【文章內容簡介】 硅烷和甲乙酮肟分別進行再蒸餾，可以得到滿足實驗要求的甲基三氯硅烷和甲乙酮肟。 反應影響因素的確定 甲乙酮肟與甲基三氯硅烷的摩爾比 根據前面一章中列出的反應式，我們可以看到每生成 1 摩爾的甲基三丁酮肟基硅 烷就要消耗 1 摩爾的甲基三氯硅烷和 3 摩爾的甲乙酮肟，并形成 3 摩爾氯化氫?？紤]到有機反應的特點，實驗中甲乙酮肟和甲基三氯硅烷的摩爾比總是大于3:1 的。 不同溶劑的選擇 溶劑在反應中僅僅起到了降低其黏度并稀釋混合溶液的作用。使甲基三氯硅烷和甲乙酮肟有較大的接觸面積，提高反應速度。選擇的溶劑應該能同時溶解甲乙酮肟和甲基三丁酮肟基硅烷，但它們本身應具有反應惰性。 反應溫度的控制 溫度對有機反應的影響是很明顯的，一般的規(guī)律是升高溫度促進反應，降低溫度則抑制反應的進行。但是對于本反 應來講，溫度過高，會導致副反應加劇，產品顏色加深，甚至有二聚體和三聚體的形成，不利于提高收率；太低時，由于浙江科技學院本科畢業(yè)論文 甲乙酮肟本身的黏度就比較大，不利于反應的攪拌，反應周期太長，有可能導致反應不完全，使沒有反應完的甲基三氯硅烷在接下來混液分層后上層通氨步驟中和氨氣反應生成氯化銨，造成原料損失加重，不利于提高得率。 反應時間的選擇 有機反應本身具有反應周期長的特點。對于本反應，反應時間包括兩方面：滴定時間和保溫平衡時間。由于反應放熱較強烈，所以滴定速度不能過快，否則會導致局部反應溫度過高影響產品質量和 色度。在實驗室條件下滴定時間一般半小時左右以保證反應緩和進行?？紤]到在常溫下反應有可能局部不完全，再則甲乙酮肟黏度較大，所以在甲基三氯硅烷滴定完全后，還需要保溫平衡反應數小時左右以促進反應完全。 產品分離 現(xiàn)有的專利文獻在產品的制備、分離上說法不一。在文獻報道的基礎上，我們嘗試了不加溶劑，直接用甲基三氯硅烷和甲乙酮肟反應，經過試驗結果良好。結合文獻我們得到了下面的工藝路線： 無溶劑法 將得到的反應混合物轉移到分液漏斗中，靜置 12 小時，待其分層完全后，緩慢放掉下層液體收集起來以備 回收，上層液體由分液漏斗上口移入單口燒瓶，通氨氣，沉淀完全后離心（ 2021 轉 /分）得到清液即為粗產品。再將此清液進行蒸餾除去甲乙酮肟就是產品。 加溶劑法 將得到的反應混合物轉移到分液漏斗中，靜置 12 小時，待其分層完全后，緩慢放掉下層液體收集起來以備回收，上層液體由分液漏斗上口移入單口燒瓶，通氨氣，將燒瓶置于水浴進行真空蒸餾，當燒瓶中沒有氣泡逸出時停止抽真空，再進行離心，得到的上層就是粗產品。對清液進行蒸餾除去溶劑和甲乙酮肟就是浙江科技學院本科畢業(yè)論文 產品。 甲基三丁酮肟基硅烷中少量甲乙酮肟的除去 目前市場上 的甲基三丁酮肟基硅烷中都含有一定量的甲乙酮肟，我們在實驗過程中也碰到了這樣的情況。實驗中我們在低溫，高真空下蒸餾，經過較長時間的蒸發(fā)或者蒸餾，就可以除去大量的甲乙酮肟。而產品中含有微量的甲乙酮肟是不可避免的。 過量原料回收 由于無論采用加溶劑還是不加溶劑的方法都要用過量的甲乙酮肟，所以需要對其進行回收。 基本原理 移入分液漏斗靜置分層后的下層液體主要是未反應完全的甲乙酮肟及其氫氯化物、少量的產品。回收甲乙酮肟的反應方程式如下： NaOH+CH3C2H5C= NaCl+H2O+CH3C2H5C=NOH 在實驗室條件下，把反應后的混合液進行蒸餾即可得到粗甲乙酮肟，通過進一步的純化得到了精甲乙酮肟。由于采用的是刺型精餾柱，經過一次簡單蒸餾還難于滿足要求所以需要進行二次蒸餾。在工業(yè)上可以利用塔板數很高的精餾塔一次精餾就得到純度很高的甲乙酮肟。 回收過程描述 取一定量的回收液裝入三頸瓶，用已經配制好的氫氧化鈉飽和溶液滴定。當混合液的 pH 達到 7 時，停止滴加氫氧化鈉，靜置分層。分層后的混合物由兩部分組成。最低層的是白色的氯化鈉固 體，其上面的一層是氯化鈉的飽和溶液，在上面一層可能是其他雜質，最上層的是甲乙酮肟及少量水（如果使用溶劑的話還含有少量的溶劑）。濾去下面的氯化鈉固體進行固液相分離，再次分層后取最上浙江科技學院本科畢業(yè)論文 面一層含有甲乙酮肟的一相進行蒸餾。由于甲乙酮肟可以和水形成共沸物，沸點是 度，在蒸餾過程中，首先餾出的是甲乙酮肟與水的共沸物（如果使用了溶劑，先蒸出來的是少量的溶劑），共沸物蒸餾結束后，繼續(xù)蒸餾留在燒瓶中的其余甲乙酮肟，此時蒸出的甲乙酮肟含水量可以控制在 PPM 級。 再取一定的回收液重復上述的步驟，收集蒸餾過程中的共沸物組分，經 過冷卻后出現(xiàn)分層，其中上層是還有很少量水的甲乙酮肟，下層是含有少量甲乙酮肟的水，下層可以放掉進入三廢處理環(huán)節(jié)，上層再進行蒸餾，收集下層的甲乙酮肟后可以用于其他相關途徑。 實驗結果匯總 甲基三丁酮肟基硅烷的收率計算 產品收率的基準是甲基三氯硅烷。將甲基三丁酮肟基硅烷的摩爾數除投入甲基三氯硅烷的摩爾數即為收率。根據有關的文獻資料，由于反應混合物分層兩層，下層的液體也溶解有少量的產品，另外甲基三氯硅烷在量取及加料過程中均有大量的揮發(fā)，因此，在實驗室條件下，得率均沒有超過百分之九十以上，本實驗的得率一般均在 百分之八十二左右。 甲乙酮肟的回收計算 將分層后的下層液體收集起來，裝入 250ml 的單口燒瓶中，用已經配置好的飽和氫氧化鈉溶液滴定至中性（ pH=7 左右）為止。由于一開始回收液量多，可以逐滴管的往下加。燒瓶底部明顯能感覺到溫度的上升，說明中和反應放熱明顯。用自來水冷卻燒杯，不至于反應過于激烈。隨著氫氧化鈉不斷的加入， pH 逐漸向 7 靠籠，快到終點時改用滴管逐滴加入，直到終點。此時，燒瓶底部已經沉淀了一層白色氯化鈉固體，上層微帶黃色。靜置分層完全后取上層液體進行蒸餾。利用變壓器控制溫度的上升幅度，當溫度到達 97~98℃ 時，開始有冷凝液滴下。收集此沸程餾分。我們認為是甲乙酮肟和水形成的共沸物組分（水分的形成是因為上步中加入氫氧化鈉的中和反應而產生）。隨著溫度繼續(xù)上升，當達到 151℃時又有冷凝液滴下，此時才是真正的甲乙酮肟，馬上換另一個已經稱過重量的接收瓶接收餾分，直至沒有冷凝液流下。蒸餾結束后再次稱量接收瓶得到了回收甲浙江科技學院本科畢業(yè)論文 乙酮肟的重量，根據此結果得到了甲乙酮肟的回收收率。 空燒瓶重量為 214g，接收回收液后的總重量為 336g 所以回收液（下層液體）為 122g 空接收瓶重量為 g，接收甲乙酮肟后的總重量為 85g 所以經 過蒸餾后得到的甲乙酮肟為 而反應中共有 ，所以甲乙酮肟的回收率為：*100%=%。通過實驗，我們發(fā)現(xiàn)甲乙酮肟的回收工藝比較簡單，不需要特別的實驗裝置，而且收率結果令人滿意。 以上所有數據匯總見表 31 表 31 反應結果匯總表 項目 原料 溫度 純度 得率 色澤 1 一甲 5℃ % 71% 無色透明 溶劑 0ml 2 一甲 30g 55℃ 75% 81% 無色透明 甲乙酮肟 溶劑 3 一甲 30g 45℃ 78% 94% 略帶乳白色 甲乙酮肟 122g 溶劑 4 一甲 30g 15℃ 65% 幾乎無色 甲乙酮肟 溶劑 0ml 5 一甲 30g 35℃ 81% 85% 略有白色 甲乙酮肟 溶劑 44ml 6 一甲 30g 25℃ 略帶渾濁 甲乙酮肟 溶劑 36ml 7 一甲 30g 65℃ 81% 65% 甲乙酮肟 浙江科技學院本科畢業(yè)論