JP2023110137A - Method for producing halosilane - Google Patents

Method for producing halosilane Download PDF

Info

Publication number
JP2023110137A
JP2023110137A JP2022011379A JP2022011379A JP2023110137A JP 2023110137 A JP2023110137 A JP 2023110137A JP 2022011379 A JP2022011379 A JP 2022011379A JP 2022011379 A JP2022011379 A JP 2022011379A JP 2023110137 A JP2023110137 A JP 2023110137A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
reaction
iii
groups
carbon atoms
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
Application number
JP2022011379A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
浩 山下
Hiroshi Yamashita
真紀子 羽鳥
Makiko Hatori
訓久 深谷
Kunihisa Fukaya
一彦 佐藤
Kazuhiko Sato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2022011379A priority Critical patent/JP2023110137A/en
Publication of JP2023110137A publication Critical patent/JP2023110137A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

To provide a method to efficiently produce a halosilane suitable as a functional chemical.SOLUTION: A method for producing a halosilane includes a reaction step for reacting an alkoxysilane with a carboxylic acid halide in the presence of a catalyst, the catalyst being a solid acid catalyst.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ハロシラン類の効率的な製造方法に関する。 The present invention relates to an efficient method for producing halosilanes.

ハロシラン類は、シリコーン、シランカップリング剤等に関わる機能性材料の原料、医薬、農薬、電子材料等の精密合成用試薬等として利用される機能性化学品である。
ハロシラン類の製造方法として、アルコキシシラン類のアルコキシ基を、カルボン酸塩化物を用いてクロロ基に変換する方法が知られている。その方法では、触媒として、塩化亜鉛(特許文献1、3)、酸化亜鉛(特許文献2)、塩化鉄(非特許文献1、2)等が使用されている。
Halosilanes are functional chemicals used as raw materials for functional materials related to silicones, silane coupling agents, etc., and reagents for precision synthesis of pharmaceuticals, agricultural chemicals, electronic materials, and the like.
As a method for producing halosilanes, a method of converting an alkoxy group of an alkoxysilane to a chloro group using a carboxylic acid chloride is known. In this method, zinc chloride (Patent Documents 1 and 3), zinc oxide (Patent Document 2), iron chloride (Non-Patent Documents 1 and 2), and the like are used as catalysts.

特開2010-37303号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-37303 特開2013-155150号公報JP 2013-155150 A 国際公開第2018/173993号WO2018/173993

Macromolecules 1996, 29, 18, 5788-5796Macromolecules 1996, 29, 18, 5788-5796 Organometallics 2012, 31, 8, 3199-3206Organometallics 2012, 31, 8, 3199-3206

しかし、上記触媒を用いる方法では、触媒が反応溶液に溶解している場合が多く、触媒の分離及び回収が困難である等の問題が残されている。これらのことから、工業的により有利な製造方法が求められている。 However, in the method using the catalyst, the catalyst is dissolved in the reaction solution in many cases, and there are problems such as difficulty in separating and recovering the catalyst. For these reasons, there is a demand for an industrially more advantageous production method.

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであって、アルコキシシラン類からハロシラン類をより効率的に製造する方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for more efficiently producing halosilanes from alkoxysilanes.

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、アルコキシシラン類とカルボン酸ハライドとの反応において、触媒として特定の固体酸触媒を用いることにより、ハロシラン類が効率よく生成することを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明の製造方法は、次のような特徴を有する。
(1)原料及び触媒が入手し易く、取り扱いも比較的容易である。
(2)触媒として固体触媒を使用しているため、濾過、遠心分離等により触媒の分離及び回収を容易に行うことができる。
(3)反応条件を調整することにより、複数のアルコキシ基の一部だけを選択的にハロゲノ基に変換できる。
本発明の製造方法は、製造プロセスの低コスト化、高効率化を可能にするもので、従来技術に比べて経済性、環境負荷等の面で大きな利点を有する。
The present inventors have made intensive studies to solve the above problems, and found that halosilanes can be efficiently produced by using a specific solid acid catalyst as a catalyst in the reaction between alkoxysilanes and carboxylic acid halides. The inventors have found that and completed the present invention.
The manufacturing method of the present invention has the following features.
(1) Raw materials and catalysts are readily available and relatively easy to handle.
(2) Since a solid catalyst is used as the catalyst, the catalyst can be easily separated and recovered by filtration, centrifugation, or the like.
(3) By adjusting the reaction conditions, only some of the multiple alkoxy groups can be selectively converted to halogeno groups.
The manufacturing method of the present invention enables cost reduction and high efficiency of the manufacturing process, and has great advantages in terms of economic efficiency, environmental burden, etc., as compared with conventional techniques.

すなわち、この出願は以下の発明を提供するものである。
<1>
アルコキシシラン類に、触媒存在下でカルボン酸ハライドを反応させる反応工程を含み、
前記触媒が、固体酸触媒である、ハロシラン類の製造方法。
<2>
前記アルコキシシラン類が、下記一般式(I)で表されるアルコキシシラン類であり、
前記カルボン酸ハライドが、下記一般式(II)で表されるカルボン酸ハライドであり、
前記ハロシラン類が、下記一般式(III)で表されるハロシラン類である、<1>に記載のハロシラン類の製造方法。
Si(OR4-(p+q+r) (I)
(式中、p、q、及びrは、それぞれ独立に0以上3以下の整数であり;p+q+rは、0以上3以下の整数であり;R、R、及びRは、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基又は水素原子であり、前記炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部が反応に関与しない基で置換されていてもよく;Rは、それぞれ独立に炭素数1~6のアルキル基である。)
COX (II)
(式中、Rは、炭素数1~6のアルキル基であり、前記アルキル基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部が反応に関与しない基で置換されていてもよく;Xは、ハロゲン原子である。)
Si(OR4-(p+q+r+s) (III)
(式中、p、q、r、R、R、R、R、及びXは、それぞれ前記と同義であり;sは、1以上4-(p+q+r)以下の整数である。)
<3>
前記固体酸触媒が、モンモリロナイト、ゼオライト、及び陽イオン交換樹脂から選ばれる1種以上の固体酸触媒である、<1>又は<2>に記載のハロシラン類の製造方法。
<4>
前記モンモリロナイトが、ランタン(III)、セリウム(III)、チタン(IV)、ジルコニウム(IV)、鉄(III)、アルミニウム(III)、ガリウム(III)、インジウム(III)、及びスズ(IV)から選ばれる1種以上の陽イオン、又はプロトン性水素原子を有するモンモリロナイトである、<3>に記載のハロシラン類の製造方法。
That is, this application provides the following inventions.
<1>
A reaction step of reacting alkoxysilanes with a carboxylic acid halide in the presence of a catalyst,
A method for producing halosilanes, wherein the catalyst is a solid acid catalyst.
<2>
The alkoxysilanes are alkoxysilanes represented by the following general formula (I),
The carboxylic acid halide is a carboxylic acid halide represented by the following general formula (II),
The method for producing halosilanes according to <1>, wherein the halosilanes are represented by the following general formula (III).
R 1 p R 2 q R 3 r Si(OR 4 ) 4-(p+q+r) (I)
(Wherein, p, q, and r are each independently an integer of 0 to 3; p+q+r is an integer of 0 to 3; R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the hydrocarbon group may be substituted with groups that do not participate in the reaction; Each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
R5COX (II)
(In the formula, R 5 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the alkyl group may be substituted with groups that do not participate in the reaction; X is a halogen atom.)
R 1 p R 2 q R 3 r Si(OR 4 ) 4-(p+q+r+s) X s (III)
(Wherein, p, q, r, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and X have the same definitions as above; s is an integer of 1 or more and 4-(p+q+r) or less.)
<3>
The method for producing halosilanes according to <1> or <2>, wherein the solid acid catalyst is one or more solid acid catalysts selected from montmorillonite, zeolite, and cation exchange resins.
<4>
said montmorillonite from lanthanum (III), cerium (III), titanium (IV), zirconium (IV), iron (III), aluminum (III), gallium (III), indium (III), and tin (IV) The method for producing halosilanes according to <3>, which is montmorillonite having one or more selected cations or protic hydrogen atoms.

本発明の製造方法を用いることにより、アルコキシシラン類を原料とするハロシラン類の製造を、従来の方法に比べ、より効率的に実施できるという効果を有する。 By using the production method of the present invention, it is possible to produce halosilanes using alkoxysilanes as raw materials more efficiently than conventional methods.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の一実施形態に係るハロシラン類の製造方法は、アルコキシランシラン類を、特定の触媒存在下で、カルボン酸ハライドと反応させる反応工程を含む。
The present invention will be described in detail below.
A method for producing halosilanes according to one embodiment of the present invention includes a reaction step of reacting alkoxysilanes with a carboxylic acid halide in the presence of a specific catalyst.

本実施形態において、原料として使用するアルコキシシラン類は、たとえば、下記一般式(I)で表される。
Si(OR4-(p+q+r) (I)
一般式(I)において、p、q、及びrは、それぞれ独立に0以上3以下の整数であり;p+q+rは、0以上3以下の整数である。また、R、R、及びRは、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基又は水素原子であり、前記炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。Rは、それぞれ独立に炭素数1~6のアルキル基である。
なお、本明細書において「反応に関与しない基」とは、目的とする反応に反応性基として直接関与せず、また、当該反応を阻害しない基を意味する。
In this embodiment, the alkoxysilanes used as raw materials are represented by the following general formula (I), for example.
R 1 p R 2 q R 3 r Si(OR 4 ) 4-(p+q+r) (I)
In general formula (I), p, q, and r are each independently an integer of 0 or more and 3 or less; p+q+r is an integer of 0 or more and 3 or less. R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the hydrocarbon group react may be substituted with groups that do not participate in Each R 4 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
As used herein, the term "group that does not participate in the reaction" means a group that does not directly participate in the target reaction as a reactive group and does not inhibit the reaction.

、R、及びRで表される炭化水素基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基等が挙げられる。
炭化水素基がアルキル基の場合、アルキル基の炭素数は、好ましくは1~20、より好ましくは1~18、さらに好ましくは1~10であり、特に好ましくは1~4である。アルキル基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。
Examples of hydrocarbon groups represented by R 1 , R 2 and R 3 include alkyl groups, aryl groups, aralkyl groups and alkenyl groups.
When the hydrocarbon group is an alkyl group, the alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 18 carbon atoms, still more preferably 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 4 carbon atoms. Some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the alkyl group may be substituted with groups that do not participate in the reaction.

反応に関与しない基としては、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~6のアルコキシカルボニル基、炭素数1~6のジアルキルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子等が挙げられる。アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ジアルキルアミノ基、ハロゲン原子をより具体的に示せば、炭素数1~6のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ヘキソキシ基等が挙げられ;炭素数1~6のアルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基等が挙げられ;炭素数1~6のジアルキルアミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等が挙げられ;ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。 Groups that do not participate in the reaction include alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms, alkoxycarbonyl groups having 1 to 6 carbon atoms, dialkylamino groups having 1 to 6 carbon atoms, cyano groups, nitro groups, and halogen atoms. More specifically, alkoxy groups, alkoxycarbonyl groups, dialkylamino groups, and halogen atoms include alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms, such as methoxy, ethoxy, and hexoxy groups; and 1 to 6 carbon atoms. Examples of the alkoxycarbonyl group include methoxycarbonyl group and propoxycarbonyl group; examples of dialkylamino group having 1 to 6 carbon atoms include dimethylamino group and diethylamino group; examples of halogen atom include fluorine atom, A chlorine atom, a bromine atom, etc. are mentioned.

反応に関与しない基で置換されていてもよいアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、2-メトキシエチル基、3-エトキシプロピル基、2-メトキシカルボニルエチル基、2-ジメチルアミノエチル基、2-シアノエチル基、トリフルオロメチル基、3-クロロプロピル基等が挙げられる。 Specific examples of alkyl groups optionally substituted with groups that do not participate in the reaction include methyl, ethyl, propyl, butyl, sec-butyl, pentyl, hexyl, cyclohexyl, octyl and decyl. group, 2-methoxyethyl group, 3-ethoxypropyl group, 2-methoxycarbonylethyl group, 2-dimethylaminoethyl group, 2-cyanoethyl group, trifluoromethyl group, 3-chloropropyl group and the like.

また、炭化水素基がアリール基の場合、前記アリール基としては、炭化水素環系又は複素環系の1価の芳香族有機基を使用できる。アリール基が炭化水素環系の1価の芳香族有機基である場合、その炭素数は、好ましくは6~22、より好ましくは6~14、さらに好ましくは6~10である。炭化水素環系の1価の芳香族有機基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、ペンタセニル基等が挙げられる。また、アリール基が複素環系の1価の芳香族有機基である場合、複素環中のヘテロ原子は硫黄、酸素原子等である。また、複素環系の1価の芳香族有機基の炭素数は、好ましくは4~12、より好ましくは4~8である。複素環系の1価の芳香族有機基の具体例としては、チエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、フリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基等が挙げられる。
アリール基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。反応に関与しない基としては、前記のアルキル基に置換していてもよい反応に関与しない基として示したもの等を挙げることができる。また、その他の反応に関与しない基として、環上の2つの炭素原子を結合させる2価の基であるオキシエチレン基、オキシエチレンオキシ基等が挙げられる。
When the hydrocarbon group is an aryl group, the aryl group can be a monovalent aromatic organic group of a hydrocarbon ring system or a heterocyclic ring system. When the aryl group is a monovalent aromatic organic group of a hydrocarbon ring system, it preferably has 6-22 carbon atoms, more preferably 6-14 carbon atoms, and still more preferably 6-10 carbon atoms. Specific examples of monovalent aromatic organic groups having a hydrocarbon ring system include phenyl, naphthyl, anthryl, phenanthryl, pyrenyl, perylenyl, and pentacenyl groups. When the aryl group is a heterocyclic monovalent aromatic organic group, the heteroatom in the heterocyclic ring is sulfur, oxygen, or the like. The number of carbon atoms in the heterocyclic monovalent aromatic organic group is preferably 4-12, more preferably 4-8. Specific examples of heterocyclic monovalent aromatic organic groups include thienyl, benzothienyl, dibenzothienyl, furyl, benzofuryl and dibenzofuryl groups.
Some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the aryl group may be substituted with groups that do not participate in the reaction. Examples of the non-reaction-involved group include those shown as the non-reaction-involved group which may be substituted on the alkyl group. Examples of other groups that do not participate in the reaction include an oxyethylene group, an oxyethyleneoxy group, etc., which are divalent groups that bond two carbon atoms on a ring.

反応に関与しない基で置換されていてもよいアリール基の具体例としては、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ブトキシフェニル基、オクトキシフェニル基、メチル(メトキシ)フェニル基、フルオロ(メチル)フェニル基、クロロ(メトキシ)フェニル基、ブロモ(メトキシ)フェニル基、2,3-ジヒドロベンゾフラニル基、1,4-ベンゾジオキサニル基等が挙げられる。 Specific examples of the aryl group optionally substituted with groups that do not participate in the reaction include methylphenyl, ethylphenyl, hexylphenyl, methoxyphenyl, ethoxyphenyl, butoxyphenyl, octoxyphenyl, methyl (Methoxy)phenyl group, fluoro(methyl)phenyl group, chloro(methoxy)phenyl group, bromo(methoxy)phenyl group, 2,3-dihydrobenzofuranyl group, 1,4-benzodioxanyl group and the like. .

さらに、炭化水素基がアラルキル基の場合には、アラルキル基の炭素数は、好ましくは7~23、より好ましくは7~16である。また、アラルキル基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。
反応に関与しない基としては、前記のアルキル基に置換していてもよい反応に関与しない基として示したもの等を挙げることができる。
Furthermore, when the hydrocarbon group is an aralkyl group, the aralkyl group preferably has 7 to 23 carbon atoms, more preferably 7 to 16 carbon atoms. Also, some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the aralkyl group may be substituted with groups that do not participate in the reaction.
Examples of the non-reaction-involved group include those shown as the non-reaction-involved group which may be substituted on the alkyl group.

反応に関与しない基で置換されていてもよいアラルキル基の具体例としては、ベンジル基、フェネチル基、2-ナフチルメチル基、9-アントリルメチル基、(4-クロロフェニル)メチル基、1-(4-メトキシフェニル)エチル基等が挙げられる。 Specific examples of the aralkyl group optionally substituted with groups that do not participate in the reaction include a benzyl group, a phenethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 9-anthrylmethyl group, a (4-chlorophenyl)methyl group, a 1-( 4-methoxyphenyl)ethyl group and the like.

また、炭化水素基がアルケニル基の場合には、アルケニル基の炭素数は、好ましくは2~23、より好ましくは2~20、さらに好ましくは2~10である。また、アルケニル基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
反応に関与しない基の具体例としては、前記のアルキル基に置換していてもよい反応に関与しない基として示したものの他、前記に示したアリール基等を挙げることができる。
When the hydrocarbon group is an alkenyl group, the alkenyl group preferably has 2 to 23 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms, and still more preferably 2 to 10 carbon atoms. Also, some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the alkenyl group may be substituted with groups that do not participate in the reaction.
Specific examples of the groups that do not participate in the reaction include the above-mentioned groups that may be substituted on the alkyl group and do not participate in the reaction, as well as the above-mentioned aryl groups.

反応に関与しない基で置換されていてもよいアルケニル基の具体例としては、ビニル基、2-プロペニル基、3-ブテニル基、5-ヘキセニル基、9-デセニル基、2-フェニルエテニル基、2-(メトキシフェニル)エテニル基、2-ナフチルエテニル基、2-アントリルエテニル基等が挙げられる。 Specific examples of the alkenyl group optionally substituted with groups that do not participate in the reaction include vinyl group, 2-propenyl group, 3-butenyl group, 5-hexenyl group, 9-decenyl group, 2-phenylethenyl group, 2-(methoxyphenyl)ethenyl group, 2-naphthylethenyl group, 2-anthrylethenyl group and the like.

で表される炭素数1~6のアルキル基の炭素数は、好ましくは1~4、より好ましくは1~3である。
炭素数1~6のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
The carbon number of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 4 is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3.
Specific examples of alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, sec-butyl group, pentyl group, hexyl group and cyclohexyl group.

一般式(I)で表されるアルコキシシラン類の具体例としては、トリメチル(メトキシ)シラン(MeSiOMe)、(エトキシ)トリメチルシラン(MeSiOEt)、ジ(メトキシ)ジメチルシラン(MeSi(OMe))、ジ(エトキシ)ジメチルシラン(MeSi(OEt))、ジ(メトキシ)(メチル)(フェニル)シラン(MePhSi(OMe))、ジ(エトキシ)(フェニル)ビニルシラン(PhViSi(OEt))、トリ(メトキシ)メチルシラン(MeSi(OMe))、トリ(エトキシ)メチルシラン(MeSi(OEt))、トリ(メトキシ)フェニルシラン(PhSi(OMe))、トリ(エトキシ)フェニルシラン(PhSi(OEt))、トリ(メトキシ)ビニルシラン(ViSi(OMe))、トリ(エトキシ)ビニルシラン(ViSi(OEt))、トリ(メトキシ)シラン(HSi(OMe))、トリ(エトキシ)シラン(HSi(OEt))、テトラメトキシシラン(Si(OMe))、テトラエトキシシラン(Si(OEt))、テトラプロポキシシラン(Si(OPr))、テトラブトキシシラン(Si(OBu))等を挙げることができる。 Specific examples of alkoxysilanes represented by formula (I) include trimethyl(methoxy)silane (Me 3 SiOMe), (ethoxy)trimethylsilane (Me 3 SiOEt), di(methoxy)dimethylsilane (Me 2 Si (OMe) 2 ), di(ethoxy)dimethylsilane (Me 2 Si(OEt) 2 ), di(methoxy)(methyl)(phenyl)silane (MePhSi(OMe) 2 ), di(ethoxy)(phenyl)vinylsilane ( PhViSi(OEt) 2 ), tri(methoxy)methylsilane (MeSi(OMe) 3 ), tri(ethoxy)methylsilane (MeSi(OEt) 3 ), tri(methoxy)phenylsilane (PhSi(OMe) 3 ), tri(ethoxy ) phenylsilane (PhSi(OEt) 3 ), tri(methoxy)vinylsilane (ViSi(OMe) 3 ), tri(ethoxy)vinylsilane (ViSi(OEt) 3 ), tri(methoxy)silane (HSi(OMe) 3 ), tri(ethoxy)silane (HSi(OEt) 3 ), tetramethoxysilane (Si(OMe) 4 ), tetraethoxysilane (Si(OEt) 4 ), tetrapropoxysilane (Si(OPr) 4 ), tetrabutoxysilane ( Si(OBu) 4 ) and the like.

一方、前記アルコキシシラン類と反応させるカルボン酸ハライドは、たとえば、下記一般式(II)で表される。
COX (II)
On the other hand, the carboxylic acid halide to be reacted with the alkoxysilanes is represented, for example, by the following general formula (II).
R5COX (II)

一般式(II)において、Rは、炭素数1~6のアルキル基であり、前記アルキル基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよく;Xは、ハロゲン原子である。 In general formula (II), R 5 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the alkyl group are substituted with groups that do not participate in the reaction. also; X is a halogen atom.

反応に関与しない基の具体例としては、前記の一般式(I)のR、R、及びRの説明において示した反応に関与しない基等を挙げることができる。
で表される炭素数1~6のアルキル基の炭素数は、好ましくは1~4、より好ましくは1~2である。
反応に関与しない基で置換されていてもよいアルキル基の具体例としては、前記の一般式(I)のR、R、及びRの説明において示したもの等を挙げることができる。
Specific examples of groups that do not participate in the reaction include the groups that do not participate in the reaction shown in the explanation of R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (I).
The carbon number of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 5 is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2.
Specific examples of the alkyl group optionally substituted with groups that do not participate in the reaction include those shown in the explanation of R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (I).

Xで表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができ、好ましくは塩素原子又は臭素原子であり、より好ましくは塩素原子である。 The halogen atom represented by X includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, preferably a chlorine atom or a bromine atom, more preferably a chlorine atom.

一般式(II)で表されるカルボン酸ハライド(II)の具体例としては、フッ化アセチル(MeCOF)、フッ化プロピオニル(EtCOF)、フッ化ブチリル(PrCF)、塩化アセチル(MeCOCl)、塩化プロピオニル(EtCOCl)、塩化ブチリル(PrCOCl)、臭化アセチル(MeCOBr)、臭化プロピオニル(EtCOBr)、臭化ブチリル(PrCOI)、ヨウ化アセチル(MeCOI)、ヨウ化プロピオニル(EtCOI)、ヨウ化ブチリル(PrCOI)等が挙げられ、好ましくは塩化アセチル(MeCOCl)である。 Specific examples of the carboxylic acid halide (II) represented by the general formula (II) include acetyl fluoride (MeCOF), propionyl fluoride (EtCOF), butyryl fluoride (PrCF), acetyl chloride (MeCOCl), and propionyl chloride. (EtCOCl), butyryl chloride (PrCOCl), acetyl bromide (MeCOBr), propionyl bromide (EtCOBr), butyryl bromide (PrCOI), acetyl iodide (MeCOI), propionyl iodide (EtCOI), butyryl iodide (PrCOI) ) and the like, preferably acetyl chloride (MeCOCl).

アルコキシシラン類に対するカルボン酸ハライドのモル比は任意に選ぶことができるが、アルコキシシラン類を基準としたハロシラン類の収率を考慮すれば、通常0.4以上20以下であり、より好ましくは0.5以上10以下であり、さらに好ましくは0.5以上6以下である。 The molar ratio of the carboxylic acid halide to the alkoxysilanes can be arbitrarily selected, but considering the yield of the halosilanes based on the alkoxysilanes, it is usually 0.4 or more and 20 or less, more preferably 0. 0.5 or more and 10 or less, more preferably 0.5 or more and 6 or less.

本実施形態によれば、前記一般式(I)のアルコキシシラン類と、前記一般式(II)のカルボン酸ハライドとの反応により、下記一般式(III)で表されるハロシラン類を製造できる。
Si(OR4-(p+q+r+s) (III)
According to this embodiment, the halosilanes represented by the following general formula (III) can be produced by reacting the alkoxysilanes of the general formula (I) with the carboxylic acid halide of the general formula (II).
R 1 p R 2 q R 3 r Si(OR 4 ) 4-(p+q+r+s) X s (III)

一般式(III)中のp、q、r、R、R、R、R、及びXは前記と同義であり、それらの具体例としては、前記一般式(I)及び(II)で示したもの等を挙げることができる。また、sは、1以上4-(p+q+r)以下の整数であり、好ましくは1以上3-(p+q+r)以下の整数である。 p, q, r, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and X in general formula (III) are as defined above, and specific examples thereof include ) can be mentioned. Further, s is an integer of 1 or more and 4-(p+q+r) or less, preferably 1 or more and 3-(p+q+r) or less.

一般式(III)で表されるハロシラン類の具体例を示すと、クロロシラン類としては、クロロトリメチルシラン(MeSiCl)、クロロトリエチルシラン(EtSiCl)、クロロジメチル(フェニル)シラン(MePhSiCl)、クロロメチルジ(フェニル)シラン(MePhSiCl)、クロロジメチル(ビニル)シラン(MeViSiCl)、クロロ(メトキシ)ジメチルシラン(MeSi(OMe)Cl)、クロロ(エトキシ)ジ(メチル)シラン(MeSi(OEt)Cl)、ジクロロジ(メチル)シラン(MeSiCl)、クロロ(メトキシ)(メチル)(フェニル)シラン(MePhSi(OMe)Cl)、クロロ(エトキシ)(メチル)(フェニル)シラン(MePhSi(OEt)Cl)、ジクロロ(メチル)(フェニル)シラン(MePhSiCl)、クロロジ(メトキシ)(メチル)シラン(MeSi(OMe)Cl)、ジクロロ(メトキシ)(メチル)シラン(MeSi(OMe)Cl)、クロロジ(エトキシ)(メチル)シラン(MeSi(OEt)Cl)、ジクロロ(エトキシ)(メチル)シラン(MeSi(OEt)Cl)、トリクロロ(メチル)シラン(MeSiCl)、クロロジ(メトキシ)(フェニル)シラン(PhSi(OMe)Cl)、ジクロロ(メトキシ)(フェニル)シラン(PhSi(OMe)Cl)、クロロジ(エトキシ)(フェニル)シラン(PhSi(OEt)Cl)、ジクロロ(エトキシ)(フェニル)シラン(PhSi(OEt)Cl)、トリクロロ(フェニル)シラン(PhSiCl)、クロロジ(メトキシ)(ビニル)シラン(ViSi(OMe)Cl)、ジクロロ(メトキシ)(ビニル)シラン(ViSi(OMe)Cl)、クロロジ(エトキシ)(ビニル)シラン(ViSi(OEt)Cl)、ジクロロ(エトキシ)(ビニル)シラン(ViSi(OEt)Cl)、トリクロロ(ビニル)シラン(ViSiCl)、クロロトリ(メトキシ)シラン(Si(OMe)Cl)、ジクロロジ(メトキシ)シラン(Si(OMe
Cl)、トリクロロ(メトキシ)シラン(Si(OMe)Cl)、クロロトリ(エトキシ)シラン(Si(OEt)Cl)、ジクロロジ(エトキシ)シラン(Si(OEt)Cl)、トリクロロ(エトキシ)シラン(Si(OEt)Cl)、テトラクロロシラン(SiCl)等が挙げられる。また、フルオロシラン類、ブロモシラン類及びヨードシラン類としては、クロロシラン類の具体例として示した化合物のクロロ基を、それぞれフルオロ基、ブロモ基、及びヨード基に置き換えた化合物が挙げられる。
Specific examples of halosilanes represented by formula (III) include chlorotrimethylsilane (Me 3 SiCl), chlorotriethylsilane (Et 3 SiCl), chlorodimethyl(phenyl)silane (Me 2 PhSiCl), chloromethyldi(phenyl)silane ( MePh2SiCl ), chlorodimethyl(vinyl)silane ( Me2ViSiCl ), chloro(methoxy)dimethylsilane (Me2Si(OMe)Cl), chloro(ethoxy)di( methyl ) silane ( Me2Si (OEt)Cl), dichlorodi(methyl)silane ( Me2SiCl2 ), chloro(methoxy)(methyl)(phenyl)silane (MePhSi(OMe)Cl ) , chloro(ethoxy)(methyl)( phenyl)silane (MePhSi(OEt)Cl), dichloro(methyl)(phenyl)silane (MePhSiCl2), chlorodi(methoxy)(methyl)silane (MeSi(OMe)2Cl ) , dichloro(methoxy)(methyl)silane ( MeSi(OMe) Cl2 ), chlorodi(ethoxy)(methyl)silane (MeSi(OEt) 2Cl ), dichloro(ethoxy)(methyl)silane (MeSi(OEt) Cl2 ), trichloro(methyl)silane ( MeSiCl3) ), chlorodi(methoxy)(phenyl)silane (PhSi(OMe) 2Cl ), dichloro(methoxy)(phenyl)silane (PhSi(OMe) Cl2 ), chlorodi(ethoxy)(phenyl)silane (PhSi(OEt) 2 Cl), dichloro(ethoxy)(phenyl)silane (PhSi(OEt) Cl2 ), trichloro(phenyl)silane ( PhSiCl3 ), chlorodi(methoxy)(vinyl)silane (ViSi(OMe) 2Cl ), dichloro(methoxy ) (vinyl)silane (ViSi(OMe) Cl2 ), chlorodi(ethoxy)(vinyl)silane (ViSi(OEt) 2Cl ), dichloro(ethoxy)(vinyl)silane (ViSi(OEt) Cl2 ), trichloro( vinyl)silane (ViSiCl 3 ), chlorotri(methoxy)silane (Si(OMe) 3 Cl), dichlorodi(methoxy)silane (Si(OMe
) 2 Cl 2 ), trichloro(methoxy)silane (Si(OMe)Cl 3 ), chlorotri(ethoxy)silane (Si(OEt) 3 Cl), dichlorodi(ethoxy)silane (Si(OEt) 2 Cl 2 ), trichloro (ethoxy)silane (Si(OEt)Cl 3 ), tetrachlorosilane (SiCl 4 ), and the like. Fluorosilanes, bromosilanes, and iodosilanes include compounds in which the chloro group of the compounds shown as specific examples of chlorosilanes is replaced with a fluoro group, a bromo group, and an iodo group, respectively.

本実施形態における反応工程は、アルコキシ基を有する原料であるアルコキシシラン類に対するカルボン酸ハライドによる求核的置換反応を伴う反応工程である。
たとえば、モノアルコキシシランにカルボン酸ハライドを反応させる場合、反応工程における反応は、カルボン酸エステルの脱離を伴う反応となる。すなわち、本実施形態における反応工程では、第3族~第15族の元素の陽イオン(Mm+)を有する固体酸触媒の存在下で、下記反応式(スキーム1)のような反応機構で反応が進行すると考えられる。
The reaction step in the present embodiment is a reaction step involving a nucleophilic substitution reaction of alkoxysilanes, which are raw materials having an alkoxy group, with a carboxylic acid halide.
For example, when a monoalkoxysilane is reacted with a carboxylic acid halide, the reaction in the reaction step is a reaction that accompanies elimination of the carboxylic acid ester. That is, in the reaction step of the present embodiment, in the presence of a solid acid catalyst having a cation (M m+ ) of an element of Groups 3 to 15, the reaction takes place according to the reaction mechanism shown in the following reaction formula (Scheme 1). is thought to proceed.

Figure 2023110137000001
Figure 2023110137000001

この反応機構では、固体酸触媒の第3族~第15族の元素の陽イオン(Mm+)は、カルボン酸ハライドの酸素原子に配位することによって、カルボニル基の炭素原子の求核性を高め、反応を促進していると考えられる。 In this reaction mechanism, the cation (M m+ ) of the group 3 to group 15 element of the solid acid catalyst coordinates to the oxygen atom of the carboxylic acid halide, thereby increasing the nucleophilicity of the carbon atom of the carbonyl group. It is thought that it increases the reaction rate and accelerates the reaction.

反応工程において、原料であるアルコキシシラン類は、モノアルコキシシランに限らず、ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン等であってもよい。
すなわち、本実施形態における反応工程で得られるハロシラン類は、モノアルコキシシランを原料とする場合は1種類であるが、ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、テトラアルコキシシランを原料とする場合は、1種類のハロシラン類に限られるものではない。たとえば、ジアルコキシシランを原料とする場合、製造されるハロシラン類は、アルコキシシラン類のアルコキシ基が1つ置換されたハロシラン類、アルコキシシラン類のアルコキシ基が2つ置換されたハロシラン類、又はこれらの混合物であってもよいことを意味する。さらにトリアルコキシシランを原料とする場合、製造されるハロシラン類は、アルコキシシラン類のアルコキシ基が1つ置換されたハロシラン類、アルコキシシラン類のアルコキシ基が2つ置換されたハロシラン類、アルコキシシラン類のアルコキシ基が3つ置換されたハロシラン類、又はこれらの混合物であってもよいことを意味する。加えて
、テトラアルコキシシランを原料とする場合、製造されるハロシラン類は、アルコキシシラン類のアルコキシ基が1つ置換されたハロシラン類、アルコキシシラン類のアルコキシ基が2つ置換されたハロシラン類、アルコキシシラン類のアルコキシ基が3つ置換されたハロシラン類、アルコキシシラン類のアルコキシ基が4つ置換されたハロシラン類、又はこれらの混合物であってもよいことを意味する。
In the reaction step, the raw material alkoxysilanes are not limited to monoalkoxysilanes, and may be dialkoxysilanes, trialkoxysilanes, tetraalkoxysilanes, and the like.
That is, the number of halosilanes obtained in the reaction step in the present embodiment is one when monoalkoxysilane is used as a raw material, but when dialkoxysilane, trialkoxysilane, or tetraalkoxysilane is used as raw material, one type is obtained. is not limited to halosilanes. For example, when dialkoxysilane is used as a raw material, halosilanes to be produced are halosilanes in which one alkoxy group of alkoxysilanes is substituted, halosilanes in which two alkoxy groups of alkoxysilanes are substituted, or these. It means that it may be a mixture of Furthermore, when trialkoxysilane is used as a raw material, halosilanes to be produced include halosilanes in which one alkoxy group of alkoxysilanes is substituted, halosilanes in which two alkoxy groups of alkoxysilanes are substituted, and alkoxysilanes. may be halosilanes substituted with three alkoxy groups, or a mixture thereof. In addition, when tetraalkoxysilane is used as a raw material, halosilanes to be produced include halosilanes in which one alkoxy group of alkoxysilanes is substituted, halosilanes in which two alkoxy groups of alkoxysilanes are substituted, and alkoxysilanes. It means that halosilanes in which three alkoxy groups of silanes are substituted, halosilanes in which four alkoxy groups of alkoxysilanes are substituted, or a mixture thereof may be used.

ハロシラン類を製造する本実施形態における反応工程では、反応を促進するために特定の固体酸触媒を使用する。固体酸触媒は、無機系の固体酸触媒であってもよく、有機系の固体酸触媒であってもよい。 In the reaction step of this embodiment for producing halosilanes, a specific solid acid catalyst is used to promote the reaction. The solid acid catalyst may be an inorganic solid acid catalyst or an organic solid acid catalyst.

無機系の固体酸触媒としては、金属塩、金属酸化物等の固体無機物等が挙げられる。より具体的には、プロトン性水素原子又は第3族~第15族の元素の陽イオンを有するゼオライト、メソポーラスシリカ、モンモリロナイトなど;シリカゲル、ヘテロポリ酸、カーボン系素材等を担体とする無機系固体酸;等が挙げられる。
これらのうち、無機系の固体酸触媒は、モンモリロナイト及びゼオライトから選択することが好ましい。
Examples of inorganic solid acid catalysts include solid inorganic substances such as metal salts and metal oxides. More specifically, zeolite, mesoporous silica, montmorillonite, etc. having protic hydrogen atoms or cations of elements of groups 3 to 15; inorganic solid acids with silica gel, heteropolyacid, carbon-based materials, etc. as carriers ; and the like.
Among these, the inorganic solid acid catalyst is preferably selected from montmorillonite and zeolite.

第3族~第15族の元素の陽イオンとしては、たとえば、スカンジウム(III)、ランタン(III)、セリウム(III)、ネオジム(III)、サマリウム(III)、チタン(IV)、ジルコニウム(IV)、鉄(III)、ルテニウム(II)、ニッケル(II)、パラジウム(II)、銅(II)、亜鉛(II)、アルミニウム(III)、ガリウム(III)、インジウム(III)、スズ(IV)等が挙げられる。
第3族~第15族の元素の陽イオンの中では、スカンジウム(III)、ランタン(III)、セリウム(III)、チタン(IV)、ジルコニウム(IV)、鉄(III)、亜鉛(II)、アルミニウム(III)、ガリウム(III)、インジウム(III)、及びスズ(IV)から選ばれる陽イオンが好ましい。
Examples of cations of Groups 3 to 15 elements include scandium (III), lanthanum (III), cerium (III), neodymium (III), samarium (III), titanium (IV), zirconium (IV), ), iron (III), ruthenium (II), nickel (II), palladium (II), copper (II), zinc (II), aluminum (III), gallium (III), indium (III), tin (IV ) and the like.
Among the cations of elements of groups 3 to 15, scandium (III), lanthanum (III), cerium (III), titanium (IV), zirconium (IV), iron (III), zinc (II) , aluminum(III), gallium(III), indium(III) and tin(IV) are preferred.

モンモリロナイトに関しては、第3族~第15族の元素の陽イオンとして、ランタン(III)、セリウム(III)、チタン(IV)、ジルコニウム(IV)、鉄(III)、アルミニウム(III)、ガリウム(III)、インジウム(III)、及びスズ(IV)から選ばれる陽イオンを有するモンモリロナイト、又はプロトン性水素原子を有するモンモリロナイトがより好ましく使用され、ガリウム(III)、インジウム(III)、及びスズ(IV)から選ばれる陽イオンを有するモンモリロナイトがさらに好ましく使用される。 With respect to montmorillonite, cations of elements of groups 3 to 15 include lanthanum (III), cerium (III), titanium (IV), zirconium (IV), iron (III), aluminum (III), gallium ( III), indium (III) and tin (IV), or montmorillonite with protic hydrogen atoms are more preferably used, gallium (III), indium (III) and tin (IV) ) are more preferably used.

第3族~第15族の元素の陽イオンを有するモンモリロナイトは、たとえば、陽イオンとしてナトリウム(I)を有する市販のモンモリロナイト(たとえば、クニピア(登録商標)F、クニミネ工業株式会社より入手可能)を、第3族~第15族の元素の陽イオンを含む水溶液で処理することにより、容易に調製できる。
また、プロトン性水素原子を有するモンモリロナイトとしては、市販のもの等を使用できる。プロトン性水素原子を有するモンモリロナイトの市販品としては、たとえば、モンモリロナイトK10、モンモリロナイトK30(いずれもメルク社より入手可能)等が挙げられる。
Montmorillonite having cations of elements of Groups 3 to 15 includes, for example, commercially available montmorillonite having sodium (I) as a cation (for example, Kunipia (registered trademark) F, available from Kunimine Industry Co., Ltd.). , by treatment with an aqueous solution containing cations of elements of groups 3 to 15.
As the montmorillonite having protonic hydrogen atoms, commercially available products can be used. Examples of commercial products of montmorillonite having protic hydrogen atoms include montmorillonite K10 and montmorillonite K30 (both available from Merck & Co.).

ゼオライトに関しては、その種類として、Y型、ベータ型、ZSM-5型、モルデナイト型、SAPO型等の基本骨格を有する各種のゼオライトが使用可能である。
また、Y型ゼオライト(Na-Y)を二次的処理して得られる、SUSY型(Super Ultrastable Y)、VUSY型(Very Ultrastable Y)、SDUSY型(Super dealuminated ultrastable
Y)等として知られるUSY型(Ultrastable Y、超安定Y型)のものも
好ましく使用できる(USY型については、たとえば、G. T. KERR et al., "Molecular Sieves", Vol.121, (米), American Chemical Society, June 1, 1973, p.219-229(Chapter 19)等を参照)。
As for zeolites, various zeolites having basic skeletons such as Y-type, beta-type, ZSM-5-type, mordenite-type and SAPO-type can be used.
In addition, SUSY type (Super Ultrastable Y), VUSY type (Very Ultrastable Y), SDUSY type (Super dealuminated ultrastable) obtained by secondary treatment of Y type zeolite (Na—Y)
USY type (Ultrastable Y type) known as Y) etc. can also be preferably used (USY type, for example, GT KERR et al., "Molecular Sieves", Vol. 121, (US), American Chemical Society, June 1, 1973, p.219-229 (Chapter 19), etc.).

反応速度の点では、これらゼオライトの中では、USY型、ベータ型、ZSM-5型、及びモルデナイト型から選択されることが好ましく、USY型及びベータ型がさらに好ましい。
これらゼオライトにおいては、プロトン性水素原子を有するブレンステッド酸型ゼオライト、第3~第15族の元素の陽イオンを有するルイス酸型ゼオライト等、各種のゼオライトを使用できる。
In terms of reaction rate, among these zeolites, USY type, beta type, ZSM-5 type and mordenite type are preferably selected, and USY type and beta type are more preferred.
As these zeolites, various zeolites such as Bronsted acid zeolites having protic hydrogen atoms and Lewis acid zeolites having cations of Groups 3 to 15 can be used.

この中で、プロトン性水素原子を有するプロトン型ゼオライトは、H-Y型、H-SDUSY型、H-SUSY型、H-ベータ型、H-モルデナイト型、H-ZSM-5型等で表される。また、アンモニウム型ゼオライトである、NH-Y型、NH-VUSY型、NH-ベータ型、NH-モルデナイト型、NH-ZSM-5型等のゼオライトを焼成して、プロトン型に変換したものをプロトン型ゼオライトとして使用することができる。 Among these, proton-type zeolites having protic hydrogen atoms are represented by HY type, H-SDUSY type, H-SUSY type, H-beta type, H-mordenite type, H-ZSM-5 type, etc. be. In addition, zeolites such as NH 4 -Y type, NH 4 -VUSY type, NH 4 -beta type, NH 4 -Mordenite type, and NH 4 -ZSM-5 type, which are ammonium type zeolites, are calcined into proton type. The converted product can be used as a proton-type zeolite.

さらに、ゼオライトのシリカ/アルミナ比(物質量比)については、反応条件に応じて各種の比を選択できるが、通常は3~1000であり、好ましくは3~500、より好ましくは5~300、さらに好ましくは5~200である。 Further, the silica/alumina ratio (substance amount ratio) of zeolite can be selected from various ratios depending on the reaction conditions. More preferably 5-200.

それらゼオライトとしては、市販品を含む各種のものを使用できる。市販品の具体例を示すと、USY型ゼオライトとしては、ゼオリスト社より市販されているCBV760、CBV780、CBV720、CBV712、及びCBV600等が挙げられる。Y型ゼオライトとしては、東ソー社より市販されているHSZ-360HOA、HSZ-320HOA等が挙げられる。また、ベータ型ゼオライトとしては、ゼオリスト社より市販されているCP811C、CP814N、CP7119、CP814E、CP7105、CP814CN、CP811TL、CP814T、CP814Q、CP811Q、CP811E-75、CP811E、CP811C-300等;東ソー社より市販されているHSZ-930HOA、HSZ-940HOA等;UOP社より市販されているUOP-Beta等;などが挙げられる。 Various zeolites including commercially available zeolites can be used. Specific examples of commercially available zeolites include CBV760, CBV780, CBV720, CBV712, and CBV600 commercially available from Zeolyst. Examples of Y-type zeolites include HSZ-360HOA and HSZ-320HOA commercially available from Tosoh Corporation. Moreover, as the beta-type zeolite, CP811C, CP814N, CP7119, CP814E, CP7105, CP814CN, CP811TL, CP814T, CP814Q, CP811Q, CP811E-75, CP811E, CP811C-300, etc. commercially available from Zeolist; HSZ-930HOA, HSZ-940HOA, etc. available from UOP; UOP-Beta, etc. available from UOP;

一方、触媒としては、前記の無機系の固体酸触媒のほかに、酸性官能基を有する有機系の固体酸触媒も使用できる。有機系の固体酸触媒としては、陽イオン交換樹脂が挙げられる。陽イオン交換樹脂としては、プロトン性水素原子を有するH型陽イオン交換樹脂等の酸性官能基を有するポリマー等を使用することができ、ポーラス型、ゲル型、及びマクロポーラス型のいずれであってもよい。酸性官能基の種類としては、スルホ基、カルボキシ基、ホスホリル基等が挙げられ、好ましくはスルホ基又カルボキシ基である。また、ポリマーの種類としては、パーフルオロ側鎖を有するテフロン(登録商標)骨格ポリマー、スチレン-ジビニルベンゼン共重合ポリマー、(メタ)アクリル酸-ジビニルベンゼン共重合ポリマー等が挙げられる。 On the other hand, as the catalyst, in addition to the above inorganic solid acid catalyst, an organic solid acid catalyst having an acidic functional group can also be used. Examples of organic solid acid catalysts include cation exchange resins. As the cation exchange resin, a polymer having an acidic functional group such as an H + type cation exchange resin having protic hydrogen atoms can be used. may Types of the acidic functional group include sulfo group, carboxy group, phosphoryl group and the like, preferably sulfo group or carboxy group. Further, examples of types of polymers include Teflon (registered trademark) backbone polymers having perfluoro side chains, styrene-divinylbenzene copolymers, (meth)acrylic acid-divinylbenzene copolymers, and the like.

酸性官能基を有するポリマーの具体例としては、スルホ基を有する、ナフィオン(NAFION(登録商標)、デュポン社又はメルク社より入手可能)、ダウエックス(DOWEX(登録商標)ダウ・ケミカル社又はメルク社より入手可能)、アンバーライト(AMBERLITE(登録商標)ローム&ハース社又はメルク社より入手可能)、アンバーリスト(AMBERLYST(登録商標)、ダウ・ケミカル社又はメルク社より入手可能)、ピュロライト(PUROLITE(登録商標)、ピュロライト社より入手可能)等が挙げられる。
それらをより具体的に示せば、ナフィオンNR50、ダウエックス50WX2、ダウエックス50WX4、ダウエックス50WX8、アンバーライトIR120、アンバーライトIRP-64、アンバーリスト15、アンバーリスト36、ピュロライトCT175等を挙げることができる。
Specific examples of polymers with acidic functional groups include Nafion (registered trademark), available from DuPont or Merck, Dowex (registered trademark), Dow Chemical or Merck, which have sulfo groups. ), AMBERLITE® (available from Rohm & Haas or Merck), AMBERLYST® (available from The Dow Chemical Company or Merck), PUROLITE ( (registered trademark), available from Purolite), and the like.
More specifically, they include Nafion NR50, Dowex 50WX2, Dowex 50WX4, Dowex 50WX8, Amberlite IR120, Amberlite IRP-64, Amberlyst 15, Amberlyst 36, Purolite CT175, and the like. .

これらの有機系の固体酸触媒の中では、アンバーリスト15、ピュロライトCT175、及びナフィオンNR50から選ばれる固体酸が好ましく使用され、アンバーリスト15及びピュロライトCT175から選ばれる固体酸がより好ましく使用される。 Among these organic solid acid catalysts, solid acids selected from Amberlyst 15, Purolite CT175, and Nafion NR50 are preferably used, and solid acids selected from Amberlyst 15 and Purolite CT175 are more preferably used.

本実施形態に係る製造方法で使用する触媒は、単独で使用するだけでなく、複数の触媒を任意の組み合わせ及び比率で使用することもできる。 The catalyst used in the production method according to the present embodiment can be used not only singly, but also in any combination and ratio of multiple catalysts.

アルコキシシラン類に対する触媒量は任意に決めることができるが、モル比又は重量比では、通常0.0001~10程度、好ましくは0.001~8程度、より好ましくは0.001~6程度、さらに好ましくは0.01~1程度である。 The amount of catalyst to alkoxysilanes can be determined arbitrarily, but in terms of molar ratio or weight ratio, it is usually about 0.0001 to 10, preferably about 0.001 to 8, more preferably about 0.001 to 6, and further It is preferably about 0.01 to 1.

反応工程における反応は、反応温度及び反応圧力に応じて、液相又は気相状態で行うことができる。
反応温度は、通常は-20℃以上、好ましくは-10~300℃、より好ましくは、-10~200℃、さらに好ましくは0~150℃である。また、室温で反応を行う場合には、室温の温度範囲としては、通常は0~40℃、好ましくは5~40℃、より好ましくは10~35℃である。
The reaction in the reaction step can be carried out in liquid phase or gas phase, depending on the reaction temperature and reaction pressure.
The reaction temperature is usually -20°C or higher, preferably -10 to 300°C, more preferably -10 to 200°C, still more preferably 0 to 150°C. When the reaction is carried out at room temperature, the temperature range of room temperature is usually 0 to 40°C, preferably 5 to 40°C, more preferably 10 to 35°C.

さらに、反応圧力は、通常は0.1~100気圧で、好ましくは0.1~50気圧、より好ましくは0.1~10気圧、さらに好ましくは0.5~5気圧である。
反応時間は、原料の量、触媒の量、反応温度、反応装置の形態等に依存するが、生産性及び効率を考慮すると、通常は0.1~2400分、好ましくは0.1~1200分、より好ましくは0.1~600分、さらに好ましくは0.1~300分程度である。
Furthermore, the reaction pressure is usually 0.1 to 100 atmospheres, preferably 0.1 to 50 atmospheres, more preferably 0.1 to 10 atmospheres, and still more preferably 0.5 to 5 atmospheres.
The reaction time depends on the amount of raw materials, the amount of catalyst, the reaction temperature, the form of the reactor, etc., but in consideration of productivity and efficiency, it is usually 0.1 to 2400 minutes, preferably 0.1 to 1200 minutes. , more preferably 0.1 to 600 minutes, more preferably about 0.1 to 300 minutes.

また、反応装置の形態としては、バッチ式、フロー式等、従来知られている各種形態で行うことができる。本実施形態における反応工程では、固体酸触媒を使用するため、本実施形態に係る製造方法は、触媒を充填させたカラムを使用するフロー式反応システムを好適に適用することができる。 In addition, as the form of the reaction apparatus, various conventionally known forms such as a batch system and a flow system can be used. Since a solid acid catalyst is used in the reaction step of the present embodiment, a flow reaction system using a column filled with a catalyst can be suitably applied to the production method of the present embodiment.

反応を液相系で行う場合、溶媒の有無にかかわらず実施できる。一般には、無溶媒の方が反応は速く進行するが、溶媒を用いる場合は、デカリン(デカヒドロナフタレン)、デカン等の炭化水素、クロロベンゼン、1,2-又は1,3-ジクロロベンゼン、1,2,3-又は1,2,4-トリクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、tert-ブチルメチルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル等、原料及び生成物と反応しない各種の溶媒が使用可能である。溶媒は、2種以上混合して用いることもできる。反応溶媒としては、反応生成物を核磁気共鳴スペクトル装置で分析するために、重クロロホルム、重ベンゼン等の重水素化された溶媒を用いることも可能である。
また、反応を気相で行う場合には、窒素等の不活性ガスを混合して反応を行うこともできる。
When the reaction is carried out in a liquid phase system, it can be carried out with or without a solvent. In general, the reaction proceeds faster in the absence of a solvent, but when a solvent is used, hydrocarbons such as decalin (decahydronaphthalene) and decane, Various solvents that do not react with the raw materials and products can be used, such as halogenated hydrocarbons such as 2,3- or 1,2,4-trichlorobenzene, and ethers such as tert-butyl methyl ether and dibutyl ether. Two or more kinds of solvents can be mixed and used. As the reaction solvent, deuterated solvents such as deuterated chloroform and deuterated benzene can be used in order to analyze the reaction product with a nuclear magnetic resonance spectrometer.
Further, when the reaction is carried out in the gas phase, the reaction can be carried out by mixing an inert gas such as nitrogen.

反応工程は、マイクロ波照射下で行うこともできる。本反応系では、カルボン酸ハライド、イオン性の酸性触媒等が比較的大きく分極していて、マイクロ波を効率よく吸収するため、マイクロ波照射下ではカルボン酸ハライド、触媒等が活性化され、反応をより効率的に行うことができる。 The reaction step can also be performed under microwave irradiation. In this reaction system, the carboxylic acid halide, the ionic acidic catalyst, etc. are relatively highly polarized and absorb microwaves efficiently. can be done more efficiently.

マイクロ波照射反応では、接触式又は非接触式の温度センサーを備えた各種の市販装置等を使用できる。また、マイクロ波照射の出力、キャビティの種類(マルチモード、シングルモード)、照射の形態(連続的、断続的)等は、反応のスケール、原料の種類、触媒の種類等に応じて任意に決めることができる。マイクロ波の周波数としては、通常、0.3~30GHzである。その中で好ましいのは、産業分野、科学分野、医療分野等で使用するために割り当てられたIMS周波数帯で、さらにその中でも、2.45GHz帯、5.8GHz帯等がより好ましい。 Various commercially available devices equipped with a contact or non-contact temperature sensor can be used in the microwave irradiation reaction. In addition, the power of microwave irradiation, the type of cavity (multimode, single mode), the mode of irradiation (continuous, intermittent), etc., can be arbitrarily determined according to the scale of the reaction, the type of raw material, the type of catalyst, etc. be able to. The frequency of microwaves is usually 0.3 to 30 GHz. Preferred among these are the IMS frequency bands allocated for use in the industrial, scientific, medical, and other fields, and more preferred are the 2.45 GHz band, the 5.8 GHz band, and the like.

また、マイクロ波照射反応では、反応系をより効率よく加熱するために、マイクロ波を吸収して発熱する加熱材(サセプター)を反応系に添加することができる。加熱材の種類としては、活性炭、黒鉛、炭化ケイ素、炭化チタン等、従来公知の各種のものを使用できる。また、先に記載した触媒と加熱材の粉末を混合して、セピオライト、ホルマイト等の適当なバインダーを利用して焼成加工した成形触媒を用いることもできる。 In the microwave irradiation reaction, a heating material (susceptor) that generates heat by absorbing microwaves can be added to the reaction system in order to heat the reaction system more efficiently. As the type of heating material, various conventionally known ones such as activated carbon, graphite, silicon carbide, and titanium carbide can be used. Also, a molded catalyst obtained by mixing the above-described catalyst and heating material powder and firing the mixture using an appropriate binder such as sepiolite or formite can also be used.

本実施形態における反応工程は、密閉系の反応装置でも進行するが、反応装置を開放系にして、反応生成物を反応系外に連続的に除去することにより、反応をより効率的に進行させることもできる。 The reaction process in the present embodiment proceeds even in a closed system reactor, but the reaction proceeds more efficiently by making the reactor an open system and continuously removing the reaction product out of the reaction system. can also

本実施形態に係る製造方法では、触媒が固体触媒であるため、反応工程後の触媒の分離及び回収は、濾過、遠心分離等の方法により容易に行うことができる。
生成したハロシラン類の精製も、蒸留、再結晶等の有機化学上通常用いられる手段により容易に達せられる。
In the production method according to the present embodiment, since the catalyst is a solid catalyst, the separation and recovery of the catalyst after the reaction step can be easily performed by a method such as filtration or centrifugation.
Purification of the produced halosilanes can be easily accomplished by means commonly used in organic chemistry, such as distillation and recrystallization.

次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、以下の実施例で使用した主な分析装置等は、以下の通りである。
・核磁気共鳴スペクトル分析(以下、NMRと称する場合がある。):ブルカー製 AVANCE III HD 600MHz(クライオプローブ装着)
・ガスクロマトグラフ分析(以下、GCと称する場合がある。):島津製作所製 GC-2014
・ガスクロマトグラフ質量分析(以下、GC-MSと称する場合がある。):島津製作所製 GCMS-QP2010Plus
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
The main analyzers and the like used in the following examples are as follows.
・Nuclear magnetic resonance spectrum analysis (hereinafter sometimes referred to as NMR): Bruker AVANCE III HD 600 MHz (with cryoprobe)
・ Gas chromatograph analysis (hereinafter sometimes referred to as GC): GC-2014 manufactured by Shimadzu Corporation
・ Gas chromatograph mass spectrometry (hereinafter sometimes referred to as GC-MS): GCMS-QP2010Plus manufactured by Shimadzu Corporation

(実施例1)
(エトキシ)トリメチルシラン(MeSiOEt)0.5mmol、塩化アセチル(
MeCOCl)0.56mmol、スズ(IV)を有するモンモリロナイト(Sn4+含有モンモリロナイト、Mont-Sn4+)5mg、及び重クロロホルム0.4mLを反応管(NMR用試料管)に入れ、約25℃(室温)で3時間放置した。生成物を、NMRで分析し、収率を算出した結果、メトキシ基がクロロ基に変換された化合物であるクロロトリメチルシラン(MeSiCl)が、78%の収率で生成したことがわかった(表1-1参照)。
(Example 1)
(ethoxy)trimethylsilane ( Me3SiOEt ) 0.5 mmol, acetyl chloride (
MeCOCl) 0.56 mmol, montmorillonite containing tin (IV) (Sn 4+ -containing montmorillonite, Mont-Sn 4+ ) 5 mg, and deuterated chloroform 0.4 mL were placed in a reaction tube (NMR sample tube) and heated to about 25° C. (room temperature). and left for 3 hours. The product was analyzed by NMR, and the yield was calculated. As a result, it was found that chlorotrimethylsilane (Me 3 SiCl), a compound in which the methoxy group was converted to a chloro group, was produced in a yield of 78%. (See Table 1-1).

(実施例2~59)
反応条件(触媒、原料、反応時間等)を表1に示す通りに変えた以外は実施例1と同様に反応を行った。NMR、GC、及び/又はGC-MSで生成物の分析を行い、生成物の収率をNMRで算出した結果を表1-1~表1-4に示す。
(Examples 2 to 59)
A reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that the reaction conditions (catalyst, raw materials, reaction time, etc.) were changed as shown in Table 1. The products were analyzed by NMR, GC, and/or GC-MS, and the yields of the products were calculated by NMR, and the results are shown in Tables 1-1 to 1-4.

また、前記実施例で得られたハロシラン類のスペクトルデータを表2-1~表2-3に示す。 Tables 2-1 to 2-3 show spectral data of the halosilanes obtained in the above Examples.

Figure 2023110137000002
Figure 2023110137000002

Figure 2023110137000003
Figure 2023110137000003

Figure 2023110137000004
Figure 2023110137000004

Figure 2023110137000005
Figure 2023110137000005

表1-1~表1-4中の注釈を以下に示す。
1) 実施例1~57は、溶媒として重クロロホルム(0.4mL)を使用し、無撹拌で反応を行っ
た。また、実施例58、59は、無溶媒で、溶液に撹拌子を入れ、マグネチックスターラーを用いて溶液を撹拌しながら反応を行った。
2) Me3SiOEt:(エトキシ)トリメチルシラン
MePhSi(OMe)2:ジ(メトキシ)(メチル)(フェニル)シラン
Me2Si(OEt)2:ジ(エトキシ)ジメチルシラン
MeSi(OMe)3:トリ(メトキシ)メチルシラン
MeSi(OEt)3:トリ(エトキシ)メチルシラン
PhSi(OMe)3:トリ(メトキシ)フェニルシラン
PhSi(OEt)3:トリ(エトキシ)フェニルシラン
ViSi(OMe)3:トリ(メトキシ)ビニルシラン
ViSi(OEt)3:トリ(エトキシ)ビニルシラン
Si(OMe)4:テトラメトキシシラン
Si(OEt)4:テトラエトキシシラン
3) MeCOCl:塩化アセチル。
4) Mont-Sn4+:Sn4+含有モンモリロナイト
Mont-La3+:La3+含有モンモリロナイト
Mont-Ce3+:Ce3+含有モンモリロナイト
Mont-Ti4+:Ti4+含有モンモリロナイト
Mont-Zr4+:Zr4+含有モンモリロナイト
Mont-Fe3+:Fe3+含有モンモリロナイト
Mont-Al3+:Al3+含有モンモリロナイト
Mont-Ga3+:Ga3+含有モンモリロナイト
Mont-In3+:In3+含有モンモリロナイト
Mont-K10:モンモリロナイトK10(メルク社製)
CBV780:USY型ゼオライトCBV780(ゼオリスト社製、500℃で焼成して使用)
CP811E-75:ベータ型ゼオライトCP811-E75(ゼオリスト社製、500℃で焼成して使用)
Amberlyst15:H+型陽イオン交換樹脂アンバーリスト15(メルク社製)
CT175:H+型陽イオン交換樹脂ピュロライトCT175(ピュロライト社製)
NR50:H+型陽イオン交換樹脂ナフィオンNR50(デュポン社製)。
5) Mn+含有モンモリロナイトは、Na+を有するモンモリロナイト(Na+含有モンモリロナイト、クニミネ工業社製クニピアF)を、Mn+を含む水溶液(LaCl3・7H2O、CeCl3・7H2O、TiCl4、ZrCl4、Fe(NO3)3・9H2O、Al(NO3)3・9H2O、Ga(NO3)3・8H2O、In(NO3)3・3H2O、又はSnCl4・5H2Oを水に溶解させた溶液)で処理して、Na+をMn+に交換する陽イオン交換反応
により調製した。
6) Me3SiCl:クロロトリメチルシラン
MePhSi(OMe)Cl:クロロ(メトキシ)(メチル)(フェニル)シラン
MePhSiCl2:ジクロロ(メチル)(フェニル)シラン
Me2Si(OEt)Cl:クロロ(エトキシ)ジ(メチル)シラン
Me2SiCl2:ジクロロジ(メチル)シラン
MeSi(OMe)2Cl:クロロジ(メトキシ)(メチル)シラン
MeSi(OMe)Cl2:ジクロロ(メトキシ)(メチル)シラン
MeSi(OEt)2Cl:クロロジ(エトキシ)(メチル)シラン
MeSi(OEt)Cl2:ジクロロ(エトキシ)(メチル)シラン
PhSi(OMe)2Cl:クロロジ(メトキシ)(フェニル)シラン
PhSi(OMe)Cl2:ジクロロ(メトキシ)(フェニル)シラン
PhSi(OEt)2Cl:クロロジ(エトキシ)(フェニル)シラン
PhSi(OEt)Cl2:ジクロロ(エトキシ)(フェニル)シラン
ViSi(OMe)2Cl:クロロジ(メトキシ)(ビニル)シラン
ViSi(OMe)Cl2:ジクロロ(メトキシ)(ビニル)シラン
ViSi(OEt)2Cl:クロロジ(エトキシ)(ビニル)シラン
ViSi(OEt)Cl2:ジクロロ(エトキシ)(ビニル)シラン
Si(OMe)3Cl:クロロトリ(メトキシ)シラン
Si(OMe)2Cl2:ジクロロジ(メトキシ)シラン
Si(OMe)Cl3:トリクロロ(メトキシ)シラン
Si(OEt)3Cl:クロロトリ(エトキシ)シラン
Si(OEt)2Cl2:ジクロロジ(エトキシ)シラン
7) 収率はNMRにより算出した。
8) 括弧内はハロシラン類の生成比を示し、収率はアルコキシラン類に対するハロシラン
類の合計収率を示す。
Annotations in Tables 1-1 to 1-4 are shown below.
1) In Examples 1 to 57, deuterated chloroform (0.4 mL) was used as a solvent and the reaction was carried out without stirring. Further, in Examples 58 and 59, the reaction was carried out without using a solvent while stirring the solution with a magnetic stirrer by inserting a stirrer into the solution.
2) Me3SiOEt : (ethoxy)trimethylsilane
MePhSi(OMe) 2 : di(methoxy)(methyl)(phenyl)silane
Me2Si (OEt) 2 : Di(ethoxy)dimethylsilane
MeSi(OMe) 3 : tri(methoxy)methylsilane
MeSi(OEt) 3 : Tri(ethoxy)methylsilane
PhSi(OMe) 3 : tri(methoxy)phenylsilane
PhSi(OEt) 3 : tri(ethoxy)phenylsilane
ViSi(OMe) 3 : Tri(methoxy)vinylsilane
ViSi(OEt) 3 : Tri(ethoxy)vinylsilane
Si(OMe) 4 : Tetramethoxysilane
Si(OEt) 4 : Tetraethoxysilane
3) MeCOCl: acetyl chloride.
4) Mont-Sn 4+ : Montmorillonite containing Sn 4+
Mont-La 3+ : Montmorillonite containing La 3+
Mont-Ce 3+ : Montmorillonite containing Ce 3+
Mont-Ti 4+ : Montmorillonite containing Ti 4+
Mont-Zr 4+ : Montmorillonite containing Zr 4+
Mont-Fe 3+ : Montmorillonite containing Fe 3+
Mont-Al 3+ : Montmorillonite containing Al 3+
Mont-Ga 3+ : Montmorillonite containing Ga 3+
Mont-In 3+ : Montmorillonite containing In 3+
Mont-K10: Montmorillonite K10 (manufactured by Merck)
CBV780: USY type zeolite CBV780 (manufactured by Zeolyst, used after firing at 500°C)
CP811E-75: Beta zeolite CP811-E75 (manufactured by Zeorist, used after firing at 500°C)
Amberlyst15: H + type cation exchange resin Amberlyst 15 (manufactured by Merck)
CT175: H + type cation exchange resin Purolite CT175 (manufactured by Purolite)
NR50: H + type cation exchange resin Nafion NR50 (manufactured by DuPont).
5) The Mn + -containing montmorillonite is a Na + -containing montmorillonite (Na + -containing montmorillonite, Kunipia F manufactured by Kunimine Industries Co., Ltd.) and an aqueous solution containing Mn + (LaCl 3 7H 2 O, CeCl 3 7H 2 O, TiCl 4 , ZrCl4 , Fe ( NO3 )3.9H2O, Al( NO3 ) 3.9H2O , Ga( NO3 ) 3.8H2O , In ( NO3 ) 3.3H2O , or SnCl 4 ·5H 2 O in water) to exchange Na + for M n + through a cation exchange reaction.
6) Me3SiCl : chlorotrimethylsilane
MePhSi(OMe)Cl: chloro(methoxy)(methyl)(phenyl)silane
MePhSiCl 2 : Dichloro(methyl)(phenyl)silane
Me2Si (OEt)Cl: chloro(ethoxy)di(methyl)silane
Me2SiCl2 : Dichlorodi(methyl)silane
MeSi(OMe) 2 Cl: chlorodi(methoxy)(methyl)silane
MeSi(OMe) Cl2 : Dichloro(methoxy)(methyl)silane
MeSi(OEt) 2 Cl: chlorodi(ethoxy)(methyl)silane
MeSi(OEt) Cl2 : Dichloro(ethoxy)(methyl)silane
PhSi(OMe) 2 Cl: chlorodi(methoxy)(phenyl)silane
PhSi(OMe) Cl2 : Dichloro(methoxy)(phenyl)silane
PhSi(OEt) 2 Cl: chlorodi(ethoxy)(phenyl)silane
PhSi(OEt) Cl2 : Dichloro(ethoxy)(phenyl)silane
ViSi(OMe) 2 Cl: chlorodi(methoxy)(vinyl)silane
ViSi(OMe) Cl2 : Dichloro(methoxy)(vinyl)silane
ViSi(OEt) 2 Cl: chlorodi(ethoxy)(vinyl)silane
ViSi(OEt) Cl2 : Dichloro(ethoxy)(vinyl)silane
Si(OMe) 3Cl : chlorotri(methoxy)silane
Si(OMe) 2 Cl 2 : Dichlorodi(methoxy)silane
Si(OMe)Cl 3 : trichloro(methoxy)silane
Si(OEt) 3Cl : chlorotri(ethoxy)silane
Si(OEt) 2 Cl 2 : Dichlorodi(ethoxy)silane
7) The yield was calculated by NMR.
8) The figures in parentheses indicate the production ratio of halosilanes, and the yield indicates the total yield of halosilanes to alkoxysilanes.

Figure 2023110137000006
Figure 2023110137000006

Figure 2023110137000007
Figure 2023110137000007

Figure 2023110137000008
Figure 2023110137000008

表2-1~表2-3中の注釈を以下に示す。
1) ハロシラン類の名称は、表1-1~1-4の注釈6参照。
2) 重クロロホルム中の測定値。
3) GC-MS (EI, 70eV)。M+のm/zは、35Clを含む最も多い同位体化合物の数値を示した。
Annotations in Tables 2-1 to 2-3 are shown below.
1) Refer to Note 6 in Tables 1-1 to 1-4 for the names of halosilanes.
2) Measured in deuterated chloroform.
3) GC-MS (EI, 70eV). The m/z of M + indicated the number of the most abundant isotopic compounds, including 35 Cl.

固体酸触媒を用いたアルコキシシラン類のハロゲン化反応は、段階的に進行する反応系であるため、本発明によれば、複数のアルコキシ基を有するアルコキシシラン類を原料として用いた場合、反応条件を調整することにより、アルコキシ基の一部だけを選択的にハロゲノ基に変換することができる。 Since the halogenation reaction of alkoxysilanes using a solid acid catalyst is a reaction system that progresses in stages, according to the present invention, when alkoxysilanes having a plurality of alkoxy groups are used as raw materials, the reaction conditions are can selectively convert only a portion of the alkoxy groups to halogeno groups.

たとえば、トリ(メトキシ)ビニルシラン(ViSi(OMe))と塩化アセチル(MeCOCl)との反応では、触媒としてSn4+含有モンモリロナイト(Mont-Sn4+)を使用し、塩化アセチルをトリ(メトキシ)ビニルシランに対して1.26倍のモル比で使用して反応を行うことにより、トリ(メトキシ)ビニルシラン中の3個のメトキシ基のうちの1個又は2個がクロロ基に変換されたクロロシラン(ViSi(OMe)Cl又はViSi(OMe)Cl)を、それぞれ、78%又は7%の収率で得ることができた(実施例47)。一方、塩化アセチルをトリ(メトキシ)ビニルシランに対して2.2倍のモル比で使用した場合には、トリ(メトキシ)ビニルシラン中の3個のメトキシ基のうちの1個又は2個がクロロ基に変換されたクロロシランを、それぞれ、4%又は79%の収率で得ることができた(実施例49)。 For example, the reaction of tri(methoxy)vinylsilane (ViSi(OMe) 3 ) with acetyl chloride (MeCOCl) uses Sn 4+ -containing montmorillonite (Mont-Sn 4+ ) as a catalyst, converting acetyl chloride to tri(methoxy)vinylsilane. chlorosilane (ViSi( OMe) 2 Cl or ViSi(OMe)Cl 2 ) could be obtained in yields of 78% or 7%, respectively (Example 47). On the other hand, when acetyl chloride is used at a molar ratio of 2.2 times that of tri(methoxy)vinylsilane, one or two of the three methoxy groups in tri(methoxy)vinylsilane are chloro groups. could be obtained in yields of 4% or 79%, respectively (Example 49).

また、テトラ(メトキシ)シラン(Si(OMe))と塩化アセチル(MeCOCl)との反応でも、触媒としてSn4+含有モンモリロナイト(Mont-Sn4+)を使用し、塩化アセチルをテトラ(メトキシ)シランに対して1.12倍のモル比で使用して反応を行うことにより、テトラ(メトキシ)シラン中の4個のメトキシ基のうちの1個又は2個がクロロ基に変換されたクロロシラン(Si(OMe)Cl又はSi(OMe)Cl)を、それぞれ、85%又は3%の収率で得ることができた(実施例54)。一方、塩化アセチルをテトラ(メトキシ)シランに対して2.2倍のモル比で使用した場合には、テトラ(メトキシ)シラン中の4個のメトキシ基のうちの1個又は2個がクロロ基に変換されたクロロシランを、それぞれ、4%又は88%の収率で得ることができた(実施例56)。 Also, in the reaction between tetra(methoxy)silane (Si(OMe) 4 ) and acetyl chloride (MeCOCl), Sn 4+ -containing montmorillonite (Mont-Sn 4+ ) was used as a catalyst, and acetyl chloride was converted to tetra(methoxy)silane. chlorosilane (Si( OMe) 3 Cl or Si(OMe) 2 Cl 2 ) could be obtained in yields of 85% or 3%, respectively (Example 54). On the other hand, when acetyl chloride is used at a molar ratio of 2.2 times that of tetra(methoxy)silane, one or two of the four methoxy groups in tetra(methoxy)silane are chloro groups. could be obtained in yields of 4% or 88%, respectively (Example 56).

これらの結果は、複数のアルコキシ基を有する原料に対して、塩化アセチルの使用量を調整することにより、クロロ基に変換するアルコキシ基の個数を容易に制御できることを示している。 These results show that the number of alkoxy groups converted to chloro groups can be easily controlled by adjusting the amount of acetyl chloride used for a raw material having multiple alkoxy groups.

本発明の製造方法により、機能性化学品として有用なハロシラン類をアルコキシシラン類から効率的かつ安全に製造できるため、本発明の利用価値は高く、その工業的意義は多大である。 Halosilanes, which are useful as functional chemicals, can be efficiently and safely produced from alkoxysilanes by the production method of the present invention.

Claims (4)

アルコキシシラン類に、触媒存在下でカルボン酸ハライドを反応させる反応工程を含み、
前記触媒が、固体酸触媒である、ハロシラン類の製造方法。
A reaction step of reacting alkoxysilanes with a carboxylic acid halide in the presence of a catalyst,
A method for producing halosilanes, wherein the catalyst is a solid acid catalyst.
前記アルコキシシラン類が、下記一般式(I)で表されるアルコキシシラン類であり、
前記カルボン酸ハライドが、下記一般式(II)で表されるカルボン酸ハライドであり、
前記ハロシラン類が、下記一般式(III)で表されるハロシラン類である、請求項1に記載のハロシラン類の製造方法。
Si(OR4-(p+q+r) (I)
(式中、p、q、及びrは、それぞれ独立に0以上3以下の整数であり;p+q+rは、0以上3以下の整数であり;R、R、及びRは、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基又は水素原子であり、前記炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部が反応に関与しない基で置換されていてもよく;Rは、それぞれ独立に炭素数1~6のアルキル基である。)
COX (II)
(式中、Rは、炭素数1~6のアルキル基であり、前記アルキル基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部が反応に関与しない基で置換されていてもよく;Xは、ハロゲン原子である。)
Si(OR4-(p+q+r+s) (III)
(式中、p、q、r、R、R、R、R、及びXは、それぞれ前記と同義であり;sは、1以上4-(p+q+r)以下の整数である。)
The alkoxysilanes are alkoxysilanes represented by the following general formula (I),
The carboxylic acid halide is a carboxylic acid halide represented by the following general formula (II),
2. The method for producing halosilanes according to claim 1, wherein said halosilanes are represented by the following general formula (III).
R 1 p R 2 q R 3 r Si(OR 4 ) 4-(p+q+r) (I)
(Wherein, p, q, and r are each independently an integer of 0 to 3; p+q+r is an integer of 0 to 3; R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the hydrocarbon group may be substituted with groups that do not participate in the reaction; Each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
R5COX (II)
(In the formula, R 5 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the alkyl group may be substituted with groups that do not participate in the reaction; X is a halogen atom.)
R 1 p R 2 q R 3 r Si(OR 4 ) 4-(p+q+r+s) X s (III)
(Wherein, p, q, r, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and X have the same definitions as above; s is an integer of 1 or more and 4-(p+q+r) or less.)
前記固体酸触媒が、モンモリロナイト、ゼオライト、及び陽イオン交換樹脂から選ばれる1種以上の固体酸触媒である、請求項1又は2に記載のハロシラン類の製造方法。 3. The method for producing halosilanes according to claim 1, wherein the solid acid catalyst is one or more solid acid catalysts selected from montmorillonite, zeolite, and cation exchange resins. 前記モンモリロナイトが、ランタン(III)、セリウム(III)、チタン(IV)、ジルコニウム(IV)、鉄(III)、アルミニウム(III)、ガリウム(III)、インジウム(III)、及びスズ(IV)から選ばれる1種以上の陽イオン、又はプロトン性水素原子を有するモンモリロナイトである、請求項3に記載のハロシラン類の製造方法。 said montmorillonite from lanthanum (III), cerium (III), titanium (IV), zirconium (IV), iron (III), aluminum (III), gallium (III), indium (III), and tin (IV) 4. The method for producing halosilanes according to claim 3, which is montmorillonite having one or more selected cations or protic hydrogen atoms.
JP2022011379A 2022-01-28 2022-01-28 Method for producing halosilane Pending JP2023110137A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022011379A JP2023110137A (en) 2022-01-28 2022-01-28 Method for producing halosilane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022011379A JP2023110137A (en) 2022-01-28 2022-01-28 Method for producing halosilane

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023110137A true JP2023110137A (en) 2023-08-09

Family

ID=87546347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022011379A Pending JP2023110137A (en) 2022-01-28 2022-01-28 Method for producing halosilane

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023110137A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mallick et al. Silyldefluorination of fluoroarenes by concerted nucleophilic aromatic substitution
JP6099283B2 (en) Process for producing alkoxysilanes
JP7157998B2 (en) Method for producing siloxane compound, novel siloxane compound, and use thereof
Lee (Aminomethyl) pyridine Complexes for the Cobalt‐Catalyzed Anti‐Markovnikov Hydrosilylation of Alkoxy‐or Siloxy (vinyl) silanes with Alkoxy‐or Siloxyhydrosilanes
JP6739733B2 (en) Process for producing acyloxysilanes, acyloxysilanes obtained thereby, and uses thereof
Cui et al. Metal-free, stereospecific bis-silylation of functionalized alkynes with NHC-supported silylaminosilylene
JPH078913B2 (en) Method for producing organopolysiloxane
JP2545705B2 (en) Sulfonium salt and method for producing the same
CN116272684A (en) System and method for preparing trimethylchlorosilane
JPS60156554A (en) Redistribution of organic halosilane using lewis acid activated zeolite catalyst
JP2023110137A (en) Method for producing halosilane
JP7129693B2 (en) Method for producing silanes having alkoxy group and acyloxy group, novel silanes, and uses thereof
JP7497014B2 (en) Method for producing acyloxysilane
JP2011116709A (en) Method for producing furans
JP6631907B2 (en) Alkoxysilanes, oligosiloxanes and method for producing the same
JP4278725B2 (en) Process for producing α, ω-dihydrogenorganopentasiloxane
JP2023079049A (en) Method for producing thionoacyloxysilane
JP7551100B2 (en) Method for producing sulfonic acid silyl ester and novel silicon compound
CN113454094B (en) Method for converting organosilanes
JP2023083771A (en) Method for producing acyloxysilane
JP7539140B2 (en) Method for producing acyloxysilane
KR860000661B1 (en) Process for preparing catalysts for disproportionating chlorosilane
JPH07126270A (en) Coproduction of dimethylchlorosilane and triorganochlorosilane
CN1646425A (en) Preparation of mixed-halogen halo-silanes
KR101631132B1 (en) New (triorganosilyl)alkynes and their derivatives and a new catalytic method for obtaining new and conventional substituted (triorganosilyl)alkynes and their derivatives

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20241010