[发明专利]制备二有机二卤代硅烷的方法

说明书

相关专利申请的交叉引用

无

技术领域

本发明涉及制备二有机二卤代硅烷的方法，该方法包括在存在金属催化剂的情况下使有机三卤代硅烷与氢气接触。

背景技术

二有机二卤代硅烷通过水解产生各种各样的聚有机硅氧烷，它们被出售到多种不同的行业。通常，商业上通过Mueller-Rochow直接法制备二有机二卤代硅烷，该方法包括在存在铜催化剂和多种促进剂的情况下使有机卤化物（如甲基氯）从零价硅上通过。直接法产生有机卤代硅烷的混合物，其中最有价值的是二甲基二氯硅烷。

直接法使用零价硅。制备零价硅的典型商业方法包括SiO₂在电弧炉中在极高温度下的碳热还原。这些极端温度的产生需要大量的能量，这显著增加了制备零价硅的方法的成本。因此，使用零价硅还显著增加了通过直接法制备二有机二卤代硅烷的成本。

除直接法之外，二有机二卤代硅烷还通过四氯化硅与多种甲基氯硅烷的烷化反应制备而得，该烷化反应是通过在高温下使这些氯硅烷的蒸汽与卤化烷一起从细分的铝或锌上通过而发生的。然而，该方法会产生大量的氯化铝或氯化锌，这在商业规模上的处理成本很高。

因此，需要一种更经济的制备二有机二卤代硅烷的方法，该方法不需要直接使用零价硅，并且不需要花费高昂的成本处理大量副产品。

发明内容

本发明涉及制备二有机二卤代硅烷的方法，所述方法包括在存在包含至少两种金属的金属催化剂的情况下以及300℃至800℃的温度下使根据式RSiX₃(I)的有机三卤代硅烷与氢气接触，形成二有机二卤代硅烷，其中R为C₁-C₁₀烃基，X为卤素，并且至少两种金属中的两者选自下列中的至少一者：(i)铜和钯，(ii)铜和金，(iii)铟和铱或(iv)铱和铼。

由于本发明的方法不直接使用零价硅，所以该方法比本领域制备二有机二卤代硅烷的其他方法更经济，并且所需的能量更少。该方法也没有与产生大量氯化铝或氯化锌相关的处理问题。

根据本发明方法制备的二有机二卤代硅烷可以用已知的方法水解以制备聚硅氧烷，其可用于多种行业和应用。

具体实施方式

一种制备二有机二卤代硅烷的方法，该方法包括：

在存在包含至少两种金属的金属催化剂的情况下以及300℃至800℃的温度下使根据式RSiX₃(I)的有机三卤代硅烷与氢气接触，形成二有机二卤代硅烷，其中R为C₁-C₁₀烃基，X为卤素，并且至少两种金属中的两者选自下列中的至少一者：(i)铜和钯，(ii)铜和金，(iii)铟和铱或(iv)铱和铼。

有机三卤代硅烷是根据式RSiX₃(I)的，其中R为C₁-C₁₀烃基，并且X为卤素，例如氯、溴、氟或碘。

用R表示的烃基通常具有1至10个碳原子，或者1至6个碳原子，或者1至4个碳原子，或者1个碳原子。含有至少3个碳原子的无环烃基可具有支链或非支链的结构。烃基的例子包括但不限于：烷基，例如甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1,1-二甲基乙基、戊基、1-甲基丁基、1-乙基丙基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基；环烷基，例如环戊基、环己基和甲基环己基；芳基，例如苯基和萘基；烷芳基，例如甲苯基和二甲苯基；芳烷基，例如苄基和苯乙基；烯基，例如乙烯基、烯丙基和丙烯基；芳亚烷基，如苯乙烯基和桂皮基；以及炔基，如乙炔基和丙炔基。

有机三卤代硅烷的例子包括甲基三氯硅烷、甲基三溴硅烷、甲基三氟硅烷、甲基三碘硅烷、乙基三氯硅烷、乙基三溴硅烷、乙基三氟硅烷、乙基三碘硅烷、丙基三氯硅烷、丙基三溴硅烷、丙基三氟硅烷、丙基三碘硅烷、丁基三氯硅烷、丁基三溴硅烷、丁基三氟硅烷、丁基三碘硅烷、苯基三氯硅烷、苯基三溴硅烷、苯基三氟硅烷、苯基三碘硅烷、苄基三氯硅烷、苄基三溴硅烷、苄基三氟硅烷和苄基三碘硅烷。在一个实施例中，有机三卤代硅烷为甲基三氯硅烷。

制备有机三卤代硅烷的方法是本领域已知的。这些化合物中的许多是市售的。

金属催化剂包含至少两种金属，并且至少两种金属中的两者选自下列中的至少一者：(i)铜和钯，(ii)铜和金，(iii)铟和铱或(iv)铱和铼。在一个实施例中，所述至少两种金属为铜和钯。