DE887343C

DE887343C - Verfahren zur Herstellung von Alkylchlorsilanen

Info

Publication number: DE887343C
Application number: DEB18238A
Authority: DE
Inventors: Konrad Dr Jost; Wolfgang Dr Schmidt
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1951-12-19
Filing date: 1951-12-19
Publication date: 1953-08-24

Description

Verfahren zur Herstellung von Alkylchlorsilanen Zur Herstellung von Alkylchlorsilanen verfährt man bisher so, daß man die Dämpfe von Alkylchloriden bei höheren Temperaturen über Siliciumpulver, das mit Katalysatoren, wie Kupfer, vermischt sein kann, leitet. Dabei erhält man Gemische von Verbindungen der allgemeinen Formel R" Si C14_" , wobei R den dem benutzten Alkylchlorid entsprechenden Alkylrest bedeutet und n = 1,9, oder 3 ist. Diese Produkte entstehen in wechselndem Verhältnis neben mehr oder weniger großen Mengen Siliciumtetrachlorid, das einunerwünschtes Nebenprodukt ist. Die Reaktion verläuft exotherm; deshalb läßt sie sich nur in relativ kleinen Reaktionsräumen einigermaßen im gewünschten Sinne regeln, doch sind dazu umständliche Vorkehrungen, wie Unterteilung der Reaktionsräume in kleinere Räume, Umwälzvorrichtungen u. dgl., erforderlich, ohne daß eine sichere Gewähr für den jeweils gewünschten Verlauf gegeben ist.
Es wurde nun gefunden, daß man Alkylchlorsilane in technisch einfacher Weise unter Vermeidung der geschilderten Nachteile erhält, wenn man Alkylchloride bei etwa Zoo bis 35o° auf Siliciumpulver einwirken läßt, das in indifferenten, unter den Reaktionsbedingungen flüssigen Verdünnungsmitteln suspendiert ist.
Als Verdünnungsmittel eignen sich z. B. Mineralöle, Paraffin, Teer- oder Kohlehydrierungsprodukte, Siliconöle oder die höhersiedenden Anteile einer vorhergehenden Umsetzung. Märe kann das Siliciumpulver in reiner Form oder in Form von Siliciumlegierungcn oder im Gemisch mit an sich bekannten Katalysatoren, wie Kupferpulver, in dem Verdünnungsmittel verteilen, wobei man das Absitzen des spezifisch schweren Siliciums durch kräftiges Rühren oder Umpumpen, z. B. nach dem sogenannten Mammutprinzip, verhindert. Man kann das verbrauchte Silicium von Zeit zu Zeit oder kontinuierlich ergänzen.
Das Alkylhalogenid wird zweckmäßig am Boden des Reaktionsgefäßes durch Siebplatten oder durchFilterkerzen in feiner Verteilung eingeleitet. Man kann ein indifferentes Trägergas, wie Stickstoff, mitverwenden und bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck arbeiten.
An Stelle von Alkylchloriden mit 2 und mehr Kohlenstoffatomen lassen sich auch Gemische von Chlorwasserstoffgas und den entsprechenden Olefinen verwenden.
Das Verfahren hat den Vorteil, daß man es bei genau regelbaren Temperaturen ausführen kann, so daß man Reaktionsprodukte erhält, deren Zusammensetzung sich in reproduzierbarer Weise im jeweils gewünschten Sinne beeinflussen läßt. Vor allem kann man die Bildung des unerwünschten Nebenproduktes Siliciumtetrachlorid fast völlig vermeiden.
Beispiel i Ein Reaktionsgefäß aus Eisen von 6 m Höhe und 6o 1 Inhalt wird mit einem Brei aus 4o kg Paraffinöl und 8 kg Siliciumpulver, dem io % Kupferpulver beigemischt sind, gefüllt. Man leitet bei 27o° durch eine am Boden angebrachte Siebplatte stündlich die Dämpfe von 2 kg Äthylchlorid, das mit 6oo 1 Stickstoff verdünnt ist, ein. Der Druck beträgt etwa 2o atü. Nach jeweils 6 Stunden werden je 8oo g Siliciumpulver nachgefüllt. Die entweichenden Gase werden gekühlt; der Stickstoff wird erneut als Trägergas für Äthylchlorid verwendet, während das flüssige Reaktionsgemisch fraktioniert destilliert wird. Es besteht aus Z % SiC14, KP- 57°, 2o 0/0 C,H5 - SiHC12, KP- 74°, 35 % C2H5 - SiC13, -KP- 99', 35'/o (C,H5)2S'C12, Kp. Z29° und 9 °/o höhersiedenden Anteilen. Die Ausbeute ist, berechnet auf verbrauchtes Silicium, quantitativ.
Beispiel 2 Man leitet, ähnlich wie im Beispiel Z, aber ohne Stickstoffverdünnung und. bei gewöhnlichem Druck, durch die Siliciumsuspension stündlich Z kg Methyl Chlorid. Das in praktisch quantitativer Ausbeute erhaltene Reaktionsgemisch besteht aus 2 0/0 SiC14, Kp. 57°, zo % CHs- Si HC12, Kp. 4Z°, 30 0/0 CH,-SiC13, Kp.67°, 500/0 (CHs)2SiCl2, Kp.7o°, 4 °/0 (C H3)3 Si Cl, Kp. 5g° und 4 0/0 höhersiedenden Anteilen.
An Stelle von Paraffinöl kann man als Verdünnungsmittel besonders vorteilhaft die höhersiedenden Anteile von vorhergehenden Ansätzen verwenden, wobei deren relative Menge etwas verringert wird.
Beispiel 3 Man leitet, ähnlich wie im Beispiel Z, in eine Suspension von Siliciumpulver in Paraffinöl bei 28o° durch Filterkerzen ein Gemisch etwa äquivalenter Mengen Chlorwasserstoffgas und Äthylen mit einem Druck von etwa 5 atü ein. Das erhaltene Reaktionsgemisch besteht aus 20/, SiHC13, Kp. 3Z°, 60/, Si C14, Kp. 57°, 2o0/, Si H C2 H5 C12, Kp. 74°, 25% Si C2H5Cl3, Kp. 99', 30 % Si (C,H5)2C12, Kp. 129' und 17 0/0 höhersiedenden Produkten.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Alkylchlorsilanen durch Umsetzung von Alkylchloriden mit Siliciumpulver, gegebenenfalls in Gegenwart von Katalysatoren, bei erhöhten Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkylchloride oder Gemische aus Olefinen und Chlorwasserstoffgas bei etwa Zoo bis 3500-auf Siliciumpulver einwirken läßt, das in indifferenten, unter den Reaktionsbedingungen flüssigen Verdünnungsmitteln suspendiert ist.