Способ получения этилсиланов,содержащих функциональные группы Советский патент 1985 года по МПК C07F7/12 C07F7/18 

Изобретение относится к химии кремнийорганических соединений, а именно к усовершенствованному способу получения этилсиланов, содержащих функциональные группы, общей формулы 5

(CjH5),SiR4-n (I), где R - хлор или этоксил;

п - 1, 2 или 3,

которые являются исходными продуктами для получения полиэтилсилоксановых жидкостей, применяющихся в качестве теплоносителей, рабочих жидкостей для гидросистем, основы низкотемпературных масел или демпферируюпщх жидкостей в приборах.5

-Известен способ получения этилхлорсиланов из четыреххлористого кремния, бромистого этила и магния в среде серного эфира при кипении.

Наиболее близким к описьюаемому 20 способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения этилснпанов, содержащих функциональные группы путем взаимодействия встречных потоков гранулиро-25 ванного магния и смеси, состоящей из- хлористого этила, толуола и тетрафункционального силана при 60-160 С. Производительность процесса 1230 г/ч. Продукт представляет собой смесь 30 этилсиланов, из которых на замещенный триэтилсилан приходится только около 10%.

К недостаткам данного способа относится низкая производительность про- 35 цесса, и невысокий выход функциональнозамещенного триэтилсилана, что значительно влияет на использование соединений формулы I для изготовления полиэтилсилоксановой жидкости, приме-40 няемой в качестве рабочей жидк.ости для гидросистем самолетов.

Цель изобретения - повьппение производительности процесса и увеличение выхода триэтилзамещенного силана.45

Цель достигается описываемым способом получения этилсиланов, содержащих функциональные группы, общей формулы I путем взаимодействия встречных потоков гранулированного магния 50 и смеси, состоящей из хлористого этила, толуола и тетрафункционального силана, которую подают двумя или тремя потоками по высоте реакционной зоны, разделяющими ее на два 55 рши три равных объема, при соотношении потоков 1-2:1-2 или 1:0,9-1,1:0,5-1 соответственно, предпочтительно

при температуре 50-100°С. Предпочтительно также в качестве тетрафункционального силана использовать четыреххлористый кремний или тетраэтоксисилан при молярном соотношении хлористого этила и четыреххлористого кремния или тетраэтоксисилана, равном 2,4-2,6:1. К отличительным признакам описываемого способа относится то, что смесь, состоящую из хлористого этила, толуола и тетрафункционального силана подают двумя или тремя потоками по высоте реакционной зоны, разделяющими ее на 2 или 3 равных объема при соотношении потоков 1-2:1-2 или 1:0,9-1,1:0,5-1 соответственно, и проведение процесса в вьшеописанных условиях.

Описьгоаемыйспособ позволяет повысить производительность процесса до 30% (1405-1730 г/ч) и увеличить выход функциональнозамещенного триэтилсилана до 19,2-23,7%, вместо . 10,3% - в известном способе.

Пример 1. В реакционную зону колонну (диаметр 50 мм, высота 600 мм с мешалкой, снабженную рубашками для охлаждения, сепаратором, термопарами, приборами расхода реакционной смеси и скорости вращения мешалки, осуществляют непрерывную подачу магния сверху через сепаратор (размер гранул магния 1-3 мм) со скоростью 72 г/ч и реакционной смеси снизу и на высоте колонны 300 мм по 500 мп/ч соответственно (соотношение потоков 1:1). Состав реакционной смеси: 229 мп хлорэтила, 156 мл четыреххлористого кремния, 534 мл толуола и 81 мл серного эфира (мольное отношение CjHj-CE/ /Sict4 2,4 моль/моль). Температура процесса 50-70 С, Продукт синтеза отбирают из сепаратора и анализируют.

Состав образующихся этилхлорсиланов, %:

CjHcSiC 1,2

(C,il) 81,5

()5Sice 17,3

П р и м е р 2. Процесс осуществляют аналогично описанному в примере 1 при скорости подачи исходной реакционной смеси снизу колонны 660 мп/ч и на высоте колонны 300 мм 340 мл/ч (соотношение потоков 1,94:1).

Состав образующихся этилхлорсиланов, %: CjHjSiCE, 1,0 (C.Yly)SiCl, 82,0 (CjH5),SiCB 17,0 П p и M e p 3. Процесс осуществля ют аналогично описанному в примере при скорости подачи исходной реакци онной смеси снизу колонны 340 мл/ч и на высоте колонны 300 мм 660 мл/ч .(соотношение потоков ,94). Состав образующихся этилхлорсиланов, %. CjHySiCI, (C,Hy)2SiC52 78,7 .(С,Н,), SiCl 20,0 е р А. Процесс синтеза Прим осуществляют аналогично описанному в примере 1 при скорости подачи исходной реакционной смеси по 330 мп/ч соответственно вниз колонны и на высоте 200 мм и 400 мм (соотношение потоков 1:1:1). Состав образзгющихся этидклорсила нов, %: (СгНу) SiCPj (C H jSiCB (для сравнения). Пр П p и м e p 5 аналогично описан цесс осуществляют 1 при скорости подачи ному в примере 1000 мл/ч вниз KOJioH исходной смеси ны. Состав образующихся этилхлорсиланов, %: C HySiCP, (CiHy)SiCJ2 78,7 ( 10,0 . П p и м e p 6 В реакционную зону осуществляют непрерывную подачу магния сверху через сепаратор (размер гранул маг.ния 1-20 мм) со скоростью 72 г/ч и реакционной смеси двумя потоками снизу и на высоте колонны 300 мм по 500 мл/ч (соотношение пото ков 1:1). Состав реакционной смеси: 210 мл хлорзтила, 290 мл тетраэтокси силана, 500 мл толуола (мольное отно шение С2Н5СЕ/(С2Н50) 2,4 моль/моль Температуру процесса поддерживают дифференцированно по высоте аппарата в нижней части 90-100с, в средней 80-90°С и в верхней части колонны 80-70с, в сепараторе 70-60 с. Продукт синтеза отбирают из сепар тора и анализируют. Состав образую;щихся этилэтоксисиланов, %: . CjHgSKOCjHj), 1,5 ()Si( 79,3 (C2Hy),Si(OC2H5) 19,2 Часовая производительность по этилэтоксисиланам с 1 л реакционного объема аппарата 1405 г/ч. Пример 7. Процесс осуществляют аналогично описанному в примере 6 при скорости подачи исходной реакционной смеси снизу колонны 340 МП/ч и на высоте колонны 300 мм 660 МП/ч (соотношение потоков 1:1,94). Состав образующихся этилзтоксисила-. нов, %: C2H,Si(OC.jHy), 1,1 (СгН5-)81(ОС2Н5) 78,6 (C,H5VSi(QC,H) 20,7 Часовая производительность 1л, реакционного объема аппарата 1590 г/ч. П р и м е р 8. Процесс осуществляют аналогично описанному в примере 6 при скорости подачи исходной реакционной смеси по 330 мл/ч тремя потоками соответственно вниз колонны и на высоте 200 мм и 400 мм (соотношение потоков 1:1:1), Состав образующихся этилэтоксисиланов, %: C Hj-SKOCzHy), 1,2 О ЗКОС- Нд-Уг 75,1 .),Si(OC2H5) 23,7 Часовая производительность 1 л реакционного объема аппарата - 1730 г/ч. П р и м е р 9 (для сравнения). Процесс осуществляют аналогично описанному в примере 6 при скорости подачи исходной реакционной смеси 1000 МП/ч вниз колонны одним потоком. Состав образукицихся зтилэтоксисиланов, %: CjHjSKOCjHy) 2,9 (CjHy)jSi(OC2H5)2 86,8 (СгНу), SKOCjHy) 19,3 Часовая производительность 1 л реакционного объема аппарата 1230 г/ч. Пример 10. Процесс осуществяют аналогично описанному в примере 1 при скорости подачи исходной реакционной смеси тремя потоками соответственно вниз колонны 400 мл/ч, на высоте 200 мм колонны 360 мп/ч и на высоте 400 мм и 200 мл/ч (соотношение потоков .1:0,9:0,5). Часовая производительность 1 л реакционного объема аппарата 1700 г/ч. Пример 11. Процесс осуществяют аналогично описанному в примее 1 при скорости подачи исходной еакционной смеси тремя потоками соответственно вниз колонны 380 мл/ч, а высоте 200 мм колонны 418 мл/ч на высоте 400 мм 190 мл/ч (соотношение потоков 1:1,1:0,5). Часовая производительность 1 л реакционного .объема аппарата 1695 г/ч.

П р и м е р 12. Процесс осуществляют аналогично описанному в примере 1, при скорости подачи исходной реакционной смеси снизу колонны 350 мл/ч и на высоте колонны 300 мм 700 МП/ч (соотношение потоков 1:2). Состав реакционной смеси: 248 мд хлористого этила, 156 мл четьфеххлористого кремния, 560 мл толуола, 86 МП серного эфира (мольное отношение СлНйС1/81С 1 2,6 моль/моль).

, А 7

Часовая производительность 1 л реакционного объема аппарата 1650 г/ч

Пример 13. Процесс осуществляют аналогично описанному в примере 6.при подачи исходной реакционной смеси снизу колонны 350 МП/ч и на-высоте колонны 300 мм 700 МП/ч (соотношение потоков 1:2). Состав реакционной смеси: 228 мл хлористого этила, 290 тетраэтоксисилана и 532 мл толуола (мольное отношение С-Н-Сг/(С.)4 ,6 моль/

.i 7,

/МОЛЬ.

Часовая производительность 1 л реакционного объема аппарата 1675 г/ч

1. Способ получения этилсиланов, содержащих функциональные группы общей формулы: (C,H5)SiR4.. где R - хлор или этоксил; п - 1, 2 или 3, путем взаимодействия встречных потоков гранулированного магния и смеси, состоящей из хлористого этила, толуола и тетрафункционального силана, при нагревании, отличающийс я тем, что, с целью повьшения производительности процесса и увеличения выхода триэтилзамещенного силана, смесь подают двумя или тремя потоками по высоте реакционной зоны, разделяюпщми ее иа два или три равных объема, при объемном соотношении потоков 1-2:1-2 -или 1:0,9-1,1:0,5-1 соответственно. . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве тетрафункционального силана используют i четыреххлористый кремний или тетраэтоксисилан при мольном соотношении (Л хлористого этила и четыреххлористого кремния или тетразтоксисилана, равном 2,4-2,6:1, и процесс ведут при 50-100°С.