KR20080112138A - ＳｉＨ-함유 실란의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 1 이상의 반응 증류 컬럼과, 예비반응기 및 측 반응기 중에서 선택되는 1 이상의 추가 반응기를 구비한 장치 내에서 균일 촉매의 존재 하에서의 1 이상의 더 고도로 염소화된 실란의 불균등화에 의한 하기 일반 화학식 (1)의 실란의 제조 방법에 관한 것이다:
[화학식 1]
RaSiHbX4 -b-a
(식 중, R은 알킬, 아릴, 알카릴 또는 할로알킬 라디칼이고,
X는 할로겐 원자이고,
a는 0 또는 1이고, 그리고
b는 2, 3 또는 4임)
불균등화, 실란, 제조 방법
Description
본 발명은 균일 촉매의 존재 하에서 더 고도로 염소화된 실란의 불균등화에 의한 수소를 함유하는 실란의 제조 방법에 관한 것이다.
유기수소클로로실란 MeSiHCl2 및 Me2SiHCl에 대한 수요는 Muller-Rochow 방법에 의한 직접 합성에서 부산물로서 얻어지는 양보다 현저하게 더 많다.
EP 286074 A에는 증류 컬럼 내에서 불균일 촉매의 존재 하에서 MeSiHCl2를 불균등화하여 MeSiH3를 제공하는 방법이 기재되어 있다. 그 방법에서, 불균일 촉매는 한정된 작업 수명을 가진다. 촉매를 교체하기 위해서는, 촉매가 증류 컬럼 내에서 재생되도록 하기 위해 촉매로 충전된 공장 설비의 일부의 가동을 적어도 중단해야할 필요가 있다. 흔히 새로운 촉매에 의한 증류 컬럼의 개방 및 촉매의 교체는 필수적이다.
EP 685483 A에는 증류 컬럼 내에서 균일 촉매의 존재 하에서 MeSiHCl2를 불 균등화하여 MeSiH3를 제공하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 더 열등한 공시 수율 및 더 많은 에너지 소비는 공정의 간소화 측면에 방해가 된다.
DE 102004045245 A1에는 1 이상의 측 반응기를 구비한 증류 컬럼 내에서 불균일 촉매의 존재 하에서 HSiCl3를 불균등화하여 SiH4를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 불균일 촉매는 측 반응기 내에 위치하고, 따라서 더 간단하게 교체될 수 있다.
본 발명은 균일 촉매의 존재 하에서 더 고도로 염소화된 실란을 불균등화하여 수소를 함유하는 실란을 제조하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 1 이상의 반응 증류 컬럼과, 예비반응기 및 측 반응기 중에서 선택되는 1 이상의 추가 반응기를 구비한 장치 내에서 균일 촉매의 존재 하에서의 1 이상의 더 고도로 염소화된 실란의 불균등화에 의한 하기 일반 화학식 (1)의 실란의 제조 방법에 관한 것이다:
(식 중, R은 알킬, 아릴, 알카릴 또는 할로알킬 라디칼이고,
X는 할로겐 원자이고,
a는 0 또는 1이고, 그리고
b는 2, 3 또는 4임)
본 균일 방법에서, 반응 증류 컬럼과 예비반응기 또는 측 반응기의 조합 및 얻어지는 증가된 체류 시간은 순수 반응 증류 컬럼에 비해 최대 30% 만큼 에너지 소비를 감소시킨다.
개선된 에너지 소비 외에도, 반응 증류 컬럼 및 측 반응기/예비반응기의 조 합은 동일한 에너지 입력량에서 전환을 증가시킬 수 있다.
공시 수율은 불균일 촉매를 이용하는 경우에만 달성될 수 있었던 값에 도달한다. 본 명세서에서, 균일 촉매는 순수한 형태 또는 용해된 형태로 펌핑할 수 있다는 장점을 제공한다. 이러한 장점으로 인해 반응 수행 공정은 훨씬 단순화되는데, 그 이유는 반응 공정이 수행되고 있는 동안에 촉매를 도입시킬 수 있기 때문이다. 즉, 촉매 농도를 증가 또는 감소시킬 수 있고, 필요하다면 촉매를 재생하거나 다른 균일 촉매로 교체하는 것도 가능하다.
추가 반응기는 예비반응기 또는 측 반응기로서 구성될 수 있다.
본 명세서에서, 용어 예비반응기는 1 이상의 공급 스트림을 예비반응기로 공급하고, 1 이상의 서브스트림을 예비반응기로부터 취하고, 반응 증류 컬럼으로 도입시키는 반응기를 지칭한다. 반응 증류 컬럼로부터 예비반응기로의 서브스트림의 직접 재순환은 일어나지 않는다.
용어 측 반응기(side reactor)는 1 이상의 스트림을 반응 증류 컬럼으로부터 취하고, 측 반응기로 공급하고, 1 이상의 스트림을 측 반응기에서 반응 증류 컬럼으로 재순환시키는 반응기를 지칭한다. 측 반응기로의 공급 스트림의 직접 도입은 일어나지 않는다.
R의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 아이소프로필, n-부틸, 아이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 아이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸 라디칼, n-헥실 라디칼과 같은 헥실 라디칼, n-헵틸 라디칼과 같은 헵틸 라디칼, n-옥틸 라디칼과 같은 옥틸 라디칼 및 2,2,4-트라이메틸펜틸 라디칼과 같은 아이소옥틸 라디칼, n-노닐 라디칼과 같은 노닐 라디칼, n-데실 라디칼과 같은 데실 라디칼, n-도데실 라디칼과 같은 도데실 라디칼, 테트라데실 라디칼, 헥사데실 라디칼 및 n-옥타데실 라디칼과 같은 옥타데실 라디칼과 같은 알킬 라디칼; 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 라디칼 및 메틸사이클로헥실 라디칼과 같은 사이클로알킬 라디칼; 페닐 라디칼과 같은 아릴 라디칼; o-, m-, p-톨릴 라디칼과 같은 알카릴 라디칼; 자일릴 라디칼 및 에틸페닐 라디칼 및 벤질 라디칼, α- 및 β-페닐에틸 라디칼과 같은 아랄킬 라디칼; 클로로메틸, 3-클로로프로필 및 3-브로모프로필 라디칼과 같은 할로알킬 라디칼; o-, m-, p-클로로페닐 및 클로로톨릴 라디칼과 같은 할로아릴 라디칼이다.
라디칼 R은 바람직하게는 1 내지 18개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다. 특히, 라디칼 R은 메틸 또는 페닐 라디칼이다.
할로겐 원자 X는 염소, 브롬 또는 요오드가 바람직하다.
SiHCl3로부터 시작하는 하기 불균등화 반응 (1), (2) 및 (3)을 수행하는 것이 바람직하다:
(1) 2 SiHCl3 → SiH2Cl2 + SiCl4
(2) 3 SiHCl3 → SiH3Cl + 2 SiCl4
(3) 4 SiHCl3 → SiH4 + 3 SiCl4
MeSiHCl2로부터 시작하는 하기 불균등화 반응 (4) 및 (5)를 수행하는 것이 특히 바람직하다:
(4) 2 MeSiHCl2 → MeSiH2Cl + MeSiCl3
(5) 3 MeSiHCl2 → MeSiH3 + 2 MeSiCl3
제1항에 기재된 일반 화학식 (1)의 실란을 MeSiHCl2 및 Me2SiHCl로부터 선택되는 실란을 제조하기 위해 이용하는 것이 바람직하다.
균일 촉매는 바람직하게는 1 이상의 전부 유기 치환된 암모늄, 포스포늄 또는 이미다졸륨 단위체를 함유한다. 질소 및 인 원자로부터 선택되는 1 이상의 전부 유기 치환된 원자를 갖는 양전하를 띤 헤테로사이클 및 4차 암모늄 및 포스포늄 염을 예로 들 수 있다. 바람직한 양전하를 띤 헤테로사이클은 이미다졸륨 염 및 피리디늄 염이다.
촉매로서, 하기를 이용하는 것이 바람직하다:
(a) 일반 화학식 R1 4NX1의 4차 암모늄 염; 및
(b) 일반 화학식 R2 4PX2의 4차 포스포늄 염
(식 중, R1 및 R2는 각각 헤테로원자를 함유할 수 있는 비치환된 또는 할로겐 치환된 라디칼이고, 그리고 X1 및 X2는 각각 할로겐 원자임)
R1 및 R2는 예를 들어, 분지형, 비분지형 또는 환형 알킬 라디칼 및 아릴, 알카릴 또는 아랄킬 라디칼과 같은 다중 결합계일 수 있다. R1 및 R2의 예는 상기 R 에 대해서 제공된 비치환된 또는 할로겐 치환된 알킬, 아릴 또는 알카릴 라디칼 및 o-, m- 및 p-페닐알킬 라디칼과 같은 아랄킬 라디칼의 예이다.
라디칼 R1 및 R2는 바람직하게는 1 내지 18개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖고, 매우 특히 바람직하게는 라디칼 R1 및 R2 각각은 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼이다.
할로겐 원자 X1 및 X2는 염소, 브롬 또는 요오드가 바람직하고, 특히 염소이다.
4차 포스포늄 염은 바람직하게는 (n-부틸)3(n-옥틸)PCl이다. 알킬 할라이드를 이용하는 3차 포스핀의 알킬화에 의한 균일 촉매의 제조는 예를 들어, 문헌 [Houben-Weyl, Georg Thieme Verlag, Volume XII/1, pp. 79-90, 1963]에 기재되어 있다.
더 바람직한 촉매는 다음과 같다:
(c) 하기 일반 화학식의 이미다졸륨 염; 및
(d) 하기 일반 화학식의 피리디늄 염
(식 중, R8은 수소이고, R1 및 R2의 의미 중 하나를 가지고,
R7, R9 및 R10은 각각 R1 및 R2의 의미 중 하나를 가지고, 그리고
X5 및 X6은 각각 R1 및 R2의 의미 중 하나를 가짐)
더 바람직한 촉매는 다음과 같다:
(e) 이온성 액체, 즉, 4차 암모늄, 4차 포스포늄, 피리디늄 및 이미다졸륨 양이온의 저융점 염. 본 방법의 경우, 이들의 1 bar에서의 바람직한 용융점은 150℃ 이하, 바람직하게는 100℃ 이하, 특히 바람직하게는 50℃ 이하이다.
이온성 액체의 양이온의 라다칼은 바람직하게는 전술한 라디칼 R1 및 R2와 일치한다.
이온성 액체는 금속 또는 전이 금속 할라이드로서 이용되는 것이 바람직하다. 금속 및 전이 금속할라이드는 예를 들어, MXe(식 중, M = Ga, Fe, Cu, Zn, In, Ti, Cd, Hg, B, Sn, Pb, Bi 및 X = 할로겐)를 이용하여 제조된다. 그러나, 다른 조성물을 이용하는 것도 가능하다. 이는 예를 들어, 음이온: AlCl4 -, Al2Cl7 -, Al3Cl10 -, AlEtCl3 -, Al2Et2Cl5 -, BCl4 -, BF4 -, Bet3Hex-, CuCl2 -, Cu2Cl3 -, Cu3Cl4 -, SnCl3 -, Sn2Cl5 -, PF6 -, H2PO4 -, SbF6 -, NO3 -, HSO4 -, CH3SO4 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-을 함유한다.
이온성 액체의 특정한 예는 다음과 같다:
1-에틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드-알루미늄 클로라이드 (EMIMCL/AlCl3)
1-부틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드-알루미늄 클로라이드 (BMIMCL/AlCl3)
3-메틸-N-부틸피리디늄 클로라이드-알루미늄 클로라이드 (3-MBPYCL/AlCl3)
1-부틸피리디늄 클로라이드-알루미늄 클로라이드 (BPYCL/AlCl3)
테트라-n-부틸포스포늄 클로라이드-알루미늄 클로라이드 (TBPCL/AlCl3).
이미다졸륨 염이 특히 바람직하다.
적합한 이온성 액체 및 그 제조 방법은 예를 들어, DE 10157198 A에 기재되어 있다.
순수 이온성 액체(e) 또는 이온성 액체의 혼합물, 또는 염 (a), (b), (c) 및 (d) 중에서 선택되는 염과 이온성 액체(e)의 혼합물을 이용하는 것이 가능하다. 이온성 액체(e)는 동시에 염 (a), (b), (c) 및 (d) 중에서 선택되는 염에 대한 용매 또는 가용화제로서도 작용할 수 있다.
이온성 액체는 실란과의 반응 혼합물에서 0.1 내지 80 중량%, 특히 1-10 중량%의 비율로 이용되는 것이 바람직하다.
균일 촉매 (a), (b), (c) 및 (d)는 반응 매질에 가용성이다. 이 촉매는 바람직하게는 순수하게, 바람직하게는 고 비등 비활성 유기 용매, 바람직하게는 테트랄린 또는 데칼린과 같은 탄화수소의 용액으로서, 또는 일반 화학식 RaSiX4 -a의 고 비등 생성물 실란(식 중, R 및 X는 상기 정의한 것임)의 용액으로서 이용된다.
본 발명의 방법에서, 포스포늄 및 이미다졸륨 촉매는 다양한 유기클로로실란 매질에서의 우수한 열 안정성 및 본 발명에 따른 불균등화 반응에서의 높은 촉매 활성을 보여준다.
본 발명의 방법은 회분식, 반연속식 또는 완전 연속식으로 수행될 수 있다. 완전 연속식으로 수행되는 것이 바람직하다. 본 발명의 방법에서, 불균등화 반응은 반응 증류 반응기 및 추가 반응기의 배열에 의해 수행된다. 두 반응기의 본 발명에 따른 배열은 화학 평형을 훨씬 넘어 간단하고 강하게 불균등화 반응을 수행할 수 있게 한다. 추가 반응기를 이용하여 충분한 체류 시간을 확보한다. 그 부분에서 반응 증류는 화학 평형을 넘어 전환을 증가시킬 수 있게 한다.
불균등화 반응은 바람직하게는 0.1 내지 20 bar, 특히 1-5 bar의 압력 및 바람직하게는 0 내지 250℃, 특히 25 내지 150℃의 온도에서 일어난다.
실란 출발 재료는 기체형 또는 액체형으로, 또는 헥산, 톨루엔, 자일렌 또는 클로로벤젠과 같은 비활성 유기 용매의 용액으로서 이용된다.
트라이클로로실란의 불균등화에 의해 본 발명의 방법에서 제조되는 다이클로로실란 및/또는 모노클로로실란 및/또는 실란을 후속 반응에서 MeSiCl3과 반응시키 는 것이 바람직하다. 표적 생성물인 MeSiHCl2를 균등화 반응에서 고 수율로 얻는다.
알짜 식은 다음과 같다:
(6) MeSiCl3 + SiHCl3 → MeSiHCl2 + SiCl4
더 나아가, 메틸다이클로로실란의 불균등화에 의해 본 발명의 방법에서 제조되는 MeSiH2Cl 및/또는 MeSiH3를 후속 반응에서 Me2SiCl2 와 반응시키는 것이 바람직하다. 표적 생성물인 Me2SiHCl를 균등화 반응에서 고 수율로 얻는다.
알짜 식은 다음과 같다:
(7) Me2SiCl2 + MeSiHCl2 → Me2SiHCl + MeSiCl3
SiH-함유 유기클로로실란은 지방족 이중 또는 삼중 결합을 갖는 유기 화합물과의 수소규소화 반응을 통해 얻어지는 작용성 실란 또는 실록산의 제조를 위한 귀중한 출발 화합물이다. 예를 들어, 다이메틸클로로실란의 추가 용도는 다이메틸수소실릴기를 가지고, 첨가-가교 실리콘 고무 조성물에서 이용되는 유기폴리실록산의 제조에서의 사용이다.
예비반응기를 이용하는 본 발명의 방법의 바람직한 구체예는 도 1을 이용하여 설명할 것이다.
스트림(1) 및 (13)으로부터의 출발 재료 및 스트림(10)으로부터의 촉매를 혼합하고, 스트림(2)를 통해 예비반응기(R1) 내로 도입시킨다. 예비반응기에서 곧바로 불균등화가 시작된다. 반응 생성물의 분별 증류에 의해 예비반응기(R1)에서의 전환은 화학 평형을 넘어 증가될 수 있다. 예비반응기(R1)의 상부에서, 덜 염소화된 실란을 축적하고, 스트림(3)으로서 반응 증류 컬럼(K1)에 공급한다. 반응 증류 컬럼에서 이들은 화학 평형을 넘어 반응한다. 촉매를 함유하는 더 고도로 염소화된 실란이 하부에서 스트림(4)로서 예비반응기(R1)를 이탈한다. 출발 재료는 또한 스트림(12)을 통해 반응 증류 컬럼(K1)에 진입한다. 반응 증류 컬럼(K1)은 스트림(9)를 통해 촉매를 수용한다. 덜 염소화된 실란을 반응 증류 컬럼(K1)의 상부로부터 스트림(14)로서 취한다. 촉매를 함유하는 더 고도로 염소화된 실란이 하부에서 스트림(5)로서 반응 증류 컬럼(K1)을 이탈하고, 스트림(4)와 함께 스트림(6)으로서 증류 유닛(D1)으로 공급하고, 여기서 실란 스트림(7) 및 촉매 스트림(8)으로 분리시킨다. 촉매 스트림(8)은 스트림(9) 및 (10)으로 분배된다. 실란 스트림(7)이 증류 컬럼(K2)으로 공급하고, 여기서 더 고도로 염소화된 실란을 스트림(15)로서 하부에서 충전하고, 덜 염소화된 실란을 포함하는 오버헤드 스트림(11)을 스트림(12) 및 (13)으로 분배한다.
예비반응기(R1)로서 가능한 반응기 유형은 예를 들어, 문헌 [Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry : 7th edition, 2006]에 기재되어 있는 전형적인 액체 상 반응기이다. 반응기는 관 반응기, 루프 반응기 또는 교반 탱크 반응기로서 또는 반응 증류로서 구성되는 것이 특히 바람직하다.
반응 증류 컬럼(K1)은 예를 들어, 규칙성 패킹, 랜덤 패킹 구성요소 또는 트레이를 함유할 수 있다. 더 나아가, 반응 증류 컬럼(K1)의 액체 체류량(holdup)은 침니 트레이(chimney tray) 또는 다운커머(downcomer)와 같은 적합한 내장재에 의해 증가될 수 있다.
본 발명에 따른 불균등화에서 얻어지는 일반 화학식 (1)의 실란은 바람직하게는 균등화 반응으로 추가 반응시킬 수 있다. 전체 방법은 클로로실란의 전환을 의미한다.
트라이클로로실란의 불균등화에 의해 본 발명의 방법에서 제조되는 다이클로로실란 및/또는 모노클로로실란 및/또는 실란을 후속 반응에서 MeSiCl3과 반응시키는 것이 바람직하다. 표적 생성물인 MeSiHCl2는 균등화 반응에서 고 수율로 얻어진다.
예비반응기를 이용하는 전체적인 방법을 도 2를 참고로 하여 본 발명의 방법의 더 바람직한 구체예로서 설명한다.
반응 증류 컬럼(K1)의 상부로부터 스트림(14)으로서 취해진 덜 염소화된 실란을 스트림 (16)의 더 고도로 염소화된 실란 및 스트림(18)의 덜 염소화된 실란과 함께 균등화 반응기(R2)로 도입시킨다. 균등화 반응기(R2)로부터 스트림(17)의 실란 생성물을 증류 컬럼(K3)에서 덜 염소화된 실란의 스트림(18) 및 더 고도로 염소화된 실란의 생성물 스트림(19)으로 분리시킨다. 스트림(18)의 덜 염소화된 실란을 균등화 반응기(R2)로 재순환시킨다.
측 반응기를 이용하는 본 발명의 방법의 바람직한 구체예를 도 3을 참고로 하여 설명한다.
출발 재료를 스트림 (20) 및 (25)로서 반응 증류 컬럼(K1)으로 공급한다. 촉매 스트림(24)을 반응 증류 컬럼(K1)으로 도입시킨다. 반응 증류 컬럼(K1)에서의 반응 혼합물의 일부를 측 반응기(R3)를 통해 이송한다. 반응 증류 컬럼(K1) 및 측 반응기(R3)에서 불균등화가 일어난다. 여기서, 출발 재료는 화학 평형을 넘어 반응된다. 반응 증류 컬럼(K1)의 상부로부터 덜 염소화된 실란을 스트림(21)로서 취한다. 촉매를 함유하는 더 고도로 염소화된 실란이 하부에서 스트림(22)로서 반응 증류 컬럼(K1)을 이탈하고, 증류 유닛(D1)으로 공급하고, 여기서 실란 스트림(23) 및 촉매 스트림(24)으로 분리시킨다. 촉매 스트림(24)을 반응 증류 컬럼(K1)으로 재순환시킨다. 실란 스트림(23)을 증류 컬럼 (K2)으로 공급하고, 여기서 고도로 염소화된 실란을 스트림(26)으로서 하부에 충전하고, 덜 염소화된 실란의 오버헤드 스트림(25)을 반응 증류 컬럼(K1)으로 재순환시킨다.
반응 부피의 증가가 측 반응기(R3)에서 일어난다. 이 목적을 위해, 액체 상을 반응 증류 컬럼(K1)에서 수집하고, 측 반응기(R3)로 공급한다. 충분한 체류 시간 때문에, 측 반응기(R3)에서 전환이 화학 평형에 근접하게 일어난다. 기체 및 액체 상을 측 반응기(R3)에서 반응 증류 컬럼(K1) 상의 적합한 지점으로 재순환시킨다.
상기 화학식의 모든 기호는 서로 독립적으로 이들의 개별 의미를 가진다. 모든 화학식에서 규소 원자는 4가이다.
본 발명의 내용에서, 달리 기재하지 않는다면, 모든 양 및 퍼센트는 중량에 의한 것이고, 모든 온도는 20℃이고, 모든 압력은 1013 bar(절대압)이다.
본 발명의 방법은 더 고도로 염소화된 실란을 균일 촉매의 존재 하에서 불균등화하여 수소를 함유하는 실란을 제조할 수 있고, 반응 증류 컬럼과 예비반응기 또는 측 반응기의 조합에 의해 순수 반응 증류 컬럼에 비해 최대 30% 만큼 에너지 소비를 감소시키며, 동일한 에너지 입력량에서 전환을 증가시킬 수 있다. 또한, 불균일 촉매를 이용하는 경우에만 달성될 수 있었던 공시 수율을 제공한다.
또한, 본 발명의 방법은 촉매를 방법의 진행 공정 동안 도입시킬 수 있기 때문에 반응을 더 간단하게 수행할 수 있다.
실시예
1: 일반 화학식
R
a
SiH
b
X
4
-b-a
(1)의
클로로실란을
제조하기 위한
불균등화
a) 예비반응기 부존재 -
비발명
불균등화를 도 4에 도시한 장치에서 수행하였다. 스트림 (1)을 통한 모든 출발 재료 및 스트림(8)을 통한 모든 촉매를 반응 증류 컬럼(K1)으로 직접 공급한다.
b) 예비반응기 존재
불균등화를 도 1에 도시한 장치에서 수행하였다. 상기 반응을 예비반응기(R1)와 함께 수행하는 경우, 추가 반응 부피를 예비반응기(R1)에 제공한다. 출발 재료 및 균일 촉매의 공급 혼합물을 예비반응기(R1)로 도입시킨다.
실시예 1b에서와 같이 예비반응기를 이용하여 반응을 수행하는 것은, 예비반 응기가 관 반응기로서 구성되는 경우, 최대 23%의 화력 요구량의 절약 및 25%의 냉각력의 절약을 달성할 수 있게 한다(표 1 참조). 더 적은 에너지 소비 외에도, 실시예 1b)는 실시예 1a)에서보다 최대 17% 더 높은 공시 수율을 제공하고, 이는 더 작은 반응기 치수를 유도한다.
| 예비반응기의 부피/ 반응 증류의 부피 | [-] | 0.000 | 0.048 | 0.096 | 0.243 | 0.488 |
| 상대 화력 | [%] | 100.0% | 94.5% | 91.3% | 85.3% | 81.4% |
| 상대 냉각력 | [%] | 100.0% | 94.1% | 90.9% | 84.6% | 80.4% |
| 상대 공시 수율 | [%] | 100.0% | 104.6% | 107.9% | 113.8% | 116.5% |
| 스트림 | SiHCl3 불균등화 | MeSiHCl2 불균등화 |
| 1 | SiHCl3 | MeSiHCl2 |
| 2 | SiHCl3; 촉매 | MeSiHCl2 |
| 3 | SiH3Cl; SiH2Cl2; SiHCl3 | MeSiH2Cl; MeSiHCl2 |
| 4 | SiHCl3; SiCl4; 촉매 | MeSiHCl2; MeSiCl3; 촉매 |
| 5 | SiHCl3; SiCl4; 촉매 | MeSiHCl2; MeSiCl3; 촉매 |
| 6 | SiHCl3; SiCl4; 촉매 | MeSiHCl2; MeSiCl3; 촉매 |
| 7 | SiHCl3; SiCl4 | MeSiHCl2; MeSiCl3; |
| 8 | 촉매 | 촉매 |
| 9 | 촉매 | 촉매 |
| 10 | 촉매 | 촉매 |
| 11 | SiHCl3 | MeSiHCl2 |
| 12 | SiHCl3 | MeSiHCl2 |
| 13 | SiHCl3 | MeSiHCl2 |
| 14 | SiH4; SiH3Cl; SiH2Cl2 | MeSiH3 |
| 15 | SiCl4 | MeSiCl3 |
실시예
2: 측 반응기를 이용하여 일반 화학식
R
a
SiH
b
X
4
-b
(1)의
클로로실란을
제조하기 위한
불균등화
불균등화를 도 3에 도시한 장치로 수행하였다.
| 스트림 | SiHCl3 불균등화 | MeSiHCl2 불균등화 |
| 20 | SiHCl3 | MeSiHCl2 |
| 21 | SiH4; SiH3Cl; SiH2Cl2 | MeSiH3 |
| 22 | SiHCl3; SiCl4; 촉매 | MeSiHCl2; MeSiCl3; 촉매 |
| 23 | SiHCl3; SiCl4 | MeSiHCl2; MeSiCl3 |
| 24 | 촉매 | 촉매 |
| 25 | SiHCl3 | MeSiHCl2 |
| 26 | SiCl4 | MeSiCl3; |
실시예
3: 예비반응기를 이용하는 일반 화학식
R
a
SiH
b
X
4
-b
(1)의
클로로실란의
전환 방법
불균등화를 도 2에 도시한 장치로 수행하였다.
| 스트림 | SiHCl3 불균등화 | Me2SiHCl3 불균등화 | |
| 성분 | 질량 유량 kg/h | ||
| 1 | SiHCl3 | MeSiHCl2 | 10.0 |
| 2 | SiHCl3; 촉매 | MeSiHCl2 | 11.4 |
| 3 | SiH3Cl; SiH2Cl2; SiHCl3 | MeSiH2Cl; MeSiHCl2 | 2.4 |
| 4 | SiHCl3; SiCl4; 촉매 | MeSiHCl2; MeSiCl3; 촉매 | 9.0 |
| 5 | SiHCl3; SiCl4; 촉매 | MeSiHCl2; MeSiCl3; 촉매 | 17.5 |
| 6 | SiHCl3; SiCl4; 촉매 | MeSiHCl2; MeSiCl3; 촉매 | 26.4 |
| 7 | SiHCl3; SiCl4 | MeSiHCl2; MeSiCl3; | 23.0 |
| 8 | 촉매 | 촉매 | 3.4 |
| 9 | 촉매 | 촉매 | 2.1 |
| 10 | 촉매 | 촉매 | 1.4 |
| 11 | SiHCl3 | MeSiHCl2 | 14.7 |
| 12 | SiHCl3 | MeSiHCl2 | 14.7 |
| 13 | SiHCl3 | MeSiHCl2 | 0.0 |
| 14 | SiH4; SiH3Cl; SiH2Cl2 | MeSiH3; MeSiH2Cl | 1.7 |
| 15 | SiCl4 | MeSiCl3 | 8.3 |
| 16 | MeSiCl3 | Me2SiCl2 | 18.1 |
| 17 | SiH4; SiH3Cl; SiH2Cl2; SiHCl3 MeSiHCl2; MeSiCl3 | MeSiH3; MeSiH2Cl; MeSiHCl3; Me2SiHCl; Me2SiCl2 | 30.1 |
| 18 | SiH4; SiH3Cl; SiH2Cl2 | MeSiH3; MeSiH2Cl | 10.4 |
| 19 | SiHCl3; MeSiHCl2; MeSiCl3 | MeSiHCl2; Me2SiHCl; Me2SiCl2 | 19.7 |
도 1은 예비반응기를 이용하는 본 발명의 방법의 바람직한 구체예이다.
도 2는 예비반응기를 이용하는 본 발명의 방법의 더 바람직한 구체예이다.
도 3은 측 반응기를 이용하는 본 발명의 방법의 바람직한 구체예이다.
도 4는 예비반응기가 존재하지 않는 방법의 구체예이다.
Claims (6)
1 이상의 반응 증류 컬럼과, 예비반응기 및 측 반응기 중에서 선택되는 1 이상의 추가 반응기를 구비한 장치 내에서 균일 촉매의 존재 하에서의 1 이상의 더 고도로 염소화된 실란의 불균등화에 의한 하기 일반 화학식 (1)의 실란의 제조 방법:
[화학식 1]
RaSiHbX4 -b-a
(식 중, R은 알킬, 아릴, 알카릴 또는 할로알킬 라디칼이고,
X는 할로겐 원자이고,
a는 0 또는 1이고, 그리고
b는 2, 3 또는 4임)
제1항에 있어서, 라디칼 R이 메틸 또는 페닐 라디칼이고, 할로겐 원자 X는 염소 이온인 것인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, SiHCl3로부터 시작하는 하기 (1), (2) 및 (3) 중에서 선택되는 불균등화 반응을 수행하는 것인 방법:
(1) 2 SiHCl3 → SiH2Cl2 + SiCl4
(2) 3 SiHCl3 → SiH3Cl + 2 SiCl4
(3) 4 SiHCl3 → SiH4 + 3 SiCl4
제1항 또는 제2항에 있어서, MeSiHCl2로부터 시작하는 하기 (4) 및 (5) 중에서 선택되는 불균등화 반응을 수행하는 것인 방법:
(4) 2 MeSiHCl2 → MeSiH2Cl + MeSiCl3
(5) 3 MeSiHCl2 → MeSiH3 + 2 MeSiCl3
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1항에 기재된 일반 화학식 (1)의 실란을 MeSiHCl2 및 Me2SiHCl 중에서 선택되는 실란을 제조하기 위해 이용하는 것인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 균일 촉매가 1 이상의 전부 유기 치환된 암모늄, 포스포늄 또는 이미다졸륨 단위체를 포함하는 것인 방법.
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