Способ получения алкоксисиланов

 

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 26.05,75 (21) 2136593/23-04 (23) Приоритет (32) 05.06.74 (31) P 2427085.7 (331 ФР1" (43) Опубликовано 05.08.78Бюллетень №29 (45) Дата опубликования описания 17.07.78

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) М. Кл.

С 07 Г 7/04

Государстаенный комитет

Совета Министроа СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 547.245..07 (088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Ганс-Иоахим Кетш и Ганс-Иоахим Вапензик (ФРГ)

Иностранная фирма

"Линами т Нобель А Г" (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ A ЛКОКСИСИЛА НОВ ь (oR )„се

Изобретение относится к синтезу кремнийорганических соединений, а именно к упучшенному способу попучения апкоксисиланов общей формупы где R — водород, апкил, апкенип ( — а пки л, а пкокс изамеще нный а пки и; гп = 0-3; д =1-4; тт д (4; которые находят широкое применение в производстве кремнийорганических соединений.

Известен способ попучения апкоксисипанов путем этерификации хпорсипанов спиртами (lj. Причем этерификацию и десорбцию выдепяющегося НС ведут в тонкой пленке при помощи выпарного аппарата с падающей пленкой.

Однако при этом увеличивается объем отходящих газов, Известен также способ этерификации хпорсипанов спиртами в присутствии ак2 цепторов НС K (2). Однако выход состав пяет

80%.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности явпяется способ попучения апкоксисипанов, например тетраэтоксисипана, жидкофазной этерификацией соответствующего хлорсипана спиртом в обогреваемой до 60ОС колонне с насадкой при совместной подаче реа1О гентов в верхнюю часть копонны и непрерывном удалении цепевого продукта из куба копонны (31.

Выход целевого продукта не превышает 86-92%.

15 Uem ю изобретения является увеличение выхода целевого продукта.

Указанная цель достигается за счет того, что осуществпяют жидкофазную этерификацию соответствующего хпорси 20 лана спиртом в колонне с насадкой при совместной подаче реагентов в верхнюю часть колонны и непрерывном удапении целевого продукта из куба копонны, причем процесс проводят при стехиометри25 ческом соотношении реагентов и находя619108 щийся в кубе колонны целевой продукт поддерживают при температуре кипения.

От пи чите льны м признаком данного способа является осуществление процесса при стехиометрическом соотношении реагентов и поддержание находящегося в кубе копонны целевого продукта при температуре кипения.

Реагенты подают в жидком виде и они должны также в жидком виде реагировать друг с другом.

Применение растворитепей рекомендуется тогда, когда цепевой продукт кио пит выше 180 С. Растворитель может быть смешан с исходными реагентами, но можно также подавать его по отдельному трубопроводу на верхнюю тарелку колонны

Растворители необходимо применять тогда, когда используют соединения, кио пяшие выше 0-180 С ипи разпагаюшиеся при кипении.

Лля проведения реакции испопьзуют известные дистиппяционные колонны, например с коппачковыми тарелками. Колонны запопняют известными насадками, например керамическими седпо-, кольцеи шарообразными насадками. Число тарепок можно варьировать в широких пределах, обычно колонны содержат 2535 тарелок.

По окончании реакции целевой продукт стекает в куб, где его поддерживают при температуре кипения. В зависимости от подвода теппа через куб и в зависимости от природы исходных реагентов, продукта З этерификации и растворителя в верхней части колонны в которой протекает реак1 о ция, устанавливают температуру 0-90 С.

При этом попностью отгоняется образовавшийся НС8, который конденсируют в щ хоподипьнике с температурой (-10)- (-80) С и в случае необходимости перерабатывают дальше.

Из перепива куба непрерывно вытекает полученный цепевой продукт, который мож-as но применять без очистки. В некоторых случаях его следует отделить от растворителя путем дистиппяции ипи другим способом.

Ъ

Пример 1. Этерификация трихлор- 50 сипана метанолом в триметоксисилан.

На верхнюю распредепитепьную тарепку копонны с дефиегматором (диаметр

100 мм, высота наполнения 3,80 м, насадка 6х6 мм фарфоровая седпообразная), 55 снабженной в верхней части холодильником я с поверхностью охлаждения 1,2 м и температурой - 48 С, подают непрерывно о

3,2 кг/ч трихпорсипана и 2,3 кг/ч без60 водного метанола в жидком виде. В верхней части ко пони ы те мне р атур а (-20)— о (+25) С а в нижней части копонны тем7 о пература кипения 84 С. Температуру в нижней части колонны можно регулировать изменением дозировки метанола: при недостатке метанола температура падает, при избытке метанола — повышается выше

84 С. Из перелива в нижней части непрерывно вытекает триметоксисилан (т. кип. 84 С), содержащий 2% растворенного тетраметоксисипана и имеющий активируемую гидропизом кислотность (20 мг-экв HCK /n.

Путем простой непрерывной или периодической дистилпяции попучают абсолютный триметоксисипан с выходом 96,2% на взятый трихлорсипан.

В течение 720 ч попучают 2026 кг триметоксисипана. Наряду с этим 1 129 нм чистого НС (л 1,6 нм/ч) отгоняют через верхний холодильник дпя повторного применения.

В примерах 2 — 8 проводят опыт, как в -примере 1, регулируя температуру в нижней части колонны изменением дозировки спирта. Абсопютный целевой продукт выделяют аналогично примеру 1.

Выход дан на взятый хлорсилан.

Пример 2. Этерификация трихлорсипана этанопом в триэтоксисипан.

На верхнюю тарепку копонны непрерывно подают 3,7 кг/ч трихлорсилана и

3,7 кг/ч безводного этанопа в жидком виде. В верхней части копонны температура 0 (+28) С, в нижней части колонны 132, 2 С. Получают триэтоксисипан о (т. кип. 132,2 С), содержащий 2 6% растворенного тетраэтоксисипана и имеющий активируемую гидролизом кислотность(30 мг экв

Выход 96,7%, В течение 720 ч попучают 3029 кг 3 триэтоксисипана. Наряду с этим 1260 нм чистого HC 1 . (1,76 нм/ ч) отгоняют через верхний хоподипьник.

Пример 3. Этерификация трихлорсипана 2-метоксиэтаноломв три-2-метокси» этоксисипан.

На верхнюю тарепку колонны непрерывно подают 2,2 кг/ч 50/-ного раствора трихпорсипана в транс-дихлорэтипене и 1,86 кг/ч безводного 2-метоксиэтанола в жидком виде. В верхней части копонны температура (+10)-(+22) С, в нижней части колонны 80,5 С. Попучают

70%»ный раствор три-2-метоксисипана в транс-дихлорэтилене. Поспе вакуум-дистипляции в колонне, содержащей 4 тареп619108 6 о (т. кип. 69,6 С), который в качестве побочных продуктов содержит 4% тримеьа- токсисилана и 1% метоксидихлорсипана. а, Выход 94 %.

Кроме того, отгоняют 0,8 нм/ч HC Ю. з

5 б (OR )>Cf, ки, выход целевого продукта 94%, т. кип. 98 С/2 мм.

B качестве побочного продукта обр зуетсяи4% тетра-2-метоксиэтоксисипан т. кип. 134 С/0,2 мм. Кроме тоз

-.î, отгоняют 0,5 нм/ч HС6.

Пример 4. Этерификация винилтрихпорсипана этанолом в виниптриэтоксисилан.

На верхнюю таредку копонны непрерывно подают 3,7 кг/ч виниптрихпорсипана 10 и 3,1 кг/ч безводного этанопа в жидком виде. В верхней части колонны температура (+4)-(+24) С,в нижней части колонны-152 С. Получают виниптриэтоксисипан о (т, кип. 152 С), имеющий активирован- 1s ную гидропизом кислотность 30 мг экв QCf/д и содержащий 0,1% этанопа.

Выход 99%.

Кроме того отгоняют 1,45 нм /ч нсе. 20

Пример 5. Этерификация тетрахпорсипана этанопом в тетраэтоксисипан.

На верхнюю тарелку колонны подают непрерывно 4,7 кг/ч тетрахпорсипана и 5,1 кг/ч безводного этанопа в жидком 25 виде. B верхней части колонны температура (+18)-(+39)оС, в нижней части колонны 168,9 С. Получают тетраэтоксисипан (т, кип. 168,7оС), имеющий активированную гидропизом кислот- ЗО ность (30 мг PCp/и и содержащий 0,1% этанопа.

Выход 98,8%.

Кроме того, отгоняют 2,5 нм/ч НСС, 9

В течение 720 ч получают 41220кг тетраэтоксисипана.

Пример 6. Этерификация изобутилтрихпорсипана метанолом в изобутипдиметоксихпорсипан.

На верхнюю тарелку колонны подают непрерывно 1,6 кг/ч изобутиптрихпорсипана и О, 54 кг/ч безводного метанола в жидком виде. В верхней части колонны о температура (-10)-(+18) С, в нижней о части копонны 1 56,2 С. Попучают изобутилдиметоксихпорсипан (т. кип. 156 С), о который содержит изобутиптриметоксисипан (6-8%) и немного изобутипметоксидихпорси пана.

Выход 90%.

Пример 7. Этерификация трихпорсипана метанопом в диметоксихпорсипан.

На верхнюю тарелку колонны непрерывно подают 4,7 кг/ч трихлорсилана и 2,3 кг/ч безводного метанола в жидком виде. В верхней части колонны температура (-18)-(+2) С, в нижней части копонны о

70,2 С. Получают диметоксихпорсипан

Пример 8. Этерификация диметипдихпорсипана этанопом в диметипдиэтоксисилан, На верхнюю тарелку колонны непрерывно подают 1,23 кг/ч диметипдихпорсипана и 0,87 кг/ч безводного этанопа в жидком виде. В верхней части колонны о температура 2-29 С,в нижней части колонны 1 15 С.

Полученный диметипдиэтоксисипан (т. кип. 114,6 С) имеет активированную гидропизом кислотность 30 мг экв. НС 2/и, Выход 99%.

Кроме того, отгоняют 0,4 им /ч НС f.

Формула изобретения

Способ получения апкоксисипанов общей формулы где

R - водород, апкип, апкенил;

R - апкип, апкоксизамещенный апкип;

yg= 0-3; р 1-4; а+па 4, жидкофазной этерификацией соответствующего хпорсипана спиртом в колонне с насадкой при совместной подаче реагентов в верхнюю часть колонны и непрерывном удалении целевого продукта из куба колонны, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода цепевого продукта, процесс осуществляют при стехиометрическом соотношении реагентов и находящийся в кубе колонны целевой продукт поддерживают при температуре кипения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство №148054, кп. С 07F 7/04, 1961.

2. Авторское свидетепьство №106865, С 07F/04, 1956.

3. Гриневич К. П. Суханова A. Ф.

Непрерывный метод получения этилового эфира ортокремневой кислоты, Ппастические массы, 1959, ¹ 2, с. 39.