DEU0003256MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
Tag der Anmeldung: 21. März 1955 Bekanntgeinacht am 8. November 1956Registration date: March 21, 1955. Announced on November 8, 1956
DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE
KLASSE 12 ο GRUPPE 26o3 INTERNAT. KLASSE C 07f CLASS 12 ο GROUP 26o3 INTERNAT. CLASS C 07f
U 3256 IVb/12 οU 3256 IVb / 12 ο
sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung von Phenyldichlorsilan.The invention relates to a method for the preparation of phenyldichlorosilane.
Phenyldichlorsilan, C6H5SiHCl2, und Diphenyldichlorsilan, (C6H5)2 SiCl2, dienen als Ausgangsstoffe für die Herstellung von Siloxankautschuk und -ölen. Phenyldichlorsilan wird infolge seines reaktionsfähigen Silanwasserstoffatoms als Zwischenprodukt bei der Bildung von Silanen durch Reaktion des Silanwasserstoffs mit anderen Substanzen, z. B. Olefinen, verwendet.Phenyldichlorosilane, C 6 H 5 SiHCl 2 , and diphenyldichlorosilane, (C 6 H 5 ) 2 SiCl 2 , are used as starting materials for the production of siloxane rubber and oils. Phenyldichlorosilane, due to its reactive silane hydrogen atom, is used as an intermediate product in the formation of silanes by reaction of the silane hydrogen with other substances, e.g. B. olefins are used.
Wenn auch die Reaktion von Benzol mit bestimmten Chlorsilanen, insbesondere mit Dichlorsilan, bekannt ist, so sind doch diese Reaktionen zu einer befriedigenden und bequemen Gewinnung von Phenyldichlorsilan nicht verwendbar.Although the reaction of benzene with certain chlorosilanes, especially dichlorosilane, is known, these reactions lead to a satisfactory and convenient production of phenyldichlorosilane not useable.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Gewinnung von Phenyldichlorsilan in hoher Ausbeute.The invention relates to a process for the production of phenyldichlorosilane in high yield.
Erfindungsgemäß wird Phenyldichlorsilan in der Weise hergestellt, daß man eine Mischung von Benzol, Trichlorsilan und Dichlorsilan in einem Temperaturbereich von 150 bis 5000 und bei einem Druck von 70 bis 1400 kg/cm2 umsetzt, wobei das Reaktionsgemisch 0,1 bis 2 Mol, vorzugsweise 1 bis 2 Mol, Trichlorsilan je Mol Dichlorsilan und 1 bis 3 Mol, vorzugsweise 1 bis 2 Mol, Benzol je Mol Wasserstoff in den Chlorsilanverbindungen enthält. Dabei erhält man als Nebenprodukte geringe Mengen von Phenyltrichior- und Diphenyldichlorsilan.According to the invention, phenyldichlorosilane is prepared in such a way that a mixture of benzene, trichlorosilane and dichlorosilane is reacted in a temperature range from 150 to 500 0 and at a pressure of 70 to 1400 kg / cm 2 , the reaction mixture being 0.1 to 2 mol, preferably 1 to 2 moles of trichlorosilane per mole of dichlorosilane and 1 to 3 moles, preferably 1 to 2 moles, of benzene per mole of hydrogen in the chlorosilane compounds. Small amounts of phenyltrichlorosilane and diphenyldichlorosilane are obtained as by-products.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zweckmäßig, daß die Reaktion inWhen carrying out the process according to the invention, it is advantageous that the reaction in
»9i 706/409»9i 706/409
U 3256 IVb/12 οU 3256 IVb / 12 ο
flüssiger Phase durchgeführt wird. Werden 54,5 g Benzol, 21,6 g Dichlorsilan und 40,4 g Trichlorsilan in einem 300-ccm-Druckgefäß auf 1500 erhitzt, dann reicht der Eigendruck der Reaktionsteilnehmer mit dem Partialdruck des entwickelten Wasserstoffs zur Erzielung einer statischen Reaktion, d.h. Durchführung im geschlossenen Reaktionsgefäß, aus. In Anbetracht der handelsüblichen Apparaturen wird innerhalb des obigen Druckbereiches ein Druck von 140 bis 280 kg/cm2 bevorzugt.liquid phase is carried out. Be 54.5 g benzene, 21.6 g of dichlorosilane and 40.4 g of trichlorosilane in a 300 cc pressure vessel at 150 0 heated, then the autogenous pressure of the reactants is sufficient with the partial pressure of the hydrogen evolved to achieve a static reaction, ie performing in the closed reaction vessel. In view of the commercially available apparatus, a pressure of 140 to 280 kg / cm 2 is preferred within the above pressure range.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Phenyldichlorsilan bereits in guten Ausbeuten durch Verwendung einer Mischung von Trichlorsilan und Dichlorsilan in einem Molverhältnis von HSiCl3 zu H2SiCl2 von nur 0,1: 1 erhalten. Unter für eine schnelle Reaktion günstigen Bedingungen, nämlich bei Drücken über 70 kg/cm2 und Temperaturen über 300°, ist jedoch ein Molarverhältnis von HSiCl3 zu H2SiCl2 von wenigstens 1:1 vorzuziehen, und man kann gegebenenfalls auch ein Molverhältnis von 2 : 1 verwenden.In the process according to the invention, phenyldichlorosilane is already obtained in good yields by using a mixture of trichlorosilane and dichlorosilane in a molar ratio of HSiCl 3 to H 2 SiCl 2 of only 0.1: 1. However, under conditions favorable for a rapid reaction, namely at pressures above 70 kg / cm 2 and temperatures above 300 °, a molar ratio of HSiCl 3 to H 2 SiCl 2 of at least 1: 1 is preferable, and a molar ratio of Use 2: 1.
Obwohl für die Durchführung des Verfahrens zur Darstellung von Phenyldichlorsilan kein Katalysator benötigt wird und obwohl eine schnelle Umsetzung in Abwesenheit eines Katalysators möglich ist, gestattet der Gebrauch eines Katalysators eine schnellere Reaktionszeit bei niedrigeren Drücken. Insbesondere gestattet in einem Druckbereich von 70 bis 280 kg/cm2 und einem Temperaturbereich von 300 bis 5000 die Verwendung eines Katalysators eine verringerte Reaktionszeit und ein schnelles kontinuierliches Verfahren.Although a catalyst is not required to carry out the process of preparing phenyldichlorosilane and although rapid reaction is possible in the absence of a catalyst, the use of a catalyst allows a faster reaction time at lower pressures. In particular, in a pressure range of 70 to 280 kg / cm 2 and a temperature range of 300 to 500 0, the use of a catalyst allows a reduced reaction time and a rapid continuous process.
Katalysatoren vom Typ der Lewis-Säure-Metallhalogenide (Katalysatoren mit starker Elektronenaffinität, die eingehend in »The Journal of Physical Chemistry«·, Bd. 56, Nr. 7, S. 801 bis 822 [1952] beschrieben sind) erweisen sich, wie Tabelle I zeigt, bei dieser Umsetzung als wirksam.Lewis acid metal halide type catalysts (catalysts with strong electron affinity, which is detailed in "The Journal of Physical Chemistry" ·, Vol. 56, No. 7, pp. 801 to 822 [1952] As shown in Table I, are found to be effective in this implementation.
Einfluß verschiedener Katalysatoren auf die Benzol - Dichlorsilan - Trichlorsilan - Reaktion (0,5 oder 0,7 Mol Benzol; 0,3 Mol HSiCl3; 0,2 Mol H2SiCl2; Temperatur: 520; Reaktionszeit: 4 Stunden).Influence of different catalysts on the benzene - dichlorosilane - trichlorosilane - Reaction (0.5 or 0.7 mole of benzene, 0.3 moles of HSiCl 3; 0.2 mol H 2 SiCl 2; temperature: 52 0; reaction time: 4 hours).
KatalysatorMole percent
catalyst
silanenPhenylchlorine
silanes
Phenylchlor-nellen
Phenylchlorine
49.7JT) V
49.7
33.0JO, /
33.0
(a) = 0,7 Mol Benzol(a) = 0.7 moles of benzene
*) Bifunktioneller Gehalt = C0H6 Si H Cl2-Gehalt
+ (C6Hs)2 Si Cla-Gehalt.*) Bifunctional content = C 0 H 6 Si H Cl 2 content
+ (C 6 Hs) 2 Si Cla content.
Diese Katalysatoren können durch Zugabe von Alkalimetallhydridkomplexen, z. B. Lithiumborhydrid, das den Wirkungsgrad des Bortrichlorids] erhöht, wirksamer gestaltet werden. Andere Katalysatoren als BCl3, die sich als wirksam gezeigt haben, sind NbCl5 und AlCl3. Diese Katalysatoren sind in einer Konzentration von ι Molprozent, auf die Gesamtmolzahl der Reaktionsteilnehmer berechnet, hinreichend wirksam. Der bevorzugte Katalysator ist Bortrichlorid bei Verwendung von 0,5 bis 0,1 Molprozent.These catalysts can be obtained by adding alkali metal hydride complexes, e.g. B. lithium borohydride, which increases the efficiency of boron trichloride], can be made more effective. Catalysts other than BCl 3 that have been shown to be effective are NbCl 5 and AlCl 3 . These catalysts are sufficiently effective in a concentration of ι mol percent, calculated on the total number of moles of the reactants. The preferred catalyst is boron trichloride using 0.5 to 0.1 mole percent.
Bei einer zu weiten Abweichung der Benzolkonzentration des Reaktionsgemisches von den später angegebenen Grenzen zeigen sich mehrere unerwünschte Wirkungen. Zu geringe Mengen Benzol in der Mischung haben das Auftreten harziger, siliconreicher und schwer rein trennbarer Nebenprodukte zur Folge. Überschüssiges Benzol wirkt im wesentliehen als Verdünnungsmittel, was zu einem langsamen Umsatz führt. Der Bereich der Benzolkonzentration, ausgedrückt im Verhältnis der Mole Benzol zu Mole Gesamtsilanwasserstoff in der Reaktionsmischung (H2SiCl2 mit zwei und HSiCl3 mit einem Wasserstoff) von 1: 1 bis 3 : 1 hat gute Ergebnisse gezeitigt, wobei der bevorzugte Bereich zwischen 1: 1 und 2 : ι liegt.If the benzene concentration of the reaction mixture deviates too far from the limits given later, several undesirable effects are evident. Insufficient amounts of benzene in the mixture result in the appearance of resinous, silicone-rich and difficult to separate by-products. Excess benzene acts essentially as a diluent, resulting in slow conversion. The range of benzene concentration, expressed as the ratio of the moles of benzene to moles of total silane hydrogen in the reaction mixture (H 2 SiCl 2 with two and HSiCl 3 with one hydrogen) of 1: 1 to 3: 1 has given good results, the preferred range being between 1 : 1 and 2: ι lies.
Wie oben angegeben, liegt ein zufriedenstellender Konzentrationsbereich von Benzol, ausgedrückt im Molverhältnis von Benzol zu Gesamtsilanwasserstoff, zwischen 1: 3 Mol Benzol und 1 Mol Silanwasserstoff. Das Molverhältnis von Trichlorsilan zu Dichlorsilan sollte mindestens 0,1 Mol Trichlorsilan zu 1 Mol Dichlorsilan betragen, während ein Gemisch im Ver- g$ hältnis von 2 Mol Trichlorsilan zu 1 Mol Dichlorsilan vorzuziehen ist. Eine Temperatur von 5000 bei 280 kg/cm2 bringt gute Ergebnisse.As indicated above, a satisfactory concentration range of benzene, expressed in the molar ratio of benzene to total hydrogen silane, is between 1: 3 mol of benzene and 1 mol of silane hydrogen. The molar ratio of trichlorosilane to dichlorosilane should be at least 0.1 mole to 1 mole trichlorosilane, dichlorosilane, while a mixture ratio in comparison $ g of 2 moles to 1 mole trichlorosilane, dichlorosilane is more preferable. A temperature of 500 0 at 280 kg / cm 2 gives good results.
Das bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren umfaßt eine Reaktionsmischung von Benzol, Trichlorsilan und Dichlorsilan, in welcher das Molverhältnis von Benzol zu Gesamtsilanwasserstoff 1 bis 2 Mol Benzol zu 1 Mol Silanwasserstoff und das Molverhältnis von Trichlorsilan zu Dichlorsilan 1 bis 2 Mol Trichlorsilan zu 1 Mol Dichlorsilan beträgt, wobei Temperaturen von 300 bis 5000 und Drücke von 70 bis 280 kg/cm2 angewendet werden.The preferred process according to the invention comprises a reaction mixture of benzene, trichlorosilane and dichlorosilane, in which the molar ratio of benzene to total silane hydrogen is 1 to 2 mol of benzene to 1 mol of silane hydrogen and the molar ratio of trichlorosilane to dichlorosilane is 1 to 2 mol of trichlorosilane to 1 mol of dichlorosilane, where Temperatures of 300 to 500 0 and pressures of 70 to 280 kg / cm 2 can be used.
Ein wie oben beschriebener Katalysator kann zur Beschleunigung der Reaktion eingesetzt werden. Diskontinuierliche oder kontinuierliche Verfahren können bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angewendet werden. Obwohl der bevorzugte Bereich der Variablen für beide Arten der Durchführung der gleiche ist, wird in Anbetracht der handelsüblichen Ausrüstung ein etwas beschränkterer Druckbereich, nämlich 140 bis 280 kg/cm2, für ein kontinuierliches Verfahren bevorzugt.A catalyst as described above can be used to accelerate the reaction. Batch or continuous processes can be used in carrying out the process of the invention. Although the preferred range of the variables is the same for both modes of operation, a somewhat more limited pressure range, namely 140 to 280 kg / cm 2 , is preferred for a continuous process in view of the equipment available on the market.
Die folgenden Beispiele erläutern die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf diskontinuierlichem Weg. In den Beispielen 1 und 2 ist das gesamte gebildete Diphenyldichlorsilan in dem als hochsiedender Rückstand bezeichneten Teil enthalten. Infolgedessen ist die Gewichtsmenge des dargestellten Diphenyldichlorsüans weniger oder höchstens gleich diesem Gewicht. Die Analyse in diesen Beispielen wurde durch fraktionierte Destillation und Dichte-The following examples illustrate the implementation of the process according to the invention on a discontinuous basis Path. In Examples 1 and 2, all of the diphenyldichlorosilane formed is in the as contain high-boiling residue designated part. As a result, the weight amount is as shown Diphenyldichlorsüans less than or at most equal to this weight. The analysis in these examples was achieved by fractional distillation and density
7015/40-97015 / 40-9
U 3256 IVb/12 οU 3256 IVb / 12 ο
messung der Fraktionen durchgeführt. Die Analyse wurde durch eine Bestimmung der Fraktionen auf hydrolysierbaren Wasserstoff oder Chlor oder beide kontrolliert.measurement of the fractions carried out. The analysis was based on a determination of the fractions hydrolyzable hydrogen or chlorine or both controlled.
Beispiel ιExample ι
Eine Mischung von 95,1 g Benzol und 100,5 g eines Gemisches von 35 Gewichtsprozent Dichlorsilan und 65 Gewichtsprozent Trichlorsilan wurde in ein Gefäß aus rostfreiem Stahl von 300 cm3 Inhalt eingeführt. Das Reaktionsgefäß wurde in einem Schaukelofen 2 Stunden auf 400° erhitzt. Ein flüssiges Produkt vom Gewicht 173 g wurde erhalten und durch fraktionierte Destillation aufgetrennt. Die Analysenergebnisse des Reaktionsprodukts waren folgende: 5,5 g Dichlorsilan, 40,3 g Trichlorsilan, 1 g Siliciumtetrachlorid, 71 g Benzol, 25,8 g Phenyldichlorsilan, 7,7 g Phenyltrichlorsilan und 16 g höhersiedender Rückstand.A mixture of 95.1 grams of benzene and 100.5 grams of a mixture of 35 percent by weight dichlorosilane and 65 percent by weight trichlorosilane was placed in a 300 cm 3 stainless steel vessel. The reaction vessel was heated to 400 ° in a rocking oven for 2 hours. A liquid product weighing 173 g was obtained and separated by fractional distillation. The analysis results of the reaction product were as follows: 5.5 g of dichlorosilane, 40.3 g of trichlorosilane, 1 g of silicon tetrachloride, 71 g of benzene, 25.8 g of phenyldichlorosilane, 7.7 g of phenyltrichlorosilane and 16 g of higher-boiling residue.
Ein Reaktionsgemisch von 95 g Benzol und 113 g eines Gemisches von 35 Gewichtsprozent Dichlorsilan und 65 Gewichtsprozent Trichlorsilan wurden in dasselbe im Beispiel 1 erwähnte Reaktionsgefäß eingeführt. Das Gefäß wurde in einem Schaukelofen 2 Stunden auf 4000 erhitzt. Das flüssige Endprodukt wog 187 g und wurde durch fraktionierte Destillation in folgende Fraktionen aufgeteilt: 9,3 g Dichlorsilan, 52,6 g Trichlorsilan, 2,6 g Siliciumtetrachlorid, 71,9 g Benzol, 27,7 g Phenyldichlorsilan, 6,9 g Phenyltrichlorsilan und 9,8 g hochsiedender Rückstand.A reaction mixture of 95 g of benzene and 113 g of a mixture of 35% by weight of dichlorosilane and 65% by weight of trichlorosilane were introduced into the same reaction vessel mentioned in Example 1. The vessel was heated to 400 0 in a rocking oven for 2 hours. The liquid end product weighed 187 g and was divided into the following fractions by fractional distillation: 9.3 g dichlorosilane, 52.6 g trichlorosilane, 2.6 g silicon tetrachloride, 71.9 g benzene, 27.7 g phenyldichlorosilane, 6.9 g Phenyltrichlorosilane and 9.8 g high-boiling residue.
Beispiel 3 erläutert zum Vergleich die bei der Reaktion von Benzol mit Dichlorsilan ohne Trichlorsilan erhaltenen Ausbeuten.Example 3 illustrates, for comparison, the reaction of benzene with dichlorosilane without trichlorosilane yields obtained.
Ein Reaktionsgemisch von 93,6 g (1,2 Mol) Benzol und 33 g (0,3 Mol) Dichlorsilan mit 0,1 Molprozent Bortrichloridkatalysator wurde in ein 3OO-cm3-Gefäß aus rostfreiem Stahl eingeführt. Das Gefäß wurde in einem Schaukelofen 2 Stunden auf 2500 erhitzt. Nach Abkühlung auf Zimmertemperatur betrug der Restdruck 43,45 kg/cm2. Ein flüssiges Reaktionsprodukt vom Gewicht 108,5 g wurde erhalten und ergab bei der Destillation folgende Fraktionen: 4,5 g Dichlorsilan, . 11,6 g Trichlorsilan, 1,2 g Siliciumtetrachlorid, 65,1 g Benzol, annähernd 0,5 g Phenylmonochlorsilan, 4,2 g Phenyldichlorsilan, 3,2 g Phenyltrichlorsilan, 20 g Diphenyldichlorsilan und 2,2 g hochsiedenden Rückstand.A reaction mixture of 93.6 g (1.2 mol) of benzene and 33 g (0.3 mole) of dichlorosilane with 0.1 mole percent Bortrichloridkatalysator was introduced 3 -Gefäß stainless steel in a 3OO-cm. The vessel was heated to 250 0 in a rocking furnace for 2 hours. After cooling to room temperature, the residual pressure was 43.45 kg / cm 2 . A liquid reaction product weighing 108.5 g was obtained and gave the following fractions on distillation: 4.5 g of dichlorosilane,. 11.6 g trichlorosilane, 1.2 g silicon tetrachloride, 65.1 g benzene, approximately 0.5 g phenylmonochlorosilane, 4.2 g phenyldichlorosilane, 3.2 g phenyltrichlorosilane, 20 g diphenyldichlorosilane and 2.2 g high boiling residue.
Beispiel 4 erläutert die bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei 1500 . erzielten Ergebnisse.Example 4 illustrates that when the method according to the invention is carried out at 150 ° . achieved results.
Ein Reaktionsgefäß von 300 cm3 aus rostfreiem Stahl wurde mit 0,70 Mol (54,5 g) Benzol, 0,21 Mol (21,6 g) Dichlorsilan, 0,30 Mol (40,4 g) Trichlorsilan und 0,02 Mol Bortrifluoridkatalysator gefüllt. Das Reaktionsgefäß wurde in einem Schaukelofen 12 Stunden auf 1500 erhitzt. Nach Abkühlen auf ■ Zimmertemperatur wurde ein Restdruck im Reaktionsgefäß von 15,40 kg/cm2 bestimmt. Das flüssige Produkt wog 110,8 g und ergab bei der Fraktionierung 4,26 g Phenyldichlorsilan.A reaction vessel of 300 cm 3 stainless steel was charged with 0.70 moles (54.5 g) benzene, 0.21 mole (21.6 g) dichlorosilane, 0.30 mole (40.4 g) of trichlorosilane and 0.02 Moles of boron trifluoride catalyst filled. The reaction vessel was heated for 12 hours in a rocking furnace 150 0. After cooling to room temperature ■ a residual pressure in the reaction vessel of 15.40 kg / cm 2 was determined. The liquid product weighed 110.8 g and on fractionation gave 4.26 g of phenyldichlorosilane.
In Tabelle II sind die Ergebnisse der vorgenannten : Beispiele aufgeführt und die veränderten Versuchsbedingungen angegeben. Ausbeuten sind auf Grund- lage des entsprechenden Chlorsilans berechnet, außer bei der in Abwesenheit von Trichlorsilan durchgeführten Reaktion, bei der die Ausbeuten auf Di- : chlorsilan·bezogen.sind. Wie schon erwähnt, sind die Ausbeuten an (C6Hj)2SiCl2 in den Beispielen 1 und 2 obere Grenzwerte.Table II shows the results of the aforementioned examples and indicates the modified test conditions. Yields are calculated on the basis of the corresponding chlorosilane, except for the reaction carried out in the absence of trichlorosilane, in which the yields are based on dichlorosilane. As already mentioned, the yields of (C 6 Hj) 2 SiCl 2 in Examples 1 and 2 are upper limit values.
Veränderte BedingungChanged condition
Molprozent AusbeutenMole percent yields
(C6Hs)2SiCl2 C6H5SiCl3 (C 6 Hs) 2 SiCl 2 C 6 H 5 SiCl 3
Verhältnis der Ausbeuten C6H5SiCl2 zu (C6Hs)2SiCl2 zuRatio of the yields of C 6 H 5 SiCl 2 to (C 6 Hs) 2 SiCl 2 to
I 2I. 2
Kein KatalysatorNo catalyst
desgl.the same
kein HSiCl3
niedr. Temp. (1500)no HSiCl 3
low Temp. (150 0 )
41.941.9
39.939.9
7,77.7
11,5 18,211.5 18.2
8,3
26,38.3
26.3
7,6
7,2
5,o 7.6
7.2 5, o
5,6: 2,4 5,6: 1,2 1,6 : 5,35.6: 2.4 5.6: 1.2 1.6: 5.3
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Monophenyldichlorsilan ist besonders eine kontinuierliche Apparatur vorzuziehen, da bei großer Reaktionsgeschwindigkeit eine große Substanzmenge mit einer verhältnismäßig kleinen Vorrichtung umgesetzt werden kann. Hohe Temperatur und hoher Druck erwiesen sich als reaktionsbeschleunigend. Ohne Hilfe eines Katalysators wurden Phenylderivate von Dichlorsilan bis zu 19,8 Gewichtsprozent des Gesamtproduktes bei einer berechneten Kontaktzeit von 0,99 Minuten erhalten. Bei der Durchführung dieses kontinuierlichen Verfahrens ergab ein Druck von 70 bis 1400 kg/cm2 zufriedenstellende Resultate. Jedoch ist in Anbetracht des Betriebs mit einer handelsüblichen Einrichtung ein Druckbereich von 150 bis 280 kg/cm2 vorzuziehen mit Temperaturen von 300 bis 5000.In order to carry out the process according to the invention for the production of monophenyldichlorosilane, a continuous apparatus is particularly preferred, since a large amount of substance can be reacted with a relatively small device at a high reaction rate. High temperature and high pressure proved to accelerate the reaction. Without the aid of a catalyst, phenyl derivatives of dichlorosilane were obtained up to 19.8 percent by weight of the total product with a calculated contact time of 0.99 minutes. When this continuous process was carried out, a pressure of 70 to 1400 kg / cm 2 gave satisfactory results. However, in consideration of the operation with a commercially available device, a pressure range of 150 to 280 kg / cm 2 is preferable with temperatures of 300 to 500 0 .
Um die praktische Durchführbarkeit der Umsetzung in größerem Maßstab zu demonstrieren, wurde eine kontinuierliche Umsetzung im Laboratoriumsmaßstab vorgenommen. Eine Auswahl von Umsätzen innerhalb der bevorzugten Druck- und Temperaturbereiche, Molverhältnisse der Reaktionsteilnehmer und Katalysatorkonzentrationen ist in Tabelle III angegeben. Die Reaktionsteilnehmer wurden in einem Zuführgefäß, das auf einer WaageTo demonstrate the practical feasibility of implementation on a larger scale, a continuous implementation on a laboratory scale was carried out. A selection of Conversions within the preferred pressure and temperature ranges, molar ratios of the reactants and catalyst concentrations is in Table III given. The reactants were placed in a feed vessel on a scale
6« 7015/4096 «7015/409
U 3256 IVb/12 οU 3256 IVb / 12 ο
zur Feststellung der Abflußgeschwindigkeit stand, vorgemischt. Trockener Stickstoff wurde in das Gefäß über die Flüssigkeit eingeführt, um Verdampfung des niedrigsiedenden Dichlorsilans in der Zuführungsleitung zur Pumpe zu verhindern. Die Flüssigkeit wurde durch eine wechselseitige Kolbenpumpe unter Druck in ein dickwandiges Reaktionsrohr eingeführt, das in einem Salzbad von hoherto determine the flow rate, premixed. Dry nitrogen was poured into the Introduced over the liquid to allow evaporation of the low-boiling dichlorosilane in the vessel To prevent feed line to the pump. The liquid was pumped through a reciprocal piston pump introduced under pressure into a thick-walled reaction tube, which is in a salt bath of high
Temperatur eingebettet war. Der Abfluß aus dem Reaktor passierte ein automatisches Rückschlagventil zu einem gekühlten Separator, aus welchem die permanenten Gase, wie Wasserstoff, kontinuierlich ausgeblasen wurden, während die flüssige Phase periodisch entnommen und analysiert wurde. Die Daten der Tabelle III erläutern die Durchführung der Erfindungbei einem solchen kontinuierlichen Verfahren.Temperature was embedded. The effluent from the reactor passed through an automatic check valve to a cooled separator from which the permanent gases, such as hydrogen, are continuous were blown out while the liquid phase was periodically withdrawn and analyzed. the Data in Table III illustrate the practice of the invention in such a continuous process.
kg/cm2 pressure
kg / cm 2
BCl3 Mole percent
BCl 3
Wirkungsgradbifunctional
Efficiency
Überführungtrifunk
Overpass
Wirkungsgradtional
Efficiency
teilnehmer
C6H6 zu H2SiCl2 the reaction
subscriber
C 6 H 6 to H 2 SiCl 2
C6H5 Mole percent
C 6 H 5
*) Die Daten werden als »Überführung« und als »Wirkungsgrad« des Dichlorsilans und des Trichlorsilans des eingeführten Gemisches in bifunktionales Produkt (Phenyldichlorsilan und Diphenyldichlorsilan) bzw. in trifunktionales Produkt (Phenyltrichlorsilan) angeführt. Die »Überführung« ist das Molverhältnis der Komponente des Endprodukts zu dem entsprechenden Reaktionsteilnehmer, während »Wirkungsgrad« das Molverhältnis der Komponente des Endprodukts zu dem entsprechenden verbrauchten Reaktionsteilnehmer bedeutet. Die Molprozente des Phenyldichlorsilans im bifunktionellen 100*) The data are listed as "transfer" and as "efficiency" of the dichlorosilane and trichlorosilane of the imported Mixture in bifunctional product (phenyldichlorosilane and diphenyldichlorosilane) or in trifunctional product (phenyltrichlorosilane) cited. The "conversion" is the molar ratio of the component in the end product to the corresponding component Reactant, while "efficiency" is the molar ratio of the component to the end product means corresponding consumed reactants. The mole percent of the phenyldichlorosilane in the bifunctional 100
Produkt werden unter »Molprozent C6H5HSiCl2« angegeben.Products are stated under "Mol percent C 6 H 5 HSiCl 2 ".
Für das bifunktionelle Endprodukt bedeutet die »Überführung« die Molfraktion von Phenyldichlorsilan -J- Diphenyldichlorsilan, bezogen auf die Molfraktion des Dichlorsilanreaktionsteilnehmers. Der »Wirkungsgrad« ist hierbei die Molfraktion des Phenyldichlorsilans plus Diphenyldichlorsilan, bezogen auf die Molfraktion des Dichlorsilanreaktionsteilnehmers minus Molfraktion unverändertem Dichlorsilan. Bei dem trifunktionellen Endprodukt bedeutet die »Überführung« die Molfraktion von Phenyltrichlorsilan, bezogen auf die Molfraktion des Trichlorsilanreaktionsteilnehmers. 105For the bifunctional end product, the »conversion« means the mole fraction of phenyldichlorosilane -J- diphenyldichlorosilane, based on the mole fraction of the dichlorosilane reactant. The »efficiency« is here the Mole fraction of the phenyldichlorosilane plus diphenyldichlorosilane based on the mole fraction of the dichlorosilane reactant minus the mole fraction of unchanged dichlorosilane. In the case of the trifunctional end product, the »transfer« means the mole fraction of phenyltrichlorosilane based on the mole fraction of the trichlorosilane reactant. 105
κ Der Wirkungsgrad ist hierbei die Molfraktion des Phenyltrichlorsilans, bezogen auf die Molfraktion des Trichlorsilanreaktionsteilnehmers minus Molfraktion unverändertem Trichlorsilan. Die Molprozente des Phenyldichlorsilans im bifunktionellen Produkt sind unter »Molprozent C6H5HSiCl3« angegeben.κ The efficiency here is the mole fraction of the phenyltrichlorosilane, based on the mole fraction of the trichlorosilane reactant minus the mole fraction of unchanged trichlorosilane. The mol percent of the phenyldichlorosilane in the bifunctional product is given under "Mol percent C 6 H 5 HSiCl 3 ".
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