PL58704B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 03.111.1965 Czechoslowacja Opublikowano: 5.XII.1969 58704 KI. 12 o, 26/03 MKP C 07 £ I UKD Wspóltwórcy wynalazku: Tomas Hanslik, Jifi Machacek, Milan Mamula, Bohuslav Casensky, Jaroslav Vit, Jaroslav Joklik Wlasciciel patentu: Ceskoslovenska akademie ved, Praga (Czechoslo¬ wacja) Sposób redukcji chlorowcopochodnych krzemu, takich jak czterochlorek krzemu i jego nizsze pochodne alkilowe, do krzemowodorów lub ich nizszych pochodnych alkilowych i Przedmiotem wynalazku jest sposób redukcji chlorowcopochodnych krzemu, takich jak cztero¬ chlorek krzemu i jego nizsze pochodne alkilowe, do krzemowodorów i ich nizszych pochodnych al¬ kilowych za pomoca kompleksowych wodorków 5 glinu w srodowisku rozpuszczalników organicz¬ nych.Zwiazki, które zawieraja co najmniej dwa bez¬ posrednie wiazania krzem-wodór, tak zwane sila¬ ny (krzemowodory) i ich nizsze pochodne alkilowe 10 stanowia wazne produkty posrednie, zarówno przy wytwarzaniu czystego krzemu, jak równiez przy wytwarzaniu silikonów. Przy wytwarzaniu krze¬ mowodorów znanymi sposobami na ogól albo pra¬ zy sie kwarc z metalami i otrzymane krzemki 15 metali roztwarza sie za pomoca kwasów, lub tez pozostalosc po prazeniu kwarcu z metalami pod¬ daje sie dzialaniu chlorowców i wytworzone chlo¬ rowcopochodne krzemu poddaje sie redukcji za pomocawodorków. 20 Jako czynniki redukujace mozna przy tym sto¬ sowac wodorek litu i wodorek litowo-glinowy (Finholt, Bond, Wilzbach i Schlezinger w Jour.Am. Chem. Soc. 69, 1947, 2692) albo czterowodo- rek sodowo-glinowy (brytyjskie opisy patentowe 25 nr nr 823496, 851962 i 838275). Sa one jednak sto¬ sunkowo malo skuteczne z uwagi na niezbyt duza zawartosc aktywnego wodoru i trudniej dostepne, niz opisany nizej wodorek stosowany w sposobie wedlug wynalazku, ktcry nie musi byc wydzielany 30 z mieszaniny reakcyjnej, uzytej do jego wytwa¬ rzania.Stwierdzono, ze najkorzystniejszym czynnikiem redukujacym chlorowcopochodne krzemu i ich niz¬ sze pochodne alkilowe jest szesciowodorek trójso- dowo-glinowy o wzorze Na3AlH6, który zostal Wy¬ tworzony po raz pierwszy przez bezposrednia syn¬ teze z pierwiastków uzytych w stosunku stechio- metrycznym sposobem opisanym w opisie patento¬ wym nr 54184. Ten kompleksowy wodorek z uwagi na calkowita nierozpuszczalnosc w zwyklych roz¬ puszczalnikach podobny jest do mineralu kriolitu i jest takze okreslany jako szesciowodorokriolit.Jest on wytwarzany w postaci zawiesiny w srodo¬ wisku reakcyjnym i nie potrzeba go wydzielac, lecz mozna stosowac otrzymana mieszanine poreak¬ cyjna wprost w sposobie wedlug wynalazku, gdyz mieszanina ta zawiera tani, bardzo latwo dostep¬ ny i przy tym najbardziej skuteczny wodorek, po¬ niewaz produkt koncowy w tym przypadku zawie¬ ra najwieksza mozliwa ilosc aktywnego wodoru.W sposobie wedlug wynalazku chlorowcopochod¬ ne krzemu lub ich nizsze pochodne alkilowe pod¬ daje sie za pomoca szesciowodorku trójsodowogli- nowego redukcji w obojetnym organicznym sro¬ dowisku, które to srodowisko stanowia albo same weglowodory o zakresie temperatury wrzenia po¬ miedzy 50—300°C, korzystnie weglowodory alifa¬ tyczne, aromatyczne lub heterocykliczne, albo we¬ glowodory z dodatkiem 0,2—10% objetosciowych 587043 organicznych eterów, korzystnie takich jak 1,2- -dwumetoksyetan, eter dwumetylowy dwuetyleno- glikolu lub eter dwumetylowy trójetylenoglikolu albo tylko wymienione etery. Mozna stosowac tak¬ ze etery cykliczne, jak np. czterowodorofuran.Jesli takiej redukcji podda sie czterochlorek krzemu, wówczas otrzymuje sie bezposrednio dro¬ ga jednostopniowej reakcji krzemowodór o wzorze SiH4, z którego przez rozklad termiczny mozna otrzymac monokrystaliczny krzem o wysokim stop¬ niu czystosci, nadajacy sie do wytwarzania pól¬ przewodników.Przyklad I. Do kolby trójszyjnej zaopatrzo¬ nej w mieszadlo w wypelnionej czesciowo perelka¬ mi szklanymi wprowadza sie 3,5 g 90% szesciowo- dorku trójsodowoglinowego, który nastepnie zale¬ wa sie 5 ml 1,2-dwumetoksyetanu, po czym wkrap- la sie przy ciaglym mieszaniu i ogrzewaniu 9,45 g metylotrójchlorosilanu w 30 ml heptanu. Tempe¬ rature utrzymuje sie w ciagu godziny w grani¬ cach 60—80°C. Gazy uchodzace przez chlodnice wodna oziebia sie do temperatury minus 80°C w naczyniu do wymrazania i w wyniku tego uzys¬ kuje sie 3,8 ml metylosilanu, co odpowiada wydaj¬ nosci 81%.Przyklad II. W kolbie, opisanej w przykla¬ dzie I, 4,4 g 90% szesciowodorku trójsodpwoglino- wego zalewa sie 30 ml czterowodorofuranu, po czym przy ciaglym mieszaniu w temperaturze oko¬ lo 65°C wkrapla sie 10,2 g czterochlorku krzemu.Uchodzace gazy wymraza sie w chlodzonym za po¬ moca cieklego azotu pojemniku. Po jednogodzinnej reakcji otrzymuje sie 1,67 g monosilanu, co odpo¬ wiada wydajnosci 87%.Przyklad III, W kolbie, opisanej w przykla¬ dzie I, 7,2 g szesciowodorku trójsodowoglinowego zalewa sie 50 ml toluenu i 2 ml eteru dwumetylo- wego dwuetylenoglikolu, po czym przy ciaglym mieszaniu i ogrzewaniu do temperatury 60—60°C wkrapla sie stechiometryczna ilosc dwuetylodwu- chlbrosilanu. Po dwóch godzinach ogrzewania uzys- 4 kuje sie po oziebieniu do niskiej temperatury dwu- etylosilan z wydajnoscia 89,3%.Przyklad IV. W kolbie, opisanej w przykla¬ dzie I, 8,5 g mieszaniny reakcyjnej z bezposredniej 5 syntezy kompleksowego wodorku o wzorze Na3AlH8 zalewa sie 50 ml toluenu i 2 ml eteru dwumetylo- wego trójetylenoglikolu, po czym przy ciaglym mieszaniu podgrzewa sie zawartosc w kolbie do temperatury 60—80°C i wkrapla sie stechiometrycz- io na ilosc dwuetylodwuchlorosilanu. Po dwóch go¬ dzinach ogrzewania i po oziebieniu uzyskuje sie dwuetylosilan z wydajnoscia 89,3%. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 15 1. Sposób redukcji chlorowcopochodnych krzemu, takich jak czterochlorek krzemu i jego nizsze pochodne alkilowe, do krzemowodorów lub ich nizszych pochodnych alkilowych za pomoca kompleksowych wodorków glinu w srodowisku 20 rozpuszczalników organicznych, znamienny tym, ze do redukcji stosuje sie szesciowodorek trójsodowoglinowy o wzorze Na3AlH6.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze re¬ dukcje prowadzi sie za pomoca mieszaniny po- 25 reakcyjnej powstalej w bezposredniej syntezie szesciowodorku trójsodowoglinowego z sodu, glinu i gazowego wodoru uzytych w stosunku stechiometrycznym.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, 30 ze redukcje prowadzi sie w srodowisku cieklych weglowodorów o temperaturze wrzenia miedzy 50—300°C, korzystnie alifatycznych, aromatycz¬ nych lub heterocyklicznych, ewentualnie z do¬ datkiem 0,2—10% objetosciowych organicznych 35 eterów, jak 1,2-dwumetoksyetan, eter dwuetylo- wy dwuetylenoglikolu lub eter dwumetylowy trójetylenoglikolu lub wylacznie w srodowisku wymienionych eterów.

4. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, 40 ze redukcje prowadzi sie w srodowisku cztero¬ wodorofuranu. PZG w Pab., zam. 1121-69, nakl. 240 egz. PL