本发明专利技术涉及用于在反应性蒸馏塔中连续制备有机硅烷的方法。
【技术实现步骤摘要】
有机硅垸的连续制备本专利技术涉及在反应蒸馏塔中连续制备有机硅烷的方法。官能化的有机硅烷具有很大的经济价值，尤其是卤素取代的有机硅烷， 因为它们用作制备许多重要产品如硅氧烷、粘合剂、疏水剂和建筑保护剂的 起始原料。有机硅化合物的制备例如通过氢化硅垸化反应进行。这里，Si-H官能在 催化剂的存在下加成到如烯烃上。这里均相和非均相氢化硅垸化之间存在着 区别。在均相氢化硅烷化中，采用可溶的催化剂，而在非均相氢化硅烷化的 情况下，采用的是例如元素铂或载体催化剂。重要的问题是副产物的形成引 起例如卤代硅烷和烯烃，并因而导致产物收率的降低。专利申请EP 0 823 434 Al描述了制备3-卤代丙基有机硅烷的连续方法， 其中提到副产物的形成受到了抑制。这是通过进行带有起始原料的部分转化 的反应而实现的。副产物丙烯同时在反应器中被分离出去或随后通过至少一 个分离步骤被分离出去。该方法的缺点是伴随着对未反应的起始原料再循环 的方法的高成本。专利申请DE 34 04 703 Al描述了采用具有高选择性的特殊含铂非均相催 化剂制备3-氯丙基三氯硅烷同时去除丙烯的方法。该方法的缺点是非常复杂 和因而非均相催化剂昂贵的制备。专利申请DE 100 53 037 Cl和DE 102 32 663 Cl描述了基于特殊铱催化 剂采用二烯作共催化剂的方法。这里的缺点是，由于相对低的催化活性，必 须相应高的贵金属浓度。专利申请DE 101 53 795 Al描述了在反应蒸馏塔中采用非均相钼催化剂 的方法。缺点是伴随非均相催化剂的熟知问题，例如当催化剂活性降低时转 化率更低。另外，当活性变得太低时，必须替换催化剂而这伴随着设备停工 和产量损失。因此本专利技术的目的是得到一种改进的连续方法使恒定的高转化率成为可 本专利技术提供用于连续制备通式(I)的硅烷的方法R6R5CH-R4CH-SiR'R2113 (I)，其中在至少一种均相贵金属催化剂的存在下，使通式(II)的硅垸与通式(III) 的烯烃反应HSiR'R2R3 (II) R6R5CH=CHR4 (III)，其巾R1、 R2、 W均为单价Si-C键合的、未取代的或卤素取代的CrC,8烃基、 氯基或CrC,8烷氧基，R4、 R5、 116均为氢原子、单价未取代的或F-、 Cl-、 OR-、 NR2-、 CN-或 NCO-取代的C,-d8烃基、氯基、氟基或CrC,8垸氧基，来自R4、 R5、 116中的 两个取代基与它们键合的碳原子一起可以形成环状基，R为氢原子、单价的C,-C,8烃基，其中所述反应在反应蒸馏塔中进行。本连续法以高收率和极好的纯度得到通式(I)的硅烷。与王见有技术例女卩Reactive Distillation, Status and Future Direction, Kai Sundmacher and Achim Kienle， Wiley-VHC, 2002, ISBN 3527305793, page 187, section 7.5中相比，本专利技术的方法显示了比非均相催化明显的优势，在所述非 均相催化中几乎不可能满足在催化剂停留时间、压力降低和充分气-液接触上 相矛盾的要求。本专利技术方法中，由于采用均相催化剂，可能改变催化剂添加 的量和点。因此本方法明显地较容易控制和监测，并可以明显更可靠地实施。 通过通式(III)的烯烃的再循环，收率也可以明显被提高。用于实施本方法的适合的工业设备为所有用于连续反应的常规的蒸馏塔。CVds烃基R1、 R2、 R3优选为垸基、烯基、环烷基或芳基。R1、 R2、 R3 优选具有不超过10个、尤其是不超过6个碳原子。R1、 R2、 RS优选为直链或 支链Q-C6烷基或CrCV烷氧基。优选的卤素取代基是氟和氯。特别优选的R1、 R2、 RS基是甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、氯、苯基和乙烯基。R4、 R5、 R6均为氢原子、单价未取代的或F-、 Cl-、 OR-、 NR2-、 CN-或 NCO-取代的C,，Ci8烃基、氯基、氟基或C1-C8烷氧基，来自R4、 R5、 R6中的 两个基与它们键合的碳原子一起可以形成环状基。R5、 R6优选具有不超过10 个、尤其是不超过6个碳原子。R5、 R6优选为直链或支链c1-c6烷基或C1-C6 烷氧基。特别优选的R5、 R6基是氢、甲基、乙基、氯甲基、氯和苯基。烃基W优选具有不超过6个、尤其是不超过2个碳原子。特别优选的R4 基是氢、甲基、乙基。烃基R优选具有不超过6个、尤其是不超过2个碳原子。对于通式(m)的烯烃，优选采用烯丙基氯。 通式(ni)的烯烃相对于硅烷组分(n)可以或超化学计量或不足化学计量采用。烯烃(III)对硅烷(II)的摩尔比优选为0.1 20，特别优选为0.8-1.5。本专利技术的方法可以采用所有至今也用于Si键合氢在脂肪族不饱和化合物上的加成的均相催化剂来实施。这样的催化剂的实例为由铂、钌、铱、铑和 钯组成的贵金属组的化合物或络合物，例如铂卤化物、铀-烯烃络合物、铂-醇络合物、钻-醇盐络合物、钼-醚络合物、铀-醛络合物、铀-酮络合物，其包括H2PtCl6'6H20和环己酮的反应产物、钼-乙烯基硅氧烷络合物、尤其是含或 不含可检测的无机结合的卤素的铂-二乙烯基四甲基二甲硅氧垸络合物、双 (Y-甲基吡啶)二氯化铂、亚丙基二吡啶二氯化铂、二环戊二烯二氯化铂、(二甲 亚砜)亚乙基铂(II)二氯化物以及四氯化铂和烯烃与一级胺或二级胺或一级胺 和二级胺的反应产物，例如四氯化铂溶解于1-辛烯与仲丁胺的反应产物。在 本专利技术方法的另一个优选的实施方案中，采用铱与环辛二烯的络合物，例如 H-二氯双(环辛二烯)二铱(I)。催化剂优选包含铂和铱的、特别优选铂的化合物或络合物，更优选氯化 铂和铂络合物，尤其是铂-烯烃络合物并且特别优选铂-二乙烯基四甲基二甲硅 氧垸络合物。在另一个实施方案中，共催化剂可以促进反应。本专利技术方法中，催化剂用量以贵金属元素计算并基于反应混合物中存在 的组分(II)和(III)的总重量为1~1000重量ppm。优选用量为2~150重量ppm， 特别优选为5 50重量ppm。本专利技术方法中，通过连续添加新催化剂并同时去除废催化剂，使活性催 化剂的量保持在需要的水平上。这防止了反应中活性的降低以及因催化剂的替换导致的设备中断。本专利技术方法的重要优势在于催化剂连续引入到反应蒸馏塔中。本专利技术方 法中，可以通过催化剂添加的额外调节参数对反应和操作条件进行更宽的影 响。可以借助于催化剂的类型、添加位点和用量来更好的控制本方法。这导 致例如塔分离效率、避免热点(副反应、催化剂热分解)，催化剂活度在不同批 次间的波动被避免，通过关掉催化剂的添加(紧急停工)可以迅速停止反应。此 外，本专利技术方法允许及应蒸馏的简易启动，因为在达到必须的塔浓度分布(columnprofile)后才添加催化剂。改变产物也在塔中也被简化，因为冲洗设 备对变换催化剂就足够了而设备的拆卸不再是必需的。本方法可以在有或没有非质子溶剂存在下实施。如果采用非质子溶剂， 优选在O.lMPa沸点或沸腾范围高达120°C的溶剂或溶剂混合物。这样的溶剂 的实例有醚如二噁垸、四氢呋喃、二乙基醚、二异丙基醚、二乙二醇二甲醚； 氯化烃如二氯甲垸、三氯甲垸、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于连续制备通式（Ⅰ）的硅烷的方法Ｒ↑［６］Ｒ↑［５］ＣＨ－Ｒ↑［４］ＣＨ－ＳｉＲ↑［１］Ｒ↑［２］Ｒ↑［３］（Ⅰ），其中在至少一种均相贵金属催化剂的存在下，使通式（Ⅱ）的硅烷与通式（Ⅲ）的烯烃反应，ＨＳｉＲ↑［１］Ｒ↑［２］Ｒ↑［３］（Ⅱ），Ｒ↑［６］Ｒ↑［５］ＣＨ＝ＣＨＲ↑［４］（Ⅲ），其中，Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］均为单价Ｓｉ－Ｃ键合的、未取代的或卤素取代的Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１８］烃基、氯基或Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１８］烷氧基，Ｒ↑［４］、Ｒ↑［５］、Ｒ↑［６］均为氢原子、单价未取代的或Ｆ－、Ｃｌ－、ＯＲ－、ＮＲ↓［２］－、ＣＮ－或ＮＣＯ－取代的Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１８］烃基、氯基、氟基或Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１８］烷氧基，来自Ｒ↑［４］、Ｒ↑［５］、Ｒ↑［６］中的两个基与它们键合的碳原子一起可以形成环状基，Ｒ为氢原子、单价的Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１８］烃基，其中所述反应在反应蒸馏塔中并连续引入均相贵金属催化剂下进行。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G盖斯贝格尔，M奥尔，A格罗斯曼，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[]
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