甲基三氯硅烷烷基化、加氢与再分配反应研究
- 格式:pdf
- 大小:6.51 MB
- 文档页数:87
抗病毒药物中间体替诺福韦的合成工艺研究摘要:通过采用二氨基马来腈作为起始原料,我们可以通过三个步骤实现替诺福韦的合成:首先,将其与甲酸三乙酯缩合;其次,将其与手性异丙醇胺环合,形成咪唑环;第三,将其与醋酸甲脒结合,形成腺嘌呤环;最后,将其与甲苯磺酰基甲氧基亚磷酸结合,从而获得所需的目标化合物。
这条非核苷工艺路径可以避免N6-取代的烷基化副产物的出现;在合成过程中,我们采用了叔丁醇钠来取代叔丁醇镁;替换三甲基溴硅烷为三甲基氯硅烷,采用溴化钠水解技术,大大降低了生产过程的成本。
经过优化的替诺福韦的生产工艺,使得其总收率大幅度提高,由原来的24%跃升到37%。
关键词:抗病毒药物;替诺福韦;中间体;合成工艺一、核苷类抗病毒药物的发展简述近年来,HIV和埃博拉病毒等传染病毒的防治一直是医学界的热门话题,因此,抗病毒药物的研发也受到了广泛的关注,并且近年来,这些药物的研发取得了长足的进步,使其能够更有效地抵御病毒的侵袭。
近年来,核苷类抗病毒药物迅速崛起,并迅速占据了全球医药市场,成为当今最受关注的药物类别。
病毒抗药性药物的发现比抗生素药物晚了16~20年,1961年,疱疹净的出现标志着抗病毒药物研发的开始,然而,随着时间的推移,相比于抗生素,这种药物的发展速度明显滞后,并且由于其潜在的毒性,其在临床上的应用受到严重的限制。
自1975年阿糖腺苷的发现以来,尤其是在1977年阿昔洛韦(ACV)的出现,抗病毒药物的研究取得了重大突破,开启了新的发展历程。
尽管目前该类药物已经有20多种可供上市,但它们的数量仍然远远不及抗感染药物,仅占后者的十四分之一左右。
无论是销售额还是处方量的方面分析,葛兰素史克公司的伐昔洛韦在全球市场上占据着举足轻重的地位,它是抗疱疹病毒药物市场的领军者,其销售额占据了全球50%以上的市场份额。
然而,在国内,情况却大相径庭,更昔洛韦的市场份额接近50%,而伐昔洛韦则位居第2位。
之所以会出现这一明显差异,主要是由于我国和外国在更昔洛韦和伐昔洛韦获批的适用范围方面存在显著差异,因此导致了这一状况的出现。
1、物质的理化常数2.对环境的影响:一、健康危害侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:对呼吸道和眼结膜有强烈刺激作用。
接触者可出现流泪、咳嗽、头痛、恶心、呕吐、喘息、易激动、皮肤发痒等症状。
吸入后可因喉、支气管的痉挛、水肿,化学性肺炎、肺炎、肺水肿而致死。
二、毒理学资料及环境行为急性毒性:LC502740mg/m3(大鼠吸入)危险特性:易燃,遇高热、明火或与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险。
受热或遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气。
具有腐蚀性。
燃烧(分解)产物:一氧化碳、氧化硅、氯化氢、光气。
3.现场应急监测方法:4.实验室监测方法:气相色谱法,参照《分析化学手册》(第四分册,色谱分析),化学工业出版社5.环境标准:6.应急处理处置方法:一、泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。
切断火源。
建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。
不要直接接触泄漏物。
尽可能切断泄漏源,防止进入下水道、排烘沟等限制性空间。
小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。
大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。
喷雾状水冷却和稀释蒸气,保护现场人员,但不要对泄漏点直接喷水。
用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
二、防护措施呼吸系统防护:可能接触其蒸气时,应该佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)。
紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴自给式呼吸器。
眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。
身体防护:穿胶布防毒衣。
手防护:戴橡胶手套。
其它:工作现场严禁吸烟。
工作毕,淋浴更衣。
注意个人清洁卫生。
三、急救措施皮肤接触:立即脱去被污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。
就医。
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。
就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。
保持呼吸道通畅。
如呼吸困难,给输氧。
如呼吸停止时,立即进行人工呼吸。
就医。
食入:误服者用水漱口,给饮牛奶或蛋清。
就医。
甲基氯硅烷用途一、甲基氯硅烷的概述甲基氯硅烷是一种有机硅化合物,由甲基基团和氯硅基团组成。
它具有高活性和多样性,被广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍甲基氯硅烷的用途以及其在不同领域的应用。
二、甲基氯硅烷在建筑材料领域的应用1. 密封材料•硅酮密封剂:甲基三氯硅烷 (Methyltrichlorosilane, MTCS) 可以与含有羟基的化合物反应,形成硅酮密封剂。
硅酮密封剂具有优异的耐候性、耐高温性和耐化学腐蚀性,被广泛应用于建筑材料中的密封和防水领域。
•弹性体填料:甲基三氯硅烷还可以与聚硫橡胶等反应,制备出优异的弹性体填料。
这些填料在建筑材料中用作胶接剂和密封剂,具有很好的附着性和耐候性。
2. 表面涂层•硅烷偶联剂:甲基三氯硅烷作为硅烷偶联剂的前体,可以与含有活性氢的聚合物反应,形成具有优异耐水性、耐久性和耐候性的表面涂层。
这些涂层可以有效地保护建筑材料的表面免受水、氧气和有害物质的侵蚀。
三、甲基氯硅烷在化工工业领域的应用1. 有机合成•试剂:甲基氯硅烷在有机合成中作为试剂常被使用,如:–甲基三氯硅烷可以用作烷基化试剂,将甲基基团引入有机化合物中。
–甲基三氯硅烷可以用作多个有机合成反应的中间体,如傅-克酰基化反应、醇与卤代烷反应等。
•催化剂载体:将甲基三氯硅烷修饰在无机催化剂表面,可以提高其化学反应活性和选择性。
2. 高分子材料•硅橡胶:甲基氯硅烷可以被用作硅橡胶的交联剂和延迟交联剂,使其具有优异的弹性、耐高温性和耐化学腐蚀性。
•有机硅聚合物:通过聚合甲基氯硅烷及其他有机硅单体,可以制备出具有特殊性质的有机硅聚合物。
这些聚合物在高分子材料中具有广泛的应用,如液体硅橡胶、涂料、胶粘剂等。
四、甲基氯硅烷在医药领域的应用1. 药物合成•先导化合物合成:甲基氯硅烷作为合成有机化合物的中间体,广泛应用于药物研发过程中,帮助合成具有特殊生物活性的先导化合物。
•药物修饰:甲基氯硅烷可以用于药物修饰的过程中,通过与药物分子中的含氢基团反应,引入有机硅基团,改变药物的溶解度、稳定性和药效。
辛基三氧基硅烷(Trimethoxysilane)辛基三氧基硅烷(Trimethoxysilane)是一种有机硅化合物,其分子式为C6H16O3Si。
它是无色液体,可溶于有机溶剂如乙醇和醚。
辛基三氧基硅烷是一种常用的有机硅试剂,在医药、农业、电子和涂料等领域有广泛应用。
在本文中,我们将介绍辛基三氧基硅烷的性质、制备方法、应用领域以及一些相关的研究进展。
物理性质辛基三氧基硅烷是一种低黏度的无色液体,具有刺激性气味。
它具有较低的沸点和闪点,与许多有机溶剂混溶。
该化合物的密度为0.920 g/cm³,熔点为−108 °C,沸点为106 °C。
辛基三氧基硅烷在空气中与水反应生成二氧化硅和甲醇。
制备方法辛基三氧基硅烷通常通过硅烷烷基化反应制备。
一种常见的制备方法是将三氯甲基硅烷(CH3SiCl3)与辛醇(C6H13OH)在溶剂的存在下进行反应。
反应过程中,三氯甲基硅烷逐步被辛醇取代,生成辛基三氧基硅烷和氢氯酸盐。
该反应通常需在惰性气体氛围下进行,以避免三氯甲基硅烷与空气中的水和氧气发生反应。
应用领域1.医药领域:辛基三氧基硅烷常用于制备具有生物活性的有机硅化合物,如具有抗病毒、抗肿瘤活性的化合物。
此外,它还可以作为医用材料的涂层剂,提供对细胞的良好附着性和生物相容性。
2.农业领域:辛基三氧基硅烷被广泛应用于农业领域,用作植物生长调节剂。
它可以促进作物的生长和抗逆性,改善作物产量和品质。
3.电子领域:辛基三氧基硅烷可以用作显示器制造中的涂料和粘合剂。
其提供的优良粘附性和耐久性能,使其成为制备高性能显示器的重要材料。
4.涂料领域:由于辛基三氧基硅烷具有良好的耐候性和耐化学性,它常被用作涂料添加剂。
添加辛基三氧基硅烷可以提高涂料的耐久性、抗腐蚀性和表面光泽度。
研究进展近年来,关于辛基三氧基硅烷的研究逐渐增多,主要集中在其催化剂、化学修饰及其它应用领域上。
1.催化剂应用:辛基三氧基硅烷可作为高效的催化剂,在一些有机合成反应中起到催化作用。
烷基化试剂烷基化试剂是一类常用的有机化学试剂,用于将含有活泼氢的化合物烷基化反应。
这种反应可以在实验室中进行,也可以在工业生产中使用。
烷基化试剂的种类繁多,其中最常用的是烷基卤化物、烷基硫醇和烷基磷酸酯等。
一、烷基卤化物烷基卤化物是最常用的烷基化试剂之一。
它们可以在碱性条件下与含有活泼氢的化合物反应,生成相应的烷基化产物。
常见的烷基卤化物包括氯化甲基、溴化甲基、氯化叔丁基等。
二、烷基硫醇烷基硫醇也是一种常用的烷基化试剂。
它们可以在酸性条件下与含有活泼氢的化合物反应,生成相应的烷基化产物。
常见的烷基硫醇包括甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇等。
三、烷基磷酸酯烷基磷酸酯是一种较新的烷基化试剂,它们可以在中性条件下与含有活泼氢的化合物反应,生成相应的烷基化产物。
常见的烷基磷酸酯包括甲基三乙氧基硅烷、三甲基磷酸甲酯等。
烷基化反应可以用于合成各种有机化合物,如酯类、醚类、胺类等。
此外,烷基化反应还可以用于有机合成中的各种反应,如烷基化取代反应、烷基化加成反应、烷基化消除反应等。
在实验室中,烷基化试剂通常是通过直接合成或购买来获得的。
对于大规模的工业生产,烷基化试剂通常是通过化学合成的方式来制备的。
在使用烷基化试剂时,需要注意一些安全事项。
由于烷基化试剂具有较强的反应性和毒性,必须严格遵守相关的安全操作规程。
在使用烷基化试剂时,必须注意戴手套、眼镜和呼吸器等个人防护装备,以避免接触皮肤和吸入有害气体。
总之,烷基化试剂是一类重要的有机化学试剂,广泛应用于有机合成和工业生产中。
在使用烷基化试剂时,必须严格遵守相关的安全操作规程,以确保实验的安全和准确性。
技术交流弹性体,2010—08—25,20(4):73~75CHlNAELASr()MERICS直接法合成甲基氯硅烷反应启动的研究*赵岩涛’,崔华2,李波1,崔丽3(1.中国石油吉林石化公司电石厂。
吉林占林132021;2.中国石油吉林石化公司法律事务处.吉林吉林132022;3.中国石油占林石化公司建修公司,吉林吉林132021)摘要:阐述了在流化床反应器中,氯甲烷气体和硅粉颗粒进行气固相反应,直接合成甲基氯硅烷的生产原理,及反应过程中反应诱导期(推料升温催化剂还原期)的工艺过程和反应机理。
详细描述了反应诱导期的4个工艺过程:原料硅粉的准备;反应系统的确认;赶潮、推料、升温及流化床的改通,最后提出了发展建议。
关键词:直接合成法;甲基氯硅烷;反应诱导期;引发中图分类号:TQ264.1文献标识码:A文章编号:1005—3174(2010)04—0073—03直接法合成甲基氯硅烷反应是在流化床反应器中进行的。
此反应以氯化亚铜或铜为主催化剂,以锌粉等为助催化剂,温度控制在260~360℃范围内,在流化床中以氯甲烷气体和硅粉颗粒进行气固相反应,生成甲基氯硅烷单体。
此反应在生产过程上分为3个阶段:反应诱导期(推料升温催化剂还原期)、反应期、反应后期。
反应诱导期即推料升温催化剂还原期,此阶段为生产过程的引发,引发的质量直接决定反应周期的长短,同时对反应周期内的选择性及活性(下称两性)有着极大的影响。
因此开车初期的引发对整个反应周期起到至关重要的作用。
1催化剂还原反应机理其中生成的0价铜吸附在硅粉表面,形成硅铜化合金属相‘1'23;生成的白色SiCl。
被氮气气流带走。
如果用CH。
Cl气体进行还原,同时发生CH。
C1分解成碳的过程,见图1。
图1查接法合成甲基氯硅烷反应示意图直接法合成甲基氯硅烷反应主方程式为:2反应诱导期的工艺过程2cH3C1+Si等(CH3)2sicl2+280kJ/tool。
反应开始前,催化剂氯化亚铜和硅粉要进行还原处理,其反应方程式为:CuCI+Si』竺二墼(m一1)Si—Cu+SiCl。
甲基二氯硅烷水解
一、酸性水解
在酸性条件下,甲基二氯硅烷的水解反应通常涉及到催化剂的存在。
催化剂如硫酸、磷酸或铝硅酸盐等可以提高反应速率并降低活化能。
水解过程中,首先会生成相应的甲硅烷醇,这是一种非常活泼的中间体,可以进一步发生脱水或水合反应。
此外,由于酸的存在,可能会发生一系列副反应,如氯的取代、聚合以及与水的加成等。
二、碱性水解
在碱性条件下,水解反应通常涉及氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铵等。
这种水解过程相对温和,避免了在酸性条件下可能发生的剧烈副反应。
在碱性水解中,甲硅烷醇会迅速与水反应生成硅烷醇盐和氢气。
硅烷醇盐可能进一步发生水解或脱氯等反应。
此外,由于碱性的调节,可以有效地控制副反应的发生。
三、歧化反应
甲基二氯硅烷的歧化反应是指同一物质在反应过程中发生自分解,产生两种不同的物质。
在某些条件下,甲基二氯硅烷可能会发生歧化反应,生成氯甲烷和硅仿。
这种反应通常需要在特定的温度和压力条件下进行,同时需要特定的催化剂。
分类号编号!Q2塑墨!Q12Q丝
@江荨大擎硕士学位论文甲基三氯硅烷烷基化、加氢与再分配反应研究STUDYoFALKYI。ATION,HYDROGENATIoN
ANDREDISTRIBUTIONOFMETHYLTRICHLOROSILANE
指导教师殷:叵波作者姓名拗抱叠
申请学位级别亟±学科(专业)应届化堂
论文提交日期2Q!三生鱼旦窆旦论文答辩日期.至Q!三生鱼旦.墨旦学位授予单位和日期江菱太堂2Q!圣生鱼旦1
2旦
答辩委员会主席羞廷题
评阅人
二。一三年六月独创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果,也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:≥科日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致,允许论文被查阅和借阅,同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询,授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生院办理。
本学位论文属于不保密√。学位论文作者签名:榔
卯l肄6月7日指导教师签名:。。f5年石月了日江苏大学硕士学位论文摘要二甲基二氯硅烷作为有机硅产业中最重要的单体之一,在国民经济中的各个领域都具有越来越重要的地位。其主要工业生产方法“直接法”因为工艺复杂,不可避免的存在着许多副反应,产物中除了二甲基二氯硅烷之外,还有15~20%的副产物,其中甲基三氯硅烷占比高达5~15%。日益增长的氯硅烷市场需求导致甲基三氯硅烷的大量积压,为生态环境建设和经济可持续发展带来一定阻碍。本论文针对甲基三氯硅烷的综合利用进行了系统研究,将其转化为具有更高经济价值的其它甲基氯硅烷单体。研究分为甲基三氯硅烷的烷基化反应、加氢反应、与其它副产物再分配反应三个部分。采用固定床反应器,以甲基三氯硅烷为原料、氯甲烷为甲基供体,金属铝作氯接收剂,活性炭作催化剂,运用有机铝法进行了常压下甲基三氯硅烷的烷基化反应研究。甲基三氯硅烷的转化率随反应温度升高而升高,主要产物二甲基二氯硅烷的收率也随之升高。甲基三氯硅烷的转化率和二甲基二氯硅烷的收率随着铝粉中活性炭的添加比例的增加而提高。当加入铝粉和其质量20%的活性炭进行甲基三氯硅烷的烷基化反应,反应温度为320℃时,甲基三氯硅烷的转化率达到44.2%,二甲基二氯硅烷的收率达到41.7%;对比未加入活性炭进行反应时,甲基三氯硅烷的转化率提高了约43%,二甲基二氯硅烷的收率提高了约40%,说明活性炭的加入对该反应的活性具有显著的促进作用。通过在铝粉和活性炭中添加少量的Sn、Zn进行实验,结果证明了金属Sn、Zn对于该反应具有协同催化作用。结合实验现象和结果以及前人研究工作,提出了甲基三氯硅烷在铝粉催化下进行烷基化反应的机理。T甲基三氯硅烷烷基化、加氢与再分配反应研究采用浸渍.还原法、选用活性炭和活性氧化铝两种载体,制备了不同负载量的Pt、Cu负载型催化剂,并催化甲基三氯硅烷加氢制备含氢硅烷的反应。实验发现,金属铜负载型催化剂催化甲基三氯硅烷的加氢反应时,甲基三氯硅烷的转化率约为5%左右,一甲含氢的选择性可达18%,说明金属铜负载型催化剂对于甲基三氯硅烷加氢反应具有催化作用;使用金属铂负载型催化剂催化该反应,Pt负载量仅为3%时,甲基三氯硅烷的转化率提高至12.3%,一甲含氢的选择性提高至42.8%,说明金属铂对于该加氢反应具有良好的催化活性。对甲基三氯硅烷在金属铂催化下进行加氢反应的机理进行了探讨。以甲基三氯硅烷和低沸物、共沸物等为原料,在舢C13催化下进行了再分配反应研究。分别考察了原料比例、催化剂用量、反应时间等对于再分配反应的影响。实验证明,催化剂比例在总物料质量的5~25%之间时,甲基三氯硅烷的转化率和二甲基二氯硅烷的收率都随之增加而升高;反应的活性亦随着反应时间的延长而提高。证明甲基三氯硅烷在AlCl3催化下可与共沸物、低沸物等进行再分配反应,且最高可获得100%的转化率,二甲基二氯硅烷的收率最高达到65.4%。对反应机理进行了探讨。
关键词:甲基三氯硅烷,烷基化,加氢,再分配,催化
II江苏大学硕士学位论文ABSTRACT
Dimethyldichlorosilane,oneofmemostimportantmonomersofthe
o玛anosiliconindustlMisactingamoreandmoresignificantroleinmanyfieldsofthenationaleconomy.Theusualmethodtopro(1uce
dimethyldiclllorosilaneismeDirectS叫hesis.DuetoitscompleXteclⅡlics,thereareseVeralunaVoidableside-reactions
leadingto
byproducts而thaweightratioof15~20%.Methyltrichlorosilaneaccountsfor5~15%.TheeVer-increasingdemandof
dimethyldichlorosilanewillsurelycauset11eoVerstockingofmemyltriclllorosilanewhichwouldblockthesustainabledevelopmentof
theenVironmentandeconomy.
Therefore,wesystematically
studiedthecoInprehensiVeutilization
ofmethyltricmorosilaneinordertocorlvertitto
othervaluable
methylchlorosilanes.Thestudywasshownasfollows.
Gasphasemethylationofmethyltrichlorosilanewith
methyl
chloride
tometh姐一eIlrichedmethylchlorosilanes,suchasdimethyldichlorosilane,
trim戗hylchlorosilane,andtetramethylsilane,usingmetallicaluminumas
achlorineacc印torintheco—presenceofactivatedcarbonandtinorzinc
wasinVestigated.The
conVersionofmetllyltricmorosilaneand
the姐eld
ofdimethyldichlorosilalleincreasedwithme
riseofthereaction
teHlperal[ure.WhenactiVatedcarbon(20%)andmetallicaluminumwere
co-presentinthemethylationreactionsystem,theconversionof
methyltrichlorosilanereached44.2%atareactionteInperatureof320℃,
anddimethyldichlorosilanewasproducedasamainproductwima
maXimumyieldof41.7%.TheactiVatedcarboncatal),zedthe
methylation
ofmethyltricmorosilaneobViously.Itisfoundthattin(orzinc)and
actiVatedcarbonsyne玛isticallycatalyzedmemethylationreactiontoward
III甲基三氯硅烷烷基化、加氢与再分配反应研究thefomationofdimethyldichlorosilalle
whenmetallical谢mlmwas
usedasaclllorineacc印tor.Themechamsmofthemethylationofmethyltrichlorosilaneusing
metallicaluminum
asa
c1110rine
acc印torwas
discussed.Thellydrogena:tionofmethyltriclllorosilane
catalyzedby
metallic
platinumandcopperwhichwere
supportedonactiVatedcarbonor
activatedal砌inabyimpregnation—deoxidizationprocesswas
investigated.Theconversionofmethyltrichlorosilane
wasabout5%and
theselectivityofmethylb,drochlorosilanewas18%whenusingcopper
supportedonactivatedcarbonwitha10adingcontentof20%asthe
catalyst.Itcan
befoundmatmetalliccoppercould
catalyzethe
hydrogenationofmethyltrichlorosilane.TheconversionofmethyltricldorosilanereaChed12.3%andtheselectiVi够of
methylhydrochlorosilaneincreasedto
42.8%When
usingplatirmm
sul)portedon
activatedcarbonwithaloamngcontentofoIlly3%.
Metallicplatinume)【11ibited
lligh
catal如cactiVity.MoreoVer,the
mechallismoft11ehydrogenation
of
methyltricmorosilane
byplatinum
wasdiscussed.Theredis枞ion
betweenmethyltriclllorosilane