JP2002507537A - ハロゲン置換ケイ素の水素化法 - Google Patents
ハロゲン置換ケイ素の水素化法Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、反応媒体としてアルカリ−/アルカリ土類金属塩化物からなるクロロアルミン酸塩溶融液中でのハロゲン置換されたケイ素化合物の直接水素化に関し、これは、そこに侵入型水素化物を形成する金属を懸濁し、有利にはその場で、相応する金属ハロゲン化物をハロゲンアクセプターI(Mg、Ca、Al)で還元することにより生じさせ、水素−ハロゲンシラン混合物とこの懸濁させた金属とを、ハロゲンアクセプタIIの存在下に反応させ、かつこうして生じた揮発性シラン(例えばSiH4、Si2H6、(CH3)XSiH4-x(x=1、2,3)を連続的に抽出し、かつ単離することを特徴とする。
Description
【0001】 本発明は、ハロゲン置換されたケイ素化合物の直接水素化法に関する。ケイ素
の水素置換された化合物は特に工業的に重要である。例えば、モノシラン(Si
H4)は、半導体工業のための高純度ケイ素を製造するために−ジシラン(Si2 H6)も同様に−、チップ及び薄層の太陽電池を製造する際のマイクロエレクト ロニクスでの薄層(エピタキシャル)析出のために使用される。他方で、オルガ
ノ官能性(ポリ−)シロキサンを製造するために、水素置換されたオルガノクロ
ロシラン、例えば(CH3)2SiHCl、(CH3)SiH2Cl、(CH3)S iHCl2等は、公知のヒドロシリル化反応のための鍵となる化合物であり、こ れらは工業的Mueller-Rochow直接合成の際に、少量又は要求に合わない量で生じ
るに過ぎない。
の水素置換された化合物は特に工業的に重要である。例えば、モノシラン(Si
H4)は、半導体工業のための高純度ケイ素を製造するために−ジシラン(Si2 H6)も同様に−、チップ及び薄層の太陽電池を製造する際のマイクロエレクト ロニクスでの薄層(エピタキシャル)析出のために使用される。他方で、オルガ
ノ官能性(ポリ−)シロキサンを製造するために、水素置換されたオルガノクロ
ロシラン、例えば(CH3)2SiHCl、(CH3)SiH2Cl、(CH3)S iHCl2等は、公知のヒドロシリル化反応のための鍵となる化合物であり、こ れらは工業的Mueller-Rochow直接合成の際に、少量又は要求に合わない量で生じ
るに過ぎない。
【0002】 従って、様々なシランを工業的規模で製造する実験には事欠かなかった。ケイ
化物の酸分解でも、エーテル溶液中での四塩化ケイ素とリチウムアラナートとの
反応も最終的には、シランをコスト的に有利に、かつ必要な純度で製造するには
好適ではなかった。大規模に実施されるトリクロロシランの触媒不均化では、1
部のモノシランの他に3部の四塩化ケイ素が後処理すべき副産物として生じる。
最後に、アラナート又はこれから製造されるアミンアラン(R3N−AlH3)を
有機溶剤中で四フッ化ケイ素と反応させてモノシランにする。
化物の酸分解でも、エーテル溶液中での四塩化ケイ素とリチウムアラナートとの
反応も最終的には、シランをコスト的に有利に、かつ必要な純度で製造するには
好適ではなかった。大規模に実施されるトリクロロシランの触媒不均化では、1
部のモノシランの他に3部の四塩化ケイ素が後処理すべき副産物として生じる。
最後に、アラナート又はこれから製造されるアミンアラン(R3N−AlH3)を
有機溶剤中で四フッ化ケイ素と反応させてモノシランにする。
【0003】 反応媒体としての塩溶融液が連続的もしくは循環的に形成可能な方法で使用さ
れ、かつ工業的使用のために開発された。その場合、リチウムから400℃でL
iCl−KCl溶融液中で製造され、溶かされ、引き続き反応させる水素化リチ
ウムにより、四塩化ケイ素の水素化を行う。この場合の欠点は、高い温度、腐食
問題並びに高価格及びリチウム化合物の環境性、最後に生じる塩化リチウムの再
後処理価格である[(1)DE−PS1080077;(2)W.Sundermeyer et
al. Angew. Chem70(1958)625]。
れ、かつ工業的使用のために開発された。その場合、リチウムから400℃でL
iCl−KCl溶融液中で製造され、溶かされ、引き続き反応させる水素化リチ
ウムにより、四塩化ケイ素の水素化を行う。この場合の欠点は、高い温度、腐食
問題並びに高価格及びリチウム化合物の環境性、最後に生じる塩化リチウムの再
後処理価格である[(1)DE−PS1080077;(2)W.Sundermeyer et
al. Angew. Chem70(1958)625]。
【0004】 塩化ナトリウム及び塩化アルミニウムの共融混合物(融点108℃)中での四
塩化ケイ素の直接水素化をH.L.Jackson et al.[Inorg. Chem.2(1963)43]は記載 している。水素と高いモル過剰のアルミニウム粉末とを反応させる際には、17
5℃、かつ工業的使用が実際的に除かれる960バールの圧力で、スチール球充
填物を備えた400ml−振盪オートクレーブ中で、四塩化ケイ素30gを70
〜100%の変換率で6時間で水素化し、モノシラン5.8gにする。ジシラン
及びジメチルシランは同様の反応条件下に、Si−Si−もしくはSi−C−結
合の脱離の故により少量でしか生じない。アルミニウムを付加的に、3%までの
「活性化剤」、例えば水素化リチウム、リチウムアラナート、水素化ナトリウム
、アルカリ土類金属水素化物並びに前記の溶融液で処理しないと、モノシランも
痕跡量でしか生じない。反応メカニズムとしては、HxAlCl3-xの形成が水素 化性要因として記載されている。
塩化ケイ素の直接水素化をH.L.Jackson et al.[Inorg. Chem.2(1963)43]は記載 している。水素と高いモル過剰のアルミニウム粉末とを反応させる際には、17
5℃、かつ工業的使用が実際的に除かれる960バールの圧力で、スチール球充
填物を備えた400ml−振盪オートクレーブ中で、四塩化ケイ素30gを70
〜100%の変換率で6時間で水素化し、モノシラン5.8gにする。ジシラン
及びジメチルシランは同様の反応条件下に、Si−Si−もしくはSi−C−結
合の脱離の故により少量でしか生じない。アルミニウムを付加的に、3%までの
「活性化剤」、例えば水素化リチウム、リチウムアラナート、水素化ナトリウム
、アルカリ土類金属水素化物並びに前記の溶融液で処理しないと、モノシランも
痕跡量でしか生じない。反応メカニズムとしては、HxAlCl3-xの形成が水素 化性要因として記載されている。
【0005】 H.J.Klockner et al.[EP 0412342]は、アルミニウムが、水素−担持金属、例 えばチタン、ジルコン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ又はニッケルを(合金
としての例では)0.03〜0.25質量%を含有する場合、塩化ナトリウム及
び塩化アルミニウムからなる塩溶融液中での(オルガノ−)クロロシランと水素
及びアルミニウムとの同様の反応は、常圧で進行すると記載している。更にこの
場合にも、特に同様の「活性化剤」をH.L.Jackson et al.は記載している:リチ
ウムアラナート及び水素化ナトリウム、更に水素化チタン。他の文献には[DE
4119578.7]、水素化リチウム(H.L.Jackson et al.も参照のこと)並
びに水素化ジルコニウム、塩化パラジウム、塩化ニッケル及びラネーニッケルが
「活性化剤」として記載されている。反応シークエンスとして再度、本来の水素
化性化合物としてのHxAlCl3-xの製造が記載されており、これは溶融液量に
対して0.01〜20モル%、殊に10モル%で存在するという。モル比NaC
l:AlCl3=1:1の溶融液を使用すると、収率SiH4(90%)及び(C
H3)2SiH2(83〜90%)が観察された。勿論、個々の成分の変換率(使 用した出発化合物全ての変換%)及び更に空時収率(STY;g/反応用量l及
び時間)は極めて低い。SiCl4では変換率は20%(6時間で324gのうち
66g)及びSTYは僅かSiH41.9g/l・hである。(CH3)2SiH2 は変換率5〜8%(2時間で327gのうち15.5g)及びSTY3〜6g/
l・hでしか得られない。導入された水素のうちそれぞれ約3%が反応したに過
ぎない。それというのも、これは処方によると大量の5〜10倍の過剰で使用す
る必要があるためである。
としての例では)0.03〜0.25質量%を含有する場合、塩化ナトリウム及
び塩化アルミニウムからなる塩溶融液中での(オルガノ−)クロロシランと水素
及びアルミニウムとの同様の反応は、常圧で進行すると記載している。更にこの
場合にも、特に同様の「活性化剤」をH.L.Jackson et al.は記載している:リチ
ウムアラナート及び水素化ナトリウム、更に水素化チタン。他の文献には[DE
4119578.7]、水素化リチウム(H.L.Jackson et al.も参照のこと)並
びに水素化ジルコニウム、塩化パラジウム、塩化ニッケル及びラネーニッケルが
「活性化剤」として記載されている。反応シークエンスとして再度、本来の水素
化性化合物としてのHxAlCl3-xの製造が記載されており、これは溶融液量に
対して0.01〜20モル%、殊に10モル%で存在するという。モル比NaC
l:AlCl3=1:1の溶融液を使用すると、収率SiH4(90%)及び(C
H3)2SiH2(83〜90%)が観察された。勿論、個々の成分の変換率(使 用した出発化合物全ての変換%)及び更に空時収率(STY;g/反応用量l及
び時間)は極めて低い。SiCl4では変換率は20%(6時間で324gのうち
66g)及びSTYは僅かSiH41.9g/l・hである。(CH3)2SiH2 は変換率5〜8%(2時間で327gのうち15.5g)及びSTY3〜6g/
l・hでしか得られない。導入された水素のうちそれぞれ約3%が反応したに過
ぎない。それというのも、これは処方によると大量の5〜10倍の過剰で使用す
る必要があるためである。
【0006】 従って、前記の欠点を回避し、かつ工業的に簡単に、かつ経済的にシランの製
造を可能にする、適当な温度及び圧力で元素の水素でSi−Cl−結合を直接水
素化する方法を開発するという課題があった。
造を可能にする、適当な温度及び圧力で元素の水素でSi−Cl−結合を直接水
素化する方法を開発するという課題があった。
【0007】 意外にも、侵入型水素化物を形成する金属、有利にはチタン、ジルコニア、バ
ナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、パラジウム、白金及び希土類金属又は
これらの組み合わせ、殊にはチタン金属が、この課題を解決するための特に良好
な水素キャリヤであることが判明したが、その際、これは非常に微細な形で懸濁
されて存在し、有利にはこれは、アルカリ金属−/アルカリ土類金属ハロゲン化
物及びアルミニウムハロゲン化物、殊に塩化物からなる塩溶融液の中でその場で
、陽性元素(ハロゲンアクセプタI)での相応する金属ハロゲン化物の還元によ
り生じる。金属ハロゲン化物として、全ての固体又は液体の化合物、例えばチタ
ンの場合にはTiX4、TiX3、TiX2もしくはTiX6 2-又はTiX6 -3イオ ンを含有する塩(X=ハロゲン)のタイプの化合物、しかし有利には溶融液中に
溶け、かつハロゲンアクセプターI、マグネシウム、カルシウム又はアルミニウ
ムにより還元されてチタン金属になるTiCl4又はTiCl3を使用することが
できる。従来技術から公知であるようないわゆる様々な、調製された高価な水素
化物又は合金の形の「活性化剤」は本発明の方法では不用である。
ナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、パラジウム、白金及び希土類金属又は
これらの組み合わせ、殊にはチタン金属が、この課題を解決するための特に良好
な水素キャリヤであることが判明したが、その際、これは非常に微細な形で懸濁
されて存在し、有利にはこれは、アルカリ金属−/アルカリ土類金属ハロゲン化
物及びアルミニウムハロゲン化物、殊に塩化物からなる塩溶融液の中でその場で
、陽性元素(ハロゲンアクセプタI)での相応する金属ハロゲン化物の還元によ
り生じる。金属ハロゲン化物として、全ての固体又は液体の化合物、例えばチタ
ンの場合にはTiX4、TiX3、TiX2もしくはTiX6 2-又はTiX6 -3イオ ンを含有する塩(X=ハロゲン)のタイプの化合物、しかし有利には溶融液中に
溶け、かつハロゲンアクセプターI、マグネシウム、カルシウム又はアルミニウ
ムにより還元されてチタン金属になるTiCl4又はTiCl3を使用することが
できる。従来技術から公知であるようないわゆる様々な、調製された高価な水素
化物又は合金の形の「活性化剤」は本発明の方法では不用である。
【0008】 反応媒体として使用される塩溶融液はアルカリ金属−及び/又はアルカリ土類
金属ハロゲン化物とアルミニウムハロゲン化物、有利には塩化物の混合物からな
る。個々の系の液相線は表から分かる[R.S.Roth, M.A. Clevinger, D.McKenna,
Phase Diarams for Ceramists, national Bureau of Standards, The American
Ceramic Society, Inc., Vol. I-V, 1964-83]。共融混合物又はまだAlCl3を
含有する溶融液は確かに使用できるが、強いAlCl3昇華を示し、相応する技 術的に面倒な反応実施が求められるであろう。
金属ハロゲン化物とアルミニウムハロゲン化物、有利には塩化物の混合物からな
る。個々の系の液相線は表から分かる[R.S.Roth, M.A. Clevinger, D.McKenna,
Phase Diarams for Ceramists, national Bureau of Standards, The American
Ceramic Society, Inc., Vol. I-V, 1964-83]。共融混合物又はまだAlCl3を
含有する溶融液は確かに使用できるが、強いAlCl3昇華を示し、相応する技 術的に面倒な反応実施が求められるであろう。
【0009】 共融混合物 LiAlCl4−AlCl3 融点80℃ NaAlCl4−AlCl3 融点113℃ KAlCl4−AlCl3 融点133℃ Mg(AlCl4)2−AlCl3 融点184℃ 従って、(テトラ−)クロロアルミン酸塩の使用が有利であると判明しており
、その蒸気圧は本発明で使用すべき反応温度を初めてかなり上回って重要である
。
、その蒸気圧は本発明で使用すべき反応温度を初めてかなり上回って重要である
。
【0010】 例は次のものである: LiAlCl4 融点143℃、 NaAlCl4 融点153℃、 KAlCl4 融点256℃、 Mg(AlCl4)2 融点230℃、 Ca(AlCl4)2 融点218℃。
【0011】 意外にも、これらのクロロアルミン酸塩の擬二元系及び擬三元系混合物は、そ
れに伴う溶融液の物理的特性の有利な変化の故に、微細な、侵入型水素化物を形
成する金属の製造及びそれを用いての直接水素に特に好適に使用することができ
ることが示された;例えば次の共融混合物: NaAlCl4−KAlCl4 融点125℃ NaAlCl4−KAlCl4−AlCl3 融点89℃ NaAlCl4−KAlCl4−MgCl2 融点125℃ KAlCl4−Ca(AlCl4)2 融点148℃。
れに伴う溶融液の物理的特性の有利な変化の故に、微細な、侵入型水素化物を形
成する金属の製造及びそれを用いての直接水素に特に好適に使用することができ
ることが示された;例えば次の共融混合物: NaAlCl4−KAlCl4 融点125℃ NaAlCl4−KAlCl4−AlCl3 融点89℃ NaAlCl4−KAlCl4−MgCl2 融点125℃ KAlCl4−Ca(AlCl4)2 融点148℃。
【0012】 有利には、NaAlCl4−KAlCl4系を、70:30モル%のクロロアル
ミン酸塩(共融混合物)の比で、更に有利には、LiAlCl4を更に添加して 、例えばNaAlCl4−KAlCl4−LiAlCl4を70:25:5モル% の比で使用する。
ミン酸塩(共融混合物)の比で、更に有利には、LiAlCl4を更に添加して 、例えばNaAlCl4−KAlCl4−LiAlCl4を70:25:5モル% の比で使用する。
【0013】 反応をそれぞれ使用するクロロアルミン酸塩−系の融点を上回る温度で、かつ
水素化されるべき出発化合物及び生成物の分解温度未満で、即ち室温〜600℃
、有利には100〜400℃、ことには150〜300℃で実施する。
水素化されるべき出発化合物及び生成物の分解温度未満で、即ち室温〜600℃
、有利には100〜400℃、ことには150〜300℃で実施する。
【0014】 少なくとも化学量論的量でクロロアルミン酸塩溶融液中に激しい攪拌により懸
濁されるハロゲンアクセプターIを用いて、添加される金属ハロゲン化物を還元
して金属にする。この還元は不活性ガス下に、しかし有利には既に水素雰囲気下
に実施することもできる。
濁されるハロゲンアクセプターIを用いて、添加される金属ハロゲン化物を還元
して金属にする。この還元は不活性ガス下に、しかし有利には既に水素雰囲気下
に実施することもできる。
【0015】 侵入型水素化物を形成する金属を付してのハロゲン置換されたケイ素化合物の
引き続く水素化を、これを連続的に、かつ水素と同時に塩溶融液中に、使用クロ
ロシランに対して少なくとも化学量論のハロゲンアクセプターIIの添加下に行
う。同じ溶融液中で更に水素化する場合には、その消費量に相応する更なるハロ
ゲンアクセプターだけを後配量する。それぞれの使用溶融液系に合わせて、ハロ
ゲンアクセプタIもしくはIIとして同じ陽性元素を使用することが有利である
と判明している。
引き続く水素化を、これを連続的に、かつ水素と同時に塩溶融液中に、使用クロ
ロシランに対して少なくとも化学量論のハロゲンアクセプターIIの添加下に行
う。同じ溶融液中で更に水素化する場合には、その消費量に相応する更なるハロ
ゲンアクセプターだけを後配量する。それぞれの使用溶融液系に合わせて、ハロ
ゲンアクセプタIもしくはIIとして同じ陽性元素を使用することが有利である
と判明している。
【0016】 添加されるハロゲンアクセプタIもしくはIIの粒度に関して、製造及び取り
扱いにおいて特に迂遠な、微細な粉末品質を使用する必要性はない。これらが本
発明の反応のために原則的に使用可能である場合にも、例えば粒度範囲150〜
1000μmを有する慣用の一次アルミニウム塊(primary aluminium pig)から
なる粉末が有利であると判明している。反応器の攪拌部が影響をうけない限り更
に粗い粒子も好適である。
扱いにおいて特に迂遠な、微細な粉末品質を使用する必要性はない。これらが本
発明の反応のために原則的に使用可能である場合にも、例えば粒度範囲150〜
1000μmを有する慣用の一次アルミニウム塊(primary aluminium pig)から
なる粉末が有利であると判明している。反応器の攪拌部が影響をうけない限り更
に粗い粒子も好適である。
【0017】 通常、水素化を大気圧で実施する。水素可溶性を高めるために、より高い圧力
で操作することもできるが、同様の効果が、好適な、有利には掃気攪拌タイプに
よる分散でも達成することができる。加えてこれは、水素化すべきハロゲンシラ
ンに対して化学量論的量で常に消費水素が補完されるはずであるという利点も示
す一方で、原則的には本発明の方法でも使用可能な、水素の高過剰の導通は、そ
の回収もしくは生成物排出に関して不利である。シランを通常は濃縮により冷却
トラップ中で分離除去し、かつ引き続き、低温精留により[H.Hiller, gas aktu
ell(Messer Griesheim), 33, 1987, 2-6]精製する。水素−ハロゲンシラン混合
物の高い処理量の場合、本発明の方法を用いて部分水素化(オルガノ−)クロロ
シランを副産物として得ることもできる。
で操作することもできるが、同様の効果が、好適な、有利には掃気攪拌タイプに
よる分散でも達成することができる。加えてこれは、水素化すべきハロゲンシラ
ンに対して化学量論的量で常に消費水素が補完されるはずであるという利点も示
す一方で、原則的には本発明の方法でも使用可能な、水素の高過剰の導通は、そ
の回収もしくは生成物排出に関して不利である。シランを通常は濃縮により冷却
トラップ中で分離除去し、かつ引き続き、低温精留により[H.Hiller, gas aktu
ell(Messer Griesheim), 33, 1987, 2-6]精製する。水素−ハロゲンシラン混合
物の高い処理量の場合、本発明の方法を用いて部分水素化(オルガノ−)クロロ
シランを副産物として得ることもできる。
【0018】 本発明の水素化のために、溶解及び/又は懸濁アルカリ−もしくはアルカリ土
類金属ハロゲン化物(−塩化物)を過剰添加すると、もしくは有利には塩溶融液
の流動性が変化しないか、またはほとんど変化しない混合比で添加すると、反応
が特に促進されると観察された。反応副産物による溶融液体積のますますの増加
に対して、時々、一部を排出するもしくは除くことにより、かつそれぞれの後処
理により対応することができる。反応媒体としての塩溶融液の使用は、組み合わ
せ工程として更に、ハロゲンアクセプター金属の回収を、文献公知の方法[H.J.K
lockner et al., Z. anorg. allg. Chem. 509(1984) 76-84]による塩溶融液中で
の直接電気分解により、有利には自己溶解性ケイ素アノードの使用下及び四塩化
ケイ素の同時発生下に[W.Sundermeyer et al., Chem. Ing. Techn. 37(1965)14]
可能にする。
類金属ハロゲン化物(−塩化物)を過剰添加すると、もしくは有利には塩溶融液
の流動性が変化しないか、またはほとんど変化しない混合比で添加すると、反応
が特に促進されると観察された。反応副産物による溶融液体積のますますの増加
に対して、時々、一部を排出するもしくは除くことにより、かつそれぞれの後処
理により対応することができる。反応媒体としての塩溶融液の使用は、組み合わ
せ工程として更に、ハロゲンアクセプター金属の回収を、文献公知の方法[H.J.K
lockner et al., Z. anorg. allg. Chem. 509(1984) 76-84]による塩溶融液中で
の直接電気分解により、有利には自己溶解性ケイ素アノードの使用下及び四塩化
ケイ素の同時発生下に[W.Sundermeyer et al., Chem. Ing. Techn. 37(1965)14]
可能にする。
【0019】 本発明の方法を用いて高い収率及び従来技術をかなり上回る変換率及び空時収
率で、シランを製造することができることを、次の例で示す。
率で、シランを製造することができることを、次の例で示す。
【0020】 実施例 例1 AlCl34モル(533.36g)を、水不含NaCl2.8モル(163 .64g)及び水不含KCl1.2モル(89.64g)と混合し、かつ例えば
文献公知の反応容器中[G.Brauer, Handbuch der Praeparativen anorganischen
Chemie, 3.Auflage, Bd. 1, S.101, F.Enke Verlag, Stuttgart 1975]、200 ℃で溶融させた。引き続き、所望の反応温度(第1表参照)に調節し、かつ試験
すべき、侵入型水素化物を形成する金属のハロゲン化物をそれぞれ0.1モルを
溶融液中に溶かすか、もしくは懸濁させ、かつ水素雰囲気中でハロゲンアクセプ
ターIとしての(Mg、Ca)0.2モルもしくは(Al)0.15モルを用い
て金属に還元した。
文献公知の反応容器中[G.Brauer, Handbuch der Praeparativen anorganischen
Chemie, 3.Auflage, Bd. 1, S.101, F.Enke Verlag, Stuttgart 1975]、200 ℃で溶融させた。引き続き、所望の反応温度(第1表参照)に調節し、かつ試験
すべき、侵入型水素化物を形成する金属のハロゲン化物をそれぞれ0.1モルを
溶融液中に溶かすか、もしくは懸濁させ、かつ水素雰囲気中でハロゲンアクセプ
ターIとしての(Mg、Ca)0.2モルもしくは(Al)0.15モルを用い
て金属に還元した。
【0021】 引き続き、ハロゲンアクセプターII0.2モルを添加した後に、それぞれ水
素流(標準1l/h)中の(CH3)3SiCl0.08モル(10ml)を1.
5時間に亘り導通させた。(CH3)3SiCl及び(CH3)3SiHの生成物混
合物を2つの冷却トラップ(−78℃/−196℃)中に集め、かつガスクロマ
トグラフィーにより分析した。
素流(標準1l/h)中の(CH3)3SiCl0.08モル(10ml)を1.
5時間に亘り導通させた。(CH3)3SiCl及び(CH3)3SiHの生成物混
合物を2つの冷却トラップ(−78℃/−196℃)中に集め、かつガスクロマ
トグラフィーにより分析した。
【0022】 比較のために、従来技術に相応してチタン0.2質量%との合金であるアルミ
ニウム粉末をH2/(CH3)3SiCl混合物と同様の反応条件下に反応させた (第1表の1行目参照)。
ニウム粉末をH2/(CH3)3SiCl混合物と同様の反応条件下に反応させた (第1表の1行目参照)。
【0023】
【表1】
【0024】 例2 前記の反応容器中で、無水NaCl393g、無水KCl215g及びAlC
l31067gの混合物を約150℃で融解させた。約300℃に温度を調整し た後に、TiCl4190gを、H2雰囲気中、かつAl粉末180gの存在下に
2時間に亘り、撹拌下に導入して、チタン金属に還元させた。
l31067gの混合物を約150℃で融解させた。約300℃に温度を調整し た後に、TiCl4190gを、H2雰囲気中、かつAl粉末180gの存在下に
2時間に亘り、撹拌下に導入して、チタン金属に還元させた。
【0025】 反応温度を205℃に調節し、かつAl粉末20gを添加した後に、水素流1
2l/h中で(CH3)3SiCl171gを、激しい撹拌下に2時間に亘りチタ
ン金属懸濁液に導入した。
2l/h中で(CH3)3SiCl171gを、激しい撹拌下に2時間に亘りチタ
ン金属懸濁液に導入した。
【0026】 (CH3)3SiCl15.9gを回収し、かつ(CH3)3SiCl148.6
gが反応したが、これは変換率87%に相当した。(CH3)3SiHの収量は9
0.5g(89%に相応)であり、かつSTYは45g/l・hであった。
gが反応したが、これは変換率87%に相当した。(CH3)3SiHの収量は9
0.5g(89%に相応)であり、かつSTYは45g/l・hであった。
【0027】 例3 Al粉末35gを、例2からと同じ溶融液に添加し、かつ(CH3)2SiCl 2 208.5gを210℃で、水素流18l/hと一緒に2.5時間に亘り導入 した。
【0028】 精留による(CH3)2SiCl272.6gの回収の後に(変換率:65%) 、(CH3)2SiH260gが得られ、これは94.5%の収率及び24g/l ・hのSTYに相応した。
【0029】 例4 Al粉末35gを例2の記載と同様に製造された溶融液に添加し、かつSiC
l4150gを230℃で、水素流(50l/h)中で1時間に亘り導入した。
l4150gを230℃で、水素流(50l/h)中で1時間に亘り導入した。
【0030】 SiCl454gを回収したが、これは変換率64%に相応した。モノシラン SiH416.7gを単離したが、これは収率92%及び16.7g/l・hの STYに相応した。
【0031】 例5 Al粉末35g、NaCl65g及びLiCl20gを例4と同じ溶融液に添
加し、かつSiHCl3136gを次いで、水素40l/hと共に1時間に亘り 導入した。
加し、かつSiHCl3136gを次いで、水素40l/hと共に1時間に亘り 導入した。
【0032】 SiHCl314gを精留により分離した後に(変換率:89.7%)、Si H427.6gを単離したが、これは96%の収率及び27.6g/l・hのS TYに相応する。
【0033】 例6 Al粉末10gを例2の記載と同様に製造された溶融液に添加して、かつSi 2 Cl626.9gを230℃で水素流5l/hと一緒に2.5時間に亘り導入し
た。
た。
【0034】 精留によりSi2Cl65.4g(変換率80%)を回収した後に、Si2H63
g(収率60%に相応)及びSiH42.05g(収率40%に相応)が得られ た。
g(収率60%に相応)及びSiH42.05g(収率40%に相応)が得られ た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB ,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,GE,G H,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR, TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZW Fターム(参考) 4G072 AA06 HH07 JJ01 KK11 MM01 UU01
Claims (12)
- 【請求項1】 ハロゲン置換されたケイ素化合物の水素化法であって、ハロ
ゲンシラン−水素混合物と侵入型水素化物を形成する溶融液中に懸濁された金属
との反応により、反応媒体としてのクロロアルミン酸塩の溶融液中で、ハロゲン
置換されたケイ素化合物と水素とを反応させる方法において、侵入型水素化物を
形成する微細な金属を、その金属ハロゲン化物をマグネシウム、カルシウム及び
アルミニウムからなる群から選択されるハロゲンアクセプターIとしての陽性元
素を用いて還元することによりその場で溶融液中で製造することを特徴とする、
ハロゲン置換されたケイ素化合物の水素化法。 - 【請求項2】 侵入型水素化物を形成する金属として、チタン、ジルコン、
バナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、パラジウム、白金、希土類金属又は
これらの組み合わせを使用する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 侵入型水素化物を形成する金属としてチタンを使用する、請
求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項4】 マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムからなる群から
選択されるハロゲン受容体IIの存在下に水素化を実施する、請求項1から3ま
でのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 クロロアルミン酸塩の溶融液が付加的に、更なるアルカリ−
及び/又はアルカリ土類金属ハロゲン化物を含有する、請求項1から4までのい
ずれか1項に記載の方法。 - 【請求項6】 クロロアルミン酸塩の溶融温度を上回る温度で、かつケイ素
水素化合物の分解温度を下回る温度で、反応を実施する、請求項1から5までの
いずれか1項に記載の方法。 - 【請求項7】 室温〜600℃で反応を実施する、請求項6に記載の方法。
- 【請求項8】 ハロゲン置換されたケイ素化合物として、トリクロロシラン
(SiHCl3)、テトラクロロシラン(SiCl4)又はヘキサクロロジシラン
(Si2Cl6)を水素と反応させる、請求項1から7までのいずれか1項に記載
の方法。 - 【請求項9】 ハロゲン置換されたケイ素化合物として、オルガノ−ハロゲ
ンシランを使用する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項10】 オルガノハロゲンシランとして、メチルトリクロロシラン
、ジメチルジクロロシラン及びトリメチルクロロシランを使用する、請求項9に
記載の方法。 - 【請求項11】 アクセプタ金属I及び/又はIIを回収するために、クロ
ロアルミン酸塩の溶融液を電気分解する、請求項1から10までのいずれか1項
に記載の方法。 - 【請求項12】 クロロアルミン酸塩の溶融液を電気分解する際に、ケイ素
アノードを使用する、請求項11に記載の方法。
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