직접 프로세스

Direct process

직접 합성, 로초 공정, 뮐러-로초 공정이라고도 불리는 직접 공정은 산업 규모로 유기 규소 화합물을 제조하기 위한 가장 일반적인 기술입니다.그것은 처음에 유진 G에 의해 독립적으로 보고되었다. 1940년대 로쵸와 리처드 뮐러.[1]

이 과정은 할로겐화 알킬과 원소 실리콘의 구리 촉매 반응을 수반하며, 이는 유동층 원자로에서 일어난다.이론적으로는 어떤 할로겐화 알킬에서도 가능하지만 선택성과 수율 면에서 가장 좋은 결과는 클로로메탄(CHCl3)에서 발생합니다.일반적인 조건은 300°C와 2-5bar입니다.이러한 조건은 실리콘의 경우 90~98%, 클로로메탄의 경우 30~90%의 변환을 허용합니다.이 [2]공정을 사용하여 연간 약 1.4Mt의 디메틸디클로로실란(MeSiCl22)이 생산됩니다.

Rochow 프로세스를 실제로 실행하는 기업은 거의 없습니다.기술이 복잡하고 자본요건이 높기 때문입니다.실리콘은 유동층 내에서 반응하기 전에 분쇄되기 때문에 이 기술을 실행하는 기업은 실리콘 [3]분쇄기라고 불립니다.

반응 및 메커니즘

관련 반응은 다음과 같다(Me = CH3):

x MeCl + Si → MeSiCl3, MeSiCl22, MeSiCl3, MeSiCl, MeSiCl422 등

디메틸디클로로실란(MeSiCl22)은 특정 가치(실리콘에 대한 사전)이지만 염화트리메틸실릴(MeSiCl3)과 메틸트리클로로실란(MeSiCl3)도 가치가 있다.

직접 과정의 메커니즘은 많은 연구에도 불구하고 여전히 잘 알려져 있지 않다.구리는 중요한 역할을 한다.구리와 실리콘은 대략적인 성분인3 CuSi와 금속 간 합성을 형성합니다.이 중간체는 Si-Cl 및 Si-Me 결합의 형성을 촉진한다.구리-클로로메탄 "첨가물"에 가까운 Si-Cl을 사용하면 Me-SiCl 단위를 형성할 수 있다.두 번째 클로로메탄을 이동하면 MeSiCl이22 방출됩니다.따라서 구리는 0산화 상태에서 산화되어 환원되어 [1]촉매가 재생됩니다.

연쇄 반응은 여러 가지 방법으로 종료될 수 있습니다.이러한 종료 프로세스는 반응에서 볼 수 있는 다른 생성물을 발생시킵니다.예를 들어 2개의 Si-Cl기를 결합하면 SiCl기를2 얻을 수 있으며, SiCl기는 MeCl과 Cu 촉매 반응을 거쳐 MeSiCl을 [1]얻을3 수 있다.

촉매는 구리 외에도 반응을 촉진하는 프로모터 금속을 최적으로 함유하고 있습니다.많은 프로모터 금속 중 아연, 주석, 안티몬, 마그네슘, 칼슘, 비스무트, 비소, 카드뮴이 [1][2]언급되었다.

제품 유통 및 격리

직접 공정의 주요 생산물은 디클로로디메틸실란, MeSiCl입니다22.하지만, 다른 많은 제품들이 형성된다.대부분의 반응과 달리 이 분포는 제품 분리가 매우 [1]효율적이기 때문에 실제로 바람직합니다.각각의 메틸클로로실란은 특이하고 종종 상당한 용도를 가지고 있다.MeSiCl이22 가장 유용합니다.그것은 산업 규모로 생산되는 대부분의 실리콘 제품의 선구자이다.다른 제품은 실록산 폴리머의 제조 및 특수 [1]용도에 사용됩니다.

디클로로디메틸실란은 예상대로 약 70~90%의 수율로 얻어지는 반응의 주요 산물이다.다음으로 풍부한 산물은 메틸트리클로로실란(MeSiCl3)으로 전체의 5~15%이다.기타 제품으로는 MeSiCl(2~4%), MeHSiCl2(1~4%), MeHSiCl2(0.1~0.5%)[1]이 있습니다3.

MeSiCl은22 부분 증류를 통해 정제됩니다.다양한 클로로메틸실란의 끓는점은 비슷하지만(MeSiCl22: 70°C, MeSiCl3: 66°C, MeSiCl3: 57°C, MeHSiCl2: 41°C, MeHSiCl2: 35°C), 증류탑은 직렬로 연결되어 있다.제품의 순도는 백산 고분자의 생산에 결정적으로 영향을 미치며, 그렇지 않으면 연쇄 분기가 발생합니다.[1]

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g h 를 클릭합니다Rösch, L.; John, P.; Reitmeier, R. (2003). "Organic Silicon Compounds". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a24_021..
  2. ^ a b 독일 와인하임 Christoph Organmetalics VCH, Elscenbroich: 1992년.ISBN 978-3-527-29390-2.
  3. ^ "Basic Silicone Chemistry – A Review" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2011-05-16. Retrieved 2010-01-26.