JP2000159779A - 濃アルキル・シルアルキレン含有残渣におけるシルアルキレンの再分配法 - Google Patents
濃アルキル・シルアルキレン含有残渣におけるシルアルキレンの再分配法Info
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Abstract
配法を提供することである。 【構成】 その再分配法は、濃アルキル・シルアルキレ
ン含有残渣を、有効量の再分配触媒の存在下で150℃
〜500℃の温度においてアルキルトリハロシラン及び
テトラハロシランから成る群から選択したハロシランと
接触させて、ジアルキルジハロシランから成る再分配生
成物を生成させる工程から成る。本法に存在する触媒の
少なくとも一部は、直接法及び得られるモノシランの単
離の実施中に現場で生成する。
Description
レン含有残渣の再分配法である。その再分配法は、濃ア
ルキル・シルアルキレン含有残渣を、有効量の再分配触
媒の存在下でアルキルトリハロシラン及びテトラハロシ
ランから成る群から選択したハロシランと接触させて、
ジアルキルジハロシランから成る再分配生成物を生成さ
せる工程から成る。該法の実施に必要な触媒の少なくと
も一部は、直接法の操作及び残渣の単離中に現場で生成
する。
ハロシランは、複雑な混合物を生成する、その混合物は
典型的に蒸留して混合物に存在する他の成分からメチル
クロロシランを分離する。そのメチルクロロシランを混
合物から分離した後、残りはモノシラン、ジシラン及び
シルアルキレン副生物の留分である。80℃以上で沸騰
するジシラン及びシルアルキレン留分は、以後「濃アル
キル・シルアルキレン含有残渣」と言う。直接法を行う
最近の工業的操作において、濃アルキル・シルアルキレ
ン含有残渣は、得られる生成物の5重量%ほどを構成で
きる。従って、濃アルキル・シルアルキレン含有残渣を
処理して、商的に望ましい生成物を生成することによっ
て廃棄副産物を減少しかつ原料の利用を改善することが
望ましい。
いる。例えば、米国特許第2、389、995号及び第
2、488、487号に見られる。モノシラン頭上蒸留
後に残る高沸点留分は、高沸点シリコン含有化合物、例
えば、SiSi、SiOSi及びSiCSi結合を分子
中に有する化合物から成る複雑な混合物である。その高
沸点留分は、微粒シリコン及び金属又はそれらの化合物
も含有する。直接法の蒸留生成物から得られる典型的な
高沸点留分は、米国特許第2、598、435号及び第
2、681、355号に記載されている。
ゲン及びSi−Si結合を含む化合物を水素の存在下で
少なくとも300℃に加熱する水素添加物を教示してい
る。得られる生成物はモノシランである。
ランと水素ガスを加圧下で接触させ、その混合体を木炭
上のパラジウムのような遷移金属触媒の存在下で加熱す
ることによってハロシランを生成する方法を記載してい
る。該特許は、ジシランは直接法の混合体の部分であっ
て、さらにそのジシランがメチルクロロジシランであっ
たときには、得られた生成物は4〜28重量%のメチル
トリクロロシランを含有したと述べている。一般に、メ
チルトリクロロシランのようなオルガノトリハロシラン
は、商的有用性が限定されており、従ってこの方法の有
用性を制限している。
ルクロロポリシランと水素ガスを加圧下、25〜350
℃の温度で銅触媒の存在下で反応させることによって高
収率のハロシランを製造する方法を記載している。この
方法に使用されるメチルクロロポリシランは、直接法の
副産物そして典型的に生成されるものにすることができ
る。有用な触媒は有機リガンドをもった銅金属、銅塩
類、及び銅塩類の錯体を含む。場合によっては、29重
量%までのメチルトリクロロシランが生成した。
キルハロシランの製造から得られた残渣中の濃アルキル
・ジシランを濃ハロゲン・ポリシランに転化する方法を
記載している。その方法は、濃アルキル・ジシラン含有
残渣をアルキルトリハロシラン又は四ハロゲン化シリコ
ンと触媒及び触媒量のハロシラン反応促進剤の存在下、
高温で処理することから成る。三塩化アルミニウムは、
ハロシラン促進剤を使用したときこの方法に有用であ
る。さらに、得られる濃ハロゲンポリシランは、別の工
程において開裂させてモノシランを生成させることがで
きる。
ガノトリクロロシランの正味の消費をもたらす直接法か
ら得られる高沸点残渣からオルガノシランを製造する方
法を教示している。その方法において、高沸点残渣は、
水素添加触媒と再分配触媒の存在下でオルガノトリクロ
ロシランおよび水素ガスと接触される。
法から得られる高沸点残渣からモノシランを製造する方
法を記載している。その方法は、水素ガス及び触媒量の
三塩化アルミニウムの存在下でオルガノトリハロシラン
及び高沸点残渣から成る混合物を生成する工程から成
る。その方法は、オルガノトリハロシランの消費及び高
沸点残渣の有用なモノシランへの添加をもたらす。
ロシランを製造する直接法から得られる濃アルキル・シ
ルアルキレン含有残渣の再分配法を提供する。我々は、
濃アルキル・シルアルキレン含有残渣を、有効量の再分
配触媒の存在下でアルキルトリハロシラン及びテトラハ
ロシランから成る群から選択したハロシランと接触させ
ることによって、濃ハロゲンシルアルキレン及びさらに
価値のあるジアルキルジハロシランを含有する再分配生
成物が製造されることを発見した。本発明は、メチルク
ロロシランの製造から得られた濃アルキル・シルアルキ
レン含有残渣から価値のあるアルキル基の利用を改善
し、同時にそのハロシランを商的にさらに価値のあるジ
アルキルジハロシランに転化する方法を提供する。その
方法の実施に必要な触媒の少なくとも一部は、直接法の
操作中及び残渣の単離中に現場で生成する。
シルアルキレン含有残渣の再分配法である。その方法
は、濃アルキル・シルアルキレン含有残渣を、有効量の
再分配触媒の存在下で150℃〜500℃の温度におい
てアルキルトリハロシラン及びテトラハロシランから成
る群から選択したハロシランと接触させて、ジアルキル
ジハロシランから成る再分配生成物を生成させる工程か
ら成る。
の加圧可能反応器で行われ、バッチ法又は連続法として
行う。その方法は、例えば、連続攪拌−タンク反応器、
バブル−カラム反応器、トリクルベッド反応器又は栓流
反応器で行われる。
含有残渣は、塩化メチルとシリコン・メタロイドとの反
応及び残渣からのメチルクロロシランの蒸留から得られ
る残渣である。用語「濃アルキル・シルアルキレン」
は、アルキル基を有するがハロゲン原子を持たない又は
分子のシリコン原子上で置換されるアルキル基より少な
いハロゲン原子を有するシルアルキレンを意味する。一
般に、シルアルキレンは、それが0〜2個のハロゲン原
子及び望ましくは3〜6個のアルキル基を有するときに
濃アルキル・アルキレンである。ここで使用する濃ハロ
ゲン・シルアルキレンは、ハロゲン原子を有するがアル
キル基を持たない又は分子のシリコン原子上で置換され
るハロゲン原子と同数又はそれより少ないアルキル基を
有するシルアルキレンである。一般に、濃ハロゲン・シ
ルアルキレンは、シルアルキレン分子上で置換される同
数のアルキル基及びハロゲン原子を有する又はシルアル
キレン分子のシリコン原子上で置換されるアルキル基よ
り多い数のハロゲン原子を有する。一般に、濃ハロゲン
・シルアルキレンは、シルアルキレン分子のシリコン原
子上で置換された3〜6個のハロゲン原子及び望ましく
は0〜2個のアルキル基を有する。
℃以上の沸点を有する重合質のシリコン含有化合物から
成る。その重合質のシリコン含有化合物は、Me2Cl
SiSiClMe2,Me2ClSiSiMeCl2,
MeCl2SiSiMeCl 2のようなジシラン、及び
Me2ClSiCH2SiClMe2,Me2ClSi
CH2SiCl2Me,Me3SiCH2SiMe3及
びMeCl2SiCH 2SiCl2Meのようなシルメ
チレン、及びMe2ClSiCH2CH2SiMeCl
2,MeCl2SiCH2CH2SiMeCl2,及び
Me2ClSiCH2CH2SiMeCl2のようなシ
ルエチレンを含む。濃アルキル・シルアルキレン残渣の
ような典型的な組成物は、式Si2Q6〔式中の各Qは
メチル及び塩素から独立に選択し、ジシランは分子当り
2〜4個のメチル置換基を含有する〕のジシラン50〜
60重量%;式Q3SiCH2SiQ3〔式中の各Qは
前記の通り、シルメチレンは分子当り2〜4個のメチル
置換基を含有する〕で表されるシルメチレン15〜25
重量%;式Q3(SiQ2)a(CH2)b(Si
Q2)cSiQ3〔式中の各Qは前記の通り、シルアル
キレンは分子当り2〜4個のメチル置換基を含有し、a
=0〜4,b=1〜3,c=0〜4そしてa+b+c>
1〕で表されるシルアルキレン;他の高沸点シリコン含
有化合物5〜15重量%;銅及び銅の化合物のような直
接法からの触媒残余;シリコン含有微粒物質;及び低レ
ベルのアルミニウム、カルシウム、鉄、及びそれらの化
合物を含む。例えば、塩化メチルとシリコンメタロイド
との反応から得られる濃アルキル・シリアルキレン含有
残渣の典型的な重量組成は、4重量%Me2ClSiS
iClMe2,31重量%Me2ClSiSiMeCl
2,46重量%MeCl2SiSiMeCl2、1重量
%Me2ClSiCH2SiClMe2,3重量%Me
2ClSiCH2SiCl2Me,7重量%MeCl2
SiCH2SiCl2Me及び9重量%触媒残渣、シリ
コン及び金属含有微粒物質である。
シルアルキレン部分は、アルキルトリハロシラン及びテ
トラハロシランから成る群から選んだハロシラン又はそ
れらの混合物と接触される。一般に、アルキルトリハロ
シラン反応物質は残渣における再分配反応を受けるシル
アルキレンと相溶性である、そしてそのシルアルキレン
が塩素化シルアルキレンである場合には、アルキルトリ
ハロシラン反応物質はアルキルトリクロロシランが望ま
しい。そのアルキルトリクロロシランは、炭素原子数が
1〜8の直鎖又は枝分れ鎖を有し、そのハロゲン原子が
塩素、臭素、フッ素、ヨウ素及びそれらの混合体である
ものである。アルキルトリハロシランの例は、メチルト
リブロモシラン、メチルトリフルオロシラン、メチルト
リクロロシラン、エチルトリブロモシラン、エチルトリ
フルオロシラン、エチルトリクロロシラン、エチルトリ
ヨードシラン、n−プロピルトリフルオロシラン、イソ
−プロピルトリクロロシラン、イソープロピルトリフル
オロシラン、イソ−プロピルトリブロモシラン及びn−
ブチルトリクロロシランを含む。望ましいアルキルトリ
ハロシランはメチルトリクロロシランである。好適なテ
トラハロシランは四塩化ケイ素である。別の実施態様に
おけるアルキルトリハロシランは、直接法の副産物とし
て生成されるアルキルトリハロシランであり、残渣の成
分として存在し、そのアルキルトリハロシランは、本発
明の方法における反応物質として直接使用される。
又はテトラハロシランは、濃アルキル・シルアルキレン
含有残鎖を濃ハロゲン・シルアルキレンに再分配するの
に必要な理論量であるが、一般に残渣におけるシルアル
キレンとの反応を実施するために過剰モルのアルキルト
リハロシラン又はテトラハロシラン又はそれらの混合物
を使用することが望ましい。アルキルトリハロシラン又
はテトラハロシラン又はそれらの混合物は、本法の残渣
に存在するシルアルキレンの1モル当り0.5〜25.
0モルで添加することが望ましい。
ハロゲン原子でシルアルキレン分子上のアルキル基の再
分配を促進する触媒である。一般に、ルイス酸又は同等
のものが本法における触媒として使用される。本法に使
用される触媒の例は、四塩化ジルコニウム、三塩化アル
ミニウム、四塩化カリウムアルミニウム、塩化第一銅、
ホウ酸及び三塩化ホウ素である。本法に使用する望まし
い触媒は三塩化アルミニウム又は三塩化アルミニウムの
化合物である。
上のハロゲン原子でシルアルキレン分子上のアルキル基
の再分配を促進するのに有効な量である。本法に有用な
望ましい触媒濃度は、残渣中のシルアルキレンとアルキ
ルトリハロシラン又はテトラハロシラン又はそれらの混
合体の合計重量の0.05〜15重量%の範囲内、最適
には0.5〜15重量%である。
るか、又はかかる触媒又はそれらの前駆物質を含有する
材料の添加によって現場で生成される。好適なプロセス
において、その触媒が三塩化アルミニウム又は三塩化ア
ルミニウムの化合物である場合に、触媒の全て又は一部
は直接法の実施中に現場で生成される。三塩化アルミニ
ウム触媒の量は、添加した三塩化アルミニウムと、直接
法から単離される際に混合体に残る現場生成三塩化アル
ミニウムの合計である。
50〜400℃,最適には320〜380℃で実施され
る。
ル・シルアルキレン含有残渣における濃アルキル・シル
アルキレンは、蒸留によってジシランから分離される。
再分配は、濃アルキル・シルアルキレン含有残渣を、有
効量の再分配触媒の存在下で150℃〜500℃の温度
においてアルキルトリハロシラン及びテトラハロシラン
から選択したハロシランと接触させて、ジアルキルジハ
ロシランから成る再分配生成物を生成させることによっ
て行われる。
ハロシランはジメチルジクロロシランである。そのジメ
チルジクロロシランは、液体混合物を分離する標準の方
法、例えば、蒸留によって濃ハロゲンシルアルキレンか
ら分離できる。
チルトリクロロシランで濃アルキル・シルアルキレン含
有残渣を再分配する能力を攪拌−タンクバッチ反応器に
おいて評価した。77gの濃アルキル・シルアルキレン
含有残渣(ARSR)と155gのメチルトリクロロシ
ランの混合物が生成した。その混合物に存在する三塩化
アルミニウム約3重量%がモノシランの調製及び単離中
に現場で生成した。その濃アルキル・シルアルキレン含
有残渣の組成を表1に示す。その混合物(219g)を
600mlの攪拌反応器(Parr Bomb反応器)
に添加して、350℃に1時間加熱した。その反応器の
内容物はコールド受容容器にベントした。反応器からの
210gの試料をガスクロマトグラフィーによって熱伝
導率検出器(GC−TCD)を使用して分析した。AR
SRの組成、初組成重量%及び最終組成重量%で示した
分析結果を表1に示す。
ラクロロシランで濃アルキル・シルアルキレン含有残渣
を再分配する能力を攪拌−タンクバッチ反応器において
評価した。104gの濃アルキル・シルアルキレン含有
残渣(ARSR)と127gのテトラクロロシランの混
合物が生成した。その混合物に存在する三塩化アルミニ
ウム約4重量%がモノシランの調製及び単離中に現場で
生成した。その濃アルキル・シルアルキレン含有残渣の
組成を表2に示す。その混合物(218g)を600m
lの攪拌反応器(Parr Bomb反応器)に添加し
て、350℃に1時間加熱した。その反応器の内容物は
コールド受容容器にベントした。反応器からの200g
の試料をGC−TCDを使用して分析した。ARSRの
組成、初組成重量%及び最終組成重量%で示した分析結
果を表2に示す。
ルトリクロロシランでシルエチレン化合物を再分配する
能力を攪拌−タンクバッチ反応器において評価した。4
2gの1、1、4、4−テトラメチル−1、4−ジクロ
ロジシルエチレン(米国、PA,ブリストンに在るUn
ited ChemicalTechnologies
から購入)と109gのメチルトリクロロシランの混合
物が生成した。その混合物(140g)と7.5gの三
塩化アルミニウム約3重量%を600mlの攪拌反応器
(Parr Bomb反応器)に添加して、350℃に
1時間加熱した。次にその反応器の内容物はコールド受
容容器にベントした。反応器からの140gの試料をG
C−TCDを使用して分析した。シルエチレンの組成、
初組成重量%及び最終組成重量%で示した分析結果を表
3に示す。
ルトリクロロシランでシルメチレン化合物を再分配する
能力を攪拌−タンクバッチ反応器において評価した。5
1gのビス(トリメチルシシリル)メチレン(米国、P
A,タリタウンに在るGelest社から購入)と14
2gのメチルトリクロロシランの混合物が生成した。そ
の混合物(180g)と8gの三塩化アルミニウムを6
00mlの攪拌反応器(Parr Bomb反応器)に
添加して、350℃に1時間加熱水素ガス下2900k
Paの圧力下で加熱した。次にその反応器の内容物はコ
ールド受容容器にベントした。反応器からの183gの
試料をGC−TCDを使用して分析した。シルエチレン
の組成、初組成重量%及び最終組成重量%で示した分析
結果を表4に示す。
1)
におけるシルアルキレンの再分配法
レン含有残渣の再分配法である。その再分配法は、濃ア
ルキル・シルアルキレン含有残渣を、有効量の再分配触
媒の存在下でアルキルトリハロシラン及びテトラハロシ
ランから成る群から選択したハロシランと接触させて、
ジアルキルジハロシランから成る再分配生成物を生成さ
せる工程から成る。該法の実施に必要な触媒の少なくと
も一部は、直接法の操作及び残渣の単離中に現場で生成
する。
ハロシランは、複雑な混合物を生成する、その混合物は
典型的に蒸留して混合物に存在する他の成分からメチル
クロロシランを分離する。そのメチルクロロシランを混
合物から分離した後、残りはモノシラン、ジシラン及び
シルアルキレン副生物の留分である。80℃以上で沸騰
するジシラン及びシルアルキレン留分は、以後「濃アル
キル・シルアルキレン含有残渣」と言う。直接法を行う
最近の工業的操作において、濃アルキル・シルアルキレ
ン含有残渣は、得られる生成物の5重量%ほどを構成で
きる。従って、濃アルキル・シルアルキレン含有残渣を
処理して、商的に望ましい生成物を生成することによっ
て廃棄副産物を減少しかつ原料の利用を改善することが
望ましい。
いる。例えば、米国特許第2、389、995号及び第
2、488、487号に見られる。モノシラン頭上蒸留
後に残る高沸点留分は、高沸点シリコン含有化合物、例
えば、SiSi、SiOSi及びSiCSi結合を分子
中に有する化合物から成る複雑な混合物である。その高
沸点留分は、微粒シリコン及び金属又はそれらの化合物
も含有する。直接法の蒸留生成物から得られる典型的な
高沸点留分は、米国特許第2、598、435号及び第
2、681、355号に記載されている。
ゲン及びSi−Si結合を含む化合物を水素の存在下で
少なくとも300℃に加熱する水素添加物を教示してい
る。得られる生成物はモノシランである。
ランと水素ガスを加圧下で接触させ、その混合体を木炭
上のパラジウムのような遷移金属触媒の存在下で加熱す
ることによってハロシランを生成する方法を記載してい
る。該特許は、ジシランは直接法の混合体の部分であっ
て、さらにそのジシランがメチルクロロジシランであっ
たときには、得られた生成物は4〜28重量%のメチル
トリクロロシランを含有したと述べている。一般に、メ
チルトリクロロシランのようなオルガノトリハロシラン
は、商的有用性が限定されており、従ってこの方法の有
用性を制限している。
ルクロロポリシランと水素ガスを加圧下、25〜350
℃の温度で銅触媒の存在下で反応させることによって高
収率のハロシランを製造する方法を記載している。この
方法に使用されるメチルクロロポリシランは、直接法の
副産物そして典型的に生成されるものにすることができ
る。有用な触媒は有機リガンドをもった銅金属、銅塩
類、及び銅塩類の錯体を含む。場合によっては、29重
量%までのメチルトリクロロシランが生成した。
キルハロシランの製造から得られた残渣中の濃アルキル
・ジシランを濃ハロゲン・ポリシランに転化する方法を
記載している。その方法は、濃アルキル・ジシラン含有
残渣をアルキルトリハロシラン又は四ハロゲン化シリコ
ンと触媒及び触媒量のハロシラン反応促進剤の存在下、
高温で処理することから成る。三塩化アルミニウムは、
ハロシラン促進剤を使用したときこの方法に有用であ
る。さらに、得られる濃ハロゲンポリシランは、別の工
程において開裂させてモノシランを生成させることがで
きる。
ガノトリクロロシランの正味の消費をもたらす直接法か
ら得られる高沸点残渣からオルガノシランを製造する方
法を教示している。その方法において、高沸点残渣は、
水素添加触媒と再分配触媒の存在下でオルガノトリクロ
ロシランおよび水素ガスと接触される。
法から得られる高沸点残渣からモノシランを製造する方
法を記載している。その方法は、水素ガス及び触媒量の
三塩化アルミニウムの存在下でオルガノトリハロシラン
及び高沸点残渣から成る混合物を生成する工程から成
る。その方法は、オルガノトリハロシランの消費及び高
沸点残渣の有用なモノシランへの添加をもたらす。
ロシランを製造する直接法から得られる濃アルキル・シ
ルアルキレン含有残渣の再分配法を提供する。我々は、
濃アルキル・シルアルキレン含有残渣を、有効量の再分
配触媒の存在下でアルキルトリハロシラン及びテトラハ
ロシランから成る群から選択したハロシランと接触させ
ることによって、濃ハロゲンシルアルキレン及びさらに
価値のあるジアルキルジハロシランを含有する再分配生
成物が製造されることを発見した。本発明は、メチルク
ロロシランの製造から得られた濃アルキル・シルアルキ
レン含有残渣から価値のあるアルキル基の利用を改善
し、同時にそのハロシランを商的にさらに価値のあるジ
アルキルジハロシランに転化する方法を提供する。その
方法の実施に必要な触媒の少なくとも一部は、直接法の
操作中及び残渣の単離中に現場で生成する。
シルアルキレン含有残渣の再分配法である。その方法
は、濃アルキル・シルアルキレン含有残渣を、有効量の
再分配触媒の存在下で150℃〜500℃の温度におい
てアルキルトリハロシラン及びテトラハロシランから成
る群から選択したハロシランと接触させて、ジアルキル
ジハロシランから成る再分配生成物を生成させる工程か
ら成る。
の加圧可能反応器で行われ、バッチ法又は連続法として
行う。その方法は、例えば、連続攪拌−タンク反応器、
バブル−カラム反応器、トリクルベッド反応器又は栓流
反応器で行われる。
含有残渣は、塩化メチルとシリコン・メタロイドとの反
応及び残渣からのメチルクロロシランの蒸留から得られ
る残渣である。用語「濃アルキル・シルアルキレン」
は、アルキル基を有するがハロゲン原子を持たない又は
分子のシリコン原子上で置換されるアルキル基より少な
いハロゲン原子を有するシルアルキレンを意味する。一
般に、シルアルキレンは、それが0〜2個のハロゲン原
子及び望ましくは3〜6個のアルキル基を有するときに
濃アルキル・アルキレンである。ここで使用する濃ハロ
ゲン・シルアルキレンは、ハロゲン原子を有するがアル
キル基を持たない又は分子のシリコン原子上で置換され
るハロゲン原子と同数又はそれより少ないアルキル基を
有するシルアルキレンである。一般に、濃ハロゲン・シ
ルアルキレンは、シルアルキレン分子上で置換される同
数のアルキル基及びハロゲン原子を有する又はシルアル
キレン分子のシリコン原子上で置換されるアルキル基よ
り多い数のハロゲン原子を有する。一般に、濃ハロゲン
・シルアルキレンは、シルアルキレン分子のシリコン原
子上で置換された3〜6個のハロゲン原子及び望ましく
は0〜2個のアルキル基を有する。
℃以上の沸点を有する重合質のシリコン含有化合物から
成る。その重合質のシリコン含有化合物は、Me2Cl
SiSiClMe2,Me2ClSiSiMeCl2,
MeCl2SiSiMeCl 2のようなジシラン、及び
Me2ClSiCH2SiClMe2,Me2ClSi
CH2SiCl2Me,Me3SiCH2SiMe3及
びMeCl2SiCH 2SiCl2Meのようなシルメ
チレン、及びMe2ClSiCH2CH2SiMeCl
2,MeCl2SiCH2CH2SiMeCl2,及び
Me2ClSiCH2CH2SiMeCl2のようなシ
ルエチレンを含む。濃アルキル・シルアルキレン残渣の
ような典型的な組成物は、式Si2Q6〔式中の各Qは
メチル及び塩素から独立に選択し、ジシランは分子当り
2〜4個のメチル置換基を含有する〕のジシラン50〜
60重量%;式Q3SiCH2SiQ3〔式中の各Qは
前記の通り、シルメチレンは分子当り2〜4個のメチル
置換基を含有する〕で表されるシルメチレン15〜25
重量%;式Q3(SiQ2)a(CH2)b(Si
Q2)cSiQ3〔式中の各Qは前記の通り、シルアル
キレンは分子当り2〜4個のメチル置換基を含有し、a
=0〜4,b=1〜3,c=0〜4そしてa+b+c>
1〕で表されるシルアルキレン;他の高沸点シリコン含
有化合物5〜15重量%;銅及び銅の化合物のような直
接法からの触媒残余;シリコン含有微粒物質;及び低レ
ベルのアルミニウム、カルシウム、鉄、及びそれらの化
合物を含む。例えば、塩化メチルとシリコンメタロイド
との反応から得られる濃アルキル・シリアルキレン含有
残渣の典型的な重量組成は、4重量%Me2ClSiS
iClMe2,31重量%Me2ClSiSiMeCl
2,46重量%MeCl2SiSiMeCl2、1重量
%Me2ClSiCH2SiClMe2,3重量%Me
2ClSiCH2SiCl2Me,7重量%MeCl2
SiCH2SiCl2Me及び9重量%触媒残渣、シリ
コン及び金属含有微粒物質である。
シルアルキレン部分は、アルキルトリハロシラン及びテ
トラハロシランから成る群から選んだハロシラン又はそ
れらの混合物と接触される。一般に、アルキルトリハロ
シラン反応物質は残渣における再分配反応を受けるシル
アルキレンと相溶性である、そしてそのシルアルキレン
が塩素化シルアルキレンである場合には、アルキルトリ
ハロシラン反応物質はアルキルトリクロロシランが望ま
しい。そのアルキルトリクロロシランは、炭素原子数が
1〜8の直鎖又は枝分れ鎖を有し、そのハロゲン原子が
塩素、臭素、フッ素、ヨウ素及びそれらの混合体である
ものである。アルキルトリハロシランの例は、メチルト
リブロモシラン、メチルトリフルオロシラン、メチルト
リクロロシラン、エチルトリブロモシラン、エチルトリ
フルオロシラン、エチルトリクロロシラン、エチルトリ
ヨードシラン、n−プロピルトリフルオロシラン、イソ
−プロピルトリクロロシラン、イソープロピルトリフル
オロシラン、イソ−プロピルトリブロモシラン及びn−
ブチルトリクロロシランを含む。望ましいアルキルトリ
ハロシランはメチルトリクロロシランである。好適なテ
トラハロシランは四塩化ケイ素である。別の実施態様に
おけるアルキルトリハロシランは、直接法の副産物とし
て生成されるアルキルトリハロシランであり、残渣の成
分として存在し、そのアルキルトリハロシランは、本発
明の方法における反応物質として直接使用される。
又はテトラハロシランは、濃アルキル・シルアルキレン
含有残鎖を濃ハロゲン・シルアルキレンに再分配するの
に必要な理論量であるが、一般に残渣におけるシルアル
キレンとの反応を実施するために過剰モルのアルキルト
リハロシラン又はテトラハロシラン又はそれらの混合物
を使用することが望ましい。アルキルトリハロシラン又
はテトラハロシラン又はそれらの混合物は、本法の残渣
に存在するシルアルキレンの1モル当り0.5〜25.
0モルで添加することが望ましい。
ハロゲン原子でシルアルキレン分子上のアルキル基の再
分配を促進する触媒である。一般に、ルイス酸又は同等
のものが本法における触媒として使用される。本法に使
用される触媒の例は、四塩化ジルコニウム、三塩化アル
ミニウム、四塩化カリウムアルミニウム、塩化第一銅、
ホウ酸及び三塩化ホウ素である。本法に使用する望まし
い触媒は三塩化アルミニウム又は三塩化アルミニウムの
化合物である。
上のハロゲン原子でシルアルキレン分子上のアルキル基
の再分配を促進するのに有効な量である。本法に有用な
望ましい触媒濃度は、残渣中のシルアルキレンとアルキ
ルトリハロシラン又はテトラハロシラン又はそれらの混
合体の合計重量の0.05〜15重量%の範囲内、最適
には0.5〜15重量%である。
るか、又はかかる触媒又はそれらの前駆物質を含有する
材料の添加によって現場で生成される。好適なプロセス
において、その触媒が三塩化アルミニウム又は三塩化ア
ルミニウムの化合物である場合に、触媒の全て又は一部
は直接法の実施中に現場で生成される。三塩化アルミニ
ウム触媒の量は、添加した三塩化アルミニウムと、直接
法から単離される際に混合体に残る現場生成三塩化アル
ミニウムの合計である。
50〜400℃,最適には320〜380℃で実施され
る。
ル・シルアルキレン含有残渣における濃アルキル・シル
アルキレンは、蒸留によってジシランから分離される。
再分配は、濃アルキル・シルアルキレン含有残渣を、有
効量の再分配触媒の存在下で150℃〜500℃の温度
においてアルキルトリハロシラン及びテトラハロシラン
から選択したハロシランと接触させて、ジアルキルジハ
ロシランから成る再分配生成物を生成させることによっ
て行われる。
ハロシランはジメチルジクロロシランである。そのジメ
チルジクロロシランは、液体混合物を分離する標準の方
法、例えば、蒸留によって濃ハロゲンシルアルキレンか
ら分離できる。
チルトリクロロシランで濃アルキル・シルアルキレン含
有残渣を再分配する能力を攪拌−タンクバッチ反応器に
おいて評価した。77gの濃アルキル・シルアルキレン
含有残渣(ARSR)と155gのメチルトリクロロシ
ランの混合物が生成した。その混合物に存在する三塩化
アルミニウム約3重量%がモノシランの調製及び単離中
に現場で生成した。その濃アルキル・シルアルキレン含
有残渣の組成を表1に示す。その混合物(219g)を
600mlの攪拌反応器(Parr Bomb反応器)
に添加して、350℃に1時間加熱した。その反応器の
内容物はコールド受容容器にベントした。反応器からの
210gの試料をガスクロマトグラフィーによって熱伝
導率検出器(GC−TCD)を使用して分析した。AR
SRの組成、初組成重量%及び最終組成重量%で示した
分析結果を表1に示す。
ラクロロシランで濃アルキル・シルアルキレン含有残渣
を再分配する能力を攪拌−タンクバッチ反応器において
評価した。104gの濃アルキル・シルアルキレン含有
残渣(ARSR)と127gのテトラクロロシランの混
合物が生成した。その混合物に存在する三塩化アルミニ
ウム約4重量%がモノシランの調製及び単離中に現場で
生成した。その濃アルキル・シルアルキレン含有残渣の
組成を表2に示す。その混合物(218g)を600m
lの攪拌反応器(Parr Bomb反応器)に添加し
て、350℃に1時間加熱した。その反応器の内容物は
コールド受容容器にベントした。反応器からの200g
の試料をGC−TCDを使用して分析した。ARSRの
組成、初組成重量%及び最終組成重量%で示した分析結
果を表2に示す。
ルトリクロロシランでシルエチレン化合物を再分配する
能力を攪拌−タンクバッチ反応器において評価した。4
2gの1、1、4、4−テトラメチル−1、4−ジクロ
ロジシルエチレン(米国、PA,ブリストンに在るUn
ited ChemicalTechnologies
から購入)と109gのメチルトリクロロシランの混合
物が生成した。その混合物(140g)と7.5gの三
塩化アルミニウム約3重量%を600mlの攪拌反応器
(Parr Bomb反応器)に添加して、350℃に
1時間加熱した。次にその反応器の内容物はコールド受
容容器にベントした。反応器からの140gの試料をG
C−TCDを使用して分析した。シルエチレンの組成、
初組成重量%及び最終組成重量%で示した分析結果を表
3に示す。
ルトリクロロシランでシルメチレン化合物を再分配する
能力を攪拌−タンクバッチ反応器において評価した。5
1gのビス(トリメチルシシリル)メチレン(米国、P
A,タリタウンに在るGelest社から購入)と14
2gのメチルトリクロロシランの混合物が生成した。そ
の混合物(180g)と8gの三塩化アルミニウムを6
00mlの攪拌反応器(Parr Bomb反応器)に
添加して、350℃に1時間加熱水素ガス下2900k
Paの圧力下で加熱した。次にその反応器の内容物はコ
ールド受容容器にベントした。反応器からの183gの
試料をGC−TCDを使用して分析した。シルエチレン
の組成、初組成重量%及び最終組成重量%で示した分析
結果を表4に示す。
Claims (7)
- 【請求項1】 濃アルキル・シルアルキレン含有残渣
を、有効量の再分配触媒の存在下で150℃〜500℃
の温度においてアルキルトリハロシラン及びテトラハロ
シランから選択したハロシランと接触させて、ジアルキ
ルジハロシランから成る再分配生成物を生成させる工程
から成ることを特徴とする濃アルキル・シルアルキレン
含有残渣の再分配法。 - 【請求項2】 さらに、前記再分配生成物からジアルキ
ルジハロシランを分離する工程から成ることを特徴とす
る請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 濃アルキル・シルアルキレン含有残渣
が、塩化メチルとシリコンメタロイドとの反応生成物の
蒸留から得られた蒸留留分であることを特徴とする請求
項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記触媒は、四塩化ジルコニウム、三塩
化アルミニウム、四塩化カリウムアルミニウム、塩化第
一銅、ホウ酸及び三フッ化ホウ素から選択したルイス酸
であることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 前記触媒の少なくとも一部が現場で生成
されることを特徴とする請求項4記載の方法。 - 【請求項6】 式 Q3SiCH2SiQ3及びQ3(SiQ2)a(CH
2)b(SiQ2)cSiQ3 で表される濃アルキル・シルアルキレン〔式中の各Qは
メチル及び塩素から独立に選択し、前記シルアルキレン
は分子当り2〜4個のメチル置換基を含有し、a=0〜
4,b=1〜3,c=0〜4そしてa+b+c>1〕
を、有効量の再分配触媒の存在下で150℃〜500℃
の温度においてアルキルトリハロシラン及びテトラハロ
シランから選択したハロシランと接触させて、ジアルキ
ルジハロシランから成る再分配生成物を生成させる工程
から成ることを特徴とする濃アルキル・シルアルキレン
含有残渣の再分配法。 - 【請求項7】 前記濃アルキル・シルアルキレンは、シ
リルエチレン及びシリルメチレンから選択することを特
徴とする請求項6記載の方法。
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