Способ получения тетраалкиловых эфиров ортокремниевой кислоты

 

вйте . т

1 библ:о

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ нн416949

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимый от патента (22) Заявлено 08.08.69 (21) 1356342/23-4 (5l) М. Кл. С 071 7/04 (32) Приоритет 17.08.68 (31) Р 1793222.8 (33) ФРГ

Гасударственный комитет

Совета Мннистрав СССР ао делам изобретений откаытий

Опубликовано 25.02.74. Бюллетень М 7 (53) УДК 547.26.128.07 (088.8) Дата опубликования описания 26.08.74 (72) Авторы изооре! ения

Иностранцы

Отто Бле, Вальтер Роглер и Вильхельм Йох (ФРГ) Иностранная фирма

«Динамит Нобель АГ» (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕТРААЛКИЛОВЫХ ЭФИРОВ

ОРТОКРЕМНИЕВОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к способам получения эфиров ортокремниевой кислоты, которые находят широкое применение.

Известен способ получения тетраалкиловых эфиров ортокремниевой кислоты взаимодействием кремния или соединения кремния с железом, или ферросилиция с метанолом в присутствии алкоголята щелочного металла в качестве катализатора при температуре от 15 С до температуры кипения реакционной смеси.

Однако для осуществления способа необходимо большое количество спирта и катализатора, что особенно неудобно в случае использования метанола.

Предлагается способ получения тетраалкиловых эфиров ортокремниевой кислоты путем обменного разложения кремния или силицида железа, или ферросилиция, или смеси их с соответствующими спиртами в присутствии алкоголята щелочного металла в качестве катализатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, процесс ведут в присутствии 70 — 99 вес. % тетраалкилового эфира ортокремниевой кислоты. Катализатор желательно брать в количестве 1 — 10 вес. /0. Спирт во время реакции лучше непрерывно добавлять дозами также как и кремний или силицид железа, или ферросилиций, или их смесь.

Процесс также можно осуществлять, вводя исходные вещества вместе в виде суспензин или раздельно, причем кремний или его соединения добавляют в виде порошка или в апде суспензии в тетраалкиловом эфире ортокремниевой кислоты.

Пример 1. Бак на 1 л с мешалкой из стекла, снабженный дистилляционной насадкой, вводным патрубком и приспособлением для измерения температуры в жидкости (термоэлемент), заполняют 500 г тетраметилового эфира кремниевой кислоты, 250 г порошкообразного технического кремния (величина зерен 10 мк, содержание кремния 98 вес. ) и 12,5 r порошка метилата натрия. Эту смесь при размешивании нагревают до температуры кипения (121 С) .

В другом аппарате с мешалкой получают суспензию технического кремния указанного качества в метаноле. Соотношения веса в этой суспензии соответствовали молярным соотношениям в уравнении реакции образования сложного эфира. Таким образом, количество кремния составляет 28 г на 128 г метанола.

1,6 кг/час этой смеси кремния и метанола по25 дают в реакционный сосуд. Начинается выделение водорода (прнолизительно 450 л/час) и устанавливается температура уравновешивания (100 С) . Отгоняют приблизительно

1,62 кг/час конденсата. Реакцию можно про30 водить непрерывно бсз подвода тепла.

416949

Составитель М. Кожинская

Техред Г. Васильева

Корректор Е. Миронова

Редактор О. Кузнецова

Заказ 1469!14 Изд. ¹ 516 Тираж 506 Подписное

Ц11ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я(-35, 1 аугнская иаб., д. 4 5

Типограф)п я, ир. Сапунова, 2

О 1 с <г с ы в а е хг ы и EI 3 O. ..tl EE, I H T B, I 41 IC0 I I l L I I C B T C остоит из 86 вес. % Si(OCH )4 и приблизительEIo из !4 вес. % метанола. Метанол заново вводят B проггсcc. Выход состBB;I lie 98% (95 — 100", ) по о.гношению к метанолу.

После прекращения добавления суспснзпи кремния в метаноле температура жидкости в реакционном сосуде повышается в течение нескольких минут до 121 С, выделения водорода не наблюдается.

Пример 2. Поступают аналогично при»ору 1, но вместо метилата натрия добавляют в реакционный сосуд этилат натрия и вместо метанола и сложного метилового эфира этанол и сложный этиловый эфир, суспензию из кремния и этанола вводят дозами в молярном соочношении 1: 4. Подаваемое количество составляет 146 r/÷àñ.

Перед непрерывной добавкой суспензии температура после нагревания указанной реакционной смеси устанавливается 165 С. После начала добавления дозами смеси из кремния и этанола начинается выделение водорода и температура понижается до 130 С. Чтобы концентрацию спирта и объем жидкости в реакторе поддерживать постоянными, отводят

160 r/÷àñ конденсата.

Анализ конденсата показал содержание

Ы(ОС,Нз) 4 87 вес. %, это соответствует выходу 98% по отношению к этанолу. Обратно полученный из конденсата этанол снова непрерывно добавляют дозами в процесс в смеси с кремнием. После прекращения добавления суспензии кремния в этаноле не наблюдается выделения водорода и температура в реакционном сосуде повышается в течение нескольких минут опять до 165 С.

Пример 3. Применяют тот же реакционный сосуд, что и в примере 1, употребляют

500 г тетра-и-пропилового эфира кремниевой кислоты, 240 г технического кремния такого же качества, как в примере 1, и 25 г порошка и-пропилата натрия.

При размешиванни cycllelIBHIO нагpeBBIOI .Iu температуры кипения (225 С). Затем к ней добавляют дозами смесь из кремния и и-пропанола в молярном cooTIIolllcIIHH 1: 4. Для усгановления максимальной скорости реакции лучше вводить смесь в количестве 12,5 r/÷àñ.

Реакция протекает при выделении водорода

2 л/час, отгоняют 13 г/час конденсата. Анализ конденсата указывает на содержание

Si (0CqHq) 4 92 вес %.

Пример 4. В таком же баке с мешалкой, как в примерах 1 — 3, суспендируют 500 r тетра-л-бутилового эфира кремневой кислоты, 250 г металлического порошка кремния (10 мк, 98 вес. % Si) и 25 г порошка и-бутилата натрия. При размешивации массу нагревают до температуры кипения (270 С) и аналогично указанным примерам дозами добавляют смесь и-бутанола и технического кремния в моляр20 ном соотношении 4: 1 так, чтобы добавка приводила к увеличению выделения водорода.

Вводят 16,3 г/час смеси из бутанола и кремния, причем выделяется 2,2 л/час водорода, а температура реакции устанавливается 180 С.

25 Отбирают 16,8 r/÷àñ конденсата. Конденсат содержит 95,3 вес. % $!(С411вО) 4.

Предмет изобретения

1. Способ получения тетраалкиловых эфиров ортокремниевой кислоты путем обменного разложения кремния или силицида железа, или ферросилиция, или смеси их с соответст35 вующими спиртами в присутствии алкоголята щелочного металла в качестве катализатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, процесс ведут в присутствии

70 — 99 вес. % тетраалкилового эфира орто40 кремниевой кислоты.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катализатор берут в количестве

1 — 10 вес. %.