Terc-butilklorodifenilsilan CAS 58479-61-1

Za-industrijsko proizvodnjo v velikem obsegu in laboratorijsko fino pripravoterc-butilklorodifenilsilan(skrajšano kot TBDPSCl), je najprimernejša pot sinteze-arilacije s katalizirano Lewisovo kislino. Ta tehnologija, optimizirana v letih iteracije procesa, ima stabilno reakcijsko zmogljivost, visoko kemoselektivnost, izjemno čistost izdelka in dobro združljivost s serijsko proizvodnjo, zaradi česar je edina splošno sprejeta glavna sintetična pot v trenutni industriji.

Ta sintetična transformacija je klasična reakcija elektrofilne aromatske substitucije. Njegov glavni mehanizem je opisan takole: pod katalitsko aktivacijo z brezvodnimi Lewisovimi kislinami postanejo silicijeve-klorove vezi v terc-butildiklorosilanu polarizirane, kar močno poveča elektropozitivnost atomov silicija in ustvari visoko reaktivne elektrofilne intermediate.

Takšni intermediati nato napadejo z elektroni -bogata mesta na benzenovih obročih, da zaporedno izvedejo dve arilni substitucijski stopnji, pri čemer odstranijo vodikov klorid kot majhno molekulo in proizvedejo produkt. Celoten postopek uporablja terc-butildiklorosilan in brezvodni benzen kot osnovna izhodna materiala brez kakršnih koli-pomožnih sredstev z visokim tveganjem, zaradi česar je reakcijski sistem relativno varen.

Celoten sintetični postopek nalaga stroge omejitve vsebnosti vode in kisika v sistemu. Voda v sledovih lahko sproži hidrolizo in deaktivacijo surovin ter neželene stranske reakcije, medtem ko kisik povzroči oksidacijo benzenskega obroča in karbonizacijo materialov. Zato je treba vse postopke izvajati v zaprtem, brezvodnem okolju brez-kisika, zaščitenem z atmosfero dušika.

V praktičnih proizvodnih operacijah se rafiniran in dehidriran tert-butildiklorosilan najprej prenese v zaprt reaktor, opremljen z enotami za kondenzacijo povratnega toka in zbiralnimi plini. Sestavljeni katalizatorji Lewisove kisline, kot sta brezvodni aluminijev triklorid in železov triklorid, se dodajo pozneje, pri čemer je obremenitev katalizatorja natančno nadzorovana pri 3 %–5 % celotne mase surovin. Ta delež poveča katalitično aktivnost in se izogne ​​oviram pri čiščenju, ki izhajajo iz čezmernih preostalih katalizatorjev v nadaljnjih postopkih.

Brezvodni benzen se doda v presežku, da se zagotovi popolna zamenjava. Ne deluje samo kot substrat za arilacijo, ampak tudi kot inertno reakcijsko topilo, ki enakomerno odvaja toploto sistema in zavira stranske reakcije, ki jih povzroči lokalno pregrevanje. Ko so vsi koraki hranjenja končani, zmes postopoma segrejemo na 80–120 stopinj in mešamo pri konstantni temperaturi 6–10 ur.

Kisli plin vodikov klorid nenehno nastaja med celotno reakcijo, kar zahteva-zajem in obdelavo v realnem času prek namenskih sistemov za absorpcijo izpušnih plinov. Ta ukrep preprečuje onesnaženje z odpadnimi plini in odpravlja ovire za napredovanje reakcije, ki jih povzroča nakopičen plin.

Ko je reakcija popolnoma zaključena, se segrevanje in mešanje prekineta, reakcijska mešanica pa se naravno ohladi na sobno temperaturo, da se prepreči kristalizacija materiala in ujetje nečistoč zaradi hitrega ohlajanja. Za kasnejšo ločitev je sprejeta strategija postopnega čiščenja:

Najprej se izvede nizkotlačna vakuumska destilacija, da se popolnoma odstrani odvečno topilo benzen in manj-nečistoče z nizkim vreliščem na podlagi razlik v vrelišču, s čimer se izvede predhodna obogatitev surovih produktov.

Inertna organska topila se dodajo za ekstrakcijo surovega produkta za ločevanje ostankov katalizatorja in polarnih nečistoč, čemur sledi večkratno izpiranje z vodo in sušenje nad brezvodnim natrijevim sulfatom, da se temeljito odstranijo vlaga in v vodi-topni onesnaževalci.

Izvaja se visoko{0}}natančna vakuumska rektifikacija za natančno ločevanje izomerov in nereagiranih začetnih materialov, kar zagotavlja visoko{1}}čistost TBDPSCl s čistostjo nad 99 %.

Ta sintetična pot povzroči zanemarljive stranske reakcije in kaže odlično reakcijsko specifičnost, ki zagotavlja stabilen skupni izkoristek produkta nad 85 %. Poleg tega ima vidne prednosti, vključno z nizkimi-stroški in lahko dostopnimi surovinami, blagimi in nadzorovanimi reakcijskimi parametri ter poenostavljenimi delovnimi tokovi čiščenja.

Uporablja se za pripravo majhnih-serij visoke-čistote po meri v laboratorijih in sočasno neprekinjeno veliko{2}}serijsko industrijsko množično proizvodnjo ter služi kot optimalna sintetična pot, ki uravnoteži gospodarske koristi, kakovost izdelka in varnost proizvodnje.

Plinska kromatografija služi kot osnovna preskusna metoda za analizo čistosti industrijske-razrednosti in reagentno-razrednosti TBDPSCl. Uporabljena je šibko polarna silanizirana kapilarna kolona in programiran način povišanja temperature se uporablja za ločevanje začetnih materialov, stranskih -produktov in ciljnih analitov. Kot detektor je izbran plamensko ionizacijski detektor (FID), za izračun vsebnosti glavne komponente pa se uporabi metoda normalizacije. Ta metoda lahko natančno zazna nečistoče, kot so nezreagirani terc-butildiklorosilan, monofenil-substituirani intermediati in polisiloksani.

Vzorce je treba razredčiti z brezvodnim toluenom, vodno paro pa je treba izolirati med celotnim postopkom testiranja, da se prepreči odstopanje pri zaznavanju zaradi hidrolize vezi Si–Cl. Z nizko mejo zaznavanja in visoko učinkovitostjo ločevanja ta metoda deluje kot standardni testni protokol za-kontrolo proizvodnje v procesu in sprostitev končnega izdelka v tovarno ter izpolnjuje zahteve kvantitativne analize za čistost v razponu od 95 % do 99,5 %.

¹H jedrska magnetna resonanca (¹H-NMR) spektroskopija je zlati standard za potrditev molekularne strukture z devteriranim kloroformom kot topilom. Spekter jasno razlikuje singlet devetih metil vodikov v terc-butilni skupini in dva niza multipletov, ki ustrezata aromatskim vodikom. Položaji značilnih vrhov in integralnih razmerij lahko neposredno preverijo celovitost molekularnega skeleta, kar omogoča diferenciacijo strukturno podobnih alkil aril klorosilanov.

Infrardeča spektroskopija (IR) se uporablja za pomožno kvalitativno identifikacijo s testiranjem vzorcev s tanko{0}}plastjo. Značilni absorpcijski pasovi vključujejo Si–Cl raztezne vibracije, fenil C=C skeletne vibracije in tert-butil C–C vibracije, ki podpirajo hitro preverjanje pristnosti vhodnih materialov. Masna spektrometrija z elektronskim udarom (EI-MS) zagotavlja vrh molekularnih ionov pri m/z 274, skladno z molekulsko formulo C₁₆H₁₉ClSi, in se uporablja za strukturno razjasnitev nečistoč med raziskavami in razvojem.

Vsebnost vode v sledovih se določi s titracijo po Karlu Fischerju v brezvodnih pogojih. TBDPSCl ob stiku z vodo hidrolizira, da ustvari kislino, prekomerna vsebnost vode pa bo neposredno poslabšala njegovo učinkovitost uporabe. Za testiranje skupne kislosti se vzorec raztopi v brezvodnem izopropanolu, standardna alkalna raztopina pa se uporabi za titracijo vodikovega klorida, proizvedenega s hidrolizo, za kvantificiranje hidrolitskih nečistoč.

Ionska kromatografija se uporablja za mejno testiranje težkih kovin in prostih kloridnih ionov, pri čemer je v skladu s specifikacijami nadzora kakovosti za surovine farmacevtske-razrednosti. Parametri primernosti sistema, vključno z ločljivostjo, faktorjem repa in ponovljivostjo, se validirajo hkrati.

Celoten analitični sistem pokriva polno-dimenzionalno testiranje, vključno s kvalitativno identifikacijo, kvantitativnim testom in mejnim nadzorom nečistoč, in se uporablja za tovarniške preglede kakovosti organskih sintetičnih reagentov in farmacevtskih intermediatov, kot tudi laboratorijsko testiranje pred -hranjenjem.