CN106459100A - 四烷氧基硅烷的制造方法 - Google Patents
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Classifications
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Abstract
本发明的目的在于提供能够节能且高收率地制造四烷氧基硅烷的方法。利用包括在脱水剂的存在下和/或在具备脱水手段的反应器中使醇与二氧化碳反应的第一工序及使第一工序中所得的反应混合物与氧化硅反应的第二工序的制造方法，能够节能且高收率地制造四烷氧基硅烷。
Description
技术领域
本发明涉及四烷氧基硅烷的高效率的制造方法，更详细而言，涉及利用了二氧化碳的四烷氧基硅烷的制造方法。
背景技术
四烷氧基硅烷作为用于制造各种硅烷化合物、有机硅酮聚合物、各种甲硅烷基化剂、胶体二氧化硅及陶瓷等的原料来使用。
作为一直以来已知的烷氧基硅烷类的工业上的制造方法，已知以下方法：以天然的二氧化硅作为起始原料，并与碳混合，在高温下进行还原，由此得到金属硅，再使金属硅与氯反应而制造四氯化硅，之后，再使其与醇反应(参照专利文献1)。另外，还已知使金属硅与醇直接反应的制造方法(参照专利文献2、3)。
但是，这些方法均必须经过需要高温的金属硅制造过程，存在能量效率差的问题。
另一方面，作为由二氧化硅直接制造烷氧基硅烷的方法，已知以碱金属元素或碱土金属元素作为催化剂而使二氧化硅与碳酸烷酯反应来制造烷氧基硅烷的方法(参照专利文献4、5)。这些方法由于不以上述金属硅作为原料，因此在能量效率上是有利的，另一方面，需要以化学计量来计相对于二氧化硅为至少2倍摩尔量的量投入较昂贵的化合物即碳酸烷酯，作为四烷氧基硅烷的工业制法，存在经济上的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭62－114991号公报
专利文献2：美国专利第2473260号
专利文献3：日本特开2000－430009号公报
专利文献4：日本特开2001-114786号公报
专利文献5：日本专利第3026371号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明的目的在于提供能够节能且高收率地制造四烷氧基硅烷的方法。
用于解决技术问题的手段
本发明人等为了解决上述的课题而反复进行了深入研究，结果发现：首先，使醇与二氧化碳反应，并使其反应混合物与氧化硅反应，在利用脱水剂等适当除去因反应而产生的水，由此能够节能且高收率地制造四烷氧基硅烷。以至完成了本发明。
即，本发明如下所述。
＜1＞一种四烷氧基硅烷的制造方法，其特征在于，其是使用了醇和氧化硅的四烷氧基硅烷的制造方法，该制造方法包括：
第一工序，在脱水剂的存在下和/或在具备脱水手段的反应器中使醇与二氧化碳反应；
以及第二工序，使上述第一工序中所得的反应混合物与氧化硅反应。
＜2＞根据＜1＞所述的四烷氧基硅烷的制造方法，其中，上述第一工序在选自金属醇盐、有机金属氧化物及无机金属氧化物中的至少1种金属化合物的存在下进行。
＜3＞根据＜2＞所述的四烷氧基硅烷的制造方法，其中，上述金属化合物的金属元素为钛、锡或锆。
＜4＞根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的四烷氧基硅烷的制造方法，其中，上述脱水剂为有机脱水剂和/或无机脱水剂。
＜5＞根据＜4＞所述的四烷氧基硅烷的制造方法，其中，上述有机脱水剂为下述通式(1)所示的缩醛。
【化1】
(式中，R1及R2分别独立地表示氢原子或碳数1～15的烃基，R表示碳数1～15的烃基。其中，R1及R2两者均为氢原子的情况除外。)
＜6＞根据＜1＞～＜5＞中任一项所述的四烷氧基硅烷的制造方法，其中，上述第二工序在碱金属化合物和/或碱土金属化合物的存在下进行。
＜7＞根据＜6＞所述的四烷氧基硅烷的制造方法，其中，上述碱金属化合物为选自碱金属氢氧化物、碱金属卤化物、碱金属碳酸盐及碱金属碳酸氢盐中的至少1种。
＜8＞根据＜1＞～＜7＞中任一项所述的四烷氧基硅烷的制造方法，其通过使醇、氧化硅和二氧化碳存在于一个反应体系中，从而使上述第一工序及上述第二工序在一个反应体系中进行。
发明效果
根据本发明，可以不经由金属硅而利用氧化硅高收率地得到四烷氧基硅烷。因此，能够与现有技术相比能效更优异且更低成本地制造四烷氧基硅烷。
附图说明
图1为能够在本发明的一个方式的四烷氧基硅烷的制造方法中使用的反应器的示意图((a)、(b)：分批式反应器、(c)：连续槽型反应器、(d)：连续管型反应器)。
图2为在第一工序中使用的反应器所具备的脱水手段的示意图。((a)：分离膜、(b)：蒸馏装置)。
具体实施方式
在对本发明进行说明时，列举具体例进行了说明，但是只要不脱离本发明的主旨，则并不限定于以下的内容，也可以适当变更后加以实施。
＜四烷氧基硅烷的制造方法＞
本发明的一个方式的四烷氧基硅烷的制造方法(以下，有时简称为“本发明的制造方法”。)为使用醇和氧化硅制造四烷氧基硅烷的方法，其特征在于，包括下述的第一工序和第二工序。
第一工序：在脱水剂的存在下和/或在具备脱水手段的反应器中使醇与二氧化碳反应的工序。
第二工序：使第一工序中所得的反应混合物与氧化硅反应的工序。
本发明人等着眼于使用醇和氧化硅的方法作为不经由金属硅的四烷氧基硅烷的制造方法，并对其进行了研究，结果发现：通过使醇与氧化硅反应，并且使二氧化碳共存，从而有效地生成四烷氧基硅烷。认为这是由于：醇与二氧化碳反应而活化，这使其与氧化硅更有效地反应。即，认为二氧化碳作为反应加速剂发挥作用。另外，由于二氧化碳可以再生而进行再利用，因此使得极力减少了不需要的排出物，还进一步以醇和氧化硅这样的廉价且平常的材料作为起始原料进行利用，因而可以说是非常适合于工业的方法。
另外，本发明人等还确认到：若未利用脱水剂等适当除去因反应产生的水，则导致四烷氧基硅烷的收率显著降低。
即，包括第一工序和第二工序的本发明的制造方法是能够节能且高收率地制造四烷氧基硅烷的方法。
予以说明，包括“第一工序”和“第二工序”是指：不限于分别独立地进行反应的方式，例如也可以通过使醇、氧化硅和二氧化碳存在于一个反应体系中，从而使第一工序和第二工序在一个反应体系中进行。因此，在本发明的制造方法中包含以下任一种方式：如图1的(a)所示，在分批式反应器中分别投入醇、氧化硅和二氧化碳而进行第一工序和第二工序的方式；如图1的(b)所示，在分批式反应器中使醇与二氧化碳反应后，再投入氧化硅而使反应混合物与氧化硅反应的方式；如图1的(c)所示，在连续槽型反应器中逐次投入醇和二氧化碳，将反应混合物转移至另一连续槽型反应器中，使其与氧化硅反应而逐次回收四烷氧基硅烷的方式；以及如图1的(d)所示，在连续管型反应器中逐次投入醇和二氧化碳，使其与氧化硅反应而逐次回收四烷氧基硅烷的方式等。
(第一工序)
第一工序为在脱水剂的存在下和/或在具备脱水手段的反应器中使醇与二氧化碳反应的工序，但是，醇的种类并无特别限定，可以根据作为制造目标的四烷氧基硅烷进行适当选择。例如，若使用甲醇作为醇，则可以制造四甲氧基硅烷，若使用乙醇，则可以制造四乙氧基硅烷。
醇可以为脂肪族醇和芳香族醇的任一种，另外，醇中的烃基可以具有支链结构、环状结构、碳－碳不饱和键等各种结构。
醇的碳数通常为1以上，优选为15以下，更优选为10以下，进一步优选为8以下。
作为具体的醇，可列举甲醇、乙醇、1－丙醇、2－丙醇、1－丁醇、2－丁醇、2－甲基－1－丙醇、2－甲基－2－丙醇、苄醇、苯酚等。其中，优选甲醇、乙醇，更优选甲醇。
第一工序优选在选自金属醇盐、有机金属氧化物及无机金属氧化物中的至少1种金属化合物的存在下进行。若在这些金属化合物的存在下，则醇与二氧化碳更容易反应，结果可以更高收率地制造四烷氧基硅烷。予以说明，金属醇盐的烷氧基优选为同与二氧化碳反应的醇具有相同烃基的烷氧基。
金属化合物的金属元素优选为选自钛、锡或锆中的至少1种。
作为具体的金属醇盐，可列举四甲氧基钛、四乙氧基钛、四异丙氧基钛、四丁氧基钛、四甲氧基锆、四乙氧基锆、四甲氧基锡、四乙氧基锡、四叔丁氧基锡、二正丁基二甲氧基锡、二正丁基二乙氧基锡、二正丁基二丁氧基锡等。
作为具体的有机金属氧化物，可列举二甲基氧化锡、二乙基氧化锡、二异丙基氧化锡、二正丁基氧化锡等。
作为具体的无机金属氧化物，可列举氧化锆、氧化锡、氧化钛等。
予以说明，金属化合物可以仅使用1种，也可以组合使用2种以上。
金属化合物的使用量相对于醇1mol通常为0mmol以上，优选为0.01mmol以上，更优选为0.1mmol以上，通常为1mol以下，优选为500mmol以下，更优选为100mmol以下。
第一工序中，用于在脱水剂的存在下和/或在具备脱水手段的反应器中使醇与二氧化碳反应的反应器、操作步骤、反应条件等并无特别限定，可以根据目的进行适当选择。
作为反应器，可如上述那样地列举分批式反应器(参照图1的(a)、(b))、连续槽型反应器(参照图1的(c))、连续管型反应器(参照图1的(d))等。予以说明，分批式反应器优选为高压釜等耐压反应器。
就操作步骤而言，可列举例如以下方法：在使用分批式反应器的情况下，在反应器中投入醇、脱水剂、金属化合物等，利用二氧化碳气体对反应容器内进行扫气后，填充二氧化碳进行密闭，并加热至反应温度。予以说明，二氧化碳在25℃时的填充压力优选为0.1～10MPa。若为上述范围内，则可以更高收率地制造四烷氧基硅烷。
另外，可列举以下方法：在使用连续槽型反应器、连续管型反应器的情况下，对于加热到反应温度的反应器，以气体或液体的形式将醇、脱水剂、二氧化碳、金属化合物等分别连续地投入到反应器中。予以说明，为了投入醇、脱水剂、二氧化碳、金属化合物等，也可以使用载气。作为载气，也可以使用氮气、氩气等不活泼气体或者二氧化碳气体本身作为载气。予以说明，载气或二氧化碳等的供给速度等可以根据反应器的大小、反应条件等进行适当选择。
第一工序的反应温度通常为50℃以上，优选为80℃以上，更优选为100℃以上，通常为500℃以下，优选为400℃以下，更优选为300℃以下。
第一工序的反应压力通常为0.1MPa以上，优选为1.0MPa以上，更优选为3.0MPa以上，通常为60MPa以下，优选为30MPa以下，更优选为20MPa以下。予以说明，二氧化碳的分压通常为0MPa以上，优选为0.1MPa以上，更优选为0.2MPa以上，通常为50MPa以下，优选为20MPa以下，更优选为10MPa以下。
第一工序的反应时间通常为1小时以上，优选为5小时以上，更优选为10小时以上，通常为168小时以下，优选为120小时以下，更优选为100小时以下。
若为上述范围内，则可以更高收率地制造四烷氧基硅烷。
第一工序中的脱水剂是指通过与水进行化学性反应或者对水进行物理性吸附而除去水的物质，具体的种类并无特别限定，可以适当选择公知的脱水剂。
作为具体的脱水剂，可列举：缩醛、酸酐等有机脱水剂；硫酸镁、硫酸钠、氯化钙、氧化钙、氧化磷(V)、氧化铝等无机脱水剂；分子筛等的吸附剂等。其中，从能够在反应体系中均匀地发生作用的观点出发，优选有机脱水剂，更优选下述通式(1)所示的缩醛。
【化2】
(式中，R1及R2分别独立地表示氢原子或碳数1～15的烃基，R表示碳数1～15的烃基。其中，R1及R2两者均为氢原子的情况除外。)
予以说明，缩醛的烷氧基优选为同与二氧化碳反应的醇具有相同烃基的烷氧基。若脱水剂为缩醛，则如下述反应式(2)所示那样与水反应而生成醇，再使该醇与二氧化碳反应，由此可以进行利用。另外，反应结束后，回收到的醛或酮容易再生为缩醛，可以进行再利用。
【化3】
作为具体的通式(1)所示的缩醛，可列举苯甲醛二甲基缩醛、乙醛二甲基缩醛、甲醛二甲基缩醛、丙酮二甲基缩醛(2,2－二甲氧基丙烷)、丙酮二乙基缩醛、丙酮二苄基缩醛、二乙基酮二甲基缩醛、二苯甲酮二甲基缩醛、苄基苯基酮二甲基缩醛、环己酮二甲基缩醛、苯乙酮二甲基缩醛、2,2－二甲氧基－2－苯基苯乙酮、4,4－二甲氧基－2,5－环己二烯－1－酮缩醛、二甲基乙酰胺二乙基缩醛等。予以说明，缩醛可以仅使用1种，也可以组合使用2种以上。
缩醛的使用量是相对于醇1mol通常为0mol以上，优选为0.001mol以上，更优选为0.005mol以上，通常为1mol以下，优选为0.8mol以下，更优选为0.5mol以下。若为上述范围内，则可以更高收率地制造四烷氧基硅烷。
第一工序中的具备脱水手段的反应器是指反应器具备能够对水进行分离的材料或装置等，具体的手段并无特别限定，可以适当选择公知的手段。
作为具体的脱水手段，可列举如图2(a)所示的分离膜、如图2(b)所示的蒸馏装置等。予以说明，作为具体的分离膜，可列举碳膜、二氧化硅膜、沸石膜、高分子膜等。
(第二工序)
第二工序为使第一工序中所得的反应混合物与氧化硅反应的工序，氧化硅是指包含硅原子(Si)和氧原子(O)作为主要构成元素的化合物，意味着可以为一氧化硅(SiO)、二氧化硅(SiO2)或者沸石等与其他金属的复合氧化物。
作为具体的氧化硅，可列举：硅石、硅砂、硅藻土、石英等天然矿物；含硅植物的焚烧灰、火山灰；硅酸盐类；来自二氧化硅溶胶的硅胶、气相二氧化硅、二氧化硅氧化铝、沸石等。
第二工序优选在碱金属化合物和/或碱土金属化合物的存在下进行。若在碱金属化合物或碱土金属化合物的存在下，则促进氧化硅的硅－氧键的开裂，能以更高收率地制造四烷氧基硅烷。
作为碱金属化合物及碱土金属化合物中的碱金属及碱土金属，可列举锂(Li)、钠(Na)、镁(Mg)、钾(K)、钙(Ca)、铯(Cs)等。另外，就抗衡离子而言，可列举氢氧化物、卤化物、氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、醇盐、硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、有机酸盐、硫酸盐、硝酸盐等。其中，优选氢氧化物、卤化物、碳酸盐、碳酸氢盐，更优选碱金属氢氧化物、碱金属卤化物、碱金属碳酸盐及碱金属碳酸氢盐。
作为具体的碱金属化合物及碱土金属化合物，可列举氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化铯、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、氟化钠、氟化钾、氟化铯等。予以说明，碱金属化合物及碱土金属化合物可以仅使用1种，也可以组合使用2种以上。
碱金属化合物和碱土金属化合物的总使用量是相对于氧化硅(二氧化硅的情况下)1mol通常为0mol以上，优选为0.001mol以上，通常为20mol以下，优选为10mol以下。
第二工序中，用于使第一工序中所得的反应混合物与氧化硅反应的反应器、操作步骤、反应条件等并无特别限定，可以根据目的进行适当选择。
作为反应器，可与第一工序同样地列举分批式反应器(参照图1的(a)、(b))、连续槽型反应器(参照图1的(c))、连续管型反应器(参照图1的(d))等。予以说明，分批式反应器优选为高压釜等耐压反应器。
就操作步骤而言，可列举例如以下方法：在使用分批式反应器的情况下，在反应器中投入第一工序中所得的反应混合物、氧化硅、碱金属化合物等，利用不活泼气体对反应容器内进行扫气后，填充不活泼气体进行密闭，并加热至反应温度。
另外，可列举以下方法：在使用连续槽型反应器或连续管型反应器的情况下，预先将氧化硅、碱金属化合物等投入到反应器中，将反应容器加热至反应温度后，以气体或液体的形式分别连续地投入第一工序中所得的反应混合物。予以说明，为了投入第一工序中所得的反应混合物，也可以使用载气。
第二工序的反应温度通常为50℃以上，优选为80℃以上，更优选为100℃以上，通常为500℃以下，优选为400℃以下，更优选为300℃以下。
第二工序的反应压力通常为0.1MPa以上，优选为1.0MPa以上，更优选为3.0MPa以上，通常为60MPa以下，优选为30MPa以下，更优选为20MPa以下。予以说明，二氧化碳的分压通常为0MPa以上，优选为0.1MPa以上，更优选为0.2MPa以上，通常为50MPa以下，优选为20MPa以下，更优选为10MPa以下。
第二工序的反应时间通常为1小时以上，优选为5小时以上，更优选为10小时以上，通常为168小时以下，优选为120小时以下，更优选为100小时以下。
若为上述范围内，则可以更高收率地制造四烷氧基硅烷。
本发明的制造方法包括第一工序及第二工序，但如上所述，并不限于第一工序和第二工序分别独立地进行反应的情况，例如也可以通过使醇、氧化硅和二氧化碳存在于一个反应体系中，从而使第一工序和第二工序在一个反应体系中进行。予以说明，换言之，该方式可以表现为下述的方法。
一种四烷氧基硅烷的制造方法，其是包括使醇与氧化硅反应的反应工序的四烷氧基硅烷的制造方法，上述反应工序为满足下述的(a)及(b)的条件的工序。
(a)在二氧化碳的存在下使其进行反应。
(b)在脱水剂的存在下和/或在具备脱水手段的反应器中使其进行反应。
在使第一工序和第二工序在一个反应体系中进行的方式中，也优选在选自金属醇盐、有机金属氧化物及无机金属氧化物中的至少1种金属化合物的存在下进行。予以说明，关于金属化合物的详细情况如上述所示。
另外，在使第一工序和第二工序在一个反应体系中进行的方式中，也优选在碱金属化合物和/或碱土金属化合物的存在下进行。予以说明，关于碱金属化合物和/或碱土金属化合物的详细情况如上述所示。
用于使第一工序和第二工序在一个反应体系中进行的反应器、操作步骤、反应条件等并无特别限定，可以根据目的进行适当选择。
作为反应器，可如上述那样地列举分批式反应器(参照图1的(a))、连续管型反应器(参照图1的(d))等。予以说明，分批式反应器优选为高压釜等耐压反应器。
就操作步骤而言，可列举例如以下方法：在使用分批式反应器的情况下，在反应器中投入醇、氧化硅、脱水剂、金属化合物、碱金属化合物等，利用二氧化碳气体对反应容器内进行扫气后，填充二氧化碳进行密闭，并加热至反应温度。予以说明，二氧化碳在25℃时的填充压力优选为0.1～10MPa。若为上述范围内，则可以更高收率地制造四烷氧基硅烷。
另外，可列举以下方法：在使用连续管型反应器的情况下，预先将氧化硅、脱水剂、碱金属化合物等投入到反应器中，将反应容器加热至反应温度后，以气体或液体的形式分别连续地投入醇、二氧化碳、金属化合物等。予以说明，为了投入醇、二氧化碳、金属化合物等，也可以使用载气。作为载气，也可以使用氮气、氩气等不活泼气体或者二氧化碳气体本身作为载气。予以说明，载气或二氧化碳等的供给速度等可以根据反应器的大小、反应条件等进行适当选择。
反应温度通常为50℃以上，优选为80℃以上，更优选为100℃以上，通常为500℃以下，优选为400℃以下，更优选为300℃以下。
反应压力通常为0.1MPa以上，优选为1.0MPa以上，更优选为3.0MPa以上，通常为60MPa以下，优选为30MPa以下，更优选为20MPa以下。予以说明，二氧化碳的分压通常为0MPa以上，优选为0.1MPa以上，更优选为0.2MPa以上，通常为50MPa以下，优选为20MPa以下，更优选为10MPa以下。
反应时间通常为1小时以上，优选为5小时以上，更优选为10小时以上，通常为168小时以下，优选为120小时以下，更优选为100小时以下。
若为上述范围内，则可以更高收率地制造四烷氧基硅烷。
实施例
以下，列举实施例及比较例对本发明进行更具体的说明，但是只要不脱离本发明的主旨，则可以进行适当变更。因此，本发明的范围并不解释为受到以下所示的具体例的限定。
＜实施例1＞
在放有磁力搅拌棒的20mL容积的SUS制高压釜(日东高压公司制)中加入二氧化硅(富士SILYSIA化学CARiACT Q－10)0.18g、甲醇3.0g、作为有机脱水剂的丙酮二甲基缩醛(2,2－二甲氧基丙烷)5.0g、氢氧化钾0.02g，在25℃的温度下，按照在压力计(SwagelokFST公司PGI－50M－MG10)所示的压力下使高压釜内达到2MPa的方式从储气瓶填充二氧化碳，边搅拌10分钟边保持该状态，进行密封。之后，边对高压釜内以1200rpm进行搅拌边加热至242℃，使其反应24小时。冷却后，放出所残留的二氧化碳，利用气相色谱(岛津制作所GC－2014ATF/SPL)对反应混合物进行了分析。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为47％。结果示于表1-1中。
＜实施例2＞
对于实施例1的反应条件，将反应时间设为96小时，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为88％。结果示于表1-1中。
＜实施例3＞
对于实施例1的反应条件，将二氧化碳压力设为0.8MPa，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为27％。结果示于表1-1中。
＜实施例4＞
对于实施例1的反应条件，将二氧化碳压力设为1.2MPa，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为40％。结果示于表1-1中。
＜实施例5＞
对于实施例1的反应条件，将二氧化碳压力设为0.4MPa，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为7％。结果示于表1-1中。
＜实施例6＞
对于实施例1的反应条件，将二氧化碳压力设为3.0MPa，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为46％。结果示于表1-1中。
＜实施例7＞
对于实施例1的反应条件，将二氧化碳压力设为4.8MPa，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为30％。结果示于表1-1中。
＜实施例8＞
对于实施例1的反应条件，代替氢氧化钾而采用氢氧化钠(0.013g)，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为32％。结果示于表1-1中。
＜实施例9＞
对于实施例1的反应条件，代替氢氧化钾而采用氢氧化铯(0.045g)，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为52％。结果示于表1-1中。
＜实施例10＞
对于实施例1的反应条件，代替氢氧化钾而采用氢氧化锂(0.012g)，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为8％。结果示于表1-1中。
＜实施例11＞
对于实施例1的反应条件，代替氢氧化钾而采用碳酸锂(0.022g)，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为10％。结果示于表1-1中。
＜实施例12＞
对于实施例2的反应条件，代替氢氧化钾而使用碳酸钠(0.029g)，除此以外，利用与实施例2同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为30％。结果示于表1-1中。
＜实施例13＞
对于实施例1的反应条件，代替氢氧化钾而采用碳酸钾(0.036g)，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为56％。结果示于表1-1中。
＜实施例14＞
对于实施例1的反应条件，代替氢氧化钾而采用碳酸铯(0.069g)，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为60％。结果示于表1-1中。
＜实施例15＞
对于实施例1的反应条件，代替氢氧化钾而采用氟化钠(0.013g)，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为17％。结果示于表1-1中。
＜实施例16＞
对于实施例1的反应条件，代替氢氧化钾而采用氟化钾(0.018g)，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为50％。结果示于表1-2中。
＜实施例17＞
对于实施例1的反应条件，代替氢氧化钾而采用氟化铯(0.04g)，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为53％。结果示于表1-2中。
＜实施例18＞
对于实施例3的反应条件，进一步添加了四甲氧基钛1.0mol％(相对于醇1mol)，除此以外，利用与实施例3同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为51％。结果示于表1-2中。
＜实施例19＞
对于实施例3的反应条件，进一步添加了四甲氧基钛1.5mol％(相对于醇1mol)，除此以外，利用与实施例3同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为43％。结果示于表1-2中。
＜实施例20＞
对于实施例3的反应条件，进一步添加了四甲氧基钛0.1mol％(相对于醇1mol)，除此以外，利用与实施例3同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为33％。结果示于表1-2中。
＜实施例21＞
对于实施例3的反应条件，进一步添加了四甲氧基钛0.01mol％(相对于醇1mol)，除此以外，利用与实施例3同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为37％。结果示于表1-2中。
＜实施例22＞
对于实施例5的反应条件，进一步添加了四甲氧基钛0.1mol％(相对于醇1mol)，除此以外，利用与实施例5同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为18％。结果示于表1-2中。
＜实施例23＞
对于实施例1的反应条件，进一步添加了四甲氧基钛0.1mol％(相对于醇1mol)，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为48％。结果示于表1-2中。
＜实施例24＞
对于实施例1的反应条件，进一步添加了四乙氧基锆0.1mol％(相对于醇1mol)，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为23％。结果示于表1-2中。
＜实施例25＞
对于实施例1的反应条件，进一步添加了四叔丁氧基锡0.1mol％(相对于醇1mol)，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为29％。结果示于表1-2中。
＜实施例26＞
对于实施例1的反应条件，进一步添加了五乙氧基铌0.1mol％(相对于醇1mol)，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为66％。结果示于表1-2中。
＜实施例27＞
对于实施例3的反应条件，进一步添加了二正丁基二甲氧基锡0.1mol％(相对于醇1mol)，除此以外，利用与实施例3同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为6％。结果示于表1-2中。
＜实施例28＞
对于实施例1的反应条件，将反应温度设为200℃，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为17％。结果示于表1-2中。
＜实施例29＞
对于实施例1的反应条件，将反应温度设为180℃，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为6％。结果示于表1-2中。
＜实施例30＞
对于实施例1的反应条件，将所使用的二氧化硅设为Aerosil 200(日本Aerosil公司制)0.18g，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为48％。结果示于表1-2中。
＜比较例1＞
对于实施例1的反应条件，不添加氢氧化钾及2,2－二甲氧基丙烷，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为不足1％。结果示于表1-3中。
＜比较例2＞
对于实施例1的反应条件，不引入二氧化碳，并且不添加2,2－二甲氧基丙烷，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为不足1％。结果示于表1-3中。
＜比较例3＞
对于实施例1的反应条件，不添加2,2－二甲氧基丙烷，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为3％。结果示于表1-3中。
＜比较例4＞
对于实施例1的反应条件，不导入二氧化碳，除此以外，利用与实施例1同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为3％。结果示于表1-3中。
＜比较例5＞
对于实施例20的反应条件，不导入二氧化碳，并且不添加2,2－二甲氧基丙烷，除此以外，利用与实施例20同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为不足1％。结果示于表1-3中。
＜比较例6＞
对于实施例20的反应条件，不导入二氧化碳，除此以外，利用与实施例20同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为3％。结果示于表1-3中。
＜比较例7＞
对于实施例23的反应条件，不添加2,2－二甲氧基丙烷，除此以外，利用与实施例23同样的操作进行四甲氧基硅烷的制造。二氧化硅基准的四甲氧基硅烷的收率为3％。结果示于表1-3中。
表1-1
表1-2
表1-3
Q-10：富士SILYSIA化学公司制造CARiACT Q-10
DMP：2，2-二甲氧基丙烷
AEROSIL 200：日本Aerosil公司制 注册商标AEROSIL 200
产业上的可利用性
根据本发明的制造方法，可以高效率地制造作为用于制造各种硅烷化合物、有机硅酮聚合物、各种甲硅烷基化剂、胶体二氧化硅、陶瓷等的原料来使用的四烷氧基硅烷。
Claims (8)
1.一种四烷氧基硅烷的制造方法，其特征在于，其是使用了醇和氧化硅的四烷氧基硅烷的制造方法，该制造方法包括：
第一工序，在脱水剂的存在下和/或在具备脱水手段的反应器中使醇与二氧化碳反应；以及
第二工序，使所述第一工序中所得的反应混合物与氧化硅反应。
2.根据权利要求1所述的四烷氧基硅烷的制造方法，其中，所述第一工序在选自金属醇盐、有机金属氧化物及无机金属氧化物中的至少1种金属化合物的存在下进行。
3.根据权利要求2所述的四烷氧基硅烷的制造方法，其中，所述金属化合物的金属元素为钛、锡或锆。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的四烷氧基硅烷的制造方法，其中，所述脱水剂为有机脱水剂和/或无机脱水剂。
5.根据权利要求4所述的四烷氧基硅烷的制造方法，其中，所述有机脱水剂为下述通式(1)所示的缩醛，
【化1】
式中，R1及R2分别独立地表示氢原子或碳数1～15的烃基，R表示碳数1～15的烃基，其中，R1及R2两者均为氢原子的情况除外。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的四烷氧基硅烷的制造方法，其中，所述第二工序在碱金属化合物和/或碱土金属化合物的存在下进行。
7.根据权利要求6所述的四烷氧基硅烷的制造方法，其中，所述碱金属化合物为选自碱金属氢氧化物、碱金属卤化物、碱金属碳酸盐及碱金属碳酸氢盐中的至少1种。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的四烷氧基硅烷的制造方法，其中，通过使醇、氧化硅和二氧化碳存在于一个反应体系中，从而使所述第一工序及所述第二工序在一个反应体系中进行。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |