[发明专利]一种在水相中制备双－[γ－(三乙氧基硅)丙基]－四硫化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化合物的制备方法，具体涉及一种在水相中制备双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物的方法。

背景技术

传统的双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物的制备方法主要有四种：一、用无水乙醇和金属钠制得乙醇钠，再向乙醇钠溶液中加入金属钠和单质硫制得四硫化钠；二、在氮气的保护下，无水硫化钠和硫在无水乙醇中反应生成四硫化钠；三、在氮气的保护下，氢氧化钠和硫合成四硫化钠；四、在氮气的保护下，将硫氢化钠和硫在无水乙醇中反应生成多硫化钠。传统方法存在以下缺点：1、反应用到的金属钠和乙醇钠的价格都十分昂贵，且金属钠在储存过程中存在较大的安全隐患；2、用乙醇作为反应媒介会大量耗费乙醇，即使蒸馏回收，生产成本同样很高；3、反应用到的硫化钠和硫氢化钠十分容易受潮、氧化和自燃，不易储存，且受潮后的硫化钠和硫氢化钠通常都以含有结晶水的形式存在，此结晶水很难除去，这样用带着结晶水的硫化物为原料制备双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物，必然会导致双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物水解失效；4、反应过程中需要氮气保护，对操作要求严格，工艺条件不易控制，同时增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统制备双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物的方法存在原料价格昂贵且不易储存、生产成本高、容易造成产物水解失效、对操作要求严格、工艺条件不易控制的问题，提供一种在水相中制备双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物的方法。本发明双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物的制备方法是通过以下步骤实现的：一、将缓冲剂溶解于水中，制成质量百分比浓度为20～40％的缓冲剂水溶液；二、将硫化钠和单质硫溶于缓冲剂水溶液中，硫化钠和单质硫的摩尔比为1∶2.7～3.2，缓冲剂与硫化钠的摩尔比为1～1.5∶1，控制PH值在碱性的范围内，并加入相转移催化剂，相转移催化剂加入的量为氯丙基三乙氧基硅烷质量的0.5～5％，在65～95℃下，以300～600r/min速度搅拌至溶解，反应时间为5～35min，既得到红棕色的含多硫化物的无机溶液相；三、向含多硫化物的无机溶液相中滴加纯度在98％以上的氯丙基三乙氧基硅烷，多硫化钠和氯丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为1∶2.0～2.1，反应温度为65～95℃，滴加过程在1～2h内完成，然后回流，在回流过程中取试样，用气相色谱分析试样，当氯丙基三乙氧基硅烷的含量在反应物中保持恒定，即不再减少时停止加热；四、将步骤二得到产物冷却至10℃，过滤，分液，取上层液，下层液内加入适量的水至沉淀物完全溶解后取上层液，将两次回收上层液合并再冷却到-15℃，进行过滤，将溶解在有机相中的盐类物质除去，再用用硅胶或硫化钠干燥，最后用活性碳吸附微小杂质，既得到双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物。

本发明合成双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物的整个过程都是在水相中进行，不存在产物水解的问题；运用相转移催化技术和通过加入缓冲剂来控制溶液相的pH值，杜绝了副产物硫化氢的生成，防止了氯丙基三乙氧基硅烷的水解凝胶现象。本发明方法具有原料易贮存、生产成本低、操作简单、工艺条件易控的优点。本发明制得产品的纯度高(98％以上)和保存时间长。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式中双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物制备方法的步骤如下：一、将缓冲剂溶解于水中，制成质量百分比浓度为20～40％的缓冲剂水溶液；二、将硫化钠和单质硫溶于缓冲剂水溶液中，硫化钠和单质硫的摩尔比为1∶2.7～3.2，缓冲剂与硫化钠的摩尔比为1～1.1∶1，控制PH值在11～14的范围内，并加入相转移催化剂，相转移催化剂加入的量为氯丙基三乙氧基硅烷质量的0.5～5％，在65～95℃下，以300～600r/min速度搅拌至溶解，反应时间为5～35min，既得到红棕色的含多硫化物的无机溶液相；三、向含多硫化物的无机溶液相中滴加纯度在98％以上的氯丙基三乙氧基硅烷，多硫化钠和氯丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为1∶2.0～2.1，反应温度为65～95℃，滴加过程在1～2h内完成，然后回流，在回流过程中取试样，用气相色谱分析试样，当氯丙基三乙氧基硅烷的含量在反应物中保持恒定，即不再减少时停止加热；四、将步骤二得到产物冷却至10℃，过滤，分液，取上层液，下层液内加入适量的水至沉淀物完全溶解后取上层液，将两次回收上层液合再冷却到-15℃，进行过滤，将溶解在有机相中的盐类物质除去，再用并用硅胶或硫化钠干燥，最后用活性碳吸附微小杂质，既得到双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物。