Способ получения дихлорсилана

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Реслублик)М, Кл.С 07 Р 7/12 С 07 Р 7/14 С 01 В 33/О сударствениыи квинтетавета Инннстров СССРоо делан изобретенийи открытий 31) 743696043) Опубликован нци) Дата опубликования описания 310578(71) Заявитель СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИХЛОРСИЛ в качемид илилорси-;зложеси 5).К н нести дукта отоспособа след ыход целевог ычтонакана, л- ой а яветеили Изобретение относится к способу получения дихлорсилана, находящего применение при производстве кремнийор,ганических мономеров, а также при по- . лучении кремния высокой степени чистоты.Известно получение дихлорсилана путем диспропорционирования трихлорсилана в присутствии различных катализаторов, например.нитрилов )11,10 Недостатком процесса является необходимость проводить реакцию диспроо порционирования при температуре 150 Г, и выше, В, качестве катализаторов диспропорционирования можно также испольэовать алифатические цианамиды 21 . Но для активирования этих катализаторов необходимо подвергать их дополнительной обработке кислотой Льюиса. Это приводит к тому, что полученный дихлорсилан содержит такие примеси, как бор, алюминий, титан, а в результате он не является пригодным для эпитаксии Использование в качестве катализатора гексаметилфосфоротриамида позволяет получить хорошие выходы дихлорсилана, нб последний также не может быть использован для эпитаксии кремния из-за наличия в нем фосфорных примесей 13) .-Предложено также использовать стве катализатора диметилформа диметилацетамид, но выходы дих лана являются низкими из-за ра ния катализатора 41.Наиболее близким по технической сущности к описываемому способу являетсяспособ получения дихлорсилана диспропорционированием трихлорсилана в присутствии в качестве катализатора гетероциклического амина, а именно пиридина при кипении реакционной смеедостаткам уетневысокий в о прдо 6-10,Цель изобретения - увеличениехода целевого продукта.Это достигается за счет того,диспропорционирование трихлорсилпроводят в присутствии в качествтализатора гетероциклического амиа именно, М -метил- илий-винпирролидона при кипении реакционсмеси.Отличительным признаком спосоляется использование в качествероциклического амина Н -метилМ -винилпирролидона.612634 3,7 785 74 24 74 71 51,7 42,6 4,5-67 4,5-77 493 7 час н а 6 ярсилана дис орсилана втализатора я при кипе- тличаюлью увеличе-. кта, в качеинения ис- И -винилпирые в 23-14,дихлорсилан зпитаксии, сфора, алюм гп. (определабсорбцией еъ) Этот ден для бора, Ф 0,001 р атомной ,троскоп полностш пригоодержание примесей 56 ния, мышьяка ниже но колориметрией,эмиссионной спекВ т силанаакции,9 Подписное Заказ 324/18 т НИИПР г. Ужгород, ул. Проектная ППП Патеи Фили а Способ позволяет получить дихлорсилан высокой степени чистоты, содержащий бор, Фосфор, мйшьяк в количестве меньше О, 001 р р 1 нКоличество используемого катализатора 1-50 от массы израсходованноготрихлорсилана. Предпочтительно этоколичество составляет 3-20,Катализатор может быть загруженСразу перед началом реакции или егоможно загружать несколько раз.Процесс можно проводить непрерывноили периодически, например при нагревании совокупности реагентов с обратным холодильником при атмосферном давлении (начальная температура 30-40 С).Образовавшийся дихлорсилан отгоняютпо мере его образования. Можно такжедобавлять разбавитель реагентов, такой как алифатический или ароматический углеводород (циклогексан, бензоли т.п.). Для увеличения скорости процесса диспропорционирования можно также проводить процесс при давлении выше атмосферного, например, давлениеможет достигать 3 абс.бар.После окончания реакции диспропорционирования установлено, что нарядус трнхлорсиланом, обычно остающимсяв реакционной массе, в ней имеетсячетыреххлористый кремний, образовавшийся во время реакции. Трихлорсилан 30можно вьщелить дистилляцией и сноваподвергнуть диспропорционированию вдихлорсилан,П р и м е р 1, В колбу в атмосфереазота вводят 792 г трихлорсилана и79 г М -метилпирролидона, смесь кипятят с обратным холодильником (Т=ЗЗ С)и отгоняют по мере его образования дихлорсилан. Через 6 час, когда температура реакционной смеси поднимаетсяот 33 С до 50 С и когда температурадистиллята остается близкой к 10 С,собирают Фракцию 158 г, содержащую посуществу дихлорсилан и немного трихлорсилана и монохлорсилана. При ректификации дистиллята вьщеляют 140 го(72,8 Ъ) фракции с т.кип. 85-9 С, соответствующей чистому дихлорсилану,.Хроматографический анализ показывает,что в реакционной смеси осталось непрореагировавшим 229,8 г трихлорсилана и образовалось 386 г тетрахлорсилана. 60 ице приведены ьыход дихлорзависимости от условий реП р и м е р 2. В колбу в атмосферезота вводят 630 г трихлорсилана и4 г Й -метилпирролидона, смесь кипятят с обратным холодильником и отгоняют дихлорсилан по мере его образования, После 5 час проведения реакции грибавляют 30 г И -метилпирролидона и продолжают реакцию еще 4,5 часВо время опыта температура реакционной массы поднимается от 34,5 С до68,5 С,тогда как температура дистил-,лята остается близкой к 11,3 С. Собирают 119 г фракции, из которой выделяют ректификацией 108 г чистого дихлорсилана. Данные хроматографического анализа показывают, что осталосьнепрореагировавшими 85 г трихлорсиланаП р и м е р 3. В колбу в атмосфереазота вводят 620 г трихлорсилана и124 г Й -винилпирролидона, реагентыкипятят с обратным холодильником, потом отгоняют дихлорсилан по мере егообразования. Через 16,5 час, когдатемпература реакционной массы поднимается от 38 С до 58 С, собирают 1291дистиллята, из которого выделяют 99 1чистого дихлорсилана. Данные хроматографического анализа показывают, чтоосталось непрореагирававшими 160 гтрихлорсилана.Формула изобретениСпособ получения дихлопропорционированием трихлприсутствии в качестве каазотсодержащего соединенинии реакционной смеси, ощ и й с я тем, что, с цения выхода целевого продустве азотсодержащего соедпользуют ( -метил- илиролидон.Источники информации, принят овнимание при экспертизе:1. Патент США Р 2732282,кл,1952.2. Патент США Р 2732280,кл.23-14 р1952,з, Патент Франции Р 1444735,кл, С 07 Р 19604; Патент США Р 3322511,кл,23-366,атент США Р 2834648,кл. 23-1