SU1766925A1 - Method for synthesis of hydrogen-containing chloro- and organochlorosilanes - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : продукт - водородсодержащие хлор- и органохлорсиланы общей ф-лы RnHSiCla-n, где R-СНз, C2Hs; . Реагент I: TIH4. Реагент II: RnSiCU-n, где R, n указаны выше. Услови  реакции: реагент II желательно в смеси с На пропускают через смесь реагента I с XlteCta или со смесью AICM и XCI, где X - катион щелочного металла, при 350-450°С. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.The essence of the invention: the product is hydrogen-containing chlorine and organochlorosilanes of the total f-ly RnHSiCla-n, where R is CH3, C2Hs; . Reagent I: TIH4. Reagent II: RnSiCU-n, where R, n is indicated above. Reaction Conditions: Reagent II is preferably mixed with Na through a mixture of reagent I with XlteCta or with a mixture of AICM and XCI, where X is an alkali metal cation, at 350-450 ° C. 1 hp f-ly, 1 tab.

Description

слcl

СWITH

Изобретение относитс  к химии крем- нийорганических соединений, конкретно к улучшенному способу получени  водород- содержащих хлор- и органохлорсиланов общей формулы RSiHCIa-n (1), где R-СНз или С2Й5, широко примен емых дл  производства кремнийорганических лаков, жидкостей , аппретировани  поверхностей и т.п.The invention relates to the chemistry of organosilicon compounds, specifically to an improved method for producing hydrogen containing chlorine and organochlorosilanes of the general formula RSiHCIa-n (1), where R-CH3 or C2X5, widely used for the production of silicone varnishes, liquids, surface finishing and etc.

Известно, что водородсодержащие хлор- и органохлорсиланы с одной св зью Si-H в молекуле получают как побочные продукты в пр мом синтезе при взаимодействии элементарного кремни  с хлористым ал килом в присутствии катализатора - меди и промотирующих добавок 1. Количество водородсодержащих органохлорсиланов, получаемых методом пр мого синтеза, недостаточно , увеличение их содержани  в продуктах реакции пр мого синтеза ведет к снижению технико-экономических показателей процесса за счет снижени  его производительности , а также увеличени  расходных коэффициентов на исходное сырье.It is known that hydrogen-containing chloro- and organochlorosilanes with one Si-H bond in a molecule are obtained as by-products in direct synthesis by the interaction of elemental silicon with alkyl chloride in the presence of a catalyst — copper and promoting additives 1. The amount of hydrogen-containing organochlorosilanes obtained by the method of It is not enough to use this synthesis, the increase in their content in the products of the reaction of direct synthesis leads to a decrease in the technical and economic performance of the process due to a decrease in its productivity, input ratios for feedstock.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ получени  органохлорсиланов общей формулы I взаимодействием органохлорсилана общей формулы II: RpSiCU-n, где R. п указаны выше, с гидридом титана в присутствии катализатора - хлористого алюмини , нанесенного на углерод при нагревании 2.The closest to the invention to the technical essence and the achieved effect is the method of obtaining organochlorosilanes of general formula I by the interaction of organochlorosilane of general formula II: RpSiCU-n, where R. n is indicated above, with titanium hydride in the presence of a catalyst — aluminum chloride deposited on carbon when heated 2

Реакцию провод т при высоком давлении в автоклаве и температуре 250-350°С в течение 15-90 ч.The reaction is carried out at high pressure in an autoclave and at a temperature of 250-350 ° C for 15-90 hours.

Процесс осуществл ют периодически, получают смесь органохлорсиланов, в которых содержитс  не более 5 мае. % водородсодержащих органохлорсиланов, имеющих одну св зь Si-H в молекуле. Происходит сильное диспропорционирование, в результате чего образуютс  газообразные продукvjThe process is carried out periodically to obtain a mixture of organochlorosilanes, which contain no more than 5 May. % hydrogen-containing organochlorosilanes having one Si-H bond in the molecule. There is a strong disproportionation, resulting in gaseous products.

iO 10iO 10

оabout

;Ю;YU

icnicn

ты реакции, представл ющие собой соединени , содержащие более одной св зи Si-H в молекуле.You are reactions that are compounds containing more than one Si-H bond in a molecule.

Недостатками данного способа  вл ютс  больша  длительность процесса (до 90 ч), а также низкий выход водородсодержащих органохлорсиланов с одной Si-H св зью (не более 5%).The disadvantages of this method are the long duration of the process (up to 90 hours), as well as the low yield of hydrogen-containing organochlorosilanes with one Si-H bond (no more than 5%).

Цель изобретени  -увеличение выхода продукта и сокра щенГие времени реакции,The purpose of the invention is to increase the product yield and shorten the reaction time,

Цель достигаетс  тем, что осуществл ют взаимодействие хлбр - или органохлорси- лана о бщей формулы И с гидридом титана при 350-450°С в присутствии в качестве катализатора тетрахлоралюмината щелочного металла или смеси хлористого алюмини  с хлоридом щелочного металла, причем процесс ведут путем пропускани  хлор- или ор- ганохлорсилана через смесь гидрида титана с катализатором. При этом исходный хлор- или органохлорсилан можно подавать в смеси с водородом.The goal is achieved by the reaction of chlorine or organochlorosilane of the general formula I with titanium hydride at 350-450 ° C in the presence of an alkali metal tetrachloroaluminate or an aluminum chloride mixture with an alkali metal chloride as a catalyst, and the process is carried out by passing chlorine - or organochlorosilane through a mixture of titanium hydride with a catalyst. In this case, the initial chlorine or organochlorosilane can be fed in a mixture with hydrogen.

Тетрахлоралюминат щелочного металла можно получать взаимодействием хлористого алюмини  с соответствующим хлоридом щелочного металла при 100- 200°С, что может иметь место в зоне реакции .The alkali metal tetrachloroaluminate can be obtained by reacting aluminum chloride with the corresponding alkali metal chloride at 100-200 ° C, which can occur in the reaction zone.

Изобретение иллюстрируетс  следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Смесь 20 г гидрида титана. и 20 г LiAICU перемешивают в ступке, после чего загружают в V-образный реактор диаметром 20 мм, который продувают аргоном со скоростью 20 мл/ч в течение 30 мин, затем реактор помещают в электропечь, заполненную сплавом Вуда, в котором автоматически поддерживают температуру 350°С, после чего в реактор подают с помощью шприцевого дозатора диметилдих- лорсилан со скоростью 3 г/ч. На выходе из реактора установлена ловушка, охлаждаема  смесью ацетон - сухой лед, в которой конденсируютс  продукты реакции. Через 10ч собрано 30 г смеси продуктов реакции, которую анализируют методом ГЖХ по стандартной методике, после чего смесь разгон ют, Данные приведены в таблице.Example 1. A mixture of 20 g of titanium hydride. and 20 g of LiAICU are mixed in a mortar, after which they are loaded into a V-shaped reactor with a diameter of 20 mm, which is flushed with argon at a rate of 20 ml / h for 30 minutes, then the reactor is placed into an electric furnace filled with Wood's alloy, which automatically maintain a temperature of 350 ° C, after which dimethyldichlorosilane is fed to the reactor with a syringe dispenser at a rate of 3 g / h. A trap is installed at the exit of the reactor, cooled by a mixture of acetone - dry ice, in which the reaction products are condensed. After 10 hours, 30 g of the mixture of the reaction products were collected, which was analyzed by GLC using the standard procedure, after which the mixture was distilled. The data are listed in the table.

Результаты других опытов с использованием хлор- и метилхлорсиланов приведены в таблице.The results of other experiments using chloro- and methylchlorosilanes are given in the table.

Пример 20, Навеску гидрида титана (20 г) и навеску предварительно приготовленного NaAICU(6 г) смешивают, помещают в реактор диаметром 20 мм, после чего кон- тактную массу продувают водородом (20 мл/мин) в течение 30 мин. Затем реактор помещают в электропечь со сплавом Вуда (температура 300°С). Затем в реактор с помощью шприцевого дозатора подают этилт- рихлорсилан (3 г/ч). Продукты реакции собирают в ловушку, охлаждаемую смесью ацетон - сухой лед.Example 20, A portion of titanium hydride (20 g) and a portion of previously prepared NaAICU (6 g) are mixed, placed in a reactor with a diameter of 20 mm, after which the contact mass is purged with hydrogen (20 ml / min) for 30 minutes. Then the reactor is placed in an electric furnace with Wood alloy (temperature 300 ° C). Then ethyl trichlorosilane (3 g / h) is fed into the reactor using a syringe dispenser. The reaction products are collected in a trap cooled with a mixture of acetone - dry ice.

Состав продуктов реакции, мае. %: Диэтилхлорсилан4,9The composition of the reaction products, May. %: Diethylchlorosilane4,9

Этилтрихлорсилан82,7Ethyltrichlorosilane82,7

Этилдихлорсилан10,3Ethyldichlorosilane 10.3

Легкокип щие соединени  2,1 Пример 21. В услови х примера 17 через слой контактной массы подают триме- тилхлорсилан.Low-boiling compounds 2.1 Example 21. Under conditions of example 17, trimethylchlorosilane is fed through a layer of contact mass.

Состав продуктов реакции, мае. %: Триметилхлорсилан92The composition of the reaction products, May. %: Trimethylchlorosilane92

Триметилсилан7,1Trimethylsilane7,1

Легкокип щие продукты0,9Boiling products0.9

Claims (2)

1.Способ получени  водородсодерж- щих хлор- и органохлорсиланов общей формулой1. Method of producing hydrogen-containing chloro- and organochlorosilanes with the general formula RnSiHCb-n где R- -СНз, -CaHs;RnSiHCb-n where R is -CH3, -CaHs; , взаимодействием хлор- или органохлорсилана общей формулы, by the interaction of chlorine or organochlorosilane of the general formula RnSiCU-n,RnSiCU-n, где R и п имеют указанное значение, с гидридом титана в присутствии катализатора при повышенной температуре, о т л ичающийс  тем, что, с целью увеличени  выхода целевого продукта, в качестве катализатора используют тетрахлоралюминат щелочного металла или смесь хлористого алюмини  с хлоридом щелочного металла иwhere R and p have the indicated value, with titanium hydride in the presence of a catalyst at elevated temperature, about the fact that, in order to increase the yield of the target product, an alkali metal tetrachloroaluminate or a mixture of aluminum chloride with an alkali metal chloride is used as a catalyst and процесс ведут путем пропускани  хлор- или органохлорсилана через смесь гидрида титана с катализатором при 350-450°С.The process is conducted by passing chloro or organochlorosilane through a mixture of titanium hydride and a catalyst at 350-450 ° C. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что хлор- или органохлсрсилан используют в смеси с водородом.2. A process according to claim 1, characterized in that chlorine or organochlorosilane is used in a mixture with hydrogen. Остальные газообразные продукты, содермацие несколько Si-H св зей в нолек ле При давлении 5 ати ДМДХС - (СНг) SiClj МТХС - CH SiClj ТНХС - (СН3) Sid ЧХК - 51СЦ МДХС - CH,SiHCl ДИХС - (Cllj) SiUCl ТХС - HSiCl,The remaining gaseous products contain several Si-H bonds in the field. At a pressure of 5 atm DMDCS - (CHg) SiClj MTHC - CH SiClj THXC - (CH3) Sid ChCC - 51SC MDHS - CH, SiHCl DIXC - (Cllj) SiUClX HSiCl,