有机卤代硅烷的制备制造技术

一种制备有机卤代硅烷的工艺，该工艺包括在从200至800℃的温度下，在有效地使卤代硅烷的卤素基团中的一个或多个能够被来自有机卤化物的R基团取代的足够量的催化剂的存在下，使氢、具有式HaSiX4-a(I)的卤代硅烷和具有式RX(II)的有机卤化物结合以形成有机卤代硅烷和卤化氢，其中R是C1-C10烷基或C4-C10环烷基，每个X独立地是卤素，且下标a是0、1或2，其中氢与卤代硅烷的体积比率是从1∶3至1∶0.001，且氢与有机卤化物的体积比率是从1∶1至1∶0.001，且其中在结合之前任选地将催化剂用氢或卤代硅烷处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制备有机卤代硅烷的工艺，该工艺包括在催化剂的存在下使氢、卤代硅烷和有机卤化物结合以形成有机卤代硅烷和卤化氢。
技术介绍
使有机卤代硅烷水解以产生各种各样聚有机硅氧烷，其被出售到许多不同的产业中。通常，商业上通过Mueller-Rochow直接方法来生产有机齒代娃烧，所述 Mueller-Rochow直接方法包括在铜催化剂和多种任选的促进剂的存在下将有机卤化物在零价硅上方穿过以产生有机卤代硅烷的混合物。制备零价硅的典型商业工艺包括在极高的温度下SiO2在电弧炉中进行的碳热还原。这些极端温度的产生需要大量的能量，这显著增加了生产零价硅的工艺的成本。因此，零价硅的使用也显著增加了生产有机卤代硅烷的成本。除通过直接方法以外，有机卤代硅烷已通过在高温下将这些氯硅烷及卤代烷的蒸气在细碎的铝或锌上方穿过，通过四氯化硅和多种甲基氯硅烷的烷基化来生产。然而，这一工艺导致产生大量的氯化铝或氯化锌，其在工业规模上的处理是高成本的。因此，对避免需要零价硅以及无需高成本处理副产物的生产有机卤代硅烷的更加经济的工艺存在需求。专利技术简述本专利技术涉及制备有机卤代硅烷的工艺，所述工艺包括在从200至800°C的温度下，在有效地使具有式HaSiX4_a(I)的卤代硅烷的卤素基团中的一个或多个能够被来自具有式RX(II)的有机卤化物的R基团取代的足够量的催化剂的存在下，使氢、所述卤代硅烷和所述有机卤化物结合，以形成有机卤代硅烷和卤化氢，其中R是C1-Cltl烷基或C4-Cltl环烷基，每个X独立地是卤素，且下标a是O、I或2，其中氢与卤代硅烷的体积比率是从I :3至I :O. 001，且氢与有机卤化物的体积比率是从I :1至I :0. 001，且其中在结合之前任选地将催化剂用所述氢或所述齒代硅烷处理。本专利技术的方法由卤代硅烷生产有机卤代硅烷。因为卤代硅烷可利用比生产零价硅所需的能量少的能量来生产，所以本专利技术的工艺可以比利用零价硅的现有工艺更经济地生产有机卤代硅烷。而且，该工艺不产生需要高成本处理的大量的金属卤化物副产物。本专利技术的工艺生产有机卤代硅烷，所述有机卤代硅烷可按照已知的工艺水解以产生聚有机硅氧烷。在许多产业和应用中发现了如此生产的聚有机硅氧烷的用途。专利技术详述一种制备有机卤代硅烷的工艺，该工艺包括在从200至800°C的温度下，在有效地使具有式HaSiX4_a(I)的卤代硅烷的卤素基团中的一个或多个能够被来自具有式RX(II)的有机卤化物的R基团取代的足够量的催化剂的存在下，使氢、所述卤代硅烷和所述有机卤化物结合以形成有机卤代硅烷和卤化氢，其中R是C1-Cltl烧基或C4-Cltl环烧基，每个X独立地是齒素，且下标a是O、I或2,其中氢与齒代硅烷的体积比率是从I : 3至I : O. 001，且氢与有机卤化物的体积比率是从I : I至I O. 001，且其中在结合之前任选地将催化剂用氢或齒代硅烷处理。与齒代娃烧和有机齒化物结合的氢是氢气，H2。氢是本领域熟知的并且是市售的。卤代硅烷具有式HaSiX4_a (I)，其中X是卤素，且下标a是O、I或2 ;可选择地是O或I ;可选择地是O。卤素基团X是氟代、氯代、溴代或碘代，可选择地是氯代、溴代或碘代，可选择地是氯代。卤代硅烷(I)的实例包括但不限于四氯硅烷、三氯硅烷(HSiCl3)、二氯硅烷(H2SiCl2)、四溴硅烷、三溴硅烷(HSifc3)、二溴硅烷(H2Sifc2)、四碘硅烷、三碘硅烷(HSiI3)、 二碘硅烷(H2SiI2)、四氟硅烷、三氟硅烷(HSiF3)、二氟硅烷(H2SiF2)。本专利技术的制备卤代硅烷的工艺是本领域中已知的。这些化合物中的许多是市售的。有机齒化物具有式RX(II)，其中R是C1-Cltl烷基或C4-Cltl环烷基，且X如以上对卤代硅烷所定义并且可以与卤代硅烷相同或不同。由式(II)中的R表示的烷基通常具有从I至10个碳原子，可选择地具有从I至6个碳原子，可选择地具有从I至4个碳原子。由式(II)中的R表示的环烷基通常具有从4至10个碳原子；可选择地具有从6至8个碳原子。含有至少三个碳原子的烷基可具有支链的或无支链的结构。烷基的实例包括但不限于，甲基、乙基、丙基、I-甲基乙基、丁基、I-甲基丙基、2-甲基丙基、1，I-二甲基乙基、戊基、I-甲基丁基、I-乙基丙基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1，2_ 二甲基丙基、2，2_ 二甲基丙基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基。环烷基的实例包括但不限于，环丁基、环戊基、环己基和甲基环己基。有机卤化物的实例包括但不限于，氯代甲烷、溴代甲烷、碘代甲烷、氯代乙烷、溴代乙烷、碘代乙烷、氯代环丁烷、溴代环丁烷、氯代环己烷和溴代环己烷。本专利技术的制备有机卤化物的工艺是本领域中已知的；这些化合物中的许多是市售的。催化剂有效地使卤代硅烷的卤素基团中的一个或多个能够被来自有机卤化物的R基团取代。如本文所用的，“有效地使卤代硅烷的卤素基团中的一个或多个能够被来自有机卤化物的R基团取代的催化剂”是指如下的催化剂，如果所述催化剂存在，则当根据本专利技术使氢、齒代硅烷和有机齒化物结合时，将导致通过使R基团(即，烷基或环烷基)能够从有机卤化物转移到卤代硅烷并从卤代硅烷中除去卤素基团而形成如以下所描述的有机卤代硅烷。如本文所用的，可交换地使用“催化剂”和“有效地使卤代硅烷的卤素基团中的一个或多个能够被来自有机卤化物的R基团取代的催化剂”。催化剂是来自元素周期表的第IB族或第VIIIB族，即铁、钌、锇、钴、错、铱、镍、钮、钼、铜或金的至少一种金属或含有所述至少一种金属的化合物；可选择地，催化剂包括选自铁、钌、锇、钴、镍、钯、钼、铜和金中的至少一种金属或含有所述至少一种金属的金属化合物；可选择地，催化剂是选自钯和铜、钯和金、钯和钴、钯和镍、铜和镍、铜和钴、铜和金以及镍和钴中的至少两种金属或含有所述至少两种金属的一种或多种化合物。催化剂可以是负载型的或无载体的。如本文所用的，“负载型”表示如上所述的金属或金属的化合物分散遍及载体的表面或者分散在载体的孔中。载体包括但不限于，铝、钛、锆和硅的氧化物。载体还包括但不限于，活性炭、碳纳米管、富勒烯，以及碳的其它同素异形体。本专利技术的负载型催化剂通常包括基于金属和载体的重量的从O. I至小于100%(w/w)的以上描述的金属或金属的化合物，可选择地从O. I至50% (w/w)的以上描述的金属或金属的化合物，可选择地从O. I至25% (w/w)的以上描述的金属；可选择地I至25%(w/w)的以上描述的金属。催化剂可具有多种物理形式，包括但不限于团块、颗粒、薄片和粉末。无载体催化剂的实例包括但不限于铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、钯、钼、铜、金、钯和铜、钯和金、钯和钴、钯和镍、铜和镍、铜和钴、铜和金、镍和钴，以及这些金属的盐，诸如PdCl2或者PdCl2和CuCl2。载体金属催化剂的实例包括在活性炭载体上基于金属和载体的重量的10至25% (w/w)的以上描述的无载体催化剂。 无载体金属催化剂和载体金属催化剂可通过本领域中已知的工艺来制备。例如，为了制备无载体催化剂，可购买合适的金属且然后研磨成期望的粒度并与催化剂的任何其它金属混合，或者一种金属可通过沉积于另一种金属上的第一金属的盐的还原而被还原在另一种金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿斯维尼·K·达什，查尔斯·艾伦·霍尔，D·卡佐利斯，罗伯特·托马斯·拉森，马修·J·麦克劳克林，J·D·瓦恩兰，
申请(专利权)人：道康宁公司，
类型：
国别省市：