[发明专利]通过重排反应制备烷基氯硅烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在氧化铝催化剂存在下制备可以具有氢的烷基氯硅烷的方法。

背景技术

用直接合成法(穆勒-罗霍夫(Müller-Rochow)合成)制备的烷基氯硅烷，除主要产物二烷基二氯硅烷外，还产生其他硅烷如四烷基硅烷、三烷基氯硅烷、烷基三氯硅烷等，对这些产物也有不同需求，如果过量的话，也许会另有他用。烷基氯硅烷和氯硅烷直接合成的粗硅烷混合物蒸馏时，还得到初馏分和中间馏分，其不能直接用于进一步的加工处理。

例如，从文献中可知各种形态的氯化铝都对重排有催化作用，甚至在诸如氧化铝的载体材料上也是如此。在US20030109735中，通过例如氯化铝中加入氧化镁，提高了三甲基硅烷+甲基三氯硅烷或三甲基氯硅烷+甲基三氯硅烷反应的转化率。DE 2351258描述了在这些反应中加入助催化剂来使反应容器中氯化铝的排放最小化。相比之下，EP 0971932描述了使用非常纯的氧化铝作为催化剂。也经常提到使用沸石，例如在EP 0146148中。

发明内容

本发明的目的是在装置中进行所有能想象到的重排反应，用一种非常有效的催化剂，不只是纯的物质，而且含有氯、氢和烷基作为取代基的硅烷混合物(也能反应)。

本发明提供了一种制备通式(1)硅烷的方法，

R_aH_bSiCl_4-a-b                        (1)

其中通式(2)和(3)的硅烷的混合物在氧化铝催化剂的存在下进行转化，氧化铝催化剂包含：每100重量份的氧化铝，1至10重量份的氯化铝和0.5至10重量份的选自氧化镁、氧化铜、氧化锌及其混合物中的金属氧化物，

R_cSiCl_4-c                            (2)

R_dH_eSiCl_4-d-e                        (3)

其中：

R是具有1至6个碳原子的烷基，

a是数值1、2或3，

b是数值0或1，

c是数值1、2、3或4，

d是数值0、1或2，以及

e是数值0、1或2。

相对于纯氧化铝，通过一定比例的氯化铝和金属氧化物可以显著加速通式(1)的硅烷制备。通式(2)和通式(3)的硅烷的反应是重排反应。

优选地，R基具有1至3个碳原子。更具体地，R基是甲基或乙基。优选的产物是二烷基二氯硅烷、三烷基氯硅烷和烷基氯硅烷。

优选进行重排反应[1]至[11]：

CH₃SiCl₃+H₂SiCl₂       ->CH₃HSiCl₂                [1]

(CH₃)₂SiCl₂+H₂SiCl₂    ->CH₃HSiCl₂+(CH₃)₂HSiCl    [2]

(CH₃)₃SiCl+H₂SiCl₂     ->CH₃HSiCl₂+(CH₃)₂HSiCl    [3]

(CH₃)₃SiCl+(CH₃)SiCl₃  ->(CH₃)₂SiCl₂              [4]

(CH₃)₃SiCl+(CH₃)HSiCl₂ ->(CH₃)₂HSiCl              [5]