CN102858785A - 有机卤代硅烷的制备 - Google Patents
有机卤代硅烷的制备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102858785A CN102858785A CN2011800198252A CN201180019825A CN102858785A CN 102858785 A CN102858785 A CN 102858785A CN 2011800198252 A CN2011800198252 A CN 2011800198252A CN 201180019825 A CN201180019825 A CN 201180019825A CN 102858785 A CN102858785 A CN 102858785A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- technique
- hydrogen
- halogen
- catalyzer
- halogenated silanes
- 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
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 63
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 43
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims abstract description 17
- 239000012433 hydrogen halide Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910000039 hydrogen halide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 68
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 claims description 55
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 150000002896 organic halogen compounds Chemical class 0.000 claims description 43
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 39
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 27
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 23
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 13
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 5
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 abstract description 4
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 abstract 3
- 125000000008 (C1-C10) alkyl group Chemical group 0.000 abstract 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 19
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 description 7
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 6
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 101150003085 Pdcl gene Proteins 0.000 description 5
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 5
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N dimethyldichlorosilane Chemical compound C[Si](C)(Cl)Cl LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 4
- SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N n-propyl chloride Chemical compound CCCCl SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- -1 methylcyclohexyl Chemical group 0.000 description 3
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003691 SiBr Inorganic materials 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 description 2
- GZUXJHMPEANEGY-UHFFFAOYSA-N bromomethane Chemical compound BrC GZUXJHMPEANEGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HRYZWHHZPQKTII-UHFFFAOYSA-N chloroethane Chemical compound CCCl HRYZWHHZPQKTII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- BYLOHCRAPOSXLY-UHFFFAOYSA-N dichloro(diethyl)silane Chemical compound CC[Si](Cl)(Cl)CC BYLOHCRAPOSXLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 125000002346 iodo group Chemical group I* 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 125000004493 2-methylbut-1-yl group Chemical group CC(C*)CC 0.000 description 1
- 125000003542 3-methylbutan-2-yl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AQNQQHJNRPDOQV-UHFFFAOYSA-N bromocyclohexane Chemical compound BrC1CCCCC1 AQNQQHJNRPDOQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RDHPKYGYEGBMSE-UHFFFAOYSA-N bromoethane Chemical compound CCBr RDHPKYGYEGBMSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N chloro(114C)methane Chemical compound [14CH3]Cl NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N chloro(methyl)silane Chemical compound C[SiH2]Cl YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical class Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 125000001995 cyclobutyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002704 decyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004177 diethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- AIHCVGFMFDEUMO-UHFFFAOYSA-N diiodosilane Chemical compound I[SiH2]I AIHCVGFMFDEUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N iodomethane Chemical compound IC INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940102396 methyl bromide Drugs 0.000 description 1
- 239000005055 methyl trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N methyltrichlorosilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)Cl JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UNFUYWDGSFDHCW-UHFFFAOYSA-N monochlorocyclohexane Chemical compound ClC1CCCCC1 UNFUYWDGSFDHCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001400 nonyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 125000003538 pentan-3-yl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011833 salt mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003548 sec-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- AIFMYMZGQVTROK-UHFFFAOYSA-N silicon tetrabromide Chemical compound Br[Si](Br)(Br)Br AIFMYMZGQVTROK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CFTHARXEQHJSEH-UHFFFAOYSA-N silicon tetraiodide Chemical compound I[Si](I)(I)I CFTHARXEQHJSEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- KBSUPJLTDMARAI-UHFFFAOYSA-N tribromo(methyl)silane Chemical compound C[Si](Br)(Br)Br KBSUPJLTDMARAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBOKZQNMFSHYNQ-UHFFFAOYSA-N tribromosilane Chemical compound Br[SiH](Br)Br IBOKZQNMFSHYNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOYFEXPFPVDYIS-UHFFFAOYSA-N trichloro(ethyl)silane Chemical compound CC[Si](Cl)(Cl)Cl ZOYFEXPFPVDYIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DOEHJNBEOVLHGL-UHFFFAOYSA-N trichloro(propyl)silane Chemical compound CCC[Si](Cl)(Cl)Cl DOEHJNBEOVLHGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- DNAPJAGHXMPFLD-UHFFFAOYSA-N triiodosilane Chemical compound I[SiH](I)I DNAPJAGHXMPFLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/12—Organo silicon halides
- C07F7/121—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20
- C07F7/122—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20 by reactions involving the formation of Si-C linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/12—Organo silicon halides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/12—Organo silicon halides
- C07F7/121—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20
- C07F7/125—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20 by reactions involving both Si-C and Si-halogen linkages, the Si-C and Si-halogen linkages can be to the same or to different Si atoms, e.g. redistribution reactions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
一种制备有机卤代硅烷的工艺，该工艺包括在从200至800℃的温度下，在有效地使卤代硅烷的卤素基团中的一个或多个能够被来自有机卤化物的R基团取代的足够量的催化剂的存在下，使氢、具有式HaSiX4-a(I)的卤代硅烷和具有式RX(II)的有机卤化物结合以形成有机卤代硅烷和卤化氢，其中R是C1-C10烷基或C4-C10环烷基，每个X独立地是卤素，且下标a是0、1或2，其中氢与卤代硅烷的体积比率是从1∶3至1∶0.001，且氢与有机卤化物的体积比率是从1∶1至1∶0.001，且其中在结合之前任选地将催化剂用氢或卤代硅烷处理。
Description
相关申请的交叉引用
无
发明领域
本发明涉及制备有机卤代硅烷的工艺，该工艺包括在催化剂的存在下使氢、卤代硅烷和有机卤化物结合以形成有机卤代硅烷和卤化氢。
发明背景
使有机卤代硅烷水解以产生各种各样聚有机硅氧烷，其被出售到许多不同的产业中。通常，商业上通过Mueller-Rochow直接方法来生产有机卤代硅烷，所述Mueller-Rochow直接方法包括在铜催化剂和多种任选的促进剂的存在下将有机卤化物在零价硅上方穿过以产生有机卤代硅烷的混合物。
制备零价硅的典型商业工艺包括在极高的温度下SiO2在电弧炉中进行的碳热还原。这些极端温度的产生需要大量的能量，这显著增加了生产零价硅的工艺的成本。因此，零价硅的使用也显著增加了生产有机卤代硅烷的成本。
除通过直接方法以外，有机卤代硅烷已通过在高温下将这些氯硅烷及卤代烷的蒸气在细碎的铝或锌上方穿过，通过四氯化硅和多种甲基氯硅烷的烷基化来生产。然而，这一工艺导致产生大量的氯化铝或氯化锌，其在工业规模上的处理是高成本的。
因此，对避免需要零价硅以及无需高成本处理副产物的生产有机卤代硅烷的更加经济的工艺存在需求。
发明简述
本发明涉及制备有机卤代硅烷的工艺，所述工艺包括在从200至800℃的温度下，在有效地使具有式HaSiX4-a(I)的卤代硅烷的卤素基团中的一个或多个能够被来自具有式RX(II)的有机卤化物的R基团取代的足够量的催化剂的存在下，使氢、所述卤代硅烷和所述有机卤化物结合，以形成有机卤代硅烷和卤化氢，其中R是C1-C10烷基或C4-C10环烷基，每个X独立地是卤素，且下标a是0、1或2，其中氢与卤代硅烷的体积比率是从1：3至1：0.001，且氢与有机卤化物的体积比率是从1：1至1：0.001，且其中在结合之前任选地将催化剂用所述氢或所述卤代硅烷处理。
本发明的方法由卤代硅烷生产有机卤代硅烷。因为卤代硅烷可利用比生产零价硅所需的能量少的能量来生产，所以本发明的工艺可以比利用零价硅的现有工艺更经济地生产有机卤代硅烷。而且，该工艺不产生需要高成本处理的大量的金属卤化物副产物。
本发明的工艺生产有机卤代硅烷，所述有机卤代硅烷可按照已知的工艺水解以产生聚有机硅氧烷。在许多产业和应用中发现了如此生产的聚有机硅氧烷的用途。
发明详述
一种制备有机卤代硅烷的工艺，该工艺包括：
在从200至800℃的温度下，在有效地使具有式HaSiX4-a(I)的卤代硅烷的卤素基团中的一个或多个能够被来自具有式RX(II)的有机卤化物的R基团取代的足够量的催化剂的存在下，使氢、所述卤代硅烷和所述有机卤化物结合以形成有机卤代硅烷和卤化氢，其中R是C1-C10烷基或C4-C10环烷基，每个X独立地是卤素，且下标a是0、1或2，其中氢与卤代硅烷的体积比率是从1∶3至1∶0.001，且氢与有机卤化物的体积比率是从1∶1至1∶0.001，且其中在结合之前任选地将催化剂用氢或卤代硅烷处理。
与卤代硅烷和有机卤化物结合的氢是氢气，H2。氢是本领域熟知的并且是市售的。
卤代硅烷具有式HaSiX4-a(I)，其中X是卤素，且下标a是0、1或2；可选择地是0或1；可选择地是0。卤素基团X是氟代、氯代、溴代或碘代，可选择地是氯代、溴代或碘代，可选择地是氯代。
卤代硅烷(I)的实例包括但不限于四氯硅烷、三氯硅烷(HSiCl3)、二氯硅烷(H2SiCl2)、四溴硅烷、三溴硅烷(HSiBr3)、二溴硅烷(H2SiBr2)、四碘硅烷、三碘硅烷(HSiI3)、二碘硅烷(H2SiI2)、四氟硅烷、三氟硅烷(HSiF3)、二氟硅烷(H2SiF2)。
本发明的制备卤代硅烷的工艺是本领域中已知的。这些化合物中的许多是市售的。
有机卤化物具有式RX(II)，其中R是C1-C10烷基或C4-C10环烷基，且X如以上对卤代硅烷所定义并且可以与卤代硅烷相同或不同。
由式(II)中的R表示的烷基通常具有从1至10个碳原子，可选择地具有从1至6个碳原子，可选择地具有从1至4个碳原子。由式(II)中的R表示的环烷基通常具有从4至10个碳原子；可选择地具有从6至8个碳原子。含有至少三个碳原子的烷基可具有支链的或无支链的结构。烷基的实例包括但不限于，甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1，1-二甲基乙基、戊基、1-甲基丁基、1-乙基丙基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1，2-二甲基丙基、2，2-二甲基丙基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基。环烷基的实例包括但不限于，环丁基、环戊基、环己基和甲基环己基。
有机卤化物的实例包括但不限于，氯代甲烷、溴代甲烷、碘代甲烷、氯代乙烷、溴代乙烷、碘代乙烷、氯代环丁烷、溴代环丁烷、氯代环己烷和溴代环己烷。
本发明的制备有机卤化物的工艺是本领域中已知的；这些化合物中的许多是市售的。
催化剂有效地使卤代硅烷的卤素基团中的一个或多个能够被来自有机卤化物的R基团取代。如本文所用的，“有效地使卤代硅烷的卤素基团中的一个或多个能够被来自有机卤化物的R基团取代的催化剂”是指如下的催化剂，如果所述催化剂存在，则当根据本发明使氢、卤代硅烷和有机卤化物结合时，将导致通过使R基团(即，烷基或环烷基)能够从有机卤化物转移到卤代硅烷并从卤代硅烷中除去卤素基团而形成如以下所描述的有机卤代硅烷。如本文所用的，可交换地使用“催化剂”和“有效地使卤代硅烷的卤素基团中的一个或多个能够被来自有机卤化物的R基团取代的催化剂”。
催化剂是来自元素周期表的第IB族或第VIIIB族，即铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、钯、铂、铜或金的至少一种金属或含有所述至少一种金属的化合物；可选择地，催化剂包括选自铁、钌、锇、钴、镍、钯、铂、铜和金中的至少一种金属或含有所述至少一种金属的金属化合物；可选择地，催化剂是选自钯和铜、钯和金、钯和钴、钯和镍、铜和镍、铜和钴、铜和金以及镍和钴中的至少两种金属或含有所述至少两种金属的一种或多种化合物。
催化剂可以是负载型的或无载体的。如本文所用的，“负载型”表示如上所述的金属或金属的化合物分散遍及载体的表面或者分散在载体的孔中。载体包括但不限于，铝、钛、锆和硅的氧化物。载体还包括但不限于，活性炭、碳纳米管、富勒烯，以及碳的其它同素异形体。
本发明的负载型催化剂通常包括基于金属和载体的重量的从0.1至小于100％(w/w)的以上描述的金属或金属的化合物，可选择地从0.1至50％(w/w)的以上描述的金属或金属的化合物，可选择地从0.1至25％(w/w)的以上描述的金属；可选择地1至25％(w/w)的以上描述的金属。
催化剂可具有多种物理形式，包括但不限于团块、颗粒、薄片和粉末。
无载体催化剂的实例包括但不限于铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、钯、铂、铜、金、钯和铜、钯和金、钯和钴、钯和镍、铜和镍、铜和钴、铜和金、镍和钴，以及这些金属的盐，诸如PdCl2或者PdCl2和CuCl2。载体金属催化剂的实例包括在活性炭载体上基于金属和载体的重量的10至25％(w/w)的以上描述的无载体催化剂。
无载体金属催化剂和载体金属催化剂可通过本领域中已知的工艺来制备。例如，为了制备无载体催化剂，可购买合适的金属且然后研磨成期望的粒度并与催化剂的任何其它金属混合，或者一种金属可通过沉积于另一种金属上的第一金属的盐的还原而被还原在另一种金属上(例如，CuCl2可被沉积在Pd黑上，然后在500℃下用氢还原以形成在钯上的铜催化剂)。
载体金属催化剂可通过以下来制备：在溶剂诸如水或酸中制备任一种或多种金属盐的混合物，将该混合物应用于载体，并且，任选地将载体表面上的金属盐还原。例如，可将和PdCl2和CuCl2溶解于盐酸中并将其与活性炭混合。然后，可除去过量的金属盐溶液，并干燥活性炭-金属盐混合物。然后，通常可在约500℃下用氢还原活性炭上的金属盐以得到负载型催化剂。本领域的技术人员将理解，还可进行盐的加入、还原及多步加入以及后续的还原的顺序以制备负载型催化剂。此外，金属盐无需溶解于溶剂中。溶剂的作用是将盐沉积到载体上，且然后能够通过常用的方法诸如蒸发而除去。在以下实施例部分中也详细地描述了制备载体金属催化剂的方法。这些催化剂中的一些也是市售的。
在一个实施方案中，本发明的工艺不包括反应性金属诸如铝或锌，当例如氯代甲烷和四氯硅烷组合存在时，所述反应性金属形成金属卤化物。
反应器可以是适合于使气体和固体结合的任何反应器。反应器的构型可以是填充床、搅拌床、振动床或流化床。为了促进反应，反应器应具有用于控制反应区的温度的装置。
在催化剂的存在下使氢、卤代硅烷和有机卤化物结合的温度通常是从200至800℃；可选择地从300至600℃；可选择地从350至550℃。
在200至500℃的温度下在催化剂的存在下使氢、卤代硅烷、有机卤化物结合的压力通常是从0至2000千帕表压(kPag)；可选择地从100至2000kPag；可选择地从100至1000kPag；可选择地从100至800kPag。
该工艺通常是连续工艺，尽管还设想非连续工艺。如本文所用的，“连续工艺”是其中氢、卤代硅烷和有机卤化物连续地进入容纳催化剂的反应器并且以下描述的有机卤代硅烷和卤化氢不断地离开反应器的工艺。连续工艺通常进行直至催化剂活性降到预定限度以下。
通常，通过向反应器装载催化剂，然后向容纳催化剂的反应器连续地供应氢、卤代硅烷和有机卤化物而使氢、卤代硅烷和有机卤化物在催化剂的存在下进行结合。通常将氢、卤代硅烷和有机卤化物同时供应到反应器；然而，还设想其它结合方法诸如通过单独脉冲(separate pulse)结合的方法。
通常以一定的流速将氢、卤代硅烷和有机卤化物供应到反应器以在反应器中提供如下所述的足够的接触时间。如本文所用的，“流速”表示体积流速(例如，标准立方厘米每分钟(sccm))。可利用质量流量控制器以及容纳液体卤代硅烷或有机卤化物的起泡器(氢通过起泡器起泡)来控制流速。可以可选择地通过使用本领域中已知的独立控制的流量调节和测量装置来控制氢、卤代硅烷和有机卤化物的流速。流速通常是变化的以控制特定反应器体积的接触时间。
如本文所用的，“接触时间”表示氢、卤代硅烷和有机卤化物在反应器中的停留时间(即，一个反应器体积的气体穿过装载有催化剂的反应器的时间)。足够的接触时间通常是使氢、卤代硅烷和有机卤化物反应以形成以下描述的有机卤代硅烷的充足的时间。例如，在200至800℃的温度下足够的接触时间通常是从0.1至100秒钟(s)；可选择地从0.1至10s；可选择地从2至10s。接触时间通常通过改变流速来控制。
在约25.15℃的温度下和在101.325kPag的压力下本发明的工艺中所结合的氢与卤代硅烷的体积比率是从1∶3至1∶0.001；可选择地从1∶2至1∶0.001；可选择地从1∶0.8至1∶0.004；可选择地从1∶0.4至1∶0.01。氢与卤代硅烷的比率是体积比率(即，v/v)并且在标准温度和压力下计算。例如，在连续工艺中，体积比率是在标准温度和压力下计算的体积流速的比率。
在25.15℃的温度下和在101.325kPa的压力下本发明的工艺中所结合的氢与有机卤化物的体积比率是从1∶10至1∶0.001；可选择地从1∶1至1∶0.01；可选择地从1∶0.8至1∶0.05；可选择地从1∶0.25至1∶0.05。氢与有机卤化物的比率是体积比率(即，v/v)并且在标准温度和压力下计算。例如，在连续工艺中，体积比率是如在标准温度和压力下计算的体积流速的比率。
催化剂是足够量的。如本文所用的，“足够量”的催化剂是当在催化剂的存在下使氢、卤代硅烷和有机卤化物结合时能够形成以下描述的有机卤代硅烷的充足的催化剂。例如，足够量的催化剂是至少0.01mg催化剂/cm3反应器体积；可选择地是至少0.5mg催化剂/cm3反应器体积；可选择地是从1至10000mg催化剂/cm3反应器体积。
如果有机卤化物或卤代硅烷在标准温度和压力下或标准温度和压力以下是液体，则生产有机卤代硅烷的工艺还可包括通过已知方法预热和气化有机卤化物或卤代硅烷。可选择地，该工艺还可包括在反应器中在催化剂的存在下在结合之前使氢起泡通过液体有机卤化物或卤代硅烷以使液体蒸发。
该工艺还可包括在根据本发明的结合之前在高至700℃，可选择地高至600℃，可选择地从280至525℃的温度下在惰性气氛中预热催化剂。
该工艺还可包括在根据本发明与有机卤化物结合之前在高至700℃，可选择地高至600℃，可选择地从280至525℃的温度下用氢或卤代硅烷预处理催化剂以除去氧气。催化剂的预处理可通过在所描述的温度下向容纳催化剂的反应器中供给氢或卤代硅烷来实现。用氢或卤代硅烷预处理催化剂还包括用氢和卤代硅烷一起预处理催化剂。
该工艺还可包括回收所产生的有机卤代硅烷。有机卤代硅烷可通过例如从反应器中移除气态的有机卤代硅烷随后冷凝来回收。所产生的有机卤代硅烷可通过蒸馏来分离。
通过以上所描述和示例的制备有机卤代硅烷的工艺产生的有机卤代硅烷具有式RbHcSiX4-b-c，其中R和X是如以上对有机卤化物所定义和示例的；下标b是1、2或3，可选择地b是1或2；下标c是0、1或2，可选择地是0或1；可选择地是0；且b+c的总和是1、2或3。
根据本工艺制备的有机卤代硅烷的实例包括但不限于，二甲基二氯硅烷(即(CH3)2SiCl2)、二甲基二溴硅烷、二乙基二氯硅烷、二乙基二溴硅烷、甲基三氯硅烷(即，CH3SiCl3)、甲基三溴硅烷(即，CH3SiBr3)，以及甲基二氯硅烷(CH3(H)SiCl2)。
根据本工艺产生的卤化氢具有式HX，其中X是如以上对卤代硅烷和有机卤化物所定义的。卤化氢可通过冷凝、蒸馏或其它方法与有机卤代硅烷分离并收集或供应到其它化学工艺。
本发明的方法由卤代硅烷生产有机卤代硅烷。因为该工艺由非零价硅生产卤代硅烷，所以本发明的工艺可以比利用零价硅的现有工艺更经济地生产有机卤代硅烷。而且，本发明的工艺不产生需要高成本处理的金属卤化物副产物。
本发明的工艺生产有机卤代硅烷，所述有机卤代硅烷可按照已知的工艺被水解以产生聚有机硅氧烷。在许多产业和应用中发现了如此生产的聚有机硅氧烷的用途。
实施例
提供了以下的实施例以更好地阐述本发明的工艺，但不认为是限制本发明，其被描述在所附的权利要求中。除非另有说明，否则在实施例中所报告的所有份和百分数都是按重量计的。以下表描述了实施例中使用的缩写：
表1.实施例中使用的缩写的列表
| 缩写 | 词 |
| g | 克 |
| Me | 甲基 |
| Et | 乙基 |
| Pr | 正丙基 |
| wt | 重量 |
| ％ | 百分数 |
| mol | 摩尔 |
| s | 秒钟 |
| min | 分钟 |
| hr | 小时 |
| T或Temp. | 温度 |
| ℃ | 摄氏度 |
| K | 开氏度 |
| NA | 不适用 |
| mL | 毫升 |
| uL | 微升 |
| psig | 磅每平方英寸表压 |
| kPag | 千帕斯卡表压 |
| sccm | 标准立方厘米每分钟 |
| H2：MeCl流量比率 | 在标准温度和压力下氢与MeCl体积流速的比率 |
| H2：SiCl4流量比率 | 在标准温度和压力下氢与SiCl4体积流速的比率 |
| 标准温度和压力 | 298.15K和101.325kPag |
以下是实施例中使用的方法和材料的描述。
通过将金属的卤化物诸如PdCl2和CuCl2溶解在浓盐酸中来制备催化剂。在一些情况下，向溶液中加入额外的水以确保金属卤化物完全溶解。将制备的溶液加到称量量的活性炭颗粒中。将混合物放置在真空下，持续20分钟。消除真空后，将过量的液体从活性炭颗粒中倾出。接着，将颗粒吸干并在烘箱中在150℃干燥过夜。干燥后，称量颗粒，并且通过差值来确定颗粒上金属的重量。然后将颗粒放入管式反应器中，并用氢吹扫反应器。接着，在500℃下在氢流下还原催化剂2小时。然后，在引入氯代甲烷并开始反应之前通常通过将催化剂暴露于H2和SiCl4达1至5小时来活化催化剂。
反应装置在流动反应器中包括4.8mm内径的石英玻璃管。利用Lindberg/Blue Minimite 2.54cm的管式炉来加热反应器。Omega FMA 5500质量流量控制器用于控制气体流速。不锈钢SiCl4起泡器用于将SiCl4引入H2气流中。根据利用熟知的热力学原理的计算通过改变起泡器中SiCl4的温度来调整H2气流中的SiCl4的量。反应器流出物从Vici通过致动的6通阀。
利用具有两个并联的30m SPB-Octyl柱(Supelco，250μm内径，0.25μm厚度的分离相涂层)的Agilent Technologies 7890A气相色谱-质谱分析仪(GC-MS)来分析反应产物。GC配置有两个并联的柱，使得样品能够从相同的注射口注入每个柱中。一个柱被连接到质谱检测器Agilent 7895C以确定样品中的组分，且另一个柱被连接到热导检测器(TCD)以定量组分。通过Agilent LTM模块加热GC-MS的柱。GC-MS被设置为与离开反应器管的材料成一直线，并且采集的样品立即经由具有恒定100μL回路的6通阀进行测试。这种配置提供改变待确定的反应条件而同时继续反应的效果。
用于制备在实施例中使用的催化剂的活性炭和金属卤化物化合物诸如PdCl2(99.9+)、CuCl2·2H2O(99.9+)从Sigma Aldrich(St.Louis，MO)购买。可获得用于制备催化剂的包括大于99.9％化学纯度或最高纯度的所有金属卤化物。
在标准温度和压力下利用氢、SiCl4和氯代甲烷的体积流速来确定流速比率。
实施例1
根据以上描述的方法制备负载型催化剂。负载型催化剂包括在活性炭上的17％的钯和1.18％的铜。在500℃下，以100sccm的氢流速、1∶2.49的氢与SiCl4的流量比率，且在大气压下用氢和SiCl4处理催化剂1小时。1小时后，在以下表中不同的条件下，将氯代甲烷引入具有氢和四氯化硅的反应管中。每10分钟改变条件，并在10分钟后在具体反应条件下将样品取出用于GC测试。这一实施例说明了改变温度、流速比率和接触时间如何影响至MeSiCl3的转化率。条件和分析结果列于以下表中。
实施例2-40
在根据以上描述的程序制备的多种无载体金属催化剂和载体金属催化剂的存在下以不同的温度、气流比率和接触时间使氢、氯代甲烷和四氯化硅结合。活性炭是实施例2-10、12-25、27、29和31-40中使用的载体。实施例11、26、28和30不含有催化剂载体。结果、反应条件、气流比率以及催化剂的描述列于以下表中。
表3.示例性的催化剂、反应条件以及SiCl4至MeSiCl3的转化率的概要。
*不存在活性炭。
实施例41
通过将0.0123g CuCl2·2H2O溶解于10mL去离子水中来制备0.53％的Cu在Pd黑上的无载体双金属催化剂。将该溶液(1.03mL)加到0.1077g的高表面积Pd黑(Sigma-Aldrich)中。在抽真空20分钟以将溶液注入Pd黑的孔中以及使颗粒沉降之后，除去0.56mL的溶液，留下与Pd黑混合的0.47mL的CuCl2·2H2O溶液。将溶液在50℃下真空干燥2小时。所制备的催化剂含有在Pd黑上按重量计0.20％Cu金属含量。接着，将催化剂立即放入管式反应器中，且然后用H2吹扫并在500℃下在100sccm的氢流下还原2小时。然后在550℃下将催化剂暴露于H2和SiCl4达1小时。然后通过将H2、SiCl4和MeCl引入反应器中来开始反应。如以上所描述的，取出样品并进行测试。以550℃、0psig、1∶0.05的H2与MeCl的流速比率、1：0.42的H2与SiCl4的流速比率，以及约0.4秒钟的接触时间，反应产生基于SiCl4流量的约4％的Me2SiCl2，以及基于SiCl4流量的2.14％的MeSiCl3。
实施例42
在流动反应器中，将如以上所描述而制备的约0.5g的在活性炭上13.2％Pd和0.92％Cu的催化剂装载到如以上所描述的反应器管中。在500℃下通过使氢和SiCl4流动通过催化剂1小时来活化催化剂，且然后通过使H2、SiCl4和1-氯丙烷流入反应器中来开始反应。通过使氢起泡通过容纳液体1-氯丙烷和SiCl4的起泡器来将1-氯丙烷和SiCl4加到氢流中。如以上所描述的，从反应器中取出样品并通过GC-MS进行分析。在改变反应温度、氢的流速以及SiCl4/1-氯丙烷起泡器温度的同时进行该反应。在大气压下进行催化剂活化以及反应。这一实施例说明了本发明的工艺可用于由四氯硅烷制备丙基三氯硅烷。在测试的不同条件下的结果列于以下表中。
表4.SiCl4至n-PrSiCl3的转化率对在活性炭上13.2％Pd和0.92％Cu的催化剂的反应条件。
实施例43
在流动反应器中，将如以上所描述而制备的约0.5g的包括在活性炭上18.8wt％Pd和2.0wt％Cu的负载型催化剂装载到如以上所描述的反应器管中。使催化剂活化，且然后在适当的条件下通过使H2、SiCl4和氯乙烷流入反应器中来开始反应。如以上所描述的，取出样品并通过GC-MS进行分析。在改变反应温度、氢的流速、氯乙烷的流速、SiCl4起泡器温度和压力的同时进行该反应。在大气压下进行催化剂活化。这一实施例说明了本发明的工艺可用于由四氯硅烷制备乙基三氯硅烷以及改变压力、温度和流量比率的作用。在不同条件下的结果列于以下表中。
表5.SiCl4至EtSiCl3的转化率对在活性炭上18.8％Pd和2.0％Cu的催化剂的反应条件。
Claims (14)
1.一种制备有机卤代硅烷的工艺，所述工艺包括：
在从200至800℃的温度下，在足以有效地使具有式HaSiX4-a(I)的卤代硅烷的卤素基团中的一个或多个能够被来自具有式RX(II)的有机卤化物的R基团取代的量的催化剂的存在下，使氢、所述卤代硅烷和所述有机卤化物结合，以形成有机卤代硅烷和卤化氢，其中R是C1-C10烷基或C4-C10环烷基，每个X独立地是卤素，且下标a是0、1或2，其中氢与卤代硅烷的体积比率是从1∶3至1∶0.001，且氢与有机卤化物的体积比率是从1∶10至1∶0.001，且其中在所述结合之前任选地将所述催化剂用所述氢或所述卤代硅烷处理。
2.如权利要求1所述的工艺，其中所述有机卤代硅烷具有式RbHcSiX4-b-c，其中下标b是1、2或3，下标c是0、1或2，且b+c是0、1、2或3。
3.如权利要求2所述的工艺，其中下标b是1或2，且下标c是0。
4.如权利要求1所述的工艺，其中R是甲基，X是氯代，且a是0。
5.如权利要求1-4中任一项所述的工艺，还包括回收所述有机卤代硅烷。
6.如权利要求1-5中任一项所述的工艺，其中所述温度是从350至550℃。
7.如权利要求1-6中任一项所述的工艺，其中有效地使所述有机卤化物的R基团能够与所述卤代硅烷的卤素基团交换的所述催化剂是选自铁、钌、锇、钴、镍、钯、铂、铜和金中的至少一种金属。
8.如权利要求7所述的工艺，其中所述催化剂是负载型催化剂，且其中载体是活性炭。
9.如权利要求1-6中任一项所述的工艺，其中有效地使所述有机卤化物的R基团能够与所述卤代硅烷的卤素基团交换的所述催化剂是选自钯和铜、钯和金、钯和钴、钯和镍、铜和镍、铜和钴、铜和金以及镍和钴中的至少两种金属。
10.如权利要求9所述的工艺，其中所述催化剂是负载型催化剂，且其中载体是活性炭。
11.如权利要求1所述的工艺，其中氢与卤代硅烷的比率是从1∶0.8至1∶0.004，且氢与有机卤化物的比率是从1∶1至1∶0.01。
12.如权利要求1所述的工艺，其中所述工艺是连续工艺，且其中所述氢、所述卤代硅烷以及有机卤化物具有在0.1和100秒钟之间的接触时间。
13.如权利要求1所述的工艺，其中所述R是甲基，X是氯代，a是0，所述催化剂是沉积在钯黑上的铜，且所述有机卤代硅烷具有式RbHcSiX4-b-c，其中下标b是2，且下标c是0。
14.如权利要求1所述的工艺，其中R是甲基，X是氯代，a是0，所述催化剂是钯和铜，所述催化剂在活性炭载体上，且所述有机卤代硅烷具有式RbHcSiX4-b-c，其中下标b是1，且下标c是0。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US34924510P | 2010-05-28 | 2010-05-28 | |
| US61/349,245 | 2010-05-28 | ||
| PCT/US2011/031356 WO2011149593A1 (en) | 2010-05-28 | 2011-04-06 | Preparation of organohalosilanes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102858785A true CN102858785A (zh) | 2013-01-02 |
Family
ID=44065268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011800198252A Pending CN102858785A (zh) | 2010-05-28 | 2011-04-06 | 有机卤代硅烷的制备 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8722915B2 (zh) |
| EP (1) | EP2576572A1 (zh) |
| JP (1) | JP2013527203A (zh) |
| KR (1) | KR20130079350A (zh) |
| CN (1) | CN102858785A (zh) |
| WO (1) | WO2011149593A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2780347B1 (en) * | 2011-11-17 | 2015-08-12 | Dow Corning Corporation | A method for preparing a diorganodihalosilane |
| WO2014028417A1 (en) * | 2012-08-13 | 2014-02-20 | Dow Corning Corporation | Method of preparing an organohalosilane by reacting hydrogen, halosilane and organohalide in a two step process on a copper catalyst |
| WO2014099125A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | Dow Corning Corporation | Method for preparing a diorganodihalosilane |
| WO2014149215A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Dow Corning Corporation | Method for preparing a halosilane |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4946980A (en) * | 1988-10-17 | 1990-08-07 | Dow Corning Corporation | Preparation of organosilanes |
| US5646326A (en) * | 1994-12-01 | 1997-07-08 | Huels Aktiengesellschaft | Alkylhydrogenchlorosilanes, process for their preparation and their use |
Family Cites Families (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE473151A (zh) | 1945-03-15 | |||
| US2888476A (en) | 1956-08-01 | 1959-05-26 | Du Pont | Preparation of long-chain alkylhalosilanes |
| US3057686A (en) | 1957-08-01 | 1962-10-09 | Du Pont | Process for preparing silanes |
| JPS5747917B2 (zh) | 1974-08-20 | 1982-10-13 | ||
| US4314908A (en) * | 1979-10-24 | 1982-02-09 | Union Carbide Corporation | Preparation of reaction mass for the production of methylchlorosilane |
| DE3024319C2 (de) | 1980-06-27 | 1983-07-21 | Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen | Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Trichlorsilan |
| FR2530638A1 (fr) | 1982-07-26 | 1984-01-27 | Rhone Poulenc Spec Chim | Procede de preparation d'un melange a base de trichlorosilane utilisable pour la preparation de silicium de haute purete |
| US4526769A (en) | 1983-07-18 | 1985-07-02 | Motorola, Inc. | Trichlorosilane production process |
| US4864044A (en) * | 1985-02-15 | 1989-09-05 | Union Carbide Corporation | Tin containing activated silicon for the direct reaction |
| US4602101A (en) * | 1985-11-12 | 1986-07-22 | Dow Corning Corporation | Method of manufacturing alkylhalosilanes |
| US4973725A (en) * | 1988-06-28 | 1990-11-27 | Union Carbide Chemicals And Plastics Company Inc. | Direct synthesis process for organohalohydrosilanes |
| CA1336607C (en) * | 1988-10-17 | 1995-08-08 | Roland L. Halm | Preparation of organosilanes |
| US4888435A (en) | 1989-06-22 | 1989-12-19 | Dow Corning Corporation | Integrated process for alkylation and redistribution of halosilanes |
| DE4041644A1 (de) | 1990-12-22 | 1992-06-25 | Nuenchritz Chemie Gmbh | Verfahren zur reduktiven umwandlung von siliciumtetrachlorid in trichlorsilan |
| TW232751B (en) | 1992-10-09 | 1994-10-21 | Semiconductor Energy Res Co Ltd | Semiconductor device and method for forming the same |
| DE19654154A1 (de) | 1995-12-25 | 1997-06-26 | Tokuyama Corp | Verfahren zur Herstellung von Trichlorsilan |
| FR2766492B1 (fr) * | 1997-07-24 | 1999-10-22 | Rhodia Chimie Sa | Procede de preparation de polyorganosiloxanes par hydrolyse d'organohalosilanes |
| US7223879B2 (en) | 1998-07-10 | 2007-05-29 | Massachusetts Institute Of Technology | Ligands for metals and improved metal-catalyzed processes based thereon |
| US6156380A (en) | 1998-10-05 | 2000-12-05 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for preparing contact mass for organohalosilane synthesis |
| US6576588B2 (en) * | 2000-04-07 | 2003-06-10 | Catalytic Distillation Technologies | Process for selective hydrogenation of alkynes and catalyst therefor |
| DE10044796A1 (de) | 2000-09-11 | 2002-04-04 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von Chlorsilanen |
| DE10061682A1 (de) | 2000-12-11 | 2002-07-04 | Solarworld Ag | Verfahren zur Herstellung von Reinstsilicium |
| US7381711B2 (en) | 2002-08-06 | 2008-06-03 | Loma Linda University | Substances for preventing and treating autoimmune diseases |
| US7716590B1 (en) | 2002-10-28 | 2010-05-11 | Oracle International Corporation | Method and apparatus for dynamically updating a secondary form element based on a selection in a primary form element |
| DE602004028030D1 (de) | 2003-09-19 | 2010-08-19 | Stanford Res Inst Int | Verfahren und vorrichtungen zur herstellung von metallischen zusammensetzungen durch reduktion von metallhalogeniden |
| JP4841954B2 (ja) | 2003-11-28 | 2011-12-21 | 北興化学工業株式会社 | ホスホニウムボレート化合物の製造方法、新規なホスホニウムボレート化合物およびその使用方法 |
| JP2005292324A (ja) | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Canon Inc | 画像形成装置のクリーニング装置 |
| WO2006081384A2 (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-03 | The Regents Of The University Of California | Heterogeneous copper catalysts |
| DE102005046703A1 (de) | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Wacker Chemie Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Hydrierung von Chlorsilanen |
| EP2039669A1 (en) | 2007-09-19 | 2009-03-25 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Use of a mixture of an ordered intermetallic compound and an inert material as a catalyst and corresponding hydrogenation processes |
| JP2009111202A (ja) | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Panasonic Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| DE102011005647A1 (de) | 2011-03-16 | 2012-10-04 | Evonik Degussa Gmbh | Verbundverfahren zur Umstetzung von STC-haltigen und OCS-haltigen Nebenströmen zu wasserstoffhaltigen Chlorsilanen |
-
2011
- 2011-04-06 WO PCT/US2011/031356 patent/WO2011149593A1/en active Application Filing
- 2011-04-06 US US13/637,446 patent/US8722915B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-04-06 JP JP2013512622A patent/JP2013527203A/ja not_active Ceased
- 2011-04-06 KR KR1020127027349A patent/KR20130079350A/ko not_active Application Discontinuation
- 2011-04-06 EP EP11715635.6A patent/EP2576572A1/en not_active Withdrawn
- 2011-04-06 CN CN2011800198252A patent/CN102858785A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4946980A (en) * | 1988-10-17 | 1990-08-07 | Dow Corning Corporation | Preparation of organosilanes |
| US5646326A (en) * | 1994-12-01 | 1997-07-08 | Huels Aktiengesellschaft | Alkylhydrogenchlorosilanes, process for their preparation and their use |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| C EABORN ET AL.: "Further studies on reactions of organic halides with disilanes catalysed by transition metal complexes", 《JOURNAL OF ORGANOMETALLIC CHEMISTRY》, vol. 225, no. 1, 1 February 1982 (1982-02-01), pages 331 - 341, XP000673380, DOI: doi:10.1016/S0022-328X(00)86833-3 * |
| 谭军等: "甲基三氯硅烷歧化、转化综合利用研究进展", 《科技通报》, vol. 22, no. 2, 15 March 2006 (2006-03-15), pages 200 - 205 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011149593A1 (en) | 2011-12-01 |
| US8722915B2 (en) | 2014-05-13 |
| JP2013527203A (ja) | 2013-06-27 |
| EP2576572A1 (en) | 2013-04-10 |
| US20130060060A1 (en) | 2013-03-07 |
| KR20130079350A (ko) | 2013-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102844322B (zh) | 制备二有机二卤代硅烷的方法 | |
| US9296765B2 (en) | Method of preparing an organohalosilane | |
| US8765090B2 (en) | Method for preparing a trihalosilane | |
| US9422316B2 (en) | Method of preparing halogenated silahydrocarbylenes | |
| CN102858785A (zh) | 有机卤代硅烷的制备 | |
| JP6040254B2 (ja) | ジオルガノジハロシランの調製方法 | |
| KR20130132844A (ko) | 다이오가노다이할로실란을 제조하는 방법 | |
| CN103261207B (zh) | 制备三卤代硅烷的方法 | |
| WO2014099125A1 (en) | Method for preparing a diorganodihalosilane | |
| JP2018501230A (ja) | アリール官能性シランの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20160323 |
|
| C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |