7677-24-9/TMSCN的應(yīng)用及制備

背景與概述^[1]

TMSCN化學(xué)名稱Trimethylsilylcyanide;Cyanotrimethylsilane，又名三甲基腈基硅烷；三甲基硅基氰化物。為杏仁味無(wú)色液體，溶于大多有機(jī)溶劑，如二氯甲烷、氯仿等；與水等含質(zhì)子溶劑劇烈反應(yīng)。目前TMSCN國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家甚少，反應(yīng)體系為非均相氰化鈉取代反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率很低，僅能達(dá)到45％左右。也可用氰化銀取代，但成本太高，而且廢渣不易處理。還有使用氫化亞銅作為原料參加取代反應(yīng)，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率很低，導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格昂貴，造成TMSCN很難廣泛應(yīng)用于氰化試劑。

TMSCN

應(yīng)用^[3]

氰醇類化合物是一類重要的有機(jī)合成中間體，是合成α-羥基酸、α-羥基醛、β-羥基胺等的直接原料。因此，對(duì)氰醇的制備已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注，羰基化合物與TMSCN(三甲基氰硅烷)的加成反應(yīng)是合成氰醇最有效的方法之一。

具體方法：

在25mL單口燒瓶中加入2.3mL(0.025mol)新蒸餾的異丁醛，然后加入0.46μL(5.0×10-8mol)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的(CH3)4NOH水溶液，在室溫條件下與攪拌狀態(tài)下加入3.4mL(0.025mol)TMSCN(催化劑、異丁醛和TMSCN的摩爾比為1∶500000∶500000)，反應(yīng)劇烈(注：反應(yīng)中放出的熱量由其自身自然釋放)，10分鐘反應(yīng)結(jié)束，1HNMR測(cè)定其轉(zhuǎn)化率為100％。

在適當(dāng)?shù)臈l件下，TMSCN 能夠與碳-碳雙鍵、碳-氮雙鍵等直接加成得到氰化物。以THF作溶劑，在CsF存在下，TMSCN與碳-氮雙鍵直接加成，該反應(yīng)具有很高的非對(duì)映選擇性(de > 98%)

在路易斯酸的作用下，環(huán)氧化合物和氮雜環(huán)化合物等能夠與TMSCN發(fā)生開環(huán)加成反應(yīng)。如環(huán)氧化物與TMSCN發(fā)生開環(huán)加成，產(chǎn)物為O-端保護(hù)的硅醚化合物。

制備^[2]

在2000L搪瓷反應(yīng)釜先加入400KgN-甲基吡咯烷酮，再投入400Kg氰化鈉，攪拌10分鐘，加入10Kg碘化鉀催化劑，攪拌下滴加三甲基氯硅烷，溫度控制在75℃以下，當(dāng)三甲基氯硅烷滴加至950Kg時(shí)，控制反應(yīng)溫度在65℃～70℃，回流24小時(shí)，過(guò)濾，然后將濾液去精餾，截取中組份為三甲基氰硅烷(沸點(diǎn)：112℃)，純度大于98.5％，其余組份均打入反應(yīng)釜中繼續(xù)進(jìn)行二次反應(yīng)，反應(yīng)釜內(nèi)繼續(xù)加熱至65℃～70℃，反應(yīng)時(shí)間12小時(shí)，反應(yīng)后過(guò)濾，濾液再精餾，截取中組份為三甲基氰硅烷，依次將輕組份和重組份再打入反應(yīng)釜，作為下一輪反應(yīng)原料。此工藝可將收率提升至89％。

主要參考資料

[1]高守海, & 惲榴紅. (1995). 三甲基氰硅烷與三環(huán)酮的親核加成反應(yīng)初探. 軍事醫(yī)學(xué)(4), 286-288.

[2] 李正杰, 尹國(guó)華, 張慧仙, 劉旭, & 王振宇. (2013). Systhesis and research progress for trimethylsilyl cyanide%三甲基氰硅烷的合成及其研究進(jìn)展. 精細(xì)與專用化學(xué)品, 021(012), 35-37.

[3] 肖健峰, 俞奮玉, 王永, & 李大軍. (0). 一種三甲基氰硅烷的制備方法. CN.