苯基三甲氧基硅烷的制备与应用

简述

苯基三甲氧基硅烷又名三甲氧基苯基硅烷，英文名称Trimethoxyphenylsilane，是一种化学式为C₉H₁₄O₃Si的有机物，常被用于制备高分子有机硅化合物。实验测定该物质熔沸点分别为：-25℃，185.7 ℃。因此，常温下，苯基三甲氧基硅烷表现为无色透明液体。

制备方法

苯基三甲氧基硅烷的传统合成工艺是由苯基三氯硅烷和甲醇醇解制备。具体地制备过程中，需要采取及时驱除氯化氢的方法，控制副反应发生，以提高目标化合物的质量^[1]。后续研究人员对苯基三甲氧基硅烷的制备方法进行了优化改进，包括如下步骤：

S1：预混合反应，将苯基三氯硅烷和甲醇以1:1.9-2.2的摩尔比分别滴加入填料柱内，得到预反应液；

S2：使预反应液继续反应1-3h，得到反应液；

S3：在所述反应液中添加甲醇钠使其反应0.5h，甲醇钠的与苯基三氯硅烷摩尔比为1:1.05，得到悬浊液；

S4：抽滤悬浊液，经抽滤后滤液减压蒸馏去除其中多余甲醇后得到苯基三甲氧基硅烷。

上述制备工艺中，S1步骤在将苯基三氯硅烷和甲醇滴加入填料柱前，向填料柱所在的容器中通入氮气10mins。实际生产表明，该工艺能够有效提升苯基三甲氧硅烷收率^[2]。

应用

有机硅化学技术领域报道了一种苯基三甲氧基硅烷低聚物的制备方法。该方法采用光氧化还原催化体系，在可见光照射下进行水解缩合反应，控制M/T物质的量之比，采用质子耦合电子转移机制活化硅烷键，无需额外添加酸碱催化剂。通过引入氰烷基硅烷封端剂，有机钛预聚物催化剂和笼形聚倍半硅氧烷等创新组分，在连续流微通道反应器中实现高效合成。所得低聚物具有可控的分子结构和优异的性能，甲氧基残留量低于0.3%，收率达90%以上，黏度控制在18-25mm²/s，折射率1.460-1.465，且具备可逆交联特性，适用于高端化妆品和电子封装材料^[3]。

阻燃剂技术领域则报道了一种阻燃剂苯基甲氧基硅酸双‑1‑硫基磷杂‑2,6,7‑三氧杂双环[2.2.2]辛基‑4‑甲酯化合物及其制备方法。该化合物的结构如下式所示，制备方法为：苯基三甲氧基硅烷和1-硫基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷在120℃～160℃分馏反应4h～9h，或于有机溶剂中,在80℃～160℃下，反应5h～10h，分馏出甲醇，经纯化处理得双‑1‑硫基磷杂‑2,6,7‑三氧杂双环[2.2.2]辛基‑4‑甲酯。该发明阻燃剂阻燃效能高，成炭效果好，适合用作聚酯，聚氨酯，环氧树脂，不饱和树脂等的阻燃成炭剂，并且生产工艺简单，成本低，易于实现工业化生产^[4]。

改性纳米二氧化硅研究

采用偶联剂苯基三甲氧基硅烷(PTMS)对纳米二氧化硅进行改性，研究反应温度，反应体系pH值，反应时间及偶联剂PTMS用量对改性纳米二氧化硅活化度和表面羟基数的影响，采用X射线衍射分析，热重分析，傅里叶变换红外光谱分析和透射电子显微镜分析等对改性前后纳米二氧化硅结构进行表征，考察改性纳米二氧化硅对丁苯橡胶(SBR)的补强效果。

结果表明：当反应温度为80℃，反应体系pH值为3.5，反应时间为90 min，偶联剂苯基三甲氧基硅烷(PTMS)用量为纳米二氧化硅用量的6.85%时，改性纳米二氧化硅的活化度达到100%，表面羟基数最小,为0.99个·nm^-2；与使用未改性纳米二氧化硅补强的SBR胶料相比，使用改性纳米二氧化硅(优化工艺条件下改性)补强的SBR胶料的门尼粘度明显下降，t90明显缩短，拉伸强度提高4.5%，拉断伸长率提高9%，DIN磨耗量降低21%^[5]。

参考文献

[1]王欣欣.苯基三甲氧基硅烷制备工艺[J].有机硅材料, 1995(2):8-10.DOI:CNKI:SUN:YJGC.0.1995-02-001.

[2]陈力群,郭利聪,肖勇.苯基三甲氧基硅烷的制备方法:CN202211329575.9[P].

[3]张官芳,胡家啟,陈红卫,等.一种苯基三甲氧基硅烷低聚物的制备方法:CN202511515302.7[P].

[4]孙艳艳,贺婧,杨海军,等.阻燃剂苯基甲氧基硅酸双硫基磷杂三氧杂双环辛基甲酯化合物及其制备方法:CN201610850680.5[P].

[5]周垒,李晓冬,曹家凯,等.苯基三甲氧基硅烷改性纳米二氧化硅的制备及其应用[J].橡胶工业, 2021, 68(9):6.DOI:10.12136/j.issn.1000-890X.2021.09.0664.