[其他]烷基鹵硅烷的生產方法

無效

• 申請號: 86107649
• 申請日: 1986-11-11
• 公開（公告）號: CN86107649A
• 公開（公告）日: 1987-08-19
• 發明（設計）人: 羅蘭德·利·哈爾姆奧利沃·K·維爾丁格;里吉·哈羅德·薩普
• 申請（專利權）人: 陶氏康寧公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王杰,張元忠

本發明涉及烷基囟硅烷的生產方法，更具體地說，本發明涉及使用磷、某些磷化合物或者可分解生成某些磷化合物的化合物做為促進劑，直接生產烷基囟硅烷的方法。使用本發明獲得的好處是可以提高烷基囟硅烷的收率，提高某些烷基囟硅烷相對于其它不大可取的烷基囟硅烷的選擇性，以及提高反應混合物中所用原料總的利用率。在某些情況下使用本發明可以同時得到這三方面好處。在某些情況下使用本發明可以同時實現提高烷基囟硅烷的選擇性和收率，而在另一些情況下，所得到的好處是一類能更多的轉化成為可用的產品。

自從Rochow（羅喬）首先公布了用烷基囟與硅在高溫下接觸可得到烷基囟硅烷的方法之后，生產烷基囟硅烷的直接法已為人們所熟知，并且在許多方面已有了不少改進和提高。事實上，目前世界上所有的商品烷基囟硅烷都是用這種方法生產的，而Rochow的方法相對于用十分危險的格林尼亞反應生產這種硅烷來說是個重大的改變。Rochow在1945年8月7日發布的美國專利2，380，995號中指出：令氯甲烷氣流通過一個加熱至約300℃的管子，與其中的硅粉相接觸。Rochow得到的硅烷混合物，最主要的是CH₃SiCl₃和（CH₃）₂SiCl₂，其重量百分比分別在52%和14.5%，給出的Me/Me₂比為3.6（說明見下文）。應該注意，Rochow還指出：也可以令氯甲烷氣體通過重量比為50∶50的粉末狀的硅一銅合金，并且公開了：除銅以外，還可以使用下述金屬催化劑：鎳，錫，銻，錳，銀和鈦，不過，Rochow并沒有公開這樣一些催化劑的用量和物理形態。許多種硅烷都可以用直接法生成，例如：四甲基硅烷，單甲基三氯硅烷，四氯化硅，三氯硅烷（HSiCl₃），甲基二氯硅烷（Me H Si Cl₂），二甲基氯硅烷〔（CH₃）₂HSi Cl〕和三甲基氯硅烷〔（CH₃）₃SiCl〕。在當今生產中，所生產的最大量的硅烷則是二甲基二氯硅烷，由于這種硅烷經水解和縮合后，可成為硅氧烷形式，它構成了工業用的最大量聚硅氧烷產物的主鏈。這可以給廠商帶來好處，另外采用直接法可以使原料最大限度地轉化，以得到二甲基二氯硅烷的最高收率。因此，本發明的一個主要目的就是控制直接法使二甲基二氯硅烷達到最大收率，即控制該過程向有利于提高二甲基二氯硅烷選擇性的方向進行。本發明的第二個目的是最大限度地提高由原料來的總收率。原料轉化為硅烷越多，則該方法經濟效益越顯著。

對本發明來說，原料轉化的效率是用轉化為硅烷的金屬硅投料量來追蹤的（硅轉化%）。對于那些熟知工藝的人，特別感興趣的是直接法反應的選擇性，而對本發明來說，這種選擇是用單甲基三氯硅烷與二甲基二氯硅烷（Me/Me₂）在粗反應混合物中的比率來表示的。有時，在文獻中，這種比率也用M/M₂或T/D來表示。因此，Me/Me₂比的加大則表示更擇優的二甲基二氯硅烷的生產量在降低。反之，這一比率的降低則表示更擇優的二甲基二氯硅烷的產量在增加。

當人們考慮到每年要生產數百萬磅的硅烷和被聚硅氧烷工業用項目所消耗，就會明白為什么在選擇性上和原料的轉化率上的小的增值對硅烷的生產都是十分重要的。

例如，假設一個硅烷生產廠家每年生產一千萬磅的硅烷，如果能使生產過程控制到（CH₃）₂SiCl₂的總收率提高2%或3%，那么這種方法就會特別地有吸引力。

一個主要生產聚硅氧烷的廠家，在四十年代曾對直接法非常積極，用直接法的基本原理進行了研究并公開了該成果。除了Rochow的995號專利外，這些早期的研究者們公開了一批專利，旨在得到前述的好處。Patnode在1945年8月7日公布的美國專利2，380，997號中論及了直接法所使用的接觸物質（裝料）。Patnode對Rochow在995號專利中最先公開的接觸物質進行了處理，將其粉碎成硅粉，然后成型，最后在真空下煅燒，并盡量除掉例如金屬氧化物那樣的可還原的組份，Patnode還公開了鎳、錫、銻、錳、銀和鈦的使用，這些產物在制備有機硅囟化物時，“特別地有用”。