一種六甲基二硅脲的制備方法技術

一種六甲基二硅脲的制備方法，所述方法包括如下步驟：在惰性氣體存在下，在反應器中，先加入乙二醇二甲醚，隨后加入六甲基二硅氮烷，再加入尿素，以及催化劑氯化銨或者硫酸銨，升溫至70?90℃下進行反應，反應時間30?40分鐘，此時氨氣逸出結束。將反應物冷卻至室溫，過濾，回收沉淀的六甲基二硅脲，然后在減壓下干燥，得到六甲基二硅脲。收集濾液套用于下一批次的生產中。本發明專利技術的方法具有反應時間短，溶劑用量少，產品穩定性高的優點。

【技術實現步驟摘要】
一種六甲基二硅脲的制備方法專利
本專利技術涉及一種硅烷化試劑的制備方法，特別是涉及一種六甲基二硅脲的制備方法。
技術介紹
六甲基二硅脲，又名雙-三甲基硅脲(BSU)，是一種優良的硅烷化試劑，可將有機物分子中活潑氫原子（-OH、-COOH、-NH、-SH）替換為三甲基硅烷基團，而且形成和脫除反應條件溫和，基本上可以定量進行。由于硅烷化保護后可以提高被保護化合物的穩定性，因此廣泛應用于有機合成和醫藥工業，是近年來迅速發展起來的半合成抗生素合成中不可缺少的基團保護劑，具有較大的工業化生產價值。六甲基二硅脲是β-內酰胺類抗生素合成中最理想的硅烷保護劑。以頭孢IV半合成為例，僅用BSU參與反應，可使反應極為溫和，副反應少，收率比其它方法提高2-3倍。在當今的抗生素的工業生產上有極大的實用價值。對于六甲基二硅脲的合成工藝，主要采用六甲基二硅氮烷、尿素在催化劑的存在下反應而制備，其中所使用的催化劑有銨鹽例如氯化銨、硫酸銨（US3992428），路易斯酸例如BCl3、TICl4、AlCl3，無機酸例如HCl、HBr、H2SO4、H3PO4、酸式鹽等（例如CN101665507），含有吸電子基團的氮化合物例如糖精（EP43630），三甲基氯硅烷（化學世界，第10期，1998年，522-524頁）。盡管這些催化劑可以縮短反應時間，但是它們的主要缺點是其會殘留在產物BSU中，導致產物BSU貯存的不穩定性，從而降低了它們對于水解和變色的抵抗性。由于這些缺點，限制了其在某些工業領域的應用，特別是在對雜質要求高的制藥產業，尤其是在制備抗生素中的應用。文獻中提到的六甲基二硅脲的合成中可以使用溶劑，也可以不使用溶劑。大多數的方法中使用了溶劑，例如苯、甲苯、乙酸乙酯、醚類例如四氫呋喃等、丙酮、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、六甲基二硅氧烷（參見例如US3992428、EP43630）、腈類溶劑例如乙腈（CN1288894）。但是，上述方法存在如下缺陷：（1）對于不使用溶劑的制備方法，需要要求六甲基二硅氮烷（HMDZ）過量，一般需要過量3倍以上，但是由于HMDZ的價格高，當需要使用過量很多的HMDZ將會導致生產成本升高，雖然已有的技術給出了可以循環使用HMDZ，但是，由于雜質的不斷累積，導致其循環次數有限，仍然會導致生產成本的增加。（2）對于使用溶劑的制備方法，溶劑的選擇會較大的影響反應時間，而且在反應完成后，需要對濾液進行處理，會增加生產時間。另外，已有的技術中溶劑的使用量偏大，例如需要化學計量比2倍以上的溶劑，使得生產成本提高。（3）對于催化劑的使用，由于其會殘留在產物中，從而影響產物的儲存穩定性。因此，仍然需要尋求解決上述缺陷的制備六甲基二硅脲的方法，從而可以降低溶劑的用量，降低催化劑在產物中殘余，提高儲存的穩定性的制備方法。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種制備六甲基二硅脲的制備方法，所述方法可以降低溶劑的使用量，縮短反應時間，避免催化劑在產物中的殘留。經過專利技術人的研究發現，上述專利技術目的能夠通過如下的技術方案而實現。本專利技術提供了一種六甲基二硅脲的制備方法，所述方法包括如下步驟：在惰性氣體存在下，在反應器中，先加入乙二醇二甲醚，隨后加入六甲基二硅氮烷，再加入尿素，以及催化劑氯化銨或者硫酸銨，升溫至70-90℃下進行反應，反應時間30-40分鐘，此時氨氣逸出結束。將反應物冷卻至室溫，過濾，回收沉淀的六甲基二硅脲，然后在減壓下干燥，得到六甲基二硅脲。收集濾液備用。本專利技術在常壓下和惰性氣氛下進行，所述惰性氣體選自氮氣或者氬氣。其中，六甲基二硅氮烷：尿素的摩爾比為1：1.0-1.4，優選為1:1.1-1.2。本專利技術使用溶劑乙二醇二甲醚，乙二醇二甲醚與六甲基二硅氮烷的摩爾比為1-2:1，優選為1.2-1.8:1。本專利技術中催化劑氯化銨或者硫酸銨的用量為1ppm-40ppm，優選為5-25ppm。在本專利技術的方法中，將收集的濾液用于下一批次的六甲基二硅脲的生產。根據本專利技術的方法，反應溫度優選為80-90℃。本專利技術的專利技術人經過研究發現，當使用乙二醇二甲醚作為溶劑，氯化銨或硫酸銨作為催化劑，通過溶劑和特定催化劑的配合使用，由于催化劑在乙二醇二甲醚的溶解度與在產物中的溶解度的差異明顯，使得在反應結束后，催化劑氯化銨、硫酸銨會保留在濾液中，而幾乎不會殘留在產物中，這樣可以顯著提高產物的純度。對所得的產品六甲基二硅脲進行了穩定性實驗，實驗結果表明所述產品經過6個月的儲存，仍然具有良好的儲存穩定性。此外，專利技術人還發現，當采用乙二醇二甲醚和氯化銨、硫酸銨的體系，還可以進一步降低反應時間，反應僅需30-40分鐘即可完成。與此同時，使用乙二醇二甲醚作為溶劑，溶劑的使用量也得到一定程度的降低，從而降低了使用成本。與已有的技術相比，本專利技術具有以下優點：1、本專利技術的反應時間更短，縮短了反應流程。使用的溶劑量更低，可以大幅降低生產成本。2、使用本專利技術的方法可以避免催化劑氯化銨、硫酸銨在產物中的殘留，提高了產品的純度，而且產品可以穩定存在長達6個月以上。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術進行詳細描述，應理解其目的僅是示例性的，而不是意欲限定權利要求書的保護范圍。實施例1在氮氣保護下，于攪拌下，在反應器中裝入520ml（5mol）的乙二醇二甲醚，807g（5mol）的六甲基二硅氮烷，300g（5mol）的尿素，5ppm的氯化銨，在70℃下反應，當氮氣逸出結束后停止反應，反應時間為30分鐘。將反應物冷卻，過濾，將濾餅在減壓下進行干燥，得1014g的產物六甲基二硅脲，收率為99.2%，純度99.85%。經檢測，產物中不含有氯化銨。收集濾液備用。實施例2在氮氣保護下，于攪拌下，在反應器中裝入1040ml（10mol）的乙二醇二甲醚，807g（5mol）的六甲基二硅氮烷，300g（5mol）的尿素，10ppm的氯化銨，在80℃下反應，當氮氣逸出結束后停止反應，反應時間為35分鐘。將反應物冷卻，過濾，將濾餅在減壓下進行干燥，得1016g的產物六甲基二硅脲，收率為99.3%，純度99.82%。經檢測，產物中不含有氯化銨。收集濾液備用。實施例3在氮氣保護下，于攪拌下，在反應器中裝入624ml（6mol）的乙二醇二甲醚，1130g（7mol）的六甲基二硅氮烷，300g（5mol）的尿素，25ppm的氯化銨，在90℃下反應，當氮氣逸出結束后停止反應，反應時間為40分鐘。將反應物冷卻，過濾，將濾餅在減壓下進行干燥，得1017g的產物六甲基二硅脲，收率為99.4%，純度99.79%。經檢測，產物中不含有氯化銨。收集濾液備用。實施例4在氮氣保護下，于攪拌下，在反應器中裝入624ml（6mol）的乙二醇二甲醚，968g（6mol）的六甲基二硅氮烷，300g（5mol）的尿素，40ppm的氯化銨，在90℃下反應，當氮氣逸出結束后停止反應，反應時間為40分鐘。將反應物冷卻，過濾，將濾餅在減壓下進行干燥，得1018g的產物六甲基二硅脲，收率為99.5%，純度99.81%。經檢測，產物中不含有氯化銨。收集濾液備用。實施例5在氮氣保護下，于攪拌下，在反應器中裝入520ml（5mol）的乙二醇二甲醚，807g（5mol）的六甲基二硅氮烷，300g（5mol）的尿素，5ppm的硫酸銨，在70℃下反應，當氮氣逸出結本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種六甲基二硅脲的制備方法，包括如下步驟：在惰性氣體存在下，在反應器中，先加入乙二醇二甲醚，隨后加入六甲基二硅氮烷，再加入尿素，以及催化劑氯化銨或者硫酸銨，升溫至70?90℃下進行反應，反應時間30?40分鐘，此時氨氣逸出結束。

【技術特征摘要】
1.一種六甲基二硅脲的制備方法，包括如下步驟：在惰性氣體存在下，在反應器中，先加入乙二醇二甲醚，隨后加入六甲基二硅氮烷，再加入尿素，以及催化劑氯化銨或者硫酸銨，升溫至70-90℃下進行反應，反應時間30-40分鐘，此時氨氣逸出結束。2.將反應物冷卻至室溫，過濾，回收沉淀的六甲基二硅脲，然后在減壓下干燥，得到六甲基二硅脲，收集濾液備用。3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述反應在常壓下進行。4.根據權利要求1-2任一項所述的方法，其中，六甲基二硅氮烷：尿素...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：丁超，
類型：發明
國別省市：北京,11