CN1202112C - 甲基硅烷氯化的方法 - Google Patents
甲基硅烷氯化的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1202112C CN1202112C CNB021498679A CN02149867A CN1202112C CN 1202112 C CN1202112 C CN 1202112C CN B021498679 A CNB021498679 A CN B021498679A CN 02149867 A CN02149867 A CN 02149867A CN 1202112 C CN1202112 C CN 1202112C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- methyl
- general formula
- monosilane
- chlorine
- weight
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- UIUXUFNYAYAMOE-UHFFFAOYSA-N methylsilane Chemical compound [SiH3]C UIUXUFNYAYAMOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 31
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 19
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 10
- 125000004218 chloromethyl group Chemical group [H]C([H])(Cl)* 0.000 claims description 4
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 abstract description 6
- IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N chlorotrimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)Cl IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 235000017168 chlorine Nutrition 0.000 description 26
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 24
- LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N dimethyldichlorosilane Chemical compound C[Si](C)(Cl)Cl LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- ITKVLPYNJQOCPW-UHFFFAOYSA-N chloro-(chloromethyl)-dimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(Cl)CCl ITKVLPYNJQOCPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 18
- 239000005051 trimethylchlorosilane Substances 0.000 description 12
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 102100024458 Cyclin-dependent kinase inhibitor 2A Human genes 0.000 description 6
- 101000980932 Homo sapiens Cyclin-dependent kinase inhibitor 2A Proteins 0.000 description 6
- 101000733249 Homo sapiens Tumor suppressor ARF Proteins 0.000 description 6
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000005055 methyl trichlorosilane Substances 0.000 description 5
- JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N methyltrichlorosilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)Cl JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AZFVLHQDIIJLJG-UHFFFAOYSA-N chloromethylsilane Chemical compound [SiH3]CCl AZFVLHQDIIJLJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 4
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 4
- JAYBZWYBCUJLNQ-UHFFFAOYSA-N dichloro-(chloromethyl)-methylsilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)CCl JAYBZWYBCUJLNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000001309 chloro group Chemical class Cl* 0.000 description 3
- OICVMMJHLFRGHF-UHFFFAOYSA-N chloro-(dichloromethyl)-dimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(Cl)C(Cl)Cl OICVMMJHLFRGHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- XMTQQYYKAHVGBJ-UHFFFAOYSA-N 3-(3,4-DICHLOROPHENYL)-1,1-DIMETHYLUREA Chemical compound CN(C)C(=O)NC1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1 XMTQQYYKAHVGBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYTPGBJPTDQJCG-UHFFFAOYSA-N Trichloro(chloromethyl)silane Chemical compound ClC[Si](Cl)(Cl)Cl FYTPGBJPTDQJCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N chloro(methyl)silane Chemical compound C[SiH2]Cl YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OOCUOKHIVGWCTJ-UHFFFAOYSA-N chloromethyl(trimethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)CCl OOCUOKHIVGWCTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BYKWZGMUTKUKRE-UHFFFAOYSA-N dichloro-(2,2-dichloroethyl)-methylsilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)CC(Cl)Cl BYKWZGMUTKUKRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005293 duran Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- -1 CMDMCS chloromethyl dimethyl chlorosilanes Chemical class 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 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
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- BWROMPNXPAWQEP-UHFFFAOYSA-N chloro(chloromethyl)silane Chemical compound ClC[SiH2]Cl BWROMPNXPAWQEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCJSXNPBZLWTCC-UHFFFAOYSA-N chloro-(chloromethyl)-methylsilane Chemical compound C[SiH](Cl)CCl ZCJSXNPBZLWTCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UYQUWIXWVDVROU-UHFFFAOYSA-N chloromethane chlorosilane Chemical compound ClC.Cl[SiH3] UYQUWIXWVDVROU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OZWCXTBBBIAOAT-UHFFFAOYSA-N chloromethane silane Chemical compound [SiH4].ClC OZWCXTBBBIAOAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001795 light effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000000191 radiation effect Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- LQUJCRPJNSUWKY-UHFFFAOYSA-N trichloro(dichloromethyl)silane Chemical compound ClC(Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl LQUJCRPJNSUWKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YWUUHVWMPSPGQO-UHFFFAOYSA-N trichloro(trichloromethyl)silane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl YWUUHVWMPSPGQO-UHFFFAOYSA-N 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
- C07F7/127—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20 by reactions not affecting the linkages to the silicon atom
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/123—Ultraviolet light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/04—Pressure vessels, e.g. autoclaves
- B01J3/042—Pressure vessels, e.g. autoclaves in the form of a tube
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00002—Chemical plants
- B01J2219/00027—Process aspects
- B01J2219/00033—Continuous processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
- B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
- B01J2219/0277—Metal based
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J2219/0873—Materials to be treated
- B01J2219/0881—Two or more materials
- B01J2219/0883—Gas-gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J2219/0873—Materials to be treated
- B01J2219/0881—Two or more materials
- B01J2219/0884—Gas-liquid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于甲基硅烷氯化的方法,其包括以所用通式(II)的甲基硅烷的重量为基准,在有至少0.1重量%的氯化氢存在及引发氯化的电磁辐射作用的情况下,使混有氯的甲基硅烷与以通式(II)的甲基硅烷为基准的化学计量使用量的氯反应,实施该反应的温度低于通式(II)甲基硅烷的沸点,本发明还涉及一种适于实施该方法的设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种在有氯化氢存在的情况下,通过甲基硅烷与氯反应而使甲基硅烷氯化的方法,本发明还涉及一种适于实施该方法的设备。
背景技术
在液相及气相内高能光作用的情况下,通过甲基氯硅烷与氯反应可制得氯甲基氯硅烷已经公开。举例而言,就此技术内容可参考DE-A 2150718(Bayer AG,1973年4月19日公开),其揭示一种通过起始硅烷与氯反应实施甲基氯硅烷氯化的方法,其中于第一区内将甲基硅烷与氯加以预先混合,随后于第二区内使该混合物暴露于辐射而引发光化学反应,该光化学反应是在低于待氯化的甲基硅烷沸点的温度下实施。DE-A 2614197(Dynamit Nobel AG,1977年10月13日公开)描述了借助于氯的甲基硅烷的连续光氯化作用,该光化学反应是在该混合物的沸点下实施。
然而,这些公知的方法常常具有严重缺点,尤其在经济效益及其实施时的安全性方面。
发明内容
本发明提供了一种制备硅烷的方法,该硅烷含有氯甲基且具有以下化学通式:
(ClyCH3-y)a(CH3)bSiCl4-a-b (I)
其中,
y是1、2或3,尤以1为佳,
a是1、2、3或4,尤以1为佳,
b是0、1、2或3,条件是a+b的和是1、2、3或4,
该方法包括:
以所用通式(II)的甲基硅烷的重量为基准,在有至少0.1重量%氯化氢存在及引发氯化作用的电磁辐射作用的情况下使通式(II)的甲基硅烷
(CH3)a+bSiCl4-(a+b) (II)
与氯反应,所用氯的量为以通式(II)的甲基硅烷为基准的化学计量量或以下且反应是在低于通式(II)的甲基硅烷沸点的温度下实施。
本发明方法所用的通式(II)的硅烷是:甲基三氯硅烷、二二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷及四甲基硅烷。
虽然通式(I)及(II)未曾显示,但实施本发明方法也可使用全部或部分甲基由其他烷基取代的通式(II)的硅烷,例如:乙基、丙基、丁基等,但此种情形并不是最佳的。
在本发明的方法中,所用通式(II)的甲基硅烷与氯的摩尔比以大于2.0∶1.0为佳,尤以在6.0∶1.0至31.0∶1.0的范围内更佳。
在本发明的方法中,以所用通式(II)的甲基硅烷重量为基准,氯化氢的使用量以至少0.2重量%为佳。所用氯化氢的特别适合形式是:在大气压及最高温度40℃的情况下以氯化氢饱和的甲基硅烷。
本发明方法的实施最好在低于待氯化的通式(II)的甲基硅烷沸点5至15℃的温度下及环境大气压力下(即约900至1500hPa)。但本发明的方法也可在更高或更低的压力下实施。
在本发明的方法中,实施辐射作用的波长范围以200至800纳米为佳,尤以300至400纳米更佳。作为辐射源,凡甲基硅烷的光氯化作用前曾用过的所有灯具均可能采用,且辐射源可位于反应器的内部或外部。
本发明方法可用以产生引发光化学反应的辐射的灯具实例是优选波长360至370纳米的UVA荧光灯和中压汞蒸气灯。
举例而言,如同工厂内可用于工业制备通式(I)的氯甲基硅烷,本发明所用辐射的辐射密度以15爱因斯坦/百平方米为佳。
本发明方法的实施可采用连续方式或分批方式:连续方式特别适合且将加以详细说明如下。
本发明的方法可在此前曾用以实施连续反应的所有各型反应器内实施,例如:管式反应器、环路反应器及搅拌器。其中以管式反应器及环路反应器较佳,尤以管式反应器最佳。视所选反应器的类型而定,必要时,经氯化的反应生成物可再循环至光化学反应器内。举例而言,在环路反应器内,经氯化的反应生成物全部循环也是可能的,但若是管式反应器,经氯化的反应生成物最好不加以循环。
在本发明的方法中,反应混合物所含通式(I)的氯甲基硅烷以不超过35重量%为佳,尤以所含通式(I)的氯甲基硅烷为5至15重量%更佳。
起始原料氯及通式(II)的甲基硅烷以不预先混合而分别通入反应器及暴露于辐射为佳。氯化氢独自通入反应器或可预先与起始原料通式(II)的甲基硅烷加以混合。因此,氯化氢可与待氯化的通式(II)的甲基硅烷预先加以混合,或可使用含有来自在精制产物中所生成的氯化氢的再循环甲基硅烷,或可采用含有氯化氢的反应混合物。
在本发明的方法中,起始原料与氯化氢以同时通入光化学反应器为佳,尤以无氯化反应生成物存在或排除反应混合物(仅使用纯起始原料)更佳。
本发明的反应最好在低于待氯化的通式(II)的甲基硅烷沸点的温度下并以适当的方式加以实施,以使所形成的氯化氢实际上呈气态完全释放出去,对应于其在反应器内反应混合物中的溶解度。反应温度最好借助于过量的且温度远低于沸点的待氯化的甲基硅烷加以控制。于蒸馏反应混合物时将剩余的氯化氢连同待氯化的通式(II)的多余甲基硅烷除去。
在本发明方法的优选实施方案中,气态或液态氯及气态氯化氢是以恒定的速率自下方通入借助UV灯照射的垂直管型反应器内,另外将过量的待氯化的通式(II)的甲基硅烷也以适当的速率自下方通入,以使反应混合物的温度保持在低于待氯化甲基硅烷的沸点。该UV灯可位于反应管外部或反应管内部,且该管型反应器未加以冷却。离开管型反应器的气体/液体混合物,最好于驻留容器或旋风器内将其分开成为液体和气体组分。
本发明方法内所得液体反应混合物可以用已知方法分离,该混合物基本由以下组分组成:通式(I)的氯化甲基氯硅烷,其中y=1且a=1;通式(II)的未反应硅烷;更高度氯化的产物及对应于其在反应混合物内溶解度的氯化氢,已知方法例如蒸馏塔内的蒸馏,在该情况下,所得预期产物可呈极纯的形式。未反应的通式(II)的甲基硅烷可连同驻留容器或旋风器内未经分开的氯化氢再循环至管型反应器内。
若本发明方法中采用环路反应器,来自驻留容器的液体、除气反应混合物最好加以冷却且部分再循环至管型反应器。
来自驻留容器或旋风器的气态氯化氢最好送至另一应用场合。
本发明方法的实施最好是利用一反应器,该反应器内的市售的管型中压汞蒸气灯具有保护性石英管及硼硅酸盐玻璃衬管(例如:Duran),且是以同心方式安装在一金属外管内,来自下方的起始原料及氯化氢是流入该外管中,以使该反应器是在溢流的状态下操作。实施本发明的方法时,UV灯玻璃表面所形成的氯化氢是有利地呈气态形式释放出来。因而减薄内流起始原料的层状界面层,并由此增加UV灯的可利用辐射密度。
本发明还提供了引发氯化作用的电磁辐射作用的情况下用以制备含有氯甲基的硅烷的设备,其中具有保护性石英管及硼硅酸盐玻璃衬管(Duran)的管型中压汞蒸气灯是以同心方式位于金属外管内,其中起始原料及氯化氢是自下方流入该金属外管中,以使该反应器是在溢流的状态下操作。
本发明方法所制通式(I)的硅烷实例是(ClCH2)CH3SiCl2、(ClCH2)(CH3)2SiCl、(ClCH2)SiCl3、(ClCH2)(CH3)3Si、(ClCH2)2CH3SiCl及(Cl2CH)(CH3)2SiCl。
本发明方法的优点是:可以以简单的方式在具有反应器高度操作安全的情况下实施。
本发明方法的另一优点是:利用反应热除气及通过蒸馏以精制反应混合物可节省能源。
本发明方法的另一优点是:无需冷却分离反应器。
再者,本发明方法的另一优点是:制备含有氯甲基的硅烷的转化率甚高,因此氯甲基硅烷可在工业范围经济有效地制备。
本发明设备的优点是:构造简单且可以以简单方式操作。
再者,本发明设备的优点是:操作安全性高且无需对高能辐射采取特别保护措施。
具体实施方式
除另有说明外,下列诸实施例的实施是在环境大气压下(即约1000hPa)及室温下(即约23℃)或无需另外加热或冷却而在室温下将反应物混合在一起所产生的温度下。再者,除另有说明外,所有份数及百分数均是重量比。
实施例1
氯甲基三氯硅烷(硅烷CM)的制备
于一容量1升的环路反应器内装入720克甲基三氯硅烷。以40克/小时的速率将35克的氯化氢吹入甲基三氯硅烷内。
该环路反应器的玻璃反应管是借助于一功率40瓦及波长范围315至400纳米的UV灯(UVA荧光灯,可以以商品名称“Osram Eversun”购得)在外部照射。同时以44克/小时的速率将30克气态氯吹入照射部分的下端。
通入30克氯之后,将44克/小时的氯及1200克/小时的甲基三氯硅烷(20℃)连续地计量加入照射部分的下端。
离开照射部分的气体/液体混合物(30℃)在下游的驻留容器内分离:气态氯化氢经由顶部离开,液体反应混合物是经虹吸管取出并通过蒸馏加以纯化。
将管路内自驻留容器再循环至玻璃反应管的液体反应混合物冷却至20℃。
来自虹吸管的产物包括:甲基三氯硅烷、5.0%氯甲基三氯硅烷、1.2%二氯甲基三氯硅烷及0.7%三氯甲基三氯硅烷。
实施例2
氯甲基甲基二氯硅烷(硅烷CMM1)的制备
将一包括110千克/小时的液体氯、4.0立方米/小时的二甲基二氯硅烷(30至33℃)及1.0立方米/小时气态氯化氢的反应混合物流自下方连续进入VA钢制的垂直管型反应器内(长度=1850毫米,直径=200毫米),该反应器装有内部中心集成的功率4千瓦、且优选波长366纳米的中压汞蒸气灯(长度=1450毫米,直径=150毫米)。
于一旋风器内,离开管型反应器的经过照射的气体/液体混合物分离:气态氯化氢经由顶部离开,自底部流出的液体粗产物是通入一连续式分馏塔分成个别成分。来自旋风器的粗产物包括:二甲基二氯硅烷、8.6%氯甲基甲基二氯硅烷及0.7%二氯甲基甲基二氯硅烷。
在粗产物的连续蒸馏过程中,于蒸馏塔顶部将未反应的二甲基二氯硅烷取出并回料至管式反应器内。再循环的二甲基二氯硅烷的利用,使气态氯化氢的通入管型反应器不能连续。
再循环的二甲基二氯硅烷是补充约210千克/小时的新的二二甲基二氯硅烷以使总速率为4立方米/小时。
蒸馏塔顶部的温度为69℃,该温度对应于二甲基二氯硅烷的沸点。底部稳定状态下的温度是130℃。
自底部连续取出的产物(粗CMM1)具有以下组分:
91.6%氯甲基甲基二氯硅烷、0.1%二甲基二氯硅烷、7.1%二氯甲基甲基二氯硅烷、1.2%更高沸点副产物。
制得粗CMM1 245千克/小时。以所用氯为基准,纯产物的总产率为96.6%。
经由一蒸馏塔,通过蒸馏作用将粗CMM1纯化。所得主要部分氯甲基甲基二氯硅烷的纯度超过99.0%。
实施例3
氯甲基二甲基氯硅烷(硅烷CMM2)的制备
实施制备的方法与实施例2类似。
如实施例2内更详细所述,将110千克/小时液体氯、5.0立方米/小时三甲基氯硅烷(30℃)及1.0立方米/小时气态氯化氢自下方连续送入管型反应器内,该反应器装有集成式中压汞蒸气灯。利用由蒸馏得到的再循环三甲基氯硅烷,将氯化氢停止。
在蒸馏过程中制得的再循环三甲基氯硅烷是通过补充约190千克/小时的新三甲基氯硅烷以形成总速率5.0立方米/小时。
反应器出口处的温度为48℃。来自旋风器的粗产物包括:三甲基氯硅烷、10.2%氯甲基二甲基氯硅烷及0.7%更高氯化的硅烷。
自蒸馏塔底部连续取出的产物(粗CMM2)具有以下组分:
95.5%氯甲基二甲基氯硅烷、0.1%三甲基氯硅烷、2.7%二氯甲基二甲基氯硅烷、1.7%更高沸点副产物。
制得220千克/小时粗CMM2。以所用氯为基准,纯产物的总产率为94.6%。经由一蒸馏塔,通过蒸馏作用将粗CMM2加以纯化。所得的主要部分氯甲基二甲基氯硅烷的纯度超过99.0%。
实施例4
氯甲基二甲基氯硅烷(硅烷CMM2)的制备
于一容量2.5升的环路反应器内装入2.0千克三甲基氯硅烷。以40克/小时的速率将35克的氯化氢吹入三甲基氯硅烷内。
该环路反应器的玻璃反应管是借助于一功率40瓦及波长范围315-400纳米的UV灯(UVA荧光灯,可以以商品名称“Osram Everesun”购得)自外部加以照射。同时以2.0千克三甲基氯硅烷为基准,将x摩尔%的气态氯以88克/小时的速率吹入照射部分的下端,其中x的值如表1中所示。
通入x摩尔%氯之后,将x摩尔%氯/小时及625克/小时三甲基氯硅烷(20℃)连续计量加入照射部分的下端。
表1
氯加入量 | 反应混合物的组成 | |||
X摩尔%氯(以所用三甲基氯硅烷为基准) | 克氯/小时 | 三甲基氯硅烷 | 氯甲基二甲基氯硅烷 | 更高度氯化的硅烷之和 |
9.4 | 37 | 88.0 | 9.2 | 2.8 |
18.9 | 77 | 78.4 | 16.9 | 4.7 |
28.3 | 115 | 71.2 | 22.1 | 6.7 |
37.7 | 154 | 65.6 | 26.2 | 8.2 |
47.2 | 193 | 55.5 | 32.6 | 11.9 |
离开照射部分的气体/液体混合物(30℃)在下游驻留容器内分离:气态氯化氢经由顶部离开,液体反应混合物是经虹吸管取出并蒸馏加以纯化。除氯甲基二甲基氯硅烷之外,还制得二氯甲基二甲基氯硅烷及双(氯甲基)甲基氯硅烷,其纯度分别为至少98%及96%。
将管路内自驻留容器再循环至玻璃反应管的液体反应混合物冷却至20℃。
实施例5
氯甲基二甲基氯硅烷(硅烷CMM2)的制备
于一容量27升的环路反应器内装入23千克三甲基氯硅烷。以2千克/小时的速率将1.5千克氯化氢吹入三甲基氯硅烷。
该环路反应器的玻璃反应管是借助于一功率120瓦及波长范围315至400纳米的UV灯(UVA荧光灯,可以以商品名称“OsramEversun”购得)自外部加以照射。同时以18千克/小时的速率将3.75千克气态氯吹入照射部分的下端。
通入3.75千克氯之后,将18千克氯/小时及103千克/小时三甲基氯硅烷(-10℃)连续计量加入照射部分的下端。
照射部分末端的温度为36℃。离开照射部分的气体/液体混合物在下游驻留容器内分离:气态氯化氢由顶部离开,液体反应混合物是经虹吸管取出并通过蒸馏加以纯化。
将管路内自驻留容器再循环至玻璃反应管的液体反应混合物冷却至20℃。
来自驻留容器的除气反应混合物包括:未反应的三甲基氯硅烷、23.9重量%氯甲基二甲基氯硅烷、3.3%二氯甲基二甲基氯硅烷及2.7%更高氯化的硅烷。
反应混合物的精制工作是在大气压力下通过连续式或分批式的分馏作用实施。所得未反应三甲基氯硅烷是第一部分,无需进一步纯化,于氯化加工中再度加以利用。所得主要部分是氯甲基二甲基氯硅烷,其纯度超过99.0重量%。
实施例6
氯甲基三甲基硅烷(硅烷CMM3)的制备
于一容量1升的环路反应器内装入630克四甲基硅烷。以40克/小时的速率将30克氯化氢吹入四甲基硅烷内。
该环路反应器的玻璃反应管是借助于一功率18瓦及波长范围400至800纳米的UV灯(UVA荧光灯,可以以商品名称“Osram Flnora-Strahler”购得)自外部加以照射。同时以34克/小时的速率将86克气态氯吹入照射部分的下端。
通入86克氯之后,将34克/小时氯及250克/小时的预冷四甲基硅烷(-10℃)连续计量加入照射部分的下端。
照射部分末端的温度是0℃至1℃。离开照射部分的气体/液体混合物在下游驻留容器内分离:气态氯化氢由顶部离开,液体反应混合物是经虹吸管取出并通过蒸馏加以纯化。
将管路内自驻留容器再循环至玻璃反应管的液体反应混合物冷却至-10℃。
来自驻留容器的除气反应混合物包括:未反应的四甲基硅烷、7.2重量%氯甲基三甲基硅烷及2.2%更高氯化的硅烷。
反应混合物的精制工作是在大气压力下通过连续式或分批式的分馏作用实施。所得未反应四甲基硅烷是第一馏分,无需进一步纯化,于氯化加工中再度加以利用。
Claims (4)
1.一种用以制备含有氯甲基且具有以下通式(I)的硅烷的方法:
(ClyCH3-y)a(CH3)bSiCl4-a-b (I)
其中
y是1、2或3,
a是1、2、3或4,
b是0、1、2或3,条件是a+b的和是1、2、3或4,
其包括:
以所用通式(II)的甲基硅烷的重量为基准,在有至少0.1重量%的氯化氢存在及引发氯化作用的电磁辐射作用的情况下使通式(II)的甲基硅烷
(CH3)a+bSiCl4-(a+b) (II)
与氯反应,所用氯的量为以通式(II)的甲基硅烷的重量为基准的化学计量量或以下且该反应是在低于通式(II)的甲基硅烷沸点的温度下实施。
2.如权利要求1所述的方法,其中以所用通式(II)的甲基硅烷的重量为基准,氯化氢的使用量为至少0.2重量%。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中所用通式(II)的甲基硅烷与氯的摩尔比为2.0∶1.0至31.0∶1.0。
4、如权利要求1-3之一所述的方法,其是在低于待氯化的通式(II)的甲基硅烷的沸点5至15℃的温度下,且在环境大气压力即约900至1500hPa的情况下实施。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10154943A DE10154943C1 (de) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | Verfahren zur Chlorierung von Methylsilanen sowie Vorrichtung zu dessen Durchführung |
DE10154943.1 | 2001-11-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1417213A CN1417213A (zh) | 2003-05-14 |
CN1202112C true CN1202112C (zh) | 2005-05-18 |
Family
ID=7705096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB021498679A Expired - Lifetime CN1202112C (zh) | 2001-11-08 | 2002-11-07 | 甲基硅烷氯化的方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6720440B2 (zh) |
EP (1) | EP1310501B1 (zh) |
JP (1) | JP3646111B2 (zh) |
CN (1) | CN1202112C (zh) |
DE (2) | DE10154943C1 (zh) |
PL (1) | PL206344B1 (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0416256D0 (en) * | 2004-07-20 | 2004-08-25 | Avecia Ltd | Manufacturing process |
DE102010025366A1 (de) | 2010-06-28 | 2011-12-29 | Umex Gmbh Dresden | Fotoreaktor |
DE102010061816A1 (de) | 2010-11-23 | 2012-05-24 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von Carbamatoorganosilanen |
US9365480B2 (en) * | 2012-08-22 | 2016-06-14 | Solvay Sa | Process for the manufacture of alkenones |
DE102014200838A1 (de) | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Wacker Chemie Ag | Polysiloxane mit alpha-Halogeneinheiten |
DE102014201883A1 (de) | 2014-02-03 | 2015-08-06 | Wacker Chemie Ag | Polysiloxane mit methylengebundenen polaren Gruppen |
CN104558003B (zh) * | 2015-01-27 | 2017-08-29 | 荆州市江汉精细化工有限公司 | 一种液相氯化反应制备氯甲基三氯硅烷的方法 |
CN114950307A (zh) * | 2022-07-02 | 2022-08-30 | 研峰科技(北京)有限公司 | 一种制备氯甲基三甲基硅烷的装置及其使用方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2684974A (en) * | 1948-06-01 | 1954-07-27 | Allied Chem & Dye Corp | Production of chloroalkylhalosilanes and chlorocycloalkylhalosilanes |
DE850446C (de) * | 1950-02-04 | 1952-09-25 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur Bestrahlung, insbesondere Ultraviolett-bestrahlung, von stroemenden fluessigen oder gasfoermigen Stoffen oder Suspensionen |
DE1247287B (de) * | 1964-06-10 | 1967-08-17 | Dynamit Nobel Ag | Verfahren zur Herstellung von 1, 1, 1-Trichloraethan |
BE789931A (fr) * | 1971-10-12 | 1973-04-11 | Bayer Ag | Procede et appareil pour la chloration de methylchlorosilanes |
DE2614197C2 (de) * | 1976-04-02 | 1985-04-11 | Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf | Verfahren zur Herstellung von α-Chlormethylsilanen |
US6303301B1 (en) * | 1997-01-13 | 2001-10-16 | Affymetrix, Inc. | Expression monitoring for gene function identification |
US6263287B1 (en) * | 1998-11-12 | 2001-07-17 | Scios Inc. | Systems for the analysis of gene expression data |
US6453241B1 (en) * | 1998-12-23 | 2002-09-17 | Rosetta Inpharmatics, Inc. | Method and system for analyzing biological response signal data |
US6222093B1 (en) * | 1998-12-28 | 2001-04-24 | Rosetta Inpharmatics, Inc. | Methods for determining therapeutic index from gene expression profiles |
EP1260035A2 (en) * | 2000-02-29 | 2002-11-27 | HRL Laboratories, LLC | Cooperative mobile antenna system |
-
2001
- 2001-11-08 DE DE10154943A patent/DE10154943C1/de not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-10-18 US US10/273,687 patent/US6720440B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-10-24 DE DE50201944T patent/DE50201944D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-10-24 EP EP02023744A patent/EP1310501B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-10-31 PL PL356922A patent/PL206344B1/pl unknown
- 2002-11-05 JP JP2002321724A patent/JP3646111B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-07 CN CNB021498679A patent/CN1202112C/zh not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1310501B1 (de) | 2005-01-05 |
EP1310501A1 (de) | 2003-05-14 |
JP3646111B2 (ja) | 2005-05-11 |
DE50201944D1 (de) | 2005-02-10 |
PL206344B1 (pl) | 2010-07-30 |
US20030088117A1 (en) | 2003-05-08 |
US6720440B2 (en) | 2004-04-13 |
JP2003183288A (ja) | 2003-07-03 |
PL356922A1 (en) | 2003-05-19 |
DE10154943C1 (de) | 2002-11-21 |
CN1417213A (zh) | 2003-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101607712B (zh) | 从卤代硅烷中除去含硼杂质的方法以及实施该方法的装置 | |
CN101519205B (zh) | 三氯硅烷的制造方法及制造装置 | |
KR100981263B1 (ko) | 규소의 제조방법 | |
TWI580710B (zh) | 鹵化聚矽烷的製備方法 | |
CA1210220A (en) | High purity silane and silicon production | |
CN1478057A (zh) | 硅的制造方法 | |
CN101065324A (zh) | 提纯三氯硅烷和四氯化硅的方法和设备 | |
TWI436946B (zh) | 多晶矽之製造方法以及多晶矽製造設備 | |
CN1202112C (zh) | 甲基硅烷氯化的方法 | |
WO2008056550A1 (fr) | Procédé de fabrication de trichlorosilane et appareil de production de trichlorosilane | |
CN101378991B (zh) | 在综合氯硅烷厂中回收利用高沸点化合物的方法 | |
CN1096498A (zh) | 来自表氯醇生物的、含有有机物,尤其是有机氯化合物的废水的处理方法和设备 | |
JP2006321675A (ja) | シリコンの製造方法 | |
KR101644239B1 (ko) | 트리클로로실란 제조방법 | |
CN110862407A (zh) | 一种烷氧基硅烷的制备方法 | |
JP2009062210A (ja) | トリクロロシランの製造方法 | |
CN103180247A (zh) | 制备三氯硅烷的方法 | |
JP2013203649A (ja) | クロロシラン重合物の分解方法 | |
CN1483037A (zh) | 使用纳米级铜催化剂前体的罗霍奥-米勒直接合成 | |
CN1620404A (zh) | 制备无定形硅的方法和/或由此获得的有机卤硅烷 | |
KR101392944B1 (ko) | 사염화실란으로부터 삼염화실란을 제조하는 방법 및 이에 사용되는 트리클 베드 반응기 | |
CN112940029A (zh) | 一种甲基氯硅烷、制备方法及装置 | |
JPH01188414A (ja) | 多結晶シリコンの製造におけるポリマーのトリクロロシラン転化方法 | |
JP5914240B2 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
CN1646542A (zh) | 在微波能照射下制备卤硅烷的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20050518 |
|
CX01 | Expiry of patent term |