ES2270075T3 - Procedimiento de preparacion de halogenoalquildialquilclorosilano. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para la preparación de un haloalquildialquilclorosilano de fórmula (I): Hal-------(R2R3)Si---(CH2)s---Hal por reacción de hidrosililación de un medio de reacción que comprende un silano de fórmula (II): Hal---(R2R3)Si-H y un haluro de alqueno de fórmula (III) CH2=CH-(CH2)s-2Hal en presencia de una cantidad catalíticamente eficaz de un catalizador de hidrosililación a base de un metal de mina de platino, fórmulas en las que: -- el símbolo Hal representa un átomo de halógeno elegido entre los átomos de cloro, bromo y yodo, -- los símbolos R2 y R3, idénticos o diferentes, representan cada uno un grupo hidrocarbonado monovalente elegido entre un radical alquilo, lineal o ramificado, que tiene 1 a 6 átomos de carbono y un radical fenilo, y -- s representa un número entero comprendido entre 2 y 10 ambos inclusive, estando caracterizado dicho procedimiento porque al final de la reacción de hidrogenosililación se procede a las recuperaciones del producto formado de la fórmula (I) ydel material catalítico de mina de platino, encontrándose dicho metal bajo su forma original de catalizador o bajo una forma transformada, haciéndose la recuperación de dicho metal catalítico en las condiciones a), b) y c) siguientes: a) la recuperación del metal catalítico se realiza: 1. ya sea directamente sobre el medio de reacción al final de la reacción,
Description
Procedimiento de preparación de
halogenoalquildialquilclorosilano.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de preparación de haloalquildialquilclorosilano.
Más concretamente, la presente invención se
refiere a un procedimiento de preparación de
3-cloropropildimetilclorosilano por hidrosililación
de dimetil-hidrogenoclorosilano mediante cloruro de
alilo y un catalizador a base de un metal de mina de platino y
recuperación de dicho metal.
En ese tipo de reacción las cantidades de metal
de mina de platino involucradas se han elevado con el fin de
obtener un rendimiento satisfactorio. Esta cantidad de catalizador
metálico es generalmente superior a 30 p.p.m. calculadas con
relación al peso total de mezcla de reacción. Para que el
procedimiento resulte interesante económicamente se desea poder
recuperar el metal de mina de platino para poder utilizarlo como
catalizador.
La presente invención propone un procedimiento
de preparación de un haloalquildialquilclorosilano del tipo
anterior, que comprende una etapa de recuperación del metal
catalítico.
La presente invención se refiere en efecto a un
procedimiento de preparación de un haloalquildialquilclorosilano de
la fórmula (I):
Hal-(R^{2}R^{3})Si-(CH_{2})_{s}-Hal
por reacción de hidrosililación de
un medio de reacción que comprende un silano de la fórmula
(II):
Hal-(R^{2}R^{3})Si-H
y un haluro de alqueno de la
fórmula
(III):
CH_{2}=CH-(CH_{2})_{s-2}Hal
en presencia de una cantidad
catalíticamente eficaz de un catalizador de hidrosililación a base
de un metal de mina de
platino,
fórmulas en las que:
- -
- el símbolo Hal representa un átomo de halógeno elegido entre los átomos de cloro, bromo y yodo, siendo preferido el átomo de cloro,
- -
- los símbolos R^{2} y R^{3}, idénticos o diferentes, representan cada uno un grupo hidrocarbonado monovalente elegido entre un radical alquilo, lineal o ramificado, que tiene de 1 a 6 átomos de carbono y un radical fenilo, y
- -
- s representa un número entero comprendido entre 2 y 10 ambos inclusive,
estando caracterizado dicho procedimiento
porque, al final de la reacción de hidrogenosililación, se procede
a las recuperaciones del producto formado de la fórmula (I) y de
metal catalítico de mina de platino, encontrándose dicho metal bajo
su forma original de catalizador o bajo una forma transformada,
haciéndose la recuperación de dicho metal catalítico en las
condiciones a), b) y c) siguientes:
a) la recuperación del metal catalítico se
realiza:
- 1.
- ya sea directamente sobre el medio de reacción al final de la reacción,
- 2.
- o sobre el fondo líquido de destilación que comprende los subproductos y el metal de mina de platino o sus derivados, fondo tal que se obtiene tras la destilación del medio de reacción para separar de él el producto de la fórmula (I),
b) la recuperación del metal catalítico se
efectúa por la puesta en contacto del medio de reacción o del fondo
de destilación con una cantidad eficaz de una sustancia sólida que
adsorbe el metal de mina de platino, y
c) se realiza la separación del adsorbente del
metal de mina de platino con el fin de recuperar dicho metal.
El metal de mina de platino se elige entre el
platino, iridio, paladio, rodio, rutenio y osmio, siendo el iridio
el metal preferido. En el marco de esta disposición preferida,
catalizadores convenientes a base de iridio son en particular:
- [IrCl(CO)(PPh_{3})_{2}]
- [Ir(CO)H(PPh_{3})_{3}]
- [Ir(C_{8}H_{12})(C_{5}H_{5}N)P(C_{6}H_{11})_{3}]PF_{6}
- [IrCl_{3}],nH_{2}O
- H_{2}[IrCl_{6}],nH_{2}O
- (NH_{4})_{2}IrCl_{6}
- Na_{2}IrCl_{6}
- K_{2}IrCl_{6}
- KIr(NO)Cl_{5}
- [Ir(C_{8}H_{12})_{2}]^{+}BF_{4}^{-}
- [IrCl(CO)_{3}]_{n}
- H_{2}IrCl_{6}
- Ir_{4}(CO)_{12}
- Ir(CO)_{2}(CH_{3}COCHCOCH_{3})
- Ir(CH_{3}COCHCOCH_{3})
- IrBr_{3}
- IrCl_{3}
- IrCl_{4}
- IrO_{2}
- (C_{6}H_{7})(C_{8}H_{12})Ir.
En el marco de la disposición aún más preferida
mencionada anteriormente, otros catalizadores a base de Ir aún más
convenientes se eligen del grupo de complejos de iridio de la
fórmula:
(XI)[Ir(R^{4})Hal]_{2}
en
donde,
- -
- el símbolo R^{4} representa un ligando hidrocarbonado insaturado que comprende al menos un doble enlace carbono=carbono y/o al menos un triple enlace C\equivC, pudiendo esos enlaces insaturados ser conjugados o no conjugados, siendo dicho ligando: lineal o cíclico (mono o policíclico), que tiene de 4 a 30 átomos de carbono, que tiene de 1 a 8 insaturaciones etilénicas y/o acetilénicas y que comprende eventualmente uno o varios heteroátomos, como por ejemplo un átomo de oxígeno y/o un átomo de silicio;
- -
- el símbolo Hal es tal como se ha definido anteriormente.
Como ejemplo de complejos de iridio de fórmula
(XII) aún más convenientes, se citarán los de la fórmula de los
que:
- \bullet
- el símbolo R^{4} se elige entre el 1,3-butadieno, 1,3-hexadieno, 1,3-ciclohexadieno, 1,3-ciclooctadieno, 1,5-ciclooctadieno, 1,5,9-ciclododecatrieno y el norbornadieno, y los compuestos siguientes de fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
- \bullet
- el símbolo Hal representa un átomo de cloro.
A título de ejemplos específicos de complejos de
iridio aún más convenientes se citarán los catalizadores
siguientes:
- di-\mu-clorobis(diviniltetrametildisiloxano)diiridio,
- di-\mu-clorobis(\eta-1,5-hexadieno)diiridio,
- di-\mu-bromobis(\eta-1,5-hexadieno)diiridio,
- di-\mu-yodobis(\eta-1,5-hexadieno)diiridio,
- di-\mu-clorobis(\eta-1,5-ciclooctadieno)diiridio,
- di-\mu-bromobis(\eta-1,5-ciclooctadieno)diiridio,
- di-\mu-yodobis(\eta-1,5-ciclooctadieno)diiridio,
- di-\mu-clorobis(\eta-2,5-norbornadieno)diiridio,
- di-\mu-bromobis(\eta-2,5-norbornadieno)diiridio
- di-\mu-yodobis(\eta-2,5-norbornadieno)diiridio.
Sin salir del marco de la presente invención se
puede utilizar, junto al catalizador a base de un metal de mina de
platino, al menos un promotor de reacción de hidrosililación.
Como promotor(es) opcional(es) se
puede citar: un compuesto, que puede presentar por ejemplo la forma
de un ligando o de un compuesto iónico, elegido en particular del
grupo formado por: un peróxido orgánico; un ácido carboxílico; una
sal de ácido carboxílico; una fosfina terciaria; un fosfito, como
por ejemplo un fosfito eventualmente mixto de alquilo y/o de arilo;
una amina; una amida; una cetona lineal o cíclica; una cetona
lineal o cíclica; un trialquilhidrogenosilano; benzotriazol;
fenotiazina; un compuesto de tipo metal
trivalente-(C_{6}H_{5})_{3} en donde metal = As, Sb o
P; una mezcla de amina o de ciclohexanona con un compuesto
organosilícico que comprende uno o varios grupos
\equivSi-H; los compuestos
CH_{2}=CH-CH_{2}-OH o
CH_{2}=CH-CH_{2}-OCOCH_{3};
una lactona; una mezcla de ciclohexanona con la trifenilfosfina; un
compuesto iónico como por ejemplo un nitrato o un borato de metal
alcalino o de imidazolinio, un haluro de fosfonio, un haluro de
amonio cuaternario, un haluro de estaño II.
El (o los) promotor(es)
opcional(es), cuando se utiliza uno (o varios), se
introduce(n) generalmente al principio de la reacción, ya
sea en el estado en que se encuentra(n) normalmente o bajo la
forma de una premezcla a base de: promotor(es) +
catalizador(es); o promotor(es) + todo o parte del
diorganohalogenosilano de fórmula (II); o promo-
tor(es) + todo o parte del haluro de alqueno de fórmula (III).
tor(es) + todo o parte del haluro de alqueno de fórmula (III).
Se puede utilizar el catalizador, y se trata
entonces de otra disposición preferencial, en medio líquido
homogéneo, como se describe en el documento
JP-B-2.938.731 y
EP-A-1 156 052. En ese marco la
reacción se puede dirigir ya sea de manera continua o de manera
semicontinua o de manera discontinua. Al final de la operación se
procede, como se ha indicado anteriormente, a las recuperaciones
del producto formado de fórmula (I) y del metal catalítico de mina
de platino.
De acuerdo con la presente invención, la mezcla
de reacción o el fondo líquido de destilación se pone en contacto
con una cantidad adsorbente eficaz de un agente adsorbente
sólido.
El adsorbente sólido se presenta generalmente
bajo la forma de polvo, extrudido, granulado o insertado sobre un
soporte como celulosa por ejemplo.
Como adsorbente sólido se recomienda utilizar
más especialmente negro de humo; carbonos activos; tamices
moleculares que son lo más frecuente zeolitas sintéticas,
silicalitas o aluminosilicatos metálicos; sílices; alúminas
activadas; cargas adsorbentes a base de diatomita y de perlita;
arcillas activadas y molidas a base de bentonita y atapulgita;
resinas intercambiadoras de iones; o resinas del tipo de amberlitas
o amberlistas.
Se puede realizar la adsorción convenientemente
en discontinuo (es decir, en lotes) poniendo en contacto un sólido
adsorbente del tipo de polvo o granulados con la mezcla de reacción
o el fondo de destilación. Se puede realizar la adsorción
convenientemente aún en continuo poniendo en contacto un sólido
adsorbente contenido en una columna o un lecho fijo o un cartucho
con la mezcla de reacción o el fondo de destilación. El tiempo de
contacto puede variar de 5 minutos a 10 horas, preferentemente entre
30 minutos y 7 horas en lotes. La temperatura puede variar de 5 a
150ºC, preferentemente de 10 a 30ºC.
La cantidad de adsorbente utilizado para los
carbones activos, los tamices moleculares, las sílices, las alúminas
así como los adyuvantes minerales está muy ligada, por una parte, a
la capacidad de adsorción específica relativa a cada uno de los
adsorbentes que es posible utilizar en el marco de la invención, y
por otra parte a los parámetros de uso tales como la temperatura y
la presencia o no de un disolvente.
La capacidad de adsorción (q) se expresa como
número de moles de metal de mina de platino adsorbido por kilogramo
de adsorbente utilizado. Esta cantidad q está generalmente
comprendida entre 0,01 y 5. En el caso en que el adsorbente es una
resina intercambiadora de iones, la resina se caracteriza por un
valor de capacidad de intercambio que es específica para cada grado
de resina y que es relativa a la funcionalidad aportada por esta
resina. Esta capacidad de intercambio se expresa en general en meq/g
para un producto seco, o en meq/ml sobre producto húmedo. Se
utilizarán preferentemente esas resinas de tal manera que la
relación molar entre la función aportada por la resina y el metal de
mina de platino presente en la disolución a tratar esté comprendida
entre 1 y 30, preferentemente entre 1 y 15, y más especialmente
entre 1 y 5.
La etapa de adsorción se puede realizar a
presión atmosférica o bajo presión reducida y eventualmente en
presencia de un disolvente inerte frente a haluro de hidrógeno HHal
presente en estado de trazas en el medio (en el caso en que el
fondo no esté hidrolizado como se indica a continuación). Se
recomienda utilizar los alcanos (preferentemente los C_{6} y
C_{7}), los disolventes aromáticos (tolueno, xileno o
clorobenceno) y las cetonas.
La cantidad de haluro de alqueno de fórmula
(III) utilizada es preferentemente de 1 a 2 moles por 1 mol de
silano de fórmula (II). En cuanto a la cantidad de
catalizador(es) (i), expresada en peso de metal de mina de
platino, se sitúa en el intervalo de 1 a 10.000 p.p.m.,
preferentemente de 10 a 2.000 p.p.m. y más preferentemente de 20 a
1.000 p.p.m. basadas sobre los pesos de silano de fórmula (II).
El adsorbente sólido en cuya superficie se
adsorbe el metal catalítico se separa del medio de reacción o del
fondo de destilación por cualquier medio conveniente de separación
líquido/sólido tal como filtración, centrifugación o sedimentación.
El metal se separa después del adsorbente por cualquier medio
fisicoquímico compatible con dicho adsorbente.
En el caso en que la etapa de adsorción se
dirija sobre el fondo de destilación, el procedimiento, de acuerdo
con una variante preferida de realización, comprende además - tras
la etapa de destilación del medio de reacción - una etapa
suplementaria de puesta en contacto del fondo líquido con agua en
presencia eventualmente de un disolvente orgánico inerte frente a
HHal formado, con el fin de obtener una fase acuosa y una fase
orgánica e hidrolizar dicho fondo, lo que permite realizar así el
objetivo de hacer inerte el fondo reactivo.
La reacción empleada consiste en transformar el
conjunto de las funciones Si-Cl presentes en el
fondo de destilación en función silanol Si-OH y
siloxano Si-O-Si procediendo con la
puesta en contacto de una disolución acuosa con el fondo de
destilación siguiendo las reacciones químicas:
Si-Hal + H_{2}O
\rightarrow Si-OH +
HHal
Si-OH +
Si-Hal \rightarrow
Si-O-Si + HHal \hskip0.5cm y
\hskip0.5cm Si-OH + Si-OH
\rightarrow Si-O-Si +
H_{2}O
La hidrólisis se puede realizar en medio ácido o
básico. Si la reacción se hace en medio ácido, la disolución acuosa
utilizada como reactivo puede estar pre-acidificada
(en el HHal por ejemplo) o estar constituida únicamente por agua
desmineralizada. El pH de la disolución evoluciona entonces en el
curso de la reacción hacia valores inferiores a 7. En ese caso es
posible realizar una neutralización de la fase acuosa al final de la
hidrólisis añadiendo una base. La hidrólisis se realiza
preferentemente en medio básico de tal manera que se elimine todo
el HHal. Se ha recomendado efectuar el vertido del fondo sobre un
pie de disolución acuosa. La hidrólisis se puede realizar a
temperaturas que abarcan de -15ºC a 80ºC. Siendo la reacción
exotérmica, se prefiere realizar el vertido del fondo a
temperaturas moderadas comprendidas entre -10 y 30ºC. Se puede
presentar necesario un control de la temperatura. Al final del
vertido del fondo, el medio obtenido es bifásico constituido por
una fase orgánica y una fase acuosa.
El agua se añade preferentemente en cantidad
suficiente para que el HHal formado no esté a saturación en la fase
acuosa.
Preferentemente el producto de fórmula (I) es el
3-cloropropildimetilclorosilano, el producto de
fórmula (II) es el dimetilhidrogenoclorosilano y el producto de
fórmula (III) es el cloruro de alilo. En ese caso el haluro de
hidrógeno formado es HCl.
Los ejemplos siguientes ilustran la invención
sin limitar el alcance de ella.
En los ejemplos de más adelante se realiza en
primer lugar una reacción de hidrosililación del
dimetilhidrogenoclorosilano sobre cloruro de alilo en presencia de
500 p.p.m. de
di-\mu-clorobis(\eta-1,5-ciclooctadieno)diiridio
con relación al peso de dimetilhidrogenoclorosilano. En un reactor
dotado de un agitador, de un condensador a reflujo y de un
termómetro. El dimetilhidrogenoclorosilano se añade gota a gota al
medio de reacción durante 7 horas a una temperatura de 38ºC. El
medio final así obtenido constituye el medio de reacción que se
trata en algunos de los ejemplos siguientes. El
3-cloropropildimetilclorosilano se separa del medio
de reacción por destilación y queda un fondo líquido de destilación
que contiene el catalizador; es ese fondo de destilación el que se
trata en algunos de los ejemplos siguientes.
En un matraz de cuatro bocas de un litro
equipado de agitación mecánica y respirando bajo atmósfera de argón
se introducen 208,55 g de fondo de destilación que contiene 1,2% en
peso de iridio. El medio de reacción se agita y calienta a
60ºC.
Se añaden después 4.235 g de negro de humo 2S
comercializado por la sociedad CECA, y las condiciones de
temperatura se mantienen 1 hora. El medio se filtra entonces bajo
presión de argón sobre filtro inoxidable (0,5 \mum). El aceite
correspondiente al filtrado así como la torta se recuperan y se
analizan por análisis elemental.
Los resultados obtenidos se reúnen en la tabla 1
a continuación:
El rendimiento es de 30,8%
La capacidad del negro para esta concentración
de 3,07 moles de Ir / Kg de negro.
En un matraz de cuatro bocas de un litro, dotado
de agitación mecánica y respirando bajo atmósfera de argón se
introducen 194,2 g de fondo de destilación idéntico al utilizado en
los ejemplos 1 a 3 y que contiene 1,2% en peso de iridio. El medio
de reacción se agita y calienta a 60ºC.
Se introducen entonces 9,75 g de negro de humo
2S (CECA) y las condiciones de temperatura se mantienen 1 hora. El
medio se filtra entonces bajo presión de argón sobre filtro
inoxidable. El aceite correspondiente al filtrado así como la torta
se recuperan y analizan por análisis elemental.
Los resultados obtenidos se reúnen en la tabla 2
a continuación:
El rendimiento es de 47,5%.
La capacidad del negro para esta concentración
de 1,243 moles de Ir / Kg de negro 2S.
En un matraz de tres bocas de un litro provisto
de agitación mecánica, de una sonda de temperatura y de un septum
se introduce el fondo de destilación idéntico al utilizado en los
ejemplos 1 a 6 (50,12 g) con un caudal de 2 ml/min por la vía de
una bomba peristáltica sobre un pie de agua desmineralizada (500 7
g) muy fuertemente agitada (400 rpm). La temperatura del medio
aumenta pasando de 21ºC a 25,3ºC al final del vertido. La agitación
se mantiene 1h 30. El conjunto del medio se trasvasa a una ampolla
de decantación y la fase orgánica se recupera tras la adición de
2x250 ml de tolueno (fase A).
Se desvolatiliza una fracción de esta disolución
(50ºC/7000 Pa). Se recupera y analiza un aceite fluido de un color
negro intenso.
% Ir: 0,55%
RMN de ^{29}Si: ausencia de función del tipo
SiCl
ES (extracto seco): 6,61%
Una fracción de la fase toluénica (fase A) se
recupera (191,88 g) e introduce en un matraz de una boca. Se
introducen 3,84 g de negro de humo 2S y el matraz se coloca entonces
sobre un rotavapor a 60ºC y a presión atmosférica. El negro de humo
se recupera entonces por filtración bajo presión sobre filtro
inoxidable (0,5 \mum). La torta se lava con ayuda de 150 ml de
tolueno y después se seca parcialmente mediante el paso de
nitrógeno sobre la torta.
La fase orgánica se desvolatiliza. El aceite
obtenido es anaranjado y contiene 0,18% de iridio. Se recupera una
masa de 5,95 g de torta. Contiene 1,27% de iridio.
El rendimiento es de 67,3%.
La capacidad del negro para esta concentración
de 94,59 10^{-3} moles de Ir /Kg de negro 2S.
Se recupera una fracción (157,65 g) de la fase
toluénica (fase A) y se introduce en un matraz de una boca. Se
introducen 7,88 g de negro de humo 2S y el matraz se coloca entonces
sobre un rotavapor a 60ºC y a presión atmosférica. El negro se
recupera entonces por filtración bajo presión sobre filtro
inoxidable (0,5 \mum). La torta se lava con ayuda de 150 ml de
tolueno y después se seca parcialmente por el paso de nitrógeno
sobre la torta.
La fase orgánica se conserva. Se recuperan 10,27
g de torta. Contiene 0,64% de iridio.
Se realiza un segundo tratamiento sobre la fase
orgánica. Se introducen 7,88 g de carbón 2S en el matraz de una
boca que contiene la fase orgánica y el medio se calienta con el
rotavapor durante 1 hora a 60ºC. El medio se filtra después. La
fase orgánica recuperada tras filtración (condiciones idénticas a
las precedentes) se desvolatiliza. Se recupera un aceite fluido
amarillo pálido muy ligero y claro. Contiene 355 p.p.m. de
iridio.
El negro de humo recuperado se seca
parcialmente. Contiene 865 p.p.m. de iridio.
El rendimiento es de 93,5%.
La capacidad del negro para esta concentración
de 1,892 10^{-2} moles de Ir / Kg de negro 2S.
El hidrolizado se realiza en medio básico.
La materia prima utilizada es el fondo de
destilación idéntico al de los ejemplos precedentes, pero bajo la
forma de una disolución que contiene entre
0,71-0,72% y 0,78-0,82% de iridio y
valorada en HCl (ampliable) de 0,104 g de HCl /g de disolución.
La hidrólisis se hace por vertido de esta
disolución sobre un pie de sosa a temperatura ambiente de tal forma
que la relación molar: n(HCl)/n(NaOH) = 1.
Sobre un pie de agua desmineralizada (300,94 g)
y de sosa 1 N (87,24 g) se vierte bajo fuerte agitación (470 rpm) y
durante 14 minutos 31,3 g de disolución toluénica a temperatura
ambiente. Al ser la reacción exotérmica, la temperatura del medio
se regula por baño de hielo. Se obtiene un medio bifásico. El pH de
la fase acuosa está comprendido entre 6 y 7 (papel pH). Se
introducen entonces 41,99 g de negro de humo 2S en el medio. El
medio se agita por agitación mecánica a TA y durante 2 h (nada de
exotermia observada).
El contenido del matraz se trasvasa a un filtro
de presión (filtración sobre cartón) así como una fracción de
tolueno (500 ml) que ha servido para lavar el contenido del matraz.
El negro se seca después en estufa (55ºC, bajo 300 Pa) durante 15
horas.
Las fases se separan y analizan.
La dosificación de iridio conduce a los valores
siguientes reunidos en la tabla 3 a continuación:
El rendimiento es de 84,5% en promedio.
La capacidad del negro para esta concentración
de 2,94 10^{-2} moles de Ir / Kg de negro 2S.
El porcentaje en peso de silicio y de cloro en
el negro de humo son los siguientes:
%Cl: 0,64 - 0,65
%Si: 0,2 - 0,3
Ejemplos 5 y
6
En un reactor perfectamente agitado de 100 cc se
carga aproximadamente 60 g de medio de reacción, o 60 g de fondo de
destilación. Se pone en marcha la agitación y la temperatura se
mantiene a 20ºC. Se añade según los ensayos 1 g, 5 g ó 10 g de
negro de humo 3S en polvo o resinas sulfónicas. La agitación se
mantiene durante 3 horas.
Después se para la agitación y se filtra el
negro sobre filtro buchner. Se recupera una fase líquida (filtrado)
y una fase sólida (negro e iridio adsorbido). Se analizan las dos
fases para determinar la cantidad de iridio en cada fase.
La tabla siguiente da los resultados:
MR: medio de reacción; carga inicial de iridio = 358 ppm en masa. | |
Fondo: fondo de destilación; carga inicial de iridio = 9400 a 10800 ppm en masa. | |
% recuperado: porcentaje de iridio recuperado sobre el sólido. |
En un reactor perfectamente agitado de 500 cc se
carga 300 g de fondo de destilación, con un contenido en iridio de
9400 ppm en masa. Se pone en marcha la agitación y la temperatura se
mantiene a 20ºC. Se añaden 23 g de negro de humo 3S en polvo. La
agitación se mantiene durante 3 horas.
Después se para la agitación y se filtra el
negro sobre filtro buchner (filtración a vacío): se recupera una
fase líquida (filtrado) y una fase sólida (negro e iridio
adsorbido). Se analizan las dos fases para determinar la cantidad
de iridio en cada fase:
- - -
- filtrado: concentración de iridio = 2500 ppm;
- - -
- iridio recuperado sobre el negro: 80% de la carga inicial, es decir, 7520 ppm.
El filtrado recuperado (265 g) se reintroduce en
el reactor. Se añaden 20 g de negro y se agita durante 3 horas.
Después se filtra el sólido sobre filtro buchner;
- - -
- filtrado: concentración de iridio = 560 ppm;
- - -
- iridio recuperado sobre el negro total: 97,3% de la carga inicial, es decir, 9150 ppm.
Los resultados obtenidos se dan en el esquema a
continuación:
Se utiliza un lecho fijo de negro de humo en
gránulos. El diámetro del lecho es de 1 cm y la longitud de 50 cm.
La cantidad de negro cargado en el lecho es de 20 g. El caudal
horario de fondo de destilación (con una concentración de iridio de
9400 ppm en masa) inyectado corresponde a 5 veces el volumen del
lecho de negro de humo, es decir un caudal de 0,2 litros/h.
En esas condiciones, la velocidad en tubo vacío
es de 2,5 m/h y el tiempo de horadación de 10 horas. La cantidad de
fondo tratado es de 2 litros, es decir, 19 gramos de iridio
implicado. La cantidad de iridio recuperado en el lecho fijo es de
18,7 gramos (98,5% recuperado).
La capacidad del negro en procedimiento continuo
es por tanto 5 moles/kg.
Claims (14)
1. Un procedimiento para la
preparación de un haloalquildialquilclorosilano de fórmula (I):
Hal-(R^{2}R^{3})Si-(CH_{2})_{s}-Hal
por reacción de hidrosililación de
un medio de reacción que comprende un silano de fórmula
(II):
Hal-(R^{2}R^{3})Si-H
y un haluro de alqueno de fórmula
(III)
CH_{2}=CH-(CH_{2})_{s-2}Hal
en presencia de una cantidad
catalíticamente eficaz de un catalizador de hidrosililación a base
de un metal de mina de
platino,
fórmulas en las que:
- - -
- el símbolo Hal representa un átomo de halógeno elegido entre los átomos de cloro, bromo y yodo,
- - -
- los símbolos R^{2} y R^{3}, idénticos o diferentes, representan cada uno un grupo hidrocarbonado monovalente elegido entre un radical alquilo, lineal o ramificado, que tiene 1 a 6 átomos de carbono y un radical fenilo, y
- - -
- s representa un número entero comprendido entre 2 y 10 ambos inclusive,
estando caracterizado dicho procedimiento
porque al final de la reacción de hidrogenosililación se procede a
las recuperaciones del producto formado de la fórmula (I) y del
material catalítico de mina de platino, encontrándose dicho metal
bajo su forma original de catalizador o bajo una forma transformada,
haciéndose la recuperación de dicho metal catalítico en las
condiciones a), b) y c) siguientes:
a) la recuperación del metal catalítico se
realiza:
- 1.
- ya sea directamente sobre el medio de reacción al final de la reacción,
- 2.
- o sobre el fondo líquido de destilación que comprende los subproductos y el metal de mina de platino o sus derivados, fondo tal que se obtiene tras destilación del medio de reacción para separar de él el producto de la fórmula (I),
b) la recuperación del metal catalítico se
realiza por la puesta en contacto del medio de reacción o del fondo
de destilación con una cantidad eficaz de una sustancia sólida que
adsorbe el metal de mina de platino, y
c) se realiza la separación del adsorbente del
metal de mina de platino para recuperar dicho metal.
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el metal de mina de
platino se elige entre platino, iridio, paladio, rutenio y
osmio.
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque s es igual a tres
y el metal de mina de platino es iridio.
4. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado porque el catalizador
responde a la fórmula:
(IV)[Ir(R^{4})Hal]_{2}
en
donde:
- - el símbolo R^{4} representa un
ligando hidrocarbonado insaturado que comprende al menos un doble
enlace carbono=carbono y/o al menos un triple enlace C\equivC,
pudiendo esos enlaces insaturados ser conjugados o no conjugados,
siendo dicho ligando: lineal o cíclico (mono o policíclico) que
tiene de 4 a 30 átomos de carbono, que tiene de 1 a 8
insaturaciones etilénicas y/o acetilénicas y que comprende
eventualmente uno o varios heteroátomos.
\newpage
5. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque el catalizador se
elige entre:
- di-\mu-clorobis(diviniltetrametildisiloxano)diiridio,
- di-\mu-clorobis(\eta-1,5-hexadieno)diiridio,
- di-\mu-bromobis(\eta-1,5-hexadieno)diiridio,
- di-\mu-yodobis(\eta-1,5-hexadieno)diiridio,
- di-\mu-clorobis(\eta-1,5-ciclooctadieno)diiridio,
- di-\mu-bromobis(\eta-1,5-ciclooctadieno)diiridio,
- di-\mu-yodobis(\eta-1,5-ciclooctadieno)diiridio,
- di-\mu-clorobis(\eta-2,5-norbornadieno)diiridio,
- di-\mu-bromobis(\eta-2,5-norbornadieno)diiridio
- di-\mu-yodobis(\eta-2,5-norbornadieno)diiridio.
6. Procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 4 o 5, caracterizado porque el contenido de
catalizador calculado en peso de catalizador metálico es superior a
30 p.p.m. calculadas con relación al peso total de mezcla de
reacción formada los productos de la fórmula (I), (II) y (III).
7. Procedimiento de acuerdo una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque, en el caso
en que la etapa de adsorción se dirija sobre el fondo de
destilación, el procedimiento comprende además - tras la etapa de
destilación del medio de reacción - una etapa suplementaria de
puesta en contacto del fondo líquido con agua en presencia
eventualmente de un disolvente orgánico inerte frente a HHal
formado, para obtener una fase acuosa y una fase orgánica, y de
hidrolizar dicho fondo.
8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
adsorbente es negro de humo.
9. Procedimiento de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado
porque el adsorbente es un tamiz molecular, una sílice, una alúmina
activada, o una resina intercambiadora de iones.
10. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 7 u 8, caracterizado porque se añade agua en
cantidad suficiente para que el HHal formado no esté a saturación
en la fase acuosa.
11. Procedimiento de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque el producto de la fórmula (I) es
3-cloropropildimetilclorosilano, el producto de la
fórmula (II) es dimetilhidrogenoclorosilano y el producto de la
fórmula (III) es cloruro de alilo.
12. Procedimiento de acuerdo una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes caracterizado porque la
adsorción se realiza en discontinuo (procedimiento en lotes), por
poner en contacto sólido adsorbente en forma de polvo o gránulos
con el medio de reacción o el fondo de destilación.
13. Procedimiento de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado
porque la adsorción se realiza en continuo por la puesta en
contacto de un sólido adsorbente contenido en una columna o un
lecho fijo o un cartucho con la mezcla de reacción o el fondo de
destilación.
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