Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ получения функционализированного в положении 3 пропилсилана

Классы МПК:C07F7/14 получение их из галогензамещенных силанов и углеводородов 
C07F7/08 соединения, содержащие одну или несколько связей C-Si 
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):ДЕГУССА АГ (DE)
Приоритеты:
подача заявки:
2002-02-04
публикация патента:

Способ получения функционализованных в положении 3 пропилсиланов, осуществляемый по реакции присоединения аллильных соединений общей формулы I Н2С=СН-СН2Х (I), где Х может представлять собой Cl, Br, I, F, CN, SCN, SH, SR, ОН, NRR 1 и OR, a RR1 оба независимо друг от друга обозначают (С1-C6)алкил или (С37 )алкил, к силанам формулы II R2R3R 4SiH (II), где R2, R3 и R4 каждый независимо друг от друга может обозначать водород, галоген, (С16)алкил, (С16 )галоалкил, (С36)аллил, (С14)алкоксигруппу, фенил, арил или аралкил, при температурах в интервале от 0 до 200°С и давлении в пределах от 800 мбар до 25 бар и в присутствии платинового катализатора, отличающийся тем, что применяемый силан формулы II подвергают взаимодействию в 3-100-кратном молярном избытке по отношению к алильному соединению формулы I в присутствии катализатора. Техническим результатом является подавление реакции образования побочных продуктов. 9 з.п. ф-лы, 3 ил. способ получения функционализированного в положении 3 пропилсилана, патент № 2275375

Рисунки к патенту РФ 2275375

способ получения функционализированного в положении 3 пропилсилана, патент № 2275375 способ получения функционализированного в положении 3 пропилсилана, патент № 2275375 способ получения функционализированного в положении 3 пропилсилана, патент № 2275375

Настоящее изобретение относится к способу получения функционализованных в положении 3 пропилсиланов.

Известно, что из гидросиланов взаимодействием, например, с аллилхлоридом в присутствии гомогенных или гетерогенных платиновых катализаторов можно получать 3-хлорпропилсиланы. Эту реакцию называют, как правило, гидросилилированием (см., например, уравнение I)

способ получения функционализированного в положении 3 пропилсилана, патент № 2275375

О гомогенном гидросилилировании говорят в тех случаях, когда в качестве катализаторов применяют растворимые платиновые соединения, в простейшем случае, например, Н2 PtCl6×6Н20 (ср. DE-OS 2851456, CS 176910, US 4292433, US 4292434, DE-AS 1187240, DE 1165028). При гетерогенном гидросилилировании применяют элементарную платину либо платиновые соединения (ср. US 2637738, DE 2012229 и DE 2815316).

Известно далее, что при взаимодействии, например, аллилхлорида с гидросиланами с получением 3-хлорпропилсиланов часть используемого аллилхлорида вступает с гидросиланом в побочную реакцию с образованием пропена и хлорсилана, соответствующего используемому в каждом случае гидросилану (см., например, уравнение II)

способ получения функционализированного в положении 3 пропилсилана, патент № 2275375

Так, например, при взаимодействии аллилхлорида с трихлорсиланом 25-30 мол.% вводимого в реакцию аллилхлорида в результате указанной побочной реакции превращаются в пропен. При этом образуется эквивалентное количество тетрахлорида кремния.

Молярное соотношение между образующимся хлорпропилсиланом и тетрахлоридом кремния является мерой определения селективности реакции и достигает обычно значений от 2,33:1 (выход 70% в пересчете на аллилхлорид) до 3:1 (выход 75%).

Известно далее, что благодаря особому проведению реакции в аппаратах под давлением образование пропена удается снизить. Такая технология обеспечивает условия, при которых пропен практически полностью реагирует далее с гидросиланом с образованием пропилсиланов. При проведении реакций в таких аппаратах при нормальном давлении и но обычной технологии образующийся в результате побочной реакции пропен также удается в значительной степени в ходе последующей побочной реакции с гидросиланами превращать в соответствующие пропилсиланы (см. заявку DE 3404703 С) (см., например, уравнение III)

способ получения функционализированного в положении 3 пропилсилана, патент № 2275375

Так, например, в промышленной установке, где реакцию между аллилхлоридом и трихлорсиланом осуществляют в присутствии гетерогенного катализатора и в содержащей активированный уголь с платиновым покрытием кислоте, получают на каждые 1000 кг 3-хлорпропилтрихлорсилана вплоть до 230 кг пропилтрихлорсилана. Это означает, что потребность в трихлорсилане превышает примерно на 28% его количество, содержащееся в целевом продукте (см. также DE 4119994 A1).

Недостаток известных способов состоит в том, что, во-первых, существует дополнительная потребность в гидросилане, а во-вторых, отделение нежелательных пропилсиланов связано со значительными трудностями. Следует отметить и то, что для получаемых таким путем соединений практически отсутствуют возможности их применения, а это обусловливает существенные затраты на их утилизацию.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать такой способ получения функционализованных в положении 3 пропилсиланов, который не имел бы указанных недостатков.

В соответствии с этим объектом изобретения является способ получения функционализованных в положении 3 пропилсиланов, осуществляемый по реакции присоединения аллильных соединений общей формулы I

способ получения функционализированного в положении 3 пропилсилана, патент № 2275375

где Х может представлять собой Cl, Br, I, F, CN, SCN, SH, SR, ОН, NRR1 и OR, a R R1 оба независимо друг от друга обозначают (С1-C 6)алкил или (С37)алкил, к силанам формулы II

способ получения функционализированного в положении 3 пропилсилана, патент № 2275375

где R2, R3 и R4 каждый независимо друг от друга может обозначать водород, галоген, (С16)алкил, (С16 )галоалкил, (С36)аллил, (С14)алкоксигруппу, фенил, арил или аралкил, при температурах в интервале от 0 до 200°С и давлении в пределах от 800 мбар до 25 бар и в присутствии платинового катализатора. Такой способ отличается тем, что применяемый силан формулы II подвергают взаимодействию с катализатором в 3-100-кратном молярном избытке по отношению к пропеновому соединению формулы I.

Неожиданным образом было установлено, что образование побочного продукта удается подавить в тех случаях, когда гидросилан используют со значительным избытком по отношению к катализатору. При этом, например, достигаемая при реакции между аллилхлоридом и трихлорсиланом избирательность, результатом которой выход хлорпропилтрихлорсилана (Cl-ПТС-выход) составляет обычно 74% в пересчете на аллилхлорид, повышается вплоть до 85%. Количество же образующегося побочного продукта пропилтрихлорсилана снижается на 50%, а расход эдуктов - трихлорсилана и аллилхлорида снижается па 20% и 12% соответственно.

Предпочтительным значением Х является галоген, прежде всего хлор.

Работать можно при нормальном, повышенном и пониженном давлении, предпочтительно при давлении в пределах от 800 мбар до 10 бар, прежде всего от 800 мбар до 6 бар.

При осуществлении способа по изобретению целесообразно работать таким образом, чтобы аллильное соединение и применяемый в большом стехиометрическом избытке гидросилан в соответствующем реакторе совместно взаимодействовали с катализатором при температурах в интервале от 0 до 300°С, предпочтительно от 25 до 200°С, до тех пор, пока не завершится полное превращение аллильного соединения. При этом полный расход предусматриваемых согласно изобретению больших стехиометрических избытков силанов формулы II при взаимодействии с платиновым катализатором можно реализовать в технологическом отношении различным путем. Одна из таких возможностей состоит в том, чтобы избыток компонента II по отношению к катализатору обеспечивать непосредственно смешением компонентов I и II. Другая возможность заключается в том, чтобы обеспечить контактирование обоих компонентов реакции присоединения с катализатором в соответствующем реакторе и тем самым их взаимодействие друг с другом, выбирая при этом любое приемлемое соотношение компонентов, т.е. в том числе и предусматриваемый согласно изобретению большой избыток силанового компонента. При этом реактор может представлять собой котел с работающей в периодическом режиме мешалкой или же заполненный катализатором трубчатый реактор, работающий в непрерывном режиме.

Еще одна возможность достичь избыток компонента II по отношению к катализатору может быть реализована за счет применения каскада из по меньшей мере двух, предпочтительно двух-десяти, трубчатых реакторов, при этом компонент I добавляют в требуемых количествах соответственно на входе в каждый последующий реактор, где этот реагент практически полностью расходуется. Рассматриваемый вариант осуществления изобретения схематично представлен на фиг.1.

Согласно этому варианту осуществления изобретения при использовании работающих в непрерывном режиме, заполненных катализатором трубчатых реакторов достичь предусматриваемых в изобретении избытков силанового компонента можно также благодаря тому, что по меньшей мере два, предпочтительно два-десять, однотипных трубчатых реакторов последовательно соединяют друг с другом таким образом, что и первый реактор загружают смесь, содержащую значительный избыток силанового компонента, причем в этом первом реакторе аллильный компонент расходуется практически полностью. Затем поступающую из первого реактора смесь продуктов смешивают с небольшим количеством аллильного компонента, в результате чего повторно обеспечивается большой избыток силанового компонента; эту образованную таким путем новую смесь подают во второй реактор. Данную технологию можно применять и для всех последовательно соединенных друг с другом, заполненных катализатором трубчатых реакторов, т.е. добавляя на входе в каждый последующий реактор соответствующее количество аллильного компонента. Тем самым на катализаторе постоянно обеспечивается наличие предусматриваемого в изобретении большого избытка силанового компонента.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вместо каскада можно применять один единственный трубчатый реактор, при этом образующийся по мере расхода недостаток компонента I компенсируют его добавлением по меньшей мере одному, предпочтительно одному-девяти трубопроводам, размещенным сбоку от реактора. Данный вариант осуществления изобретения представлен на фиг.2. В соответствии с этим с целью подачи в реактор в каждом случае требуемого небольшого количества аллильного компонента можно предусмотреть по всей длине одного единственного реактора от одного до девяти дополнительных мест для такого дозированного добавления аллильного компонента. Тем самым повсеместно и постоянно обеспечивается требуемый большой избыток силана по отношению к катализатору.

Согласно еще одному варианту осуществления изобретения избыток силана по отношению к катализатору можно повысить за счет возврата большей части проходящего через трубчатый реактор массопотока в его головную часть, удаляя при этом из рецикла лишь то количество продуктовой смеси, которую с другой стороны добавляют в виде смеси эдуктов. Регулируемый в потоке эдуктов при проведении процесса избыток силанового компонента в пересчете на аллильный компонент в зависимости от установившегося соотношения между рециркулируемым количеством и количеством эдуктов может быть увеличен в несколько раз, поскольку аллильный компонент по мере прохождения через реактор практически полностью расходуется. Данный вариант осуществления изобретения схематично представлен на фиг.3.

Таким путем при избытке силана в потоке эдуктов 3:1 благодаря соответствующему выбору параметров можно достичь избыток силана по отношению к катализатору, превышающий 15:1.

Вышеописанные варианты осуществления способа по изобретению, целью которых является достижение высоких избытков силанового компонента при взаимодействии с катализатором, могут использоваться и в соответствующем сочетании.

Применяемые согласно изобретению в качестве исходного компонента силаны включают таковые со структурой типа II

способ получения функционализированного в положении 3 пропилсилана, патент № 2275375

где R2, R3 и R4 каждый независимо друг от друга может представлять собой водород, галоген, (С16)алкил. (С1 6)алкоксигруппу, (С16)галоалкил, (С36)аллил, фенил, С3арил или аралкил.

Предпочтительно применять силаны, такие как трихлорсилан, или силаны со смешанным замещением, такие, например, как метил-, этил-, пропилгидродихлорсилан и диметилгидрохлорсилан.

Платиновый катализатор может применяться на любой стадии окисления. Катализ можно осуществлять с помощью как гомогенного, так и гетерогенного катализатора. При гетерогенном катализе каталитически активное платиновое соединение можно использовать нанесенным на соответствующий носитель (ср. US 2637738, DE 2012229 и DE 2915316).

Катализатор может применяться как в стехиометрических, так и в каталитических количествах, составляющих, например, от 0:1 до 10000 ч./млн, предпочтительно от 10 до 500 ч./млн, в каждом случае в пересчете на используемое аллильное соединение. Предпочтительно применять гетерогенный катализатор.

Под понятием «селективность» в контексте настоящего описания имеется в виду молярное соотношение между требуемым продуктом, т.е. 3-хлорнропилтрихлорсиланом (Cl-ПТС) и тетрахлоридом кремния.

Представленные ниже примеры, где указаны достигаемая селективность и выход 3-хлорпропилтрихлорсилана, однозначно подтверждают преимущества предлагаемого в изобретении способа.

Пример 1 (сравнительный пример)

В обогреваемый трубчатый реактор длиной 40 см и объемом 150 мл, заполненный примерно 100 г покрытого платиной гранулированного активированного угля (1 мас.% платины), сначала добавляют для увлажнения катализатора 1 л 3-хлорпропилтрихлорсилана. Затем при температуре около 90°С и давлении 2 бара каждый час добавляют 200 мл смеси из трихлорсилана и аллилхлорида (молярное соотношение 1,43:1). По истечении 5 ч работы в таком режиме на выходе реактора отбирают пробу, охлаждают и анализируют. Ниже представлен состав полученного продукта

6,75 мас.% трихлорсилана (ТХС)

0,00 мас.% аллилхлорида (АХ)

19,31 мас.% тетрахлорида кремния (ТХК)

19,26 мас.% пропилтрихлорсилана (ПТС)

54,68 мас.% 3-хлорпропилтрихлорсилана (Cl-ПТС)

Определенный на основании этих данных показатель селективности реакции в пересчете на используемые количества веществ составляет 2,27:1. Это соответствует выходу 3-хлорпропилтрихлорсилана в пересчете на аллилхлорид 69,4%.

Пример 2

В рассматриваемом случае работают аналогично примеру 1 с тем, однако, отличием, что молярное соотношение между трихлорсиланом и аллилхлоридом составляет 2,8:1. Согласно анализу получают продукт следующею состава:

43,22 мас.% трихлорсилана (ТХС)

0,00 мас.% аллилхлорида (АХ)

9,69 мас.% тетрахлорида кремния (ТХК)

10,14 мас.% пропилтрихлорсилана (ГПС)

39,96 мас.% 3-хлорпропилтрихлорсилана (Cl-ПТС)

Определенный на основании этих данных показатель селективности реакции и пересчете на используемые количества веществ составляет 3,06:1. Это соответствует выходу 3-хлорпропилтрихлорсилана в пересчете па аллилхлорид 75,4%.

Пример 3

В рассматриваемом случае работают аналогично примеру 1 с тем, однако, отличием, что большую часть поступающей па выходе реактора продуктовой смеси перекачивают насосом обратно в головную часть реактора. При этом соотношение между объемом рециркулируемой смеси и объемом эдуктов устанавливается равным 13:1. В результате устанавливающегося баланса массопотоков молярное соотношение между трихлорсиланом и аллилхлоридом в головной части реактора составляет 3:1. При такой технологии пробу смеси продуктов отбирают и анализируют только по истечении 97 ч. Ниже представлен состав полученного продукта

7,82 мас.% трихлорсилана (ТХС)

0,19 мас.% аллилхлорида (ЛХ)

15,67 мас.% тетрахлорида кремния (ТХК)

16,39 мас.% пропилтрихлорсилана (IITC)

59,13 мас.% 3-хлорпропилтрихлорсилана (Cl-ПТС)

Определенный на основании этих данных показатель селективности реакции в пересчете на используемые количества веществ составляет 3,02:1. Это соответствует выходу 3-хлорпропилтрихлорсилана в пересчете на аллилхлорид 75,1%.

Пример 4

В рассматриваемом случае работают аналогично примеру 3 с тем, однако, отличием, что молярное соотношение эдуктов трихлорсилана и аллилхлорида составляет 2,8:1. В результате устанавливающегося баланса массопотоков молярное соотношение между трихлорсиланом и аллилхлоридом в головной части реактора составляет 14:1. Ниже представлен состав полученного продукта

42,41 мас.% трихлорсилана (ТХС)

0,68 мас.% аллилхлорида (АХ)

7,80 мас.% тетрахлорида кремния (ТХК)

7,52 мас.% пропилтрихлорсилана (ПТС)

41,35 мас.% 3-хлорпропилтрихлорсилана (Cl-ПТС)

Определенный на основании этих данных показатель селективности реакции в пересчете на используемые количества веществ составляет 4,25:1. Это соответствует выходу 3-хлорпропилтрихлорсилана в пересчете на аллилхлорид 81,0%.

Пример 5

В рассматриваемом случае работают аналогично примеру 3 с тем, однако, отличием, что молярное соотношение эдуктов трихлорсилана и аллилхлорида составляет 2,0:1. Кроме того, соотношение между объемом рециркулируемой смеси и объемом эдуктов составляет 30:1. В результате устанавливающегося баланса массопотоков молярное соотношение между трихлорсиланом и аллилхлоридом в головной части реактора составляет 25:1. Ниже представлен состав полученного продукта

30,71 мас.% трихлорсилана (ТХС)

0,78 мас.% аллилхлорида (АХ)

7,51 мас.% тетрахлорида кремния (ТХК)

8,05 мас.% пропилтрихлорсилана (ПТС)

52,96 мас.% 3-хлорпропилтрихлорсилана (Cl-ПТС)

Определенный на основании этих данных показатель селективности реакции в пересчете на используемые количества веществ составляет 5,65:1. Это соответствует выходу 3-хлорпропилтрихлорсилана в пересчете на аллилхлорид 85%.

Пример 6

В рассматриваемом случае работают аналогично примеру 3 с тем, однако, отличием, что половину общего добавляемого количества аллилхлорида дополнительно подают в реактор на высоте в центре последнего. Другую же половину этого количества аналогично примеру 3 добавляют в головную часть реактора совместно с ТХС. В результате образуется соответственно молярный избыток ТХС по отношению к катализатору, составляющий приблизительно 14:1. Ниже представлен состав полученного продукта

33,69 мас.% трихлорсилана (ТХС)

0,68 мас.% аллилхлорида (ЛХ)

10,36 мас.% тетрахлорида кремния (ТХК)

10,47 мас.% пропилтрихлорсилана (ПТС)

44,80 мас.% 3-хлорпропилтрихлорсилана (Cl-ПТС)

Определенный на основании этих данных показатель селективности реакции в пересчете на используемые количества веществ составляет 3,5:1. Это соответствует выходу 3-хлорпропилтрихлорсилана в пересчете на аллилхлорид 78%.

Пример 7

В рассматриваемом примере работают аналогично примеру 2, но с двумя отличиями, а именно: реакцию осуществляют в двух соединенных последовательно реакторах объемом 1,7 л каждый, а смесь добавляют в количестве 250 мл. В результате молярный избыток ТХС на входе первого реактора составляет приблизительно 2,8:1. Ниже представлен состав полученного продукта

46,56 мас.% трихлорсилана (ТХС)

0,00 мас.% аллилхлорида (АХ)

8,92 мас.% тетрахлорида кремния (ТХК)

9,34 мас.% пропилтрихлорсилана (ПТС)

35,18 мас.% 3-хлорпропилтрихлорсилана (Cl-ПТС)

Определенный на основании этих данных показатель селективности реакции в пересчете па используемые количества веществ составляет 3,1:1. Это соответствует выходу 3-хлорпропилтрихлорсилана в пересчете на аллилхлорид 76%.

Пример 8

В рассматриваемом случае работают аналогично примеру 7 с тем, однако, отличием, что половину общего добавляемого количества аллилхлорида подают на входе второго реактора, тогда как другую половину этого количества аналогично примеру 7 вводят совместно с ТХС в первый реактор. В результате на входе первого реактора образуется молярный избыток ТХС, составляющий приблизительно 5,6:1, а на входе второго реактора это соотношение составляет приблизительно 4,4:1. Ниже представлен состав полученного продукта

47,55 мас.% трихлорсилана (ТХС)

0,00 мас.% аллилхлорида (АХ)

7,59 мас.% тетрахлорида кремния (ТХК)

8,03 мас.% пропилтрихлорсилана (ПТС)

36,83 мас.% 3-хлорпропилтрихлорсилана (Cl-ПТС)

Определенный на основании этих данных показатель селективности реакции в пересчете на используемые количества веществ составляет 3,6:1. Это соответствует выходу 3-хлорпропилтрихлорсилана в пересчете на аллилхлорид 78%.

Пример 9

В рассматриваемом случае работают аналогично примеру 8 с тем, однако, отличием, что реакцию осуществляют в трех соединенных последовательно реакторах объемом 1,7 л каждый. По одной трети общего добавляемого количества аллилхлорида подают соответственно во второй и третий реакторы, а остальную треть совместно с ТХС вводят в первый реактор. В результате на входе первого реактора образуется молярный избыток ТХС, составляющий приблизительно 8,4:1, тогда как на входе второго и третьего реакторов это соотношение составляет приблизительно 7,3:1 и приблизительно 6,1:1 соответственно. Ниже представлен состав полученного продукта

48,14 мас.% трихлорсилана (ТХС)

0,00 мас.% аллилхлорида (АХ)

6,89 мас.% тетрахлорида кремния (ТХК)

7,26 мас.% пропилтрихлорсилана (ПТС)

37,71 мас.% 3-хлорпропилтрихлорсилана (Cl-ПТС)

Определенный па основании этих данных показатель селективности реакции в пересчете па используемые количества веществ составляет 4,0:1. Это соответствует выходу 3-хлорпропилтрихлорсилана в пересчете на аллилхлорид 80%.

Пример 10

В рассматриваемом случае работают аналогично примеру 9, но с двумя отличиями: во-первых, используют реакторы объемом 0,8 л каждый, а во-вторых, молярное соотношение между трихлорсиланом и аллилхлоридом составляет 3,4:1. Большую часть поступающего на выходе третьего реактора смеси продуктов перекачивают насосом на вход первого реактора, при этом соотношение между объемом рециркулируемой смеси и объемом эдуктов устанавливается равным 10:1. В результате устанавливающегося баланса массопотоков на входе первого реактора образуется молярный избыток ТХС, составляющий приблизительно 57:1, а на входе второго и третьего реакторов это соотношение составляет приблизительно 55:1 и приблизительно 54:1 соответственно. Ниже представлен состав полученного продукта

57,55 мас.% трихлорсилана (ТХС)

0,16 мас.% аллилхлорида (АХ)

3,77 мас.% тетрахлорида кремния (ТХК)

3,94 мас.% пропилтрихлорсилана (ПТС)

34,58 мас.% 3-хлорпропилтрихлорсилана (Cl-ПТС)

Определенный на основании этих данных показатель селективности реакции в пересчете на используемые количества веществ составляет 5,7:1. Это соответствует выходу 3-хлорпропилтрихлорсилана в пересчете на аллилхлорид 85%.

Пример 11

В рассматриваемом случае работают аналогично примеру 7, но с двумя отличиями, а именно: молярное соотношение между трихлорсиланом и аллилхлоридом составляет 3,4:1, а большую часть поступающей на выходе второго реактора смеси продуктов перекачивают насосом на вход первого реактора. При этом соотношение между объемом рециркулируемой смеси и объемом эдуктов устанавливается равным 10:1. В результате устанавливающегося баланса массопотоков образующийся на входе первого реактора молярный избыток ТХС составляет приблизительно 23:1. Ниже представлен состав полученного продукта

56,79 мас.% трихлорсилана (ТХС)

0,03 мас.% аллилхлорида (АХ)

4,42 мас.% тетрахлорида кремния (ТХК)

4,62 мас.% пропилтрихлорсилана (ПТС)

34,14 мас.% 3-хлорпропилтрихлорсилана (Cl-ПТС)

Определенный на основании этих данных показатель селективности реакции в пересчете на используемые количества веществ составляет 5,1:1. Это соответствует выходу 3-хлорпропилтрихлорсилана в пересчете на аллилхлорид 84%.

Пример 12

В рассматриваемом случае работают аналогично примеру 4 с тем, однако, отличием, что используют реактор объемом 4 м3. Молярное соотношение между трихлорсиланом и аллилхлоридом составляет 1,8:1 и добавляют 1180 л смеси. Соотношение между объемом рециркулируемой смеси и объемом эдуктов устанавливается при этом равным 5,5:1. В результате устанавливающегося баланса массопотоков образующейся на входе реактора молярный избыток ТХС составляет приблизительно 4,5:1. Ниже представлен состав полученного продукта

26,15 мас.% трихлорсилана (ТХС)

0,11 мас.% аллилхлорида (АХ)

11,13 мас.% тетрахлорида кремния (ТХК)

11,63 мас.% пропилтрихлорсилана (ПТС)

50,98 мас.% 3-хлорпропилтрихлорсилана (Cl-ПТС)

Определенный на основании этих данных показатель селективности реакции в пересчете на используемые количества веществ составляет 3,5:1. Это соответствует выходу 3-хлорпропилтрихлорсилана в пересчете на аллилхлорид 78%.

Пример 13

В рассматриваемом случае работают аналогично примеру 8, но с двумя отличиями, а именно: молярное соотношение между трихлорсиланом и аллилхлоридом составляет 2,0:1, а большую часть поступающей на выходе второго реактора смеси продуктов перекачивают насосом на вход первого реактора. При этом соотношение между объемом рециркулируемой смеси и объемом эдуктов устанавливается равным 11,5:1. В результате устанавливающегося баланса массопотоков образующийся на входе первого реактора молярный избыток ТХС составляет приблизительно 21:1, а на входе второго реактора приблизительно 20:1. Ниже представлен состав полученного продукта

33,27 мас.% трихлорсилана (ТХС)

0,09 мас.% аллилхлорида (АХ)

7,30 мас.% тетрахлорида кремния (ТХК)

7,62 мас.% пропилтрихлорсилана (ПТС)

51,72 мас.% 3-хлорпропилтрихлорсилана (Cl-ПТС)

Определенный на основании этих данных показатель селективности реакции в пересчете на используемые количества веществ составляет 4,8:1. Это соответствует выходу 3-хлорпропилтрихлорсилана в пересчете на аллилхлорид 83%.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения функционализованного в положении 3 пропилсиланов, осуществляемый по реакции присоединения аллильных соединений общей формулы I

Н2С=СН-СН2Х (I)

где Х может представлять собой Cl, Br, I, F, CN, SCN, SH, SR, ОН, NRR1 и OR, a RR1 оба независимо друг от друга обозначают (С1-C6)алкил или (С37)алкил,

к силанам формулы II

R2R3R4SiH (II)

где R2, R3 и R4 каждый независимо друг от друга может обозначать водород, галоген, (С16)алкил, (С16)галоалкил, (С36)аллил, (С14 )алкоксигруппу, фенил, арил или аралкил,

при температурах в интервале от 0 до 200°С и давлении в пределах от 800 мбар до 25 бар и в присутствии платинового катализатора, отличающийся тем, что применяемый силан формулы II подвергают взаимодействию в 3-100-кратном молярном избытке по отношению к алильному соединению формулы I в присутствии катализатора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве силана формулы II применяют трихлорсилан, метилгидродихлорсилан, этилгидродихлорсилан, пропилгидродихлорсилан или диметилгидрохлорсилан.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакцию присоединения осуществляют в реакторе с работающей в периодическом режиме мешалкой.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакцию присоединения осуществляют в работающем в непрерывном режиме, заполненном катализатором трубчатом реакторе.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что избыток компонента формулы II по отношению к катализатору обеспечивают непосредственно смешением компонентов формул I и II.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что избыток компонента формулы II по отношению к катализатору обеспечивают за счет возврата большей части выходящей смеси продуктов в головную часть работающего в непрерывном режиме трубчатого реактора.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что избыток компонента формулы II по отношению к катализатору обеспечивают благодаря использованию каскада из но меньшей мере двух трубчатых реакторов, при этом компонент формулы I добавляют в соответствующих количествах на входе каждого последующего реактора, в котором указанный компонент практически полностью расходуется.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют один единственный трубчатый реактор, при этом образующийся по мере расхода недостаток компонента формулы I компенсируют его дозированным добавлением по вплоть до девяти трубопроводам, предусмотренным сбоку реактора.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катализатор применяют в концентрации от 0,1 до 10000 част./млн в пересчете на аллильное соединение.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакцию осуществляют при давлении в пределах от 800 мбар до 10 бар.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2275375

patent-2275375.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C07F7/14 получение их из галогензамещенных силанов и углеводородов 

Патенты РФ в классе C07F7/14:
способ получения фторированных арил(триметил)силанов -  патент 2521168 (27.06.2014)
способ получения полифторарил(триметил)силанов -  патент 2507209 (20.02.2014)
способ получения органохлорсиланов методом газофазной термической конденсации и реактор для его осуществления -  патент 2486192 (27.06.2013)
способ получения фторсодержащих триметилсиланов -  патент 2399624 (20.09.2010)
способ получения фенил- или метилфенилхлорсиланов, схема теплового обеспечения и реактор для его осуществления -  патент 2385869 (10.04.2010)
процесс гриньяра с увеличенными выходами дифенилхлорсиланов в качестве продуктов -  патент 2345084 (27.01.2009)
кремнийорганические фторсодержащие функциональные соединения и способ их получения -  патент 2344139 (20.01.2009)
способ разложения алюминатных растворов карбонизацией -  патент 2305101 (27.08.2007)
способ расщепления побочных продуктов прямого синтеза алкилхлорсиланов -  патент 2167878 (27.05.2001)
функциональные карбоксиланы, содержащие трис(гамма- трифторпропил)силильную группу -  патент 2164516 (27.03.2001)

Класс C07F7/08 соединения, содержащие одну или несколько связей C-Si 

Патенты РФ в классе C07F7/08:
способ получения фторированных арил(триметил)силанов -  патент 2521168 (27.06.2014)
замещенные (r)-3-(4-метилкарбамоил-3-фторфениламино)-тетрагидро-фуран-3-енкарбоновые кислоты и их эфиры, способ их получения и применения -  патент 2520134 (20.06.2014)
получение промежуточных соединений, используемых в синтезе 2'-циано-2'-дезокси-n4-пальмитоил-1-бета-d-арабинофуранозилцитозина -  патент 2509084 (10.03.2014)
способ получения полифторарил(триметил)силанов -  патент 2507209 (20.02.2014)
замещенные производные 4-аминоциклогексана -  патент 2501790 (20.12.2013)
органомодифицированные дисилоксановые поверхностно-активные вещества, устойчивые к гидролизу -  патент 2487541 (20.07.2013)
способ получения глицидилоксиалкилтриалкоксисиланов -  патент 2473552 (27.01.2013)
полимер на основе поли(ферроценил)силана, способ его получения и пленка, включающая в себя полимер на основе поли(ферроценил)силана -  патент 2441874 (10.02.2012)
способ получения 1-алкил-2-(триметилсилил)циклопропанов -  патент 2440360 (20.01.2012)
способ получения алкилсиланов -  патент 2436788 (20.12.2011)

Наверх