RU2299213C1 - Method for preparing alkoxysilanes - Google Patents
Method for preparing alkoxysilanes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2299213C1 RU2299213C1 RU2005140643/04A RU2005140643A RU2299213C1 RU 2299213 C1 RU2299213 C1 RU 2299213C1 RU 2005140643/04 A RU2005140643/04 A RU 2005140643/04A RU 2005140643 A RU2005140643 A RU 2005140643A RU 2299213 C1 RU2299213 C1 RU 2299213C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solvent
- general formula
- alkoxysilanes
- sicl
- reaction
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения алкоксисиланов путем взаимодействия соответствующих хлорсиланов и спиртов.The invention relates to a method for producing alkoxysilanes by reacting the corresponding chlorosilanes and alcohols.
Хлорзамещенные силаны, например диметилдихлорсилан, являются основным исходным сырьем для получения разнообразных кремнийорганических продуктов. Важным полупродуктом при их превращении в каучуки и лаки являются алкоксисиланы, получаемые реакцией хлорсиланов со спиртами. При получении алкоксисиланов образуются значительные количества побочных продуктов: простые эфиры, хлоралканы, конденсированные силоксаны. Их образование требует применения избытка спирта для завершения реакции. Реакция алкоксисиланов с хлористым водородом является обратимой [1, стр.107], поэтому быстрое и эффективное удаление хлористого водорода из зоны реакции позволяет существенно интенсифицировать процесс и увеличить выход целевого продукта. Ускорить вынос HCl можно током инертного газа. Особенно эффективно подавать инертный газ в зону реакции противотоком к смеси хлорсилана и спирта [2].Chlorinated silanes, for example dimethyldichlorosilane, are the main feedstock for a variety of organosilicon products. An important intermediate in their conversion to rubbers and varnishes are alkoxysilanes obtained by the reaction of chlorosilanes with alcohols. Upon receipt of alkoxysilanes, significant amounts of by-products are formed: ethers, chloralkanes, condensed siloxanes. Their formation requires the use of excess alcohol to complete the reaction. The reaction of alkoxysilanes with hydrogen chloride is reversible [1, p. 107], therefore, the quick and effective removal of hydrogen chloride from the reaction zone allows one to significantly intensify the process and increase the yield of the target product. To accelerate the removal of HCl can be an inert gas current. It is especially effective to feed an inert gas into the reaction zone countercurrent to a mixture of chlorosilane and alcohol [2].
На практике часто используют связывание HCl основаниями. Так метилфенилдиметоксисилан получают из метилфенилдихлорсилана и безводного метанола, связывая HCl карбамидом. При проведении реакции в толуоле солянокислый карбамид растворяется в избытке спирта, образующего несмешивающийся с толуольным раствором метилфенилдиметоксисилана слой [1, стр.108]. При получении ароматических эфиров в качестве катализатора используют диметилформамид [1, стр.112]. Для связывания HCl эффективны третичные амины, например пиридин [3, стр.189]. При проведении реакции используют хорошо высушенный спирт, взятый с 10%-ным избытком, а выделяющийся хлоргидрат пиридина отфильтровывают [4].In practice, HCl binding with bases is often used. So methylphenyldimethoxysilane is obtained from methylphenyldichlorosilane and anhydrous methanol, linking HCl with urea. During the reaction in toluene, urea hydrochloride dissolves in excess alcohol, forming a layer immiscible with a toluene solution of methylphenyl dimethoxysilane [1, p. 108]. Upon receipt of aromatic esters, dimethylformamide is used as a catalyst [1, p. 112]. Tertiary amines, for example pyridine, are effective for HCl binding [3, p. 189]. When carrying out the reaction, well-dried alcohol taken with a 10% excess is used, and the liberated pyridine hydrochloride is filtered off [4].
Наиболее близким к предлагаемому является способ синтеза алкоксисиланов из хлорсиланов и спиртов путем их нагревания и разгонки [5]. В 12 л колбу, снабженную капельной воронкой и конденсационной системой из шарикового обратного холодильника и холодильника, охлаждаемого смесью сухой лед-ацетон, прибавляют смесь 3,82 кг диметилдихлорсилана (ДМДХС) и 0,33 кг метилтрихлорсилана, к которой за 8 часов прибавляют 5,8 кг бутанола, после чего нагревают реакционную смесь до 90°С для отгонки HCl. Перегоняют при атмосферном давлении, собирая четыре фракции: А) Ткип 184-190°С - 4,05 кг (неочищенный диметилдибутоксисилан 67% превращения исходного ДМДХС); В) Ткип 190-217°С - 0,17 кг; С) Ткип 217-240°С - 0,53 кг; D) Ткип 240-325°С - 0,61 кг; кубовый остаток 0,22 кг.Closest to the proposed is a method for the synthesis of alkoxysilanes from chlorosilanes and alcohols by heating and distillation [5]. In a 12 L flask equipped with a dropping funnel and condensation system from a ball reflux condenser and a refrigerator cooled with a dry ice-acetone mixture, a mixture of 3.82 kg of dimethyldichlorosilane (DMDCS) and 0.33 kg of methyltrichlorosilane, to which 5 are added over 8 hours, are added. 8 kg of butanol, after which the reaction mixture is heated to 90 ° C to distill off the HCl. Distilled at atmospheric pressure, collecting four fractions: A) T bale 184-190 ° C - 4.05 kg (crude dimethyldibutoxysilane 67% conversion of the original DMDC); B) T bale 190-217 ° C - 0.17 kg; C) T bale 217-240 ° C - 0.53 kg; D) T bale 240-325 ° C - 0.61 kg; VAT residue 0.22 kg
В реакции используют избыток бутанола в количестве 26,1%.The reaction uses an excess of butanol in an amount of 26.1%.
Недостатками известных способов получения являются многостадийность процесса, наличие трудно отделяемых побочных продуктов, затрата дополнительных реагентов, невозможность параллельного получения сухого высокочистого хлористого водорода.The disadvantages of the known methods of obtaining are multi-stage process, the presence of difficult to separate by-products, the cost of additional reagents, the inability to simultaneously obtain dry high purity hydrogen chloride.
Целью настоящего изобретения является разработка высокоэффективного способа получения алкоксисиланов, позволяющего проводить процесс с высокой скоростью, эффективно расходовать реагенты и получать дополнительно высокочистый хлористый водород, пригодный для гидрохлорирования без дополнительной очистки.The aim of the present invention is to develop a highly efficient method for producing alkoxysilanes, allowing the process to be carried out at a high speed, to efficiently consume reagents and to obtain additionally high purity hydrogen chloride suitable for hydrochlorination without further purification.
Поставленная цель достигается путем проведения реакции алкоксилирования хлорсиланов в среде кипящего инертного органического растворителя, имеющего температуру кипения 75-95°С, например, в четыреххлористом углероде (ЧХУ) или бензоле. Растворитель используют многократно, освобождая от содержащегося в нем HCl путем перегонки.This goal is achieved by carrying out the alkoxylation of chlorosilanes in a boiling inert organic solvent having a boiling point of 75-95 ° C, for example, in carbon tetrachloride (CFC) or benzene. The solvent is used repeatedly, freeing from the HCl contained in it by distillation.
Реакцию проводят, подавая раствор хлорсилана в инертном летучем неполярном растворителе в кипящий раствор спирта в том же растворителе, находящемся в реакторе, снабженном обратным холодильником и устройством для эффективного перемешивания реакционной смеси. Скорость прибавления хлорсилана зависит от эффективности устройства по приемке хлористого водорода, который можно, например, сжижать, охлаждая приемник жидким азотом или смесью сухого льда с легко кипящим растворителем, обеспечивающей температуру необходимую для сжижения (менее -86°С). Выделяющийся хлористый водород передается затем другим потребителям, например, для получения трихлорсилана. После подачи всего количества хлорсилана органический растворитель начинают отгонять, продолжая улавливать выделяющийся HCl. Оставшийся после отгонки растворителя продукт, содержащий алкоксисиланы, разгоняют или используют как таковой, поскольку содержание примесей в нем незначительно. При использовании в качестве растворителя четыреххлористого углерода, вводимого в количестве, равном весу исходных реагентов, в смеси, оставшейся после его отгонки, содержание HCl не превышает 0,01%.The reaction is carried out by feeding a solution of chlorosilane in an inert volatile non-polar solvent to a boiling alcohol solution in the same solvent in a reactor equipped with a reflux condenser and a device for effectively mixing the reaction mixture. The rate of addition of chlorosilane depends on the efficiency of the device for receiving hydrogen chloride, which, for example, can be liquefied by cooling the receiver with liquid nitrogen or a mixture of dry ice with a slightly boiling solvent, which provides the temperature necessary for liquefaction (less than -86 ° C). The released hydrogen chloride is then transferred to other consumers, for example, to produce trichlorosilane. After supplying the entire amount of chlorosilane, the organic solvent begins to distill off while continuing to capture the released HCl. The product containing alkoxysilanes remaining after distillation of the solvent is dispersed or used as such, since the content of impurities in it is insignificant. When using carbon tetrachloride as a solvent, introduced in an amount equal to the weight of the starting reagents in the mixture remaining after its distillation, the HCl content does not exceed 0.01%.
В освобожденный от алкоксисиланов реактор помещают отогнанный растворитель, нагревают с обратным холодильником до прекращения выделения растворенного в нем HCl и перегоняют. Перегнанный растворитель, содержащий менее 0,001% HCl, используют повторно для получения алкоксисиланов.A distilled solvent was placed in a reactor liberated from alkoxysilanes, heated under reflux until the evolution of HCl dissolved in it ceased, and distilled. A distilled solvent containing less than 0.001% HCl is reused to produce alkoxysilanes.
Благоприятным для эффективного проведения процесса является использование сверх стехиометрического количества спирта. Избыток спирта отгоняется вместе с органическим растворителем и также используется повторно.Favorable for the effective implementation of the process is the use of excess stoichiometric amounts of alcohol. Excess alcohol is distilled off with the organic solvent and is also reused.
В качестве спиртов можно использовать первичные или вторичные алифатические спирты, а также фенолы. Способ ограниченно пригоден для получения метиловых эфиров, так как метанол имеет слишком низкую температуру кипения.As alcohols, primary or secondary aliphatic alcohols, as well as phenols, can be used. The method is limitedly suitable for producing methyl esters, since methanol has a too low boiling point.
Данный способ может быть использован для получения других сложных эфиров реакцией галогенангидридов со спиртами, например, для получения эфиров карбоновых кислот или кислот, содержащих фосфор.This method can be used to obtain other esters by the reaction of halides with alcohols, for example, to obtain esters of carboxylic acids or acids containing phosphorus.
Ниже приводятся примеры конкретной реализации предлагаемого способа получения.The following are examples of specific implementations of the proposed method of obtaining.
Пример 1. Смесь из 117,6 г перегнанного ЧХУ и 38,7 г (0,3 М) перегнанного ДМДХС в течение 25 мин прикапывали при комнатной температуре к 88,8 г (1,2 М) сухого бутанола-1. Реакционную смесь грели в течение 2 часов при 88°С и отогнали растворитель (фракция 67-113°С, масса - 105,3 г). В кубе осталось - 90,1 г жидкости (пD 20,5=1,4052), из которой после двух последовательных перегонок выделили 52 г (84,9% от теоретически возможного количества) диметилдибутоксисилана (Ткип 185-195°С, nD 20,5=1,4061, найдено, %: Si 13,08; С 58,58; Н 11,58; вычислено, %: Si 13,73; С 58,82; Н 11,76). Дополнительно при перегонке в вакууме выделили 5 г тетраметил-1,3-ди-n-бутоксидисилоксана и 2,4 г кубового остатка, который не идентифицировали.Example 1. A mixture of 117.6 g of distilled CHC and 38.7 g (0.3 M) of distilled DMDHS was added dropwise at room temperature to 88.8 g (1.2 M) of dry butanol-1. The reaction mixture was heated for 2 hours at 88 ° C and the solvent was distilled off (fraction 67-113 ° C, weight - 105.3 g). In the cube, 90.1 g of liquid remained (n D 20.5 = 1.4052), from which after two consecutive distillations 52 g (84.9% of the theoretically possible amount) of dimethyldibutoxysilane (T bp 185-195 ° С, n D 20.5 = 1.4061, found,%: Si 13.08; C 58.58; H 11.58; calculated,%: Si 13.73; C 58.82; H 11.76). Additionally, during distillation in vacuo, 5 g of tetramethyl-1,3-di-n-butoxydisiloxane and 2.4 g of a bottom residue that were not identified were isolated.
Регенерированный растворитель содержал 105,6 г ЧХУ (потери 12 г ЧХУ, вынесенного током HCl) и 37,5 г бутанола.The regenerated solvent contained 105.6 g of CFCs (loss of 12 g of CFCs removed by the flow of HCl) and 37.5 g of butanol.
Выделилось также 29,1 г (100%) хлористого водорода.29.1 g (100%) of hydrogen chloride also evolved.
Сравнение с прототипом показывает, что введение в реакционную смесь четыреххлористого углерода позволило более чем в четыре раза сократить время проведения реакции, выход целевого продукта увеличился с 67% до почти 85%, а доля побочно образующихся продуктов соответственно упала. Регенерированный растворитель и бутанол используются повторно.Comparison with the prototype shows that the introduction of carbon tetrachloride into the reaction mixture allowed a more than four-fold reduction in the reaction time, the yield of the target product increased from 67% to almost 85%, and the proportion of by-products formed correspondingly fell. The regenerated solvent and butanol are reused.
Пример 2. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, капельной воронкой и обратным холодильником, верхняя часть которого соединена силиконовым шлангом с ловушкой для газообразных компонентов, охлаждаемой жидким азотом, помещают 88,8 г (1,2 М) бутанола-1 и добавляют равное весовое количество ЧХУ. Включают нагрев и перемешивание.Example 2. In a three-necked flask equipped with a stirrer, dropping funnel and reflux condenser, the upper part of which is connected by a silicone hose to a trap for gaseous components cooled by liquid nitrogen, 88.8 g (1.2 M) of butanol-1 are placed and an equal weight the number of CHU. Turn on heating and stirring.
В капельную воронку помещают 77,4 г (0,6 моля) ДМДХС и равное количество ЧХУ. Встряхивают воронку для смешивания компонентов и прикапывают за 25 минут образовавшийся раствор в трехгорлую колбу. Прикапывание начинают, когда содержимое колбы закипит.77.4 g (0.6 mol) of DMDHS and an equal amount of CFC are placed in a dropping funnel. Shake the funnel to mix the components and add the resulting solution in a three-necked flask in 25 minutes. Instillation begins when the contents of the flask begin to boil.
Заменяют обратный холодильник на ниспадающий, и отгоняют растворители при температуре паров 40-112°С. Выход отгона 136,4 г.Replace the reflux condenser with a drop-down one, and the solvents are distilled off at a vapor temperature of 40-112 ° C. Distillation yield 136.4 g.
В остатке 125,4 г жидкости, при перегонке которой получают дополнительно 13,8 г ЧХУ и бутанола, 99,7 г (81,4% от теоретически возможного количества) диметилдибутоксисилана, имеющего Ткип 186-196°С (основная 193°С), nD 21=1,4055, а также 11,9 г смеси тетраметил-1,3-ди-n-бутоксидисилоксана и других высококипящих продуктов.The remainder contains 125.4 g of liquid, upon distillation of which an additional 13.8 g of CFC and butanol are obtained, 99.7 g (81.4% of the theoretically possible amount) of dimethyldibutoxysilane having a T boiling point of 186-196 ° C (basic 193 ° C) ), n D 21 = 1.4055, as well as 11.9 g of a mixture of tetramethyl-1,3-di-n-butoxydisiloxane and other high-boiling products.
Выход HCl 43,8 г (100%).HCl yield 43.8 g (100%).
Используя вышеприведенные подробно описанные методики, были получены алкоксисиланы R'nSi(OR)m, представленные в таблице.Using the above detailed procedures, alkoxysilanes R ′ n Si (OR) m are prepared and are presented in the table.
Приведенными примерами не исчерпываются варианты возможных заместителей R и R', входящих в состав хлорсилана или спирта. В качестве спирта можно использовать полиолы, например этиленгликоль, глицерин или гидрохинон, аминоспирты, например триэтаноламин, или иные заместители. Реакцию можно также проводить, используя смеси хлорсиланов или спиртов.The above examples do not exhaust the options for possible substituents R and R 'that are part of the chlorosilane or alcohol. As the alcohol, polyols, for example ethylene glycol, glycerin or hydroquinone, amino alcohols, for example triethanolamine, or other substituents, can be used. The reaction can also be carried out using mixtures of chlorosilanes or alcohols.
Источники информацииInformation sources
1. Хананашвили Л.М., Андрианов К.А. Технология элементоорганических мономеров и полимеров. - М.: Химия, 1983. - 415 с.1. Khananashvili L.M., Andrianov K.A. Technology of organoelement monomers and polymers. - M.: Chemistry, 1983.- 415 p.
2. Лебедев Е.Н., Дубровская Г.А., Клещевникова С.И. и др. патент РФ №2203282, МПК С07F 7/04 от 24.12.2001 г.2. Lebedev E.N., Dubrovskaya G.A., Kleschevnikova S.I. and other patent of the Russian Federation No. 2203282, IPC C07F 7/04 from 12.24.2001,
3. Андрианов К.А. Методы элементоорганической химии. Кремний. - М.: Наука, 1968. - 700 c., стр.189.3. Andrianov K.A. Organoelemental chemistry methods. Silicon. - M .: Nauka, 1968 .-- 700 p., P. 189.
4. Андрианов К.А., Горнец Л.В., ДАН СССР 101, 259 (1955).4. Andrianov K.A., Gornets L.V., DAN USSR 101, 259 (1955).
5. Saner R.O. Derivatives of methylchlorosilanes. III. n-Butyl Ethers. JACS 68, №1, 138-139 (1946).5. Saner R.O. Derivatives of methylchlorosilanes. III. n-Butyl Ethers. JACS 68, No. 1, 138-139 (1946).
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005140643/04A RU2299213C1 (en) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Method for preparing alkoxysilanes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005140643/04A RU2299213C1 (en) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Method for preparing alkoxysilanes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2299213C1 true RU2299213C1 (en) | 2007-05-20 |
Family
ID=38164104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005140643/04A RU2299213C1 (en) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Method for preparing alkoxysilanes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2299213C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104693229A (en) * | 2015-03-06 | 2015-06-10 | 苏州阳桥化工科技有限公司 | Method for preparing flame-retardant char-forming agent dimethyl diphenyl silicate |
EP2766375A4 (en) * | 2011-10-11 | 2015-09-09 | Henkel US IP LLC | Preparation of novel fluorocompounds, methods of preparation and compositions made therefrom |
-
2005
- 2005-12-27 RU RU2005140643/04A patent/RU2299213C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2766375A4 (en) * | 2011-10-11 | 2015-09-09 | Henkel US IP LLC | Preparation of novel fluorocompounds, methods of preparation and compositions made therefrom |
CN104693229A (en) * | 2015-03-06 | 2015-06-10 | 苏州阳桥化工科技有限公司 | Method for preparing flame-retardant char-forming agent dimethyl diphenyl silicate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108602840B (en) | High purity trisilylamine, preparation method and use | |
FI62538B (en) | CONTAINING CONTAINER FRAMSTERING WITH ALCOHOLIC | |
US6963006B2 (en) | Process for the production and purification of bis(tertiary-butylamino)silane | |
EP3275886B1 (en) | Method for producing dialkylaminosilane | |
CN110799458A (en) | Triphenylgermylsilyl and trichlorosilyl-trichlorogermyl for producing germanium-silicon layers and method for producing the same from trichlorosilyl-triphenylgermyl | |
JP5440555B2 (en) | High purity trialkylaluminum and process for producing the same | |
JPS63310893A (en) | Production of alkoxysilane | |
US6084116A (en) | Process for preparing acetoxysilanes | |
KR101163978B1 (en) | Method of producing silylalkoxymethyl halide | |
JP6906424B2 (en) | Manufacturing method of aminosilanes | |
RU2299213C1 (en) | Method for preparing alkoxysilanes | |
JP2530391B2 (en) | Sterically shielded aminohydrocarbylsilanes and method of making | |
JPS6320834B2 (en) | ||
JPH0635466B2 (en) | Method for producing diorganohalogenosilane | |
CN111527067A (en) | Process for producing 1- [ 5- (2-fluorophenyl) -1- (pyridin-3-ylsulfonyl) -1H-pyrrol-3-yl ] -N-methylmethanemethanemetic acid salt | |
JP5006794B2 (en) | Continuous silazane decomposition method | |
JPH11236390A (en) | Production of alkoxyslane | |
EP0488759B1 (en) | Thexyl (C1-C4)alkyl dialkoxy silanes; methods of preparation; and uses thereof | |
US9073952B1 (en) | Synthesis method for carbosilanes | |
JP3419153B2 (en) | Method for producing 1,3-dimethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane | |
JP2021507890A (en) | Silanes containing oxamide ester groups | |
JP2002012597A (en) | Organic silicon compound | |
JP2907046B2 (en) | Hydrocarbonation of chlorosilanes | |
Gunji et al. | Syntheses and Properties of Sila-Functional Oligosiloxanes—Linear and Cyclic Tetrasiloxanes with Methyl and Vinyl Groups— | |
EP0659754B1 (en) | Method for introducing hydrocarbons into chlorosilanes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091228 |