DE1219012B - Verfahren zur Herstellung von Alkoxy- bzw. Phenoxysilanen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Alkoxy- bzw. PhenoxysilanenInfo
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- ZUEKXCXHTXJYAR-UHFFFAOYSA-N tetrapropan-2-yl silicate Chemical compound CC(C)O[Si](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C ZUEKXCXHTXJYAR-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
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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
- C07F7/04—Esters of silicic acids
- C07F7/06—Esters of silicic acids with hydroxyaryl compounds
-
- 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
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- C07F7/02—Silicon compounds
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
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- C07F7/02—Silicon compounds
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Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
C07d
Deutsche Kl.: 12 ο-5/04
Nummer: 1219 012
Aktenzeichen: B76111IVb/12o
Anmeldetag: 28. März 1964
Auslegetag: 16. Juni 1966
Es ist bekannt, zur Herstellung von Alkoxy- bzw. Phenoxysilanen gas- oder dampfförmige Alkohole
bzw. Phenole mit Silicium, das einen Katalysator enthält, beispielsweise Kupfer oder Zink, in einer
Wirbelschicht mit Hilfe von Wasserstoffgas als Wirbelgas umzusetzen (deutsche Auslegeschrift 1127 338).
Die Reaktionsprodukte entstehen infolge großer Wirbelgasmengen, die erforderlich sind, um die
temperaturempfindlichen Alkoxysilane rasch genug aus der heißen Reaktionszone zu entfernen, in stark
verdünntem Zustand. Ihre Gewinnung in flüssiger Form ist daher mit Schwierigkeiten und Verlusten
verbunden.
Ferner ist die Herstellung von Alkylorthosilikaten aus Silicium und Alkoholen auf Kugelmühlen in
Gegenwart basischer Katalysatoren bekannt (USA.-Patentschrift 2 927 937 und britische Patentschrift
792 853). Reaktionen in Kugelmühlen sind umständlich und kostspielig, besonders bei kontinuierlicher
Verfahrensweise.
Es ist bekannt, daß sich in Gegenwart basischer Stoffe, wie Kaliumhydroxyd, Natriumäthylat oder
Ammoniak, keine Silanhydride bilden können, da diese unmittelbar unter H2-Entwicklung zersetzt werden
(vgl. Houben —Weyl, »Methoden der
organischen Chemie«, Bd. VI/2, S. 100).
Es wurde gefunden, daß man Silane erhält, wenn man feinteiliges Silicium in flüssiger Dispersion,
gegebenenfalls in Gegenwart eines flüssigen organischen Verdünnungsmittels oder einer flüssigen Silicium-Verbindung
mit einem gegebenenfalls substituierten Alkohol oder einem gegebenenfalls substituierten
Phenol umsetzt.
Unter Silicium versteht man technisches Silicium, beispielsweise ein 80 bis-99% Si enthaltendes Silicium,
welches keine zusätzlichen Katalysatoren enthält.
Unter einem feinteiligen Silicium ist ein Silicium zu verstehen, das durch Mahlen, zweckmäßig in Abwesenheit
von Sauerstoff, bis zu einer Teilchengröße von beispielsweise 100 bis 0,1 μ zerkleinert worden ist.
Kleinere Teilchengrößen lassen sich unter technischen Bedingungen nur schwer erzielen, während größere
Teilchen nur schlecht mit dem Alkohol reagieren. Besonders vorteilhaft verwendet man als Mittel zur
Verdrängung des Sauerstoffs die flüssigen Umsetzungsprodukte oder einen Teil davon, die bei früheren Umsetzungen
gleicher Art erhalten wurden.
Flüssige organische Verdünnungsmittel sind z. B. Kohlenwasserstoffe, Ester, Äther, Ketone oder Acetale,
die substituiert sein können. Als Beispiele für derartige Flüssigkeiten seien genannt: Benzol, Toluol, Xylol,
Benzin, Petroleum, Essigsäureäthylester, Essigsäure-Verfahren
zur Herstellung von Alkoxy- bzw.
Phenoxysilanen
Phenoxysilanen
Anmelder:
Badische Anilin- & Soda-Fabrik
Aktiengesellschaft,
Ludwigshafen/Rhein
Als Erfinder benannt:
Dr. Eckhard Bonitz, Frankenthal
isoamylester, Propionsäurephenylester, Diäthyläther, Dibutyläther, Tetrahydrofuran, Dioxan, Glykoldimethyläther,
Aceton, Methyläthylketon, Acetaldehyddimethylacetal, Phthalsäurediäthylester, Phthalsäuredibutylester,
Diphenyl, Diphenyloxyd, Anisol, Acetophenon, Paraffinöl, Kogasin, Dieselöl oder Chlorbenzol.
Unter Silanen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden sollen, soll verstanden
werden:
• 1. Monosilane der allgemeinen Formel
HoSi(OR)4_ß
HoSi(OR)4_ß
a = 0, 1, 2, 3, 4,
R = Alkyl oder Phenyl
zum Beispiel
HSi(OCH3)3, H2Si(OC2H5)2, SiH4, (CH3O)4Si,
2. Disilane der allgemeinen Formel
« = 0,1,2,3
b = 0, 1, 2, 3
α und b können gleich oder verschieden sein,
b = 0, 1, 2, 3
α und b können gleich oder verschieden sein,
zum Beispiel
HSi(OCH3)2— Si(OCHs)2H
H2SiOCH3 — Si(OCH3)2H
Si(OCHs)3 -Si(OCHs)3
H2SiOCH3 — Si(OCH3)2H
Si(OCHs)3 -Si(OCHs)3
609 579/424
3. Polysilane der allgemeinen Formel
η = 3, 4, 5, 6 ... etwa 30,
in welcher die Silanwasserstoffbindungen ganz oder teilweise durch Alkoxy- bzw. Phenoxygruppen substituiert sein können.
in welcher die Silanwasserstoffbindungen ganz oder teilweise durch Alkoxy- bzw. Phenoxygruppen substituiert sein können.
4. Polysilane der allgemeinen Formel
— | H — Si— OR |
η |
n = 3,4,5, 6 ... etwa 30,
in welcher die Silanwasserstoffbindungen ganz oder teilweise durch Alkoxy- bzw. Phenoxygruppen
substituiert sein können.
Als flüssige Siliciumverbindungen bezeichnet man flüssige anorganische oder organische Silane,
zum Beispiel
C2H5Si(OC2H5)3, Si(OC2H5)4,
C2H5Si(OC2H5)3, Si(OC2H5)4,
(C2H5)3Si2(OCH3)3,
Si(OCH3)3>
OSi(OC2H5)3
Es können auch Chlorsilane oder Organochlorsilane mitverwendet werden, wenn ein entsprechendes
Gefäßmaterial angewandt wird, welches gegen alkoholische bzw. phenolische Salzsäure beständig ist.
Beispiele für Chlorsilane oder Organochlorsilane sind: SiCl4, HSiCl3, C2HsSiCl3, C6H5SiCl3, (CH3)2SiCl2. Es
werden in diesem FaU Silane der allgemeinen Formel 1 bis 4 erhalten, in welchen die Alkoxygruppen bzw.
Phenoxygruppen teilweise durch Chlor ersetzt sind, weil die primär entstehenden Silane mit dem Verdünnungsmittel
weiterreagieren.
Der Ausdruck »in flüssiger Phase« ist so zu verstehen, daß das feinverteilte Silicium in einer flüssigen Phase
dispergiert ist. Diese flüssige Phase kann gebildet werden durch ein flüssiges Verdünnungsmittel, durch
einen flüssigen Alkohol oder durch ein flüssiges Phenol. Es ist also nicht notwendig, daß in jedem Fall der
Alkohol oder das Phenol als solches flüssig sein muß. Beispielsweise kann auch in ein flüssiges Verdünnungsmittel
ein gas- oder dampfförmiger Alkohol oder ein
ίο dampfförmiges oder festes Phenol eingebracht und
dann mit Silicium umgesetzt werden. Wesentlich ist allein, daß das feinverteilte Silicium in einer flüssigen
Phase dispergiert ist. Die Umsetzung wird bei Temperaturen von 20 bis 3000C, insbesondere von 100 bis
2000C, durchgeführt.
Wenn mehrere Umsetzungen hintereinander durchgeführt werden, dann empfiehlt es sich, zumindest
einen Teil der bei der Umsetzung erhaltenen flüssigen Umsetzungsprodukte als Verdünnungsmittel bei den
folgenden Umsetzungen zu verwenden. Bei diesen flüssigen Umsetzungsprodukten handelt es sich um
Gemische von Siliciumverbindungen, die beispielsweise Disilane oder Polysilan der allgemeinen Formern
2 bis 4 enthalten.
Verwendet man für die Umsetzung Siliciumpulver, das durch trockenes Vermählen erhalten wurde und
beispielsweise in Kieselsäureestern aufgeschlämmt ist, so erzielt man bei erhöhter Tzmperatur ebenfaUs eine
Umsetzung mit Alkoholen. Derartige Mischungen neigen aber zur Reaktionsverzögerung und können
mit überschüssigen Alkoholen explosionsartig reagieren. Man beginnt daher die Umsetzung unter Verwendung
von wenig Alkohol und fügt den Rest erst nach und nach entsprechend dem Fortgang der Um-Setzung
zu. Solche anfangs sehr reaktionsträge SiIiciumdispersionen werden durch tagelange Alkoholeinwirkung,
gegebenenfalls in Gegenwart von Chlorsilanen, derart reaktionsfähig, daß nach Abbrechen
der Reaktionen und Abkühlen der Reaktionsmischungen erneute Reaktion mit Alkohol bereits bei gewöhnlicher
Temperatur einsetzt.
Alkoxypolysilanhydride werden bei Alkoholüberschuß in weitgehend homogener Reaktionsphase in
Alkoxymonosilanhydride des 4wertigen Siliciums übergeführt.
Die folgenden Reaktionsschemata erläutern das erfindungsgemäße Verfahren, R ist ein aliphatischer
Rest oder ein Phenylrest.
Sifest +
«ROH η =
+ n = SiOR{est
η Si + η ROH —
= 2, 3, 4, 5, 6 ... etwa 30
OR
-Si —
H
H
a = 1, 2, 3, 4.
OR
-Si-H
«Si + (« + 1)ROH
— OR + (n + l)ROH H —
OR
-Si —
H
H
— OR
H0Si(OR)4- a
5 6
Die Umsetzungen gehen bei Normaldruck oder bei Diese können zum ausschließlichen Reaktionsproerhöhten
Drücken vor sich. Eine Druckerhöhung stei- dukt gemacht werden.
gert die Reaktionsgeschwindigkeit. Drücke von 10 bis Wünscht man dagegen HSi(OR)3 als Hauptprodukt,
25 atü sind im allgemeinen ausreichend, jedoch ist es dann arbeitet man mit Alkoholüberschuß, wobei unter
mitunter zweckmäßig, den Druck bis zum Erreichen 5 H2-Entwicklung gemäß folgender Gleichung:
des Dampfdruckes des flüssigen Alkohols zu steigern. tr «/tvd-v ι r>/~itr ττο·/ννη\ ι π
Zur Durchführung der Umsetzung sind z. B. die , H2Si(OR)2 + ROH >
HSi(OR)3 + H2
üblichen Niederdruck- oder Mitteldruckrührbehälter das Trialkoxysilan zum Hauptprodukt wird,
geeignet. Die bei der Umsetzung örtlich auftretende Es ist zweckmäßig, bei den Umsetzungen Luftsauer-Reaktionswärme kann leicht durch Rühren gleich- io stoff ζ. Β. durch ein Schutzgas fernzuhalten,
mäßig im Umsetzungsgemisch verteilt und beherrscht Die verwendeten Alkohole brauchen nicht besonders werden. Ferner kann durch die für die Verdampfung getrocknet zu sein. Wasser in geringer Menge, beides flüssig in den Reaktionsraum eingeführten Aiko- spielsweise in Mengen von 0,1 bis 1 °/0 (Gewichtsprohols oder Alkoholgemisches benötigte Wärmeenergie zent) des Alkohols, stört nicht,
ein Teil der Reaktionswärme abgeführt werden. Bei 15 Vorteilhaft führt man die Umsetzungen unterhalb größeren Umsetzungsmengen muß der Reaktionsraum der kritischen Temperatur des verwendeten Alkohols gekühlt werden, wenn hohe Raum-Zeit-Ausbeuten durch, d. h. meist unterhalb von 250°C.
erzielt werden sollen. Der Siliciumanteil der Mischung Die Umsetzungen können leicht kontinuierlich reagiert bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit den durchgeführt werden.
geeignet. Die bei der Umsetzung örtlich auftretende Es ist zweckmäßig, bei den Umsetzungen Luftsauer-Reaktionswärme kann leicht durch Rühren gleich- io stoff ζ. Β. durch ein Schutzgas fernzuhalten,
mäßig im Umsetzungsgemisch verteilt und beherrscht Die verwendeten Alkohole brauchen nicht besonders werden. Ferner kann durch die für die Verdampfung getrocknet zu sein. Wasser in geringer Menge, beides flüssig in den Reaktionsraum eingeführten Aiko- spielsweise in Mengen von 0,1 bis 1 °/0 (Gewichtsprohols oder Alkoholgemisches benötigte Wärmeenergie zent) des Alkohols, stört nicht,
ein Teil der Reaktionswärme abgeführt werden. Bei 15 Vorteilhaft führt man die Umsetzungen unterhalb größeren Umsetzungsmengen muß der Reaktionsraum der kritischen Temperatur des verwendeten Alkohols gekühlt werden, wenn hohe Raum-Zeit-Ausbeuten durch, d. h. meist unterhalb von 250°C.
erzielt werden sollen. Der Siliciumanteil der Mischung Die Umsetzungen können leicht kontinuierlich reagiert bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit den durchgeführt werden.
flüssigen Alkoholen im wesentlichen ohne Bildung von 20 Will man hohe Hydridausbeuten erzielen, so wird
Wasserstoffgas über intermediär entstehende feste mit Siliciumüberschuß gearbeitet, d.h.,man verbraucht
Alkoxypolysilane hinweg unter quantitativer Bildung den Siliciumanteil der Reaktionsmischung nur teil-
von flüssigen, schmelzbaren und/oder in Alkoxysilanen weise und ergänzt diesen periodisch oder kontinuier-
oder Alkoholen löslichen Alkoxypolysilanen, die gege- lieh.
benenfalls leicht von festen Verunreinigungen durch 25 Als Alkohole können beispielsweise Verwendung
Filtrieren, Zentrifugieren oder Ausgasen abgetrennt finden: Methanol, Äthanol, n-Propanol, n-Btanol,
werden können. Mit dem Fortschreiten der Reaktion i-Butanol, Glykolmonomethyläther, Äthylenglykol,
wird die Reaktionsmischung nach und nach homogen. Glycerin, Allylalkohol, Cyclohexanol oder ihre Ge-
Wasserstoffentwicklung wird dadurch vermieden, daß mische. Methanol reagiert am raschesten. Einem träge
mit Siliciumüberschuß gearbeitet wird. 30 reagierenden Alkohol mischt man gegebenenfalls
Die nach Gleichung II erhältlichen Verbindungen Methanol zu.
besitzen vermutlich Ringstruktur, die nach Glei- Als Phenole können beispielsweise Verwendung
chung III Kettenstruktur. Es sind zum Teil kristalline finden: o-, v-, p-Chlorphenol, Brenzcatechin, Resorcin,
bis dickflüssige, breiige und mit fortschreitender Reak- Hydrochinon, ο-, m-, p-Kresol, Salicylsäuremethyl-
tion allmählich leichter flüssig werdende Öle, die zum 35 ester.
Teil leicht gelblich, gelb, orange bis tiefdunkelbraun Gegebenenfalls führt man die Reaktionen in Gegengefärbt
sind. Mit Wasser oder verdünnten Laugen wart von Metallen oder Metallverbindungen von
wird lebhaft Wasserstoff entwickelt. Tief dunkel ge- Nebengruppenelementen durch, z. B. Kupfer, Nickel,
färbte Verbindungen werden durch Extraktion der Zink, Silber, Eisen, Platin, Palladium, die entweder als
festen Reaktionsprodukte mit organischen Flüssig- 40 Metallpulver oder auch als in der flüssigen Phase
keiten gewonnen. Durch weitere Einwirkung von lösliche Verbindungen, z. B. als Halogenide, Acety-Alkoholen
entstehen daraus Alkoxymonosilanhydride acetonate, Carbonyle oder Carbonsäuresalze, zugegen
(vgl. Gleichung IV). Es wurden unter anderem feste sein können. Solche Verbindungen sind beispielweise:
Reaktionsprodukte erhalten, die an der Luft selbst- Kupfer(2)-formiat, Kupfer(2)-acetylacetonat, Nickelentzündlich waren. 45 acetylacetonat, Nickelcarbonyl, Kupfer(2)-acetat, Zink-
Beispielsweise kann aus dem auf diese Weise erhält- acetat, Zinkchlorid, Zinkbromid, Kupfer(l)-chlorid,
liehen Alkoxysilangemisch das Dialkoxysilan durch Platinchlorid, Raney-Silber, Raney-Nickel, Eisen(3)-
Fraktionierung abgetrennt werden und die übrigen chlorid, Eisenpentacarbonyl. Grundsätzlich verlaufen
Alkoxysilane einschließlich der Alkoxypolysilane in die Reaktionen auch ohne den Zusatz von Kataly-
das Umsetzungsgefäß zurückgeführt werden. Da sich 50 satoren.
der Anteil der einzelnen nach dem erfindungsgemäßen Das erfindungsgemäße Verfahren liefert unter ande-
Verfahren erhältlichen Alkoxysilane an der Gesamt- rem neuartige, an Silanwasserstoff und Polysilanbin-
ausbeute auch nach der Zurückführung der nicht düngen reiche Alkoxypolysilane, welche wertvolle
erwünschten Alkoxysilane in das Umsetzungsgefäß Zwischenprodukte für die Herstellung von Organo-
nicht ändert, gelingt es auf diese Weise, nur eine Ver- 55 sih'ciumverbindungen sind.
bindung als Hauptprodukt zu erhalten. Es gelingt so, Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungs-
beispielsweise das besonders wertvolle Dialkoxysilan gemäße Verfahren,
zum Hauptreaktionsprodukt zu machen. Durch die
zum Hauptreaktionsprodukt zu machen. Durch die
gleiche Maßnahme können ferner z. B. Disilane, wie ■ B e 1 s ρ 1 e 1 1
(RO)3SiJH3, oder Trisilane, wie (RO)4Si3H4, oder Te- 60 3000 Teile (Gewichtsteile) technisches Silicium
trasilane, wie (RO)5Si4H5, zu Hauptreaktionsprodukten (98 o/o Si) werden in 5000 Teilen Äthyltrimethoxysilan
gemacht werden. Dadurch kann der Anfall unerwünsch- und 500 Teilen Methanol gemäß deutscher Patent-
ter Verbindungen vermieden werden. schrift 1 079 607, jedoch ohne Katalysator vermählen,
Das erfindungsgemäße Verfahren liefert bei längeren bis die mittlere Teilchengröße 1 bis 100 μ beträgt. Diese
Verweilzeiten der Reaktionsprodukte im Reaktions- 65 Mischung wird unter Stickstoff in einen heizbaren
raum durch Disproportionierung Monosilan und Te- Rührbehälter gefüllt, so daß dieser damit etwa zu
traalkoxysilan, beispielsweise gemäß einem Viertel gefüllt ist. Man erwärmt unter Rühren
2H2Si(OR)2 >
SiH4 + (RO)4Si auf 1900C. Dann leitet man stündlich etwa 100 bis
7 8
500 Teile flüssiges Methanol in die Mischung. Nach nyltrimethoxysilan vermählen und nach Zusatz von
einer Verzögerung von einigen Minuten bis einigen 3000 Teilen ^Kupferpulver, 2 Teilen Zinkpulver und
Stunden setzt eine lebhafte Reaktion ein. Die auftre- 160 Teilen Äthyltrichlorsilan mit Methanol bei einer
tende Reaktionswärme wird zu einem wesentlichen Temperatur von 95 bis 1050C und 4 bis 6 Atmo-
Teil durch die Verdampfungswärme des Methanols 5 Sphären Druckumgesetzt. Es entstehen im wesentlichen
kompensiert. Gegebenenfalls wird beispielsweise mit HSi(OCH3)s und H2Si(OCH3)2.
Wasserdampf gekühlt. Den Druck im Behälter hält .
man auf 25 bis 30 atü, indem man aus dem Dampf- Ji e ι s ρ ι e
raum über der Mischung durch ein Drosselventil über Wie im Beispiel 1 beschrieben, werden 3000 Teile
einen Kühler periodenweise entspannt. Die den Kühler io technisches Silicium mit 5000 Teilen Äthyltrimethoxy-
verlassenden Gase werden durch drei Kondensgefäße silan ohne Zusatz eines Katalysators vermählen und in
geleitet, die mit festem CO2 gekühlt werden. Das Benzol dispergiert. Die Dispersion wird mit Methanol
ausgegaste Silangemisch hat etwa folgende Zusammen- umgesetzt bei Temperaturen von 180 bis 2000C und
setzung: einem Druck von 25 bis 30 Atmosphären. Es entstehen
w «nrn ο o/ 15 im wesentlichen Si(OCH3),,, HSi(OCH3)3 und
H2Si(OCHg)2 10% H2S)I(UCH3J2.
HSi(OCH3)3 48% Beispiel 6
CTT OTT 5°/
SiCOCH V 10°/° ^e *m Beispiel 3 beschrieben, wird technisches
Γ Vr Wnrin 1
20 Silicium vermählen und unter Zusatz von Katalysatoren
rrn n\ <H ίτ
25 T umgesetzt mit Phenol, das in Äthylalkohol gelöst ist.
^ 3 Ji s 2 J Die Umsetzungstemperatur beträgt 160 bis 180°C,
. der Druck 8 bis 12 Atmosphären. Es entstehen Tetra-Beispiel
2 phenoxysilan und Triphenoxysilanwasserstoff.
3000 Teile technisches Silicium (98% Si) werden auf- 25 .
einer Kugelmühle unter Stickstoff trocken vermählen. Beispiel
Das derart zerkleinerte Silicium schlämmt man unter In der im Beispiel 6 beschriebenen Weise wird Stickstoff in einem Rührbehälter in 6000 Teilen was- technisches Silicium umgesetzt, jedoch an Stelle von serfreiem Äthanol auf und erwärmt unter Rühren auf Phenol wird p-Chlorphenol für die Umsetzung ver-1800C. Wenn keine Reaktion einsetzt, entspricht der 30 wendet, das in Methanol gelöst ist. Die Umsetzung sich entwickelnde Druck dem Dampfdruck des Ätha- erfolgt unter sonst gleichen Bedingungen, lediglich der nols. Der Druck erreicht bei 180° C etwa 20 atü. Diese Druck beträgt 6 bis 8 Atmosphären. Es entstehen Mischung kann sich über viele Stunden passiv ver- unter anderem Tetra-p-chlorphenoxysilan und Trihalten. Die Reaktion setzt plötzlich ein. Sobald der p-chlorphenoxysilan.
Druck ansteigt, beginnt man mit der Entspannung der 35 .
sich entwickelnden Gase durch einen Kühler. Die sich Beispiels
rasch steigernde Reaktion kann man beispielsweise Technisches Silicium wird, wie im Beispiel 3 bedurch eine der Wärmeentwicklung entsprechende Ent- schrieben, umgesetzt, jedoch nicht mit Methanol, Spannungsdestillation abfangen. Die entstehenden, sondern mit Isopropylalkohol. Die Umsetzung erfolgt insbesondere die flüssigen höhersiedenden Silane be- 40 bei 180 bis 2000C und einem Druck von 20 bis 30 Atschleunigen die Reaktion. Nach Abklingen der An- mosphären. Es entstehen Siliciumwasserstoff und fangsreaktionleitetman stündlich etwa 300bis 600 Teile Tetraisopropoxysilan.
Äthanol in die Mischung und hält gegebenenfalls durch Ώ . . 1 Q
Kühlung die Temperatur zwischen 180 und^2000C. Beispiel y
Durch periodenweise Entspannung werden Äthoxy- 45 Technisches Silicium wird, wie im Beispiel 1 besilanhydride ausgegast, die im Mittel auf etwa drei schrieben, ohne Katalysator vermählen und in Toluol Aihoxygruppen eine SiH-Bindung aufweisen. suspendiert. In diese Suspension wird Methanoldampf . -ίο eingeleitet bei einer Temperatur von 180 bis 2000C Beispiel 3 und 25 bis 30 Atmosphären Druck. Es entstehen die Man verfährt wie im Beispiel 1 und vermahlt 50 im Beispiel 1 beschriebenen Produkte.
3000 Teile Silicium zusammen mit 200 Teilen Kupfer(l)- . ■ t 1Λ
chlorid und 1 Teil Zinkchlorid in 4500 Teilen Tetra- Beispiel IU
methoxysilan. Diese Mischung wird auf 1600C er- 3000 Teile technisches Silicium (98%ig) werden verwärmt. Die Mischung reagiert unverzüglich mit Me- mahlen in Gegenwart der flüssigen hochsiedenden Anthanol. Etwa 60 % des vorgelegten Siliciums werden 55 teile, die bei der Umsetzung gemäß Beispiel 4 erhalten ohne weitere äußere Wärmezufuhr umgesetzt. Der worden sind. Das Gemisch wird anschließend ohne Rest reagiert langsamer, weil die gröberen Silicium- Zusatz eines frischen Katalysators zu dem hochteilchen angereichert werden. Das ausgegaste Silan- siedenden Rückstand gegeben, der aus der Umsetzung gemisch hat etwa folgende Zusammensetzung: gemäß Beispiel 4 im Umsetzungsgefäß noch vorhanden
3000 Teile technisches Silicium (98% Si) werden auf- 25 .
einer Kugelmühle unter Stickstoff trocken vermählen. Beispiel
Das derart zerkleinerte Silicium schlämmt man unter In der im Beispiel 6 beschriebenen Weise wird Stickstoff in einem Rührbehälter in 6000 Teilen was- technisches Silicium umgesetzt, jedoch an Stelle von serfreiem Äthanol auf und erwärmt unter Rühren auf Phenol wird p-Chlorphenol für die Umsetzung ver-1800C. Wenn keine Reaktion einsetzt, entspricht der 30 wendet, das in Methanol gelöst ist. Die Umsetzung sich entwickelnde Druck dem Dampfdruck des Ätha- erfolgt unter sonst gleichen Bedingungen, lediglich der nols. Der Druck erreicht bei 180° C etwa 20 atü. Diese Druck beträgt 6 bis 8 Atmosphären. Es entstehen Mischung kann sich über viele Stunden passiv ver- unter anderem Tetra-p-chlorphenoxysilan und Trihalten. Die Reaktion setzt plötzlich ein. Sobald der p-chlorphenoxysilan.
Druck ansteigt, beginnt man mit der Entspannung der 35 .
sich entwickelnden Gase durch einen Kühler. Die sich Beispiels
rasch steigernde Reaktion kann man beispielsweise Technisches Silicium wird, wie im Beispiel 3 bedurch eine der Wärmeentwicklung entsprechende Ent- schrieben, umgesetzt, jedoch nicht mit Methanol, Spannungsdestillation abfangen. Die entstehenden, sondern mit Isopropylalkohol. Die Umsetzung erfolgt insbesondere die flüssigen höhersiedenden Silane be- 40 bei 180 bis 2000C und einem Druck von 20 bis 30 Atschleunigen die Reaktion. Nach Abklingen der An- mosphären. Es entstehen Siliciumwasserstoff und fangsreaktionleitetman stündlich etwa 300bis 600 Teile Tetraisopropoxysilan.
Äthanol in die Mischung und hält gegebenenfalls durch Ώ . . 1 Q
Kühlung die Temperatur zwischen 180 und^2000C. Beispiel y
Durch periodenweise Entspannung werden Äthoxy- 45 Technisches Silicium wird, wie im Beispiel 1 besilanhydride ausgegast, die im Mittel auf etwa drei schrieben, ohne Katalysator vermählen und in Toluol Aihoxygruppen eine SiH-Bindung aufweisen. suspendiert. In diese Suspension wird Methanoldampf . -ίο eingeleitet bei einer Temperatur von 180 bis 2000C Beispiel 3 und 25 bis 30 Atmosphären Druck. Es entstehen die Man verfährt wie im Beispiel 1 und vermahlt 50 im Beispiel 1 beschriebenen Produkte.
3000 Teile Silicium zusammen mit 200 Teilen Kupfer(l)- . ■ t 1Λ
chlorid und 1 Teil Zinkchlorid in 4500 Teilen Tetra- Beispiel IU
methoxysilan. Diese Mischung wird auf 1600C er- 3000 Teile technisches Silicium (98%ig) werden verwärmt. Die Mischung reagiert unverzüglich mit Me- mahlen in Gegenwart der flüssigen hochsiedenden Anthanol. Etwa 60 % des vorgelegten Siliciums werden 55 teile, die bei der Umsetzung gemäß Beispiel 4 erhalten ohne weitere äußere Wärmezufuhr umgesetzt. Der worden sind. Das Gemisch wird anschließend ohne Rest reagiert langsamer, weil die gröberen Silicium- Zusatz eines frischen Katalysators zu dem hochteilchen angereichert werden. Das ausgegaste Silan- siedenden Rückstand gegeben, der aus der Umsetzung gemisch hat etwa folgende Zusammensetzung: gemäß Beispiel 4 im Umsetzungsgefäß noch vorhanden
H3SiOCH3 5 % 60 ist. Die Mischung wird mit Methanol umgesetzt bei
H2Si(OCH3)2 30% einer Temperatur von 95 bis 1050C und 4 bis 6 At-
HSi(OCH3)3 45 % mosphären Druck. Es entstehen die Produkte, die im
Si(OCH3)4 1 _ Beispiel 4 beschrieben worden sind.
H3Si2(OCH3)3 } ··-
Rest 65 Beispiel 11
Beispiel 4 Silicium und Alkohol werden in einem senkrecht
In der im Beispiel 1 beschriebenen Weise werden stehenden Rohr kontinuierlich ohne Rühren umgesetzt.
3000 Teile technisches Silicium mit 5000 Teilen Phe- Hierbei verwendet man als Ausgangsprodukt eine
feingemahlene Mischung von technischem Silicium und Tetramethoxydisilan und als zweite Reaktionskomponente Methanol, die getrennt von unten in ein
senkrecht stehendes Rohr eingepumpt werden. Im Rohr findet die Umsetzung statt, und die Verweilzeit
ist so bemessen, daß beim Erreichen des oberen Rohrendes das Silicium zum größten Teil umgesetzt ist. Die
Reaktionsmischung wird aus dem Rohr abgezogen und in einen Sedimentationskessel übergeführt, wo sich der
Schlamm absetzen kann. Aus dem Sedimentationskessel können die Reaktionsprodukte entnommen
werden; die Umsetzung findet bei einer Temperatur von 180 bis 22O0C und einem Druck von 30 bis 40 Atmosphären
statt. Es entstehen die im Beispiel 4 beschriebenen Produkte.
Claims (3)
- Patentansprüche:10gekennzeichnet, daß man das feinteilige Silicium in flüssiger Dispersion gegebenenfalls in Gegenwart eines flüssigen organischen Verdünnungsmittels oder einer flüssigen Siliciumverbindung mit einem gegebenenfalls substituierten Alkohol oder einem gegebenenfalls substituierten Phenol umsetzt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart einer in der flüssigen Phase löslichen Kupfer- und/oder Zinkverbindung durchführt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zumindest einen Teil der bei der Umsetzung erhaltenen flüssigen Umsetzungsprodukte als Verdünnungsmittel bei den folgenden Umsetzungen verwendet.1. Verfahren zur Herstellung von Alkoxy- bzw. In Betracht gezogene Druckschriften:Phenoxysilanen durch Umsetzung von feinteiligem Houben — Weyl, Methoden der organischenSilicium mit Alkohole bzw. Phenolen, dadurch 20 Chemie, Bd. VI/2, S. 100.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEB76111A DE1219012B (de) | 1964-03-28 | 1964-03-28 | Verfahren zur Herstellung von Alkoxy- bzw. Phenoxysilanen |
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