JP2011513265A - アルキルクロロシランの直接合成の残留物からのアルキルクロロシランの製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明の対象は、１０１３ｈＰａにおいて少なくとも７００℃の沸点を有する液体成分並びに金属及びその化合物から選択される更なる成分を有する、アルキルクロロシランの直接合成の残留物からのアルキルクロロシランの製造方法であって、反応混合物が加圧反応器中で交流の導通により２００〜５０００℃の反応温度に加熱される、アルキルクロロシランの製造方法である。
Description
本発明は、交流を用いた加熱によるアルキルクロロシランの直接合成の残留物からのアルキルクロロシランの製造方法に関する。
ケイ素金属及び塩化アルキルＲＣｌ（式中、Ｒはアルキル基を表す）からの、一般式ＲａＨｂＳｉＣｌ４−ａ−ｂ（式中、ａは原子価１、２、３又は４を表し、ｂは値０、１又は２を表す）のアルキルクロロシランの直接合成の際に、副生成物としてオリゴシラン、カルボシラン、シロキサン及び高沸点の分解生成物が生じる。更に、残留物は、超微粉割合としてサイクロン及びフィルターによって保持されない、直接合成からの固形物を含有する。これらの固形物は、ケイ素、金属及びその化合物、金属ケイ化物並びにカーボンブラックからなる。
この残留物は大部分がオリゴシランからなり、特に一般式ＲｃＣｌ６−ｃＳｉ２（式中、ｃは０〜６の値を表す）のジシランからなる。しかしながら、２より多いＳｉ−Ｓｉ−結合を有するシラン化合物、例えば、トリシラン又はシランメチレンも含有されていてよい。
ＵＳ２，５９８，４３５号には、メチルハロゲンポリシランを含有する、メチルクロロシランの直接合成からの残留物から、２５０〜８００℃の温度でメチルクロロモノシランが得られる方法が記載されている。
多数の刊行物、例えば、ＥＰ１５０５０７０号及びこの明細書に引用された刊行物には、アルキルクロロシランの直接合成からの残留物が、ＨＣｌ及び／又はＨ２の添加により且つ部分的に複合触媒系の使用下で、アルキルクロロモノシランに分解される方法が記載されている。
ＵＳ２，６８１，３５５号には、触媒を用いない且つメチルクロロシランの直接合成からの純粋に熱による残留物が、加熱された管の外側で、４００〜９００℃の温度でモノマーシランの形成下にＨＣｌと反応される、連続的な方法が記載されている。この場合、大量の副生成物、例えば、カルボシラン及びポリマー、並びに残留物の炭化による固形物が、高温の反応器壁で形成される。
ＤＥ１９７１１６９３号には、７０℃よりも高い沸点を有する液体成分及び固形物を有する、アルキルクロロシランの直接合成の残留物からのアルキルクロロシランが、ＨＣｌにより３００〜８００℃において回転可能な内部構造物を有する管型反応器中で製造される、連続的な方法が記載されている。この回転可能な内部構造物は、炭化により生じたケーキングを反応器壁で剪断するために必要とされる。
本発明の課題は、純粋に熱処理により且つ更なる添加剤、例えば、塩化水素、水素又は触媒を用いずに、高い収率でアルキルクロロシランを提供し、且つ同時に、高熱の反応器壁での残留物の炭化及び被膜形成を防ぐ、アルキルクロロシランの直接合成の残留物からのアルキルクロロシランの製造方法を提供することである。
本発明の対象は、１０１３ｈＰａにおいて少なくとも７０℃の沸点を有する液体成分並びに金属及びその化合物から選択される更なる成分を含有する、アルキルクロロシランの直接合成の残留物からのアルキルクロロシランの製造方法であって、反応混合物が加圧反応器中で交流の導通により２００〜５００℃の反応温度に加熱される、アルキルクロロシランの製造方法である。
本方法は、アルキルクロロシランの直接合成の残留物から利用可能なモノシランを提供する。この場合、有利には残留物の高分子成分がモノシランに分解される。有利には、この方法において触媒が必要とされず且つ更なる原料が使用されない。反応器壁での固形物の堆積は可能な限り回避される。
有利には、一般式ＭｅａＨｂＳｉＣｌ４−ａ−ｂ（式中、Ｍｅはメチル基、ａは１、２又は３の値を表し且つｂは０又は１の値を表す）のメチルクロロシランが製造される。
主に直接合成の残留物は、１０１３ｈＰａにおいて少なくとも７０℃、特に少なくとも１００℃の沸点を有する液体成分及び溶解された形又は微細に懸濁された形の金属又はその化合物を含有する。特に残留物は、群Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｔｉからの金属及び／又はその化合物を含有する。残留物は更に別の固形物、例えば、ケイ素及びカーボンブラックを含有することができる。大抵は、残留物はジシランを含有する。
残留物は不連続的に又は連続的に加圧反応器に導入され且つ交流の導通によって反応に必要な温度に加熱される。
反応器は有利には少なくとも２５０℃及び特に高くとも３５０℃で運転される。
圧力は有利には少なくとも２０バール、特に少なくとも３０バールそして有利には高くとも１００バール、特に高くとも８０バールである。
反応生成物は有利には凝縮され、場合により固形物が取り除かれ且つ直接合成の際に製造されたアルキルクロロシラン混合物に再び供給されてよく又は別々に純物質に分離されてもよい。
実施例
別記しない限りは、全ての量及びパーセントの記載は質量に対するものである。Ｍｅはメチル基を表す。
別記しない限りは、全ての量及びパーセントの記載は質量に対するものである。Ｍｅはメチル基を表す。
ＧＣによれば以下のものから構成される、メチルクロロシランの直接合成からの高沸点の残留物を使用した：
５４％のジシラン（１，１，１，２，２，２ヘキサメチルジシラン、１−クロロペンタメチルジシラン、１，１−ジクロロテトラメチルジシラン、１，２−ジクロロテトラメチルジシラン、１，１，２−トリクロロトリメチルジシラン及び１，１，２，２−テトラクロロジメチルジシランからなる混合物）、
９％の一般式ＣｌａＭｅ３−ａＳｉ（ＣｌｂＭｅ２−ｂ）ＳｉＳｉＣｌｃＭｅ３−ｃ（式中、ａ及びｃはそれぞれ０〜３を表し且つｂは０〜２を表す）のトリシラン、
７％の一般式ＣｌａＭｅ３−ａＳｉＣＨ２ＳｉＭｅ３−ｂＣｌｂ（式中、ａ及びｂはそれぞれ０〜３を表す）のシラメチレン（カルボシラン）、
２％の金属及び金属化合物（特にＡｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｔｉ）
２％のアルキルクロロシラン、並びに
２６％のそれぞれ低濃度の同定されていない化合物。
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２％の金属及び金属化合物（特にＡｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｔｉ）
２％のアルキルクロロシラン、並びに
２６％のそれぞれ低濃度の同定されていない化合物。
高沸点の残留物を、液状で０．９２ｌの容積を有するオートクレーブ中に計量供給した。反応混合物を交流の導通により２７０℃に加熱し且つこの温度で１８０分間維持した。
オートクレーブを環境温度に冷却した。生成物混合物を取り出し且つＧＣにより分析した：
５１．７％のメチルクロロシラン、その中で
４０．４％のジクロロジメチルシラン
７．２％のトリクロロメチルシラン
２．５％のクロロトリメチルシラン
１．４％のジクロロメチルシラン
０．５％の分解されていないジシラン
６．８％のシラメチレン
４１％の同定されていない化合物。
５１．７％のメチルクロロシラン、その中で
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２．５％のクロロトリメチルシラン
１．４％のジクロロメチルシラン
０．５％の分解されていないジシラン
６．８％のシラメチレン
４１％の同定されていない化合物。
反応器壁及び反応器底は、ほんのわずかの固形物で覆われていたにすぎない。固形物は微細粒であり且つこれを機械的に容易に除去することができた。
Claims (5)
- １０１３ｈＰａにおいて少なくとも７０℃の沸点を有する液体成分並びに金属及びその化合物から選択される更なる成分を含有する、アルキルクロロシランの直接合成の残留物からのアルキルクロロシランの製造方法であって、反応混合物が加圧反応器中で交流の導通により２００〜５００℃の反応温度に加熱されることを特徴とする、アルキルクロロシランの製造方法。
- 一般式ＭｅａＨｂＳｉＣｌ４−ａ−ｂ（式中、Ｍｅはメチル基を表し、ａは値１、２又は３を表し且つｂは値０又は１を表す）のメチルクロロシランを製造することを特徴とする、請求項１記載の方法。
- 残留物中にジシランが含有されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
- 更なる使用物質又は触媒を添加しないことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
- ２０〜１００バールの圧力で実施することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20120914 |