Способ получения дихлорсилана

 

СПИ

Союз Советскии

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 06.11.75 (21) 2186209/23-04 (51) М. Кл.

С 07 Р 7/12

С 07 F 7/14

С 01 В 33/04 (32) 07.11.74 (23) Приоритет (31) 74 36961 (33) Франция (43) Опубликовано 25.04.78. Бюллетень № 15 (45} Дата опубликования описания 29.03.78

Государстоанный иомитвт

Соввтв Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК

547.245.07 (088.8} (72) Автор изобретения

Иностранец

Жильбер Марен (Франция) Иностранная фирма

" Рон-Пуленк Энцюстри," (Франция} (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИХЛОРСИЛАНА

Изобретение относится к области кремнийор. ганической химии, к улучшенному способу получения дихлорсилана, который используется при получении кремния высокой степени чистоты.

Известен способ получения дихлорсилана б диспропорционированием трихлорсилана в присутствии различных катализаторов, например, нитрилов (1).

Недостатком способа является необходимость осуществления реакции дисмутации при температуре 150 С и выше. В качестве катализатора реакции дисмутацни используют также алифатические цианамиды (2), но при этом возникает необходимость в дополнительной обработке катализатора, с целью их активации, кислотой Льюиса (33 15

В связи с этим, полученные дихлорсиланы содержат загрязняющие примеси бора, алюминия, титана и поэтому для эпитаксии непригодны.

Известно использование при диспропоршюнировании трихлорсилана в качестве катализаторов ами- ЯО нов и хлорпщратов аминов (4). Однако применение этих катализаторов приводит к малому выходу продукта. Использование в качестве катализатора гексаметилфосфотриамида (5) обеспечивает получение дихлорсилана с хорошим выходом про- вб дукта, однако это соединение нельзя использовать для эпитаксии кремния в силу его загрязнения фосфорными соединениями.

Прототтптом изобретенатя является способ получения дихлорсилана диспропорциошированием трихлорсилана в присутствии в качестве катализатора амида карбоновой кислоты, а именно, диметилацетамилв при 50 — 250 С при непрерывном удалении целевого продукта из зоны реакции (61.

К недостаткам указанного способа следует отнести низкий выход целевого продукта — до 25%.

Цель изобретения — увеличение выхода целевого продукта.

Это достигается предлагаемым способом диспропорционирования трихлорсилана в присутствии в качестве катализатора амида карбоновой кислоты, а именно, тетраметилмочевины при нагревании, желательно до 38-60 С, H непрерывном удалении целевого продукта из зоны реакции.

Отличительным признаком способа является использование в качестве амида карбоновой кислоты тетраметилмочевины, Количество применяемого катализатора решающего значения не имеет. Это количество составля604498

Составитель О. Минаева

ТехРед З.Фанта

Редактор Р. Антонова

КоРРектоР Р. Папп

Заказ 1927/4

Тираж 559 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ет, как правило, от 1 до 50% от используемой массы трихлорсилана Предпочтительно от 5 до 30%

Способ осуществляют непрерывно или периодически. Дихлорсилан отделяют по мере его образования дистилляцией. Можно добавить раэбавитель, например алифатический или ароматический углеводород. Вместе с тем, для ускорения реакции диспропорционирования процесс можно вести под давлением выше i атмоферного.

По окончании реакции остается некоторое ко- Ip личество в реакционной массе тетрахлорсилана, Отмечается также некоторое количество образовавшегося при реакции четыреххлористого кремния.

Трихлорсилан можно извлечь перегонкой и вновь вернуть в процесс. 15

Использование в качестве катализатора тетраметилмочевины позволяет получить в процессе диспропорционирования при низких температурах хорошие выходы дихлорсилана, — до 80,3%, пригодного для эпитаксии кремния, причем содержание 20 бора, фосфора, мышьяка в нем ниже 0,001 pram.

Кроме того катализатор можно регенерировать.

Пример l. В атмосфере азота загружают

573 г трихлорсилана, 57 r тетраметнлмочевины. 25

Сваесь нагревают до 33 С и дихлорсилан отгоняют при атмосферном давлении по мере его образования.

За 8 час, в течение которых температура реакционной массы возрастает с 35 до 40 С, а температура кипения дистиллята составляет 11 С. Получают ЗО

130 г дистиллята, содержащего в основном, дихлорсилан и немного трихлорсилана, перегонкой которого получают 110 r чистого дихлорсилана, т.кил. 8,5 — 9" С. Хроматографически показано, что ос таток содержит 228 г непрореагировавшего трихлор. 35 силана и 189 г тетрахлорсилана.

П р н м е р 2. В атмосфере азота смесь

630 г трихлорсилана и 126 г тетраметилмочевины нагревают 7,5 час. Температура реакции возрастает с 38 до 60 С, а температура кипения отгоняемого иэ реакционной массы дистиплята ll С. Получают

172 г продукта, перегонкой которого получают

143 г чистого дихлорсилана, т.кип, 8,5 — 9 С. Выход 80,3% по отношению к превращенному HS i CI 3.

Степень превращения HSiCIз равна 76,3%.

В реакционную массу для отделения дистилляцией остаточного трихлорсилана (149 r) и четырехлористого кремния (200 г) добавляют 195 r циклогексана. После отгонки циклогексана получают фракцию, содержащую 105 г регенерированной тетраметилмочевины.

Формула изобретения

1. Способ получения дихлорсилана диспропорционированнем трихлорсилана в присутствии в качестве катализатора амида карбоновой кислоты при нагревании и непрерывном удалении целевого продукта из зоныреакции, о тл ич аю щий ся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, в качестве амида карбоновой кислоты используют тетраметнлмочевину.

2, Способ по п.l, отличающийся тем, что процесс проводят при температуре 38 — 60 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США И 2732282, кл..23 — 14, 1956.

2. Патент США И 2732280, кл, 23 — 14, 1956.

3. Патент США И 2732281, кл. 23 — 14, 1956.

4. Патент США Ио 2834648, кл. 23 — 44, 1956.

5. Патент Франции И 1444735, С 07 f, 1960.

6; Патент США Ие 3322511, 23 — 366, 1967.