二甲基氯硅烷的硅氫加成反應研究.pdf

1、含有反應性碳官能基團的有機硅烷，在硅烷偶聯(lián)劑、硅橡膠交聯(lián)劑的制備，有機聚合物的改性，以及織物整理劑等日化用品中等均有廣泛用途。含硅氫鍵的有機硅化合物與不飽和烴的硅氫加成反應，是合成碳官能團有機硅烷的重要方法。
　　三氯硅烷、甲基二氯硅烷和二甲基氯硅烷均為含硅氫鍵的有機氯硅烷單體。由于二甲基氯硅烷較另外兩種單體，反應活性較低，目前以二甲基氯硅烷為原料的反應研究較少，但二甲基氯硅烷的硅氫加成反應產物也是有機硅工業(yè)生產中重要的碳官能團有

2、機硅烷單體。
　　本課題以合成二甲基氯硅烷的硅氫加成產物為研究目的，主要研究內容如下：
　　(1)使用硅氫加成-水解縮合法制備了1，3-雙(γ-氯丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷。以二甲基氯硅烷與γ-氯丙烯為原料，首先在氯鉑酸催化下，通過硅氫加成反應合成中間體γ-氯丙基二甲基氯硅烷，繼而水解縮合制備得到了1，3-雙(γ-氯丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷。
　　對第一步硅氫加成反應進行了條件優(yōu)化，考察了催化

3、劑種類與用量、反應物配比、混合方式、反應時間等因素對硅氫加成反應的影響:在同時考慮催化效率和經濟效益情況下，選用2×10-5 g/mL H2PtCl6（以有效成分Pt在反應液中的濃度來定量）作為催化劑，二甲基氯硅烷與γ-氯丙烯按1∶1進行投料，全混合反應5h，反應產率可達到83.8％。第二步水解縮合的反應產率為96.7％。目標產物1，3-雙(γ-氯丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷的總產率為81％。
　　采用氣相色譜-質譜聯(lián)用

4、、紅外光譜、核磁共振等方法對中間產物γ-氯丙基二甲基氯硅烷和產物1，3-雙(γ-氯丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷的結構進行了分析表征。
　　(2)以氯鉑酸催化二甲基氯硅烷與γ-氯丙烯的硅氫加成反應體系為對象，研究了鉑催化硅氫加成反應的反應機理。采用場發(fā)射透射電子顯微鏡TEM，觀察比較了氯鉑酸催化劑在催化反應前后的形貌變化，發(fā)現(xiàn)氯鉑酸參與反應被還原生成了Pt納米粒子。采用量子理論化學，計算研究了二甲基氯硅烷與γ-氯丙烯硅氫加

5、成反應中各步歷程的能量變化，比較清晰地了解了鉑催化劑的作用機制和反應歷程。
　　(3)以二甲基氯硅烷與甲基丙烯酸烯丙酯為原料，通過硅氫加成反應，制備得到了γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基二甲基氯硅烷。考察了反應溫度、催化劑種類與用量等因素對產率的影響。研究得到的最佳反應條件:以1×10-5 g/mL Karstedt催化劑（以有效成分Pt在反應液中的濃度來定量）作為催化劑，55℃溫度下反應，反應產率較高，達到81.8％。
　　應用

6、氣相色譜-質譜聯(lián)用技術對反應混合液進行了分析，研究了反應混合液中的7種物質的質譜裂解途徑，確定了主產物和6種副產物的結構，提出了反應歷程。采用紅外光譜和核磁共振對產物γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基二甲基氯硅烷的結構，進一步進行了分析表征。
　　本文的創(chuàng)新點:
　　(1)以二甲基氯硅烷與γ-氯丙烯為原料，經硅氫加成-水解縮合法制備了雙官能團有機硅烷單體1，3-雙(γ-氯丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷。合成條件簡單，副產物少