RU2436788C1 - Method of producing alkyl silanes - Google Patents
Method of producing alkyl silanes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2436788C1 RU2436788C1 RU2010119848/04A RU2010119848A RU2436788C1 RU 2436788 C1 RU2436788 C1 RU 2436788C1 RU 2010119848/04 A RU2010119848/04 A RU 2010119848/04A RU 2010119848 A RU2010119848 A RU 2010119848A RU 2436788 C1 RU2436788 C1 RU 2436788C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- activator
- temperature
- reaction
- lithium hydride
- diethylamido
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 150000001343 alkyl silanes Chemical class 0.000 title claims abstract description 16
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 30
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229910000103 lithium hydride Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 29
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 10
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O phosphonium Chemical compound [PH4+] XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- 150000004714 phosphonium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 11
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 150000003842 bromide salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 abstract 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 abstract 1
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- -1 alkyl chlorosilanes Chemical class 0.000 description 11
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- PQDJYEQOELDLCP-UHFFFAOYSA-N trimethylsilane Chemical compound C[SiH](C)C PQDJYEQOELDLCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N chlorotrimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)Cl IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- PMOIAJVKYNVHQE-UHFFFAOYSA-N phosphanium;bromide Chemical compound [PH4+].[Br-] PMOIAJVKYNVHQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- UIUXUFNYAYAMOE-UHFFFAOYSA-N methylsilane Chemical compound [SiH3]C UIUXUFNYAYAMOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 239000005051 trimethylchlorosilane Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005695 dehalogenation reaction Methods 0.000 description 2
- KTQYJQFGNYHXMB-UHFFFAOYSA-N dichloro(methyl)silicon Chemical compound C[Si](Cl)Cl KTQYJQFGNYHXMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UBHZUDXTHNMNLD-UHFFFAOYSA-N dimethylsilane Chemical compound C[SiH2]C UBHZUDXTHNMNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000012280 lithium aluminium hydride Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000005048 methyldichlorosilane Substances 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- USJRLGNYCQWLPF-UHFFFAOYSA-N chlorophosphane Chemical compound ClP USJRLGNYCQWLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N dimethyldichlorosilane Chemical compound C[Si](C)(Cl)Cl LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical class [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003880 polar aprotic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910000104 sodium hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012312 sodium hydride Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к элементоорганической химии, в частности к химии соединений кремния и, в частности, к технологии получения алкилсиланов общей формулы:The invention relates to organoelemental chemistry, in particular to the chemistry of silicon compounds and, in particular, to a technology for producing alkylsilanes of the general formula:
SiHnR4-n, гдеSiH n R 4-n , where
R - алифатический радикал CkH2k+1, при k=1-4, а n=1-3, на основе реакций восстановительного дегалогенирования соответствующих алкилхлорсиланов гидридом лития в среде ароматических углеводородов в присутствии активатора.R is the aliphatic radical C k H 2k + 1 , at k = 1-4, and n = 1-3, based on the reductive dehalogenation of the corresponding alkyl chlorosilanes with lithium hydride in the presence of aromatic hydrocarbons in the presence of an activator.
Уровень техникиState of the art
Известно множество способов получения алкилсиланов реакцией алкилхлорсиланов с алюмогидридом лития в среде органического растворителя (RU 2177946, RU 2266293, JP 2005154336).There are many methods for producing alkylsilanes by reaction of alkylchlorosilanes with lithium aluminum hydride in an organic solvent (RU 2177946, RU 2266293, JP 2005154336).
Признаком, являющимся общим для известного и заявленного способов, является использование щелочных гидридов в среде органического растворителя.A feature that is common to the known and claimed methods is the use of alkaline hydrides in an organic solvent medium.
Причина, препятствующая получению в известном способе требуемого технического результата, заключается в использовании опасного реагента - алюмогидрида лития, имеющего относительно высокую цену на рынке химических продуктов.The reason that prevents obtaining the required technical result in the known method is the use of a dangerous reagent - lithium aluminum hydride, which has a relatively high price in the market of chemical products.
Известен способ получения алкилсиланов, заключающийся в реакции алкилхлорсиланов с гидридом натрия в присутствии органического растворителя (US 3535092).A known method of producing alkylsilanes, which consists in the reaction of alkylchlorosilanes with sodium hydride in the presence of an organic solvent (US 3535092).
Признаки, являющиеся общими для известного и заявленного способов, заключаются в проведении реакции в среде органического растворителя и использовании в качестве восстановителя гидрида (натрия).Signs that are common to the known and claimed methods consist in carrying out the reaction in an organic solvent medium and using hydride (sodium) as a reducing agent.
Причина, препятствующая получению в известном способе требуемого технического результата, заключается в использовании в качестве восстановителя крайне взрывоопасного реагента - гидрида натрия, работа с которым возможна только в атмосфере инертного газа.The reason that prevents obtaining the required technical result in the known method is the use of an extremely explosive reagent sodium hydroxide as a reducing agent, which can be operated only in an inert gas atmosphere.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ получения алкилсиланов реакцией алкилхлорсиланов с гидридом лития в среде тетрагидрофурана (US 4824657).The closest analogue (prototype) is a method for producing alkylsilanes by reaction of alkylchlorosilanes with lithium hydride in tetrahydrofuran medium (US 4824657).
Признаки, являющиеся общими для известного и заявленного способов, заключаются в проведении реакции с гидридом лития в среде органического растворителя.Signs that are common to the known and claimed methods are to carry out the reaction with lithium hydride in an organic solvent medium.
Причина, препятствующая получению в известном способе требуемого технического результата, заключается в использовании в качестве растворителя тетрагидрофурана (далее ТГФ), который легко образует при хранении перекиси и требует тщательной очистки перед применением. ТГФ имеет низкую температуру кипения (57°С), что приводит к значительному загрязнению целевых продуктов и затрудняет их очистку. Кроме этого, после проведения синтеза получающийся галогенид лития растворяется в ТГФ, чем затрудняет его очистку и возврат в процесс.The reason that prevents obtaining the required technical result in the known method is the use of tetrahydrofuran (hereinafter THF) as a solvent, which easily forms peroxide during storage and requires thorough cleaning before use. THF has a low boiling point (57 ° C), which leads to significant contamination of the target products and complicates their purification. In addition, after the synthesis, the resulting lithium halide is dissolved in THF, which makes it difficult to purify and return to the process.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в снижении себестоимости целевого продукта, упрощении процесса синтеза алкилсиланов и их дальнейшей очистки.The problem to which the invention is directed, is to reduce the cost of the target product, simplify the process of synthesis of alkylsilanes and their further purification.
Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в том, что получение алкилсиланов общей формулы:The technical result that mediates the solution of this problem is that the production of alkylsilanes of the General formula:
SiHnR4-n, гдеSiH n R 4-n , where
R - алифатический радикал CkH2k+1, при k=1-4, а n=1-3, проводят реакцией алкилхлорсиланов общей формулы:R is an aliphatic radical C k H 2k + 1 , at k = 1-4, and n = 1-3, carried out by the reaction of alkylchlorosilanes of the general formula:
SiClnR4-n,SiCl n R 4-n ,
с гидридом лития, в присутствии активатора, обеспечивающего его хорошую реакционную способность.with lithium hydride, in the presence of an activator, ensuring its good reactivity.
Достигается технический результат тем, что процесс проводят в среде органического растворителя, в качестве которого используют ароматический углеводород, при этом к суспензии гидрида лития в органическом растворителе в присутствии активатора дозируют исходный алкилхлорсилан. Получающийся алкилсилан по мере образования отгоняется из реакционной массы и собирается в ловушке.The technical result is achieved by the fact that the process is carried out in an organic solvent medium, which is used as an aromatic hydrocarbon, while the initial alkyl chlorosilane is dosed to a suspension of lithium hydride in an organic solvent in the presence of an activator. The resulting alkylsilane as it forms is distilled off from the reaction mass and collected in a trap.
Технический результат достигается также тем, что в качестве активаторов используют соли тетракис(диэтиламидо)фосфония, лучше его бромиды и хлориды.The technical result is also achieved by the fact that as activators use salts of tetrakis (diethylamido) phosphonium, preferably its bromides and chlorides.
Технический результат достигается также тем, что упомянутый активатор берут в количестве от 0,005 до 1 моль, лучше от 0,01 до 0,05 моль на каждый замещаемый атом галогена в исходном алкилхлорсилане.The technical result is also achieved by the fact that the said activator is taken in an amount of from 0.005 to 1 mol, preferably from 0.01 to 0.05 mol for each substituted halogen atom in the original alkyl chlorosilane.
Технический результат достигается также тем, что процесс проводят при температуре от 20°С до 250°С, лучше 50-100°С.The technical result is also achieved by the fact that the process is carried out at a temperature of from 20 ° C to 250 ° C, preferably 50-100 ° C.
Технический результат достигается также тем, что органический растворитель после реакции отделяют от солей и повторно используют в синтезе алкилсиланов без добавления активатора.The technical result is also achieved by the fact that after the reaction, the organic solvent is separated from salts and reused in the synthesis of alkylsilanes without the addition of an activator.
Новые (относительно прототипа) признаки заявленного способа заключаются в проведении реакции алкилхлорсилана с гидридом лития в присутствии активатора.New (relative to the prototype) features of the claimed method are the reaction of alkylchlorosilane with lithium hydride in the presence of an activator.
Новыми являются также признаки, касающиеся:Signs are also new regarding:
- химической природы активатора;- the chemical nature of the activator;
- возможности повторного использования в реакции растворителя и активатора;- the possibility of reuse in the reaction of the solvent and activator;
- упомянутого мольного соотношения исходных реагентов.- said molar ratio of starting reagents.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Синтез алкилсиланов общей формулы:Synthesis of alkylsilanes of the general formula:
SiHnR4-n, гдеSiH n R 4-n , where
R - алифатический радикал CkH2k+1, при k=1-4, а n=1-3, осуществляют в реакторе с перемешиванием. При этом в качестве основного исходного вещества для реакции восстановительного дегалогенирования используется любой алкилхлорсилан, имеющий минимум один замещаемый галогенный атом, соединенный с кремнием. В качестве другого исходного реагента реакции, служащего источником гидрид-иона, используется гидрид лития, как самый безопасный и доступный водородсодержащий агент.R is an aliphatic radical C k H 2k + 1 , at k = 1-4, and n = 1-3, carried out in a reactor with stirring. Moreover, any alkylchlorosilane having at least one replaceable halogen atom connected to silicon is used as the main starting material for the reductive dehalogenation reaction. As another source of the reaction reagent serving as a source of hydride ion, lithium hydride is used as the safest and most affordable hydrogen-containing agent.
Обычно гидрид лития добавляют в мольном соотношении с замещаемым галогеном (0,8-5):1, предпочтительнее (0,9-1,2):1.Typically, lithium hydride is added in a molar ratio with substituted halogen (0.8-5): 1, more preferably (0.9-1.2): 1.
Надо принять во внимание, что избыток гидрида лития приводит к осложнениям при утилизации остаточной реакционной массы. В связи с этим важной частью данного изобретения является использование активатора.It should be taken into account that an excess of lithium hydride leads to complications in the disposal of the residual reaction mass. In this regard, an important part of this invention is the use of an activator.
Активатор образует активный комплекс с гидридом лития, способный в среде малополярного растворителя замещать атом галогена на гидрид-ион. В отсутствие активатора реакция начинается лишь при высокой температуре (более 250°С) или в присутствии соединений алюминия, образующих с гидридом лития алюмогидриды. Активатор позволяет снизить температуру реакции до 60-100°С и исключить использование соединений алюминия, вызывающих образование побочных продуктов.The activator forms an active complex with lithium hydride, capable of replacing a halogen atom with a hydride ion in a medium of a low-polar solvent. In the absence of an activator, the reaction begins only at a high temperature (more than 250 ° C) or in the presence of aluminum compounds forming aluminum hydrides with lithium hydride. The activator allows you to reduce the reaction temperature to 60-100 ° C and to eliminate the use of aluminum compounds that cause the formation of by-products.
В качестве активатора в описываемом изобретении применяют соли тетракис(диэтиламидо)фосфония, лучше его бромиды и хлориды.As an activator in the described invention, tetrakis (diethylamido) phosphonium salts are used, preferably bromides and chlorides thereof.
Количество активатора в реакции составляет от 0,005 до 1 моль, лучше от 0,01 до 0,05 моль на каждый замещаемый атом галогена в исходном алкилхлорсилане.The amount of activator in the reaction is from 0.005 to 1 mol, preferably from 0.01 to 0.05 mol for each substituted halogen atom in the starting alkyl chlorosilane.
Использование малых концентраций активатора ведет к замедлению реакции и снижению выхода целевых продуктов, а увеличение его количества свыше 30 мол.% экономически нецелесообразно.The use of low concentrations of activator leads to a slowdown of the reaction and a decrease in the yield of target products, and an increase in its amount in excess of 30 mol% is not economically feasible.
Процесс проводится в присутствии растворителя. В качестве растворителя подходят любые жидкости, не взаимодействующие с гидрид-ионом, в частности неполярные апротонные жидкости. Обычно применяемые неполярные апротонные растворители - это ароматические углеводороды, например: бензол, толуол, ксилолы и их техническая смесь, этилбензол, мезитилен и т.д. Эти растворители могут применяться в смеси друг с другом. Также в эту категорию попадают алифатические и алициклические углеводороды.The process is carried out in the presence of a solvent. As a solvent, any liquids that do not interact with a hydride ion, in particular non-polar aprotic liquids, are suitable. Commonly used non-polar aprotic solvents are aromatic hydrocarbons, for example: benzene, toluene, xylenes and their technical mixture, ethylbenzene, mesitylene, etc. These solvents may be used in admixture with each other. Aliphatic and alicyclic hydrocarbons also fall into this category.
Растворители служат для улучшения перемешивания реакционной массы и для стабилизации теплового режима реакционной массы.Solvents serve to improve the mixing of the reaction mass and to stabilize the thermal regime of the reaction mass.
Апротонные растворители могут быть применимы в любом количестве, например от 50 до 500 массовых %, предпочтительнее от 100 до 250 массовых % по отношению к соединению, содержащему галоген, меняющийся на водород.Aprotic solvents can be used in any quantity, for example from 50 to 500 mass%, more preferably from 100 to 250 mass% with respect to a compound containing a halogen that is changed to hydrogen.
Следующие примеры иллюстрируют изобретение.The following examples illustrate the invention.
Общая часть примеровGeneral part of examples
Используемое оборудованиеEquipment used
Лабораторная установка получения алкилсиланов из алкилхлорсиланов состоит из реактора - четырехгорлой колбы объемом 150 мл, снабженной быстроходной мешалкой, термометром, капельной воронкой с сифоном для дозировки алкилхлорсилана и обратным холодильником. Для сбора продукта реакции на выходе обратного холодильника установлена низкотемпературная ловушка, охлаждаемая хладагентом до температуры минус 20 ÷ минус 30°С. На выходе низкотемпературной ловушки устанавливается барботер с толуолом. Для продувки системы аргон подается из баллона через дополнительный барботер с толуолом.The laboratory plant for the production of alkylsilanes from alkylchlorosilanes consists of a reactor - a 150 ml four-necked flask equipped with a high-speed stirrer, thermometer, dropping funnel with a siphon for dosing alkylchlorosilane and a reflux condenser. To collect the reaction product, a low-temperature trap is installed at the outlet of the reflux condenser, which is cooled by the refrigerant to a temperature of minus 20 ÷ minus 30 ° С. At the exit of the low-temperature trap, a toluene bubbler is installed. To purge the system, argon is supplied from the cylinder through an additional bubbler with toluene.
Укрупненный синтез проводили в реакторе емкостного типа объемом 40 дм3 из нержавеющей стали. Реактор снабжен: турбинной мешалкой с частотой вращения 200 об/мин, обратным теплообменником, который охлаждается тосолом, сифоном для дозировки алкилхлорсилана, рубашкой для обогрева и охлаждения, мановакууметром, термопарой, запорной арматурой для выгрузки жидких продуктов и подачи инертного газа, загрузочным люком для загрузки активатора, растворителя и суспензии гидрида лития в растворителе. Дозировку алкилсилана производили насосом-дозатором. Обогрев и охлаждение реактора производили водой с помощью водонагревателя и циркуляционного насоса.Enlarged synthesis was carried out in a capacitive type reactor with a volume of 40 dm 3 made of stainless steel. The reactor is equipped with: a turbine stirrer with a rotation speed of 200 rpm, a reverse heat exchanger, which is cooled with antifreeze, a siphon for dosing alkylchlorosilane, a jacket for heating and cooling, a vacuum gauge, a thermocouple, shutoff valves for unloading liquid products and supplying an inert gas, a loading hatch for loading activator, solvent and suspension of lithium hydride in a solvent. The dosage of alkylsilane was carried out by a metering pump. The reactor was heated and cooled with water using a water heater and a circulation pump.
Все стадии синтеза проводили только при продувке аргоном.All synthesis steps were carried out only with argon purge.
Проведение процессаProcess
В сухой реактор при перемешивании загружали суспензию гидрида лития в 1/5-1/2 части толуола, а затем - оставшуюся часть толуола и активатор. После этого реактор закрывали, проверяли на герметичность и при интенсивном перемешивании суспензию нагревали до 60-65°С. Затем начинали медленно дозировать алкилхлорсилан (10% от общего количества). Если реакция после дозировки 10% алкилхлорсилана не начиналась, реакционную смесь нагревали и выдерживали при температуре 75-85°С. После начала реакции продолжали дозировку алкилхлорсилана, поддерживая температуру синтеза в пределах 65-75°С. Полученный продукт конденсировали в сборнике при температуре минус 10 ÷ минус 30°С. После окончания дозировки проводили выдержку при температуре 75-100°С. По окончании синтеза полученный продукт из сборника выгружали в баллоны и анализировали на ГЖХ. Из кубового остатка синтеза выделяли соли хлорида лития, активатор, а также толуол и алкилхлорсилан, которые потом возвращали в рецикл.A suspension of lithium hydride in 1 / 5-1 / 2 parts of toluene was loaded into a dry reactor with stirring, and then the remaining part of toluene and an activator. After that, the reactor was closed, checked for leaks and with vigorous stirring, the suspension was heated to 60-65 ° C. Then, alkylchlorosilane (10% of the total) was slowly dosed. If the reaction after a dosage of 10% alkylchlorosilane did not start, the reaction mixture was heated and kept at a temperature of 75-85 ° C. After the start of the reaction, the dosage of alkylchlorosilane was continued, maintaining the synthesis temperature in the range of 65-75 ° C. The resulting product was condensed in the collector at a temperature of minus 10 ÷ minus 30 ° C. After dosing, exposure was carried out at a temperature of 75-100 ° C. At the end of the synthesis, the resulting product from the collection was unloaded into cylinders and analyzed for GLC. Lithium chloride salts, an activator, as well as toluene and alkylchlorosilane, which were then returned to recycling, were isolated from the bottom residue of the synthesis.
Пример 1. В колбу объемом 150 мл загружали 0,8 г гидрида лития (избыток 11%), 15 мл толуола и 0,8 г активатора - бромида тетракис(диэтилоамидо)фосфония. Смесь разогревали до 65-74°С и при этой температуре в течение 5 минут дозировали 9,8 г триметилхлорсилана. После чего реакционную массу выдерживали при температуре 80°С в течение 20 мин. В низкотемпературной ловушке было сконденсировано 5 г триметилсилана с содержанием основного вещества 77,3%. Выход триметилсилана в пересчете на гидрид лития составил 51,7%.Example 1. 0.8 g of lithium hydride (excess 11%), 15 ml of toluene and 0.8 g of tetrakis (diethylamido) phosphonium bromide activator were charged into a 150 ml flask. The mixture was heated to 65-74 ° C and 9.8 g of trimethylchlorosilane was dosed for 5 minutes at this temperature. Then the reaction mass was kept at a temperature of 80 ° C for 20 minutes In a low-temperature trap, 5 g of trimethylsilane with a basic substance content of 77.3% was condensed. The yield of trimethylsilane in terms of lithium hydride was 51.7%.
Пример 2. В колбу объемом 150 мл загружали 0,8 г гидрида лития (избыток 5,2%), 15 мл толуола и 0,8 г активатора - бромида тетракис(диэтилоамидо)фосфония. Смесь разогревали до 70-80°С и при этой температуре в течение 10 минут дозировали 10,4 г триметилхлорсилана. После чего реакционную массу выдерживали при температуре 80-95°С в течение 75 мин. В низкотемпературной ловушке было сконденсировано 6,1 г триметилсилана с содержанием основного вещества 89,8%. Выход триметилсилана в пересчете на гидрид лития составил 73,6%.Example 2. 0.8 g of lithium hydride (5.2% excess), 15 ml of toluene and 0.8 g of tetrakis (diethylamido) phosphonium bromide activator were charged into a 150 ml flask. The mixture was warmed to 70-80 ° C and 10.4 g of trimethylchlorosilane was dosed for 10 minutes at this temperature. After which the reaction mass was kept at a temperature of 80-95 ° C for 75 minutes 6.1 g of trimethylsilane with a basic substance content of 89.8% were condensed in a low temperature trap. The yield of trimethylsilane in terms of lithium hydride was 73.6%.
Пример 3. В колбу объемом 150 мл загружали 1,2 г гидрида лития (избыток 0,6%), 15 мл толуола и 1,1 г активатора - хлорида тетракис(диэтилоамидо)фосфония. Смесь разогревали до 76-97°С и при этой температуре в течение 5 минут дозировали 9,7 г диметилдихлорсилана. После чего реакционную массу выдерживали при температуре 83-97°С в течение 50 мин. В низкотемпературной ловушке было сконденсировано 3 г диметилсилана с содержанием основного вещества 90,0%. Выход диметилсилана в пересчете на гидрид лития составил 60,0%.Example 3. In a flask with a volume of 150 ml was charged 1.2 g of lithium hydride (excess 0.6%), 15 ml of toluene and 1.1 g of activator - tetrakis (diethylamido) phosphonium chloride. The mixture was heated to 76-97 ° C and 9.7 g of dimethyldichlorosilane was dosed for 5 minutes at this temperature. After which the reaction mass was kept at a temperature of 83-97 ° C for 50 minutes 3 g of dimethylsilane with a basic substance content of 90.0% was condensed in a low temperature trap. The yield of dimethylsilane in terms of lithium hydride was 60.0%.
Пример 4. В колбу объемом 150 мл загружали 2,8 г гидрида лития (избыток 1%), 45 мл толуола и 2,8 г активатора - бромида тетракис(диэтилоамидо)фосфония. Смесь разогревали до 78-85°С и при этой температуре в течение 15 минут дозировали 38,7 г триметилхлорсилана. После чего реакционную массу выдерживали при температуре 78-105°С в течение 20 мин. В низкотемпературной ловушке было сконденсировано 27 г триметилсилана с содержанием основного вещества 82,05%. Выход триметилсилана в пересчете на гидрид лития составил 84,5%.Example 4. 2.8 g of lithium hydride (excess 1%), 45 ml of toluene and 2.8 g of tetrakis (diethylamido) phosphonium bromide activator were charged into a 150 ml flask. The mixture was heated to 78-85 ° C and 38.7 g of trimethylchlorosilane was dosed for 15 minutes at this temperature. After which the reaction mass was kept at a temperature of 78-105 ° C for 20 minutes 27 g of trimethylsilane with a basic substance content of 82.05% were condensed in a low temperature trap. The yield of trimethylsilane in terms of lithium hydride was 84.5%.
Пример 5. В колбу объемом 1000 мл загружали 18,5 г гидрида лития (избыток 2%), 390 мл толуола и 18,5 г активатора - бромида тетракис(диэтилоамидо)фосфония. Смесь разогревали до 85-97°С и при этой температуре в течение 80 минут дозировали 259,4 г триметилхлорсилана. После чего реакционную массу выдерживали при температуре 86-102°С в течение 60 мин. В низкотемпературной ловушке было сконденсировано 148,7 г триметилсилана с содержанием основного вещества 94,2%. Выход триметилсилана в пересчете на гидрид лития составил 80,9%.Example 5. A 1000 ml flask was charged with 18.5 g of lithium hydride (2% excess), 390 ml of toluene and 18.5 g of tetrakis (diethylamido) phosphonium bromide activator. The mixture was warmed to 85-97 ° C and 259.4 g of trimethylchlorosilane was dosed for 80 minutes at this temperature. Then the reaction mass was kept at a temperature of 86-102 ° C for 60 minutes In a low-temperature trap, 148.7 g of trimethylsilane with a basic substance content of 94.2% were condensed. The yield of trimethylsilane in terms of lithium hydride was 80.9%.
Пример 6. В 40-литровый реактор из нержавеющей стали загружали 1134 г гидрида лития (избыток 1%), 16 л толуола и 1134 г активатора - бромида тетракис(диэтилоамидо)фосфония. Смесь разогревали до 68-75°С и при этой температуре в течение 12 часов дозировали 15,64 кг триметихлорсилана. После чего реакционную массу выдерживали при температуре 83°С в течение 3 часов. В сборнике было сконденсировано 9,32 кг триметилсилана с содержанием основного вещества 80,0%. Выход триметилсилана в пересчете на гидрид лития составил 71,1%.Example 6. In a 40-liter stainless steel reactor, 1134 g of lithium hydride (1% excess), 16 L of toluene and 1134 g of tetrakis (diethylamido) phosphonium bromide activator were charged. The mixture was warmed to 68-75 ° C and 15.64 kg of trimethichlorosilane was dosed for 12 hours at this temperature. Then the reaction mass was kept at a temperature of 83 ° C for 3 hours. 9.32 kg of trimethylsilane with a basic substance content of 80.0% were condensed in the collection. The yield of trimethylsilane in terms of lithium hydride was 71.1%.
Пример 7. В колбу объемом 200 мл загружали 4,0 г гидрида лития (без избытка), 71,4 мл толуола и 5 г активатора - бромида тетракис(диэтилоамидо)фосфония. Смесь разогревали до 60°С и при температуре 65-85°С, в течение 90 минут дозировали 28,9 г метил-дихлорсилана. После чего реакционную массу выдерживали при температуре 80-85°С в течение 30 мин. В низкотемпературной ловушке было сконденсировано 10,14 г метилсилана с содержанием основного вещества 95,7%. Выход метилсилана в пересчете на гидрид лития составил 84,4%.Example 7. In a 200 ml flask, 4.0 g of lithium hydride (without excess), 71.4 ml of toluene and 5 g of tetrakis (diethylamido) phosphonium bromide activator were charged. The mixture was heated to 60 ° C and at a temperature of 65-85 ° C, 28.9 g of methyl dichlorosilane was dosed over 90 minutes. After which the reaction mass was kept at a temperature of 80-85 ° C for 30 minutes. In a low-temperature trap, 10.14 g of methylsilane with a basic substance content of 95.7% was condensed. The yield of methylsilane in terms of lithium hydride was 84.4%.
Пример 8. В колбу объемом 200 мл загружали 4,0 г гидрида лития (без избытка), 71,4 мл толуола и 2 г активатора - бромида тетракис(диэтилоамидо)фосфония. Смесь разогревали до 60°С и при температуре 65-75°С в течение 90 минут дозировали 28,9 г метил-дихлорсилана. После чего реакционную массу выдерживали при температуре 80-85°С в течение 30 мин. В низкотемпературной ловушке было сконденсировано 7,19 г метилсилана с содержанием основного вещества 90,9%. Выход метилсилана в пересчете на гидрид лития составил 56,9%.Example 8. Into a 200 ml flask were charged 4.0 g of lithium hydride (without excess), 71.4 ml of toluene and 2 g of tetrakis (diethylamido) phosphonium bromide activator. The mixture was heated to 60 ° C and 28.9 g of methyl dichlorosilane were dosed for 90 minutes at a temperature of 65-75 ° C. After which the reaction mass was kept at a temperature of 80-85 ° C for 30 minutes. In the low-temperature trap, 7.19 g of methylsilane with a basic substance content of 90.9% was condensed. The yield of methylsilane in terms of lithium hydride was 56.9%.
Результаты экспериментов представлены в таблице 1.The experimental results are presented in table 1.
Claims (3)
SiHnR4-n, где
R - алифатический радикал CkH2k+1, при к=1-4, а n=1-3, заключающийся во взаимодействии алкилхлорсиланов общей формулы:
SiClnR4-n,
с гидридом лития в среде органического растворителя, отличающийся тем, что реакцию проводят в присутствии активатора - солей тетракис(диэтил-амидо)фосфония, лучше его бромида или хлорида, а в качестве органического растворителя используют ароматический углеводород.1. The method of producing alkylsilanes of the General formula:
SiH n R 4-n , where
R is the aliphatic radical C k H 2k + 1 , when k = 1-4, and n = 1-3, which consists in the interaction of alkylchlorosilanes of the general formula:
SiCl n R 4-n ,
with lithium hydride in an organic solvent medium, characterized in that the reaction is carried out in the presence of an activator - salts of tetrakis (diethylamido) phosphonium, preferably bromide or chloride, and an aromatic hydrocarbon is used as an organic solvent.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010119848/04A RU2436788C1 (en) | 2010-05-18 | 2010-05-18 | Method of producing alkyl silanes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010119848/04A RU2436788C1 (en) | 2010-05-18 | 2010-05-18 | Method of producing alkyl silanes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2436788C1 true RU2436788C1 (en) | 2011-12-20 |
Family
ID=45404326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010119848/04A RU2436788C1 (en) | 2010-05-18 | 2010-05-18 | Method of producing alkyl silanes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2436788C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019060487A1 (en) | 2017-09-20 | 2019-03-28 | Momentive Performance Materials Inc. | Integrated process for the manufacture of methylchlorohydridomonosilanes |
WO2019060485A1 (en) | 2017-09-20 | 2019-03-28 | Momentive Performance Materials Inc. | Process for the production of organohydridochlorosilanes |
-
2010
- 2010-05-18 RU RU2010119848/04A patent/RU2436788C1/en active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019060487A1 (en) | 2017-09-20 | 2019-03-28 | Momentive Performance Materials Inc. | Integrated process for the manufacture of methylchlorohydridomonosilanes |
WO2019060485A1 (en) | 2017-09-20 | 2019-03-28 | Momentive Performance Materials Inc. | Process for the production of organohydridochlorosilanes |
CN111108110A (en) * | 2017-09-20 | 2020-05-05 | 莫门蒂夫性能材料股份有限公司 | Production process of organic hydrogen chlorosilane |
US11008349B2 (en) * | 2017-09-20 | 2021-05-18 | Momentive Performance Materials Inc. | Process for the production of organohydridochlorosilanes |
US11518773B2 (en) | 2017-09-20 | 2022-12-06 | Momentive Performance Materials Inc. | Integrated process for the manufacture of methylchlorohydridomonosilanes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6046758B2 (en) | Organoaminosilane and process for producing the same | |
JP6991250B2 (en) | Triphenyl gelmilsilane and trichlorosilyl trichlorogerman for the production of germanium silicon layers, and methods for their production from trichlorosilyltriphenylgerman. | |
TW200412348A (en) | Process for the production and purification of Bis (tertiary-butylamino) silane | |
JPS62918B2 (en) | ||
JP2918999B2 (en) | Process for producing polyorgano-substituted silane and monoalkylated silane | |
JP2004521946A (en) | Method for preparing sulfur-containing organosiloxane compound | |
US20120165564A1 (en) | Method for preparing purified aminosilane | |
RU2436788C1 (en) | Method of producing alkyl silanes | |
JPH07101962A (en) | Alkenylchlorosilane and its preparation | |
EP0459499B1 (en) | Process for preparing silacycloalkanes | |
KR102577557B1 (en) | Method for producing halosilane compounds | |
JP2530391B2 (en) | Sterically shielded aminohydrocarbylsilanes and method of making | |
JP5836489B2 (en) | Method for producing trialkoxysilane | |
JP2007084497A (en) | Method for producing ketimine structure-containing alkoxysilane | |
EP2099809B1 (en) | Process for preparing organic silane compounds having beta-cyano ester group | |
JPH11236390A (en) | Production of alkoxyslane | |
JP5426033B2 (en) | Method for producing organosilane | |
JPH02256688A (en) | Preparation of organosilane | |
CN105683204B (en) | Organo-halogen-silane is mutually directly synthesized by whirlwind particulate slurry | |
Gilbert et al. | Alkylchlorosilanes. Reduction of Alkylchlorosilenes by Sodium Hydride and Hydrogen-Chlorine Interchange in Chlorosilanes | |
JPH0578374A (en) | Process for preparing alkylated silane | |
Storozhenko et al. | Continuous organomagnesium synthesis of organometallic compounds | |
JP5915493B2 (en) | Process for producing alkoxytrihalosilane | |
RU2320667C1 (en) | Method for preparing 3-chloropropylsilane | |
JPH11302290A (en) | Method for purifying alkylsilane |