[发明专利]一种制备三甲基碘硅烷的方法

说明书

本发明涉及一种反应条件温和、工艺简单、操作安全、收率高且三废极少的三甲基碘硅烷的制备工艺，以无水碘化钠、无水氯化锂、三甲基氯硅烷为原料，在干燥的氮气气氛中合成三甲基碘硅烷。本方法改变了传统六甲基二硅烷、六甲基二硅氧烷制备碘硅烷的复杂工艺，反应条件温和，操作安全，避免使用高危化学品金属钾、钠的危险，同时也避免了高温加碘难题，整个生产循环过程，产出只有三甲基碘硅烷产品和副产氯化钠，无其它三废的产生，工艺绿色环保。

技术领域

本发明涉及一种化工产品的制备方法，尤其涉及一种制备三甲基碘硅烷的新方法，属于化学合成领域。

背景技术

三甲基碘硅烷在药物合成以及有机合成领域常作为氨基、羟基、巯基等官能团的保护试剂，由于其活性高、反应条件温和等优点使其具有广泛的应用，尤其是在药物合成中，如头孢吡肟、头孢匹罗的合成中。市售的三甲基碘硅烷含有很多低沸点的杂质(如四甲基硅烷和二甲基二碘硅烷)，这种含杂质的产品不利于头孢菌素的合成，还有可能形成用药后的副作用。目前三甲基碘硅烷的合成方法有10多种，目前较实用且易于工业化的合成方法是六甲基二硅氧烷与碘和铝粉的反应，以及六甲基二硅烷与碘的反应。

专利CN1962668A中提到了一种三甲基碘硅烷的合成方法，先将铝粉、六甲基二硅氧烷和碘在反应釜中进行反应，蒸馏取得三甲基碘硅烷粗品。然后将三甲基碘硅烷粗品置于釜中，加入铜粉，升温，收集馏分，制得精制的三甲基碘硅烷，纯度99.0％以上，收率约66％，收率极低。且碘和铝固固反应生成的三碘化铝覆盖在碘和铝粉的表面，阻碍了进一步的反应。

专利CN105237559A中公开一种三甲基碘硅烷的制备方法，在氮气的保护下，无水氯化铝与六甲基二硅氧烷搅拌升温至40-50℃，然后分批加入碘单质油浴 125-140℃回流反应1-1.5小时，装置改为蒸馏装置，常压蒸馏，收集106-107℃馏分，得三甲基碘硅烷。纯度99％以上，收率约96％。该方法中采用分批加碘的方式，增加了操作的危险性并且还污染了操作环境危害操作人员的身体健康。

专利CN101230072A中提到一种三甲基碘硅烷的制备方法，(1)六甲基二硅烷投入反应釜，搅拌并加热至65-95℃后，分批加入精碘，碘加完后体系在 100-110℃回收反应5-7小时。六甲基二硅烷与精碘的质量比为1:1.8-1:1.62； (2)向(1)中回流的三甲基碘硅烷粗品中加入铜粉回流至无色后，蒸馏得到三甲基碘硅烷。铜粉与原料六甲基二硅烷的质量之比为0.01-0.02。收率约 99.8％，含量大于99％。该反应中存在的不足是：采用高温分批加碘，不易操作且且对操作人员带来危害；采用六甲基二硅烷成本较高。

专利CN102718790A中，提到了一种三甲基碘硅烷的制备工艺：(1)制备六甲基二硅烷：先向搅拌釜内投入间二甲苯和金属钾，混合搅拌；然后向搅拌釜内滴加三甲基氯硅烷，反应结束后停止搅拌，将釜内物料导入水洗釜；(2)水洗：向水洗釜中加入水，结束后静置沉降，产生的液体精馏，固体残渣回收。(3) 精馏：将清液投入精馏塔釜内，间歇采出六甲基二硅烷和中间馏份，再采出间二甲苯；(4)碘硅烷合成：将精馏产出的六甲基二硅烷投至反应釜内并加入碘，在0-0.02Mpa微正压系统内生成三甲基碘硅烷。收率约为94％。该方法中采用高危险化学品金属钾，操作不安全。

本发明人的早期专利CN104926851A涉及一种三甲基碘硅烷的制备方法，以六甲基二硅氧烷和碘为反应原料；在反应过程中将单质碘溶于六甲基二硅烷中，以滴加的方式进行反应。保证碘不污染环境也不危害操作人员，且反应速度快，收率高，生成的三甲基碘硅烷不用精制，直接蒸馏，纯度就高达99.6％以上。

另一早期专利CN104926850A涉及一种三甲基碘硅烷的制备方法，以六甲基二硅氧烷、铝粉和碘为反应原料；在反应过程中将单质碘溶于六甲基二硅氧烷中，以滴加的方式进行反应，所述铝粉为超细铝粉。研究发现采用超细铝粉反应速度很快，且反应很彻底，反应收率远远高于普通铝粉；铝粉越细，反应速度越快，收率越高。该方法中昂贵的碘不过量，便宜的铝粉过量，生成的三甲基碘硅烷不用精制，直接蒸馏，纯度就高达99.3％。