DE945982C - Process for the splitting of tetraalkyl orthosilicates - Google Patents

Process for the splitting of tetraalkyl orthosilicates

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DE945982C
DE945982C DEC6900A DEC0006900A DE945982C DE 945982 C DE945982 C DE 945982C DE C6900 A DEC6900 A DE C6900A DE C0006900 A DEC0006900 A DE C0006900A DE 945982 C DE945982 C DE 945982C
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Dr Willy O Herrmann
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/04Esters of silicic acids

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Description

Verfahren zur Aufspaltung von Tetraalkylorthosilikaten Siliciumhalogeni,de reagieren mitAlkoholen unter Bildung von Alkoxyderivaten, die man als organische Orthosilikate (Tetraalkylorthosilikate) bezeichnet. Ihre allgemeine Formel ist Si (0R)4.Process for the splitting of Tetraalkylorthosilikaten Siliciumhalogeni, de react with alcohols to form alkoxy derivatives, which are called organic Orthosilicates (tetraalkylorthosilicates) called. Their general formula is Si (0R) 4.

Die an sich bekannten Alkoxysiloxane, das sind die Alkylest@er der Pyrokieselsäure (Hexaalkylpyrosilikate des Typs Si20(OR)"), der Metakieselsäure (Dialkylmetasilikate des Typs Si O (O R) 2 ) und die höheren Ester der Podymetakieselsäuren (Alkylpolymetasilikate des Typs Sin0"(OR)2n), werden dabei neben etwas Alkoxychlorsilanen Si C1,(0 R) s, S,i C12.(0 R)2 und S' Cls,(O R) nur in geringer Menge als Nebenprodukte gebildet. Alkoxysiloxane entstehen auch nach Friedel-Crafts (»Liebigs Annalen der Chemie«, Bd. x36 [x865], S. 203, insbesondere S. 2xo, und »Anisales de Chimie et de Physique«, 4. Reihe [x866], Bd. g, S. 24) beim Kochen von Tetraalkylorthosilikat mit etwas Wasser in alkoholischer Lösung durch partielle Hydrolyse und anschließende intermolekulare Kondensation der gebildeten Silikole. So läßt sich z. B: aus Tetramethylorthosilikat durch Kochen in wäBrigem'Methanol I-I#examethoxydisiloxan. (d. i. Hexamethylpyrosilikat) Sie O (O C H3) s herstellen. Mit fortschreitender Hydrolyse werden dabei jedoch .immer höherkondensierte Ester von immer höherem Molekulargewicht und schließlich das Hydrolysenendprodukt, reine Kieselsäure, erhalten. In gleicher Weise stellten S ch w a r z und Ke s s 1 e r Kitselsäurepolyester durch partielle Hydrolyse in .wäßrigen Hydrolysenmedien dar (Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, Bd. 263, S. 15 bis 30). Ein anderer Weg zur Herstellung von Hexaalkylpyrosilikaten, Dialkylmetasilikaten und Alkylpölymetasilikatenbesteht in der Umsetzung der Chloride der entsprechenden Kieselsäuren mitAlkoholen. Friede.l und Ladenburg (Liebigs Annalen der Chemie, Bd. 147, S. 362) erhielten hierbei Hexaäthylpyrosilikat durch Umsetzung des Hexadhlorides der Pyrokieselsäure Sie O C16 mit absolutem 'Äthylalkohol und in analoger Weise das Diäthylmetasi.likat aus dem Dichlorid der Metakieselsäure Si O C12.The alkoxysiloxanes known per se, that is, the alkyl esters of pyrosilicic acid (hexaalkylpyrosilicates of the type Si20 (OR) "), of metasilicic acid (dialkylmetasilicates of the type Si O (OR) 2) and the higher esters of podymetosilicic acids (alkylpolymetasilicates of the type Sin0" (OR) 2n), in addition to some alkoxychlorosilanes Si C1, (0 R) s, S, i C12. (0 R) 2 and S 'Cls, (OR) are only formed as by-products in small amounts. Alkoxysiloxanes are also produced according to Friedel-Crafts ("Liebigs Annalen der Chemie", vol. X36 [x865], p. 203, especially p. 2xo, and "Anisales de Chimie et de Physique", 4th series [x866], vol. g, p. 24) when boiling tetraalkyl orthosilicate with a little water in an alcoholic solution through partial hydrolysis and subsequent intermolecular condensation of the silicoles formed. So z. B: from tetramethylorthosilicate by boiling in aqueous methanol II # examethoxydisiloxane. (di hexamethylpyrosilicate) you produce O (OC H3) s. As the hydrolysis progresses, however, esters with ever higher condensation and ever higher molecular weight and finally the hydrolysis end product, pure silica, are obtained. In the same way, S chwarz and Ke ss 1 er prepared kitelic acid polyesters by partial hydrolysis in .aqueous hydrolysis media (Journal of Inorganic and General Chemistry, Vol. 263, pp. 15 to 30). Another way of producing hexaalkyl pyrosilicates, dialkyl metasilicates and alkyl poly metasilicates is to react the chlorides of the corresponding silicas with alcohols. Friede.l and Ladenburg (Liebigs Annalen der Chemie, vol. 147, p. 362) obtained hexaethyl pyrosilicate by reacting the hexadhloride of pyrosilicic acid Sie O C16 with absolute ethyl alcohol and, in an analogous manner, diethyl metasilicate from the dichloride of metasilicic acid Si O C12.

Troost-Hautefeuille .(»Annales de Chimie et de Physique«; 5. Reihe [z876], Bd. 7, S. 472) setzten das Oxychlorid Si404C1$ (Oktachlorid der 'Tetrametakieselsäure) mit absolutem Alkohol um zum Oktaärhyltetrametasilikat Si 4 04(O C2 H5) B.Troost-Hautefeuille. ("Annales de Chimie et de Physique"; 5th row [z876], vol. 7, p. 472) converted the oxychloride Si404C1 $ (octachloride of tetrametosilicic acid) with absolute alcohol to the octaaryl tetrametasilicate Si 4 04 ( O C2 H5) B.

Alle diese Darstellungsmethoden bieten keine Möglichkeit für ein wirtschaftliches Herstellungs-. verfahren der Alkylester der Pyro-, Meta- und Polymetakieselsäuren. Die Ausbeute an diesen Estern bei der :Herstellung der Tetraalkylorthosilikate ist verhältnismäßig ,gering. Die Behandlung von Tetraalkylorthosilikaten mit Wasser liefert nach Maßgabe der fortschreitenden Hydrolyse zwar niedrig- oder höherkondensierte Ester, die Jedoch im einzelnen sehr schwierig oder überhaupt nicht zu isolieren sind und dabei unter Umständen leicht und rasch in das Endglied Kieselsäure übergehen.None of these display methods offer any possibility for an economic one Manufacturing-. process of the alkyl esters of pyro-, meta- and polymetosilicic acids. The yield of these esters in the preparation of the tetraalkyl orthosilicates is relatively, low. Treatment of tetraalkyl orthosilicates with water delivers, depending on the progressing hydrolysis, low or high condensation Esters which, however, are very difficult or impossible to isolate in detail and under certain circumstances pass easily and quickly into the end link silicic acid.

Die Gewinnung der Alkoxysiloxane aus den entsprechenden Chloriden aber erfordert die nicht einfache Darstellung der letzteren.The production of the alkoxysiloxanes from the corresponding chlorides but does not require a simple representation of the latter.

Es -wurde nun gefunden, daß man Tetraalkylorthosiiikate auf einfache Weise und wirtschaftlich vorteilhafter in andere Siliciumverbindungen überführen kann, darunter vorzugsweise in die Alkylester der Pyro-, Meta- und- Polymetakieselsäuren, wenn man die Dämpfe der Tetraorthosilikate Temperaturen aussetzt, die oberhalb ihres Siedepunktes, zweckmäßig bei 5oo bis 6oo°, liegen.It has now been found that tetraalkyl orthosylicates can be obtained in a simple manner Wise and economically more advantageous to convert into other silicon compounds can, including preferably in the alkyl esters of pyro-, meta- and polymetosilicic acids, if the vapors of the tetraorthosilicates are exposed to temperatures above theirs Boiling point, expediently from 500 to 600 °.

Die Spaltung in der Dampfphase wird durch geeignete Katalysatoren begünstigt. Als solche haben sich Chlorverbindungen erwiesen, welche bei Behandlung mit Wasserdampf- Chlorwasserstoff abspalten, z. B-. S' C14 oder Sn C14, vor allem aber Chlbrwasserstoff .selbst. Außerdem sind besonders geeignet die bei Rotglut praktisch nichtflüchtigen Chloride der Metalle der 2. Hauptgruppe des Periodischen Systems, z. B. Mg C12 und Ca C12. Grundsätzlich sind auch Stoffe mit großer Oberfläche, wie Kohle, Kieselsäuregel, Bimsstein oder unglasierte Porzellanscherben, geeignet; weiterhin wird die Reaktion allgemein durch Metallsalze; Oxyde, Hydioxyde sowie- flüchtige und nichtflüchtige Säuren gefördert. Es hat sich als günstig erwiesen, die Katalysatoren auf die genannten oberflächenaktiven Stoffe aufzutragen.The cleavage in the vapor phase is carried out by suitable catalysts favored. Chlorine compounds have been found to be such, which upon treatment split off with steam hydrogen chloride, z. B-. S 'C14 or Sn C14, especially but hydrogen chloride itself. In addition, those with red heat are particularly suitable practically non-volatile chlorides of the metals of the 2nd main group of the periodic Systems, e.g. B. Mg C12 and Ca C12. Basically, fabrics with a large surface are also such as coal, silica gel, pumice stone or unglazed porcelain shards, are suitable; furthermore, the reaction is generally controlled by metal salts; Oxides, hydioxides and volatile and non-volatile acids promoted. It has proven to be beneficial to apply the catalysts to the surface-active substances mentioned.

Das Verfahren in der Dampfphase wird grundsätzlich so ausgeführt, daß Tetraalkylorthosilikatdampf -durch ein chlorwasserstoffbeständiges Reaktionsrohr oder einen anders geformtenReaktionsapparat bei -der geeigneten Reaktionstemperatur über den Kontakt bzw. durch den leeren Apparat zusammen mit der geeigneten Menge wasserfreien Chlorwasserstoffs geleitet wird. Als Spaltapparat können Rohre oder sonstige Behälter aus keramischem Material,, auch aus säurebeständigem Edelstahl (z. B. nickelchromlegierte oder Silicium-Chrom-Aluminium-Stähle) oder sogar aus Eisen dienen. Chloridkatalysatoren werden in bekannter Weise, aufgeschlämmt auf Trägersubstanzen, wie Bimsstein, nach scharfer Trocknung benutzt. Bei der Verwendung von H Cl-Gas als Katalysator hat es sich als vorteilhaft erwiesen, als optimalen Zusatz etwa o,5 Mol HChpro Mol Tetraalkylorthosilikat einzuhalten. Geringere Mengen HCl erscheinen unter denselben Bedingungen nicht so wirksam, während höherer Zusatz zu unerwünschten Nebenreaktionen, vorwiegend zur'weitgehenden Spaltung unter Absc'heidung von Kieselsäure, sowie zunehmendem Angriff auf die eventuell verwendete Metallapparatur führt. Das im Kühler kondensierte Spaltprodukt enthält neben dem abgespaltenen Alkohol und nicht umgesetzten Tetraalkylorthosilikat die destillierbaren Ester der Pyrokieselsäure, Metakieselsäure und Polymetakieselsäuren. Daneben bildet sich infolge von Sekundärreaktionen ein Abgas, das außer etwas Kohlenoxyd und gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen vorwiegend aus Wasserstoff und dem entsprechenden Olefm (Ä$hylen, Butylen usw.) besteht. An destillierbaren »Hochliedern« (als solche sollen die Alkylester der Pyro-, Meta= und Polymetakieselsäuren bezeichnet werden) entstehen bei dem Spa:ltprozeß in der Hauptsache Hexaalkylpyrosilikat Sie O (O R) g, Dialkylmetasilikat Si O (O R) 2, Oktaalkyl-tetrametasilil<at Si4 04 (O R) 8, polymeres Dialkylmetasilikat (SiO(OR)ß),.The process in the vapor phase is basically carried out in such a way that that tetraalkylorthosilicate vapor - through a reaction tube resistant to hydrogen chloride or a differently shaped reactor at the appropriate reaction temperature through the contact or through the empty apparatus together with the appropriate amount anhydrous hydrogen chloride is passed. As a splitting device, pipes or other containers made of ceramic material, also made of acid-resistant stainless steel (e.g. nickel-chromium alloyed or silicon-chromium-aluminum steels) or even from Serve iron. Chloride catalysts are slurried in a known manner Carriers, such as pumice stone, used after thorough drying. When using of H Cl gas as a catalyst, it has proven to be advantageous, optimal Adhere to the addition of about 0.5 moles of HCh per mole of tetraalkyl orthosilicate. Lower amounts HCl does not appear as effective under the same conditions, while higher additions to undesired side reactions, mainly to the extensive splitting with separation of silica, as well as increasing attack on the metal equipment that may be used leads. The cleavage product condensed in the cooler contains the split off alcohol and unreacted tetraalkyl orthosilicate the distillable esters of pyrosilicic acid, Metasilicic and polymetasilicic acids. In addition, forms as a result of secondary reactions an exhaust gas that contains some carbon monoxide and saturated and unsaturated hydrocarbons mainly from hydrogen and the corresponding olefin (ethylene, butylene, etc.) consists. On distillable "high songs" (as such, the alkyl esters of the Pyro, meta = and polymetosilicic acids are called) arise in the spa: oil process mainly hexaalkylpyrosilicate you O (O R) g, dialkyl metasilicate Si O (O R) 2, octaalkyl tetrametasilicate at Si4 04 (O R) 8, polymeric dialkyl metasilicate (SiO (OR) ß) ,.

An nichtflüchtigen, nichtschriielzernden, pulvrigkieseligen Nebenprodukten wurden nachgewiesen: Dialkylmetapolysilikate etwa der allgemeinen Formel Sin02n_1 (0R)2, z. B. Dialkylmetadisilikat Sie 03 (O R) 2, Dialkylmetatrisilikat Si3 05 (O R) 2 usw., außerdem Metadikieselsäure H2 Si 03 , Si 02 bzw. deren Polymere und in geringer Menge Kieselsäure selbst.On non-volatile, non-writing, powdery gravel by-products have been proven: Dialkylmetapolysilicates approximately with the general formula Sin02n_1 (0R) 2, e.g. B. Dialkyl metadisilicate Sie 03 (O R) 2, dialkyl metadisilicate Si3 05 (O R) 2 etc., also metasilicic acid H2 Si 03, Si 02 or their polymers and in small amount of silica itself.

Der Anteil an flüchtigen und nichtflüchtigen Spaltprodukten schwankt je1 nach der Höhe der Reaktionstemperatur. Im allgemeinen überwiegt bis zu einer Spalttemperatur von etwa 6oo° fast immer die Bildung des Hexaalkylpyrosiliikats, während unter extremeren Bedingungen, etwa ab 700°, die Bildung der höherkandensierten, nichtflüchtigen Verbindungen zunimmt und unter Umständen zu einer Totalzersetzung des zu spaltenden Tetraalkylesters führt. Unterhalb 6oö° sinkt die Ausbeute an destillierbaren »Hochliedern« stark ab. Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, einen Spaltgrad des Tetraalkylorthosilikats von nicht mehr als 8o % einzuhalten, um eine gute Ausbeute an »Hochliedern« bei geringster Bildung von Nebenprodukten zu erzielen. Begnügt man sich mit einem niedrigeren Umsatz, z. B. etwa 5o%, so kann auch bei tieferer Spalttemperatur, z. B. 5oo°, bzw. erhöhtem, z. B. doppeltem Durchsatz gearbeitet werden. Besonders günstig für die Reaktion hat sich erwiesen, wenn man von trockenen Ausgangsprodukten ausgeht.The proportion of volatile and non-volatile fission products fluctuates depending1 on the level of the reaction temperature. Generally up to one predominates Cleavage temperature of about 600 ° almost always results in the formation of the hexaalkylpyrosilicate, while under more extreme conditions, from around 700 °, the formation of the higher-edged, non-volatile compounds increases and under certain circumstances to a total decomposition of the tetraalkyl ester to be cleaved leads. Below 60 ° the yield of distillables falls "High songs" from strongly. It has been found to be useful to maintain a degree of cleavage of the tetraalkyl orthosilicate of not more than 8o%, A good yield of "high songs" with the least amount of by-products to achieve. If you are satisfied with a lower turnover, e.g. B. about 5o%, so can even at a lower gap temperature, e.g. B. 5oo °, or increased, z. B. double throughput to be worked. It has been found to be particularly beneficial for the reaction when one is based on dry raw materials.

Die Isolierung der »Hochsieden « aus dem Spaltprodukt kann, solange es die Siedepunkte der einzelnen Al'kylderivate zulassen, weitgehend durch einfache Fraktionierung bei Normaldruck, sonst im Vakuum vorgenommen werden. Der beim Spaltprozeß abgespaltene Alkohol ist praktisch wasserfrei. Das im Reaktionsapparat nicht umgesetzte, vor den »Hochsiedern« überdestillierte retraalkylorthosilikat kann ohne weiteres wieder für weitere Spaltungen eingesetzt werden.The isolation of the "high boilers" from the cleavage product can take place as long as the boiling points of the individual alkyl derivatives allow it, largely through simple Fractionation can be carried out at normal pressure, otherwise in a vacuum. The one in the splitting process The alcohol that is split off is practically anhydrous. The unreacted in the reaction apparatus, retraalkylorthosilicate distilled over before the "high boilers" can easily be used again for further divisions.

Für die folgenden Beispiele kam ein Tetraäthylorthosilikat mit dem Siedepunkt 162 bis 163°/722 Torr zur Verwendung, das frei von Feuchtigkeit, Äthylalkohol und höhensiedenden Bestandteilen war. Grundsätzlich kann auch direkt von Rohestern ausgegangen werden. In den Beispielen werden als »Hochlieder«, wie schon angeführt, die flüchtigen, d. h. destillierbaren Ester, wie Hexaalkylpyrosilikat, Dialkylmetasilikat (monomer und polymer) sowie Oktaalkyltetrarnetasilikat, als Rückstand die nichtflüchtigen, nichtschmelzenden Dialkylmetapolysilikate und Metapolykieselsäuren bezeichnet.For the following examples, a tetraethyl orthosilicate came with the Boiling point 162 to 163 ° / 722 torr for use, the free from moisture, ethyl alcohol and high-boiling components. In principle, raw esters can also be used directly can be assumed. In the examples, as already mentioned, "high songs" the volatile, d. H. distillable esters such as hexaalkyl pyrosilicate, dialkyl metasilicate (monomeric and polymeric) as well as octaalkyltetrarnetasilicate, as residue the non-volatile, non-melting dialkyl metapolysilicates and metapolysilicic acids.

Die Überlegenheit des neuen Verfahrens besteht darin, daß es gegenüber den bisherigen Verfahren eine höhere Ausbeute an Hochliedern und einen entsprechend geringeren Anfall an hochkieseligen, weniger wertvollen Nebenprodukten liefert. Die praktische Ausführung ist sehr einfach und dabei besonders wirtschaftlich, auch wird hierbei eine kontinuierliche Arbeitsweise ermöglicht.The superiority of the new process is that it is over the previous method a higher yield of high songs and one accordingly provides less accumulation of pebbly, less valuable by-products. The practical execution is very simple and at the same time particularly economical, too a continuous way of working is made possible.

Beispiel i In ein auf 6oo° .erhitztes leeres, schwer schmelzbares Glasrohr von etwa goo mm Länge und etwa 25 mm Durchmesser (wirksames Rohrvolumen etwa 15o ccm) wurden ioo g Tetraäthylorthosilikat, stündlich etwa 30 g, tropfenweise eingetragen. Die im angeschlossenen Liebigkühler kondensierten und in einer eisgekühlten Vorlage aufgefangenen Spaltprodukte wogen 97,7 g. Im Reaktionsrohr wurden 2,7 g Rückstand abgeschieden. Bei der Aufarbeitung der Spaltprodukte durch Destillation in einer Fraktionierkolonne bei Normaldruck bzw. im Vakuum wurden erhalten: 9 g Äthyl.alkdhol, KP. 78°/72o Torr, 16 g »HoChsieder«, Kp. 125 bis 22o°/12 Torr (in der Hauptsache Hexaäthylpyrosilikat Si20 (OC2H5)s, Kp. 1z5 bis 16o°/i2 Torr), außerdem etwa i g kohlig-kieseliger Rückstand. An unverändertem Tetraäthylorthosilikat destillierten bei 6o°/i2 Torr etwa 6o g über, entsprechend einem Umsatz von 40%. Die Raumzeitausbeute an Hochsiedern ( g pro Stunde pro Liter Katalysatorraum) betrug 30,5. Erhitzt man die gleiche Menge Tetraäthylorthosilikat ohne Katalysator 6 Stunden lang an einer 30 cm langen berlsättelgefüllten Kolonne unter Dephlegmierung, so erhält man nur 0,75 g Hochsieder (einschließlich etwaigen i?,üclcstandes), entsprechend einem Umsatz von nur 0,75'/0. EXAMPLE i 100 g of tetraethyl orthosilicate, about 30 g per hour, were added dropwise into an empty, difficult-to-melt glass tube, about 40 mm long and about 25 mm in diameter (effective tube volume about 150 ccm), heated to 600 °. The cleavage products condensed in the attached Liebig condenser and collected in an ice-cold receiver weighed 97.7 g. 2.7 g of residue were deposited in the reaction tube. When the cleavage products were worked up by distillation in a fractionating column at normal pressure or in vacuo, the following were obtained: 9 g of ethyl alcohol, KP. 78 ° / 72o Torr, 16 g "HoChsieder", b.p. 125 to 220 ° / 12 Torr (mainly hexaethylpyrosilicate Si20 (OC2H5) s, b.p. 150 to 160 ° / 12 Torr), also about carbonaceous-pebbly residue . About 60 g of unchanged tetraethyl orthosilicate distilled over at 60 ° / 12 Torr, corresponding to a conversion of 40%. The space-time yield of high boilers (g per hour per liter of catalyst space) was 30.5. If the same amount of tetraethyl orthosilicate is heated without a catalyst for 6 hours on a 30 cm long column filled with saddles with dephlegmation, only 0.75 g of high boilers (including any i?, Excess) are obtained, corresponding to a conversion of only 0.75% .

Beispiel e Wie im Beispiel i wurden ioo g `I'etraäthylo.rtnosilikat bei 6o0° in einem schwer schmelzbaren Glasrohr, das mit i5o ccm Bim:sstein-Mg C12 Katalysator gefüllt war, gespalten. Der Bimsstein war mit io% seines Gewichtes an kristallisiertem MgC12 imprägniert und im Reaktionsrohr bei 6oo° im Vakuum so lange sdharf getrocknet worden, bis keine Spur Feuchtigkeit mehr wegging. An Spaltprodukten wurden 89,2g erhalten, davon i8 g Äthylalkohol, 35.5 g »Hochlieder«, Kp. 13o bis 270°/14 Torr, in der Hauptsache wieder Hexaäthylpyrosilikat, Kp. 13o bis 16o°/14 Torr, neben etwas Oktaäfhyltetrametasilikat Si404(OC2H5)s, Kp. 16o bis 19o°/14 Torr, und monomerem Diäthylmetasilikat Si O (O C2 H5) 2, KP- 24o bis 27o°/ 14 Törr, ferner 3,5 g nichtdestillierbarer Rückstand. An unverändertem Tetraäthylorthosilikat wurden 24,5 g, Kp. 6o bis 70°/14 Torr, zurückgewonnen, entsprechend einem Umsatz von 75,5 0/0. Im keaktionsrohr selbst waren 6 g Rückstand abgeschieden worden. Die Raumzeitausbeute an »Hochsie,dern« betrug 67,5-Beispiel 3 ioo g Tetraäthylorthosilikat wurden wie im Beispiel i in einem leeren, schwer schmelzbaren Glasrohr bei 6oo° gespalten, jedoch unter gleichzeitiger Zuführung von trockenem Chlorwasserstoff als Katalysator. Die zugeführte H Cl-Gasmenge betrug 0,5 Mol H Cl pro i Mol Tetraäthylorthosilikatzulauf. Die Aufarbeitung der Spaltprodukte durch Fraktionierung im Wasserstrahlvakuum ergab bei einem Umsatz von 78;5 % neben 13,5 g Äthylalkohol 43,5 g »Hochsieden«, Kp. i2o bis 270°/ 14 Torr, und 4 g harzig-kohligen Rückstand. Von den »Hoclhsiedern« sind 2o g Hexaäthylpyrosilikat mit Kp. 129 bis 16o°/14 Torr, etwa 17,5 g Oktaäthyltetrametasilikat mit Kp. 16o bis 24o°/14 Torr und etwa 6 g manomeres und polymeres Diäthylmetasili:kat mit Kp. 240 bis 27o°/14 Torr. Im Reaktionsrohr entstanden 2,7 g Rückstand. Die Raumzeitausbeute an »Hochliedern« betrug 82. Beispiel 4 ioo g Tetraäthylorthosilikat wurden bei 500° in ein leeres Eisenrohr mit gleichen Dimensionen wie die des sdh-Nver schmelzbaren Glasrohres in den Beispielen i bis 3 unter sonst gleichen Bedingungen wie im Beispiel i tropfenweise eingetragen. Es wurden neben o,6 g Rückstand im Reaktionsrohr 98,7 g Spaltprodukte erhalten, und zwar 2,5 g Äthylalkohol, 85,5 g unverändertes Tetraäthylortihosilikat, 7,6 g »Hochsieder«, Kp. 125 bis 220°/r2 Torr (in der Hauptsache Hexaäthylpyrosilikat), und o,9 g nichtdestillierbarer kohligkieseliger Rückstand. Der Umsatz an Tetraäthylorthosilikat war 14,5%. Die Raumzeitausbeute an »Hochsiedern« betrug 14,5-Beispiel s ioo g Tetraäthylorthosiiikat wurden in einem leeren Eisenrohr wie im Beispiel 4, jedoch bei einer Reaktionstemperatur von 60o° gespalten. Der Umsatz war 46%. Es fielen 94,3 g flüssige Spaltprodukte an. Im Reaktionsrohr waren 4 g Rückstand. Die Aufarbeitung der flüssigen Spaltprodukte im Vakuum ergab 1o g Äthylalkohol, 54 g unverändertes Tetraäthylorthosilikat, 24,3 g »Hochsieder« mit Kp. 12o bis 27o°/12 Torr und 2 g Destillationsrückstand. Von den Hoc@siedern waren etwa 10,3 g Hexaäthylpyrosilikat mit Kp. 12o bis 140°/12-Torr, etwa 8,5 g Oktaäfhyltetrarrnetasilikat mit Kp. 15o bis 21o°/12 Torr und etwa 5,5 g monomeres und polymeres Diäthylmetasilikat mit Kp. 22o bis 27o°/12 Torr. Die Raumzeitausbeute an »Hochsiedern« betrug 46,2.Example e As in Example i, 100 g of tetraethylo.rtnosilicate were added at 60 ° in a hard-to-melt glass tube, which is filled with 150 ccm of pumice: sstein-Mg C12 Catalyst was filled, split. The pumice stone was 10% of its weight on impregnated with crystallized MgC12 and in the reaction tube at 6oo ° in vacuo for so long dried hard until no trace of moisture was lost. At fission products 89.2 g were obtained, of which 18 g ethyl alcohol, 35.5 g "high songs", boiling point 130 bis 270 ° / 14 Torr, mainly again hexaethyl pyrosilicate, bp. 13o to 16o ° / 14 Torr, in addition to some octahyl tetrametasilicate Si404 (OC2H5) s, bp. 16o to 19o ° / 14 Torr, and monomeric diethyl metasilicate Si O (O C2 H5) 2, KP-24o to 27o ° / 14 Törr, furthermore 3.5 g non-distillable residue. Unchanged tetraethyl orthosilicate were 24.5 g, b.p. 60 to 70 ° / 14 Torr, recovered, corresponding to a conversion of 75.5 0/0. 6 g of residue had separated out in the reaction tube itself. The space-time yield on "Hochsie, dern" was 67.5 Example 3 100 g of tetraethyl orthosilicate were like in example i split in an empty, difficult-to-melt glass tube at 600 °, but with the simultaneous introduction of dry hydrogen chloride as a catalyst. The amount of H Cl gas fed in was 0.5 mol of H Cl per 1 mol of tetraethylorthosilicate feed. The work-up of the cleavage products by fractionation in a water jet vacuum gave with a conversion of 78; 5% in addition to 13.5 g of ethyl alcohol 43.5 g of "high boiling", bp. i2o up to 270 ° / 14 Torr, and 4 g of resinous carbonaceous residue. Of the "Hoclhsiedern" are 20 g of hexaethyl pyrosilicate with a boiling point of 129 to 16o ° / 14 Torr, about 17.5 g of octaethyl tetrametasilicate with a bp. 16o to 24o ° / 14 Torr and about 6 g of manomeric and polymeric diethyl metasili: cat with bp. 240 to 27o ° / 14 Torr. 2.7 g of residue were formed in the reaction tube. The space-time yield of "high songs" was 82. Example 4 100 g of tetraethyl orthosilicate were added at 500 ° into an empty iron pipe with the same dimensions as those of the sdh-nver fusible Glass tube in Examples i to 3 under otherwise identical conditions as in the example i entered drop by drop. There were next to 0.6 g of residue in the reaction tube 98.7 g cleavage products obtained, namely 2.5 g ethyl alcohol, 85.5 g unchanged tetraethyl orthosilicate, 7.6 g "high boilers", b.p. 125 to 220 ° / r2 Torr (mainly hexaethylpyrosilicate), and 0.9 g of nondistillable carbonaceous residue. The conversion of tetraethyl orthosilicate was 14.5%. The space-time yield of "high boilers" was 14.5-example 100 g of tetraethyl orthosilicate were in an empty iron pipe as in Example 4, but at a reaction temperature split at 60o °. The conversion was 46%. 94.3 g of liquid cleavage products fell at. There were 4 g of residue in the reaction tube. The processing of the liquid fission products in vacuo gave 10 g of ethyl alcohol, 54 g of unchanged tetraethyl orthosilicate, 24.3 g "high boilers" with a boiling point of 12o to 27o ° / 12 Torr and 2 g of distillation residue. from the high boilers were about 10.3 g of hexaethyl pyrosilicate with a boiling point of 12o to 140 ° / 12 torr, about 8.5 g of octahydrate tetrarnetasilicate with a boiling point of 15o to 21o ° / 12 Torr and about 5.5 g monomeric and polymeric diethyl metasilicate with a boiling point of 22o to 27o ° / 12 Torr. The space-time yield in "high boilers" was 46.2.

Beispiel 6 ioo g Tetraäthylorthosilikat wurden bei 60o° im Eisenrohr über Bimsstein-Caldumchlori@d=Katalysator der Spaltung unterworfen. Die Zulaufgeschwindigkeit des Tetraesters war wie in allen bisherigen Beispielen etwa 30 g pro Stunde. Der Umsatz war 72%. An »Hochsiedern« (in der Hauptsache wieder Hexaäthylpyrosilikat) wurden 36 g erhalten. An Rückständen fielen an 5,5 g, davon 2,5 g irn Reaktionsrohr selbst und 3 g als Destillaticnsrückstand bei der Fraktionierung- der flüssigen Spaltprodukte im Vakuum. Die Raumzeitausbeute an »Hochsiedern« bei einem Kontaktraum von etwa 150 ccm errechnet sich zu 68,5.EXAMPLE 6 100 g of tetraethyl orthosilicate were subjected to cleavage at 60 ° in an iron pipe over a pumice-Caldumchlori @ d = catalyst. As in all previous examples, the feed rate of the tetraester was about 30 g per hour. The conversion was 72%. 36 g of "high boilers" (mainly hexaethyl pyrosilicate) were obtained. 5.5 g of residues were obtained, of which 2.5 g were in the reaction tube itself and 3 g as distillation residue during the fractionation of the liquid cleavage products in vacuo. The space-time yield of "high boilers" with a contact space of about 150 ccm is calculated to be 68.5.

Beispiel ? ioo g TetraäthylorNhosilikat wurden bei einem Zulauf von 30 g pro Stunde zusammen mit o,5 Mol H Cl-Gas pro 1 Mol Esterzulauf als Katalysator im leeren Eisenrohr bei 60o° gespalten. Umsatz 79,5 0/0. An »Hochsieidern« fielen an 46,5 g, KP- 125 bis 27o°/14 Torr, in der Hauptsache wieder Hexaäfhylpyrosilikat, Kp. 125 bis 14o°/14 Torr. Der Rückstand im Reaktionsrohr war 3,8 g, bei der Destillation 2,5 g. Die Raumzeitausbeute an »Hochsiedern« betrug 88,5.Example ? 100 g of tetraethylorohosilicate were cleaved at a rate of 30 g per hour together with 0.5 moles of HCl gas per 1 mole of ester feed as a catalyst in an empty iron pipe at 60 °. Revenue 79.5 0/0. The "high boilers" amounted to 46.5 g, KP-125 to 270 ° / 14 Torr, mainly again hexa-methylpyrosilicate, bp 125 to 140 ° / 14 Torr. The residue in the reaction tube was 3.8 g, 2.5 g during the distillation. The space-time yield of "high boilers" was 88.5.

Beispiel 8 Begnügt man sich mit einem geringeren Umsatz, indem man die Zulaufgeschwindigkeit des zu spaltenden Esters erhöht, so läßt sich eine bedeutend größere Raumzeitausbeute an »Hochsiedern« erzielen.Example 8 Are you satisfied with a lower conversion by If the feed rate of the ester to be cleaved increases, a significant one can be achieved achieve greater space-time yield of "high boilers".

ioo g Tetraäthylorthosilikät wurden zusammen mit o,25 Mol H CL-Gas pro 1 Mol Esterzuilauf im legieren Eisenrohr mit 15o ccm wirksamem Reaktionsraum bei 60o° gespalten. Der stündliche Zulauf an Tetraäthylorthosilikat war diesmal 6o g pro Stunde. Der Umsatz betrug 50,50/0. An »Hochsiedern«.(vorwiegendHexaäthylpyrosilikat, Kp.125 bis 140°/z2 Torr) fielen 32 g an, entsprechend einer Raumzeitausbeute von z25. Der Gesamtrückstand war 4,5 g, davon 2 g im Reaktionsapparat und 2,5 g bei der Destillation des Spaltproduktes.100 g of tetraethylorthosilicate were together with 0.25 mol of H CL gas per 1 mol of ester feed in the alloyed iron pipe with 15o ccm effective reaction space split at 60o °. The hourly feed of tetraethyl orthosilicate was this time 60 g per hour. The conversion was 50.50 / 0. On "high boilers" (mainly hexaethyl pyrosilicate, Bp 125 to 140 ° / z2 Torr) were 32 g, corresponding to a space-time yield of z25. The total residue was 4.5 g, of which 2 g in the reactor and 2.5 g at the distillation of the cleavage product.

Beispiel 9 ioo g Tetraäthylorfhosiliikatdampf wurden wie im Beispie18 mit der gleichen Geschwindigkeit, nämlich 6o g pro Stunde, bei 60o° zusammen mit o,25 Mal H Cl-Gas pro i Mol Esterzulauf durch ein Edelstahlrohr (z. B. V 4A) von 25 mm Durchmeisser geleitet. Bei einem Umsatz von 65 % wurden ho g Äthylalkohol und 35 g nicht umgesetztes Tetraäthylorthosilikat zurückgewonnen. »Hochsieden« wurden 38 g gebildet, entsprechend einer Raumzeitausbeute von 72,5. Nichtdestillierbare Rückstände wurden insgesamt 6 g, davon 4 g im Reaktionsrohr und 2 g bei der Destillation der Spaltprodukte, gebildet.Example 9 100 g of tetraethyl orphosilicate vapor were obtained as in Example at the same speed, namely 6o g per hour, at 60o ° together with 0.25 times H Cl gas per 1 mol of ester feed through a stainless steel pipe (e.g. V 4A) from 25 mm diameter headed. At a conversion of 65% were ho g ethyl alcohol and recovered 35 g of unreacted tetraethyl orthosilicate. "Boilers" were 38 g formed, corresponding to a space-time yield of 72.5. Non-distillable Residues were a total of 6 g, of which 4 g in the reaction tube and 2 g during the distillation of the fission products.

Beispiel 1o Es wurden ioo g Tetraäthylorthosiiikat, enthaltend 1o,5 g frisch destilliertes Siliciumtetrachlorid (stöchiometrisch o,5 Mol HCl pro 1 Mol zulaufendem Tetraester entsprechend), unter sonst gleichen Bedingungen wie im Beispiel 7 bei 60o° -durch ein leeres Eisenrohr geleitet. An unverändertem Tetraäthylorthosilikat wurden 27 g zurückerhalten, entsprechend einem Umsatz von 730/0. Neben 17 g abgespaltenem Äthylalkohol wurden 37,5 g »Hochsieder« gebildet. Der nichtflüchtige Rückstand betrug 8 g.Example 1o There were 100 g of tetraethyl orthosilicate containing 10.5 g freshly distilled silicon tetrachloride (stoichiometric 0.5 mol HCl per 1 mol incoming tetraester), under otherwise the same conditions as in the example 7 at 60o ° - passed through an empty iron pipe. On unchanged tetraethyl orthosilicate 27 g were obtained back, corresponding to a conversion of 730/0. In addition to 17 g split off 37.5 g of "high boilers" were formed in ethyl alcohol. The non-volatile residue was 8 g.

Beispiel ii Beim Durchleiten von ioo g Roh-Tetraäthylorthosilikat, welche außer 7 g freiem Chlorwasserstoff etwa 93 g ohloresterhaltiges Tetraäthylortho,-silikat enthielten, durch ein auf 60o° erhitztes Eisenrohr wurden 51,5 g nicht umgesetztes Roh-TetraäthylorNhosilikat, Kp. 47 bis 55°/13 Torr, zurückgewonnen, das ist ein Umsatz von 41,40/0. An »Hochsiedern«, Kp. 12o bis 26o°/15 Torr, fielen 20,9 g an, entsprechend einer Raumzeitausbeute von 4o. Der nichtdestillierbare Rückstand betrug 5 g.Example ii When passing 100 g of crude tetraethyl orthosilicate through which, in addition to 7 g of free hydrogen chloride, about 93 g of chloroester-containing tetraethyl ortho, silicate contained, through an iron pipe heated to 60o ° were 51.5 g of unreacted Crude TetraäthylorNhosilikat, bp 47 to 55 ° / 13 Torr, recovered, that is a Sales of 41.40 / 0. 20.9 g of "high boilers", bp. 12o to 26o ° / 15 Torr, corresponding to a space-time yield of 4o. The non-distillable residue was 5 g.

Beispiel 1.2 Bei der Spaltung von ioo g Tetrabutylorthosilikat bei 60o° in einem Eisenrohr mit o,5 Mol HCl-Gas pro i Mol Tetrabutylorthosilikatzulauf betrug der Spaltgrad 50%. Der stündliche Zulauf des Esters in das Reaktionsrohr war 3o g. Neben 19g abgespaltenem n-Butylalkahal wurden 5o g nicht umgesetztes, wieder einsetzbares Tetrabutylorthosilikat zurückgewonnen. An »Hochsiedern« wurden bei der Destillation im Wasserstrahlvakuum 28 g mit Kp. 20o bis 31o°/14 Torr erhalten, in der Hauptsache Hexabutylpyrasilikat mit Kp.2oo bis 23o°/14Torr, entsprechend einerRaumzeitausbeute von 53,5. Die nichtflüchtigen Rückstände betrugen insgesamt 5 g.Example 1.2 In the cleavage of 100 g of tetrabutyl orthosilicate 60o ° in an iron pipe with 0.5 moles of HCl gas per 1 mole of tetrabutylorthosilicate feed the degree of cleavage was 50%. The hourly feed of the ester into the reaction tube was 3o g. In addition to 19 g of split-off n-butyl alkali, 50 g of unreacted, recycled tetrabutyl orthosilicate recovered. At "high boilers" were obtained in the distillation in a water jet vacuum 28 g with a boiling point of 20o to 31o ° / 14 Torr, mainly hexabutylpyrasilicate with a boiling point of 200 to 23o ° / 14 torr, accordingly a space-time yield from 53.5. The non-volatile residues were a total of 5 g.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Aufspaltung von - Tetraalkylorthosilikaten, dadurch gekennzeichnet, daß man sie in der Dampfphase in Gegenwart oder Abwesenheit von Katalysatoren Temperaturen aussetzt, die über ihrem Siedepunkt, vorzugsweise zwischen 5oo. und 6oo°, liegen. 2. Verfahren näch Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, _dag als Katalysatoren Chlorwasserstoff bzw. Chlorverbindungen, die bei der Behandlung mit Wasserdampf Chlorwasserstoff abspalten, oder die Chloride der Metalle der 2. Hauptgruppe des Periodischen Systems angewandt werden. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daB man trockene Ausgangsprodukte verwendet. In Betracht gezogene Druckschriften: »Chemie der Silikone« von Andreas Hungar, 1952, S. 54, Abs. PATENT CLAIMS: i. Process for splitting tetraalkyl orthosilicates, characterized in that they are exposed in the vapor phase in the presence or absence of catalysts to temperatures which are above their boiling point, preferably between 500. and 6oo °. 2. The method according to claim i, characterized in that the catalysts used are hydrogen chloride or chlorine compounds which split off hydrogen chloride on treatment with steam, or the chlorides of the metals of main group 2 of the Periodic Table are used. 3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that dry starting products are used. Considered publications: "Chemie der Silicones" by Andreas Hungar, 1952, p. 54, para. 2, Verlag Technik, Berlin; Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, Bd. 263 (195o), S. 15 bis 30.2, Verlag Technik, Berlin; Journal of Inorganic and General Chemie, Vol. 263 (195o), pp. 15-30.
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