JPS639519B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS639519B2
JPS639519B2 JP55061195A JP6119580A JPS639519B2 JP S639519 B2 JPS639519 B2 JP S639519B2 JP 55061195 A JP55061195 A JP 55061195A JP 6119580 A JP6119580 A JP 6119580A JP S639519 B2 JPS639519 B2 JP S639519B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tetramethylsilane
dimethyldichlorosilane
aluminum chloride
hsicl
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55061195A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS55167292A (en
Inventor
Fuauru Arufuonsu
Magunu Robeeru
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rhone Poulenc Industries SA
Original Assignee
Rhone Poulenc Industries SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhone Poulenc Industries SA filed Critical Rhone Poulenc Industries SA
Publication of JPS55167292A publication Critical patent/JPS55167292A/ja
Publication of JPS639519B2 publication Critical patent/JPS639519B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/12Organo silicon halides
    • C07F7/121Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20
    • C07F7/125Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20 by reactions involving both Si-C and Si-halogen linkages, the Si-C and Si-halogen linkages can be to the same or to different Si atoms, e.g. redistribution reactions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の目的はテトラメチルシランとジメチル
ジクロルシランとの再分配反応によりトリメチル
クロルシランを製造する改良方法であり、この反
応は粒状の塩化アルミニウムによる接触反応であ
る。
水素シランの存在下、またはその不在下で、触
媒として塩化アルミニウム、または近似化合物
(クロルアルミン酸アルカリ、ジハロゲン化アル
キルアルミニウムとハロゲン化アルカリとの錯
体)の助けによりテトラアルキルシランとアルキ
ルクロルシランとの再分配反応は多くの化学文献
に記載されている。
しかし、この再分配反応を実施する方法は制限
を受けている。即ち、これらの方法のうちあるも
のは150℃以上の温度と10バール以上の圧力を必
要とするか(米国特許第3135778号)、または250
℃以上の温度で圧力は常圧(フランス特許第
1089575号)または100バール以上の圧力(フラン
ス特許第1264256号)を必要とする。
また、これらの方法のうち別の方法はより低温
で常圧で実施できる。しかし、これらの実験条件
で操作するときは化学文献によれば再分配反応は
液相で行う必要性が教示されており(フランス特
許第1147688号)、これは収率が低く、場所をとる
装置を使うことを意味する。再分配すべきアルキ
ルシランを蒸気状で固体塩化アルミニウムと液状
アリールハロゲノシランから成る反応媒体中に送
つてこの占有空間の減少を行うことができる(米
国特許第3793357号)。これらのアリールハロゲノ
シランの沸点はアルキルシランの沸点より高い
が、欠点も生ずる。特に再分配の危険性がアルキ
ルシランとアリールハロゲノシランとの間に存在
する。また、シラン中に分散、または溶解してい
る塩化アルミニウムをこれから分離することはと
にかく困難である。
従つて、あまり高くない温度で、例えば120℃
以下の温度で、且つ常圧で工業的に実施できる更
に簡単で効率のよい、再分配反応にもとずく方法
を見出すことが望ましい。
本発明の目的は前記の特質がある方法であり、
更に詳しく述べると、触媒として無水塩化アルミ
ニウムによりテトラメチルシランとジメチルジク
ロルシランとの再分配反応でトリメチルクロルシ
ランを製造する方法で前記2種の反応体が蒸気状
で粒状の前記塩化アルミニウムを含有し75゜〜120
℃の温度の領域を通過させることを特徴とするも
のである。
本発明の方法の実施は莫大で費用のかゝる技術
手段を用いるものではない。即ち、反応器、好ま
しくは管状反応器を配置し、この反応器の内部に
無水塩化アルミニウム粒状物を充填し(粒状物の
寸法は任意である)、全体75゜〜120℃の温度に加
熱し、この反応器の一端にテトラメチルシランと
ジメチルジクロルシランの蒸気から成るガス状混
合物を送ればよい。このようにして生成したトリ
メチルクロルシランと未反応のテトラメチルシラ
ンとジメチルジクロルシランはこの反応器の別端
で回収される。このトリメチルクロルシランは蒸
留で単離でき、前記の2種のシランは反応器に循
環する。
前記の如く塩化アルミニウム粒子は寸法は任意
とすることができるが、ただ容易に反応器内に充
填できるようにすることが必要である。しかし、
その平均粒径が0.1〜10mm、好ましくは0.3〜6mm
の範囲にある市販のものを用いるのがよい。
再配分反応は下記の反応式に従う。
(CH34Si+(CH32SiCl2→ 2(CH33SiCl ジメチルジクロルシラン1モルにつきテトラメ
チルシラン1モルである。
この反応は前記2種の反応体が必ずしも等モル
量含有していない混合物でも同様に行うことがで
きる。
従つてテトラメチルシラン/ジメチルジクロル
シランのモル比は例えば0.2〜1.8、好ましくは0.4
〜1.4の充分に広い範囲になる。
この2種の反応体の反応器内での接触時間は反
応器の反応容積/反応体の流量の比であるが、こ
れは数秒から数百秒、例えば3〜300秒、好まし
くは6〜150秒の範囲とすることができる。
再分配反応の助触媒、または促進剤として一般
式(CH3a、HSiCl3-a(式中、aは0、1、また
は2である)の水素クロルシランを添加すること
がよい。これらの水素クロルシランは式HSiCl3
(CH3)HSiCl2、(CH32HSiClの水素クロルシラ
ンから成る群から選ばれるもので、テトラメチル
シランとジメチルジクロルシランの合計重量の
0.1〜15%、好ましくは0.5〜10%の割合で導入さ
れる。
これらは配分反応を促進するので、これらの反
応体の流量を更に高めて使用でき(従つて接触時
間を短縮でき)、これら2種の反応体の反応率を
改善することができる。
予想に反して、テトラメチルシランとジメチル
ジクロルシラン、必要あれば式(CH3aHSiCl3-a
の水素クロルシランから成るガス状混合物を75゜
〜120℃に加熱した塩化アルミニウム粒子の上を
通過させても塩化アルミニウムの蒸気、または粒
子は同伴しない。
従つて、再分配反応は非連続、または連続方法
で行うことができる。触媒は場合により反応体混
合物中に存在する不純物及び/若しくは不飽和炭
化水素の付着による活性の軽い損失が時には生ず
る。このような場合には塩化アルミニウムの全体
の活性を回復させるためにおよそ20分から数時間
にわたり塩化水素ガスを操作温度(78゜〜120℃)
の反応器に通すとよい。
再分配反応は常圧で実施される。この反応は減
圧下、または加圧下でも実施できるが、充分な長
所が得られず、常圧以外の圧力を用いて生ずる技
術的問題を補うことはできない。
本発明の方法はクロルシランの直接合成の副生
物であるテトラメチルシランに価値を与えるもの
である。直接合成とはほゞ300℃に加熱したSi−
Cu接触体上に塩化メチルを通過して行うもので
ある。
この合成はメチルクロルシラン、例えば式
CH3SiCl3、(CH32SiCl2、(CH33SiCl、
CH3HSiCl2のメチルクロルシラン、同じくこの
ほかのシリコン化合物の複雑な混合物を生ずる。
特にこの直接合成生成物の蒸留塔塔頂からの混合
物はハロゲノ水素シラン、例えばテトラメチルシ
ラン(かなりの百分率で)、式HSiCl3
(CH32HSiClのハロゲノ水素シラン、時には不
飽和炭化水素を含有している。
このテトラメチルシランは前記蒸留塔頂物を処
理した純粋物で、または前記の混合物のまゝでも
使用できる。ジメチルジクロルシランについては
これはシリコーンの製造により極めて多量に製造
されるものであつて、好ましくは実用上純粋の状
態で用いられるが、これを高率に含有する混合物
も用いることができる。例えばジメチルジクロル
シランのほかに式(CH33SiCl、CH3HSiCl2のシ
ランから成る混合物である。
本発明の方法で製造したトリメチルクロルシラ
ンはゴム、油、有機珪素樹脂の製造に多く用いら
れる。このトリメチルクロルシランは前記の直接
合成中僅かの生成率でしか製造されないので、テ
トラメチルシランの如き副生物からその補助量を
製造することは工業上有利である。
以下の実施例は本発明を説明するものである。
実施例 1 下記の構成の装置を用いる。
(1) 粘度が25℃で550mpa.sのポリメチルフエニ
ルシロキサン油である熱媒体流を循環する塔加
熱用二重外被を備えた長さ80cm、内径1.7cm、
有効容積182cm3の縦型塔。この塔は平均粒径が
4.2mmの無水塩化アルミニウム粒子210gが充填
してある。
(2) (シランの液状混合物を含有する)注入ビン
とほゞ140〜150℃に加熱された蒸発器からなる
反応体導入系で、前記蒸発器は前記塔の底部に
とりつけてあり、シラン液状混合物は前記ビン
の底と前記蒸発器とを結ぶ管により蒸発器中に
自重で下降する。
(3) 前記塔の出口で分岐した蒸気凝縮装置で、
(18℃程度の温度の水で冷却された)冷却器か
ら成り、目盛り受器が後続している。ガスの出
口が冷却器体上に設けてあり非凝縮性蒸気を循
環させる。この出口は−80℃に冷却したデユワ
ール・ビンに接続している。
90℃の温度の熱媒体流を二重外被中に循環し
て塔とその充填物を90℃に加熱し、式
(CH34Si、(CH32SiCl2、HSiCl3
(CH32HSiClのシランがそれぞれ1/1/
0.007/0.07のモル比と、痕跡の不飽和炭化水
素とから成るシラン液状混合物を蒸発器中に規
則的に導入する。式HSiCl3と(CH32HSiClの
シランの導入量は式(CH34Siと(CH32SiCl2
のシランの合計重量の3.5%である。
シラン混合物の平均流量はほゞ53cm2/時であ
り、これにより使用温度と塔の反応容積とから
塔内での蒸気混合物の接触時間26秒がきまる。
6時間30分の試験中、(CH34Si1.4モル、
(CH32SiCl2、1.4モルを含有するシラン混合物
314.6gを用い、受器とデユワール・ビン中で
(CH34Si0.55モル、(CH32SiCl20.56モル、
(CH33SiCl1.65モルを含有する混合物307gを
回収する。従つて(CH34Si、または
(CH32SiCl2の反応率はほゞ60%であり、
(CH34Siと(CH32SiCl2の反応量は実質的に
(CH33SiClに選択的に生成した。従つて、
(CH33SiClの生成選択率は99%の位にある。
実施例 2 混合物の流量を55cm3/時の代りに46cm3/時とす
る以外は実施例1と同じシラン混合物を用いて実
施例1と同じ操作条件で実施する。この結果接触
時間は26秒の代りに31秒となる。
一方、再分配時間は190時間である。
(CH34Siと(CH32SiCl2の反応率は56%で、
(CH33SiClの生成選択率は95%である。
実施例 3 実施例2に記載の試験終了後、塩化水素ガス流
を2時間、90℃に加熱した塔内に1モル/時の流
量で流す。塩化アルミニウム粒子中を塩化水素ガ
スを流したのち8分間窒素流を流す。次いで
(CH34Siと(CH32SiCl2の等モル混合物を90℃
の塔に50cm3/時の流量で3時間流す。塔内でのシ
ラン蒸気の接触時間は28秒である。
(CH34Siと(CH32SiCl2の反応率は45%であ
り、(CH33SiCl生成選択率は95%である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 無水塩化アルミニウムの存在下テトラメチル
    シランとジメチルジクロルシランとの反応により
    トリメチルクロルシランを製造する方法におい
    て、前記2種のシランを蒸気状態で前記の塩化ア
    ルミニウムを粒状で含有する温度が75〜120℃の
    領域に通過させることを特徴とする方法。 2 テトラメチルシランとジメチルジクロルシラ
    ンに一般式(CH3aHSiCl3-a(式中aは0、1、
    または2を示す)の水素クロルシランをテトラメ
    チルシランとジメチルジクロルシランの合計重量
    の0.1〜15%の割合で添加することを特徴とする
    前記第1項に記載の方法。 3 塩化アルミニウムの粒子は平均粒径が0.1〜
    10mmの範囲であることを特徴とする前記第1〜2
    項のいずれかに記載の方法。 4 前記領域内でのテトラメチルシランとジメチ
    ルジクロルシラン蒸気の接触時間は3〜300秒の
    範囲にあることを特徴とする前記第1〜3項のい
    ずれかに記載の方法。 5 反応させる前に塩化アルミニウムを75〜120
    ℃の温度で塩化水素ガス流で処理することを特徴
    とする前記第1〜4項に記載のいずれかの方法。
JP6119580A 1979-05-10 1980-05-08 Manufacture of trimethylchlorosilane Granted JPS55167292A (en)

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JPS55167292A JPS55167292A (en) 1980-12-26
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JP6119580A Granted JPS55167292A (en) 1979-05-10 1980-05-08 Manufacture of trimethylchlorosilane

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US (1) US4447631A (ja)
JP (1) JPS55167292A (ja)
DE (1) DE3017832A1 (ja)
FR (1) FR2456113A1 (ja)
GB (1) GB2050404B (ja)

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US4447631A (en) 1984-05-08
FR2456113A1 (fr) 1980-12-05
JPS55167292A (en) 1980-12-26
DE3017832C2 (ja) 1989-08-24
GB2050404B (en) 1983-08-03
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