CN101778854A - 用于将Si-H化合物转化成Si-卤素化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于将具有Si-H键的硅化合物(H)转化成具有Si-卤素键的硅化合物(C1)的方法，其中在气相中在存在γ-氧化铝的情况下使硅化合物(H)与卤化氢反应。
Description
技术领域
本发明涉及在气相中用卤化氢使Si-H化合物转化成Si-卤素化合物的方法。
背景技术
在制备卤硅烷或有机卤硅烷时，经常产生还包含具有Si-H的硅烷的混合物。该硅烷可以是所期望的，并且可以纯净的形式从混合物分离出。但也可以是非期望的，因此必须加以去除。用于分离硅烷混合物的最普通的方法是蒸馏。若现在含有Si-H的硅烷及一种或多种其他硅烷的沸点相当接近或者甚至形成共沸混合物，则蒸馏变得复杂且昂贵。
US 5,336,799A描述了在Pt或Pd催化剂上使含有Si-H的化合物通过与有机卤化物反应而转化成对应的有机硅烷。反应速度缓慢并且需要比较昂贵的有机卤化物。
EP 423 948A描述了在诸如Pd、Pt、Ni的金属催化剂上使含有Si-H的有机硅烷与卤化氢反应生成有机卤硅烷。催化剂昂贵并且由于缓慢氧化成为金属卤化物而发生催化剂的钝化。
US 5,302,736A描述了用于此目的的Ag或Au催化剂，但是反应进行得过于缓慢。
US 3,754,077A描述了在气相中在诸如活性炭、Al2O3或SiO2的固体催化剂上用卤化氢使具有一个或多个Si-H键的卤硅烷转化成四卤硅烷。该方法仅是针对不含有机基团的硅烷而开发的，并且需要200℃以上的温度。
发明内容
本发明的目的在于，提供用于将含有Si-H的硅烷转化成具有改变的沸点的硅烷的改进的方法。
本发明涉及用于将具有Si-H键的硅化合物(H)转化成具有Si-卤素键的硅化合物(Cl)的方法，其中在气相中在存在γ-氧化铝的情况下使硅化合物(H)与卤化氢反应。
该方法在相对低的温度下进行，并且适合于所有具有Si-H键的可蒸发的硅化合物(H)。γ-氧化铝催化剂具有非常长的工作寿命，并且非常容易操作。
具有Si-H键的硅化合物(H)优选为有机聚硅氧烷、有机聚硅烷，特别是单硅烷。
硅烷(H)优选具有通式1
RxSiH4-x (1)，
其中，
R代表可被卤素基团取代的单价C1-C18烃基，或卤素基团，及
x代表1、2或3的值。
C1-C18烃基R优选为苯基或C1-C6烷基、乙烯基或烯丙基，特别是甲基或乙基。R上的卤素取代基优选为氟、氯和溴，特别是氯。
卤素基团R优选为氟、氯和溴，特别是氯。
根据本发明的方法适用于对来自直接合成甲基氯硅烷，特别是含有作为副产物的硅化合物(H)尤其是EtHSiCl2以及可能的其他副产物的甲基氯硅烷的粗产品以及经预提纯的产品进行提纯。
硅化合物(H)在甲基氯硅烷中的浓度优选为10至5000ppm。
同样作为直接合成甲基氯硅烷的副产物产生的烃裂解成为更低沸点的烃。
所用的卤化氢优选为氯化氢或溴化氢，特别是氯化氢。
相对于每摩尔在硅化合物(H)中的氢，优选使用1.5至50摩尔，特别是3至10摩尔的卤化氢。
所用的γ-氧化铝作为粉末或者以成型体的形式使用。孔体积优选为至少80％。BET表面积优选为至少200m2/g，特别是至少300m2/g。
压力和温度可以在宽的范围内改变，并且优选与上游的塔的条件相匹配，该塔供应具有富集的硅化合物(H)尤其是EtHSiCl2的馏份。
根据本发明的方法优选在至少50℃，特别是至少80℃，并且优选最高190℃，特别是最高150℃的温度下实施。
根据本发明的方法优选在管式反应器中实施，其中混合物优选以蒸汽的形式输入。
前述式中的所有符号的含义均相互独立。
具体实施方式
在下面的实施例中，除非另有说明，所有的量和百分比数据均是基于重量，所有的压力均为0.10MPa(绝对)，而所有的温度均为20℃。
实施例：
在内径为50mm、长度为600mm且由热载体(热传导介质)加热的管式反应器中装入1L可商购的、孔体积为87％且BET表面积为244m2/g的γ-氧化铝压出型材。在110℃的热载体温度和1bar的过压(表压)下，引导含有360ppm的乙基二氯硅烷和1300ppm的C7-C8烃的600g/h甲基氯硅烷馏份与2L/h氯化氢一起经过催化剂。利用GC分析经浓缩的产品。其不含乙基二氯硅烷，而85％的C7-C8烃裂解成为丙烷和丁烷。
Claims (5)
1.用于将具有Si-H键的硅化合物(H)转化成具有Si-卤素键的硅化合物(Cl)的方法，其中在气相中在存在γ-氧化铝的情况下使硅化合物(H)与卤化氢反应。
2.根据权利要求1的方法，其中所述硅化合物(H)是通式1的硅烷
RxSiH4-x (1)，
其中，
R代表可被卤素基团取代的单价C1-C18烃基，或卤素基团，及
x代表1、2或3的值。
3.根据权利要求1或2的方法，其中所用的卤化氢是氯化氢。
4.根据权利要求1至3之一的方法，其中所述γ-氧化铝的BET表面积为至少200m2/g。
5.根据权利要求1至4之一的方法，其中所述温度为50℃至190℃。
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