目前三甲基硅咪唑制備工藝多采用六甲基二硅氮烷合成法,即在加熱回流條件下分兩步:一、酯化(濃硫酸)反應,二、硫酸酯與咪唑直接反應合成三甲基硅咪唑。其缺點是:①工藝流程長,需制備原料六甲基二硅氮烷,設備投資大,操作不易控制。②操作環(huán)境差,污染重,產(chǎn)生的氨氣會造成設備腐蝕。③有副產(chǎn)物硫酸銨生成,導致產(chǎn)物純度下降。④最后產(chǎn)品冷凝后溫度過低時,會造成回流管堵塞,同時物料反應不徹底。
這其中的最大問題是在反應過程中存在副反應,結果使得操作不易控制,工藝流程長,產(chǎn)品收率大幅降低,且純度下降。
改進工藝
為了改善以上問題,專利 CN102718789A 提出了一種三甲基硅咪唑制備工藝,目的在于:在工藝中添加氯化氫吸收劑,降低體系中氯化氫濃度,反應在較低溫度下即可順利的自行進行,防止抑制反應的發(fā)生。步驟如下:
1、反應:首先在攪拌釜內(nèi)投入三甲基一氯硅烷,然后在攪拌下分批添加咪唑,要求在3小時內(nèi)添加完成;反應在-200~0mm汞柱下進行,溫度控制在60℃以下;反應產(chǎn)生的氯化氫氣體經(jīng)吸收器被吸收劑吸收后通過加壓及深冷裝置得到≥30%濃鹽酸;反應結束后停止攪拌,取樣液體分析。
2、精餾:將合格的液體投入精餾塔釜內(nèi),在≤92℃塔內(nèi)采出三甲基一氯硅烷,然后降溫采出產(chǎn)品三甲基硅咪唑。
技術優(yōu)勢
1.本工藝使反應在常溫即可進行,且使體系中的氯化氫濃度降低幾乎達到0含量,這樣避免了反應因氯化氫抑制反應的發(fā)生,因而使得①工藝流程變短,投資減少;②反應易于控制,操作費用降低;③收率大幅提高,降低生產(chǎn)成本。
2.本方案按照科學方法配比投料,達到完全反應的效果。蒸餾出剩余物質(zhì)重復再次使用無廢物產(chǎn)生。