Tert-Butilhlordifenilsilāns CAS 58479-61-1

Gan liela mēroga-rūpnieciskai ražošanai, gan laboratorijas smalkai sagatavošanaiterc-butilhlordifenilsilāns(saīsināts kā TBDPSCl), vēlamais ceļš ir Lūisa skābes{0}}katalizētās arilēšanas sintēzes process. Šī tehnoloģija ir optimizēta vairāku gadu garumā, un tai ir stabila reakcijas veiktspēja, augsta ķīmiskā selektivitāte, izcila produkta tīrība un laba savietojamība ar sērijveida ražošanu, padarot to par vienīgo vispārēji pieņemto sintētisko veidu pašreizējā nozarē.

Šī sintētiskā transformācija ir klasiska elektrofīlā aromātiskā aizstāšanas reakcija. Tās galvenais mehānisms ir aprakstīts šādi: bezūdens Lūisa skābēm katalītiski aktivējot, silīcija-hlora saites tert-butildihlorsilānā kļūst polarizētas, kas ievērojami palielina silīcija atomu elektropozitivitāti un rada ļoti reaktīvus elektrofīlus starpproduktus.

Šādi starpprodukti pēc tam uzbrūk elektroniem-bagātām vietām uz benzola gredzeniem, lai secīgi veiktu divus arilgrupas aizstāšanas posmus, likvidējot ūdeņraža hlorīdu kā mazu molekulu un iegūstot produktu. Visā procesā kā pamata izejmateriāli tiek izmantoti terc-butildihlorsilāns un bezūdens benzols bez augsta -bīstamības palīgvielām, padarot reakcijas sistēmu salīdzinoši drošu.

Visa sintētiskā procedūra nosaka stingrus ūdens un skābekļa satura ierobežojumus sistēmā. Ūdens pēdas var izraisīt izejvielu hidrolīzi un dezaktivāciju, kā arī nevēlamas blakusreakcijas, savukārt skābeklis izraisa benzola gredzena oksidāciju un materiālu karbonizāciju. Tāpēc visas darbības ir jāveic slēgtā, bezūdens un skābekļa -bezūdens vidē, ko aizsargā slāpekļa atmosfēra.

Praktiskās ražošanas darbībās rafinēts un dehidrēts terc-butildihlorsilāns vispirms tiek pārnests uz noslēgtu reaktoru, kas aprīkots ar atteces kondensācijas un izplūdes gāzes savākšanas iekārtām. Pēc tam pievieno kompozītu Lūisa skābes katalizatorus, piemēram, bezūdens alumīnija trihlorīdu un dzelzs trihlorīdu, precīzi kontrolējot katalizatora slodzi 3–5% no kopējās izejvielu masas. Šī proporcija palielina katalītisko aktivitāti un novērš attīrīšanas šķēršļus, ko rada pārmērīgs katalizatoru atlikums pakārtotās procedūrās.

Bezūdens benzols tiek ievadīts pārāk daudz, lai garantētu pilnīgu aizstāšanu. Tas darbojas ne tikai kā arilēšanas substrāts, bet arī kā inerts reakcijas šķīdinātājs, kas vienmērīgi izkliedē sistēmas siltumu un nomāc vietējas pārkaršanas izraisītas blakusparādības. Pēc visu barošanas posmu pabeigšanas maisījumu pakāpeniski karsē līdz 80–120 grādiem un maisa nemainīgā temperatūrā 6–10 stundas.

Reakcijas laikā nepārtraukti tiek ražota skābes hlorūdeņraža gāze, kam nepieciešama reāllaika uztveršana un apstrāde, izmantojot speciālas izplūdes gāzes absorbcijas sistēmas. Šis pasākums novērš izplūdes gāzu piesārņojumu un novērš šķēršļus reakcijas virzībai uz priekšu, ko izraisa uzkrātā gāze.

Kad reakcija ir pilnībā pabeigta, karsēšana un maisīšana tiek pārtraukta, un reakcijas maisījumu dabiski atdzesē līdz istabas temperatūrai, lai izvairītos no materiāla kristalizācijas un piemaisījumu iesprūšanas, ko izraisa strauja dzesēšana. Turpmākai atdalīšanai tiek pieņemta pakāpeniska attīrīšanas stratēģija:

Vispirms tiek veikta zema spiediena vakuumdestilācija, lai pilnībā noņemtu lieko benzola šķīdinātāju un nelielos piemaisījumus ar zemu-viršanas temperatūru, pamatojoties uz viršanas temperatūras atšķirībām, veicot neapstrādātu produktu iepriekšēju bagātināšanu.

Inertus organiskos šķīdinātājus pievieno, lai ekstrahētu neapstrādātu produktu, lai atdalītu katalizatora atlikumus un polāros piemaisījumus, kam seko atkārtota mazgāšana ar ūdeni un žāvēšana ar bezūdens nātrija sulfātu, lai rūpīgi noņemtu mitrumu un ūdenī šķīstošos piesārņotājus.

Augstas-precizitātes vakuumrektifikācija tiek veikta, lai precīzi atdalītu izomērus un neizreaģējušos izejmateriālus, nodrošinot augstas-tīrības TBDPSCl, kura tīrība pārsniedz 99%.

Šis sintētiskais ceļš rada nenozīmīgas blakusreakcijas un uzrāda izcilu reakcijas specifiku, nodrošinot stabilu kopējo produkta iznākumu virs 85%. Turklāt tam ir ievērojamas priekšrocības, tostarp zemas-izmaksas un viegli pieejami izejmateriāli, viegli un kontrolējami reakcijas parametri, kā arī vienkāršotas attīrīšanas darbplūsmas.

Tas ir piemērojams nelielai{0}}partiju augstas-tīrības pakāpes sagatavošanai laboratorijās un nepārtrauktai liela apjoma-rūpnieciskai masveida ražošanai vienlaikus, kalpojot kā optimālais sintētiskais ceļš, kas līdzsvaro ekonomiskos ieguvumus, produktu kvalitāti un ražošanas drošību.

Gāzu hromatogrāfija kalpo kā galvenā testēšanas metode rūpnieciskās -pakāpes un reaģenta-pakāpes TBDPSCl tīrības analīzei. Tiek izmantota vāji polāra silanizēta kapilārā kolonna, un ieprogrammēts temperatūras paaugstināšanas režīms tiek izmantots, lai atdalītu izejmateriālus, blakusproduktus un mērķa analītus. Liesmas jonizācijas detektors (FID) ir izvēlēts kā detektors, un, lai aprēķinātu galvenās sastāvdaļas saturu, tiek izmantota normalizācijas metode. Šī metode var precīzi noteikt piemaisījumus, piemēram, nereaģējušu terc-butildihlorsilānu, monofenil-aizvietotus starpproduktus un polisiloksānus.

Paraugus atšķaida ar bezūdens toluolu, un ūdens tvaiki ir jāizolē visā testēšanas procesā, lai izvairītos no noteikšanas novirzes no Si–Cl saišu hidrolīzes. Ar zemu noteikšanas robežu un augstu atdalīšanas efektivitāti šī metode darbojas kā standarta testēšanas protokols ražošanas-procesa kontrolei un gatavā produkta rūpnīcas izlaišanai, un tā atbilst kvantitatīvās analīzes prasībām attiecībā uz tīrību no 95% līdz 99,5%.

¹H kodolmagnētiskās rezonanses (¹H-NMR) spektroskopija ir zelta standarts molekulārās struktūras apstiprināšanai, izmantojot deuterētu hloroformu kā šķīdinātāju. Spektrs skaidri atšķir deviņu metilūdeņraža atomu singletu terc-butilgrupā un divas multipletu kopas, kas atbilst aromātiskajiem ūdeņražiem. Raksturīgo pīķu un integrālo attiecību pozīcijas var tieši pārbaudīt molekulārā skeleta integritāti, ļaujot diferencēt strukturāli līdzīgus alkilarilhlorsilānus.

Infrasarkanā spektroskopija (IR) tiek izmantota papildu kvalitatīvai identifikācijai, izmantojot plānas{0}}plēves paraugu testēšanu. Raksturīgās absorbcijas joslas ietver Si-Cl stiepšanās vibrāciju, fenil-C=C skeleta vibrāciju un tert-butila C-C vibrāciju, kas atbalsta ātru ienākošo materiālu autentiskuma pārbaudi. Elektronu trieciena masas spektrometrija (EI-MS) nodrošina molekulāro jonu maksimumu pie m/z 274, kas atbilst molekulārajai formulai C₆H₁9ClSi, un tiek izmantota piemaisījumu struktūras noskaidrošanai pētniecības un izstrādes laikā.

Nelielo ūdens saturu nosaka ar Karla Fišera titrēšanu bezūdens apstākļos. TBDPSCl hidrolizējas, veidojot skābi, nonākot saskarē ar ūdeni, un pārmērīgs ūdens saturs tieši pasliktinās tā lietošanas veiktspēju. Kopējā skābuma pārbaudei paraugu izšķīdina bezūdens izopropanolā un izmanto sārma standarta šķīdumu, lai titrētu hidrolīzes rezultātā iegūto hlorūdeņradi, lai noteiktu hidrolītiskos piemaisījumus.

Jonu hromatogrāfiju izmanto smago metālu un brīvo hlorīda jonu robežpārbaudēm, ievērojot farmaceitiskās kvalitātes izejvielu kvalitātes kontroles specifikācijas. Sistēmas piemērotības parametrus, tostarp izšķirtspēju, novirzes koeficientu un atkārtojamību, apstiprina vienlaikus.

Pilnīga analītiskā sistēma aptver pilnu -dimensiju testēšanu, tostarp kvalitatīvu identifikāciju, kvantitatīvo testu un piemaisījumu ierobežojumu kontroli, un tā ir piemērojama organisko sintētisko reaģentu un farmaceitisko starpproduktu kvalitātes pārbaudei rūpnīcā, kā arī laboratorijas pirms-barošanas testēšanai.