СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕТРААЛКИЛОВЫХ ЭФИРОВ ОРТОКРЕМНИЕВОЙ КИСЛОТЫ Советский патент 1974 года по МПК C07F7/04 

1

Изобретеиие относится к способам получения эфиров ортокремниевой кислоты, которые находят широкое применение.

Известен способ получения тетраалкиловых эфиров ортокремниевой кислоты взаимодействием кремния или соединения кремния с железом, или ферросилиция с метанолом в присутствии алкоголята щелочного металла в качестве катализатора при температуре от 15°С до температуры кипения реакционной смеси. Однако для осуществления способа необходимо большое количество спирта и катализатора, что особенно неудобно в случае использования метанола.

Предлагается способ получения тетраалкиловых эфиров ортокремниевой кислоты путем обменного разложения кремния или силицида железа, или ферросилиция, или смеси их с соответствующими спиртами в присутствии алкоголята щелочного металла в качестве катализатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, процесс ведут в присутствии 70-99 вес. % тетраалкилового эфира ортокремниевой кислоты. Катализатор желательно брать в количестве 1 -10 вес. %. Спирт во время реакции лучще непрерывно добавлять дозами также как и кремний или силицид железа, или ферросилиций, или их смесь. Процесс также можпо осуществлять, вводя исходные вещества вместе в виде суспензии

или раздельно, причем кремний или его соединения добавляют в виде порошка или в виде суспензии в тетраалкиловом эфире ортокремниевой кислоты.

Пример 1. Бак на 1 л с мешалкой из стекла, снабженный дистилляциоиной насадкой, вводным патрубком и приспособлением для измерения температуры в жидкости (термоэлемент), заполняют 500 г тетраметилового

эфира кремниевой кислоты, 250 г порошкообразного технического кремния (величина зерен 10 мк, содержание кремния 98 вес. %) и 12,5 г порошка метилата натрия. Эту смесь при размешивании нагревают до температуры

кипения (121°С).

В другом аппарате с мешалкой получают суспензию технического кремния указанного качества в метаноле. Соотношения веса в этой

суспензии соответствовали молярным соотношениям в уравнении реакции образования сложного эфира. Таким образом, количество кремния составляет 28 г на 128 г метанола. 1,6 кг/час этой смеси кремния и метанола подают в реакционный сосуд. Начинается выделение водорода (приблизительно 450 л/час) и устанавливается температура уравновешивания (100°С). Отгоняют приблизительно 1,62 кг/час конденсата. Реакцию можно проводить непрерывно без подвода тепла.

Отсасываемы из охладите, конденсат состоит из 86 вес. % 51{ОСНз)4 и приблизительно из 14 вес. % метанола. Метанол заново вводят в процесс. Вы.ход составляет 98 7о (95-100%) но отношению к метанолу.

После прекращения добавления суспензии кремния в метаиоле темнература жидкости Б реакциоииом сосуде повышается в течение нескольких минут до 121°С, выделеипя водорода не наблюдается.

Пример 2. Постуиают аналогично нримеру 1, но вместо метилата натрия добавляют в реакциоииый сосуд этилат натрия н вместо метанола и сложного метилового эфира - этанол и сложный этиловый эфир, суспензию из кремния и этанола вводят дозами в молярном соон ношении 1 : 4. Подаваемое количество составляет 146 г/час.

Перед неирерывной добавкой суспензии температура после нагревания указанной реакционной смеси устанавливается 165°С. После начала добавления дозами смеси из кремния и этанола начинается выделение водорода и температура понижается до 130°С. Чтобы концентрацию спирта и объем жидкости в реакторе поддерживать постоянными, отводят 160 г/час конденсата.

Анализ конденсата показал содержание Si(OC2H5)4 87 вес. %, это соответствует выходу 98% но отношению к этанолу. Обратно полученный из коиденсата этанол снова непрерывно добавляют дозами в процесс в смеси с кремнием. После прекращения добавления суспензии кремния в этаноле не наблюдается выделения водорода и темнература в реакционном сосуде повышается в течение нескольких минут опять до 165°С.

Пример 3. Применяют тот же реакционный сосуд, что и в примере 1, употребляют 500 г тетра-н-цропилового эфира кремниевой кислоты, 240 г технического кремния такого же качества, как в примере 1, и 25 г порошка н-пропилата натрия.

При размешивании суспензию нагреваю до температуры кипения (). Затем к ней добавляют дозами смесь из кремния и и-пропанола в молярпом соотношении 1 : 4. Для установления максимальной скорости реакцнн лучше вводить смесь в количестве 12,5 г/час. Реакния нротекает при выделении водорода 2 л/час, отгоняют 13 г/час конденсата. Анализ конденсата указывает на содержание

51(ОСзН7)492 вес. %.

Пример 4. В таком же баке с мешалкой, как в примерах 1-3, суспендируют 500 г тетра-лг-бутилового эфира кремневой кислоты, 250 г металлического норошка кремния (Юмк,

98 вес. % Si) и 25 г порошка н-бутилата натрия. При размешивании массу нагревают до темнературы кинения (270°С) и аиалогичио указанным примерам дозами добавляют смесь «-бутанола и технического кремния в молярном соотношении 4 : 1 так, чтобы добавка приводила к увеличению выделения водорода.

Вводят 16,3 г/час смеси из бутанола и кремния, причем выделяется 2,2 л/час водорода, а температура реакции устанавливается 180°С.

Отбирают 16,8 г/час коиденсата. Конденсат содержит 95,3 вес. % Si (€41-190)4.

Предмет изобретения

1.Способ иолучения тетраалкиловых эфиров ортокремниевой кислоты путем обменного разложения кремния или силицида железа, или ферросилиция, или смеси их с соответствуюш,ими спиртами в присутствии алкоголята щелочного металла в качестве катализатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, нроцесс ведут в присутствии 70-99 вес. % тетраалкилового эфира ортокремниевой кислоты.

2.Способ по н. 1, отличающийся тем, что катализатор берут в количестве I - IO вес. %.