DE69032907T2

DE69032907T2 - Entfernung von Wasserstoff enthaltenden Silanen aus Organosilanen

Info

Publication number: DE69032907T2
Application number: DE69032907T
Authority: DE
Inventors: Gary Ned Madison Bokerman; James Franklin Midland Hampton; John George Midland Uhlmann
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1990-09-21
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2010-09-22
Also published as: EP0423948A3; JPH03188087A; CA2025864A1; EP0423948A2; ES2129390T3; CA2025864C; EP0423948B1; JP2960522B2; DE69032907D1; US4985579A

Description

Hochreine difunktionelle Organosilane, insbesondere Diorganodihalogensilane werden zur Herstellung von Organopolysiloxanen benötigt, die in der Herstellung von Siliconen verwendet werden. Zum Beispiel benötigt die Herstellung von hochwertigen, leistungsstarken Siliconelastomeren, daß das difunktionelle Organosilan einen Mindestgehalt an trifunktionellen und tetrafunktionellen Materialien bis zu Gehalten von ein paar Teilen pro eine Million auf molarer Basis enthält.
Wasserstoffhaltige Silanmaterialien sind eine potentielle Quelle zusätzlicher Funktionalität. Das Wasserstoffatom auf einem Silanmolekül ist empfindlich gegenüber Abspaltung vor allem unter den basischen Bedingungen, die während der Herstellung von Siloxanmaterialien eingesetzt werden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird der Begriff „Funktionalität” verwendet, um die Fähigkeit der Silanspezies eine lineare Struktur (Difunktionalität), eine verzweigte Struktur (Trifunktionalität) oder eine Netzstruktur (Tetrafunktionalität) zu beschreiben.
Bei der Herstellung von leistungsstarken Siliconelastomeren sind difunktionelle Silanmonomere mit einem Minimum an trifunktionellen und tetrafunktionellen Materialien eine Notwendigkeit. Zum Beispiel würde (CH₃)₂SiCl₂ mit einer (C₂H₅)HSiCl₂-Verunreinigung auf ein Dimethylsiloxanpolymer mit wasserstoffhaltigen Siloxaneinheiten hinauslaufen. Die Abspaltung des Wasserstoffatoms würde auf eine Verzweigung (Trifunktionalität) auf der Siloxankette hinauslaufen. Solch eine Verzweigung kann die gewünschten physikalischen Eigenheiten des Siliconelastomers, das nachfolgend aus dem Polymer gebildet wird, vermindern.
Organosilane werden typischerweise durch ein direktes Verfahren der Umsetzung eines organischen Halogenids mit Silicium in Gegenwart eines Katalysators, hergestellt. Die resultierende Mischung wird üblicherweise durch Destillation in die einzelnen Spezies getrennt. In vielen Fällen liegen die Siedepunkte der einzelnen Organosilankomponenten sehr eng zusammen, was einen sehr schwierigen Destillationsvorgang verursacht. Ein Beispiel einer solchen Kombination ist die Mischung von Dimethyldichlorsilan (CH₃)₂SiCl₂ und Ethyldichlorsilan, (C₂H₅)HSiCl₂. Die Siedepunkte von Dimethyldichlorsilan und Ethyldichlorsilan liegen ungefähr 4°C auseinander. Die Verringerung des Ethyldichlorsilangehaltes im Dimethyldichlorsilan würde eine Destillationskolonne von mehr als 100 theoretischen Destillationsböden und Rücklaufverhältnisse in einem Bereich von 100:1 benötigen.
Das US-A-4,297,500 (≡ DE-A-2950402 ) beschreibt die Verbesserung des Organosilanproduktes aus der direkten Synthese von Organochlorsilanen durch das Rochow-Mueller-Verfahren durch Umsetzen der Organosilanmischung mit Chlorwasserstoff (HCL) und AlCl₃, AlOCl und/oder AlBr₃ in flüssiger Phase bei –40°C bis +25°C. Das Journal of Organic Chemistry, Vol.: 32, Nr.: 8, August 1967, Seiten 2470–2472 beschreibt die durch die Gruppe VIII Edelmetalle katalysierten Reaktionen von Organosiliciumhydriden mit Halogenwasserstoff und die Anwendung solcher Reaktionen in der Herstellung von Halogensilanen. Besonders Palladium-, Platin-, Ruthenium- und Rhodiumkatalysatoren wurden unter dem Gesichtspunkt ihrer Wirkungsfähigkeit in den Organohalogensilanherstellungen untersucht. FR-A-1240180 betrifft die Reinigung von Organochlorsilan mittels eines Oxidationsverfahrens, das Permanganatchlorid, Chromchlorid, Quecksilberchlorid, Quecksilberoxid, konzentrierte Schwefelsäure oder Silberoxid als Oxidationsmittel in Gegenwart von Eisorthophosporsäure einsetzt mit anschließender Destillation, um die Organochlorsilane in der behandelten Mischung zu trennen.
DE-A-2805824 betrifft die Entfernung von Siliciumtetrachlorid aus eine wasserstoffhaltigen Silan, indem das Siliciumtetrachlorid mit Lichtstrahlen in Gegenwart von wenigstens einem Halogen behandelt wird.
Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung von Organosilanen aus Mischungen, die aus dem Direktverfahren zur Herstellung von Organosilanen resultieren. In der vorliegenden Erfindung werden wasserstoffhaltige Silane, die als Verunreinigungen in der Organosilanmi schung vorhanden sind, zu nicht wasserstoffhaltigen Silanmaterialien umgewandelt, um ihre Abtrennung von der Organosilanmischung zu vereinfachen. Die Organosilanmischung kann anschließend durch bekannte Verfahren, zum Beispiel der Destillation getrennt werden, um Organosilane, die an wasserstoffhaltigen Silanen verringert sind, zu erhalten. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung die wasserstoffhaltigen Silane umzuwandeln, ohne die gewünschten Organosilanprodukte zu verändern.
Die unmittelbare Erfindung ist ein Verfahren, um den Gehalt an wasserstoffhaltigem Silan in einem, aus einer Organosilanmischung isoliertem Organosilan, zu minimieren. Was beschrieben wird ist ein Verfahren zur Reinigung einer Organosilanmischung durch Verringerung des Gehalts an wasserstoffhaltigem Silan der Mischung, wobei das Organosilan organische Substituenten enthält, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Alkylresten mit 1 bis 6 Kohlenstoffeinheiten und Phenyl und wobei das wasserstoffhaltige Silan einen Siedepunkt nah dem des Organosilans aufweist.
Das Verfahren umfaßt das Inkontaktbringen einer Organosilanmischung, eines Halogenwasserstoffs und eines Katalysators. Die Organosilanmischung enthält als Hauptkomponente das Organosilan und als Nebenkomponente das wasserstoffhaltige Silan. Das in der Organosilanmischung vorhandene wasserstoffhaltige Silan wird mit dem Halogenwasserstoff in Gegenwart des Katalysators umgesetzt, um ein stärker halogeniertes Silan zu bilden. Dies führt zu einem Silan höheren Molekulargewichts mit einem höheren Siedepunkt, folglich einer Vereinfachung der Trennung durch Destillation. Ein Organosilan mit einem verringerten Gehalt an wasserstoffhaltigem Silan wird isoliert und aus der Organosilanmischung gewonnen.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Reinigung einer Organosilanmischung durch Verringerung des Gehalts an wasserstoffhaltigem Silan der Organosilanmischung bereitgestellt, wobei die Organosilanmischung als Hauptkomponente Organosilanspezies enthält, die wenigstens einen Substituenten ausgewählt aus Alkylresten mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und Phenyl enthalten, und das wasserstoffhaltige Silan einen Siedepunkt aufweist, der ähnlich zu wenigstens einer Organosilanspezies ist, wobei das Verfahren enthält:

(A) Inkontaktbringen der Organosilanmischung, eines Halogenwasserstoffs und eines Katalysators, wobei die Organosilanmischung als Hauptkomponente die Organosilanspezies und als Nebenkomponente das wasserstoffhaltige Silan enthält und wobei der Katalysator ausgewählt ist aus der Gruppe von Metallen, bestehend aus Palladium, Platin, Rhodium, Ruthenium, Nickel und Verbindungen davon,
(B) Umsetzen dieses wasserstoffhaltigen Silans in dieser Organosilanmischung mit diesem Halogenwasserstoff in Gegenwart dieses Katalysators, um eine abgeänderte Organosilanmischung auszubilden, die ein stärker halogeniertes Silan enthält, und
(C) Isolieren und Gewinnen dieser Organosilanspezies aus dieser geänderten Organosilanmischung.

Die zu reinigende Organosilanmischung wird zunächst aus wenigstens einem Organosilan und einem als Verunreinigung vorhandenen, wasserstoffhaltigen Silan bestehen. Vielfältige Organosilanspezies und vielfältige wasserstoffhaltige Silanspezies können in der Mischung vorhanden sein. Weitere Materialien können vorhanden sein.
Das beschriebene Verfahren vereinfacht die Trennung der wasserstoffhaltigen Silanverunreinigungen aus der Organosilanmischung, wenn der Siedepunkt der Verunreinigungen und Organosilane so ähnlich sind, so daß eine Trennung durch Standardverfahren schwierig ist. Für den Zweck dieser Erfindung sind Materialien in ihrem Siedepunkt ähnlich, wenn die Substitution eines Wasserstoffatoms in dem wasserstoffhaltigen Silan durch ein Halogen die Trennung der Materialien durch Destillation vereinfachen kann. Zum Beispiel besitzt Ethyldichlorsilan ein Molekulargewicht von 129,1 und einen Siedepunkt von 74–76°C. Die Trennung dieser Verunreinigung von Dimethyldichlorsilan, Molekulargewicht 129,0, Siedepunkt 70–71°C ist durch Standarddestillationsmittel schwierig. Die Umwandlung von Ethyldichlorsilan zu Ethyltrichlorsilan, Molekulargewicht 163,5, Siedepunkt 100–101°C kann ein Destillationsverfahren zum Bewirken der Trennung und Reinigung des gewünschten Dimethyldichlorsilans, vereinfachen. Bevorzugte Mischungen für den Zweck dieser Erfindung sind solche, die ein wasserstoffhaltiges Silan enthalten, das einen Siedepunkt in einem Bereich von ±10°C eines Organosilans aufweist und dieser Siedepunkt der wasserstoffhaltigen Silane durch Substitution des Substituenten Wasserstoff durch ein Halogen um wenigstens ungefähr 5°C erhöht werden kann.
Beispiele von Organosilanen, die gereinigt werden können sind Methyltrichlorsilan, Methyltrifluorsilan, Ethyltribromsilan, n-Propyltrichlorsilan, Dimethyldibromsilan, Trimethylchlorsilan, Methyldiethylbromsilan, Methyldi(t-butyl)chlorsilan, Tetramethylsilan, Tetraethylsilan, Phenyltrichlorsilan, Diphenyldichlorsilan, Phenylmethyldichlorsilan und Diphenyldifluorsilan.
Die wasserstoffhaltige Silanverunreinigung in der Organosilanmischung kann zum Beispiel Silan, Chlorsilan, Bromsilan, Fluorsilan, Methylsilan, Ethylsilan, Dichlorsilan, Dibromsilan, Methylchlorsilan, Ethylbromsilan, Trichlorsilan, Methyldichlorsilan, Ethyldichlorsilan, Dimethylchlorsilan, Methyl(t-Butyl)chlorsilan oder Biphenyldichlorsilan sein.
Das wasserstoffhaltige Silan kann in der Organosilanmischung in einer Konzentration in einem Bereich von ungefähr 10 Teilen pro eine Million (ppm) bis 10% bezogen auf Gewicht, vorhanden sein. Die Erfinder glauben das Organosilanmischungen, die weniger als ungefähr 10 ppm wasserstoffhaltiges Silan enthalten unter Anwendung der vorliegenden Erfindung behandelt werden können. Dennoch kann die Wirksamkeit der Umwandlung verringert werden.
Der Halogenwasserstoff kann, zum Beispiel Fluorwasserstoff, Bromwasserstoff oder Chlorwasserstoff sein. Bevorzugt ist Chlorwasserstoff. Der Halogenwasserstoff sollte im Überschuß zur stöchiometrischen Menge, die benötigt wird, um mit dem wasserstoffhaltigen Silan zu reagieren vorhanden sein, um die maximale Umwandlung des wasserstoffhaltigen Silans zu einem Halogensilan zu bewirken.
Das durch die Umsetzung eines wasserstoffhaltigen Silans und des Halogenwasserstoffs gebildete Halogensilan kann zum Beispiel Tetrafluorsilan, Tetrachlorsilan, Tetrabromsilan, Methyltrichlorsilan, Methyltribromsilan, Ethyltrichlorsilan, Ethyltribromsilan, Dimethyldichlorsilan, Methyl(t-butyl)dichlorsilan oder Biphenyltrichlorsilan sein.
Der Katalysator ist ausgewählt aus der Gruppe von Metallen, bestehend aus Palladium, Platin, Rhodium, Ruthenium, Nickel und Verbindungen davon. Bevorzugte Metalle sind Palladium, Platin, Ruthenium, Rhodium und Nickel. Der Begriff „Verbindungen davon” umfaßt anorganische Verbindungen zum Beispiel Metallsalze und -oxide genauso wie Organometallverbindungen.
Das Metall oder Metallverbindung kann auf einem festen Substrat gehalten werden. Das feste Substrat kann jedes inerte Material von geeigneter Größe und passender Affinität zum Metall oder Metallverbindung sein zum Beispiel teilchenförmiger Kohlenstoff oder Siliciumdioxid. Das bevorzugte Substrat ist Kohlenstoff. Besonders bevorzugt ist Kohlenstoff mit einer Oberfläche von ungefähr 1000 m²/g. Es wird bevorzugt, daß die Metalle oder ihre Verbindungen auf dem festen Substrat in einer Konzentration von ungefähr 0,2 bis 3 Gew.-% vorhanden sind. Die Erfinder glauben, das Konzentrationen des Metalls oder Metallverbindung von weniger als ungefähr 0,2 Gew.-% die Umsetzung des wasserstoffhaltigen Silans mit dem Halogenwasserstoff vereinfachen kann, jedoch mit verringerter Wirksamkeit, wie durch geringere Umsätze und längere Verweilzeiten belegt.
Umgekehrt können Metall oder Metallverbindungen mit Konzentrationen von mehr als ungefähr 5 Gew.-% des Trägermaterials verwendet werden, jedoch wird kein wesentlicher Vorteil, mit Ausnahme im Fall von Nickel, bemerkt. Ein anwendbarer Konzentrationsbereich für Nickel und Nickelverbindungen liegt ungefähr bei 5 bis 15 Gew.-% des Trägermaterials. Eine für Nickel und Nickelverbindungen bevorzugte Konzentration liegt bei ungefähr 10 Gew.-%.
Metalle und Metallverbindungen, die nicht, wie oben beschrieben, auf einem Träger vorhanden sind, können ebenfalls als gleichwertige Katalysatoren in dem beschriebenen Verfahren wirken. Der nicht auf einem Träger vorhandene Katalysator kann in der Organosilanmischung löslich sein oder in Form von feinverteilten Teilchen vorliegen. Ein anwendbarer Konzentrationsbereich für den nicht auf einem Träger vorhandenen Katalysator liegt bei ungefähr 500 bis 10.000 ppm. Obwohl höhere Konzentrationen in dem Verfahren funktionieren werden, gibt es keinen erkennbaren Vorteil. Konzentrationen von weniger als ungefähr 500 ppm an Katalysator können funktionieren, aber mit einer langsameren Umwandlungsgeschwindigkeit.
Das Inkontaktbringen der Organosilanmischung, des Halogenwasserstoffs und des Katalysators kann entweder in der flüssigen oder in der Dampfphase bewirkt werden. Wenn ein auf einem Träger vorhandener Katalysator verwendet wird, ist es bevorzugt, daß sich der Kontakt und die Umsetzung in der Dampfphase abspielt. Im allgemeinen sollte die Kontakt- und Umsetzungstemperatur in dem Bereich von 30°C bis 150°C liegen. Es wird bevorzugt, daß der Kontakt und die Umsetzung bei einer Temperatur größer dem Siedepunkt der Organosilanmischung vorgenommen wird. Als Beispiel sollte die Dimethyldichlorsilanmischung aus dem Direktverfahren, bei einer Temperatur von ungefähr 70°C bis 100°C und einer Kontaktzeit von 5 bis 10 Minuten, behandelt werden. Wenn ein nicht getragener Katalysator verwendet wird, ist es oftmals wünschenswert die Reaktion bei einer höheren Temperatur durchzuführen, als der, die für einen gleichwertigen getragenen Katalysator benötigt wird. Ein bevorzugter Temperaturbereich für nicht getragene Katalysatoren liegt bei ungefähr 100°C bis 200°C.
Die Umsetzung der wasserstoffhaltigen Silane mit einem Halogenwasserstoff in Gegenwart des Katalysators ist sehr schnell. Abhängig von der Konzentration des wasserstoffhaltigen Silans in der Organosilanmischung kann die Reaktion innerhalb von Sekunden oder Minuten erfolgen. Wo das wasserstoffhaltige Silan Konzentrationen von ungefähr 10 ppm bis ungefähr 100 Gew.-% der Mischung aufweist, wird eine Kontaktzeit mit dem Katalysator von mehr als ungefähr einer Minute bevorzugt. Besonders bevorzugt sollte die Kontaktzeit ungefähr 5 Minuten bis 30 Minuten betragen. Kürzere Verweilzeiten können verwendet werden, jedoch kann, abhängig von der Konzentration des wasserstoffhaltigen Silans in der Organosilanmischung, ein geringerer Umsatz des wasserstoffhaltigen Silans erfolgen. Längere Verweilzeiten zeigen keine erkennbaren weiteren Vorteile.
Das Inkontaktbringen der Organosilanmischung, das als Nebenkomponente das wasserstoffhaltige Silan enthält, mit dem Katalysator kann in bekannten Anordnungen für den Kontakt von Flüssigkeiten oder Dämpfen mit einem Katalysator, durchgeführt werden. Beispiele für solcher Konfigurationen sind Füffkörperkolonnen, Flüssigbettreaktoren und Rührkessel, in denen der Katalysator mit einer Flüssigkeit gemischt wird. Eine mit dem getragenen Katalysators gefüllte Kolonne, durch die die Organosilanmischung und der Halogenwasserstoff durchströmt, ist eine bevorzugte Ausführung. Im Falle einer Dampfphasenumsetzung müssen Mittel zur Verdampfung der Organosilanmischung, bevor sie den Katalysator durchströmt, bereitgestellt werden. Verdampfungsmittel können umfassen, zum Beispiel solch bekannte Vorrichtungen wie Kesselverdampfer, ein Röhrenwärmetauscher und Ähnliche.
Die Organosilanmischung wird als Flüssigkeit durch herkömmliche Mittel, wie beispielsweise Pumpen zugeführt. Der Halogenwasserstoff wird als Gas durch herkömmliche Mittel des Hinzufügens und Kontrollierens von Gasen hinzugefügt.
Wurden die wasserstoffhaltigen Silane in der Organosilanmischung erst einmal durch Reaktion mit einem Halogenwasserstoff zu Organohalogensilanen umgewandelt, kann die Isolierung und Gewinnung des gewünschten Organosilans mit einem verringerten Gehalt an wasserstoffhaltigem Silan bewirkt werden. Die Isolierung und Gewinnung des gewünschten Organosilans kann durch herkömmliche Destillation bewirkt werden.
Das beschriebene Verfahren kann ebenfalls verwendet werden, um Tetrachlorsilan aus einer Silanmischung, die ein wasserstoffhaltiges Silan enthält, zu reinigen. Die Silanmischung kann zum Beispiel Organosilane, Organohalogensilane, Tetrachlorsilan und wasserstoffhaltige Silane enthalten. Tetrachlorsilan ist im Verhältnis zu den wasserstoffhaltigen Silanen, von denen die Trennung gewünscht wird, als Hauptkomponente in der Silanmischung vorhanden.
Damit die Fachleute die unmittelbare Erfindung besser verstehen und beurteilen können, werden die nachfolgenden Beispiele dargestellt. Diese Beispiele sind zur Veranschaulichung dargestellt und nicht gedacht die hier wiedergegebenen Ansprüche einzuschränken.
Beispiel 1
Apparatur und Verfahren wurden eingesetzt, um die Reaktion einer wasserstoffhaltigen Silanverunreinigung, enthaltend in einer Organosilanmischung, mit Chlorwasserstoff in Gegenwart eines auf einem Träger vorhandenen Katalysators zu beurteilen.
Der Reaktor war ein Rohr mit einem Durchmesser von 22 mm und 26 cm lang, das eine Trägerplatte, auf der der getragene Katalysator plaziert war, enthielt. Der Reaktor war mit einem elektrischen Heizgerät ausgerüstet. Zwei Durchgangsöffnungen, eine für eine Organosilanmischungszufuhr und eine für eine Halogenwasserstoffzuführung wurden am oberen Teil des Reaktors bereitgestellt. Eine Alkylsilan Rohmischung wurde als Flüssigkeit in den oberen Teil des Reaktors zugeführt. Ein Bereich im Reaktorrohr oberhalb des Katalysators diente als Vorwärmer. Das Effluent aus dem Reaktorrohr wurde kondensiert, gesammelt und mittels Gaschromatographie analysiert.
Die Zuspeisung zum Reaktor war Dimethyldichlorsilan (Me₂), daß 133 ppm (Bezogen auf Gewicht) Ethyldichlorsilan (EtH) enthielt. Der Katalysator war 0,2 Gew.-% Palladium auf Kohlenstoff (Pd/C). Der Katalysator besaß eine Teilchengröße von 4 bis 8 mesh. Der Katalysator wurde vor der Anwendung 4 Stunden lang bei 600°C getrocknet.
Die Me₂/EtH-Mischung wurde mit einer Geschwindigkeit von 15 ml/h dem Reaktor zugeführt. Das Reaktionsrohr wurde bei einer Temperatur von ungefähr 30°C gehalten. Die Analyse des Reaktoreffluenten zeigte 25 ppm EtH in Me₂.
Wenn dasselbe Verfahren bei 85 bis 90°C durchgeführt wurde, enthielt die Me₂-Mischung weniger als 6 ppm EtH.
Beispiel 2
Dieselben, wie die in Beispiel 1 verwendeten Apparaturen, Verfahren und Katalysator wurden verwendet, um den Einfluß der Zufuhrgeschwindigkeit auf die Umwandlung des EtH im Me₂ zu beurteilen. Die Zufuhrmischung war Me₂, das 4100 ppm EtH enthielt. Tabelle 1 ist eine Zusammenfassung der Ergebnisse dieser Beurteilung. In Tabelle 1 wird die Zufuhrgeschwindigkeit der Me₂-Mischung, ausgedrückt in ml/h als „Eintragmenge” bezeichnet; der EtH-Gehalt des Reaktoreffluenten, ausgedrückt in ppm wird als „ppm EtH” bezeichnet. Tabelle 1

Eintragmenge ppm EtH

14,5 < 10

32,0 8

51,0 58

88,0 880
Beispiel 3
Das Reaktorsystem wurde modifiziert, um die Flußrichtung der Reaktanten im Reaktorrohr zu ändern. Ein Reaktorrohr mit einem Innendurchmesser von 12 mm und ungefähr 50 cm Länge wurde mit 30 ccm des vorhergehend beschriebenen 2% Pd/C-Katalysators beladen. Das Reaktorrohr wurde an den oberen Teil eines 1000 ml Kolbens mit einem ihn umgebenden Heizpilz, angeschlossen. Der gewärmte Kolben diente als Vorwärmer und Verdampfer für eine flüssige Alkylsilanzufuhr. Dämpfe strömen vom Kolben auf durch das Katalysatorbett.
Eine Zufuhrmischung, die 4100 ppm EtH in Me₂ enthielt wurde dem erwärmten Kolben mit einer Geschwindigkeit von 88 ml/h hinzugefügt. Das Effluent wurde kondensiert und die Analyse zeigte die Me₂-Mischung, enthaltend weniger als 5 ppm EtH.
Beispiel 4
Verschiedene Gruppe VIII Metallmaterialien auf einem Kohlenstoffträger wurden als Katalysator für die Umsetzung der wasserstoffhaltigen Siliciummaterialien mit Chlorwasserstoff beurteilt.
Die Apparatur und das Verfahren waren ähnlich denen in Beispiel 3 verwendeten.
Fünf verschiedene Metalle auf Kohlenstoffträgern und ein Metallsalz auf Kohlenstoff wurden auf Katalysatorwirksamkeit untersucht. Ebenso wurde zum Vergleich eine Probe aktivierten Kohlenstoffs, ähnlich dem für die Metallmaterialien verwendeten Träger, getestet. Die beurteilten auf einem Träger vorhandenen Metallkatalysatoren waren wie folgt: Palladium (Pd/C), Platin (Pt/C), Rhodium (Rh/C), Ruthenium (Ru/C) und Nickel (Ni/C). Das beurteilte Metallsalz war Palladiumchlorid (PdCl₂/C) auf Kohlenstoff. Das Pd/C, PdCl₂/C und Ni/C wurde von Alpha Products Division, Morton-Thiokol erworben. Das Pt/C, Rh/C und Ru/C, alle mit einer Oberfläche von 1000 m²/g wurden von Engelhard erworben.
Die Temperatur im Verdampfungs/Vorwärmer-Kolben reichte von ungefähr 185°C bis 200°C. Die Organosilanmischung war Me₂, enthaltend ungefähr 330 bis 440 ppm EtH. Verweilzeiten der Organosilandämpfe im Katalysatorbett wurden bezogen auf die Zufuhrgeschwindigkeit des flüssigen Organosilans und des Katalysatorvolumens innerhalb des Betts, berechnet. Die Temperatur der aus dem Katalysatorbett austretenden Dämpfe wurde ebenfalls kontrolliert.

Tabelle 2 ist eine Zusammenfassung der Ergebnisse dieser Beurteilung. Tabelle 2 stellt den verwendeten Katalysator, bezeichnet als „Katalysator”; das Katalysatorvolumen in ccm, bezeichnet als „VolCat”; die Zufuhrgeschwindigkeit der Organosilanflüssigkeit in ccm/h bezeichnet als „Zufuhr; die Verweilzeit in Minuten wird als „Res T” bezeichnet; die Temperatur der aus dem Reaktor aufsteigenden Dämpfe in Grad Celsius wird als „Temp” bezeichnet und der prozentuale Umsatz des EtH zu Ethyltrichlorsilan wird als „%Conv.” bezeichnet. Tabelle 2

Katalysator	Vol Cat (cc)	Zufuhr (cc/h)	Res T (Min.)	Temp (°C)	%Conv
Kohlenstoff	17	120	9	75	12
1% Pd/C	20	60	20	70	100
1% Pt/C	20	76	16	85	100
1% Rh/C	20	70	17	90	100
1% Ru/C	26	130	12	80	100
3% PdCl₂/C	10	60	10	70	100
10% Ni/C	11	62	11	70	77

Beispiel 5
Nicht auf einem Träger vorhandenes PdCl₂ wurde als Katalysator für die Umwandlung von PhMeHSiCl als Verunreinigung in PhMe₂SiCl bewertet.
Die Phenylmethylchlorsilane wurden mit PdCl₂-Katalysator in einem Reaktor gemischt und die Mischung einem HCl-Gasstrom, der unterhalb der flüssigen Phase injiziert wurde, ausgesetzt. Die Fließgeschwindigkeit war ausreichend hoch, um das HCl-Sprudeln durch die Flüssigkeit aufrechtzuerhalten. Die Mischung wurde für spezifische Zeiträume erwärmt und Proben entnommen. Die Proben wurden mittels Gaschromatographie und Gaschromatographie/Massen-spektroskopie zur Produktidenfizierung und Quantifizierung, analysiert. Die spezifischen Bedingungen eines jeden Laufes und Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.

Die Temperatur bei der die Reaktion gefahren wurde, in Grad Celsius wird als „Temp” bezeichnet. Der Begriff „Laufzeit” bezieht sich auf die Zeit nach Initiierung des Laufes, bei dem eine Probe zur Analyse entnommen wurde. Die mit „PdCl₂” bezeichnete Spalte listet die Konzentra tionen, in Teile pro eine Million (ppm), an in dem Lauf eingesetzten PdCL₂ auf. Die mit „PhMeHSiCl” beschriftete Spalte listet die Konzentration der wasserstoffhaltigen Silanverunreinigung auf. Die mit „%Conv.” beschriftete Spalte gibt die prozentuale Verringerung an PhMeHSiCl unter verschiedenen Reaktionsbedingungen wieder. Tabelle 3

Lauf Nr.:	Temp (°C)	Laufzeit (Min.)	PdCl₂ (ppm)	PhMeHCl (ppm)	%Conv
2	100	245	10.217	258	100
3	140	175	10.353	163	100
4	185	275	11.209	1155	100
5	185	10	0	540	34
6	185	10	10.799	247	100
7	190	10	1.189	6866	100

Claims

Verfahren zur Reinigung einer Organosilanmischung durch Verringerung des Gehalts an wasserstoffhaltigem Silan der Organosilanmischung, wobei die Organosilanmischung als Hauptbestandteil Organosilanspezies enthält, die wenigstens einen Substituenten, ausgewählt aus Alkylresten mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und Phenyl, enthalten, und das wasserstoffhaltige Silan einen Siedepunkt aufweist, der ähnlich zu wenigstens einer der Organosilanspezies ist, wobei das Verfahren umfaßt: (A) Inkontaktbringen der Organosilanmischung, eines Wasserstoffhalogenids und eines Katalysators, wobei die Organosilanmischung als Hauptkomponente die Organosilanspezies und als Nebenkomponente das wasserstoffhaltige Silan enthält, und wobei der Katalysator ausgewählt ist aus der Gruppe von Metallen, bestehend aus Palladium, Platin, Rhodium, Ruthenium, Nickel und Verbindungen davon, (B) Umsetzen dieses wasserstoffhaltigen Silans in dieser Organosilanmischung mit diesem Wasserstoffhalogenid in Gegenwart dieses Katalysators, um eine abgeänderte Organosilanmischung auszubilden, die ein stärker halogeniertes Silan enthält, und (C) Isolieren und Gewinnen dieser Organosilanspezies aus dieser geänderten Organosilanmischung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Inkontaktbringen dieses wasserstoffhaltigen Silans mit diesem Wasserstoffhalogenid in Gegenwart dieses Katalysators in der flüssigen Phase ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Inkontaktbringen dieses wasserstoffhaltigen Silans mit diesem Wasserstoffhalogenid in Gegenwart dieses Katalysators in der Dampfphase ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei diese Organosilanmischung eine Silanmischung ist und diese Silanmischung als Hauptbestandteil Tetrachlorsilan enthält, wobei dieses wasserstoffhaltige Silan einen Siedepunkt hat, der ähnlich dem von Tetrachlorsilan ist, und wobei in Stufe (C) das Tetrachlorsilan aus der geänderten Silanmischung isoliert und gewonnen wird und das Tetrachlorsilan einen verringerten Gehalt an diesem wasserstoffhaltigen Silan aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei dieses wasserstoffhaltige Silan einen Siedepunkt in einem Bereich von ±10°C des Siedepunkts dieser Organosilanspezies aufweist, wobei die Halogenierung dieser wasserstoffhaltigen Verbindung den Siedepunkt dieser wasserstoffhaltigen Verbindung um wenigstens 5°C erhöht und wobei die Isolierung und Gewinnung dieser Organosilanspezies durch Destillation bewirkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei dieser Katalysator ausgewählt ist aus Palladium, Platin, Rhodium, Ruthenium und Verbindungen davon.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei dieser Katalysator ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Nickel und Verbindungen davon.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei Palladium, Platin, Rhodium, Ruthenium und Verbindungen davon auf einem festen Substrat in einer Konzentration von 0,2 bis 3,0 Gew.-% dieses festen Substrats vorhanden sind.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei Nickel und Verbindungen davon auf einem festen Substrat in einer Konzentration von 5 bis 15 Gew.-% dieses festen Substrats vorhanden sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Katalysator auf einem festen Substrat, das Kohlenstoff ist, vorhanden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Katalysator aus Palladium und Verbindungen davon auf einem Kohlenstoffträger ausgewählt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Katalysator nicht auf einem Träger vorhanden ist.