Brevet FR2467855A1 — publié le 19810430

PROCEDE DE PREPARATION DE DIMETHYLCHLOROSILANE PAR REACTION DE REDISTRI BUT ION ENTRE LE METHYLCHLOROSILANE ET LE TRLMETHYLCHLOROSILAKE v La presente invention concerne un procédé d'obtention de dimethylchlorosilane par réaction de redistribution entre le méthylchlo rosilane et le triméthylchlorosilane. On connait le grand intérêt du diméthylchlorosilane en chimie organosilicique. C'est un agent de synthese d'applications tres variées permettant de préparer en particulier des monomeres organosiliciques ou des composés organosiliciques plus condensés comportant par exemple des groupements diméthylsilylés par réaction de la liaison SiCl (a, U hydrogéno-polysiloxanes, phényldiméthylsilane, diméthylvinylsilane...) ou encore des groupements dimethylchlorosilylalkyle par maction d'hydrosilylation (diméthyl(cyanoéthyl) chlorosilane, polysilcarbanes obtenus par réaction sur des composés polyalcénylés tels que les polyvinylpolysiloxanes, les composés organiques polyalcénylés...) On sait également que le diméthylchlorosilane est obtenu a ltétat de sous-produit lors du procédé de synthese directe desméthycloro- silanes. Mais la quantité produite est généralement insuffisante. D'autres sources en diméthylchlorosilane apparaissent donc nécessaires. On sait également que l'on forme durant la synthèse directe du méthyldichlorosilane qui est en général produit de manière excédentaire, par rapport aux diverses possibilités d'utilisations directes. L'excédent de ce composé peut par exemple être transformé par dismutation en méthylchlorosilane et en méthyltrichlorosilane (brevet français 1 457 139), ce dernier composé étant directement utilisable dans les résines organopolysiloxaniques. I1 importe donc alors de trouver une application intéressante pour le méthylchlorosilane. I1 a été maintenant trouvé et c'est ce qui constitue l'objet de la présente invention un procédé de préparation du diméthylchlorosilane par une réaction de redistribution entre le méthylchlorosilane et le triméthylchlorosilane. Ce procédé qui peut tre schématisé de la manière suivante est inattendu au vu de l'art antérieur. On connait dans-ce contexte en effet de nombreuses réactions de redistribution ou dismutation des organosilanes, coupant et redistribuant les liaisons silicium-methyle, silicium-chlore, siliciunrhydrogène, en présence de divers catalyseurs tels que les acides de Lewis.On sait en particulier obtenir du diréthyl- chlorosilane et du diméthyldichlorosilane par une réaction de redistribution sur chlorure d'aluminium entre le méthyldichlorosilane et le triméthylchlorosilane (brevet français 2 119 477), ce qui suppose selon le document précité une réaction de redistribution mettant en oeuvre des liaisons silicium-méthyle et silicium-chlore. Un tel mécanisme entraine alors la conséquence suivante : l'obtention de monohydrogénosilane par redistribution entre le méthylchlorosilane et le triméthylchlorosilane n'apparait pas possible.Par ailleurs, on sait également que le diméthylchlorosilane se dismute sur chlorure d'aluminium en donnant du méthylsilane, du diméthylsilane, du diméthyldichlorosilane et du triméthylchlorosilane (Zhur obshchei khim 27 709-16 et 2062-6 (1959) d'après chemical abstract 51 16 283 C et 52 6159 f). Il ne se forme donc pas de méthylchlorosilane dans la réaction de dismutation du diméthylchlorosilane. Les réactions de redistribution en chimie organosilicique étant en géné- ral équilibrées, rien ne permettait donc de penser, puisque la réaction inverse était présentée comme irréalisable que l'on puisse obtenir du diméthylchlorosilane par redistribution entre le méthylchlorosilane et le triméthylchlorosilane. Les réactifs peuvent être utilisés en proportions quelconques. En général, on ajoute un léger excès par rapport à la stoechiométrie de la réaction telle que précédemment définie, de triméthylchlorosilane. La réaction est effectuée par chauffage en présence de catalyseur favorisant les réactions de redistribution. Tout catalyseur de redistribution usuel en chimie organosilicique peut être utilisé. On mettra en oeuvre en général en tant que catalyseur un acide de Lewis tel que le chlorure d'aluminium, le trifluorure de bore, le tétrachlorure de zirconium, le chlorure de zinc, l'acide borique... D'autres catalyseurs tels que le tétrachlorure de sodium et d'aluminium, le tétrachlorure de potassium et d'aluminium peuvent être utilisés. Le catalyseur préféré est constitué par le chlorure d'aluminium, utilisé anhydre et conservé sous forme de blocs grossiers et broyés finement juste avant emploi. Les catalyseurs sont utilisés dans des proportions pondérales allant en général de 0,1 à 10 Z et de préférence de 0,5 à 5 Z par rapport au poids total des chlorosilanes chargés. Les réactifs et le catalyseur sont chauffés en phase liquide à une tenszerature comprise entre 50 et 2000 sous pression autogène. A la fin de la période de chauffage, lorsque la réaction est achevee (contrôle par exemple de la teneur en méthylchlorosilane) les constituants du mélange réactionnel peuvent être sépares par toute méthode connue par exemple par distillation. Pour éviter l'entrainement du chlorure d'aluminium dans les distillats et la formation de réactions parasites ultérieures, il est avantageux de complexer le catalyseur dans le mélange final. Cette opération peut être effectuée simplement par addition d'une cétone telle que l'acétone. On peut encore ajouter au mélange final un halogénure de métal alcalin tel que le chlorure de sodium et soumettre le mélange à un court chauffage. Le procédé de préparation du diméthylchlorosilane selon l'invention peut en outre être réalisé le cas échéant en présence d'un solvant de nature hydrocarbonée. La présence de chlorosilanes en proportions réduites tels que le diméthylsilane, le méthylsilane et le dimethyldichlorosilane peut être admise. Ces divers composés réduisent en effet les réactions de dismutations sur chlorure d'aluminium du diméthylchlorosilane engendré par la réaction Les exemples qui suivent illustrent l'invention. EXEMPLE 1 On introduit dans un autoclave- 54,4 g de triméthylchlorosilane,29,4 g de méthylchlorosilane et 3 g de chlorure d'aluminium. Le mélange est chauffé et maintenu sous agitation à 1000 durant 10 h. Après refroidissement, on détermine que les taux de transformation du méthylchlorosilane et du triméthylchlorosilane sont respectivement de 84,7 Z et de 39,3 %. Par distillation on obtient une fraction Eb760 : 350C de 21,5 g correspondant au diméthylchlorosilane. Ce dernier est obtenu avec un rendement de 58 Z par rapport au triméthylchlorosilane transformé et un rendement de 36,9 Z par rapport au méthylchlorosilane transformé. EXEMPLE 2 On introduit dans un autoclave 54,5 g de tfiméthylchlorosi- lane, 36,7 g de méthylchlorosilane 10,4 g de diméthyldichlorosilane et 3 g de chlorure d'aluminium. Le mélange est chauffé durant 7 h à 1000 sous pression autogène. Après un traitement analogue à celui de l'exem- ple 1, on détermine que les taux de transformation du méthylchlorosilane et du triméthylchlorosilane sont respectivement de 91 Z et 35 Z. Le diméthylchlorosilane est obtenu avec un rendement de 60 Z par rapport au triméthylchlorosilane transformé. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'obtention de diméthylchlorosilane caractérisé en ce que l'on fait réagir le méthylchlorosilane et le triméthylchlorosilane en présence d'un catalyseur de redistribution. 2 - Procédé selon la revendication 1 dans lequel le catalyseur est le chlorure d'aluminium.