DE1171886B - Verfahren zur Herstellung von Bortrichlorid und Dichlorboran - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Bortrichlorid und DichlorboranInfo
- Publication number
- DE1171886B DE1171886B DEN20821A DEN0020821A DE1171886B DE 1171886 B DE1171886 B DE 1171886B DE N20821 A DEN20821 A DE N20821A DE N0020821 A DEN0020821 A DE N0020821A DE 1171886 B DE1171886 B DE 1171886B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- reaction
- dichloroborane
- oxygen
- carbon
- hydrogen chloride
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B6/00—Hydrides of metals including fully or partially hydrided metals, alloys or intermetallic compounds ; Compounds containing at least one metal-hydrogen bond, e.g. (GeH3)2S, SiH GeH; Monoborane or diborane; Addition complexes thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B35/00—Boron; Compounds thereof
- C01B35/02—Boron; Borides
- C01B35/026—Higher boron hydrides, i.e. containing at least three boron atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B35/00—Boron; Compounds thereof
- C01B35/06—Boron halogen compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: C Ol b
Deutsche Kl.: 12 i-35/00
Nummer: 1 171 886
Aktenzeichen: N 20821IV a / 12 i
Anmeldetag: 14. November 1961
Auslegetag: 11. Juni 1964
Die EIrfindung betrifft die Herstellung von Bortrichlorid
und Dichlorboran und gegebenenfalls Diboran durch direkte Umsetzung einer Sauerstoff enthaltenden
Borverbindung, wie Boroxyd, Metallborate oder Alkylborate mit Chlorwasserstoff in Gegenwart
von Kohlenstoff bei Temperaturen zwischen 900 und 1400° gemäß den folgenden Gleichungen:
B2O3
6HCl+ 3C
5: 2 BCl3 + BHCl.
5: 2 BCl3 + BHCl.
3 CO + 3 H2 (1)
BCl3 -ι- H2
HCl
(2)
Der Reaktionsverlauf wird durch eine Anzahl von Bedingungen beeinflußt, wie Temperatur, Druck,
relative Mengenanteile der Reaktionsteilnehmer, Verweilzeit und Abschreckgeschwindigkeit. Das Gleichgewicht
der Reaktion (1) wird mit steigender Reaktionstemperatur nach der rechten Seite, d. h. in
Bildung auf BCl3 hin, verschoben. Die Reaktionstemperatur liegt zwischen 900 und 1400° C. Oberhalb
1400° C bereitet die Frage geeigneter Werkstoffe Schwierigkeiten, außerdem können unerwünschte
Nebenprodukte entstehen.
Die Reaktion kann bei Unterdruck, bei normalem Druck oder auch bei Überdruck durchgeführt werden,
wodurch Umwandlungsgrad und Typ des erhaltenen Produktes entsprechend beeinflußt werden.
Im allgemeinen wird ein Druck von etwa 1 bis 10 Atm. bevorzugt, während höhere Drücke zu einer
verminderten Umwandlung führen. Durch Steuerung des Partialdruckes des Chlorwasserstoffs im System
kann man die relativen Mengenanteile von Bortrichlorid und Dichlorboran im Produkt lenken. Der
Partialdruck von Chlorwasserstoff kann seinerseits durch die Verweilzeit in der Reaktionszone gelenkt
werden. Bei niedriger Verweilzeit (0,01 bis 1,0 Sekunde) wird weniger Chlorwasserstoff umgewandelt,
so daß sein relativer Anteil in den Reaktionsgasen größer ist. Dadurch wird im wesentlichen reines Bortrichlorid
erhalten. Bei niedrigeren Chlorwasserstoffdrücken, die man durch Einhaltung längerer Verweilzeiten
(1,0 bis 60 Sekunden oder mehr) erzielt, wird außer dem Bortrichlorid noch Dichlorboran gebildet.
Verweilzeiten von 0,1 bis 10 Sekunden werden bevorzugt.
Der Druck, bei welchem der Chlorwasserstoff zugeführt wird, kann ebenfalls dazu dienen, die relativen
Mengenanteile von Bortrichlorid und Dichlorboran im Produkt zu beeinflussen. Durch Anwendung
hoher Chlorwasserstoffdrücke wird der Anteil an Dichlorboran auf praktisch zu vernachlässigende Beträge
verringert. Bei niedrigeren Chlorwasserstoff-Verfahren zur Herstellung von Bortrichlorid
und Dichlorboran
und Dichlorboran
Anmelder:
National Distillers and Chemical Corporation,
New York, N. Y. (V. StA.)
Vertreter:
Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,
München 27, Pienzenauer Str. 28
Als Erfinder benannt:
Jawad Hamoodi Murib,
Irving Lester Mador, Cincinnati, Ohio (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. November 1960
(68 623)
drücken können größere Mengen an Dichlorboran gebildet werden. Deshalb kann man sowohl durch
Verweilzeit als auch durch den Druck Zusammensetzung und Menge des erhaltenen Produktes lenken.
Die Drücke, bei denen das Reaktionsgefäß betrieben werden kann, können von Unterdruck bis hinauf zu
vielen Atmosphären Überdruck variieren; aus Zweckmäßigkeitserwägungen empfiehlt es sich, bei einem
Chlorwasserstoffdruck zwischen etwa 1 und 10 Atm. zu arbeiten.
Der Kohlenstoff, der im Reaktionsgefäß als feste Phase im Gemisch mit der Sauerstoff enthaltenden
Borverbindung vorliegt, soll in einer Menge enthalten sein, daß mindestens 1 Atom Kohlenstoff auf 1 Atom
Sauerstoff in der Sauerstoff enthaltenden Borverbindung kommt. Indessen kann man auch ohne schädliehe
Wirkung einen Überschuß von Kohlenstoff verwenden. Tatsächlich nimmt man häufig einen Überschuß
an Kohlenstoff, um eine gute Kontaktwirkung und eine reaktionsfähige Schüttung mit der Borverbindung
zu erzielen. Der Kohlenstoffüberschuß unter-
stützt auch das Entstehen einer gleichmäßigen Mischung bei der Vormischung mit der Sauerstoff
enthaltenden Verbindung. Wenn man als Sauerstoff enthaltende Borverbindung ein Alkylborat verwendet,
ist der in der Verbindung, z. B. dem Alkylborat, enthaltene Kohlenstoff bereits in ausreichender
Menge oder im Überschuß enthalten, je nachdem, welche Alkylgruppe anwesend ist. Wenn ein Alkyl-
■ 409 599/267
borat verwendet wird, so ist mehr Wasserstoff als erwünscht vorhanden. Der Wasserstoffüberschuß
neigt dazu, die Reaktion gemäß Gleichung (1) nach der linken Seite zu verschieben, d. h. in Richtung
auf die Ausgangsstoffe, und außerdem führt er zur Bildung des Dichlorborans gemäß Gleichung (2).
Das kann vermieden werden, wenn gleichzeitig fester Kohlenstoff anwesend ist, wodurch das H: C-Verhältnis
verringert wird.
Wenn die Gase aus dem Reaktionsgefäß abströmen und sich abzukühlen beginnen, werden die
Gleichgewichte der Gleichungen (1) und (2) nach der linken Seite verschoben. Durch schnelle Abkühlung
der Reaktionsgase wird jedoch das Gleichgewicht eingefroren, weil bei niedrigen Temperaturen
die Reaktionsgeschwindigkeit in rückläufiger Richtung extrem gering ist. Der Grad der Gesamtumwandlung
hängt deshalb davon ab, wie schnell die Reaktionsgase abgekühlt werden. Wenn die Gase
beispielsweise etwa binnen einer Sekunde oder noch ao schneller auf 300° C abgekühlt werden, erfolgt praktisch
keine Abnahme der Gesamtumwandlung. Im allgemeinen ist es um so besser, je kürzer die Abschreckung
ist.
Das Reaktionsprodukt besteht aus Bortrichlorid oder Bortrichlorid + Dichlorboran, Wasserstoff,
Kohlenmonoxyd und häufig überschüssigem Chlorwasserstoff. Man kann das Reaktionsprodukt in die
einzelnen Bestandteile zerlegen und diese rein gewinnen, indem man sich der verschiedenen, hierfür
geeigneten Verfahren oder Kombinationen derselben bedient, wie fraktionierte Destillation, Absorption
oder Adsorption. Geeignet ist auch die fraktionierte Kondensation. Hierbei werden die Reaktionsgase abgekühlt
und durch eine Reihe von Kältevorlagen geleitet. Die erste wird auf —78° C gekühlt, um den
größten Teil des BCl3 und einen Teil des etwa vorhandenen
BHCl2 auszukondensieren. Die zweite Vorlage wird auf —120° C gekühlt. In ihr scheidet
sich der Rest des BCI3 und BHCl2 aus. In der nachsten
Vorlage, die auf —196° C gekühlt wird, kondensiert Chlorwasserstoff. Wasserstoff und Kohlenmonoxyd
werden nicht kondensiert, sondern gehen durch die Vorlagen hindurch. Der Chlorwasserstoff
kann auf diese Weise im Kreislauf in das Reaktionsgefäß zurückgeführt werden. Wenn die Reaktion
ohne Bildung von BHCl2 durchgeführt wird, wird Bortrichlorid direkt gewonnen. Wenn BHCl2 anwesend
ist, kann das Gemisch von BCl3 und BHCl2
in einer Fraktionierkolonne rückflußbehandelt werden, bis das BHCl, in bekannter Weise vollständig
in Diboran und BCl3 umgewandelt ist:
6 BHCl2 rt: 4 BCl3 + B2H6
Die Reaktion verläuft vollständig, weil das extrem flüchtige Diboran laufend aus dem System entfernt
wird.
Die Erfindung wird weiter durch das folgende Beispiel erläutert.
34,8 Gewichtsteile B2O3 (99%ig), 36,0 Teile
Kohlenstoff und 2,0 Teile Zucker werden mittels Reibschale und Pistill zu einem feinen Pulver zusammengemahlen.
Dem Pulver wird genügend Wasser zugesetzt, um eine Paste zu erhalten. Die Paste wird
in einer 3 mm dicken Schicht auf einem Glasteller ausgebreitet, in Quadrate von 3X3 mm Kantenlänge
zerteilt und dann 48 Stunden bei 120° C wärmebehandelt. Etwa 10 bis 15 g der so gewonnenen getrockneten
Pellets werden in ein Quarzrohr von 2,5 cm Durchmesser eingefüllt und entwässert, indem·
man das Rohr in einem Kugelofen etwa 16 Stunden auf 850 bis 900° C erhitzt, während man Argon hindurchleitet.
Dann erhöht man die Temperatur auf etwa 1300° C und verdrängt den Argonstrom durch
einen Strom von trockenem Chlorwasserstoff, der in einer Menge von etwa 200 cms/sek. über die Pellets
geleitet wird. Die abströmenden Gase werden nacheinander durch Kältevorlagen geleitet, die auf
-780C und — 112°C gehalten werden, und dann
durch Quecksilber und Wasser hindurchperlen gelassen. Während der ersten 3 bis 4 Minuten Reaktionszeit
erscheint am Auslaßende des Reaktionsrohres ein hellbrauner Niederschlag, der später von
einem weißen Niederschlag bedeckt wird. Die Reaktion wird insgesamt 6 bis 7 Minuten lang durchgeführt.
Der Inhalt der beiden Kältevorlagen (Kondensat und Dampfphase) wird in ein evakuiertes Rohr
übergeführt. Die ultrarot- und massenspektroskopische Analyse einer Probe dieses Gemisches
zeigt die Anwesenheit von BCl3, BHCl2, CO, H2 und
HCl. Phosgen (COCl2) wird nicht gefunden. Durch fraktionierte Kondensation des Gemisches in drei
aufeinanderfolgenden, auf —80, —112 und -1960C
gehaltenen U-Rohren führt zur Isolierung einer farblosen Flüssigkeit als der bei — 112° C kondensierenden
Fraktion. Diese Flüssigkeit hat einen Dampfdruck von 4 bzw. 50,5 mm bei -78,5 bzw. —45° C.
Diese Werte sind identisch mit denen von reinem
BCl3.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von Bortrichlorid und Dichlorboran, dadurch gekennzeichnet,
daß man eine Sauerstoff enthaltende Borverbindung in Gegenwart von Kohlenstoff mit
Chlorwasserstoff bei Temperaturen von etwa 900 bis zu etwa 1400° C umsetzt und das gasförmige
Reaktionsprodukt schnell abschreckt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion innerhalb
einer Reaktionszeit von etwa 0,01 bis zu etwa 60 Sekunden und einem Chlorwasserstoffdruck
von etwa 1 bis zu etwa 10 Atmosphären durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion in Anwesenheit
einer Kohlenstoffmenge durchführt, die mindestens einer Menge von etwa 1 Atom Kohlenstoff je Atom Sauerstoff in der Sauerstoff
enthaltenden Borverbindung entspricht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als
Sauerstoff enthaltende Borverbindung Boroxyd verwendet.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das gasförmige
Reaktionsprodukt in einer Zeit von nicht länger als einer Sekunde auf eine Temperatur von etwa
300° C abkühlt.
409 599/267 6.64 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US68623A US3173760A (en) | 1960-11-14 | 1960-11-14 | Process for the preparation of a boron trihalide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1171886B true DE1171886B (de) | 1964-06-11 |
Family
ID=22083710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEN20821A Pending DE1171886B (de) | 1960-11-14 | 1961-11-14 | Verfahren zur Herstellung von Bortrichlorid und Dichlorboran |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3173760A (de) |
DE (1) | DE1171886B (de) |
GB (1) | GB944962A (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006053675A1 (de) * | 2004-11-18 | 2006-05-26 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur herstellung von elementhalogeniden |
EP1812339B1 (de) * | 2004-11-18 | 2008-04-23 | Wacker Chemie AG | Verfahren zur herstellung von elementhalogeniden |
DE102007009709A1 (de) | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Rev Renewable Energy Ventures Ag | Solarthermische Prozesschemie insbesondere zur Herstellung von SiCI4 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2954274A (en) * | 1956-03-13 | 1960-09-27 | Columbia Southern Chem Corp | Metal chloride manufacture |
US2901322A (en) * | 1957-09-09 | 1959-08-25 | United States Borax Chem | Method and composition for producing boron trihalides |
US3000705A (en) * | 1959-01-22 | 1961-09-19 | Dow Chemical Co | Preparation of boron trichloride |
US3095271A (en) * | 1960-03-04 | 1963-06-25 | United States Borax Chem | Production of boron trihalides |
-
1960
- 1960-11-14 US US68623A patent/US3173760A/en not_active Expired - Lifetime
-
1961
- 1961-10-10 GB GB36347/61A patent/GB944962A/en not_active Expired
- 1961-11-14 DE DEN20821A patent/DE1171886B/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3173760A (en) | 1965-03-16 |
GB944962A (en) | 1963-12-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1290529B (de) | Verfahren zur Entfernung von Arsen- und Phosphorverunreinigungen aus Fluorwasserstoffsaeure | |
DE2057163A1 (de) | Kupferaluminiumtetrachlorid Alkin Komplexe und ihre Verwendung zur Gewinnung von Ahnen aus Gemischen | |
DE1171886B (de) | Verfahren zur Herstellung von Bortrichlorid und Dichlorboran | |
DE2707487A1 (de) | Verfahren zum destillieren einer waessrigen h tief 2 sif tief 6 enthaltenden loesung | |
DE1245340B (de) | Verfahren zur Herstellung von Einkristallnadeln aus Siliciumnitrid | |
DE1201312B (de) | Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren aus Wolframsaeure fuer die Herstellung von Alkoholen durch Wasseranlagerung an Olefine | |
DE484337C (de) | Verfahren zur Gewinnung mehrgliedriger Paraffinkohlenwasserstoffe aus Kohlenoxyden und Wasserstoff auf katalytischem Wege | |
DE3037047C2 (de) | ||
DE638595C (de) | Wiedergewinnung des durch Chlorierung von eisensulfidhaltigen Erzen zwecks Gewinnung des Schwefels an Eisen gebundenen Chlors | |
DE765734C (de) | Verfahren zur Herstellung von Methacrylsaeureverbindungen | |
DE861238C (de) | Verfahren zur Gewinnung niedrigsiedender einheitlicher aromatischer Kohlenwasserstoffe durch Entalkylierung hochsiedender aromatischer Kohlenwasserstoffe | |
DE695219C (de) | Verfahren zur Herstellung von Dihydrofuran | |
DE1078104B (de) | Verfahren zur Herstellung von Tetrafluorkohlenstoff | |
DE1181919B (de) | Verfahren zur Herstellung von hochreinem Arsen | |
DE973077C (de) | Verfahren zur Herstellung von Carbonsaeuren aus Olefinen und Kohlenoxyd | |
DE908017C (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Isopropenylacetat | |
AT255371B (de) | Verfahren zur Trennung von flüssigen und/oder festen Stoffgemischen | |
DE924928C (de) | Verfahren zur Herstellung von Formamid | |
DE1418334B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von 1,2,3,4,7,7-Hexachlorbicyclo[2,2,1]-2,5-heptadien aus Hexachlorcyclopentadien und Acetylen | |
DE1468611C (de) | Verfahren zur Oxydation von Cyclohexan in flüssiger Phase | |
DE2261941C3 (de) | Gewinnung eines im wesentlichen eisenfreien Aluminiumchlorids aus einem eisenchloridhaltigen Aluminium-Chlorid | |
DE899193C (de) | Verfahren zur Herstellung von Imidazolderivaten | |
DE1271119B (de) | Verfahren zur Herstellung von Hexamethylentetramin | |
DE1215130B (de) | Verfahren zur Herstellung von Formamid | |
DE1172046B (de) | Verfahren zur Herstellung von spektralreinem Wismut |