JP2013203601A - Method for producing cyclohexasilane - Google Patents
Method for producing cyclohexasilane Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013203601A JP2013203601A JP2012074882A JP2012074882A JP2013203601A JP 2013203601 A JP2013203601 A JP 2013203601A JP 2012074882 A JP2012074882 A JP 2012074882A JP 2012074882 A JP2012074882 A JP 2012074882A JP 2013203601 A JP2013203601 A JP 2013203601A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cyclohexasilane
- synthesis
- container
- salt
- dianion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Description
本発明は、トリハロシランからシクロヘキサシランを連続して良好な生産性で製造する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for continuously producing cyclohexasilane from trihalosilane with good productivity.
太陽電池、半導体等の用途に薄膜シリコンが用いられており、この薄膜シリコンは、従来、モノシランを原料とする気相成長製膜法(CVD法)によって作製されている。近年、該CVD法に代わって、環状水素化シランを用いた新たな製法が注目されている。この製法は、水素化ポリシラン溶液を基材に塗布、焼成する塗布製膜法(液体プロセス)であり、前記水素化ポリシラン溶液の調製原料としてシクロペンタシランが使用されている。シクロペンタシランは市販されており、UV照射によって水素化ポリシランとなることが知られている。しかしながら、シクロペンタシランは、その製造に高価な禁水試薬を用いる多段階合成や精製工程が必要であるため、非常に高価である。そこで、シクロペンタシランの代替材料としてシクロヘキサシランが着目される。 Thin film silicon is used for applications such as solar cells and semiconductors, and this thin film silicon has been conventionally produced by a vapor deposition method (CVD method) using monosilane as a raw material. In recent years, a new production method using cyclic hydrogenated silane has attracted attention in place of the CVD method. This manufacturing method is a coating film forming method (liquid process) in which a hydrogenated polysilane solution is applied to a substrate and baked, and cyclopentasilane is used as a raw material for preparing the hydrogenated polysilane solution. Cyclopentasilane is commercially available and is known to be hydrogenated polysilane by UV irradiation. However, cyclopentasilane is very expensive because it requires a multi-step synthesis and purification process using an expensive water-free reagent. Thus, cyclohexasilane has attracted attention as an alternative material for cyclopentasilane.
シクロヘキサシランは、トリクロロシランを、N、N、N’、N’’、N’’−ペンタエチルジエチレントリアミン(ペデタ(pedeta))あるいはN、N、N’、N’−テトラエチルエチレンジアミン(テエダ(teeda))等の第三級ポリアミンの存在下で環化カップリングしてテトラデカクロロシクロヘキサシランジアニオンの塩を調製し、該塩に金属水素化物還元剤を接触させて還元する方法で製造できることが知られている(特許文献1)。 Cyclohexasilane is trichlorosilane, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentaethyldiethylenetriamine (peda) or N, N, N ′, N′-tetraethylethylenediamine (teeda). The salt of tetradecachlorocyclohexasilane dianion can be prepared by cyclization coupling in the presence of a tertiary polyamine such as)), and the salt can be reduced by contacting with the metal hydride reducing agent. Known (Patent Document 1).
上記特許文献1記載の方法によれば、環化カップリング反応では、テトラデカクロロシクロヘキサシランジアニオン塩は固体として得られるので、カップリング反応後の反応液からこれを濾取する必要がある。また続く還元反応では、目的物であるシクロヘキサシランは反応液中に溶解する一方で、副生成物(還元剤の金属塩)が不溶であるので、該不溶物を濾別して目的物(シクロヘキサシラン)を回収する必要がある。そのため、トリクロロシランからシクロヘキサシランを製造する一連の反応を連続して行う場合、環化カップリング反応を行う容器、第一の濾過装置、還元反応を行う容器および第二の濾過装置を順次設け、煩雑な操作(例えば環化カップリング反応後に濾過し、濾過物を別の反応容器に仕込み、続いて還元反応を行った後、再度濾過するなど)を行わなければならなかった。 According to the method described in Patent Document 1, since tetradecachlorocyclohexasilane dianion salt is obtained as a solid in the cyclization coupling reaction, it is necessary to filter it from the reaction solution after the coupling reaction. In the subsequent reduction reaction, the target product, cyclohexasilane, dissolves in the reaction solution, but the by-product (metal salt of the reducing agent) is insoluble. Run) must be collected. Therefore, when performing a series of reactions for producing cyclohexasilane from trichlorosilane, a vessel for performing a cyclization coupling reaction, a first filtration device, a vessel for carrying out a reduction reaction, and a second filtration device are sequentially provided. , Complicated operations (for example, filtration after the cyclization coupling reaction, charging of the filtrate into another reaction vessel, subsequent reduction reaction, and subsequent filtration) had to be performed.
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、トリハロシランからシクロヘキサシランを製造する一連の反応を連続して行うにあたり、工程を簡略化して生産性を向上させるとともに、製造装置全体の省スペース化を可能にするシクロヘキサシランの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made by paying attention to the above-described circumstances, and its purpose is to simplify the process and improve productivity in continuously performing a series of reactions for producing cyclohexasilane from trihalosilane. An object of the present invention is to provide a method for producing cyclohexasilane that can be improved and can save space in the whole production apparatus.
上記目的を達成し得た本発明のシクロヘキサシランの製造方法とは、トリハロシランを環化カップリングしてテトラデカハロシクロヘキサシラン・ジアニオン含有化合物(本明細書では単に「ハロシクロシラン塩」と称することがある)を合成し、この合成液から該ジアニオン含有化合物(ハロシクロシラン塩)を濾取し、濾取したジアニオン含有化合物(ハロシクロシラン塩)を還元してシクロヘキサシランを合成し、このシクロヘキサシラン合成液に含まれる不溶物を濾別してシクロヘキサシランを製造する方法であり、前記シクロヘキサシラン合成容器内または該合成容器の排出口より下流側に取り付けられたメッシュ部材で、前記ジアニオン含有化合物の濾取と、シクロヘキサシラン合成液からの不溶物の濾別の両方を行う点に要旨を有するものである。 The process for producing cyclohexasilane of the present invention that can achieve the above-mentioned object is a compound comprising a tetradecahalocyclohexasilane / dianion containing compound (hereinafter referred to simply as “halocyclosilane salt”). The dianion-containing compound (halocyclosilane salt) is filtered from the synthesis solution, and the dianion-containing compound (halocyclosilane salt) is reduced to synthesize cyclohexasilane. The cyclohexasilane synthesis solution is a method for producing cyclohexasilane by filtering off insoluble matter contained in the cyclohexasilane synthesis solution, and is a mesh member attached in the cyclohexasilane synthesis vessel or downstream from the discharge port of the synthesis vessel. The point is that both the filtration of the dianion-containing compound and the insoluble matter from the cyclohexasilane synthesis solution are separated by filtration. Those having.
本発明において、前記メッシュ部材は、シクロヘキサシラン合成容器内に取り付けられていることが好ましく、さらに、該シクロヘキサシラン合成容器は内外筒二重構造を有しており、前記メッシュ部材が内筒に形成されていることが好ましい。また前記メッシュ部材のメッシュ細孔径は3〜100μmであることが好ましい。 In the present invention, the mesh member is preferably attached in a cyclohexasilane synthesis container. Further, the cyclohexasilane synthesis container has an inner and outer cylinder double structure, and the mesh member is an inner cylinder. It is preferable to be formed. Moreover, it is preferable that the mesh pore diameter of the said mesh member is 3-100 micrometers.
本発明において、ジアニオン含有化合物合成容器とシクロヘキサシラン合成容器とは、同一又は異なっており、前記ジアニオン含有化合物合成容器と前記シクロヘキサシラン合成容器とを一つの防爆ブースに収容していることが好ましい。さらに、前記防爆ブース内を、酸素濃度10体積%以下、水分濃度10ppm(体積基準)以下の不活性ガス雰囲気に制御することが好ましい。 In the present invention, the dianion-containing compound synthesis container and the cyclohexasilane synthesis container are the same or different, and the dianion-containing compound synthesis container and the cyclohexasilane synthesis container are accommodated in one explosion-proof booth. preferable. Furthermore, it is preferable to control the inside of the explosion-proof booth to an inert gas atmosphere having an oxygen concentration of 10% by volume or less and a moisture concentration of 10 ppm (volume basis) or less.
本発明によれば、トリハロシランからテトラデカクロロシクロヘキサシランジアニオン塩等のハロシクロシラン塩を経てシクロヘキサシランを製造するに際し、ハロシクロシラン塩の還元に用いるシクロヘキサシラン合成容器内または該合成容器の排出口より下流側に取り付けられたメッシュ部材で、ハロシクロシラン塩の濾取と、シクロヘキサシラン合成液からの不溶物の濾別の両方を行うので、一連の反応を連続して行うにあたり、工程を簡略化して生産性を向上させるとともに、製造装置全体の省スペース化が可能になるという効果が得られる。すなわち、本発明によれば、ハロシクロシラン塩の濾取と、シクロヘキサシラン合成(還元反応)と、得られた合成液からの不溶物の濾別とを全て区切られた所定の空間内(シクロヘキサシラン合成容器内など)で行えることになるので、製造装置の省スペース化が図れ、しかも例えば濾取したハロシクロシラン塩を別の合成容器に仕込み直すといった煩雑な操作を簡略化でき、生産性も向上する。
加えて、シクロヘキサシランは禁水・禁酸素性物質であるため、少なくとも還元反応と還元反応後の不溶物の濾別は、完全な不活性ガス雰囲気下で行わなければならない。かかる事情に鑑みれば、還元反応からその後の濾過操作(不溶物の濾別)までを区切られた所定の空間内(シクロヘキサシラン合成容器内など)で行えることは、有利な効果と言える。
さらに、前記シクロヘキサシラン合成容器が、内外筒二重構造を有し、メッシュ部材が取り外し自在な内筒に形成されている形態であると、メッシュ部材のメンテナンスが容易になるという利点が得られる。
According to the present invention, when cyclohexasilane is produced from trihalosilane via a halocyclosilane salt such as tetradecachlorocyclohexasilane dianion salt, in the cyclohexasilane synthesis vessel used for reduction of the halocyclosilane salt or the synthesis A mesh member attached downstream from the outlet of the vessel performs both the filtration of the halocyclosilane salt and the insoluble matter from the cyclohexasilane synthesis solution. In this case, it is possible to improve the productivity by simplifying the process and to obtain the effect that the entire manufacturing apparatus can be saved in space. That is, according to the present invention, in a predetermined space in which all of the filtration of the halocyclosilane salt, the synthesis of cyclohexasilane (reduction reaction), and the separation of insoluble matter from the resultant synthesis solution are separated ( In a cyclohexasilane synthesis container, etc.), space saving of the production equipment can be achieved, and for example, complicated operations such as recharging the filtered halocyclosilane salt into another synthesis container can be simplified, Productivity is also improved.
In addition, since cyclohexasilane is a water- and oxygen-free substance, at least the reduction reaction and the filtration of insoluble matter after the reduction reaction must be performed in a completely inert gas atmosphere. In view of such circumstances, it can be said that it can be an advantageous effect that it can be performed in a predetermined space (such as in a cyclohexasilane synthesis container) from the reduction reaction to the subsequent filtration operation (separation of insoluble matter).
Further, when the cyclohexasilane synthesis container has an inner / outer cylinder double structure and the mesh member is formed in a removable inner cylinder, there is an advantage that maintenance of the mesh member is facilitated. .
また前記ジアニオン含有化合物合成容器と前記シクロヘキサシラン合成容器とを一つの防爆ブースに収容し、さらに該防爆ブース内を、酸素濃度10体積%以下、水分濃度10ppm(体積基準)以下の不活性ガス雰囲気に制御すると、防爆ブースから合成容器内に漏れ込みがあった場合でも生成物であるシクロヘキサシランの酸化反応あるいは加水分解反応が抑制できる。 The dianion-containing compound synthesis vessel and the cyclohexasilane synthesis vessel are accommodated in one explosion-proof booth, and the inert gas having an oxygen concentration of 10% by volume or less and a moisture concentration of 10 ppm (volume basis) or less in the explosion-proof booth. When the atmosphere is controlled, the oxidation reaction or hydrolysis reaction of the product cyclohexasilane can be suppressed even when there is leakage from the explosion-proof booth into the synthesis container.
本発明では、トリハロシランを環化カップリングしてハロシクロシラン塩を合成し、この合成液から該ハロシクロシラン塩を濾取する工程(ハロシクロシラン塩合成工程、第1濾過)と、濾取したハロシクロシラン塩を還元してシクロヘキサシランを合成し、このシクロヘキサシラン合成液に含まれる不溶物を濾別する工程(シクロヘキサシラン合成工程、第2濾過)とを連続して行うことによってシクロヘキサシランを製造する。しかも本発明では、前記第1濾過と第2濾過の両方を、シクロヘキサシラン合成容器内または該合成容器の排出口より下流側に取り付けたメッシュ部材で行う。このように第1濾過及び第2濾過で使用するメッシュ部材を共通にすると、2種類の濾過を区切られた所定の空間内で一連の操作により行うことができ、生産性の向上と製造装置全体の省スペース化が可能になる。なお区切られた所定の空間とは、実質的に密閉された空間であり、例えば不活性ガスを流通させる導入口と排出口を有する空間を含み、具体的にはメッシュ部材を取り付けた空間(シクロヘキサシラン合成容器内など)である。 In the present invention, a halocyclosilane salt is synthesized by cyclization coupling of trihalosilane, and the halocyclosilane salt is filtered from the synthesis solution (halocyclosilane salt synthesis step, first filtration), The obtained halocyclosilane salt is reduced to synthesize cyclohexasilane, and a process of separating insoluble matters contained in the cyclohexasilane synthesis solution (cyclohexasilane synthesis process, second filtration) is continuously performed. To produce cyclohexasilane. Moreover, in the present invention, both the first filtration and the second filtration are performed with a mesh member attached in the cyclohexasilane synthesis container or on the downstream side from the discharge port of the synthesis container. If the mesh members used in the first filtration and the second filtration are made common in this way, two types of filtration can be performed by a series of operations within a predetermined space, which improves productivity and the entire manufacturing apparatus. Space saving. The predetermined space divided is a substantially sealed space, for example, including a space having an inlet and an outlet through which an inert gas is circulated, and specifically, a space (cyclohexane) to which a mesh member is attached. In a sasilane synthesis container).
上述した本発明において、前記ハロシクロシラン合成とシクロヘキサシラン合成は異なる反応容器で行ってもよく、同一の反応容器で行ってもよい。異なる反応容器で行う場合、例えば図1に示すように、別に設けたハロシクロシラン塩合成容器1とシクロヘキサシラン合成容器2とをラインで直結する構成を採用できる。この図1に示す様に、ハロシクロシラン塩合成容器1はシクロヘキサシラン合成容器2より上流側に設けられ、両合成容器1、2は、管3で液密に連結されている。なお図示例では、ハロシクロシラン塩合成容器1の缶底とシクロヘキサシラン合成容器2の蓋部とが管3で連結されているが、合成容器1から合成容器2への送液(圧送など)がスムーズに行える範囲で、連結位置は適宜変更できる。また前記シクロヘキサシラン合成容器2では、適当な場所(図示例では缶底)から延出する管4が濃縮器5に液密に連結されていてもよく(図示例は濃縮器5が連結されている態様を示す)、この濃縮器5は反応溶媒留去口6とシクロヘキサシラン取出口7とを備えている。
なおハロシクロシラン合成とシクロヘキサシラン合成とを同一の反応容器で行う場合は、図1において、シクロヘキサシラン合成容器2がハロシクロシラン塩合成容器1を兼ね、管3よりも上流側の設備は不要となる。
In the present invention described above, the halocyclosilane synthesis and the cyclohexasilane synthesis may be performed in different reaction vessels or in the same reaction vessel. When the reaction is performed in different reaction vessels, for example, as shown in FIG. 1, a configuration in which a separately provided halocyclosilane salt synthesis vessel 1 and
When the halocyclosilane synthesis and the cyclohexasilane synthesis are performed in the same reaction vessel, the
そして本発明では、上述した所定の場所(シクロヘキサシラン合成容器内、該合成容器の排出口より下流側など)にメッシュ部材を設けている。図1は、シクロヘキサシラン合成容器2内にメッシュ部材を設けた場合の一例であり、特に図示例では、容器2内の排出流路下流側に(具体的には、容器2の缶底に排出口10を設け、この排出口に近い場所、すなわち容器2の下部に)メッシュ部材8を取り付けている。またメッシュ部材を、シクロヘキサシラン合成容器の排出口より下流側に取り付ける場合には、例えば、排出口10から延出する管4内(図1参照)にメッシュ部材を取り付けてもよく、前記管4に液密に濾過器(図示せず)を連結し、この濾過器内にメッシュ部材をとりつけてもよい。濾過器を連結する場合、上述した濃縮器5は、この濾過器の下流側に連結する。これらのようにシクロヘキサシラン合成容器2内、又は該容器2の排出口よりも下流側にメッシュ部材を取り付ければ、2種類の濾過を区切られた所定の空間(すなわち、シクロヘキサシラン合成容器2と、場合によっては管4および濃縮器5とで区切られた内部空間)内で一連の操作で行うことが可能となる。
And in this invention, the mesh member is provided in the predetermined place mentioned above (in the cyclohexasilane synthesis container, the downstream side from the discharge port of this synthesis container, etc.). FIG. 1 is an example of a case where a mesh member is provided in the
例えば図1に示す製造ラインを採用する場合(すなわち、ハロシクロシラン合成とシクロヘキサシラン合成を異なる反応容器で行う場合)、まずハロシクロシラン塩合成容器1でトリハロシランの環化カップリング反応を行い、ハロシクロシラン塩合成液を調製する(操作1)。
次いで合成容器1の排出口に取り付けられたバルブ(図示せず)を開放し、合成容器1内のハロシクロシラン塩合成液を、析出したハロシクロシラン塩を含むスラリー状態のまま管3を通してシクロヘキサシラン合成容器2に移送する(操作2)。
次いで移送したハロシクロシラン塩合成液を、シクロヘキサシラン合成容器2内のメッシュ部材8で濾過(第1濾過)して、シクロヘキサシラン合成容器2内にハロシクロシラン塩のみを収容した状態にする(操作3)。この操作3は、例えばバルブ9を開きシクロヘキサシラン合成容器2の排出口10を開放することにより、簡便に行える。またこのとき必要に応じて、メッシュ部材の上流側からの加圧もしくは下流側からの減圧を行うことにより、濾過効率を向上させてもよい。なお合成容器の排出口より下流側にメッシュ部材を設ける場合には、濾過後にメッシュ部材上のハロシクロシラン塩をシクロヘキサシラン合成容器2内に圧送すればよい。
次いで、シクロヘキサシラン合成容器2内に還元反応に必要な還元剤や溶媒などを投入してハロシクロシラン塩をリスラリーすることにより、還元反応を行う(操作4)。このとき、合成容器内に還元反応に必要な還元剤や溶媒などを投入する前に、還元剤とは反応しない適当な溶媒(例えば還元反応に用いる反応溶媒)を容器内に投入し排液することにより、濾取したハロシクロシラン塩を洗浄することが好ましい。
還元反応後、シクロヘキサシラン合成容器2の内容物(シクロヘキサシラン合成液)は、生成したシクロヘキサシランが溶解した溶液中に、副生した不溶物が分散したものとなる。そこで次にシクロヘキサシラン合成液をメッシュ部材8で濾過(第2濾過)し、副生物(不溶物)をメッシュ部材8上に濾別するとともに、シクロヘキサシランを含む溶液はメッシュ部材8を通過させて濃縮器5に移送する(操作5)。この操作5は、例えばバルブ9を開きシクロヘキサシラン合成容器2の排出口10を開放することにより、簡便に行える。またこのとき必要に応じて、メッシュ部材の上流側からの加圧もしくは下流側からの減圧を行うことにより、濾過効率を向上させてもよい。なお、ここで濾別した不溶物には、環化カップリング反応で用いた第3級ポリアミンの塩(還元剤由来の金属塩)が含まれるので、合成容器から回収し、加水分解処理するなどした後、第3級ポリアミンとして環化カップリング反応に再利用することができる。
その後、濃縮器5に移送したシクロヘキサシランを含む溶液から溶媒を減圧留去させ、濃縮器5が具備する取り出し口7からシクロヘキサシランを回収する(操作6)。
For example, when the production line shown in FIG. 1 is employed (that is, when halocyclosilane synthesis and cyclohexasilane synthesis are performed in different reaction vessels), first, a halocyclosilane salt synthesis vessel 1 is used for the cyclization coupling reaction of trihalosilane. To prepare a halocyclosilane salt synthesis solution (operation 1).
Next, a valve (not shown) attached to the outlet of the synthesis vessel 1 is opened, and the halocyclosilane salt synthesis solution in the synthesis vessel 1 is passed through the tube 3 in the slurry state containing the precipitated halocyclosilane salt. Transfer to the sasilane synthesis container 2 (operation 2).
Next, the transferred halocyclosilane salt synthesis solution is filtered (first filtration) with the mesh member 8 in the
Next, a reducing agent or a solvent necessary for the reduction reaction is put into the
After the reduction reaction, the contents of the cyclohexasilane synthesis container 2 (cyclohexasilane synthesis solution) are those in which insolubles produced as a by-product are dispersed in a solution in which the produced cyclohexasilane is dissolved. Then, the cyclohexasilane synthesis solution is filtered through the mesh member 8 (second filtration), and by-products (insoluble matter) are separated on the mesh member 8, and the solution containing cyclohexasilane passes through the mesh member 8. To the concentrator 5 (operation 5). This operation 5 can be easily performed by, for example, opening the valve 9 and opening the
Thereafter, the solvent is distilled off from the solution containing cyclohexasilane transferred to the concentrator 5 under reduced pressure, and the cyclohexasilane is recovered from the
以上の操作は、図1以外の態様でも同様に実施する事ができ、例えば、ハロシクロシラン合成とシクロヘキサシラン合成を同一の反応容器で行う場合には、まずシクロヘキサシラン合成容器でトリハロシランの環化カップリング反応を行い、ハロシクロシラン塩合成液を調製する(操作1’)。次いで上記操作3と同様に、容器内のハロシクロシラン塩合成液をメッシュ部材8で濾過(第1濾過)して、シクロヘキサシラン合成容器内にハロシクロシラン塩のみを収容した状態にする。その後は、上記と同様に操作4〜操作6を行えばよい。 The above operation can be carried out in the same manner in embodiments other than FIG. 1. For example, when halocyclosilane synthesis and cyclohexasilane synthesis are performed in the same reaction vessel, first, trihalosilane is synthesized in the cyclohexasilane synthesis vessel. Then, a halocyclosilane salt synthesis solution is prepared (operation 1 ′). Next, as in the above operation 3, the halocyclosilane salt synthesis solution in the container is filtered through the mesh member 8 (first filtration) so that only the halocyclosilane salt is contained in the cyclohexasilane synthesis container. Thereafter, operations 4 to 6 may be performed as described above.
なおハロシクロシラン合成とシクロヘキサシラン合成を同一の反応容器で行えば、製造装置全体をより省スペース化できるという利点が得られる。一方、ハロシクロシラン合成とシクロヘキサシラン合成とを異なる反応容器で行う場合には、反応間のコンタミネーションや洗浄の手間を軽減できる。 If the halocyclosilane synthesis and the cyclohexasilane synthesis are performed in the same reaction vessel, an advantage that the entire manufacturing apparatus can be saved more space can be obtained. On the other hand, when the halocyclosilane synthesis and the cyclohexasilane synthesis are performed in different reaction vessels, it is possible to reduce the contamination between the reactions and the labor of washing.
またメッシュ部材の取り付け位置をシクロヘキサシラン合成容器の排出口より下流側に取り付ける場合には、当該下流側で第1及び第2濾過を行う以外は、上述と同様にできる。なおメッシュ部材の取り付け位置は、シクロヘキサシラン合成容器内(特に合成容器内の排出流路下流側)が好ましい。合成容器内にメッシュ部材を取り付けることで、合成容器の排出口より下流側にメッシュ部材を設ける場合に比べて、濾過物の目詰まりを防止できかつリスラリーも容易にできる。 Moreover, when attaching the attachment position of a mesh member in the downstream from the discharge port of a cyclohexasilane synthesis container, it can do similarly to the above except performing the 1st and 2nd filtration in the said downstream. The attachment position of the mesh member is preferably in the cyclohexasilane synthesis container (particularly on the downstream side of the discharge channel in the synthesis container). By attaching the mesh member in the synthesis container, clogging of the filtrate can be prevented and reslurry can be easily performed as compared with the case where the mesh member is provided downstream from the discharge port of the synthesis container.
メッシュ部材をシクロヘキサシラン合成容器内に取り付ける場合、容器本体にメッシュ部材を直接取り付けてもよいが、容器本体(外筒)と、この外筒内部に着脱可能に収容される内筒とから構成される内外筒二重構造にし、その内筒の少なくとも一部(全部でもよい)をメッシュ部材にすることが好ましい。これにより、メッシュ部材8のメンテナンスが容易になる。 When attaching the mesh member in the cyclohexasilane synthesis container, the mesh member may be directly attached to the container main body, but it is composed of the container main body (outer cylinder) and the inner cylinder detachably accommodated inside the outer cylinder. Preferably, the inner and outer cylinders have a double structure, and at least a part (or all) of the inner cylinders are mesh members. Thereby, the maintenance of the mesh member 8 becomes easy.
図2に、前記内外筒二重構造の合成容器の一例を示す。図2において、合成容器2は、容器本体を構成する有底の外筒11と、該外筒11の内部に収容される有底の内筒12とを有している。図示例の内筒12は全体もしくは底部がメッシュ部材で構成されている。そして、内筒12の底部が容器2底部の排出口10から一定の間隔を保持するように、容器2の側面に設けられた固定部材13で固定されている。このように排出口10から一定の間隔を保持させることにより、濾過物の目詰まりを抑制でき濾過効率が向上する。排出口10(合成容器2底部)から内筒12底部までの間隔は、例えば合成容器2の高さの30%以下が好ましい。
FIG. 2 shows an example of the synthetic container having the inner / outer cylinder double structure. In FIG. 2, the
また図2では内筒12の外側側面は外筒11と接しているが、内筒12の外側側面と外筒11の内側側面との間に一定の間隔を形成してもよい。このようにすると内筒12の外側側面も濾過に寄与し、濾過面積を広げることができる。ただし内筒12の外側側面と外筒11の内側側面との間に一定の間隔を形成する場合、収容する反応液の液面が内筒12の上端を超えないようにすることが肝要である。内筒12の外側側面と外筒11の内側側面との間隔は、例えば合成容器2の直径の30%以下が好ましい。
In FIG. 2, the outer side surface of the
前記内外筒二重構造の合成容器において、メッシュ部材の形成位置は、図2のように内筒全体であってもよいし、内筒底部の全面乃至一部であってもよいし、内筒側面の全面乃至一部であってもよい。少なくとも濾過効率の点からは、合成容器底部と内筒底部との間に所定の間隔を保持する場合には、内筒底部の全面がメッシュ部材であることが好ましく、内筒外側側面と外筒内側側面との間に所定の間隔を保持する場合には、内筒側面の全面がメッシュ部材であることが好ましい。 In the synthetic container having the inner and outer cylinder double structure, the mesh member may be formed on the entire inner cylinder as shown in FIG. 2 or on the entire or a part of the bottom of the inner cylinder. It may be the whole or part of the side surface. At least in terms of filtration efficiency, when a predetermined interval is maintained between the bottom of the synthesis container and the bottom of the inner cylinder, the entire inner cylinder bottom is preferably a mesh member, and the inner cylinder outer side surface and the outer cylinder In the case where a predetermined distance is maintained between the inner side surface and the inner side surface, the entire surface of the inner cylinder side surface is preferably a mesh member.
なお、図2に示す合成容器は、原料供給口14、内容物を攪拌するためのシャフト15及び攪拌翼16、内容物を温度制御するためのジャケット17及び温度計18、容器内を不活性ガス雰囲気とするためのガス供給管19及び圧力計20、バルブを備えている。これらは、必要に応じて適宜設ければよく、例えば攪拌翼16の形状なども適宜選択することができる。なお図示しないが、図1に示す合成容器2でも、同様の設備を備えていてもよい。
2 includes a raw
メッシュ部材の材質は、各反応に対する耐久性を有し且つ各反応に影響を与えないものであれば、特に制限されるものではない。例えば、ステンレス鋼等の金属、アルミナ焼結体等のセラミックス、ガラス、フッ素樹脂(フッ化エチレンプロピレンなど)等のプラスチック等の材料で形成されるメッシュ部材を用いることができる。これらの中でも、フッ素樹脂が好ましい。 The material of the mesh member is not particularly limited as long as it has durability against each reaction and does not affect each reaction. For example, a mesh member formed of a material such as a metal such as stainless steel, ceramics such as an alumina sintered body, glass, or plastic such as fluororesin (fluorinated ethylene propylene) can be used. Among these, a fluororesin is preferable.
メッシュ部材のメッシュ細孔径は3〜100μmであることが好ましく、より好ましくは5μm以上、さらに好ましくは10μm以上であり、より好ましくは90μm以下、さらに好ましくは80μm以下である。メッシュ細孔径が小さすぎると、濾過の際に目詰まりを起こし易くなる傾向があり、一方、メッシュ細孔径が大きすぎると、濾過精度が不充分になる虞がある。 The mesh pore diameter of the mesh member is preferably 3 to 100 μm, more preferably 5 μm or more, further preferably 10 μm or more, more preferably 90 μm or less, and further preferably 80 μm or less. If the mesh pore diameter is too small, clogging tends to occur during filtration. On the other hand, if the mesh pore diameter is too large, the filtration accuracy may be insufficient.
本発明においては、前記ハロシクロシラン塩合成容器と前記シクロヘキサシラン合成容器とを一つの防爆ブースに収容していることが好ましく、さらに、この防爆ブース内を、酸素濃度10体積%以下(より好ましくは8体積%以下、さらに好ましくは5体積%以下)、水分濃度10ppm(体積基準)以下(より好ましくは8ppm以下、さらに好ましくは5ppm以下)の不活性ガス雰囲気に制御することが好ましい。これにより、防爆ブースから合成容器内に漏れ込みがあった場合でも生成物であるシクロヘキサシランの酸化反応あるいは加水分解反応が抑制できる。防爆ブースは、ハロシクロシラン塩合成容器とシクロヘキサシラン合成容器とを完全に密閉状態に囲めるものであれば特に制限はなく、その材質、形成方法、さらには防爆ブース内の酸素濃度および水分濃度の制御手段等については、公知技術を適宜参酌すればよい。なお、さらに好ましくは、ハロシクロシラン塩合成容器とシクロヘキサシラン合成容器とともに、濃縮器、各合成容器間および濃縮器と合成容器間を繋ぐ管も、前記防爆ブースに収容するのがよい。 In the present invention, it is preferable that the halocyclosilane salt synthesis vessel and the cyclohexasilane synthesis vessel are accommodated in one explosion-proof booth, and further, the oxygen concentration within the explosion-proof booth is 10% by volume or less (more It is preferable to control the inert gas atmosphere so that it is preferably 8% by volume or less, more preferably 5% by volume or less, and a water concentration of 10 ppm (volume basis) or less (more preferably 8 ppm or less, more preferably 5 ppm or less). Thereby, even when there is leakage from the explosion-proof booth into the synthesis container, the oxidation reaction or hydrolysis reaction of the product cyclohexasilane can be suppressed. The explosion-proof booth is not particularly limited as long as it can completely enclose the halocyclosilane salt synthesis vessel and the cyclohexasilane synthesis vessel, and its material, formation method, and oxygen concentration and moisture concentration in the explosion-proof booth. For such control means and the like, known techniques may be taken into consideration as appropriate. More preferably, together with the halocyclosilane salt synthesis vessel and the cyclohexasilane synthesis vessel, the concentrator, the tubes connecting the synthesis vessels, and the tubes connecting the concentrator and the synthesis vessel are also accommodated in the explosion-proof booth.
以下、本発明のハロシクロシラン塩合成工程およびシクロヘキサシラン合成工程で用いられる原料や各反応条件について説明する。
(ハロシクロシラン塩合成工程)
ハロシクロシラン塩合成工程では、トリハロシランを、第3級ポリアミンあるいはハロゲン化オニウム塩の存在下で環化カップリング反応させて、ハロシクロシラン塩を合成する。
前記トリハロシランとしては、例えば、トリクロロシラン、トリブロモシラン、トリヨードシラン、トリフルオロシラン等が挙げられる。これらの中でもトリクロロシランが好ましい。
前記第3級ポリアミンとしては、例えば、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタエチルジエチレントリアミン(「ペデタ(pedeta)」)などの、窒素原子にアルキレン基(特にエチレン基などの炭素数1〜6のアルキレン基が好ましい)とアルキル基(特にエチル基などの炭素数1〜6のアルキル基が好ましい)とが結合したポリアルキレンアミン類が挙げられる。ここでアルキレンアミンの繰り返し単位は、例えば2以上、好ましくは2〜6程度、さらに好ましくは2〜4程度である。
Hereinafter, the raw materials and each reaction condition used in the halocyclosilane salt synthesis step and the cyclohexasilane synthesis step of the present invention will be described.
(Halocyclosilane salt synthesis process)
In the halocyclosilane salt synthesis step, a halocyclosilane salt is synthesized by a cyclization coupling reaction of trihalosilane in the presence of a tertiary polyamine or a halogenated onium salt.
Examples of the trihalosilane include trichlorosilane, tribromosilane, triiodosilane, and trifluorosilane. Among these, trichlorosilane is preferable.
Examples of the tertiary polyamine include N, N, N ′, N ″, N ″ -pentaethyldiethylenetriamine (“peda”) and the like, such as an alkylene group (particularly an ethylene group). Examples thereof include polyalkyleneamines in which an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms is preferable and an alkyl group (particularly an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as an ethyl group is preferable). Here, the repeating unit of the alkylene amine is, for example, 2 or more, preferably about 2 to 6, and more preferably about 2 to 4.
前記ハロゲン化オニウム塩としては、例えば、ホスホニウム類(R3 4P(R3は炭素数1〜6のアルキル基または炭素数6〜20のアリール基)で示されるテトラアルキルホスホニウムやテトラアリールホスホニウム等)、アンモニウム類(R3 4N(R3は炭素数1〜6のアルキル基または炭素数6〜20のアリール基)で示されるテトラアルキルアンモニウムやテトラアリールアンモニウム等)などのオニウム類と、クロロアニオン、ブロモアニオン、ヨ―ドアニオン等のハロゲンアニオンとの塩が挙げられる。
前記第3級ポリアミンあるいはハロゲン化オニウム塩の使用量(合計使用量)は、トリハロシラン1モルに対して、0.01モル以上0.5モル以下が好ましく、より好ましくは0.05モル以上0.4モル以下、さらに好ましくは0.1モル以上0.3モル以下である。ホスホニウム塩またはアンモニウム塩が少なすぎると、未反応のトリハロシランが残存することとなり、ハロシクロシラン塩の収率が低下する虞があり、一方、多すぎると、ハロシクロシラン塩の純度が低下する虞がある。
Examples of the onium halide salt include tetraalkylphosphonium and tetraarylphosphonium represented by phosphoniums (R 3 4 P (R 3 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms)). ), Ammoniums (such as tetraalkylammonium and tetraarylammonium represented by R 3 4 N (R 3 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms)) and chloro And salts with halogen anions such as anions, bromo anions and iodine anions.
The use amount (total use amount) of the tertiary polyamine or halogenated onium salt is preferably 0.01 mol or more and 0.5 mol or less, more preferably 0.05 mol or more and 0 mol, per 1 mol of trihalosilane. .4 mol or less, more preferably 0.1 mol or more and 0.3 mol or less. If the amount of phosphonium salt or ammonium salt is too small, unreacted trihalosilane will remain, which may reduce the yield of the halocyclosilane salt. On the other hand, if the amount is too large, the purity of the halocyclosilane salt will decrease. There is a fear.
環化カップリング反応は、さらに塩基性化合物の存在下で行うことが好ましい。塩基性化合物としては、例えば(モノ−、ジ−、トリ−、ポリ−)アミン化合物が挙げられるが、中でもモノアミン化合物が好ましく挙げられる。具体的には、例えば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、トリイソブチルアミン、トリイソペンチルアミン、ジエチルメチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ジメチルブチルアミン、ジメチル−2−エチルヘキシルアミン、ジイソプロピル−2−エチルヘキシルアミン、メチルジオクチルアミン等が好ましく挙げられる。 The cyclization coupling reaction is preferably performed in the presence of a basic compound. Examples of the basic compound include (mono-, di-, tri-, poly-) amine compounds. Among them, monoamine compounds are preferable. Specifically, for example, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, trioctylamine, triisobutylamine, triisopentylamine, diethylmethylamine, diisopropylethylamine, dimethylbutylamine, dimethyl-2-ethylhexylamine, diisopropyl-2- Preferable examples include ethylhexylamine and methyldioctylamine.
前記塩基性化合物の使用量は、その種類等に応じて適宜設定すればよいが、例えばモノアミン化合物であれば、トリハロシラン1モルに対して、0.10モル以上1.2モル以下が好ましく、より好ましくは0.20モル以上1.0モル以下、さらに好ましくは0.40モル以上0.80モル以下である。塩基性化合物(モノアミン化合物)が少なすぎると、未反応のトリハロシランが残存してハロシクロシラン塩の収率が低下する虞があり、一方、多すぎると、ハロシクロシラン塩の収率低下や純度低下を引き起こす虞がある。なお、塩基性化合物としてジアミン化合物、トリアミン化合物、ポリアミン化合物を用いることもできるが、その場合、それら塩基性化合物(ジ−、トリ−、ポリ−アミン)の使用量(合計使用量)は、トリハロシラン1モルに対して0.5モル以下が好ましく、より好ましくは0.4モル以下、さらに好ましくは0.3モル以下である。 The amount of the basic compound used may be appropriately set according to the type and the like. For example, in the case of a monoamine compound, it is preferably 0.10 mol or more and 1.2 mol or less with respect to 1 mol of trihalosilane, More preferably, it is 0.20 mol or more and 1.0 mol or less, More preferably, it is 0.40 mol or more and 0.80 mol or less. If the basic compound (monoamine compound) is too small, unreacted trihalosilane may remain and the yield of the halocyclosilane salt may decrease. On the other hand, if the amount is too large, the yield of the halocyclosilane salt may decrease. There is a risk of causing a decrease in purity. In addition, although a diamine compound, a triamine compound, and a polyamine compound can also be used as a basic compound, the usage-amount (total usage-amount) of these basic compounds (di-, tri-, poly-amine) is trihalo. 0.5 mol or less is preferable with respect to 1 mol of silane, More preferably, it is 0.4 mol or less, More preferably, it is 0.3 mol or less.
環化カップリング反応は、必要に応じて有機溶媒中で実施できる。この有機溶媒としては、カップリング反応を妨げない溶媒が好ましく、例えば、ハロゲン化炭化水素系溶媒(例えばクロロホルム、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン等)、エーテル系溶媒(例えばジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルターシャリーブチルエーテル等)、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒が好ましく挙げられる。これらの中でも、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン等の塩素化炭化水素系溶媒が好ましく、特に1,2−ジクロロエタンが好ましい。 The cyclization coupling reaction can be carried out in an organic solvent as necessary. The organic solvent is preferably a solvent that does not interfere with the coupling reaction. For example, a halogenated hydrocarbon solvent (for example, chloroform, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, etc.), an ether solvent (for example, diethyl ether, tetrahydrofuran, cyclopentylmethyl). Preferred are aprotic polar solvents such as ether, diisopropyl ether, methyl tertiary butyl ether), acetonitrile, N, N-dimethylformamide, and dimethyl sulfoxide. Among these, chlorinated hydrocarbon solvents such as chloroform, dichloromethane and 1,2-dichloroethane are preferable, and 1,2-dichloroethane is particularly preferable.
前記環化カップリング反応に用いる有機溶媒の使用量は、特に制限されないが、通常、トリハロシランの濃度が0.5mol/L以上10mol/L以下となるように調整することが好ましく、より好ましい濃度は0.8mol/L以上8mol/L以下、さらに好ましい濃度は1mol/L以上5mol/L以下である。 The amount of the organic solvent used for the cyclization coupling reaction is not particularly limited, but it is usually preferable to adjust the concentration of the trihalosilane to be 0.5 mol / L or more and 10 mol / L or less, and more preferable concentration. Is 0.8 mol / L or more and 8 mol / L or less, and a more preferable concentration is 1 mol / L or more and 5 mol / L or less.
環化カップリング反応の際には、反応温度は、反応性に応じて適宜設定でき、例えば0〜120℃程度、好ましくは15〜70℃程度である。反応時間は、反応の進行の程度に応じて適宜決定すればよいが、通常30分以上72時間以下、好ましくは2時間以上48時間以下、より好ましくは6時間以上36時間以下である。
環化カップリング反応は、実質的に無水条件下で行うことが望ましく、例えば、乾燥ガス(特に窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス)雰囲気下で行うことが好ましい。
In the cyclization coupling reaction, the reaction temperature can be appropriately set according to the reactivity, and is, for example, about 0 to 120 ° C, preferably about 15 to 70 ° C. The reaction time may be appropriately determined according to the progress of the reaction, but is usually 30 minutes or longer and 72 hours or shorter, preferably 2 hours or longer and 48 hours or shorter, more preferably 6 hours or longer and 36 hours or shorter.
The cyclization coupling reaction is desirably performed under substantially anhydrous conditions, and is preferably performed, for example, in a dry gas (particularly inert gas such as nitrogen gas or argon gas) atmosphere.
以上の環化カップリング反応により、テトラデカハロシクロヘキサシラン・ハロシクロシラン塩(ハロシクロシラン塩)が析出する。このハロシクロシラン塩としては、例えばテトラデカクロロシクロヘキサシランジアニオン塩が好ましく挙げられる。
前記テトラデカクロロシクロヘキサシランジアニオン塩は、テトラデカクロロシクロヘキサシラン・ジアニオン([Si6Cl14 -2])と該アニオンの対イオンであるカチオンとからなり、好ましくは下記式で示される。
[Xn+]2/n[Si6Cl14 2-]
(式中、Xn+はカチオンである。nはカチオンの価数を示し、好ましくは1である。)
Through the above cyclization coupling reaction, tetradecahalocyclohexasilane / halocyclosilane salt (halocyclosilane salt) is precipitated. Preferred examples of the halocyclosilane salt include tetradecachlorocyclohexasilane dianion salt.
The tetradecachlorocyclohexasilane dianion salt comprises tetradecachlorocyclohexasilane dianion ([Si 6 Cl 14 -2 ]) and a cation which is a counter ion of the anion, and is preferably represented by the following formula.
[X n + ] 2 / n [Si 6 Cl 14 2− ]
(In the formula, X n + represents a cation. N represents the valence of the cation, and is preferably 1.)
前記Xn+は、前記ジアニオンと安定な塩を形成しうる限り特に限定されないが、例えば、上述した第3級ポリアミンとクロロシラン残基(例えば、ケイ素原子に、第3級ポリアミン、塩素原子及び水素原子が配位したクロロシラン類等)とが結合した化合物や、上述したオニウム類などが挙げられる。 The X n + is not particularly limited as long as it can form a stable salt with the dianion. For example, the above-described tertiary polyamine and chlorosilane residue (for example, a silicon atom, a tertiary polyamine, a chlorine atom, and a hydrogen atom) And the above-mentioned oniums and the like.
(シクロヘキサシラン合成工程)
シクロヘキサシラン合成工程では、ハロシクロシラン塩を還元剤により還元して、シクロヘキサシランを合成する。
還元反応に用いることのできる還元剤としては、特に制限されないが、アルミニウム系還元剤、ホウ素系還元剤からなる群より選ばれる1種以上を用いることが好ましい。アルミニウム系還元剤としては、水素化リチウムアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化ビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム等の金属水素化物等が挙げられる。ホウ素系還元剤としては、水素化ホウ素ナトリウム、水素化トリエチルホウ素リチウム等の金属水素化物等が挙げられる。なお、還元剤は1種のみを用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
(Cyclohexasilane synthesis process)
In the cyclohexasilane synthesis step, cyclohexasilane is synthesized by reducing the halocyclosilane salt with a reducing agent.
Although it does not restrict | limit especially as a reducing agent which can be used for a reductive reaction, It is preferable to use 1 or more types chosen from the group which consists of an aluminum-type reducing agent and a boron-type reducing agent. Examples of the aluminum-based reducing agent include metal hydrides such as lithium aluminum hydride, diisobutylaluminum hydride, and sodium bis (2-methoxyethoxy) aluminum hydride. Examples of the boron reducing agent include metal hydrides such as sodium borohydride and lithium triethylborohydride. In addition, only 1 type may be used for a reducing agent and it may use 2 or more types together.
前記還元剤の使用量は、適宜設定すればよく、例えば前記ハロシクロシラン塩のケイ素−ハロゲン結合1個に対する還元剤のモル当量が、少なくとも1当量以上であればよいが、好ましくは2当量以上50当量以下、より好ましくは5当量以上40当量以下、さらに好ましくは10当量以上30当量以下である。還元剤の使用量が多すぎると、後処理に時間を要し生産性が低下する傾向があり、一方、少なすぎると、収率が低下する傾向がある。 The amount of the reducing agent used may be appropriately set. For example, the molar equivalent of the reducing agent with respect to one silicon-halogen bond of the halocyclosilane salt may be at least 1 equivalent, preferably 2 equivalents or more. 50 equivalents or less, more preferably 5 equivalents or more and 40 equivalents or less, and still more preferably 10 equivalents or more and 30 equivalents or less. If the amount of the reducing agent used is too large, the post-treatment takes time and the productivity tends to decrease. On the other hand, if it is too small, the yield tends to decrease.
還元反応は、必要に応じて、有機溶媒の存在下で行うことができる。ここで用いることのできる有機溶媒としては、例えば、ヘキサン、トルエン等の炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルターシャリーブチルエーテル等のエーテル系溶媒;等が挙げられる。これら有機溶媒は1種のみを用いてもよいし2種以上を併用してもよい。なお還元工程で使用する有機溶媒は、その中に含まれる水や溶存酸素を取り除くため、反応前に蒸留や脱水等の精製を施しておくことが好ましい。 The reduction reaction can be performed in the presence of an organic solvent, if necessary. Examples of the organic solvent that can be used here include hydrocarbon solvents such as hexane and toluene; ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, cyclopentyl methyl ether, diisopropyl ether, and methyl tertiary butyl ether; These organic solvents may use only 1 type and may use 2 or more types together. The organic solvent used in the reduction step is preferably subjected to purification such as distillation or dehydration before the reaction in order to remove water and dissolved oxygen contained therein.
前記還元反応に用いる有機溶媒の使用量は、前記ハロシクロシラン塩の濃度が0.01mol/L以上1mol/L以下となるように調整することが好ましく、より好ましい濃度は0.02mol/L以上0.7mol/L以下、さらに好ましい濃度は0.03mol/L以上0.5mol/L以下である。ハロシクロシラン塩の濃度が前記範囲より高い場合、すなわち有機溶媒の使用量が少なすぎると、還元反応により生じた熱が充分に除熱されず、また反応物が溶解しにくいために反応速度が低下する等の問題が生じる虞がある。一方、ハロシクロシラン塩の濃度が前記範囲より低い場合、すなわち有機溶媒の使用量が多すぎると、還元反応後に有機溶媒とシクロヘキサシランとを分離する際に留去すべき溶媒量が多くなるため生産性が低下する傾向がある。 The amount of the organic solvent used for the reduction reaction is preferably adjusted so that the concentration of the halocyclosilane salt is 0.01 mol / L or more and 1 mol / L or less, and a more preferable concentration is 0.02 mol / L or more. 0.7 mol / L or less, and a more preferable concentration is 0.03 mol / L or more and 0.5 mol / L or less. If the concentration of the halocyclosilane salt is higher than the above range, that is, if the amount of the organic solvent used is too small, the heat generated by the reduction reaction is not sufficiently removed, and the reaction product is difficult to dissolve. There is a possibility that problems such as lowering may occur. On the other hand, when the concentration of the halocyclosilane salt is lower than the above range, that is, when the amount of the organic solvent used is excessive, the amount of the solvent to be distilled off when separating the organic solvent and cyclohexasilane after the reduction reaction increases. Therefore, productivity tends to decrease.
還元反応の際には、反応温度は、ハロシクロシラン塩や還元剤の種類に応じて適宜設定すればよく、通常−20℃〜150℃、好ましくは−10℃以上、より好ましくは0℃以上、好ましくは100℃以下、より好ましくは80℃以下、さらに好ましくは70℃以下である。反応時間は、反応の進行の程度に応じて適宜決定すればよいが、通常10分以上72時間以下、好ましくは1時間以上48時間以下、より好ましくは2時間以上36時間以下である。
還元反応は、通常、例えば窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスの雰囲気下で行うことが好ましい。
In the reduction reaction, the reaction temperature may be appropriately set according to the kind of the halocyclosilane salt or the reducing agent, and is usually −20 ° C. to 150 ° C., preferably −10 ° C. or higher, more preferably 0 ° C. or higher. The temperature is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower, and still more preferably 70 ° C. or lower. The reaction time may be appropriately determined according to the progress of the reaction, but is usually 10 minutes or longer and 72 hours or shorter, preferably 1 hour or longer and 48 hours or shorter, more preferably 2 hours or longer and 36 hours or shorter.
The reduction reaction is usually preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas or argon gas.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.
[実施例1]
酸素濃度10体積%以下、水分値10ppm以下の窒素雰囲気に制御した防爆ブース内に、3Lの合成容器1と、内部にメッシュ部材8(メッシュ細孔径が20μm)を備えた3Lの合成容器2と、濃縮器5とからなる図1に示す製造ラインを組み、各容器内および管内部も酸素濃度10体積%以下、水分値10ppm以下の窒素雰囲気になるようにして、反応系内に窒素ガスを1.0L/分の流量で流通させておいた。
まず、ハロシクロヘキサシラン塩合成用の合成容器1内に、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタエチルジエチレントリアミン(ペデタ(pedeta))59.1g(0.24mol)、ジイソプロピルエチルアミン94.2g(0.73mol)および1,2−ジクロロエタン313.4g(3.17mol)をそれぞれ仕込んだ。次に、合成容器1内の液温を20℃に制御し該容器1内を攪拌翼で攪拌しながら、トリクロロシラン164.5g(1.21mol)と1,2−ジクロロエタン657.9g(6.65 mol)からなる混合溶液を、7.0g/分の速度で滴下して加えた。滴下終了後、ジャケットに熱媒を流通させて容器1内の内容物を50℃にまで加熱しながら24時間熟成して環化カップリングさせることで、反応溶液中にハロシクロシラン塩を生じさせた。
次に、合成容器1内を窒素ガスで加圧することにより、合成容器1内の内容物(ハロシクロシラン塩の固体を含む溶液)を管3を通じてシクロヘキサシラン合成容器2に移送し、該合成容器2のメッシュ部材8でハロシクロシラン塩の固体を濾取した。続いてメッシュ部材8上の濾取固体を適量のシクロペンチルメチルエーテルで洗うことにより1,2−ジクロロエタン等の反応残液を取り除き、ハロシクロシラン塩[pedeta・SiH2Cl+]2[Si6Cl14 2−]の白色固体を95.0g(0.074mol)得た。
[Example 1]
In an explosion-proof booth controlled to a nitrogen atmosphere with an oxygen concentration of 10% by volume or less and a moisture value of 10 ppm or less, a 3L synthesis container 1 and a
First, 59.1 g (0.24 mol) of N, N, N ′, N ″, N ″ -pentaethyldiethylenetriamine (pedeta), diisopropyl, in a synthesis vessel 1 for synthesizing a halocyclohexasilane salt. 94.2 g (0.73 mol) of ethylamine and 313.4 g (3.17 mol) of 1,2-dichloroethane were charged, respectively. Next, 164.5 g (1.21 mol) of trichlorosilane and 657.9 g of 1,2-dichloroethane (6. 6) were obtained while controlling the liquid temperature in the synthesis container 1 at 20 ° C. and stirring the inside of the container 1 with a stirring blade. 65 mol) was added dropwise at a rate of 7.0 g / min. After completion of the dropwise addition, a heating medium is circulated through the jacket, and the contents in the container 1 are aged for 24 hours while being heated to 50 ° C. to form a halocyclosilane salt in the reaction solution. It was.
Next, by pressurizing the inside of the synthesis container 1 with nitrogen gas, the content in the synthesis container 1 (a solution containing a solid of a halocyclosilane salt) is transferred to the
次に、合成容器2にシクロペンチルメチルエーテル1951.8g(19.5mol)を投入し、ハロシクロシラン塩のスラリー溶液を調製した。次いで、合成容器2内の液温を20℃に制御し、窒素ガスを2.7L/分の流量で流通させ、合成容器2内を攪拌翼で150rpmの速度で攪拌しながら、該合成容器2に、水素化リチウムアルミニウム14.6g(0.38mol)とシクロペンチルメチルエーテル548.2g(5.47mol)からなるスラリー溶液を3.0g/分の速度で滴下し、還元反応させた。還元反応時に発生するモノシランガスは、窒素ガスの流通出口に水酸化カリウム水溶液のアルカリ性ガストラップを設けることで無害化処理した。滴下終了後、24時間攪拌を続けてモノシランガスの発生が無いことを確認して反応を完結させた。反応終了後、窒素ガスで合成容器2内を加圧することにより、メッシュ部材8上に副生した不要な金属塩等を濾別し、シクロヘキサシランを含む反応溶液は管4を通じて濃縮器5に移送した。そして濃縮器5に移送した反応溶液を減圧下で濃縮することにより、シクロペンチルメチルエーテルを反応溶媒留去口6から取り除き、シクロヘキサシラン9.50g(0.053mol)を無色透明液体として得た。
Next, 1951.8 g (19.5 mol) of cyclopentyl methyl ether was added to the
1 ハロシクロシラン塩合成容器
2 シクロヘキサシラン合成容器
3、4 管
5 濃縮器
6 反応溶媒留去口
7 シクロヘキサシラン取り出し口
8 メッシュ部材
9 バルブ
10 排出口
11 外筒
12 内筒
13 固定部材
14 原料供給口
15 シャフト
16 攪拌翼
17 ジャケット
18 温度計
19 ガス供給管
20 圧力計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Halocyclosilane
Claims (7)
前記シクロヘキサシラン合成容器内または該合成容器の排出口より下流側に取り付けられたメッシュ部材で、前記ジアニオン含有化合物の濾取と、シクロヘキサシラン合成液からの不溶物の濾別の両方を行うことを特徴とするシクロヘキサシランの製造方法。 Cyclocoupling of trihalosilane was used to synthesize a tetradecahalocyclohexasilane / dianion-containing compound. The dianion-containing compound was filtered from the synthesis solution, and the filtered dianion-containing compound was reduced to obtain cyclohexasilane. A method of producing cyclohexasilane by synthesizing and filtering off insoluble matter contained in the cyclohexasilane synthesis solution,
Both the filtration of the dianion-containing compound and the insoluble matter from the cyclohexasilane synthesis solution are performed by a mesh member attached in the cyclohexasilane synthesis vessel or downstream from the discharge port of the synthesis vessel. A process for producing cyclohexasilane.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012074882A JP2013203601A (en) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | Method for producing cyclohexasilane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012074882A JP2013203601A (en) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | Method for producing cyclohexasilane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013203601A true JP2013203601A (en) | 2013-10-07 |
Family
ID=49523101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012074882A Pending JP2013203601A (en) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | Method for producing cyclohexasilane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013203601A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014181145A (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Nippon Shokubai Co Ltd | Method of manufacturing cyclic silane |
WO2015093592A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | 株式会社日本触媒 | Neutral complex of cyclic silane, manufacturing method therefor, and method for manufacturing cyclic hydrogenated silane or cyclic organic silane |
JP2015134755A (en) * | 2013-12-20 | 2015-07-27 | 株式会社日本触媒 | Method for producing cyclic silane neutral complex and method for producing cyclic hydrogenated silane or cyclic organic silane |
JP2015134710A (en) * | 2013-12-20 | 2015-07-27 | 株式会社日本触媒 | Cyclic halosilane neutral complex |
DE102014118658A1 (en) | 2014-12-15 | 2016-06-16 | Johann Wolfgang Goethe-Universität | Process for producing perhalogenated hexasilane anion |
WO2016095898A2 (en) | 2014-12-15 | 2016-06-23 | Johann Wolfgang Goethe-Universität | Method for producing perhalogenated hexasilane anion and method for producing a cyclic silane compound |
JP2017503013A (en) * | 2013-12-19 | 2017-01-26 | ヨハン・ヴォルフガング・ゲーテ−ウニヴェルジテートJohann Wolfgang Goethe−Universitat | Process for producing linear, cyclic and / or cage perhalogenated oligosilyl and polysilyl anions |
JP2017065946A (en) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 株式会社日本触媒 | Cyclic halosilane compound, method for producing the same, handling method and method for producing cyclic silane compound |
-
2012
- 2012-03-28 JP JP2012074882A patent/JP2013203601A/en active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014181145A (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Nippon Shokubai Co Ltd | Method of manufacturing cyclic silane |
JP2017503013A (en) * | 2013-12-19 | 2017-01-26 | ヨハン・ヴォルフガング・ゲーテ−ウニヴェルジテートJohann Wolfgang Goethe−Universitat | Process for producing linear, cyclic and / or cage perhalogenated oligosilyl and polysilyl anions |
WO2015093592A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | 株式会社日本触媒 | Neutral complex of cyclic silane, manufacturing method therefor, and method for manufacturing cyclic hydrogenated silane or cyclic organic silane |
JP2015134755A (en) * | 2013-12-20 | 2015-07-27 | 株式会社日本触媒 | Method for producing cyclic silane neutral complex and method for producing cyclic hydrogenated silane or cyclic organic silane |
JP2015134710A (en) * | 2013-12-20 | 2015-07-27 | 株式会社日本触媒 | Cyclic halosilane neutral complex |
US9682866B2 (en) | 2013-12-20 | 2017-06-20 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Neutral complex of cyclic silane, manufacturing method therefor, and method for manufacturing cyclic hydrogenated silane or cyclic organic silane |
TWI637961B (en) * | 2013-12-20 | 2018-10-11 | 日本觸媒股份有限公司 | Cyclic decane neutral complex, method for producing the same, and method for producing cyclic hydrogenated decane or cyclic organic decane |
DE102014118658A1 (en) | 2014-12-15 | 2016-06-16 | Johann Wolfgang Goethe-Universität | Process for producing perhalogenated hexasilane anion |
WO2016095898A2 (en) | 2014-12-15 | 2016-06-23 | Johann Wolfgang Goethe-Universität | Method for producing perhalogenated hexasilane anion and method for producing a cyclic silane compound |
EP3345866A1 (en) | 2014-12-15 | 2018-07-11 | Evonik Degussa GmbH | Method for producing a cyclic silane compound |
US10858260B2 (en) | 2014-12-15 | 2020-12-08 | Evonik Operations Gmbh | Method for producing perhalogenated hexasilane anion and method for producing a cyclic silane compound |
JP2017065946A (en) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 株式会社日本触媒 | Cyclic halosilane compound, method for producing the same, handling method and method for producing cyclic silane compound |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2013203601A (en) | Method for producing cyclohexasilane | |
JP2011505246A5 (en) | ||
JP5808646B2 (en) | Method for producing cyclic silane intermediate and method for producing cyclic hydrogenated silane or cyclic organosilane | |
CN1854145A (en) | Process for preparing organohydrongenosilanes | |
JP6349246B2 (en) | Method for producing neutral complex of cyclic silane and method for producing cyclic hydrogenated silane or cyclic organosilane | |
JP2015510516A (en) | Method for reducing halosilane compounds in a microreactor | |
CN111320645A (en) | Method for directly synthesizing alkoxy silane | |
JP6346555B2 (en) | Cyclic halosilane neutral complex | |
US20240279256A1 (en) | Method for producing halosilane compounds | |
JP2019006623A (en) | Hydrogenated silane and deactivation treatment method of aluminum-containing residue | |
CN101323625B (en) | Preparation of acetoxylsilane | |
CN101687651B (en) | Catalytic hydrogenation | |
US10858260B2 (en) | Method for producing perhalogenated hexasilane anion and method for producing a cyclic silane compound | |
CN105367598B (en) | Novel process for preparing vinyl alkoxy silane | |
JP4090993B2 (en) | Production method of polysulfide monoorganooxysilane | |
JP2009263322A (en) | Method of manufacturing dialkyl zinc and dialkylaluminium monohalide | |
KR20150096669A (en) | Method for hydrogenating higher halogen-containing silane compounds | |
JP7229817B2 (en) | Method for producing cyclic hydrogenated silane compound | |
JP2021091592A (en) | Method for Producing Hydrogenated Polysilane Compound | |
JP2018150182A (en) | Cyclic hydrogenated silane with low content of halogen element | |
JP4574351B2 (en) | Method for producing organodialkylalkoxysilane | |
JP6147625B2 (en) | Method for producing cyclohexasilane | |
JP6664917B2 (en) | Cyclic halosilane compound, method for producing, handling method, and method for producing cyclic silane compound | |
JP5942027B2 (en) | Method for producing cyclic silane intermediate and method for producing cyclic hydrogenated silane or cyclic organosilane | |
JP2022156141A (en) | Method for producing cyclic hydrogenated silane |