作同 步骤(l),得无色或淡黄色发烟液体273~305kg，含量99% 99.5%(硝酸银滴定)，产率84% 94% (以六甲基二硅氧烷为基准)。
权利要求
1、一种制备式A所示化合物的方法，其特征在于，所说制备方法的主要步骤是在有路易斯(Lewis)酸存在条件下，由式B所示化合物与三溴化磷于极性有机溶剂中反应制得目标化合物；id="icf0001" file="S2008100347952C00011.gif" wi="74" he="25" top= "69" left = "71" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>其中R1，R2和R3分别独立选自C1～C3中一种。
2、 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中&, R2和R3分别独立选自d C2中一种。
3、 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，其中RhR2和R3均为甲基。
4、 如权利要求1 3任意一项所述的制备方法，其特征在于，其中所用的Lewis酸选自 三氯化铝、氯化锌、三氯化铁或三溴化铝中一种、二种或二种以上混合物。
5、 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，其中所说的Lewis酸为氯化锌或/和三氯 化铝。
6、 如权利要求1 3任意一项所述的制备方法，其特征在于，其中三溴化磷与式B所示 化合物的摩尔比为(2 3) :1。
7、 如权利要求1 3任意一项所述的制备方法，其特征在于，其中所用的极性有机溶剂 优选自卤代苯、1,3-二甲基咪唑啉酮或二甲基亚砜中一种。
8、 如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，其中所说的卤代苯为氯苯、二氯苯或/ 和三氯苯。
9、 如权利要求1 3任意一项所述的制备方法，其特征在于，其中三溴化磷与式B所示 化合物的反应温度为60'C 17(TC。<formula>formula see original document page 2</formula>
全文摘要
本发明涉及一种三烷基溴硅烷的制备方法。所说制备方法的主要步骤是在有路易斯(Lewis)酸存在条件下，由六烷基二硅氧烷与三溴化磷于极性有机溶剂中反应制得目标化合物。本发明克服了现有技术中存在的原子利用度不高、制备成本高及污染环境等缺陷，为三烷基溴硅烷类化合物的商业制备奠定了坚实的基础。
文档编号C07F7/12GK101250195SQ20081003479
公开日2008年8月27日 申请日期2008年3月19日 优先权日2008年3月19日
发明者波 叶, 叶传永, 婷 巫, 沈永嘉, 王成云, 慢 高 申请人:华东理工大学;三门腾龙化工有限公司