JP2005139186A - (メルカプトオルガニル)アルコキシシランの製造方法 - Google Patents

(メルカプトオルガニル)アルコキシシランの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】毒性の強い硫化水素又は毒性のジメチルホルムアミドの貯蔵、計量及び供給を回避する一方で、短い反応時間を可能にし、従って高い空時収量を(ハロオルガニル)シランの転化の過程で高い選択性でもって可能にする、(メルカプロオルガニル)アルコキシシランを製造する方法を提供する。
【解決手段】(メルカプロオルガニル)アルコキシシランの製造方法であって、硫化水素アルカリ金属を(ハロオルガニル)アルコキシシランと(ハロオルガニル)ハロシランとの混合物によりアルコール中で排気されかつ圧力が高められた密封容器中で転化させる。
【選択図】なし

Description

本発明は(メルカプトオルガニル)アルコキシシランの製造方法に関する。
硫化水素アルカリ金属を(ハロアルキル)アルコキシシランによりメタノール性媒体中で常圧下に相応する(メルカプトアルキル)アルコキシシランに転化することはGB1102251号から公知である。この方法での欠点は、高い転化率を達成すべく著しく長い反応時間(96時間)と該工程で達成される不所望な収率である。
硫化水素アルカリ金属を適当な(ハロアルキル)アルコキシシランにより10〜100%モル過剰のHSの存在下に転化させることによって(メルカプトアルキル)アルコキシシランを製造することが知られている(US5,840,952号)。工業規模では、この方法は、毒性の強いHSを貯蔵し、計量し、そして取り扱う必要があり、かつ該方法は2段階で実施され、そのため原則的に該方法の空時収量は低下するという欠点を有する。
更に(ハロアルキル)アルコキシシランを硫化水素アルカリ金属(NaSH)により極性の非プロトン性溶剤中で転化させることによって(メルカプトアルキル)アルコキシシランを製造することが知られている(EP0471164号)。この方法の欠点は、多量の、少なくとも50容量%の溶剤が使用され、該溶剤が例えばジメチルホルムアミドである場合にはこれは毒性であるという事実にある。更にジメチルホルムアミドの高い沸点が反応生成物の後続の蒸留による再処理及び精製をより困難なものにする。
GB1102251号 US5,840,952号 EP0471164号
本発明の課題は、毒性の強い硫化水素又は毒性のジメチルホルムアミドの貯蔵、計量及び供給を回避する一方で、短い反応時間を可能にし、従って高い空時収量を(ハロオルガニル)シランの転化の過程で高い選択性でもって可能にする、(メルカプロオルガニル)アルコキシシランを製造する方法を提供することである。
本発明は(メルカプロオルガニル)アルコキシシランの製造方法であって、硫化水素アルカリ金属を(ハロオルガニル)アルコキシシランと(ハロオルガニル)ハロシランとの混合物によりアルコール中で、排気されかつ圧力が高められた密封容器中で転化させることを特徴とする方法を提供する。
(メルカプトオルガニル)アルコキシシランは一般式I
Figure 2005139186
[式中、
Rは同一又は異なり、そしてそれぞれC〜Cを有するアルキル基、有利にはCH、アルケニル基、アリール基又はアラルキル基又はOR′基であり、
R′は同一又は異なり、そしてC〜C24−、有利にはC〜C−又はC12〜C18−の、分枝鎖状又は非分枝鎖状の一価のアルキル基又はアルケニル基、アリール基又はアラルキル基であり、
R′′は分枝鎖状又は非分枝鎖状の、飽和又は不飽和の、脂肪族、芳香族又は脂肪族/芳香族の混ざった、二価のC〜C30−の炭化水素基であって、前記基はF−、Cl−、Br−、I−、NH−又はNHR′で置換されていてよく、
xは1〜3である]の化合物であってよい。
xが1の場合には、R′′は−CH−、−CHCH−、−CHCHCH−、−CHCHCHCH−、−CH(CH)−、−CHCH(CH)−、−CH(CH)CH−、−C(CH−、−CH(C)−、−CHCHCH(CH)−、−CHCH(CH)CH−又は
Figure 2005139186
を意味してよい。
xが2の場合には、R′′はCH、−CH−CH、−CH−CH、−C−CH、−CH−CH−CH、−CH−CH−CH又は−CH−CH−CHを意味してよい。
一般式Iの(メルカプトオルガニル)アルコキシシランは以下のものであってよい:
3−メルカプトプロピル(トリメトキシシラン)、
3−メルカプトプロピル(トリエトキシシラン)、
3−メルカプトプロピル(ジエトキシメトキシシラン)、
3−メルカプトプロピル(トリプロポキシシラン)、
3−メルカプトプロピル(ジプロポキシメトキシシラン)、
3−メルカプトプロピル(トリドデカンオキシシラン)、
3−メルカプトプロピル(トリテトラデカンオキシシラン)、
3−メルカプトプロピル(トリヘキサデカンオキシシラン)、
3−メルカプトプロピル(トリオクタデカンオキシシラン)、
3−メルカプトプロピル(ジドデカンオキシ)テトラデカンオキシシラン、
3−メルカプトプロピル(ドデカンオキシ)テトラデカンオキシ(ヘキサデカンオキシ)シラン、
3−メルカプトプロピル(ジメトキシメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(ジメトキシジメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(ジエトキシメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(エトキシジメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(ジプロポキシメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(プロポキシジメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(ジイソプロポキシメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(イソプロポキシジメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(ジブトキシメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(ブトキシジメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(ジイソブトキシメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(イソブトキシジメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(ジドデカンオキシメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(ドデカンオキシジメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(ジテトラデカンオキシメチルシラン)、
3−メルカプトプロピル(テトラデカンオキシジメチルシラン)、
2−メルカプトエチル(トリメトキシシラン)、
2−メルカプトエチル(トリエトキシシラン)、
2−メルカプトエチル(ジエトキシメトキシシラン)、
2−メルカプトエチル(トリプロポキシシラン)、
2−メルカプトエチル(ジプロポキシメトキシシラン)、
2−メルカプトエチル(トリドデカンオキシシラン)、
2−メルカプトエチル(トリテトラデカンオキシシラン)、
2−メルカプトエチル(トリヘキサデカンオキシシラン)、
2−メルカプトエチル(トリオクタデカンオキシシラン)、
3−メルカプトエチル(ジドデカンオキシ)テトラデカンオキシシラン、
3−メルカプトエチル(ドデカンオキシ)テトラデカンオキシ(ヘキサデカンオキシ)シラン、
2−メルカプトエチル(ジメトキシメチルシラン)、
2−メルカプトエチル(メトキシジメチルシラン)、
2−メルカプトエチル(ジエトキシメチルシラン)、
2−メルカプトエチル(エトキシジメチルシラン)、
1−メルカプトメチル(トリメトキシシラン)、
1−メルカプトメチル(トリエトキシシラン)、
1−メルカプトメチル(ジエトキシメトキシシラン)、
1−メルカプトメチル(ジプロポキシメトキシシラン)、
1−メルカプトメチル(トリプロポキシシラン)、
1−メルカプトメチル(トリメトキシシラン)、
1−メルカプトメチル(ジメトキシメチルシラン)、
1−メルカプトメチル(メトキシジメチルシラン)、
1−メルカプトメチル(ジエトキシメチルシラン)、
1−メルカプトメチル(エトキシジメチルシラン)、
1,3−ジメルカプトプロピル(トリメトキシシラン)、
1,3−ジメルカプトプロピル(トリエトキシシラン)、
1,3−ジメルカプトプロピル(トリプロポキシシラン)、
1,3−ジメルカプトプロピル(トリドデカンオキシシラン)、
1,3−ジメルカプトプロピル(トリテトラデカンオキシシラン)、
1,3−ジメルカプトプロピル(トリヘキサデカンオキシシラン)、
2,3−ジメルカプトプロピル(トリメトキシシラン)、
2,3−ジメルカプトプロピル(トリエトキシシラン)、
2,3−ジメルカプトプロピル(トリプロポキシシラン)、
2,3−ジメルカプトプロピル(トリドデカンオキシシラン)、
2,3−ジメルカプトプロピル(トリテトラデカンオキシシラン)、
2,3−ジメルカプトプロピル(トリヘキサデカンオキシシラン)、
3−メルカプトブチル(トリメトキシシラン)、
3−メルカプトブチル(トリエトキシシラン)、
3−メルカプトブチル(ジエトキシメトキシシラン)、
3−メルカプトブチル(トリプロポキシシラン)、
3−メルカプトブチル(ジプロポキシメトキシシラン)、
3−メルカプトブチル(ジメトキシメチルシラン)、
3−メルカプトブチル(ジエトキシメチルシラン)、
3−メルカプト(2−メチル)プロピル(ジメチルメトキシシラン)、
3−メルカプト−2−メチルプロピル(ジメチルエトキシシラン)、
3−メルカプト−2−メチルプロピル(ジメチルテトラデカンオキシシラン)、
3−メルカプトブチル(ジメチルメトキシシラン)、
3−メルカプト−2−メチルプロピル(ジメチルエトキシシラン)、
3−メルカプト(2−メチル)プロピル(ジメチルメトキシシラン)、
3−メルカプト−2−メチルプロピル(ジメチルテトラデカンオキシシラン)、
3−メルカプトブチル(ジメチルエトキシシラン)、
3−メルカプトブチル(トリドデカンオキシシラン)、
3−メルカプトブチル(トリテトラデカンオキシシラン)、
3−メルカプトブチル(トリヘキサデカンオキシシラン)、
3−メルカプトブチル(ジドデカンオキシ)テトラデカンオキシシラン又は
3−メルカプトブチル(ドデカンオキシ)テトラデカンオキシ(ヘキサデカンオキシ)シラン。
(メルカプトオルガニル)アルコキシシランの製造方法の過程において、一般式Iの化合物又は一般式Iの化合物の混合物が生成する。
(ハロオルガニル)アルコキシシランとして、一般式II
Figure 2005139186
[式中、x、R、R′及びR′′は前記の意味を有し、そしてHalは塩素、臭素、フッ素又はヨウ素である]の化合物を使用してよい。
3−クロロブチル(トリエトキシシラン)、
3−クロロブチル(トリメトキシシラン)、
3−クロロブチル(ジエトキシメトキシシラン)、
3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)、
3−クロロプロピル(トリメトキシシラン)、
3−クロロプロピル(ジエトキシメトキシシラン)、
2−クロロエチル(トリエトキシシラン)、
2−クロロエチル(トリメトキシシラン)、
2−クロロエチル(ジエトキシメトキシシラン)、
1−クロロメチル(トリエトキシシラン)、
1−クロロメチル(トリメトキシシラン)、
1−クロロメチル(ジエトキシメトキシシラン)、
3−クロロプロピル(ジエトキシメチルシラン)、
3−クロロプロピル(ジメトキシメチルシラン)、
2−クロロエチル(ジエトキシメチルシラン)、
2−クロロエチル(ジメトキシメチルシラン)、
1−クロロメチル(ジエトキシメチルシラン)、
1−クロロメチル(ジメトキシメチルシラン)、
3−クロロプロピル(エトキシジメチルシラン)、
3−クロロプロピル(メトキシジメチルシラン)、
2−クロロエチル(エトキシジメチルシラン)、
2−クロロエチル(メトキシジメチルシラン)、
1−クロロメチル(エトキシジメチルシラン)又は
1−クロロメチル(メトキシジメチルシラン)
を有利には(ハロオルガノ)アルコキシシランとして使用してよい。
(ハロオルガニル)アルコキシシランは式IIの(ハロオルガニル)アルコキシシラン又は式IIの(ハロオルガニル)アルコキシシランの混合物であってよい。
(ハロオルガニル)ハロシランとして、一般式III
Figure 2005139186
[式中、x、Hal、R及びR′′は前記の意味を有し、そしてR′′′は互いに無関係にR又はHalである]の化合物を使用してよい。
3−クロロブチル(トリクロロシラン)、
3−クロロプロピル(トリクロロシラン)、
2−クロロエチル(トリクロロシラン)、
1−クロロメチル(トリクロロシラン)、
3−クロロブチル(ジクロロメトキシシラン)、
3−クロロプロピル(ジクロロメトキシシラン)、
2−クロロエチル(ジクロロメトキシシラン)、
1−クロロメチル(ジクロロメトキシシラン)、
3−クロロブチル(ジクロロエトキシシラン)、
3−クロロプロピル(ジクロロエトキシシラン)、
2−クロロエチル(ジクロロエトキシシラン)、
1−クロロメチル(ジクロロエトキシシラン)、
3−クロロブチル(クロロジエトキシシラン)、
3−クロロプロピル(クロロジエトキシシラン)、
2−クロロエチル(クロロジエトキシシラン)、
1−クロロメチル(クロロジエトキシシラン)、
3−クロロブチル(クロロジメトキシシラン)、
3−クロロプロピル(クロロジメトキシシラン)、
2−クロロエチル(クロロジメトキシシラン)、
1−クロロメチル(クロロジメトキシシラン)、
3−クロロブチル(ジクロロメチルシラン)、
3−クロロプロピル(ジクロロメチルシラン)、
2−クロロエチル(ジクロロメチルシラン)、
1−クロロメチル(ジクロロメチルシラン)、
3−クロロブチル(クロロ)(メチル)メトキシシラン、
3−クロロプロピル(クロロ)(メチル)メトキシシラン、
2−クロロエチル(クロロ)(メチル)メトキシシラン、
1−クロロメチル(クロロ)(メチル)メトキシシラン、
3−クロロブチル(クロロ)(メチル)エトキシシラン、
3−クロロプロピル(クロロ)(メチル)エトキシシラン、
2−クロロエチル(クロロ)(メチル)エトキシシラン、
1−クロロメチル(クロロ)(メチル)エトキシシラン、
3−クロロブチル(クロロジメチルシラン)、
3−クロロプロピル(クロロジメチルシラン)、
2−クロロエチル(クロロジメチルシラン)又は
1−クロロメチル(クロロジメチルシラン)
を有利には(ハロオルガニル)ハロシランとして使用してよい。
(ハロオルガニル)ハロシランは式IIIの(ハロオルガニル)ハロシラン又は式IIIの(ハロオルガニル)ハロシランの混合物であってよい。
一般式I
Figure 2005139186
の(メルカプトオルガニル)アルコキシシランは、硫化水素アルカリ金属を一般式II
Figure 2005139186
の(ハロオルガニル)アルコキシシラン及び一般式III
Figure 2005139186
の(ハロオルガニル)ハロシランによりアルコール中で、排気されかつ圧力が高められた密封容器中で転化させることによって製造できる。
(ハロオルガニル)アルコキシシラン及び(ハロオルガニル)ハロシランの選択によって、能動的かつ選択的に一般式Iの化合物の混合物の組成に影響を及ぼすことができる。
(ハロオルガニル)アルコキシシラン及び(ハロオルガニル)ハロシランは1:0.00001〜1:0.8、有利には1:0.00001〜1:0.5、特に有利には1:0.00001〜1:0.09のモル比で使用してよい。
該方法のために使用される適当な(ハロオルガニル)アルコキシシランと(ハロオルガニル)ハロシランとの混合物は、使用される装置及び所望の作用、例えば反応の選択性、転化時間、反応器の処理量、(ハロオルガニル)アルコキシシラン及び(ハロオルガニル)ハロシランの互いの反応、反応器の材質又は工程順序に依存してアルカリ金属硫化物を添加する前に事前に製造してもよい。
(ハロオルガニル)アルコキシシラン及び(ハロオルガニル)ハロシランの混合物の組成の質と種類は、該混合物中に含まれる加水分解可能なSi−Hal結合の量と種類を基礎として評価できる。
(ハロオルガニル)アルコキシシラン及び(ハロオルガニル)ハロシランの混合物中の加水分解可能なSi−ハロゲン化物の量は10mg/kg〜800000mg/kgであってよい。
加水分解可能なSi−ハロゲン化物の量は以下の工程によって規定される:
最大で20gの試料を80mlのエタノール及び10mlの酢酸に150mlのガラスビーカーにおいて添加する。ハロゲン化物含量を硝酸銀溶液(c(AgNO)=0.01モル/l)で電位差滴定する。
(ハロオルガニル)アルコキシシラン及び(ハロオルガニル)ハロシランの混合物の有利なモル比は、とりわけ選択された(ハロオルガニル)ハロシランのSi−ハロゲン官能基の数に依存してよい。
例えば3−クロロプロピル(トリメトキシシラン)又は3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)及び3−クロロプロピル(トリクロロシラン)の転化の過程で有利には1:0.00001〜1:0.03のモル比を使用してもよい。
例えば3−クロロプロピル(メチルジメトキシシラン)又は3−クロロプロピル(メチルジエトキシシラン)及び3−クロロプロピル(メチルジクロロシラン)の転化の過程で有利には1:0.00001〜1:0.045のモル比を使用してもよい。
例えば3−クロロプロピル(ジメチルメトキシシラン)又は3−クロロプロピル(ジメチルエトキシシラン)及び3−クロロプロピル(ジメチルクロロシラン)の転化の過程で有利には1:0.00001〜1:0.09のモル比を使用してもよい。
(ハロオルガニル)アルコキシシラン及び(ハロオルガニル)ハロシランを互いに任意の順序で、任意の様式において任意の温度でかつ任意の時間で混合し、そして次いでアルコールと硫化水素アルカリ金属だけは一緒に又は連続的に添加してよい。
(ハロオルガニル)ハロシラン、硫化水素アルカリ金属及びアルコールを互いに任意の順序で、任意の様式において任意の温度でかつ任意の時間で混合し、そして次いで(ハロオルガニル)アルコキシシランだけを添加してよい。
(ハロオルガニル)アルコキシシラン、硫化水素アルカリ金属及びアルコールを互いに任意の順序で、任意の様式において任意の温度でかつ任意の時間で混合し、そして次いで(ハロオルガニル)ハロシランだけを添加してよい。
硫化水素リチウム(LiSH)、硫化水素ナトリウム(NaSH)、硫化水素カリウム(KSH)及び硫化水素セシウム(CsSH)を硫化水素アルカリ金属として使用してよい。
使用される硫化水素アルカリ金属のモル量は使用される(ハロオルガニル)アルコキシシランのモル量と使用される(ハロオルガニル)ハロシランのモル量との合計を1%〜50%だけ、有利には5%〜25%だけ、特に有利には5%〜15%だけ超過してよい。
化学量論的に必要とされる量未満の量の硫化水素アルカリ金属では転化を十分にもたらし得ない。結果として、生成物は引き続き出発物質で汚染されていることがあり、又は出発物質と生成物とを互いに分離するために入念な蒸留が必要となることがある。
第一級、第二級又は第三級の1〜24個、有利には1〜6個、特に有利には1〜4個の炭素原子を有するアルコールをアルコールとして使用してよい。
メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、i−ブタノール、n−ブタノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール又はオクタデカノールを第一級、第二級又は第三級アルコールとして使用してよい。
アルコールの量は、使用されるシラン成分の少なくとも100容量%、有利には250容量%〜1000容量%、特に有利には500容量%〜1000容量%であってよい。
転化の開始時点で、かつ/又は転化の間に、かつ/又は転化の終盤で、反応混合物に極性の、プロトン性の、非プロトン性の、塩基性又は酸性の添加剤を添加してよい。
“圧力が高められた”という表現は、常圧より、0.1バール〜10バールの過圧、有利には1バール〜7バールの過圧を意味すると理解できる。
転化は、0℃〜180℃、有利には70℃〜150℃、特に有利には70℃〜125℃の温度で行ってよい。
目的生成物の収率及び反応容量の利用に関してそれぞれの場合で最適な反応温度は、使用される(ハロオルガニル)アルコキシシランの構造と、溶剤として使用されるアルコールの構造とに依存して変動してよい。
例えばメタノール中での反応の場合には、60℃〜95℃の反応温度が、反応時間、副生成物量及び圧力形成に関して有利なことがある。
例えばエタノール中での反応の場合には、75℃〜130℃の反応温度が、反応時間、副生成物量及び圧力形成に関して有利なことがある。
転化は、密封容器中で保護ガス下に行ってよい。
転化は、耐腐蝕性又は腐蝕しやすい反応容器又はオートクレーブ中で行ってよい。
耐腐蝕性の反応容器又はオートクレーブはガラス、テフロン、エナメルスチール又は被覆鋼、ハステロイ又はタンタルからなってよい。
反応条件の選択により、副生成物量を20モル%未満にすることができる。
所望のメルカプトオルガニルシラン化合物の他に、相応のモノスルファン又はジスルファンが副生成物として生じることがあり、またモノマーのメルカプトオルガニルシラン化合物の構造に依存して、ダイマー又はオリゴマーのシロキサンの種々の組み合わせが生成物又は生成物と出発物質とから誘導されることがある。
本発明による方法は、毒性の高い気体状物質、例えば硫化水素を硫黄ドナーとして使用することを省くことができる。代わりに、容易に計量できる固体物質である硫化水素アルカリ金属(例えば硫化水素ナトリウム)が硫黄ドナーとして使用されている。
本発明の方法の更なる利点は、密封された反応容器(オートクレーブ又はその類似物)の使用と少量の(ハロアルキル)ハロシランの添加によるだけで選択性を増大できるという事実にある。
本発明による方法の更なる利点は、公知の方法と比較して短いバッチ時間でかつ工業的に容易に実現できる温度で高い転化率であるということである。
以下の
− 3−メルカプトプロピル(トリエトキシシラン)、(EtO)Si−(CH−S−(CH−Si(OEt)及び(EtO)Si−(CH−S−(CH−Si(OEt)の面積%の和

− 3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)、3−メルカプトプロピル(トリエトキシシラン)、(EtO)Si−(CH−S−(CH−Si(OEt)及び(EtO)Si−(CH−S−(CH−Si(OEt)の面積%の和
との商を反応混合物中の転化率として定義する。
以下の
− 3−メルカプトプロピル(トリエトキシシラン及び(EtO)Si−(CH−S−(CH−Si(OEt)の質量%の和

− 3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)、3−メルカプトプロピル(トリエトキシシラン)及び(EtO)Si−(CH−S−(CH−Si(OEt)の質量%の和
との商を単離された粗生成物中の転化率として定義する。
以下の
− 3−メルカプトプロピル(トリエトキシシラン)の面積%

− 3−メルカプトプロピル(トリエトキシシラン)、(EtO)Si−(CH−S−(CH−Si(OEt)及び(EtO)Si−(CH−S−(CH−Si(OEt)の面積%の和
との商を反応混合物中の選択性として定義する。
以下の
− 3−メルカプトプロピル(トリエトキシシラン)の質量%

− 3−メルカプトプロピル(トリエトキシシラン)及び(EtO)Si−(CH−S−(CH−Si(OEt)の質量%の和
との商を単離された粗生成物中の選択性として定義する。
乾燥NaSHは市販製品として、例えばSTREM/ABCR社から入手できる。
GC分析
反応混合物のGC分析を、0.53mm厚を有し、かつ1.5μmの膜厚を有する30m長のDB5カラムを備えたHP6890(WLD)型ガスクロマトグラフで実施する。熱伝導性検出器を検出器として使用する。使用される温度プログラムは、例えば以下の順序である:
− 開始温度100℃
− 初期時間1分間
− 20℃/分で280℃まで
− 280℃を10分間維持
以下の成分についての滞留時間は以下の通りである:
3.3分間 = Cl−(CH−Si(OEt)
5.7分間 Si263 = HS−(CH−Si(OEt)
9.0〜10.5分間 = 出発物質のシランと生成物のシランとから誘導される種々のシランダイマー
11.0分間 = (EtO)Si−(CH−S−(CH−Si(OEt)
12.4分間 = (EtO)Si−(CH−S−(CH−Si(OEt)
比較例1:
GB1,102,251号の実施例1により42%の単離された収率が得られる。
比較例2:
US5,840,952号の比較例3によりGCにより測定して81%の収率が得られる。
比較例3:
US5,840,952号の比較例5によりGCにより測定して40.3%の収率が得られる。
比較例4:
ガラスインサートを有するステンレス鋼オートクレーブにおいて50gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)及び125mlのエタノールを室温で混合する。該溶液に11.7gの乾燥NaSHを添加し、そしてオートクレーブを引き続き気密封止する。反応混合物をオートクレーブ中で120分間にわたり100℃にまで加熱し、そして引き続き室温に冷却する。反応混合物のGC測定により以下の組成が面積パーセント(面積%)で得られる:
Figure 2005139186
転化率は93.7%であり、そして選択性は82.9%である。
比較例5:
ガラスインサートを有するステンレス鋼オートクレーブにおいて50gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)及び125mlの無水エタノールを室温で混合する。該溶液に11.7gの乾燥NaSHを添加し、そしてオートクレーブを引き続き気密封止する。反応混合物をオートクレーブ中で240分間にわたり90℃にまで加熱し、そして引き続き室温に冷却する。反応混合物のGC測定により以下の組成が面積パーセント(面積%)で得られる:
Figure 2005139186
転化率は93.7%であり、そして選択性は84%である。
実施例1:
ガラスインサートを有するステンレス鋼オートクレーブにおいて50gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)、0.5gの3−クロロプロピル(トリクロロシラン)及び125mlの無水エタノールを室温で混合する。該溶液に13.5gの乾燥NaSHを添加し、そしてオートクレーブを引き続き気密封止する。反応混合物をオートクレーブ中で240分間にわたり90℃にまで加熱し、そして引き続き室温に冷却する。反応混合物のGC測定により以下の組成が面積パーセント(面積%)で得られる:
Figure 2005139186
転化率は94.3%であり、そして選択性は88%である。
実施例2:
ガラスインサートを有するステンレス鋼オートクレーブにおいて50gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)、1.0gの3−クロロプロピル(トリクロロシラン)及び125mlの無水エタノールを室温で混合する。該溶液に13.5gの乾燥NaSHを添加し、そしてオートクレーブを引き続き気密封止する。反応混合物をオートクレーブ中で120分間にわたり100℃にまで加熱し、そして引き続き室温に冷却する。反応混合物のGC測定により以下の組成が面積パーセント(面積%)で得られる:
Figure 2005139186
転化率は96%であり、そして選択性は90%である。
実施例3:
二重壁のガラスジャケットとハステロイC22製の蓋+フィッティングとを備えたオートクレーブ(Buechi AG社)において28.6gの乾燥NaSH及び600mlの無水エタノールを室温で装填し、そして50℃で15分間撹拌する。該懸濁液に5gの3−クロロプロピル(トリクロロシラン)を圧力ビュレットで添加し、そして該懸濁液を更に10分間撹拌する。該懸濁液に、ビュレットを介して100gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)及び200mlのエタノールを添加する。該混合物を撹拌しながら93〜96℃に加熱し、そして温度を120分間保持する。該混合物を引き続き室温に冷却し、そして試料を取り出す。反応混合物のGC分析により以下の組成が面積%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は90%であり、そして反応の選択性は98%である。
得られた懸濁液を濾過する。分離除去された固形分を600mlのn−ペンタンで洗浄する。得られた溶液の揮発性成分を回転蒸発器において20〜600ミリバール及び80〜110℃で除去する。得られた懸濁液を200mlのペンタンと一緒によく混合し、そして4〜8℃で13〜14時間貯蔵する。沈殿した固形分を濾過により分離除去し、そしてペンタンで洗浄する。得られた澄明な溶液からペンタンを回転蒸発器において20〜600ミリバール及び80〜110℃で除去する。99.6gの無色の液体が得られる。
GCでの分析(内部標準としてドデカン)により以下の生成物の組成が質量%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は91%であり、そして反応の選択性は96%である。
実施例4:
二重壁のガラスジャケットとハステロイC22製の蓋+フィッティングとを備えたオートクレーブ(Buechi AG社)において37.5gの乾燥NaSH及び600mlの無水エタノールを室温で装填する。該懸濁液を加熱し、そして50℃で20分間撹拌する。該懸濁液に100gの3−クロロプロピル(ジメチルエトキシシラン)及び5gの3−クロロプロピル(ジメチルクロロシラン)の混合物を圧力ビュレットで添加する。該混合物に更に200mlのエタノールを添加し、そして撹拌しながら93〜96℃に加熱を実施する。その温度を180分間保持する。該混合物を引き続き室温に冷却する。試料を取り出し、そしてガスクロマトグラフィーによって分析する。反応混合物のGC分析により以下の組成が面積%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は98%であり、そして反応の選択性は95%である。
実施例5:
二重壁のガラスジャケットとハステロイC22製の蓋+フィッティングとを備えたオートクレーブ(Buechi AG社)において、36.2gの乾燥NaSH及び800mlの無水エタノールを室温で装填し、加熱し、そして50℃で15分間撹拌する。該懸濁液に100gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)と、3−クロロプロピル(ジエトキシ(クロロ)シラン)、3−クロロプロピル(エトキシ(ジクロロ)シラン)、3−クロロプロピル(トリクロロシラン)及び3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)からなる20gのシラン混合物との混合物を圧力ビュレットで添加する。694.2gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)及び350.8gの3−クロロプロピル(トリクロロシラン)からの反応により得られたシラン混合物から20gを取り出す。ビュレットを介して200mlのエタノールを計量された量で添加し、そして撹拌しながら102〜104℃に加熱する。温度は180分間保持する。該混合物を引き続き約55℃に冷却し、そして100mlのエタノール中の2.6gのギ酸を計量された量で圧力ビュレットで添加する。15分後に試料を取り出し、そしてガスクロマトグラフィーによって分析する。反応混合物のGC分析により以下の組成が面積%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は>99%であり、そして反応の選択性は98%である。
得られた懸濁液を濾過する。分離除去された固形分を400mlのn−ペンタンで洗浄する。得られた溶液の揮発性成分を回転蒸発器において20〜600ミリバール及び60〜80℃で除去する。得られた懸濁液を200mlのペンタンと一緒に混合し、そして4〜8℃で10時間貯蔵する。沈殿した固形分を濾過により分離除去し、そして150mlのペンタンで洗浄する。得られた溶液からペンタンを回転蒸発器において20〜600ミリバール及び60〜80℃で除去する。111.2gの無色の液体が得られる。
GCでの分析(内部標準としてドデカン)により以下の生成物の組成が質量%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は>99%であり、そして反応の選択性は98%である。
実施例6:
二重壁のガラスジャケットとハステロイC22製の蓋+フィッティングとを備えたオートクレーブ(Buechi AG社)において33.6gの乾燥NaSH及び800mlの無水エタノールを室温で装填し、そして50℃で15分間撹拌する。該懸濁液に97gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)と、3−クロロプロピル(ジエトキシ(クロロ)シラン)、3−クロロプロピル(エトキシ(ジクロロ)シラン)、3−クロロプロピル(トリクロロシラン)及び3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)からなる20gのシラン混合物との混合物を圧縮空気で操作されるビュレットで添加する。694.2gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)及び350.8gの3−クロロプロピル(トリクロロシラン)からの反応により得られたシラン混合物から20gを取り出す。該懸濁液に、ビュレットを介して200mlのエタノールを添加する。該混合物を撹拌しながら109〜110℃に加熱し、そして温度を240分間保持する。該混合物を引き続き室温に冷却する。試料を取り出し、そしてガスクロマトグラフィーによって分析する。 反応混合物のGC分析により以下の組成が面積%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は98%であり、そして反応の選択性は98%である。
得られた懸濁液を濾過する。分離除去された固形分を400mlのn−ペンタンで洗浄する。得られた溶液の揮発性成分を回転蒸発器において20〜600ミリバール及び80〜110℃で除去する。得られた懸濁液を200mlのペンタンと一緒によく混合し、そして4〜8℃で3〜4時間貯蔵する。沈殿した固形分を濾過により分離除去し、そしてペンタンで洗浄する。得られた澄明な溶液からペンタンを回転蒸発器において20〜600ミリバール及び80〜110℃で除去する。110.3gの無色の液体が得られる。
GCでの分析(内部標準としてドデカン)により以下の生成物の組成が質量%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は98%であり、そして反応の選択性は97%である。
実施例7:
二重壁のガラスジャケットとハステロイC22製の蓋+フィッティングとを備えたオートクレーブ(Buechi AG社)において33.6gの乾燥NaSH及び800mlの無水エタノールを室温で装填し、そして50℃で15分間撹拌する。該懸濁液に100gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)と、3−クロロプロピル(ジエトキシ(クロロ)シラン)、3−クロロプロピル(エトキシ(ジクロロ)シラン)、3−クロロプロピル(トリクロロシラン)及び3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)からなる20gのシラン混合物との混合物を圧縮空気で操作されるビュレットで添加する。694.2gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)及び350.8gの3−クロロプロピル(トリクロロシラン)からの反応により得られたシラン混合物から20gを取り出す。該懸濁液にビュレットを介して更に200mlのエタノールを添加し、108〜111℃に加熱し、そしてその温度を240分間保持する。該混合物を引き続き室温に冷却し、そして試料を取り出す。反応混合物のGC分析により以下の組成が面積%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は95%であり、そして反応の選択性は94%である。
得られた懸濁液を濾過する。分離除去された固形分を400mlのn−ペンタンで洗浄する。得られた溶液の揮発性成分を回転蒸発器において20〜600ミリバール及び80〜110℃で除去する。得られた懸濁液を200mlのペンタンと一緒によく混合し、そして4〜8℃で3〜4時間貯蔵する。沈殿した固形分を濾過により分離除去し、そしてペンタンで洗浄する。得られた溶液からペンタンを回転蒸発器において20〜600ミリバール及び80〜110℃で除去する。113.2gの無色の液体が得られる。
GCでの分析(内部標準としてドデカン)により以下の生成物の組成が質量%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は95%であり、そして反応の選択性は98%である。
実施例8:
二重壁のガラスジャケットとハステロイC22製の蓋+フィッティングとを備えたオートクレーブ(Buechi AG社)において、18.1gの乾燥NaSH及び400mlの無水エタノールを室温で装填し、加熱し、そして50℃で15分間撹拌する。該懸濁液に50gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)と、3−クロロプロピル(ジエトキシ(クロロ)シラン)、3−クロロプロピル(エトキシ(ジクロロ)シラン)、3−クロロプロピル(トリクロロシラン)及び3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)からなる10gのシラン混合物との混合物を圧力ビュレットで添加する。694.2gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)及び350.8gの3−クロロプロピル(トリクロロシラン)からの反応により得られたシラン混合物から10gを取り出す。該懸濁液に、ビュレットを介して100mlのエタノールを添加する。撹拌しながら105〜110℃に加熱し、そしてその温度を180分間保持する。引き続き約50℃に冷却し、そして50mlのエタノール中の1.3gのギ酸を計量された量で圧力ビュレットで添加する。該懸濁液を更に15分間撹拌し、そして試料を取り出す。反応混合物のGC分析により以下の組成が面積%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は>99%であり、そして反応の選択性は97%である。
得られた懸濁液を濾過し、そして分離除去された固形分を400mlのn−ペンタンで洗浄する。得られた溶液の揮発性成分を回転蒸発器において20〜600ミリバール及び60〜80℃で除去する。得られた懸濁液を200mlのペンタンと一緒に混合し、そして4〜8℃で10時間貯蔵する。沈殿した固形分を濾過により分離除去し、そして150mlのペンタンで洗浄する。得られた溶液からペンタンを回転蒸発器において20〜600ミリバール及び60〜80℃で除去する。55.6gの無色の液体が得られる。
GCでの分析(内部標準としてドデカン)により以下の生成物の組成が質量%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は>99%であり、そして反応の選択性は96%である。
実施例9:
二重壁のガラスジャケットとハステロイC22製の蓋+フィッティングとを備えたオートクレーブ(Buechi AG社)において36.2gの乾燥NaSH及び800mlの無水エタノールを室温で装填し、そして30℃で15分間撹拌する。該懸濁液に100gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)と、3−クロロプロピル(ジエトキシ(クロロ)シラン)、3−クロロプロピル(エトキシ(ジクロロ)シラン)、3−クロロプロピル(トリクロロシラン)及び3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)からなる20gのシラン混合物との混合物を圧力ビュレットで添加する。694.2gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)及び350.8gの3−クロロプロピル(トリクロロシラン)からの反応により得られたシラン混合物から20gを取り出す。該懸濁液にビュレットを介して更に200mlのエタノールを添加し、撹拌しながら102〜104℃に加熱し、そしてその温度を180分間保持する。該混合物を引き続き約57℃に冷却し、そして100mlのエタノール中の2.6gのギ酸を計量された量で圧力ビュレットで添加する。更に15分間撹拌を実施し、そして試料を取り出す。反応混合物のGC分析により以下の組成が面積%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は>99%であり、そして反応の選択性は98%である。
得られた懸濁液を濾過する。分離除去された固形分を400mlのn−ペンタンで洗浄する。得られた溶液の揮発性成分を回転蒸発器において20〜600ミリバール及び60〜80℃で除去する。得られた懸濁液を200mlのペンタンと一緒によく混合し、そして4〜8℃で10時間貯蔵する。沈殿した固形分を濾過により分離除去し、そして150mlのペンタンで洗浄する。得られた溶液からペンタンを回転蒸発器において20〜600ミリバール及び60〜80℃で除去する。111.6gの無色の液体が得られる。
GCでの分析(内部標準としてドデカン)により以下の生成物の組成が質量%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は>99%であり、そして反応の選択性は98%である。
実施例10:
二重壁のガラスジャケットとハステロイC22製の蓋+フィッティングとを備えたオートクレーブ(Buechi AG社)において36.2gの乾燥NaSH及び800mlの無水エタノールを室温で装填し、そして70〜73℃で15分間撹拌する。該懸濁液に100gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)と、3−クロロプロピル(ジエトキシ(クロロ)シラン)、3−クロロプロピル(エトキシ(ジクロロ)シラン)、3−クロロプロピル(トリクロロシラン)及び3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)からなる20gのシラン混合物との混合物を圧力ビュレットで添加する。694.2gの3−クロロプロピル(トリエトキシシラン)及び350.8gの3−クロロプロピル(トリクロロシラン)からの反応により得られたシラン混合物から20gを取り出す。該懸濁液にビュレットを介して更に200mlのエタノールを添加し、101〜104℃に加熱し、そしてその温度を180分間保持する。該混合物を引き続き56℃に冷却し、そして100mlのエタノール中の2.6gのギ酸を計量された量で圧力ビュレットで添加する。15分間撹拌を実施し、そして次いで試料を取り出す。反応混合物のGC分析により以下の組成が面積%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は>99%であり、そして反応の選択性は>98%である。
得られた懸濁液を濾過する。分離除去された固形分を400mlのn−ペンタンで洗浄する。得られた溶液の揮発性成分を回転蒸発器において20〜600ミリバール及び60〜80℃で除去する。得られた懸濁液を200mlのペンタンと一緒によく混合し、そして4〜8℃で10時間貯蔵する。沈殿した固形分を濾過により分離除去し、そして150mlのペンタンで洗浄する。得られた澄明な溶液からペンタンを回転蒸発器において20〜600ミリバール及び60〜80℃で除去する。111.1gの無色の液体が得られる。GCでの分析(内部標準としてドデカン)により以下の生成物の組成が質量%で得られる:
Figure 2005139186
前記の値に基づき、転化率は>99%であり、そして反応の選択性は98%である。

Claims (10)

  1. (メルカプロオルガニル)アルコキシシランの製造方法であって、硫化水素アルカリ金属を(ハロオルガニル)アルコキシシランと(ハロオルガニル)ハロシランとの混合物によりアルコール中で、排気されかつ圧力が高められた密封容器中で転化させることを特徴とする方法。
  2. (メルカプトオルガニル)アルコキシシランとして、一般式I
    Figure 2005139186
    [式中、
    Rは同一又は異なり、そしてC〜Cを有するアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアラルキル基又はOR′基であり、
    R′は同一又は異なり、そしてC〜C24−の、分枝鎖状又は非分枝鎖状の一価のアルキル基又はアルケニル基、アリール基又はアラルキル基であり、
    R′′は分枝鎖状又は非分枝鎖状の、飽和又は不飽和の、脂肪族、芳香族又は脂肪族/芳香族の混ざった、二価のC〜C30−の炭化水素基であって、前記基はF−、Cl−、Br−、I−、NH−又はNHR′で置換されていてよく、
    xは1〜3である]の化合物が得られる、請求項1記載の(メルカプトオルガニル)アルコキシシランの製造方法。
  3. (ハロオルガニル)アルコキシシランとして、一般式II、
    Figure 2005139186
    [式中、
    Rは同一又は異なり、そしてC〜Cを有するアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアラルキル基又はOR′基であり、
    R′は同一又は異なり、そしてC〜C24−の、分枝鎖状又は非分枝鎖状の一価のアルキル基又はアルケニル基、アリール基又はアラルキル基であり、
    R′′は分枝鎖状又は非分枝鎖状の、飽和又は不飽和の、脂肪族、芳香族又は脂肪族/芳香族の混ざった、二価のC〜C30−の炭化水素基であって、前記基はF−、Cl−、Br−、I−、NH−又はNHR′で置換されていてよく、
    xは1〜3である]の化合物が得られる、請求項1記載の(メルカプトオルガニル)アルコキシシランの製造方法。
  4. (ハロオルガニル)ハロシランとして、一般式III
    Figure 2005139186
    [式中、x、Hal、R及びR′′は式IIの意味を有し、かつR′′′は同一又は異なり、そしてR又はHalである]の化合物を使用する、請求項1記載の(メルカプトオルガニル)アルコキシシランの製造方法。
  5. 硫化水素アルカリ金属として、硫化水素リチウム(LiSH)、硫化水素ナトリウム(NaSH)、硫化水素セシウム(CsSH)又は硫化水素カリウム(KSH)を使用する、請求項1記載の(メルカプトオルガニル)アルコキシシランの製造方法。
  6. 転化の開始時点で、かつ/又は転化の間に、かつ/又は転化の終盤で、反応混合物に極性の、プロトン性の、非プロトン性の、塩基性又は酸性の添加剤を添加する、請求項1記載の(メルカプトオルガニル)アルコキシシランの製造方法。
  7. (ハロオルガニル)アルコキシシランと(ハロオルガニル)ハロシランとのモル比が1:0.00001〜1:0.8である、請求項1記載の(メルカプトオルガニル)アルコキシシランの製造方法。
  8. 使用される(ハロオルガニル)アルコキシシラン及び(ハロオルガニル)ハロシランの混合物中の加水分解可能なSi−ハロゲン化物の量が10mg/kg〜800000mg/kgである、請求項1記載の(メルカプトオルガニル)アルコキシシランの製造方法。
  9. 使用される硫化水素アルカリ金属のモル量が、使用される(ハロオルガニル)アルコキシシランのモル量と使用される(ハロオルガニル)ハロシランのモル量との合計を1%〜50%だけ超過する、請求項1記載の(メルカプトオルガニル)アルコキシシランの製造方法。
  10. アルコールとして、第一級、第二級又は第三級の1〜24個の炭素原子を有するアルコールを使用する、請求項1記載の(メルカプトオルガニル)アルコキシシランの製造方法。
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