一种硅烷衍生物、其制备方法及应用

1.本技术涉及有机合成技术领域，尤其是涉及一种硅烷衍生物、其制备方法及应用。


背景技术：

2.硅烷偶联剂aptes，化学名为3-氨丙基三乙氧基硅烷，是硅烷化过程经常使用的一种氨基硅烷，以烷氧基硅烷分子将表面官能化，外观为无色或微黄色透明液体，通用性强，可溶于有机溶剂。aptes分子中含有氨基和氧基两种不同的活性基团，常用于偶联有机高分子和无机填料，增强其粘结性，提高产品的机械、电气、耐水、抗老化等性能。aptes常用于玻纤、铸造、纺织物助剂、绝缘材料、粘胶剂等行业；适用于aptes的聚合物有环氧、酚醛、三聚氰胺、尼龙、聚氯乙烯、聚丙烯酸、聚氨酯等。aptes还是优异的粘结促进剂，可用于聚氨酯、环氧、腈类、酚醛胶粘剂和密封材料，也可改善颜料的分散性并提高对玻璃、铝、铁金属的粘合性，还适用于聚氨酯、环氧和丙烯酸乳胶等涂料。因而，其在化工领域有着十分广泛的应用。
3.然而，随着高性能和高功能化复合材料的迅速发展，对硅烷偶联剂的性能及其使用技术也提出了新的更高的要求。例如，为使一种偶联剂能适应多种树脂，需要多功能硅烷；再例如，为排除填料本身性质对复合材料的影响，需要能够使填料表面钝化的硅烷等。而硅烷偶联剂aptes，并不能较好的满足目前高性能和高功能化复合材料对硅烷偶联剂的性能要求。硅烷偶联剂aptes虽然在我国较早实现了工业化量产，但是目前现有的量产工艺，产品的收率普遍不高；同时，制备过程中生成的副产物对设备腐蚀严重，且对环境会造成污染。
4.目前，现有技术一直在研究硅烷衍生物，以满足高性能和高功能化复合材料对硅烷偶联剂的性能要求，并同时开发对应的高产率、高纯度，且对绿色环保的制备工艺。但是，现有的硅烷衍生物结构复杂，合成反应也较为复杂，产率难以提高；且后续处理相对复杂、制备的产物纯度也并不高，难以满足目前的市场需要。


技术实现要素：

5.为了解决上述至少一种技术问题，开发一种能够满足高性能和高功能化复合材料对硅烷偶联剂的性能要求，且制备工艺相对简单、产率较高、纯度也相对较高的硅烷偶联剂产品，本技术提供一种硅烷衍生物、其制备方法及应用。
6.一方面，本技术提供一种硅烷衍生物，所述硅烷衍生物的结构式为：
7.通过采用上述技术方案，本技术的硅烷衍生物含有两个硅烷氧基，使得本技术的硅烷衍生物能够对无机物和有机物均具有良好的反应性和相容性；同时，本技术的硅烷衍生物含有苯基膦基团，该基团在药物合成领域有广泛的应用，使得本技术的硅烷衍生物能够作为优良的医药中间体应用于药物合成领域，有效扩大了本技术硅烷衍生物的应用范围。
8.另一方面，本技术还提供了上述硅烷衍生物的制备方法，采用以下工艺路线：
9.可选的，所述硅烷衍生物的制备方法，包括以下步骤：s1、将aptes溶解于thf中，并加入tea，配置成溶液；s2、将ppdcl溶解于thf中配置溶液，并在低温条件下，向所述溶液中滴加步骤s1配置的溶液，得到反应液；s3、将步骤s2得到的反应液，于低温条件下反应20min以上，再于室温条件下反应5h以上，将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s4、向步骤s3得到的硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和食盐水，通过萃取去除副产物，得到初提纯的油相；s5、向步骤s4得到的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s6、将步骤s5得到的油相中的乙酸乙酯分离去除，并通过干燥去除溶剂，得到硅烷衍生物纯品。
10.通过采用上述技术方案，本技术采用aptes和ppdcl作为原料，合成出了本技术的目标硅烷衍生物，原料来源广泛，易于获取；同时，本技术采用含有tea的thf作为反应溶剂，不但成本较为廉价，且反应产率高、选择性好、易分离纯化，且污染较少；此外，本技术的合成方法步骤简单，无需官能团的保护和去保护的合成步骤，且反应条件温和，易于控制，制备出的产物纯度也较高。
11.可选的，所述步骤s1和s2中，所述aptes、tea和ppdcl的用量为摩尔比1:1.5:1。
12.通过采用上述技术方案，优化投料配比，可以使硅烷偶联剂完全被反应，有效避免残留。
13.可选的，所述步骤s2中，所述滴加步骤s1配置的溶液的滴加时间控制在1h。
14.可选的，所述步骤s2中，所述低温条件采用冰浴条件，所述低温反应时间控制在30～90min，所述常温反应时间控制在6～8h。
15.可选的，所述步骤s4中，所述萃取去除副产物，通过将副产物萃取至水相中，而后分液去除水相实现；萃取操作重复3～5次。
16.可选的，所述步骤s5中，所述静置的时间控制在0.5～1h。
17.可选的，所述步骤s6中，所述将乙酸乙酯分离去除采用旋蒸的方式，旋蒸温度控制在60℃～75℃。
18.第三方面，本技术还提供了上述硅烷衍生物在药物和材料制备领域的应用。
19.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：本发明反应操作比较简单；反应底物简单，来源广泛。
20.本发明反应底物廉价，产率高、选择性好、易分离纯化、污染少，步骤简单，可以省略官能团的保护和去保护合成步骤，目标产物硅烷衍生物广泛适用于药物设计和材料科学等方面。
21.本发明产物可使得高分子聚合物具有良好的相容性。
22.1.本技术的硅烷衍生物含有两个硅烷氧基，使得本技术的硅烷衍生物能够对无机物和有机物均具有良好的反应性和相容性；同时，本技术的硅烷衍生物含有苯基膦基团，该基团在药物合成领域有广泛的应用，使得本技术的硅烷衍生物能够作为优良的医药中间体应用于药物合成领域，有效扩大了本技术硅烷衍生物的应用范围。
23.2.本技术的硅烷衍生物能够使高分子聚合物具有良好的相容性；本技术的硅烷衍生物的官能团使得它的一端能与无机材料氢氧根反应，形成氢键，并在一定的条件下缩合、脱水和固化，形成共价键，另一端又能与有机高分材料结合，从而使有机高分子材料、硅烷偶联剂和无机材料之间产生良好的相容性。
24.3.本技术的硅烷衍生物的制备，采用aptes和ppdcl作为原料，合成出了本技术的目标硅烷衍生物，原料来源广泛，易于获取。
25.4.本技术的硅烷衍生物的制备，采用含有tea的thf作为反应溶剂，不但成本较为廉价，且反应产率高、选择性好、易分离纯化，且污染较少。
26.5.本技术的硅烷衍生物的制备，步骤简单，无需官能团的保护和去保护的合成步骤，且反应条件温和，易于控制，制备出的产物纯度也较高。
具体实施方式
27.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
28.名词解释：aptes：又称kh550，化学名称为3-氨基丙基三乙氧基硅烷，是一种常见的硅烷偶联剂；ppdcl：化学名称为二氯化苯基膦，是一种常见的含膦合成原料；thf：化学名称为四氢呋喃，是一种常见的有机溶剂；tea：化学名称为三乙醇胺或三(2-羟乙基)胺，是一种用途广泛的化工原料。
29.本技术设计的一种硅烷衍生物，结构式为：
30.本技术的上述硅烷衍生物的制备，采用以下工艺路线：
31.本技术的硅烷衍生物，采用aptes和ppdcl作为原料，通过反应，用两个aptes分子与ppdcl的两个氯原子形成取代，进而在苯基膦基团上连接了两个aptes基团。
32.本技术的硅烷衍生物含有两个硅烷氧基，使得本技术的硅烷衍生物能够对无机物和有机物均具有良好的反应性和相容性；同时，本技术的硅烷衍生物含有苯基膦基团，该基团在药物合成领域有广泛的应用，使得本技术的硅烷衍生物能够作为优良的医药中间体应用于药物合成领域。本技术的设计保证了硅烷衍生物既能作为偶联剂等助剂使用，同时还能作为药物中间体使用。本技术含有两个硅烷氧基，使得本技术在作为药物中间体使用时，具有极佳的相容性和反应性，性能十分优良。
33.本技术的硅烷衍生物作为一种含膦硅烷偶联剂应用时，不但可以提高高分子聚合物与无机填料之间的相容性，在含膦基团的作用下，还能提高高分子聚合物的热稳定性，使高分子聚合物具有一定的阻燃性能。
34.以下为本技术的实施例各原料来源如下：aptes-纯度99％以上，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；ppdcl-纯度99％以上，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；tea-纯度99％以上，天津希恩思生化科技有限公司；thf-纯度99％以上，北京百灵威科技有限公司。
35.实施例1本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比2:1:2的投料比。
36.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在5℃条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在30min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在5℃条件下反应20min，再在室温条件下反应5h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置10min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
37.实施例2本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比2:1:1.5的投料比。
38.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在5℃条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在30min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在5℃条件下反应20min，再在室温条件下反应5h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置10min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
39.实施例3
本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1.5:1:1.5的投料比。
40.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在5℃条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在30min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在5℃条件下反应20min，再在室温条件下反应5h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置10min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
41.实施例4本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
42.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在5℃条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在30min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在5℃条件下反应20min，再在室温条件下反应5h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置10min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
43.实施例5本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
44.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在0℃条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在20min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在0℃条件下反应20min，再在室温条件下反应5h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃
取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置10min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
45.实施例6本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
46.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在0℃条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在60min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在0℃条件下反应30min，再在室温条件下反应6h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置10min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
47.实施例7本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
48.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在冰浴条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在45min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在冰浴条件下反应60min，再在室温条件下反应7h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置10min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
49.实施例8本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
50.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；
s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在冰浴条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在60min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在冰浴条件下反应90min，再在室温条件下反应8h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置10min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
51.实施例9本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
52.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在冰浴条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在60min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在冰浴条件下反应100min，再在室温条件下反应8.5h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置10min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
53.实施例10本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
54.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在冰浴条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在70min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在冰浴条件下反应90min，再在室温条件下反应8h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置10min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；
s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
55.实施例11本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
56.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在冰浴条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在60min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在冰浴条件下反应80min，再在室温条件下反应7.5h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；本步骤萃取提纯操作进行3次；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置10min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
57.实施例12本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
58.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在冰浴条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在60min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在冰浴条件下反应80min，再在室温条件下反应7.5h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；本步骤萃取提纯操作进行4次；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置10min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
59.实施例13本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
60.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在冰浴条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在60min左右滴加完毕，完成反应液的配液；
s4、将反应液在冰浴条件下反应80min，再在室温条件下反应7.5h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；本步骤萃取提纯操作进行5次；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置10min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
61.实施例14本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
62.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在冰浴条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在60min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在冰浴条件下反应80min，再在室温条件下反应7.5h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；本步骤萃取提纯操作进行4次；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置30min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
63.实施例15本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
64.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在冰浴条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在60min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在冰浴条件下反应80min，再在室温条件下反应7.5h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；本步骤萃取提纯操作进行4次；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置60min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
65.实施例16
本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
66.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在冰浴条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在60min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在冰浴条件下反应80min，再在室温条件下反应7.5h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；本步骤萃取提纯操作进行4次；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置70min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过加热去除，加热温度控制在85℃以内，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
67.实施例17本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
68.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在冰浴条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在60min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在冰浴条件下反应80min，再在室温条件下反应7.5h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；本步骤萃取提纯操作进行4次；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置60min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过旋蒸去除，旋蒸温度控制在60℃～75℃，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
69.实施例18本实施例的aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料比。
70.本实施例的硅烷衍生物采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的aptes溶解于溶剂thf中，并加入配方量的tea，配置成溶液a；s2、将配方量的ppdcl溶解于溶剂thf中，配置溶液b；s3、在冰浴条件下，向所述溶液b中滴加溶液a，控制滴加时间在60min左右滴加完毕，完成反应液的配液；s4、将反应液在冰浴条件下反应80min，再在室温条件下反应7.5h，而后将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s5、向硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和少量的饱和食盐水，将副产物萃
取至水相中，而后移除水相，得到初提纯的油相；本步骤萃取提纯操作进行4次；s6、向初提纯的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置60min，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s7、将次提纯的油相中的乙酸乙酯通过旋蒸去除，旋蒸温度控制在75℃～80℃，而后真空干燥去除溶剂，得到本实施例的硅烷衍生物纯品。
71.采用高效液相色谱检测本技术实施例1～18的产物纯度，并且计算产物的产率，所得结果见下表1。
72.表1实施例1～18产率及产物纯度表表1实施例1～18产率及产物纯度表通过表1的数据可以看出，本技术采用aptes、ppdcl和tea采用摩尔比1:1:1.5的投料最佳，能够有效控制产物的纯度，采用其它投料比，产物纯度会降低。通过表1的还数据可以看出，本技术反应液配液和低温反应所采用的温度条件，以0℃相对较优，而采用冰浴条件最佳，能够有效提高反应产率和产物纯度。通过表1的数据还可以看出，本技术反应液配液时，反应产率会随滴加时间的延长而提高，滴加时间超过60分钟后，反应的产率会呈下降
趋势，因此最佳滴加时间60分钟。通过表1的数据还可以看出，本技术的反应时间，低温反应时间控制在90分钟以内，常温反应时间控制在8h以内最佳，超出上述时间后，反应产率并不会随时间的延长而提高。通过表1的数据还可以看出，本技术提纯操作中，萃取次数控制在3～4次为宜，超过4次后，反应产率并不能得到有效增加；而加入无水硫酸钙后，静置时间控制在60分钟内为宜，超出时间后，产品纯度和反应产率均不能得到有效提升。通过表1的数据还可以看出，本技术提纯操作中，乙酸乙酯的去除，采用旋蒸方式最佳，旋蒸温度控制在60℃～75℃最优，超出上述温度后，反应产率会略有下降，反应产物会在提纯过程中存在损失。
73.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种硅烷衍生物，其特征在于，所述硅烷衍生物的结构式为：2.一种权利要求1所述的硅烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述硅烷衍生物的制备方法，采用以下工艺路线：3.根据权利要求2所述的硅烷衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将aptes溶解于thf中，并加入tea，配置成溶液；s2、将ppdcl溶解于thf中配置溶液，并在低温条件下，向所述溶液中滴加步骤s1配置的溶液，得到反应液；s3、将步骤s2得到的反应液，于低温条件下反应20min以上，再于室温条件下反应5h以上，将反应液过滤，得到硅烷衍生物粗品液；s4、向步骤s3得到的硅烷衍生物粗品液中，添加乙酸乙酯和饱和食盐水，通过萃取去除副产物，得到初提纯的油相；s5、向步骤s4得到的油相中，加入无水硫酸钙，搅拌后静置，将静置后油相过滤，得到次提纯的油相；s6、将步骤s5得到的油相中的乙酸乙酯分离去除，并通过干燥去除溶剂，得到硅烷衍生物纯品。4.根据权利要求3所述的硅烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤s1和s2中，所述aptes、tea和ppdcl的用量为摩尔比1:1.5:1。5.根据权利要求3所述的硅烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述滴
加步骤s1配置的溶液的滴加时间控制在1h。6.根据权利要求3所述的硅烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述低温条件采用冰浴条件，所述低温反应时间控制在30～90min，所述常温反应时间控制在6～8h。7.根据权利要求3所述的硅烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中，所述萃取去除副产物，通过将副产物萃取至水相中，而后分液去除水相实现；萃取操作重复3～5次。8.根据权利要求3所述的硅烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤s5中，所述静置的时间控制在0.5～1h。9.根据权利要求3所述的硅烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤s6中，所述将乙酸乙酯分离去除采用旋蒸的方式，旋蒸温度控制在60℃～75℃。10.一种权利要求1所述的硅烷衍生物在药物和材料制备领域的应用。

技术总结
本申请公开了一种硅烷衍生物、其制备方法及应用。一方面，本申请公开了一种硅烷衍生物；另一方面，本申请还公开了上述硅烷衍生物的制备方法，以APTES和PPDCL为原料，在含有TEA的THF溶剂中，合成制得。第三方面，本申请还公开了上述硅烷衍生物在药物和材料制备领域的应用。本申请的硅烷衍生物能够满足高性能和高功能化复合材料对硅烷偶联剂的性能要求，而且制备工艺相对简单，制备产率较高，制备产品的纯度也相对较高。度也相对较高。


技术研发人员：刘志启 唐涛 王慎 周自圆 左玉鑫 李娜 许智玲
受保护的技术使用者：安徽大学绿色产业创新研究院
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/24