Platin katalysierte Hydrosilylierung mit ionischen Flüssigkeiten unter Nutzung eines Schlaufenreaktors

Einige industriell wichtige Silane werden durch die Platin-katalysierte Addition von Alkenen an H-Organochlorosilane hergestellt. Meist muss der eingesetzte Pt-Katalysator nach der Reaktion durch Destillation des Rohproduktstroms abgetrennt und für den weiteren Gebrauch regeneriert werden. Zusätzlich führt die Pt-katalysierte Synthese zu verschiedenen Nebenprodukten, die keinerlei kommerziellen Nutzen bieten. Ziel der Arbeit war es somit, einen Prozess zu entwickeln, der sowohl die Selektivität bezüglich des Wertproduktes im Vergleich zum kommerziell eingesetzten Verfahren erhöht, als auch die Möglichkeit zu Immobilisation des Katalysators im Synthesereaktor bietet.
Ionische Flüssigkeiten bieten die Möglichkeit, Eigenschaften der Mehrphasenkatalyse gezielt zu steuern. Wichtig sind hier z.B. Nukleophilie, Löslichkeit von Katalysatoren und Mischbarkeit mit organischen Substraten. Ionische Flüssigkeiten wurden bereits in der Vergangenheit erfolgreich in anderen übergangsmetallkatalysierten Mehrphasenreaktionen wie der Oligomerisierung, Hydroformylierung oder Hydrierung eingesetzt. Somit erscheint es aussichtsreich, sie auch auf ihre Einsetzbarkeit in der mehrphasigen Hydrosilylierung von Organochlorsilanen zu untersuchen. Als Testreaktionen wurden die Synthese von 3-Chloropropyl-Trichlorsilan aus Allylchlorid und Trichlorsilan und die Synthese von Hexadecyltrichlorsilan aus 1-Hexadecen und Trichlorsilan ausgewählt.
Für den finalen “proof of concept” wurde die Langzeitstabilität unter praxisnahen Bedingungen in einem Schlaufenreaktor untersucht. Hier wurde die ionischen Flüssigkeit [EMMIM][Tf2N] mit PtCl4 eingesetzt. Über 48 Stunden konnte ein mittlerer Umsatzgrad von 50-70% erreicht werden. Hierbei lag die Selektivität bezüglich des Wertproduktes (3-Chlorpropyl)trichlorsilane stabil zwischen 61% und 72%. Auch im kontinuierlichen Versuch konnte keinerlei Leaching des Pt-Katalysators ermittelt werden.
Zusammenfassend scheint die flüssig-flüssig-zweiphasige Hydrosilylierung mit ionischen Flüssigkeiten als Plattformtechnologie für die industrielle Anwendung geeignet und kann unter Umständen sogar in bestehenden Anlagen implementiert werden.