Способ получения р-цианэтилтрихлорсилана

Способ получения р-цианэтилтрихлорсилана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 2I8765

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

Кл. 12о, 26/03

Заявлено 09.XII.1966 (№ 1118386/23-4) с присоединением заявки №

МПК С 071

Приоритет 09.XII.1965, № 41618. Франция

Опубликовано 17 1/.1968. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 22ХП1.1968

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УД К 547.491 245.07 (088.8) Авторы из(бретения

Иностранцы

Поль Гинэ и Робер Путэ (Франция) Иностранная фирма

«Рона-Пуленк А. О.» (Франция) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ р-ЦИАНЭТИЛТРИХЛОРСИЛАНА

Изобретение относится к способу получения р-цианэтилтрихлорсилана.

Известен способ получения р-цианэтилтрихлорсилана взаимодействием трихлорсилана с акрилонитрилом в присутствии диметилформамида или трибутиламина в качестве катализатора при нагревании до 100=С в автоклаве как в присутствии четыреххлористого кремния, так и без него.

Для получения продукта более высокой степени чистоты предложено в качестве катализатора использовать замещенные пиразолоны, например антипирин или пирамидон, которые берут в количестве 0,5 — 8%, предпочгительно

1,5 — 4%, от общего веса использованного трихлорсилана, а нагреванис вести до 110-170"С. В качестве разбавителя используют четыреххлористый кремний.

Пример 1. В автоклав объемом 8,6 л, снабженный вращающейся мешалкой (200 об/мин), загружают 330 г акрилонитрила (10 моль) и 38 г антипирина (или 1,5-диметил-2-фенил-3-пиразолона). После продувки смеси азотом (в конце которой остаточное давление составляет приблизительно 2 бар, а подача азота прекращена, ее нагревают до

120 С. В этот момент давление в автоклаве достигает 8 бар. Затем убирают внешний нагрев и с помощью дозирующего насоса впрыскивают 1000 смз трихлорсилана (или

1355 г) за 25 мин, что составляет расход

2,4 л/час. Во время введения хлорсилана температура изменяется от 120 до 170 С и давление от 8 до 20 бар. Массу перемешивают в течение 10 мин после окончания подачи хлорсилана. По истечении этих 10 мин температура реакционной массы 148 С, давление внутри автоклава 18 бар. Затем охлаждают аппаратуру, удаляют газ и продувают потоком азо10 та. Получают таким образом 1900 г жидкости.

Перегонкой при атмосферном давлении >bl деляют 202 г летучих продуктов, кипящих в пределах 35 — 78"C. 1688 г оставшейся жидкости очищают при пониженном давлении

1s (18 — 20 мм рт. ст.). Собирают таким образом

1370 г продукта, имеющего следующие характеристики: т. кип. 102 — 108 С; (18 — 20 мм рт. ст.); п, о 1,4615; d 4 1,356; гидролизуется хлора 56,1%.

Продукт кристаллизуется, отстаиваясь при комнатной температуре, кристаллы плавятся при 34 — 35 С. Продукт, структуру которого определяют инфракрасной спектрофотомет2S рией и анализом с ядерным магнитным резонансом, является б-цианэтилтрихлорсиланом.

Выход повышается до 72,6% по отношению к введенному трихлорсилану. В реакторе остается полимеризованный остаток 244 г; в ловуlll30 ке, расположенной между вакуум-насосом и

218765 приемником, содержащим р-цианэтилтрихлорсилан, получают 74 г продукта с низкой точкой кипения.

Хроматографический анализ летучих продуктов, отогнанных при атмосферном давлснии, а также продуктов, полученных в ловушке, обнаруживает присутствие четыреххлористого кремния, акрилонитрила, ничтожных количеств трихлорсилана и других продуктов»еопределенной природы.

Пример 2. В аппаратуру, описанную в примере 1, загружают 212 г акрилонитрила (4 моль) и 38 г антипирина. После продувки содержимого автоклава потоком азота до остаточного давления газа 2 бар подачу азота прекращают и массу нагревают до 120 C. Давление, достигнутое при этой температуре, составляет 8 бар. Прекращают нагревание и вп1>ыскивают с помощью дозирующего насоса эквимолекулярную смесь, содержащую 10 моль трихлорсилана (1355 г) и 10 моль акрилонитрила (530 г). Во время этого впрыскивания (продолжается 25 мин), расход смеси составляет 4 л/час, температура 140 †1 С .(поддерживают наружным охлаждением), давление изменяется с 8 до 20 бар.

По окончании загрузки трихлорсилана смесь перемешивают еще в течение нескольких минут, затем охлаждают аппаратуру, извлекают из автоклава 2044 г жидкости, представляющей 96>/р загрузки. Как описано выше, производят возгонку и ри атмосферном да вле» и и, удаляя таким образом 317 г продукта, кипящего между 52 и 97 С, затем очищают при пониженном давлении 1727 г остающегося продукта и выделяют 1375 г р-цианэтилтрихлорсилана, имеющего следующие характеристики: т. кип. 93 С (15 мм рт. ст. );

d4o 1,3615; п о 1,4620; гидролизуемый хлор

55,8О/q. Выход 72,8оо по отношению к введенному трихлорсилану.

Пример 3. B тот же самый автоклав загру>кают 212 г акрилонитрила (4 моль) и 38г антипирина. Создают атмосферу азота (давление 1 бар), затем продувают, как указано выше, и нагревают до 120 С.

Когда эта температура достигнута и давление составляет 7 бар, прерывают нагревание и впрыскивают в течение 26 мин смесь, содержащую 530 г (10 моль) акрилонитрила, 1355 = (10 моль) трихлорсилана и 170 г (1 моль) четыреххлористого кремния.

Во время впрыскивания (температура 130-—

140 С от наружного охлаждения) давление изменяется с 7 до 20 бар.

После охлаждения аппаратуры и удаления газообразных продуктов отбирают 2264 г яидкости, ее возгоняют при атмосферном давлении, что дает 563 г летучих продуктов, кипящих между 40 и 87 С; из 1693 г жидкого остатка очисткой при пониженном давлении получают 1431 г Р-цианэтилтрихлорсилана, имеющего следующие характеристики: т, кип.

89 — 90 С (12 мм рт. ст,); п 1,461; d4 1,362;

65 гидролизуемый хлор 56,25>/р. Выход составляет 76 /о по отношению к введенному трихлорсилану.

П р и мер 4. В автоклав объемом 3,6 л загружают 636 г акрилонитрила (12 моль) и 38 г антипирина, продувают азотом, оставляют остаточное давление 5 бар и нагревают. Как только температура массы достигнет 120"С, давление становится 10 бар, впрыскивают в этот автоклав смесь, состоящую из 1355 г трихлорсилана (10 моль) и 170 г SiC1 (1 моль).

Во время впрыскивания, которое продолжается 17 мин (соответствует расходу 4 л/час) и в ходе которого поддерживают температуру около 140= — 150 С, давление изменяется с

10 до 24 бар.

К концу реакции, таким образом, получают

2143 г жидкого продукта, перегонка которого при атмосферном давлении позволяет выделить 379 г продукта, кипящего между 57»

80 С.

1760 г остающегося продукта очищают при пониженном давлении и получают таким образом 1411 г Р-цианэтилтрихлорсилана, имеющего следующие характеристики: т. кип.

106 С (26 мм рт. ст.); 04 1,360; пр 1,4615; гидролизуемый хлор 56o/>. Выход составляет

74,8>/о по отношению к введенному трихлорсилану.

Пример 5. В такой же аппарат, как в примере 4, загружают 636 г акрилонитрила (12 моль) и 38 г пирамидона (или 1,5-диметил-2-фенил-4-диметиламино - З-пиразолона), продувают атмосферу аппарата азотом, оставляют загруженный азот под давлением 7 бар, нагревают массу до 120 С и впрыскивают в течение 15 мин смесь, содержащую 1355 г (10 люль) трихлорсилана в 170 г четыреххлористого кремния (1 моль), что соответствует среднему расходу 4,520 л/час. Во время введения этих реактивов в реакционной массе поддерживают температуру между 140 и

150 С благодаря наружному охлаждению, давление в этих условиях изменяется с 13 до

25 бар. К концу реакции извлекают 2156 г жидкого продукта (98>/р загрузки). После возгонки при атмосферном давлении, что позволяет выделить 444 г продукта, кипящего между 48 и 80 С, получают 1710 г жидкого продукта, ректификация которого в вакууме дает

1363 г Р-цианэтнлтрихлорсилана, имеющего следующие характеристики: т. кип. 87 — 90 С (10 — 11 мм рт. ст.); d 4 1,359; про 14618 гидролизуемый хлор 55,4О/р. Выход составляет

72,4% по отношению к введенному TpHxJIop" силану.

Пример 6. В автоклав примера 6 загружают 636 г акрилонитрила (12 моль) и 38 г пирамидона, продувают азотом и оставляют остаточное давление 7 бар. Затем, как указг»о в предыдущих примерах, смесь нагревают до 120 С, давление достигает 13 бар, прерывают нагревание и впрыскивают в течение

16 мин смесь, содержащую 1355 г трихлорси218765

Предмет изобретения

Составитель М. Кожинская

Редактор Л. Г. Герасимова Текред Л. Я. Левина Корректоры: О. Б. Тюрина и Н. В. Босняцкая

Заказ 2350>5 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Ком>лета по делам изобретений и открытий при Совете Министров CCCI

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 лана (10 моль) и 255 г четыреххлористого кремния (1,5 моль), что соответствует расход;

4,45 л/час. Во время впрыскивания поддерживают температуру между 140 и 150 С слабым наружным охлаждением; давление в этих условиях изменяется до 28 бар. После охлаждения при комнатной температуре и расширении газа извлекают 2245 г жидкого продукта, что составляет 98,1 вес. в/p загруженного продукта. Возгонкой при атмосферном давлении мделяют 558 г продукта, кипящего между 44 и

78 С. 1686 г остающейся жидкости очищают при пониженном давлении и собирают таким образом 1392 г р-цианэтилтрихлорсилана, имеющего следующие характеристики: т. кип, 86 — 90С (12 — 13 мм рт. ст); d4 1361;

1,4613; гидролизуемый хлор 55,3o/в, Выход составляет 73,8o/, по отношению к введенному трихлорсилану.

Пример 7. Загружают 212 г акрилонитрила (4 моль) и 57 г пирамидона в такую же аппаратуру, как в предыдущем примере, продувают азотом, оставляя остаточное давление азота 3 бар и нагревают. Когда температура в реакционной смеси достигает 120 С (давление соответственно 9 бар), впрыскивают смесь, содержащую: 530 г (10 моль) акрилонитрила, 1355 г (10 моль) трихлорсилана и 170 г (1 моль) четыреххлористого кремния. Расход смеси 2,4 л/час. Во время впрыскивания в продолжение 45 мин температуру поддерживают

120 — 130 С, тогда как давление изменяется до

16 бар. По снижении температуры смеси до комнатной и атмосферном давлении извлекают 2250 " жидкого продукта (97,6 вес. o/p загруженных продуктов) . Возгонкой при атмосферном давлении выделяют 548 г продукта, кипящего при 40 — 80 С.

1702 г остающейся жидкости очищают при пониженном давлении и получают таким образом 1432 г Р-цпанэтплтрнхлорсилана, имеющего следующие характеристики: т. кнп.

Т0 78 — 80-С (7 — 8 мм рт. ст.); Ilp) 1,4625:

d4 1,362; гидролизуемый хлор 56,4p/в. Выход составляет 76% по отношению к введенному трихлорсилану.

1. Способ получения р-цианэтилтрихлорсилана взаимодействием трихлорсилана с акри20 лонитрилом в присутствии катализатора при нагревании в автоклаве, отличающийся тем, что, с целью повышения степени чистоты конечного продукта, в качестве катализатора берут замещенные пиразолоны, например 3fi25 типирин или пирамидон.

2. Способ по п. 1, отлича>ошийся тем, что берут от 0,5 до 8o/,, предпочтительно 1.5 — 4o/о, катализатора от общего веса использованного трихлорсилана.

30 3, Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что нагревание ведут до 110 — 170 C.

4, Способ по пп. 1, 2 и 3, отличпющийсч тем, что процесс ведут в присутствии четыреххлористого кремния в качестве разбавителя.