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DE69112873T2 - Verfahren zur Alkylierung von Silanen. - Google Patents

Verfahren zur Alkylierung von Silanen.

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DE69112873T2
DE69112873T2 DE69112873T DE69112873T DE69112873T2 DE 69112873 T2 DE69112873 T2 DE 69112873T2 DE 69112873 T DE69112873 T DE 69112873T DE 69112873 T DE69112873 T DE 69112873T DE 69112873 T2 DE69112873 T2 DE 69112873T2
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DE
Germany
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silane
metal
alkyl
catalyst
halide
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Kirk Michael Chadwick
Ronald Lee Halm
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Dow Silicones Corp
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Dow Corning Corp
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    • 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
    • C07F7/0896Compounds with a Si-H linkage
    • 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
    • C07F7/0803Compounds with Si-C or Si-Si linkages
    • C07F7/0825Preparations of compounds not comprising Si-Si or Si-cyano linkages
    • C07F7/0827Syntheses with formation of a Si-C bond

Landscapes

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

Description

  • Diese Erfindung betrifft die Addition von Alkylresten an nicht halogenierte Silane zur Herstellung von höheralkylierten Silanen. Diese Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Umsetzung von Silanen mit Alkylhalogeniden in Gegenwart eines als Halogenakzeptor dienenden Metalls in Anwesenheit oder in Abwesenheit eines Katalysators. Durch das beschriebene Verfahren können Silane in wertvollere Zwischenprodukte und in Organosilane umgewandelt werden, die leichter zu handhaben sind.
  • EP-A-O 365 207, relevant nach den Bestimmungen von Artikel 54(3) EPÜ, bezieht sich auf die Herstellung von höheralkylierten Silanen durch Addition von Alkylresten an halogenierte Silane. Die Druckschrift beschreibt insbesondere ein Verfahren, bei dem man (A) ein Siliciumhalogenid in Gegenwart eines als Halogenakzeptor dienenden Metalls, wie Aluminium, das mit einem Alkylhalogenid und einer genügenden Menge eines Katalysators in Berührung bringt, der den Austausch von Alkylresten aus dem Alkylhalogenid mit den Halogenatomen des Siliciumhalogenids fördert; (B) das Siliciumhalogenid mit dem Alkylhalogenid in Gegenwart des Metalls und des Katalysators bei einer Temperatur oberhalb von 150ºC zu den höheralkylierten Silanen und einem Metallhalogenid umsetzt; und (C) die höheralkylierten Silane isoliert und abtrennt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von höheralkylierten Silanen durch Umsetzung von halogenfreien Silanen mit einem Alkylhalogenid in Gegenwart eines als Halogenakzeptor dienenden Metalls zur Verfügung zu stellen. Das Verfahren kann mit oder ohne Katalysator, der den Austausch von Alkylresten aus dem Alkylhalogenid mit Wasserstoffatomen des Silans verbessert, durchgeführt werden. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem die Alkylierung von halogenfreien Silanen mit einer verbesserten Reaktionsgeschwindigkeit, mit verbesserter Selektivität in Bezug auf höheralkylierte Organosilane oder mit einer Kombination beider vorteilhaften Wirkungen abläuft.
  • Es wird angenommen, daß die in der vorliegenden Erfindung als Katalysatoren dienenden Materialien Stoffe sind, die den Kontakt der Dämpfe des als Ausgangsstoff dienenden Alkylhalogenids und des halogenfreien Silans fördern, indem sie die Durchdringung der Dämpfe oder die Zerstörung eines Films oder einer Schicht aus Metalloxid auf der Oberfläche des als Halogenakzeptor dienenden Metall 5 fördern. Die vorliegende Erfindung soll jedoch durch diese Theorie nicht begrenzt werden.
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erhöhung der Zahl der Alkylgruppen von Silanen zur Verfügung gestellt, und zwar unter Bedingungen, die hierin dargelegt werden. Beschrieben wi rd ein Verfahren zur Herstellung höheralkylierter Silane mit der Formel
  • R¹aRnSiH4-a-n,
  • in der R¹ jeweils unabhängig ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus Alkylresten und substituierten Alkylresten; R jeweils unabhängig ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus Methyl, Ethyl und n-Propyl; a für 0, 1, 2 oder 3 steht; n für 1, 2, 3 oder 4 steht; und a + n = 1, 2, 3 oder 4 ist;
  • bei dem man
  • (A) ein Silan mit der Formel
  • R¹aSiH4-a,
  • in der R¹ und a wie zuvor definiert sind; in Gegenwart eines als Halogenakzeptor dienenden Metalls mit einem Alkylhalogenid mit der Formel
  • RX,
  • in der R wie zuvor definiert ist und X ein Halogenatom bezeichnet, in Berührung bringt;
  • (B) das Silan mit dem Alkylhalogenid in Gegenwart des Metalls bei einer Temperatur zwischen 200 und 400ºC zu einem höheralkylierten Silan und einem Halogenid des Metalls umsetzt.
  • Der Substituent R¹ kann weiterhin einen Alkenyl-, Aryloder Alkylarylrest bezeichnen, allein oder in Kombination mit Alkyl- und substituierten Alkylresten. Die Verfahrensbedingungen sind dann jedoch, wie hierin erläutert werden wird, etwas anders als wenn R ausschließlich unabhängig ausgewählte Alkyl- und substituierte Alkylreste bezeichnet.
  • Die Silane, die mit Alkylresten angereichert werden können, sind Siliciumhydride mit der Formel
  • R¹aSiH4-a,
  • in der a für 0, 1, 2 oder 3 steht. Jeder Substituent R¹ kann einen Alkylrest bezeichnen, z.B. einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen; einen substituierten Alkylrest, z.B. Chlormethyl oder Trifluorpropyl; einen Alkenylrest, z.B. Vinyl, Allyl oder Hexenyl. Weiterhin kann R jeweils einen Aryl- oder Alkylarylrest bezeichnen, z.B. Phenyl, Tolyl oder Benzyl.
  • Das Silan kann z.B. Silan (SiH&sub4;), Methylsilan, Dimethylsilan, Trimethylsilan, Ethylsilan, Diethylsilan, Triethylsilan, Methylethylsilan, Dimethylethylsilan, Methylpropylsilan, Vinylsilan, Methylvinylsilan, Allylsilan, 3,3,3-Trifluorpropylsilan, Methyl(3,3,3-trifluorpropyl)silan, Phenylsilan, Diphenylsilan, Methylphenylsilan, Benzylsilan oder Tolylsilan sein.
  • Das Alkylhalogenid kann z.B. Methylfluorid, Methylbromid, Methylchlorid, Ethylfluorid, Ethylbromid, Ethylchlorid, n-Propylfluorid, n-Propylbromid oder n-Propylchlorid sein. Bevorzugte Alkylhalogenide sind Methylchlorid und Ethylchlorid.
  • Das Molverhältnis des Alkylhalogenids und des Silans, die dem Reaktor zugeführt werden, kann variieren, je nach den Ausgangsstoffen, dem gewünschten Produkt und den Reaktionsbedingungen. Beispiele für brauchbare Molverhältnisse sind in den Beispielen gegeben. Ein bevorzugtes Molverhältnis beträgt 0,5 bis 5 Mole Alkylhalogenid pro Mol Wasserstoff in dem Silan.
  • Das Silan und das Alkylhalogenid werden in Gegenwart eines Metalls miteinander in Berührung gebracht, das als Halogenakzeptor dient. Weiterhin kann ein Katalysator vorhanden sein, der die Substitution von Alkylresten anstelle des Wasserstoffs in dem Silan fördert.
  • Das als Halogenakzeptor dienende Metall kann Aluminium oder Zink sein. Das bevorzugte Metall ist Aluminium. Das Metall kann z.B. in der physikalischen Form von Pulvern, Draht, Flocken, Granalien, Klumpen (chunks) vorliegen. Es wird bevorzugt, daß die Form des Metalls so viel Oberfläche wie möglich bietet, um den Kontakt mit dem Silan und dem Alkylhalogenid zu fördern.
  • Ein Katalysator kann verwendet werden, der die Substitution des Restes R des Alkylhalogenids gegen ein Silanwasserstoffatom unter Bildung höher alkylierter Silane fördert. Der Katalysator ist ein Stoff, der einzelne oder mehrere der folgenden Vorteile ergibt: (1) verkürzte Induktionszeit für die Einstellung stationärer Alkylierungsbedingungen; (2) erhöhte Umwandlung der Ausgangsstoffe Silan und Alkylhalogenid; und (3) insgesamt höherer Einbau der aus dem Alkylhalogenid stammenden Alkylreste in das Silan. Wie z.B. in dem nachfolgenden Beispiel 2 gezeigt wird, werden bei der Umsetzung von Methylchlorid mit Trimethylsilan in Gegenwart von Aluminium etwa 0,84 Mol Methyl pro Mol Si zugefügt. Bei Zusatz eines Katalysators, wie metallischem Zinn in einer Konzentration von 4.200 ppm, bezogen auf das Gewicht des Aluminiums, steigt der Einbau von Methylresten auf etwa 0,95 Mol pro Mol Si unter denselben Bedingungen hinsichtlich Temperatur und Kontaktzeit.
  • Es ist in der Technik bekannt, daß bestimmte Stoffe Aluminium angreifen. Beispiele für diese Stoffe sind Halogenwasserstoff, Magnesiumchlorid, Zinkchlorid, Phosphorund Eisen(III)-Chlorid. Es wird angenommen, daß für die Steigerung des Austausches von Alkylresten gegen Wasserstoff in der obigen Reaktion diejenigen Materialien wirksam sind, die den Kontakt der Dämpfe der Ausgangsstoffe Alkylhalogenid und Silan mit dem als Halogenakzeptor dienenden Metall verbessern, indem sie die Durchdringung oder Zerstörung eines Films oder einer Schicht aus Metalloxid auf der Oberfläche des als Halogenakzeptor dienenden Metalls fördern. Die vorliegende Erfindung wird jedoch durch diese Theorie nicht begrenzt.
  • Der Katalysator kann z.B. metallisches Zinn und Zinnverbindungen, Antimon und Antimonverbindungen, Magnesium und Magnesiumverbindungen, Kupfer und Kupferverbindungen, Quecksilber und Quecksilberverbindungen, Aluminiumbromid, Bor, Phosphor, metallische Phosphorlegierungen, Metallphosphide, Palladium, Iod, Eisenchlorid, Halogenwasserstoffe und Gemische dieser Stoffe einschließen. Wenn Aluminium das als Halogenakzeptor dienende Metall ist, kann der Katalysator weiterhin Zink und Zinkverbindungen enthalten. Es sollte verstanden werden, daß die Bezeichnung "Verbindungen" sowohl anorganische als auch organische Verbindungen der betreffenden Metalle einschließt.
  • Der Katalysator ist nicht auf diese als Beispiele gegebenen Materialien oder Verbindungen beschränkt. Beliebige Materialien oder Verbindungen, die in gleichwertiger Weise wirken, indem sie den Kontakt der Dämpfe der Ausgangsstoffe Alkylhalogenid und Silan mit dem als Halogenakzeptor dienenden Metall fördern, indem sie die Durchdringung oder Zerstörung eines auf der Oberfläche des als Halogenakzeptor dienenden Metalls befindlichen Films oder einer Schicht aus Metalloxid erleichtern, sollen in die vorliegende Erfindung einbezogen sein. Zinn und Zinnverbindungen sind die bevorzugten Katalysatoren. Besonders bevorzugt werden metallisches Zinn und Zinnphosphid. Welche Menge eines Katalysators ausreichend ist, hängt von dem speziellen Katalysator ab. Die meisten Katalysatoren sind jedoch in Konzentrationen von mehr als etwa 3.000 Gewichtsteilen auf eine Million Teile des als Habgenakzeptor dienenden Metalls (3.000 ppm) wirksam. Die Erfinder erwarten, daß Katalysatorgehalte von 100 ppm oder mehr für einen gesteigerten Austausch von Alkylresten gegen Wasserstoff wirksam sind. Diese geringeren Mengen an Katalysator sind jedoch anfällig gegen Inaktivierung und Vergiftung durch Verunreinigung innerhalb des Verfahrens. Katalysatorgehalte von mehr als etwa 3 Gew%, bezogen auf das als Halogenakzeptor dienende Metall, sind wirksam und haben anscheinend keinen schädlichen Effekt. Die Erfinder erwarten, daß höhere Gehalte an Katalysator brauchbar sind, jedoch keinen zusätzlichen Nutzen bringen
  • Wenn Kupfer oder Kupferverbindungen als Katalysator ver wendet werden, liegt deren bevorzugte Konzentration zwischen etwa 3.000 und 60.000 ppm. Höhere Konzentrationen an Kupfer können angewandt werden, aber es wird kein Vorteil beobachtet. Kupfer kann auch in niedrigeren Konzentrationen wirksam sein, jedoch mit verminderter Effizienz hinsichtlich des Austausches von Alkyl und Wasserstoff. Die katalytische Wirksamkeit von Kupfer und Kupferverbindungen kann durch Zinn, Zinnverbindungen, Zink, Zinkverbindungen und Gemische dieser Stoffe erhöht werden. Eine bevorzugte Konzentration beträgt etwa 50 bis 3.000 ppm Zink und/oder Zinn.
  • Der Katalysator kann mit dem Metall, das als Halogenakzeptor dient, in Form eines heterogenen Gemisches von Feststoffen kombiniert werden. Der Katalysator kann auch als Legierung mit dem als Halogenakzeptor dienenden Metall kombiniert werden. Der Katalysator kann z.B. in der physikalischen Form von Pulver, Granalien, Flocken, Chips oder Kügelchen vorliegen.
  • Der Kontakt von Silan und Alkylhalogenid mit dem Metall, das als Halogenakzeptor dient, mit oder ohne Katalysator, kann nach bekannten Verfahren für den Kontakt von Gasen und Feststoffen bewirkt werden. Der Kontakt kann bewirkt werden, indem man das Silan und das Alkylhalogenid verdampft und die Dämpfe vereint oder getrennt in ein Gefäß einführt, das das feste Metall mit oder ohne Katalysator enthält. Die Feststoffe können in den Kontakt fördernder Weise angeordnet sein, z.B. als Festbett, gerührtes Bett, vibrierendes Bett oder fluidisiertes Bett.
  • Um die Reaktion des Silans, des Alkylhalogenids und des Metalls mit oder ohne Katalysator zu fördern, wird ein Gefäß mit Vorrichtungen zur Regelung der Temperatur in der Kontaktzone verwendet. Bei kontinuierlicher Arbeitsweise sollte das Gefäß die Möglichkeit bieten, das als Halogenakzeptor dienende Metall in dem Maße nachzufüllen, in dem es in das Metallhalogenid umgewandelt wird.
  • Um die Reaktion zu ermöglichen, sollte die Temperatur in der Kontaktzone bei Silanen, die keine Alkenyl-, Aryl- -und Alkaryl-Substituenten enthalten, etwa 200 bis 400ºC betragen. Bevorzugt wird ein Bereich von 300 bis 375ºC. Wenn das Silan Alkenyl-, Aryl- und Alkaryl-Substituenten enthält, ist eine Temperatur von 400 bis 500ºC erforderlich. Als ein bevorzugter Temperaturbereich für Silane mit Alkenyl-, Aryl- und Alkylaryl-Substituenten werden 425 bis 475ºC angesehen. Temperaturen oberhalb von 500ºC sind nicht erwünscht, weil die Geschwindigkeit der Abspaltung von organischen Gruppen vom Silicium bei diesen höheren Temperaturen erheblich sein kann. Weiterhin ist auch die Geschwindigkeit der Zersetzung von Alkylhalogeniden bei höheren Temperaturen gesteigert. Es wird erwartet, daß nur eine geringe Reaktion bei Temperaturen unterhalb der angegebenen Minimalwerte stattfindet.
  • Die Verweilzeit des gasförmigen Silans und des Alkylhabgeni ds in Kontakt mit dem als Halogenakzeptor dienenden Metall, mit oder ohne Katalysator, sollte größer als etwa 0,5 Sekunden sein. Verweilzeiten im Bereich von etwa 1 bis 15 Sekunden werden für Silane bevorzugt, die keine Alkenyl-, Aryl- oder Alkaryl-Substituenten enthalten. Für Silane mit Alkenyl-, Aryl- oder Alkaryl-Substituenten liegt eine bevorzugte Verweilzeit im Bereich von etwa 10 Sekunden bis zu einer Stunde.
  • Die höheralkylierten Silane werden von dem entstandenen Metallhalogenid, nicht umgesetztem Silan und nicht umgesetztem Alkylhalogenid abgetrennt und isoliert. Das Metallhalogenid kann unter den Reaktionsbedingungen dampfförmig oder flüssig sein. Die Abtrennung des Metallhalogenids von den höheralkylierten Silanen und den verbliebenen Ausgangsstoffen kann nach so bekannten Verfahren geschehen, wie Abkühlen des das Kontaktgefäß verlassenden Produktstromes auf eine genügend niedrige Temperatur, um die Gewinnung des Metallhalogenids als Feststoff oder Flüssigkeit zu gestatten, während die höheralkylierten Silane und die verbliebenen Ausgangsstoffe als Dämpfe durchgehen. Die Metallhalogenide können auch in dem Reaktor bleiben. Der Strom von gasförmigem Produkt 83 der aus höheralkylierten Silanen und verbliebenen Ausgangsstoffen besteht, kann zu einem flüssigen Rohprodukt kondensiert werden. Die höheralkylierten Silane können in hoher Reinheit durch bekannte Verfahren, wie Destillation, von den verbliebenen Ausgangsstoffen abgetrennt werden.
  • Die folgenden Beispiele werden gegeben, damit der Fachmann die vorliegende Erfindung besser verstehen und würdigen kann. Die Beispiele sind lediglich illustrativ und sollen nicht als die hierin aufgeführten Patentansprüche begrenzend ausgelegt werden.
  • Beispiel 1
  • Eine Apparatur für die Alkylierung von Silanen durch Umsetzung eines Silans mit einem Alkylhalogenid in Gegenwart von Aluminiummetall wurde aufgebaut. Diese Apparatur ist typisch für diejenige, die in den folgenden Beispielen verwendet wurde.
  • Ein Zylinder aus kohlenstoffhaltigem Stahl mit einem Durchmesser von etwa 1,9 cm (0,75 inch), der bis zu einer Höhe von etwa 15,2 cm (6 inches) mit Feststoffen beschickt werden konnte, wurde mit Aluminiummetall gefüllt, das mit metallischem Zinn als Katalysator gemischt war. Der Zylinder wurde in einem elektrisch beheizten fluidisierten Sandbett angeordnet, um die Temperatur des Zylinders und seines Inhalts zu regeln. Die Ausgangsstoffe wurden in dem Zylinder von oben nach unten geführt. Das feste Aluminium wurde durch einen Stopfen aus Glaswolle an Ort und Stelle gehalten.
  • Methylchlorid (MeCl) wurde aus einem Druckzylinder zugeführt. Der Strom des Methylchlorids wurde durch ein Meßgerät für den Massenfluß geregelt. Das zugeführte Silan, in diesem Fall Trimethylsilan (Me&sub3;), wurde als Gas aus einem Druckzylinder zugeführt. Die Ausgangsstoffe MeCl und Silan wurden durch eine etwa 1,22 m (4 feet) lange Schlange aus Edelstahlrohr geleitet, die sich in dem erhitzten fluidisierten Sandbad befand.
  • Die den Reaktor verlassenden Dämpfe wurden durch eine erhitzte Falle geleitet, deren Temperatur auf etwa 100ºC eingeregelt war, um Aluminiumchlorid aus dem Dampfstrom als Feststoff abzuscheiden. Die verbliebenen Dämpfe wurden in eine Kühlfalle geleitet, um nicht umgesetztes MeCl und das entstandene Gemisch von Methylsilanen zu gewinnen. Das flüssige Rohprodukt wurde dann durch Gaschromatographie (GC) analysiert.
  • Der zylindrische Reaktor wurde mit 16,1 g Aluminiumpulver beschickt. Das Aluminiumpulver war Alkan 44, atomisiertes Aluminiumpulver, das von Alcan-Toyo American, Joliet, Illinois, bezogen war. Das Aluminiumpulver war mit etwa 5.000 ppm metallischem Zinn gemischt. Das metallische Zinn war ein feines Pulver mit weniger als 325 Mesh, bezogen von Belmont Metals. Das Volumen des mit dem Gemisch aus Aluminium und Zinn gefüllten Reaktors betrug 10,4 ml. Der Reaktor wurde auf eine Ofentemperatur von etwa 250ºC oder 350ºC unter Stickstoffspülung erhitzt. Trimethylsilan und MeCl-Gas wurden dem Verdampfer und dem Reaktor in Mengen zugeführt, die Molverhältnissen von MeCl:Si von 1,4, 1,5 und 2,6 entsprachen. Für die reagierenden Gase wurden Oberflächengeschwindigkeiten zwischen 0,006 und 0,02 m/s (0,02 bis 0,07 ft/s) bei der Reaktortemperatur berechnet, wobei die Verweilzeit 2 bis 15 Sekunden betrug.
  • Eine Probe des Rohprodukts wurde gezogen und durch GC analysiert. Tabelle 1 ist eine Zusammenfassung dieser Ergebnisse. Die Proben werden in der Tabelle 1 als "Probe" bezeichnet. Die Reaktionstemperatur wird in "ºC" angegeben. Das Molverhältnis der Ausgangsstoffe Methylchlorid und Trimethylsilan wird als "Molverhältnis MeCl:Si" bezeichnet. Die Ergebnisse der Analyse des Rohprodukts werden angegeben in % Tetramethylsilan (%Me&sub4;) und Trimethylchlorsilan (%Me&sub3;SiCl) auf MeCl/Me&sub3;-freier Basis. Der Prozentsatz des in Produkt umgewandelten Trimethylsilans wird mit "%Si Umw. angegeben. Die Bezeichnung "ADME" ist ein Maß für die zusätzlichen Si-Me-Liganden pro Mol zugeführtes Silicium. Tabelle 1 Zinn-katalysierte Reaktion von Trimethylsilan mit Methylchlorid und Aluminium Probe Molverhältnis
  • Es wird angenommen, daß bei genügend langer Verweilzeit die Reaktion bei Temperaturen initiiert werden könnte, die so niedrig wie 200ºC sind.
  • Beispiel 2
  • Unter Verwendung der Apparatur, der Verfahren und der Ausgangstoffe des Beispiels 1 wurde ein Vergleichsversuch (Versuch D) ohne Katalysator durchgeführt, um den Einfluß des Zinnkatalysators auf die Methylierung von Trimethylsilan in Gegenwart von Methylchlorid und Aluminiummetall zu untersuchen. Die Ergebnisse dieses Versuchs sind zum Vergleich mit den Ergebnissen des Versuchs C mit Katalysator angegeben. Die Einzelheiten des Versuchs C sind im Beispiel 1 dargelegt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. Die Kopfleiste der Tabelle 2 ist dieselbe wie die der Tabelle 1, zusätzlich mit der Bezeichnung "Kat", die sich auf den in dem Verfahren verwendeten Katalysator bezieht. Tabelle 2 Wirkung des Zinnkatalysators auf die Methylierung von Trimethylsilan mit Methylchlorid und Aluminium Probe Molverhältnis
  • Diese Ergebnisse zeigen an, daß das Verfahren mit oder ohne Zusatz von Katalysator durchgeführt werden kann. Die günstige Wirkung des Katalysators wird durch den höheren Wert von ADME angezeigt.
  • Beispiel 3
  • Mit der Apparatur und den Verfahren des Beispiels 1 wurde ein Versuch durchgeführt, um die Methylierung von Silan (SiH&sub4;) zu untersuchen, Die Ausgangsstoffe waren Silan und Methylchlorid. Das Metall war Aluminiumpulver, und der Katalysator war Zinn, beide wie zuvor im Beispiel 1 beschrieben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 wiedergegeben. Die Kopfleiste der Tabelle 3 ist dieselbe wie die der Tabelle 1 mit der Ausnahme, daß "%Me&sub4;", "%Me&sub3;SiH" und "%Me&sub2;SiH&sub2;" die Verteilung der Produkte auf MeCl/SiH&sub4;- freier Basis angeben. Tabelle 3 Methylierung von Silan durch Umsetzung mit Methylchlorid und Aluminium in Anwesenheit von Zinnkatalysator Probe Molverhältnis a Daten nicht verfügbar.
  • Die in Tabelle 3 aufgeführten Daten zeigen, daß Silan nach dem Verfahren der Erfindung methyliert werden kann.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung höheralkylierter Silane der Formel
R¹aRnSiH4-a-n,
in der R jeweils unabhängig ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus Alkylresten und substituierten Alkylresten; R jeweils unabhängig ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus Methyl, Ethyl und n-Propyl; a für 0, 1, 2 oder 3 steht; n für 1, 2, 3 oder 4 steht; und a + n = 1, 2, 3 oder 4 ist;
bei dem man
(A) ein Silan Formel
R¹aSiH4-a,
in der R¹ und a wie zuvor definiert sind;
in Gegenwart eines als Halogenakzeptor dienenden Metalls mit einem Alkylhalogenid der Formel
RX,
in der R wie zuvor definiert ist und X ein Halogenatom bezeichnet, in Berührung bringt;
(B) das Silan mit dem Alkylhalogenid in Gegenwart des Metalls bei einer Temperatur zwischen 200 und 400ºC zu einem höheralkylierten Silan und einem Halogenid des Metalls umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine genügende Menge eines Katalysators verwendet wird, der den Austausch der Wasserstoffatome des Silans gegen die Reste R des Alkylhabgenids wirksam verbessert.
3. Verfahren zur Herstellung höheralkylierter Silane der Formel
R¹aRnSiH4-a-n,
in der R jeweils unabhängig ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus Alkyl-, substituierten Alkyl-, Alkenyl-, Aryl- und Alkarylresten; R jeweils unabhängig ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus Methyl, Ethyl und n-Propyl; a für 0, 1, 2 oder 3 steht; n für 1, 2, 3 oder 4 steht; und a + n = 1, 2, 3 oder 4 ist;
bei dem man
(A) ein Silan der Formel
R¹aSiH4-a,
in der R und a wie zuvor definiert sind, in Gegenwart eines als Halogenakzeptors dienenden Metalls mit einem Alkylhalogenid der Formel
RX
in der R wie zuvor definiert ist und X ein Halogenatom bezeichnet, in Berührung bringt;
(B) das Silan mit dem Alkylhalogenid in Gegenwart des Metalls bei einer Temperatur zwischen 400 und 500ºC zu einem höheralkylierten Silan und einem Halogenid des Metalls umsetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei eine genügende Menge eines Katalysators verwendet wird, der den Austausch der Wasserstoffatome des Silans gegen die Reste R des Alkylhabgenids wirksam verbessert.
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