[发明专利]甲基氯硅烷的制备方法

说明书

本发明涉及烷基氯硅烷的制备方法，特别是由烷基氯二硅烷裂解制备烷基氯硅烷的方法。

在用铜粉作催化剂，由氯甲烷与硅粉进行气固相反应制备有机硅单体过程中，生成副产物甲基氯二硅烷。中国92111250.5号发明专利申请公开说明书披露了二硅烷裂解制备单硅烷的方法，反应包括Si-Si键断裂及Si-H和Si-Cl键形成，该方法以元素周期表中的VIII族贵金属如铂、钯作为催化剂，其不足之处是所用催化剂价格昂贵。

本发明的目的在于为克服上述缺陷而提供一种生产成本较低的甲基氯硅烷的制备方法，本方法用甲基氯二硅烷和氯化氢反应制备甲基氯硅烷。

本发明的技术解决方案是用通式为(CH₃)_nSi₂Cl_6-n(n为2～6的正整数)的甲基氯二硅烷混合物和氯化氢反应制备通式为(CH₃)_mSiCl_4-m(m为1～3的正整数)的甲基氯硅烷，其特殊之处是所述的反应在惰性气体存在下进行，反应采用有机胺为催化剂，反应温度为80～200℃。

本发明优先采用的是氯甲烷与硅粉反应生产有机硅单体生成的副产物甲基氯二硅烷混合物与氯化氢反应制备甲基氯硅烷。

所述的混合物是从有机硅混合单体中分离出来的沸点温度相对高的物质，其中含有许多杂质如金属离子Fe、Cu，还有细硅粉，若直接与HCl气体进行裂解反应制备甲基氯硅烷单体效果很差，故在裂解反应前需要对混合物进行预处理——蒸馏分离，截取一段馏分作为反应原料，一般取120～180℃之间的馏分，优选是140～170℃之间的馏分。

所述的催化剂优选为脂肪或芳族叔胺、季铵盐化合物。

本发明的反应在环境压力下进行，也可以在高于或低于环境压力下进行。

本发明以所用每摩尔甲基氯二硅烷计，氯化氢用量为1～6摩尔，优选为2～4摩尔。

所述的催化剂其用量(重量)为甲基氯二硅烷用量(重量)的0.5％～3％，优选为1％～2％。

本发明注意到，在进行裂解反应时，如果在相对高沸点的甲基氯二硅烷混合原料中混有少量相对低沸点的物质，如MeHSiCl₂、(CH₃)₄Si等对反应十分有利：一是可以缩短反应时间，二是可以提高二甲基二氯硅烷的选择性，增加经济效益。由于存在包括反应：，有利于提高二甲基二氯硅烷的选择性，而含氢单体(MeHSiCl₂)起着促进剂作用。所以在裂解反应过程中，可以作步骤a：将部分未冷凝气态产物用甲基氯二硅烷混合物加以吸收，吸收此气态产物后的甲基氯二硅烷混合物再加入反应体系进行裂解反应；也可以作步骤b：在所述的反应体系中加入(CH₃)₄Si和MHSiCl₂混合物；还可以既作步骤a又作步骤b。

上述的(CH₃)₄Si和MHSiCl₂混合物，优选取自于氯甲烷与硅粉反应生产有机硅单体中的副产物。

本发明所用原料高沸物包含的甲基氯二硅烷具有通式：(CH₃)_nSi₂Cl_6-n，(n为2至6的正整数)，它包括化学式为下述的部分：

MeCl₂SiSiCl₂Me  Me₂ClSiSiCl₂Me  Me₂ClSiSiClMe₂

Me₃SiSiCl₂Me    Me₃SiSiClMe₂    Me₃SiSiMe₃其中Me为甲基。

本发明制备甲基氯硅烷具有通式：(CH₃)_mSiCl_4-m，式中m为1、2、3，它包括化学式为下述的产物：