СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНИЛЭТОКСИСИЛАНОВ Российский патент 1996 года по МПК C07F7/18 C07F7/12 

Изобретение относится к химии кремнийорганических соединений, в частности к способам получения фенилэтоксисиланов и может быть использовано при получении полифенилсилоксановых смол, широко используемых в народном хозяйстве.

Известен способ получения фенилэтоксисиланов /1/ путем взаимодействия магния с хлорбензолом и кремнийорганическим мономерам /тетраэтоксисиланом/ при повышенной температуре, при 3 75 молярном избытке магния и противотоке магния и реакционной смеси. Магний использует в виде гранул о размером от 1,0 до 20,0 мм. Однако использование магния такого типа приводит к недостаточно высокой конверсии хлорбензола и магния, а также к получению продукта высокой вязкости из-за наличия гигроскопичной защитной оболочки на поверхности гранул.

Наиболее близким к предложенному является способ получения фенилэтоксисиланов /2/ путем взаимодействия магния в виде зерен с остроугольными гранями при массовом соотношении фракций менее 0,5 мм 0,5 - 1,0 мм более 1,0 мм, равном 0,1-0,9 8,2 9,0 0,1 0,9 соответственно, со смесью хлорбензола и кремнийорганического мономера /тетраэтоксисилана/ при повышенной температуре.

Недостатком этого способа является невысокая производительность процесса.

Технической задачей изобретения является повышение производительности процесса.

Эта задача решается тем, что в способе получения фенилэтоксисиланов путем взаимодействия магния в виде зерен с остроугольными гранями при массовом соотношении фракций менее 0,5 мм 0,5 1,О мм более 1,О мм, равном 0,1 - 0,9 8,2 9,0 10,1 0,9 соответственно,со смесью хлорбензола и кремнийорганического мономера при 3 75 молярном избытке магния и противоточной подаче смеси и магния при повышенной температуре, в качестве кремнийорганического мономера используют смесь тетраэтоксисилана с фенилтрихлорсиланом при их объемном соотношении, равном 5,92 0,90 6,86 0,05.

Такое проведение процесса приводит к увеличению его производительности.

Процесс упрощенно может быть выражен следующей схемой:
Mg+PhCl __→ PhMgCl (1)
PhMgCl+Si(OEt)₄ __→ PhSi(OEt)₃+Mg(OEt)Cl (2)
PhMgCl+PhSi(OEt)₃ __→ Ph₂Si(OEt)₂+Mg(OEt)Cl (3)
PhSiCl₃+2Mg(OEt)Cl __→ PhSi(OEt)₂Cl+2MgCl₂ (4)

Отличительным признаком изобретения является использование в магнийорганическом синтезе фенилэтоксисиланов в качестве кремнийорганического мономера смеси тетраэтоксисилана с фенилтрихлорсиланом при их объемном соотношении 5,92 О,90 6,86 0,05.

Пример 1. В аппарат колонного типа c сепаратором емкостью 1,0 л, разделенный по высоте рубашками на четыре реакционные зоны /нумерация зон снизу вверх/, снабженный мешалкой и приборами контроля температуры, расхода смеси, скорости вращения мешалки, загружают 25О г магния в виде отдельных зерен с остроугольными гранями при массовом соотношении основных фракций менее 0,5 мм 0,5 1,О мм более 1,0 мм, равном 0,1 0,9 8,2 9,0 0,1 0,9 соответственно, и непрерывно подают 500 мл/ч cмеси, состоящей из 301 мл хлорбензола, 17 мл бромистого этила /активатор синтеза/, 605 мл /2,89 моля/ тетраэтоксисилана и 79 мл /0,50 моля/ фенилтрихлорсилана /объемное соотношение тетраэтоксисилана с фенилтрихлорсиланом 6,05 О,79/ в нижнюю часть первой зоны и магния сверху реактора со скоростью 37 г/ч.

Температуру синтеза 140 170^oС поддерживают охлаждением первой - четвертой зон подачей теплоносителя из термостата в рубашки реактора. Продукт синтеза, представляющий собой суспензию солей магния в смеси тетраэтоксисилана с фенилэтоксисиланами принимают в сборник и анализируют на состав жидкой фазы продукта синтеза.

Состав этоксисиланов, мас.

тетраэтоксисилан 38
фенилтриэтоксисилан 31
дифенилдиэтоксисилан 14
Содержание хлорбензола в жидкой фазе продукта синтеза 1,6% дифенила 1,1% бензола 2,2% остальное смесь нерасшифрованных высококипящих компонентов. Результаты примеров 2 10 приведены в таблице.

Из данных, приведенных в таблице, видно, что получение фенилэтоксисиланов путем взаимодействия магния в виде зерен с остроугольными гранями при массовом соотношении фракций менее 0,5 мм 0,5 1,О мм более 1,О мм, равном 0,1 0,9 8,2-9,0 0,0,1 0,9 соответственно, со смесью хлорбензола, тетраэтоксисилана и фенилтрихлорсилана, при объемных соотношениях последних 5,92 0,90 6,86 0,05, при 3 75 молярном избытке магния и противоточной подаче смеси и магния, при повышенной температуре, позволяет увеличить скорость подачи смеси с 33О до 500 мл/ч, /т.е. увеличить производительность процесса в 1,5 раза /500/33О 1,5/. /Cравни примеры 2 5 c 7 9/.

При этом при соотношениях тетраэтоксисилан фенилтрихлорсилан от 6,32 0,36 до 5,92 0,90 /примеры 1, 4, 5/ результаты существенно лучше, чем по прототипу /примеры 7, 8/ или аналогу /пример 9/ меньшее содержание в продукте синтеза непрореагировавших хлорбензола и тетраэтоксисилана и большее дифенилдиэтоксисилана; при соотношениях тетраэтоксисилан фенилтрихлорсилан 6,73 0,05 и 6,86 0,10 /примеры 2, 3/ результаты такие же, как и по прототипу /пример 8/и по аналогу /пример 9/, но при большей скорости подачи смеси /большей производительности/.

Данные примера 6 показывают, что использование больших количеств фенилтрихлорсилана до 100 мл/л смеси /при его соотношении с тетраэтоксисиланом 5,81 1,00/ невозможно из-за загустевания реакционной массы, использование же фенилтрихлорсилана в количествах менее 5 мл/л /соотношение с тетраэтоксисиланом 6,73 менее 0,05/ также нежелательно, поскольку в продукте синтеза будет наблюдаться увеличение содержания непрореагировавшего хлорбензола.

Процесс синтеза фенилэтоксисиланов предлагаемым нами способом осуществляют и периодически /пример 10/ с лучшими результатами, чем по прототипу или аналогу /сравни пример 10 с примерами 7, 8 и с примером 9/.

Таким образом, предлагаемый нами способ получения фенилэтоксисиланов позволяет увеличить производительность процесса при тех же /примеры 2 З/ или лучших характеристиках процесса /примеры 1, 4, 5, 10/. ТТТ1

Использование: способ получения фенилэтоксисиланов. Сущность изобретения: продукт: смесь фенилэтоксисиланов состава, мас.%: РhН, РhСl, (Рh)₂, Si(0Et)₄, РhSi(0Et)3, Рh₂Si(0Et)₂ : 1,9 - 2,0; 1,6 - 4,3; 0,1 - 1,2; 44 - 51, 23 - 34; 7 - 13. Реагент 1: Мg. Реагент 2: С₆Н₅Сl. Реагент 3: С₆Н₅Сl, (С₂Н₅)₄Si, (С₆Н₅)SiCl₃. Условия реакции: 3 - 75 молярный избыток Мg при противоточной подаче реагентов и Мg. 1 табл.

Способ получения фенилэтоксисиланов путем взаимодействия магния в виде зерен с остроугольными гранями при массовом соотношении фракций менее 0,5 мм, 0,5 1,0 мм, более 1,0 мм, равном 0,1 0,9: 8 2 9,0 0,1 0,9 соответственно, со смесью хлорбензола и кремнийорганического мономера при повышенной температуре, отличающийся тем, что в качестве кремнийорганического мономера используют смесь тетраэтоксисилана с фенилтрихлорсиланом при их объемном соотношении, равном 5,92 0,9 6,86 0,05, процесс ведут при 3-75 молярном избытке магния и противоточной подаче смеси и магния.