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617-86-7 / 三乙基硅烷生產工藝研究及應用

采用以溴乙烷、氯硅烷為起始原料,經過格氏、縮合反應進行三乙基硅烷的合成,通過集濃、精餾、回收得到產品。生產過程中以高沸點溶劑三甲苯部分替代易燃易爆的乙醚或四氫呋喃溶劑進行反應,反應產物純化即得所述三乙基硅烷。該方法克服了傳統工藝溫度要求苛刻、溶劑回收率低等缺點,使精制操作更為簡便、安全,溶劑回收率達85%以上。

應用領域

三乙基硅烷主要用于有機硅合成及作為治療禽流感藥物奧司他韋(商品名達菲)的中間體,隨著應用范圍的擴大,該產品屬于技術密集、附加值高、具有功能性和最終使用性的精細化工產品。全球甲型H1N1高致病性禽流感疫情的發展,使中國政府和企業都加緊了抗禽流感藥物的儲備和生產,三乙基硅烷作為其原料之一也有相當大的前景和空間。

三乙基硅烷生產工藝研究及應用

技術原理

1. 選用溴乙烷在無水、無氧以及無二氧化碳條件下與金屬鎂發生格林雅反應形成乙基溴化鎂,然后再與三氯硅烷反應的工藝生成三乙基硅烷。反應完的縮合反應液經水解、分層、粗蒸餾、精餾得到產品。

2.國內外大多工藝用醚類溶劑乙醚或四氫呋喃作為格氏反應溶劑,不利于工業化安全生產。我公司選用高沸點芳香溶劑三甲苯做溶劑,格氏引發時用少量乙醚絡合,格氏、縮合反應溶劑都為三甲苯。三甲苯為高沸點溶劑,比產品沸點高,容易分離,且價格低廉。

與國內外同類技術比較

國內關于三乙基硅烷產品已有相關報道,GB795185描述了用三乙基氟硅烷在鈉存在下氫化制備三乙基硅烷的合成方法,該方法反應溫度達300℃,收率90%,但該方法反應溫度高,三乙基氟硅烷價格高,不適合工業化生產。

GB 781533公開了三乙基氟硅烷與二乙基鋁氯硅烷反應制備三乙基硅烷的方法,但該方法得到的是三乙基硅烷和二乙基氟硅烷的混合物,三乙基硅烷只占總重量的25.6%,提純麻煩,且三乙基硅烷收率低。 本項目的目的在于提供一種三乙基硅烷的制備方法,克服現有方法反應條件苛刻、成本高或需要提純、收率低的缺陷,便于工業化生產。我公司選用溴乙烷格氏縮合反應法制備三乙基硅烷。傳統的格氏縮合反應法常用乙醚、四氫呋喃等低沸點醚類溶劑作反應溶劑,溶劑揮發度高,對環境污染較為明顯。通過本項目的技術改造,使用三甲苯和少量乙醚的混合溶劑,改變了反應溶劑類型和反應溫度,優化了產品提純方法。通過對工藝的改進,產品質量達到國內領先水平,在降低環境壓力的同時也大大降低了生產成本。

成果的創造性、先進性

本項目經過反復試驗和驗證,對三乙基硅烷的傳統生產工藝進行了優化改進,其創新性及先進性主要體現在反應溶劑類型的改變和產品提純方法兩個方面:

1、反應溶劑由低沸點醚類溶劑改為高沸點烴類溶劑 傳統的格氏縮合溶劑乙醚、四氫呋喃等醚類溶劑沸點低,使反應只能在30~60℃進行,且外界溫度高于30℃時,溶劑揮發量大,不易回收,存在一定的安全隱患。烴類溶劑可使反應溫度提高,如三甲苯,可使反應溫度提高至50~80 ℃,且使反應可在外界溫度高于30℃時進行,溶劑回收率高,生產安全性大大提高。但高沸點烴類溶劑溶劑需克服反應生成物會因不溶于溶劑覆蓋在金屬鎂表面上而格氏反應終止的難題。 本項目利用三甲苯作格氏縮合反應溶劑,格氏反應時引入少量乙醚作絡合劑,提高格氏試劑在溶劑中的溶解性,使反應順利進行。

2、產品提純方法

三乙基硅烷生產過程中格氏縮合后得到的產物為三乙基硅烷、三甲苯(沸點165~166℃)、少量低沸的混合物,對三乙基硅烷的提純 本項目采用先集濃再精餾的方法。先減壓蒸餾集濃得到含量在60%以上的正沸,然后對正沸進行精餾,含量97%以上的產物,得到含量99.0%以上的產品。高沸主要為溶劑,精餾得到含量99%以上的回收三甲苯進行重利用。先集濃再精餾的提純方法使產品的質量和收率大大提高,也使溶劑的回收率大大提高。

作用意義

本項目是采用溴乙烷經過格氏、縮合反應,通過精制、離心、干燥對三乙基硅烷進行合成的生產新工藝,它在反應路線的選用上,反應溶劑的更新上,精餾工藝的方法創新上,產品質量的提高上有新的突破。三乙基硅烷產品質量的提高和穩定性的增加將直接影響抗禽流感藥物奧司他韋的質量。同時,合成工藝和生產條件的優化,對減輕環境壓力、降低生產成本有很大的作用,在一定程度上也影響到成藥奧司他韋的成本價格。