FR2787792A1 - Procede de redistribution de chlore sur des monosilanes du type alkylsilane et/ou alkylchlorosilane - Google Patents
Procede de redistribution de chlore sur des monosilanes du type alkylsilane et/ou alkylchlorosilane Download PDFInfo
- Publication number
- FR2787792A1 FR2787792A1 FR9816694A FR9816694A FR2787792A1 FR 2787792 A1 FR2787792 A1 FR 2787792A1 FR 9816694 A FR9816694 A FR 9816694A FR 9816694 A FR9816694 A FR 9816694A FR 2787792 A1 FR2787792 A1 FR 2787792A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- metals
- phosphate
- group
- metal
- metal phosphate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 150000001343 alkyl silanes Chemical class 0.000 title claims abstract description 9
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 24
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title abstract description 29
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title abstract description 20
- 230000026030 halogenation Effects 0.000 title abstract 2
- 238000005658 halogenation reaction Methods 0.000 title abstract 2
- 229910000039 hydrogen halide Inorganic materials 0.000 title abstract 2
- 239000012433 hydrogen halide Substances 0.000 title abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 43
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 21
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 14
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 14
- LQFNMFDUAPEJRY-UHFFFAOYSA-K lanthanum(3+);phosphate Chemical compound [La+3].[O-]P([O-])([O-])=O LQFNMFDUAPEJRY-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 14
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 13
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical class [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 11
- 229910015818 MPO4 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 6
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 claims description 5
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 5
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical class Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 claims description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- UIUXUFNYAYAMOE-UHFFFAOYSA-N methylsilane Chemical class [SiH3]C UIUXUFNYAYAMOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 102100032833 Exportin-4 Human genes 0.000 claims description 2
- 101000847062 Homo sapiens Exportin-4 Proteins 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001477 LaPO4 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 claims 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 claims 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000000047 product Substances 0.000 description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N chloro(methyl)silane Chemical class C[SiH2]Cl YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N dimethyldichlorosilane Chemical compound C[Si](C)(Cl)Cl LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 5
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 4
- IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N chlorotrimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)Cl IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N isopentane Chemical compound CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910004721 HSiCl3 Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 Me2HSiCI Chemical compound 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl butane Natural products CCCC(C)C AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 150000004819 silanols Chemical class 0.000 description 2
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- MFGOFGRYDNHJTA-UHFFFAOYSA-N 2-amino-1-(2-fluorophenyl)ethanol Chemical compound NCC(O)C1=CC=CC=C1F MFGOFGRYDNHJTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100283604 Caenorhabditis elegans pigk-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005727 Friedel-Crafts reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L Phosphate ion(2-) Chemical compound OP([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008045 Si-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006411 Si—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000006136 alcoholysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010504 bond cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M caesium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Cs+] HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L calcium hydrogenphosphate Chemical compound [Ca+2].OP([O-])([O-])=O FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- KQHIGRPLCKIXNJ-UHFFFAOYSA-N chloro-methyl-silylsilane Chemical class C[SiH]([SiH3])Cl KQHIGRPLCKIXNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019700 dicalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M dihydrogenphosphate Chemical compound OP(O)([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 1
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QOKYJGZIKILTCY-UHFFFAOYSA-J hydrogen phosphate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].OP([O-])([O-])=O.OP([O-])([O-])=O QOKYJGZIKILTCY-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M hydrogensulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 description 1
- JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N methyltrichlorosilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)Cl JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005051 trimethylchlorosilane Substances 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/12—Organo silicon halides
- C07F7/121—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20
- C07F7/125—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20 by reactions involving both Si-C and Si-halogen linkages, the Si-C and Si-halogen linkages can be to the same or to different Si atoms, e.g. redistribution reactions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
L'invention concerne la redistribution de chlore sur des monosilanes de type méthylsilanes ou méthylchlorosilanes. Les tétraméthylsilanes, sous-produits de la synthèse directe de méthylchlorosilane.Le but visé par l'invention est de fournir un procédé de valorisation de Me4 Si en Me3 SiCl et/ou en Me2 SiCl2 , qui soit industriellement faisable et rentable. Pour atteindre ce but l'invention propose un procédé de redistribution de chlore sur des méthylsilanes et/ou des méthylchlorosilanes, ce procédé étant du type de ceux consistant à utiliser l'HCl comme pourvoyeur de chlore. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à mettre en oeuvre un système catalytique comprenant au moins un phosphate métallique, de préférence un phosphate de lanthane imprégné par du césium et plus précisément encore obtenu par mise en contact de LaPO4 avec CsOH.Le catalyseur selon l'invention permet d'atteindre des sélectivités (RTMe3 ) SiCl voisine de 100 % dans le cadre de la transformation Me4 Si+HCl <T 1036> Me3 SiCl + CH4 . Les taux de transformation en Me4 Si (TMe4 ) peuvent atteindre 50 %.
Description
I La présente invention concerne la redistribution d'halogène, de
préférence de chlore, sur des monosilanes, de type alkylsilanes et/ou alkylhalogéno- de
préférence chlorosilane.
Les produits de départ plus spécialement visés par cette redistribution de chlore sont, par exemple, des tétraméthylsilanes (Me4Si). L'invention propose une amélioration de la redistribution de chlore sur des méthylsilanes, en fournissant un
système catalytique perfectionné.
Tous les silicones (polyorganosiloxanes) sont obtenus par hydrolyse (ou alcoolyse de chlorosilanes en silanols), cette hydrolyse étant immédiatement suivie d'une polycondensation des silanols. Dans l'industrie, les méthylchlorosilanes de
départ sont presque toujours fabriqués par synthèse directe (synthèse de Rochow-
Muller) avec du silicium et du chlorure de méthyle. Cette réaction s'effectue à une température comprenant entre 250 et 300 C, en présence d'un catalyseur à base de cuivre, de zinc ou d'étain. Cette synthèse directe industrielle conduit à du Me2SiCI2
(65-85%), MeSiCI3 (7-18%), Me3SiCI2 (0,5%), et à de plus faibles quantités de sous-
produits tels que le Me4Si, le Me2HSiCI, le HSiCI3 et l'isopentane. Ces quatre derniers sous-produits sont compris dans le flux sortant de la tête d'une ou plusieurs colonnes de distillation. Cette opération de distillation permet la séparation des différents
produits de la synthèse directe.
Cette tête de colonne Me4Si/HSiCI3/Me2SiH/isopentane constitue un flux de distillation difficile à valoriser. Il est naturellement possible de l'incinérer, mais cette
issue n'est évidemment pas profitable sur le plan économique.
Sachant que le Me4Si peut être transformé par redistribution de chlore, en Me3SiCI et que ce produit peut être valorisé de manière intéressante, par exemple en tant que bloqueur de chaîne dans la fabrication des silicones par hydrolyse/condensation ou bien encore comme réactif pour la préparation d'autres produits de base pour l'obtention de silicones (Me3SiCI + MeHSiCI2->2Me2SiHCI Cf. FR 96 07 559 et FR 97 16 047), il est apparu utile d'optimiser au niveau industriel les réactions chimiques considérées, à savoir: Me4Si + HCI ---> Me3SiCI + CH4 ou Me4Si + 2 HCI ---> Me2SiCI2 + 2CH4 C'est ainsi qu'il est connu par le brevet US n 2 802 852 de préparer des méthylchlorosilanes, par réaction du tétraméthylsilane avec l'acide chlorhydrique, en présence d'un catalyseur FRIEDEL CRAFTS, comme le chlorure d'aluminium ou le chlorure de fer (III). Le triméthylchlorosilane ainsi obtenu peut être utilisé, par exemple, pour rendre hydrophobes des composés minéraux tels que les charges de remplissage en dioxyde de silicium ou des composés organiques. Quant au diméthyldichlorosilane, il est le précurseur de motif récurrent essentiel (motif D), des
diméthylpolysiloxanes, qui sont les polymères de base dans la chimie des silicones.
Dans le procédé selon ce brevet US n 2 808 852, on a recours à une catalyse
homogène selon laquelle le catalyseur AICI3 est dissous dans le milieu réactionnel.
Cette caractéristique complique quelque peu le procédé puisqu'il est nécessaire de séparer en fin de réaction les produits obtenus et le catalyseur. Le rendement (RR) en Me3SiCI par rapport au Me4Si est de l'ordre de 80 % d'après les exemples de ce
brevet US n 2 802 852.
La demande de brevet français n 2 347 375 divulgue un procédé de fabrication de méthylchlorosilanes par réaction de tétraméthylsilane avec l'acide chlorhydrique, en présence d'un catalyseur du genre AICI3 et/ou FeCI3. Selon ce procédé on fait passer les composants de la réaction en phase gazeuse sur/ou à travers un catalyseur AICI3 e/ou FeCI3 solide. On obtient ainsi du Me3SiCI ou du Me2SiCI2 selon que le coefficient stoechiométrique d'HCI soit I ou 2. Cette réaction s'opère à une température comprise entre 60 et 120 C. Le taux de transformation du Me4Si est compris entre 70 et 100 %. La sélectivité en Me3 varie de 80 à 95 % et celle du Me2
est de l'ordre de 100 %, dans les exemples selon cette demande FR n 2 347 375.
Les catalyseurs AIC13 e/ou FeCI3 mis en oeuvre dans le procédé selon cette demande FR n 2 347 375 peuvent être déposés sur des supports de catalyseurs inertes comme
le gel de silice, l'hydroxyde d'aluminium, l'oxyde d'aluminium ou les silicates.
La demande de brevet français n 2 381 780 décrit un procédé de substitution, par un halogène (chlore), d'un groupe alkyle porté par des alkylmonosilanes, à l'aide d'un acide chlorhydrique (HCI), en présence d'un catalyseur hétérogène constitué par de l'oxyde d'aluminium. Cette réaction est avantageusement réalisée en phase gazeuse à des températures pouvant atteindre 240 C. Le catalyseur mis en oeuvre est, de préférence, un catalyseur à lit fixe sous forme synthétique ou naturelle. Le temps de contact des réactifs avec le catalyseur est compris entre I s et min. Les rendements en Me3SiCI calculés par rapport à Me4Si sont de l'ordre de 98 %, pour une période de fonctionnement de 272 heures et après séparation du Me3SiCI
formé par distillation.
On connaît par ailleurs au travers de la demande de brevet européen n 737 687, un procédé de scission des sous-produits de la synthèse directe des alkylchlorosilanes, plus particulièrement des méthylchlorodisilanes, par traitement à l'aide d'acide chlorhydrique en présence d'un système métallique, de préférence associé à un composé d'imprégnation basique. Ce phosphate métallique est par exemple du phosphate de lanthane, de l'hydrogénophosphate de zirconium ou de l'hydrogénophosphate de calcium. Le composé d'imprégnation du catalyseur peut être de l'hydroxyde de césium ou de l'hydroxyde de potassium. Cette réaction de scission de liaison Si-Si se distingue nettement de la réaction de redistribution d'halogène sur
des alkylmonosilanes.
Dans un tel état de la technique, l'un des objectifs essentiels de l'invention est de fournir un procédé de redistribution d'halogène, de préférence de chlore, sur des monosilanes choisis parmi des alkylsilanes et/ou les alkylhalogéno -de préférence chloro-silanes, qui soit amélioré par rapport aux procédés de l'art antérieur et qui fasse intervenir un nouveau catalyseur plus performant, notamment en termes de
sélectivité en Me3SiCI par rapport au Me4Si de départ.
L'objectif essentiel de l'invention est de fournir un procédé de redistribution d'halogène, de préférence de chlore, sur des monosilanes choisis parmi les alkylsilanes et/ou les alkylhalogéno - de préférence chloro-silane (par exemple Me4Si), dans lequel on met en oeuvre au moins un composé halohydrique, de préférence HCI, comme pourvoyeur d'halogène, de préférence le chlore, en présence
d'un catalyseur, ce procédé se devrant d'être simple à mettre en oeuvre et économique.
Un autre objectif essentiel de la présente invention est de proposer un procédé de valorisation des alkylsilanes formant les sous produits présents en tête de colonne de distillation, à l'issue de la synthèse directe d'alkylhalogénosilanes
(méthylchlorosilane), précurseurs de polyorganosiloxanes.
Un autre objectif essentiel de l'invention est de fournir un procédé de
valorisation de Me4Si en Me3SiCI et/ou en Me2SiCI2, qui soit industriellement faisable.
Ces objectifs, parmi d'autres, sont atteints par la présente invention qui concerne un procédé de redistribution d'halogène, de préférence de chlore, sur des monosilanes choisis parmi des alkylsilanes et/ou des alkylhalogéno - de préférence chloro- silanes, ce procédé étant du type de ceux consistant à utiliser au moins un composé halohydrique - de préférence HCI- comme pourvoyeur d'halogène -de préférence de chlore- et étant caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à mettre
en oeuvre un système catalytique comprenant au moins un phosphate métallique.
Les monosilanes de départ sont des alkylsilanes de formule
RnSiR'4-.
dans laquelle R représente un groupe alkyle contenant de I à 8 atomes de carbone, éventuellement substitué par un atome d'halogène ou un groupe alkylène contenant 2 à 8 atomes de carbone, R' représente un groupe alkyle contenant de 1 à
, de préférence de I à 5 atomes de carbone, et n correspondant à 0, I ou 2.
De préférence, les monosilanes de départ sont des méthylsilanes et/ou des
méthylchlorosilanes, Me4Si étant plus spécialement préféré.
Avantageusement, le phosphate métallique constituant le catalyseur de redistribution selon l'invention, comprend un composé d'imprégnation basique, notamment choisi dans le groupe des métaux alcalino-terreux, des métaux alcalins et de leurs mélanges, de préférence associés à un contre-cation pour assurer la neutralité électrique. Le (ou les) contrecation(s) initial(aux), c'est-à-dire avant traitement thermique, peuvent avantageusement être choisis parmi les anions nitrate, sulfate, chlorure, fluorure, hydrogénophosphate, phosphate, dihydrogénophosphate, hydrogénosulfate, oxalate, acétate, benzoate, etc. Les anions peuvent être d'une seule espèce ou être constitués d'un mélange d'espèces. Suivant une autre caractéristique préférée de l'invention, les anions appartiennent à une seule espèce ou à une seule famille d'espèce. Le pourcentage pondéral en composé d'imprégnation basique par rapport au phosphate métallique sec est par exemple compris entre 0 et 25%,
avantageusement entre 3 et 15%.
De préférence, le phosphate métallique comprend un métal choisi dans le groupe comprenant les métaux monovalents, divalents, trivalents, -y compris les
terres rares-, tétravalents et pentavalents.
De préférence encore, le phosphate métallique répond à la formule M(XPO4)y dans laquelle M représente le métal choisi parmi - les métaux monovalents, auquel cas X est 2H et y = 1 - les métaux divalents, auquel cas X est H et y = 1 - les métaux trivalents, tels que notamment AI, B, Fe, Ga et métaux de terres rares (lanthanides ayant un numéro atomique de 57 à 71, y compris le lanthane, notamment lanthanides tels que cités ci-dessus, ainsi que l'yttrium et le scandium), auquel cas X est absent et y = 1 - les métaux tétravalents, tels que notamment Zn, Ti, etc., auquel cas Xest H et y 2 - les métaux pentavalents, tels que notamment Nb, Ta, etc., auquel
cas X est O et y =1.
Dans une forme de réalisation particulièrement préférée, on prévoit d'utiliser dans le procédé selon l'invention un phosphate métallique basé sur l'emploi de terres rares trivalentes. Le phosphate métallique répond alors avantageusement à la formule MPO4 dans laquelle * M représente: * une terre rare trivalente M3, ou un mélange d'au moins une terre rare trivalente M3 et d'au moins un élément choisi dans le groupe consistant en métaux alcalins M1 et métaux alcalino-terreux M2 avec la relation: M= aM1 + bM2 + cM3 et a+2b+3c = 3 a est un coefficient compris entre 0 et 3, avantageusement entre 0,01 et 0,5, préférentiellement entre 0,05 et 0,2; b est un coefficient compris entre 0 et 3/2, avantageusement entre 0 et 1/3 ou bien I + ou - 0,1; et c est un coefficient compris entre 0 et 1, avantageusement
supérieur ou égal à 1/3, de préférence à 1/2.
Dés lors que le phosphate métallique comporte des terres rares, il est tout spécialement intéressant qu'il comprenne en plus un composé d'imprégnation si bien que sa formule devient: MPO4(Im)p dans laquelle: Im correspond à un composé d'imprégnation basique constitué d'un métal choisi dans le groupe consistant en métaux alcalino- terreux, métaux alcalins et leurs mélanges, associés de préférence à un contre-anion pour assurer la neutralité électrique, et
- p est inférieur à 0,5, notamment compris entre 0,04 et 0,25.
De préférence, - Ml est choisi dans le groupe des éléments de la colonne IA, de préférence les métaux alcalins tels que lithium, sodium, potassium, rubidium, césium, et leurs mélanges, - M2 est choisi dans le groupe des éléments de la colonne 2A, de préférence les métaux alcalino-terreux tels que béryllium, magnésium, calcium, strontium, baryum, et - leurs mélanges, - M3 est choisi dans le groupe des terres rares trivalentes choisies parmi les lanthanides, I'yttrium et le scandium, et leurs mélanges, les lanthanides étant de préférence lanthane, cérium, praséodyme, néodyme, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium,
holmium, erbium, thulium, ytterbium et lutécium.
Par définition, on se réfère à la classification des éléments publiée dans le
Bulletin de la Société Chimique de France, nO 1, 1966.
En général, M est de préférence constitué d'au plus trois éléments et ce pour des raisons de commodité. Pour les mêmes raisons, il peut être économiquement intéressant d'utiliser des mélanges commerciaux de terres rares sous quelque formes
qu'ils soient, dès lors qu'ils conduisent aisément aux composés selon l'invention.
Les phosphates métalliques selon l'invention peuvent être préparés par imprégnation du phosphate, notamment du composé de formule MPO4, avec une
solution ou une suspension d'Imp dans un solvant volatil, tel que l'eau de préférence.
Les résultats sont d'autant meilleurs qu'Imp est plus soluble et que le
phosphate, notamment MPO4, est plus fraîchement fabriqué.
Ainsi, un procédé avantageux de préparation des phosphates de formule MPO4(Im)p consiste: a) à réaliser la synthèse du composé MPO4, puis, de préférence sans séparer MPO4 du milieu réactionnel, b) à introduire l'imprégnant Imp dans le milieu réactionnel, c) à séparer l'éventuel liquide résiduel d'avec le solide réactionnel,
d) à sécher et éventuellement calciner.
Si l'on se réfère aux techniques générales de préparation de phosphates (telles que décrites notamment dans "PASCAL P., Nouveau traité de chimie minérale" tome X (1956), pages 821-823 et dans "GMELINS, Handbuch der anorganischen Chemie" (8ème édition) volume 16 (C), pages 202-206 (1965), on peut distinguer deux voies principales d'accès aux phosphates. D'une part, la précipitation d'un sel soluble du métal (chlorure, nitrate) par l'hydrogénophosphate d'ammonium ou l'acide phosphorique et traitement de finition avec de l'ammoniaque, puis éventuellement un complément de neutralisation. D'autre part, la réaction de l'oxyde de métal avec de l'acide phosphorique à chaud. Dans les deux cas on peut envisager un traitement de
finition avec un hydroxyde alcalin.
Les phosphates desdits métaux peuvent être également préparés par chamottage (réaction solide-solide) de leurs sels avec des sels de phosphore, puis calcination. Le produit est ensuite séché selon les techniques classiques connues de l'homme S du métier. Il se fait avantageusement entre 50 C et 2000C, pendant une période allant de préférence de 2 à 8 heures, sous atmosphère normale ou sous pression réduite ou par lyophilisation. Le produit séché peut être ensuite calciné à une température comprise entre 2000C et 10000C, de préférence entre 4000C et 700 C, pendant une
durée variant de I à 15 heures, de préférence de 3 à 6 heures.
Pour la préparation des phosphates dopés/ imprégnés selon l'invention, on pourra aussi se référer aux demandes de brevet EP n 0 440 555, EP n 0 599 688 et EP n 0
737 687 qui sont incorporées ici par référence.
Dans le procédé de redistribution conforme à l'invention, le système catalytique comprend, suivant une disposition que l'on privilégie en pratique du phosphate de lanthane LaPO4 (M=M3=La) imprégné par du césium (Im correspond à Cs), de préférence à hauteur de 0,1 à 30 % en poids, et plus préférentiellement encore de I à %. Plus précisément encore le système catalytique est par exemple obtenu par
mise en contact de phosphate de lanthane (LaPO4) avec de la césine (CsOH).
Le procédé de redistribution d'halogène, de préférence de chlore sur des alkylmonosilanes, peut être conduit en phase vapeur (gaz HCI et produit à scinder à l'état vaporisé) ou en système triphasique gaz-liquide- solide (gaz HCI, produit à scinder en solution). Dans les deux cas, le catalyseur à base de phosphate métallique éventuellement imprégné, se présente sous forme solide. Ce procédé peut être mis en oeuvre en continu ou en discontinu (batch) avec accumulation ou distillation en
continu des produits de la réaction.
Le catalyseur utilisé peut, dans le cas du procédé en phase vapeur, être disposé en lit fixe ou être mis en oeuvre en lit fluidisé, notamment en mélange avec des composés inertes, afin d'augmenter la surface de contact, ou, dans le cas du procédé un système triphasique, être mis en oeuvre en suspension ("slurry"). Avantageusement, le traitement de redistribution est conduit à une température comprise entre 100 et 500 C, de préférence entre 350 et 500 C. Lors d'une mise en oeuvre en phase vapeur, le temps de contact défini comme le rapport entre le volume de catalyseur et le débit total gazeux (monalkylsilane + acide chlorhydrique + gaz vecteur) à la température choisie, varie
habituellement de 0,01 s à 50 set le plus souvent de 0,1 s à 10 s.
La pression n'est pas critique. Elle se situe généralement de la pression atmosphérique à 10 Mpa (100 bars) et de préférence de la pression atmosphérique à
1,5 Mpa (15 bars).
Le rapport molaire entre l'acide chlorhydrique et les monosilanes de départ est compris entre 0,1 et 50 de préférence entre 0,5 et 10 et plus préférentiellement encore entre I et 3. On peut également utiliser un gaz vecteur inerte dont la pression partielle représente entre 0 et 10% de l'ensemble du flux gazeux. Le vecteur gazeux inerte peut être constitué par un gaz ou un mélange de gaz inerte dans les conditions réactionnelles, comme par exemple l'argon, l'azote, etc. Les monosilanes halogénés de préférence chlorés (par exemple M3SiCI ou Me2SiCI2) produits peuvent être distillés en continu au cours de leur formation ou être
récupérés en fin de réaction.
En pratique, la mise en oeuvre en phase vapeur et en lit fixe est préférée et conduit à une redistribution performante et rapide puisque le temps de contact entre les monosilanes le pourvoyeur de chlore et le catalyseur peut être réduit de I à 10 s,
de préférence de 3 à 6 s.
Dans le cas o le catalyseur mis en oeuvre est un phosphate métallique, par exemple un phosphate lanthane imprégné avec de la césine (CsOH), on peut atteindre des taux de transformation TT en Me4 de l'ordre de 80% ainsi que des
sélectivités (RT) en Me3SiCI, comprises entre 60 et 100 %.
Les temps de réaction très courts représentent un gros avantage sur le plan industriel, en particulier en ce qui concerne le réacteur qui peut ainsi être de
petite taille mais néanmoins apte à traiter un volume important.
Le procédé de redistribution selon l'invention dans lequel on a recours à un nouveau catalyseur de type phosphate métallique, de préférence phosphate de lanthane imprégné par de la césine, permet d'obtenir les alkylchlorosilanes en particulier de type Me3SiCI et Me2SiCI2, qui sont des produits industriels de haute valeur ajoutée, utilisables directement dans la synthèse de polyorganosiloxanes. Ainsi,
la valorisation de Me4Si est parfaitement réalisée.
L'invention sera mieux comprise à la lecture des exemples non limitatifs qui suivent et qui décrivent des essais de transformation de tétraméthylsilane en méthylchlorosilanes par redistribution de chlore, en présence de phosphate métallique
imprégné ou non.
EXEMPLES
Préparation du phosphate de lanthane:
Exemple I:
On introduit dans un réacteur, 106 g de H3PO4 (à 85 % vendu par la
société Prolabo), soit 0,92 mole dans 800 ml d'eau désionisée.
On agite à 500-700 tours/minute.
On introduit 299 g de La2(CO3)3, 12H20 à froid, soit 0,8 mole de
lanthane dans 736 ml d'eau), lentement et sous forte agitation.
On chauffe ensuite le milieu réactionnel jusqu'à 80 C, pendant 2 heures trente. On laisse refroidir jusqu'à température ambiante sans agitation pendant
une demi-heure et on finit dans un bain d'eau froide.
La suspension est filtrée sur un verre fritté n 3 jusqu'à épuisement des
eaux-mères.
Le produit est alors redispersé dans deux litres d'eau, sous forte agitation
et laissé en suspension pendant une demi-heure, tout en maintenant l'agitation.
La suspension est filtrée sur un verre fritté no 3 jusqu'à épuisement des eaux-mères. Le produit est remis en dispersion dans 900 ml d'eau désionisée et
neutralisé par une solution d'ammonique jusqu'à un pH égal à 9.
Il
Le produit est filtré, lavé à l'eau et centrifugé avant d'être séché à 11 0 C.
Une partie du produit ainsi obtenu est ensuite calcinée 4 heures à 400 C.
Exemple 2:
Le produit préparé selon l'exemple 1, séché à 110 C, est calciné 4 heures
à 700 C.
Préparation du phosphate de lanthane dopé par un sel d'un métal alcalin
Exemple 3:
On prélève 7,8 ml d'une solution 6M de CsOH, à laquelle on ajoute 23,5 ml d'une solution IM de H3PO4. On ajoute alors la quantité d'eau nécessaire pour compléter à 50 ml. On prend 50 g de produit préparé dans l'exemple I que l'on place dans un bécher de 200 mi. On introduit goutte à goutte 20 ml de la solution d'imprégnation précédemment préparée en homogénéisant bien. On laisse le produit reposer une heure. On le sèche une nuit à 110 C et on le calcine 2 heures à 550 C.
Teneur en césium sur sec =5 %.
Exemple 4:
On reproduit l'exemple I en remplaçant le La2(CO3)3 par LaNO3)3 et en employant de l'a3PO4 de concentration 2,5M. Le rapport H3PO4/LaO3)3. Le pH de précipitation est égal à 2. La température de précipitation est de 37 C. La concentration finale en phosphate de lanthane est de 0,75M. Le mûrissement du phosphate de lanthane s'effectue à pH 9. On soumet ensuite le produit muri à un séchage et à une calcination 3 heures à 700 C, sans étape préalable de lavage. Le
LaPO4 obtenu est monoclinique.
Exemple 5:
On reproduit les mêmes conditions de précipitation que dans l'exemple 4 mais on procédé à un lavage avant d'effectuer un mûrissement à pH 5. Après séchage, g de LaPO4 sont imprégnés à sec (remplissage du volume poreux du solide qui correspond à 0,42 cm3/g) avec 6,3 cm3 d'une solution de phosphate dicésique (Cs2HPO4) à 0,238 g de césium par cm3. Le produit est ensuite séché à 120 C, puis
calciné à 700 C pendant 3 heures. Le La3PO4 obtenu est monoclinique.
Exemple 6:
Essai de redistribution avec les catalyseurs des exemples 3, 4 et 5.
Mode opératoire: Les catalyseurs des exemples 3 à 5 seront testés suivant le mode opératoire suivant sauf mention contraire: Dans un réacteur disposé verticalement (tube de quartz de longueur cm et de diamètre 2 cm), on charge successivement 5 cm3 de quartz, le catalyseur, puis 5 cm3 de quartz. Le catalyseur est conditionné à la température choisie pour la réaction, par passage pendant deux heures d'un courant d'azote (2 litres / heure dans
les conditions normales de pression et de température).
Le Me4Si est alors injecté par l'intermédiaire d'un pousse-seringue. Le débit est ajusté pour obtenir le temps de contact choisi pour chaque expérience. Après une mise en régime d'environ 15 minutes, l'essai dure généralement 1 heure. Les produits sortant du réacteur sont piégés dans un récepteur refroidi par un bain d'eau maintenu à 0 C. L'analyse des produits de la réaction est réalisée par
chromatographie en phase gazeuse (CPG).
On calcule ainsi pour chaque essai À le taux de transformation (TT): % de Me4Si transformé par rapport au Me4Si introduit,
* les sélectivités en Me3SiCI par normalisation à 100.
Le tableau 1 ci-après donne les conditions réactionnelles et les résultats obtenus.
Tableau I
Essais 1 2 3 4 Catalyseur néant La PO4 La PO4 + Cs2 HPO4 La PO4 + CsOH exemple 4 exemple 5 exemple 3 Volume catalyseur (ml) 6 6 6 Débit Me4Si g/h 1,0 1,0 1,0 1,0 Débit HC1 g/h 3,2 3,2 3,2 3,2 rapport stoechiométrique HCI/Me4 7,7 7,7 7,7 7,7 Temps séjour (s) 5,6 TTMe4 (%) 0 14 1 50 RTMe3 (%) - 60 18 97 Pix --.4 --. 4 --.4 CD Po
Claims (11)
1 - Procédé de redistribution d'halogène, de préférence de chlore, sur des monosilanes choisis parmi des alkylsilanes et/ou des alkylhalogéno - de préférence chloro- silanes, ce procédé étant du type de ceux consistant à utiliser au moins un composé halohydrique - de préférence HCl- comme pourvoyeur d'halogène - de préférence de chlore - et étant caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à mettre en oeuvre un système catalytique comprenant au moins un phosphate métallique 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les monosilanes de départ sont des méthylsilanes et/ou des méthylchorosilanes, Me4Si étant plus
spécialement préféré.
3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le phosphate
métallique comprend un composé d'imprégnation basique.
4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le composé d'imprégnation basique est choisi dans le groupe des métaux alcalinoterreux, des métaux alcalins, et leurs mélanges, de préférence associés à un contre-cation pour
assurer la neutralité électrique.
- Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le pourcentage pondéral en composé d'imprégnation basique par rapport au phosphate
métallique sec est compris entre 0 et 25 %, avantageusement entre 3 et 15 %.
6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce
que le phosphate métallique comprend un métal choisi dans le groupe consistant en métaux monovalents, divalents, trivalents (y compris les terres rares), tétravalents et pentavalents.
7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce
que le phosphate métallique répond à la formule: M(XPO4)y dans laquelle M représente le métal choisi parmi: - les métaux monovalents, auquel cas X est 2H et y = 1 - les métaux divalents, auquel cas X est H et y = 1 - les métaux trivalents, auquel cas X est absent et y =1 - les métaux tétravalents, auquel cas X est H et y = 2
- les métaux pentavalents, auquel cas X est O et y = 1.
8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le phosphate métallique répond à la formule: MPO4 dans laquelle: - M représente: une terre rare trivalente M3, ou un mélange d'au moins une terre rare trivalente M3 et d'au moins un élément choisi dans le groupe consistant en métaux alcalins M1 et métaux alcalino- terreux M2 avec la relation M=aM +bM2+cM3eta+2b+3c= 3 - a est un coefficient compris entre 0 et 3, avantageusement entre 0,01 et 0,5, - b est un coefficient compris entre 0 et 3/2, avantageusement entre 0 et 1/3, et
- c est un coefficient compris entre 0 et 1, avantageusement supérieur ou égal à 1/3.
9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que a est compris entre
0,05 et 0,2 et/ou b est 1 + ou - 0,1 et/ou c est supérieur ou égal à 1/2.
- Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le phosphate métallique comprend en plus un composé d'imprégnation, si bien que sa formule devient: MPO4(Im)p dans laquelle: - Im correspond à un composé d'imprégnation basique constitué d'un métal choisi dans le groupe consistant en métaux alcalino-terreux, métaux alcalins et leurs mélanges, associés de préférence à un contre-anion pour assurer la neutralité électrique, et
- p est inférieur à 0,5, notamment compris entre 0,04 et 0,25.
11 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce
que: - M est choisi dans le groupe consistant en lithium, sodium, potassium, rubidium, césium et leurs mélanges, M2 est choisi dans le groupe consistant en béryllium, magnésium, calcium, strontium, baryum et leurs mélanges, M3 est choisi dans le groupe consistant en lanthanides, yttrium, scandium et
leurs mélanges.
12 - Procédé selon la revendication 10 et la revendication 11, caractérisé en ce que le système catalytique comprend du phosphate de lanthane LaPO4 (M=M3=La) imprégné par du césium (Im = Cs), de préférence à hauteur de 1 à 30 %, et plus
préférentiellement encore de 1 à 20 %.
13 - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le système
catalytique est obtenu par mise en contact de La P04 avec de la césine (CsOH).
14 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en
ce que le traitement est conduit à une température comprise entre 100 et 500 C, de préférence entre 350 et 500 C.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en
ce que le traitement est conduit en phase vapeur, avec catalyseur solide en lit fixe ou fluidisé. 16 - Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le temps de
contact est compris entre 0,01 et 50 secondes, notamment entre 0,1 et 10 secondes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9816694A FR2787792A1 (fr) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | Procede de redistribution de chlore sur des monosilanes du type alkylsilane et/ou alkylchlorosilane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9816694A FR2787792A1 (fr) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | Procede de redistribution de chlore sur des monosilanes du type alkylsilane et/ou alkylchlorosilane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2787792A1 true FR2787792A1 (fr) | 2000-06-30 |
Family
ID=9534728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR9816694A Withdrawn FR2787792A1 (fr) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | Procede de redistribution de chlore sur des monosilanes du type alkylsilane et/ou alkylchlorosilane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2787792A1 (fr) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220363698A1 (en) * | 2019-07-10 | 2022-11-17 | Wacker Chemie Ag | Process for converting organosilanes |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2347375A1 (fr) * | 1975-10-20 | 1977-11-04 | Consortium Elektrochem Ind | Procede de fabrication de methylchlorosilanes |
EP0737687A1 (fr) * | 1995-04-10 | 1996-10-16 | Rhone-Poulenc Chimie S.A. | Procédé de scission des sous-produits de la synthèse directe des alkylchlorosilanes |
-
1998
- 1998-12-28 FR FR9816694A patent/FR2787792A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2347375A1 (fr) * | 1975-10-20 | 1977-11-04 | Consortium Elektrochem Ind | Procede de fabrication de methylchlorosilanes |
EP0737687A1 (fr) * | 1995-04-10 | 1996-10-16 | Rhone-Poulenc Chimie S.A. | Procédé de scission des sous-produits de la synthèse directe des alkylchlorosilanes |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220363698A1 (en) * | 2019-07-10 | 2022-11-17 | Wacker Chemie Ag | Process for converting organosilanes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI62538C (fi) | Foerfarande foer kontinuerlig framstaellning av alkoxisilaner | |
CN110799458B (zh) | 用于制备锗-硅-层的三苯基甲锗烷基甲硅烷和三氯甲硅烷基-三氯甲锗烷及其制备方法 | |
US20120114544A1 (en) | Organic chlorohydrosilane and method for preparing them | |
JPS62918B2 (fr) | ||
US6084116A (en) | Process for preparing acetoxysilanes | |
KR101163978B1 (ko) | 실릴알콕시메틸 할라이드의 제조방법 | |
JP2914781B2 (ja) | シラシクロアルカンの調製方法 | |
JPH05194548A (ja) | 3−クロルプロピルシランの製造方法 | |
US4060537A (en) | Preparation of organosiloxanes | |
FR2787792A1 (fr) | Procede de redistribution de chlore sur des monosilanes du type alkylsilane et/ou alkylchlorosilane | |
EP0737687B1 (fr) | Procédé de scission des sous-produits de la synthèse directe des alkylchlorosilanes | |
JP2008074849A (ja) | メチルクロロシランの製造方法 | |
US5084591A (en) | Method for the preparation of cyclopentyl trichlorosilane | |
JP2775239B2 (ja) | 接触アルキル化方法 | |
JP4278725B2 (ja) | α,ω−ジハイドロジェンオルガノペンタシロキサンの製造方法 | |
JPS6341919B2 (fr) | ||
JP3361815B2 (ja) | 再分配反応を使用するオルガノシランの取得法 | |
JPH09194483A (ja) | 有機シラン類の改善された熱分別方法 | |
Gilbert et al. | Alkylchlorosilanes. Reduction of Alkylchlorosilenes by Sodium Hydride and Hydrogen-Chlorine Interchange in Chlorosilanes | |
JP3419153B2 (ja) | 1,3−ジメトキシ−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの製造方法 | |
US4642363A (en) | Method of preparing trialkyl organo-oxysilanes | |
KR100469945B1 (ko) | 비닐클로로실란의제조방법 | |
JP4172165B2 (ja) | t−ブトキシ基で保護されたフェノール性水酸基を有する有機ハロゲン化シラン化合物の製造方法 | |
JP2668496B2 (ja) | ケイ素系粉末物質の新規な製造方法 | |
JPS6013037B2 (ja) | クロルシランとメタノ−ルの反応によるオルガノシロキサンの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |