采用以溴乙烷、氯硅烷為起始原料,經(jīng)過(guò)格氏、縮合反應(yīng)進(jìn)行三乙基硅烷的合成,通過(guò)集濃、精餾、回收得到產(chǎn)品。生產(chǎn)過(guò)程中以高沸點(diǎn)溶劑三甲苯部分替代易燃易爆的乙醚或四氫呋喃溶劑進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物純化即得所述三乙基硅烷。該方法克服了傳統(tǒng)工藝溫度要求苛刻、溶劑回收率低等缺點(diǎn),使精制操作更為簡(jiǎn)便、安全,溶劑回收率達(dá)85%以上。
應(yīng)用領(lǐng)域
三乙基硅烷主要用于有機(jī)硅合成及作為治療禽流感藥物奧司他韋(商品名達(dá)菲)的中間體,隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,該產(chǎn)品屬于技術(shù)密集、附加值高、具有功能性和最終使用性的精細(xì)化工產(chǎn)品。全球甲型H1N1高致病性禽流感疫情的發(fā)展,使中國(guó)政府和企業(yè)都加緊了抗禽流感藥物的儲(chǔ)備和生產(chǎn),三乙基硅烷作為其原料之一也有相當(dāng)大的前景和空間。
技術(shù)原理
1. 選用溴乙烷在無(wú)水、無(wú)氧以及無(wú)二氧化碳條件下與金屬鎂發(fā)生格林雅反應(yīng)形成乙基溴化鎂,然后再與三氯硅烷反應(yīng)的工藝生成三乙基硅烷。反應(yīng)完的縮合反應(yīng)液經(jīng)水解、分層、粗蒸餾、精餾得到產(chǎn)品。
2.國(guó)內(nèi)外大多工藝用醚類溶劑乙醚或四氫呋喃作為格氏反應(yīng)溶劑,不利于工業(yè)化安全生產(chǎn)。我公司選用高沸點(diǎn)芳香溶劑三甲苯做溶劑,格氏引發(fā)時(shí)用少量乙醚絡(luò)合,格氏、縮合反應(yīng)溶劑都為三甲苯。三甲苯為高沸點(diǎn)溶劑,比產(chǎn)品沸點(diǎn)高,容易分離,且價(jià)格低廉。
與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)比較
國(guó)內(nèi)關(guān)于三乙基硅烷產(chǎn)品已有相關(guān)報(bào)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(yīng)溫度達(dá)300℃,收率90%,但該方法反應(yīng)溫度高,三乙基氟硅烷價(jià)格高,不適合工業(yè)化生產(chǎn)。
GB 781533公開(kāi)了三乙基氟硅烷與二乙基鋁氯硅烷反應(yīng)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(xiàng)目的目的在于提供一種三乙基硅烷的制備方法,克服現(xiàn)有方法反應(yīng)條件苛刻、成本高或需要提純、收率低的缺陷,便于工業(yè)化生產(chǎn)。我公司選用溴乙烷格氏縮合反應(yīng)法制備三乙基硅烷。傳統(tǒng)的格氏縮合反應(yīng)法常用乙醚、四氫呋喃等低沸點(diǎn)醚類溶劑作反應(yīng)溶劑,溶劑揮發(fā)度高,對(duì)環(huán)境污染較為明顯。通過(guò)本項(xiàng)目的技術(shù)改造,使用三甲苯和少量乙醚的混合溶劑,改變了反應(yīng)溶劑類型和反應(yīng)溫度,優(yōu)化了產(chǎn)品提純方法。通過(guò)對(duì)工藝的改進(jìn),產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,在降低環(huán)境壓力的同時(shí)也大大降低了生產(chǎn)成本。
成果的創(chuàng)造性、先進(jìn)性
本項(xiàng)目經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和驗(yàn)證,對(duì)三乙基硅烷的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn),其創(chuàng)新性及先進(jìn)性主要體現(xiàn)在反應(yīng)溶劑類型的改變和產(chǎn)品提純方法兩個(gè)方面:
1、反應(yīng)溶劑由低沸點(diǎn)醚類溶劑改為高沸點(diǎn)烴類溶劑 傳統(tǒng)的格氏縮合溶劑乙醚、四氫呋喃等醚類溶劑沸點(diǎn)低,使反應(yīng)只能在30~60℃進(jìn)行,且外界溫度高于30℃時(shí),溶劑揮發(fā)量大,不易回收,存在一定的安全隱患。烴類溶劑可使反應(yīng)溫度提高,如三甲苯,可使反應(yīng)溫度提高至50~80 ℃,且使反應(yīng)可在外界溫度高于30℃時(shí)進(jìn)行,溶劑回收率高,生產(chǎn)安全性大大提高。但高沸點(diǎn)烴類溶劑溶劑需克服反應(yīng)生成物會(huì)因不溶于溶劑覆蓋在金屬鎂表面上而格氏反應(yīng)終止的難題。 本項(xiàng)目利用三甲苯作格氏縮合反應(yīng)溶劑,格氏反應(yīng)時(shí)引入少量乙醚作絡(luò)合劑,提高格氏試劑在溶劑中的溶解性,使反應(yīng)順利進(jìn)行。
2、產(chǎn)品提純方法
三乙基硅烷生產(chǎn)過(guò)程中格氏縮合后得到的產(chǎn)物為三乙基硅烷、三甲苯(沸點(diǎn)165~166℃)、少量低沸的混合物,對(duì)三乙基硅烷的提純 本項(xiàng)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(duì)正沸進(jìn)行精餾,含量97%以上的產(chǎn)物,得到含量99.0%以上的產(chǎn)品。高沸主要為溶劑,精餾得到含量99%以上的回收三甲苯進(jìn)行重利用。先集濃再精餾的提純方法使產(chǎn)品的質(zhì)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(xiàng)目是采用溴乙烷經(jīng)過(guò)格氏、縮合反應(yīng),通過(guò)精制、離心、干燥對(duì)三乙基硅烷進(jìn)行合成的生產(chǎn)新工藝,它在反應(yīng)路線的選用上,反應(yīng)溶劑的更新上,精餾工藝的方法創(chuàng)新上,產(chǎn)品質(zhì)量的提高上有新的突破。三乙基硅烷產(chǎn)品質(zhì)量的提高和穩(wěn)定性的增加將直接影響抗禽流感藥物奧司他韋的質(zhì)量。同時(shí),合成工藝和生產(chǎn)條件的優(yōu)化,對(duì)減輕環(huán)境壓力、降低生產(chǎn)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(jià)格。