JP2505505B2 - 有機ケイ素化合物の製造方法 - Google Patents

有機ケイ素化合物の製造方法

Info

Publication number
JP2505505B2
JP2505505B2 JP62307492A JP30749287A JP2505505B2 JP 2505505 B2 JP2505505 B2 JP 2505505B2 JP 62307492 A JP62307492 A JP 62307492A JP 30749287 A JP30749287 A JP 30749287A JP 2505505 B2 JP2505505 B2 JP 2505505B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon
sih
compound
catalyst
reaction
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62307492A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01287090A (ja
Inventor
正義 伊藤
亮 武内
健二 岩田
峰生 小林
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.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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
Priority to JP62307492A priority Critical patent/JP2505505B2/ja
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority to KR1019900702573A priority patent/KR910008295B1/ko
Priority to KR1019900702572A priority patent/KR920001354B1/ko
Priority to EP88901299A priority patent/EP0301099B1/en
Priority to DE3855646T priority patent/DE3855646T2/de
Priority to PCT/JP1988/000065 priority patent/WO1988005779A1/ja
Priority to KR1019880701187A priority patent/KR910001078B1/ko
Priority to CA000559220A priority patent/CA1340699C/en
Publication of JPH01287090A publication Critical patent/JPH01287090A/ja
Priority to US08/383,712 priority patent/US5596117A/en
Priority to US08/413,115 priority patent/US5508363A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2505505B2 publication Critical patent/JP2505505B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、SiH4と、アルケンあるいはアルキン化合物
とを触媒の存在下においてヒドロシリル化反応(付加反
応)させ、アルキルシラン類あるいはアルケニルシラン
類を製造する方法に関する。
〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕 有機ケイ素化合物とは、一般にSi−C結合を有する化
合物の総称であり、現在シリコーン(ポリオルガノシロ
キサン)に代表されるように、有機ケイ素化学工業の発
展はすさまじい。有機ケイ素化合物の製造方法はいくつ
か知られ、代表的なものとして以下の方法があげられ
る。
(1)Si+RCl→R2SiCl2、R3SiCl、RSiCl3、SiHCl2 (2)nRMgX+SiCl4→RnSiCl4-n+nMgXCl (3)2Na+RCl+≡Si−Cl→≡Si−R+2NaCl (4)CH3SiHCl2+RCH=CH2→R−CH2CH2Si(CH3)Cl2 (1)は、ロコー(Rochow)の直接法で、金属ケイ素
とハロゲン化炭化水素とから直接有機ケイ素化合物を製
造するもので、現在の有機ケイ素工業において最も重要
な基幹原料であるアルキルクロロシランを製造する方法
である。ハロゲン炭化水素RClとしては、メチルクロラ
イドやクロルベンゼンが工業化されていて、これ以外の
ハロゲン炭化水素は収率も低く工業的ではない。
一方、(2)はグリニャール法、(3)は金属ナトリ
ウムによる脱塩素反応であり、任意のアルキル基を導入
できるが、グリニャール試薬、金属ナトリウムが高価で
経済的でない。
しかして、(4)は本発明に類似する方法であるが、
原料はHSiCl3や直接法で副生するCH3SiHCl2などに限定
されると云う大きな問題点がある。
その他、(5)、(6)はいずれも高温反応で、原料
CH2=CHCl、HSiCl3、やCH3SiHCl2等のごく限られたもの
に限定される。
以上述べたように現在の有機ケイ素工業の基礎原料は
メチルあるいはフェニルクロロシラン類が大部分であ
り、これらのケイ素化合物を出発原料に用いて、種々の
シリコーン、シランカップリング剤、シリル化剤などの
機能性物質が開発されてきた。
しかしながら、クロロシラン類を基礎原料とする従来
の有機ケイ素工業プロセスの問題点は、概して塩化水
素の発生を伴うなどクロル系であるためプロセス腐食が
大きいこと、反応工程が多く複雑であること、原料
的制約からメチル系が中心で、アルキル基の少なくとも
一個はメチル基を含むものであること、等である。
しかして、本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたもので、近年、半導体産業の発展に伴い安価に
工業生産されるようになったSiH4を出発物質とする、経
済的で機能性にすぐれた有機ケイ素化合物原料の新しい
製造法を提供するものである。
SiH4とアルケンあるいはアルキンとのヒドロシリル化
反応(付加反応)により、アルキルシランやアルケニル
シランを合成する方法については、従来SiH4の入手が困
難で高価であったことからその研究も少なかった。わず
かにツァイトシュリフト・ヒュア・ナチュールフォルシ
ュンク(Z.Naturforsch.),56,444(1950);同,76,207
(1952); ツァイトシュリフト・フェア・アノルガニッシェ・ウ
ント・アルゲマイネ・ヘミー(Z.Anorg.Allgem.Chem.)
273,275(1953);ジャーナル・オブ・アメリカン・ケ
ミカル・ソサイアティ(J.Am.Chem.Soc.)76,3897(195
4);U.S.Pat.2786862(1957)等に報告例が散見される
に過ぎない。これらの報告によれば、前記反応は、反応
温度が400乃至500℃と高く、無触媒、熱分解反応であ
り、かつ収率も低く、生成するシラン化合物の選択性の
コントロールも不十分であった。
本発明の目的は、有機ケイ素工業用原料としてSiH4
着目、SiH4から有機ケイ素化合物を合成する工業的ルー
トを開発することにある。
〔問題点を解決するための手段および作用〕
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討し
た結果、SiH4と、分子内に少なくとも一個の炭素と炭素
の二重結合(C=C)および/または炭素と炭素の三重
結合(C≡C)有する炭化水素化合物とを、特定の触媒
の存在下に、ヒドロシリル化反応させることにより本発
明の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させ
るに至った。
すなわち本発明は、 SiH4と分子内に少なくとも一個の炭素と炭素の二重結
合(C=C)および/または炭素と炭素の三重結合(C
≡C)を有する炭化水素化合物とを、周期律表における
第IIIA族、第IVA族、第VA族の金属からなる触媒あるい
は該金属の化合物を触媒構成成分に含む触媒の存在下
に、0℃乃至400℃の温度範囲でヒドロシリル化反応さ
せることを特徴とするケイ素−炭素結合(Si−C)を有
する有機ケイ素化合物の製造方法 であり、さらに云えば、 有機ケイ素化合物が一般式Rn SiH4-n(ただしRは炭
化水素基でnは1、2、3あるいは4を表す)で表され
るアルキルシラン類あるいはアルケニルシラン類である
製造方法 である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において原料として用いられるSiH4は、近年の
半導体産業の著しい発展に伴い、半導体用ガスとして大
量生産され、最近、工業的に安価に入手できるようにな
ったものである。SiH4の製造方法としては、例えば、ケ
イ素のマグネシウム合金(Mg2Si等)をハロゲン化水素
酸の水溶液と反応させる方法、四塩化ケイ素を水素化リ
チウム等の還元剤で還元する方法、トリクロロシランの
不均化反応による方法等が公知であるが、例えば、本発
明においては、この何れの方法で生産されたものも好適
に使用することが可能である。
もうひとつの原料は、分子内に少なくとも一個の炭素
と炭素の二重結合(C=C)および/または炭素と炭素
の三重結合(C≡C)を有する化合物、すなわちアルケ
ンあるいはアルキンであって、 −COOH、NH2、−CHO、−C≡N、−NCO、 等の官能基を有することもできる。具体例として、 CH2=CH2、CH2=CH−CH3、CH2=CH−CH2H5、 CH2=C(CH32、CH2=CH−CH=CH2、CH2=CH−C3H7、 CH2=CH−C4H9、CH2=CH−C5H11、CH2=C=CH2、 CH2=CH−CH2−CH=CH−CH3、CH≡CH、CH≡C−CH3、 CH2=CHCl、CH2=CH−CH2Cl、CH2=CH−CH2−NH2、 CH2=CHCH2NHCH2CH2NH2CH2=CHCN2CH2SH、CH2=CHCH2NHCONH2、 CH2=CHCH2NCO、 などがあげられる。勿論これらは2種類以上同時に用い
ることもできる。
次に本発明において用いられる触媒とは、周期律表
(新実験化学講座、丸善株式会社発行(1977)における
第IIIA族、第IVA族、第VA族の金属からなる触媒あるい
は該金属の化合物を触媒構成成分に含む触媒であり、例
えば、Sc、Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf、TaあるいはLaやCe
などのランタン系列の金属、AcやThなどのアクチニウム
系列の金属などであり、具体的には、 (C5H52TiCl2、(C5H52Ti(CH32、 (C5H52Ti(CH2C6H52、TiCl4、Ti(OC2H54 TiH2、Ti(OC4H92(CH3COCHCOCH32、TiCl3、 TiO(CH3COCHCOCH32、Ti(OCH(CH324、 (C5H52ZrCl2、(C5H52Zr(CH32、ZrH2、ZrCl4、 Zr(OC2H54、Z−(CH3COCHCOCH34、(C5H52Zr
H2、 (C5H52ZrHCl、 (5H52VCl2、(C5H52V(CH32、 V(CH3COCHCOCH33、(C5H5)V(CO)4、V(C
O)6、 VCl3、VO(CH3COCHCOCH32、Na(C6H14O32V(C
O)6、 VOCl3、 TaCl5、TaH、Ta(OCH34、 Sm(OOCCH33・xH2O、Sm(CH3COCHCOCH33、 SmCl3、 (C5H52HfCl2、HfCl4、 CeCl3、Ce(OOCCH33、 Ce(CH3COCHCOCH33・xH2O、 Y(CH3COCH(OCH33、YCl3、Y(OOCC10H73、 Sc(OOCCH33・xH2O、ScCl3、Sc(OCH(CH323、 NbCl5、Nb(OC2H55、NbH5、 Th(CH3COCHCOCH34、ThCl4などの金属錯体、あるいは
活性炭やシリカ、アルミナなどの金属酸化物に担持させ
た金属などがあげられる。触媒は均一系または不均一系
のものであり、これらは大部分は市販されていて容易に
入手可能である。また勿論、容易に合成することも出来
る。本発明は、上述の金属あるいはその化合物を触媒の
必須成分とするもので、これ以外の触媒成分を同時に含
むことは勿論可能である。
本発明は、SiH4と上述の炭化水素とを上記の如き触媒
の存在下に0℃乃至400℃で反応させるものである。
該反応は、上記の反応温度と触媒を作用することを除
くと特に制限はなく、気相、液相のいずれでも行い得
る。
反応温度は0℃乃至400℃で、好ましくは50℃乃至200
℃の範囲であり、触媒は均一、不均一のいずれでも良
い。
反応方法の具体例をあげると、例えば気相で行う場合
には、SiH4とガス状アルケン、アルキン等の炭化水素化
合物を固体触媒表面に導入し反応させる方法、液相で行
う場合には、触媒を含む液状の炭化水素化合物にSiH4
吹き込むなどの方法が採用でき。後者の場合には、ベン
ゼン、ヘプタン、ヘキサン、トルエンなどのSiH4あるい
はアルケン、アルキン化合物と反応しない有機化合物を
溶媒に用いることができる。反応圧には特に制限はない
が、平衡上高圧であることが望ましく、また水素、アル
ゴン、窒素、ヘリウムなどのガス共存下で行うこともで
きる。
本発明における反応式は、例えば一般に下式のように
示される。
SiH4+nCH2=CH−R→(R−CH2−CH2nSiH4-n SiH4+nCH2=C−R→(R−CH2=CH2nSiH4-n nは反応温度、反応圧、反応時間、触媒の種類、SiH4
と炭化水素との仕込みモル比などの反応条件によって任
意にコントロールすることができる。
反応温度は上記したごとく0℃乃至400℃、反応圧力
は反応の平衡上、高圧であることが望ましいが、通常0
乃至1000気圧、好ましくは0乃至100気圧である。ま
た、仕込みモル比は目的とする生成物の種類により、任
意に変更することが可能であり、特に臨界的に制限する
ものではないが、通常、(不飽和炭化水素/SiH4)=0.
01乃至100気圧の範囲である。また反応時間は、数分乃
至数十時間の範囲で任意に選択することが可能である。
以上のごとくして得られたアルキルシランやアルケニ
ルシランは反応性に富むSi−H結合を有しており、この
反応性を利用することで、シリコーン、シランカップリ
ング剤、シリル化剤、ポリマー用モノマーなどとしての
用途が期待でき、機能性材料の開発に大きく貢献できる
新規な有機ケイ素化合物である。
これらの化合物は、従来。アルキルクロロシラン類を
LiAlH4、NaAlH4、NaBH4などの高価な還元剤で還元する
ことで得る以外に方法は無く、従って、極めて高価なも
のとなっていたため、その用途開発は殆どされていなか
った。本発明はかかる欠点を根本的に解決したもので、
機能性モノマーを安価に生産する新規な方法を提供する
ものである。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例によって説明する。
実施例1 2lのオートクレーブに、SiH4を40mmol、アセチレンを
180mmol、触媒として (C5H52Ti(CH2C6H52を0.4g仕込み、撹拌しながら
反応温度150℃で3時間反応させた。反応終了後、揮発
性成分は気相成分をそのまま、非揮発成分はトルエン溶
液としてガスクロマトグラフで分析した。
生成物はCH2=CH−SiH3 1.7mmol(Siベースでの収率
4.3%)、(CH2=CH)2SiH2 0.8mmol(2.0%)、H3Si−
CH2−CH2−SiH3 0.1mmol(0.5%)、およびその他の生
成物が認められた。
実施例2 500mlのオートクレーブにプロピレン1000mmol、ヘプ
タン200ml、触媒として(C5H52ZrHCl)を0.5g仕込ん
だ後、温度を150℃とし、これにSiH4120mmolを3時間か
けて装入した。反応終了後、気相および液相成分の分析
をガスクロマトグラフで行った。
生成物はCH3CH2SiH3 2.6mmol(Siベースでの収率2.2
%)、(CH3CH2CH22SiH2 1.8mmol(1.5%)、(CH3CH
2CH23SiH 0.2mmol(0.2%)およびその他の生成物が
認められた。
実施例3 500mlのオートクレーブに、1,3−ブタジエンを850mmo
l、キシレンを200ml、触媒としてV(CH3COCHCOCH33
を0.5g仕込んだ後、温度を180℃とし、これにSiH4 90mm
olを12時間かけて装入した。反応終了後、気相および液
相成分の分析をガスクロマトグラフで行った。
生成物はR′SiH3 4.7mmol(R′は1−あるいは2−
ブテニル基、Siベースでの収率5.2%)、 R′2SiH2 2.2mmol(2.4%)、 R′3SiH 0.1mmol(0.1%)およびその他高沸点の副生
成分が認められた。
〔発明の効果〕
本発明は、近年の半導体産業の発展に伴い大量生産さ
れ、安価に入手できるようになったSiH4を出発原料に用
い、新たな有機ケイ素工業用原料として期待されるアル
キルシラン類、あるいはアルケニルシラン類の経済的で
新規な合成ルートを提供するものである。本発明にかか
わるシラン類は、従来のアルキルクロロシラン系の基礎
原料に好適に代替え可能なものであり、Si−H結合の高
い反応性に起因して高機能性の付与が可能であり、また
非クロル系で腐食の心配がないなど多くの利点を有する
有機ケイ素工業プロセスの開発を実現させるものであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】SiH4と、分子内に少なくとも一個の炭素と
    炭素の二重結合(C=C)および/または炭素と炭素の
    三重結合(C≡C)を有する炭化水素化合物とを、周期
    律表における第IIIA族、第IVA族、第VA族の金属からな
    る触媒あるいは該金属の化合物を触媒構成成分に含む触
    媒の存在下に、0℃乃至400℃の温度範囲でヒドロシリ
    ル化反応させることを特徴とするケイ素−炭素結合(Si
    −C)を有する有機ケイ素化合物の製造方法。
  2. 【請求項2】有機ケイ素化合物が一般式Rn SiH4-n(た
    だしRは炭化水素基でnは1、2、3あるいは4を表
    す)で表されるアルキルシラン類あるいはアルケニルシ
    ラン類である特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. 【請求項3】炭素と炭素の二重結合を有する化合物が、
    エチレン、プロピレン、ブテン、イソブテン、ブタジェ
    ンあるいはスチレンである特許請求の範囲第1項記載の
    方法。
  4. 【請求項4】炭素と炭素の三重結合を有する化合物が、
    アセチレンあるいはプロピレンである特許請求の範囲第
    1項記載の方法。
  5. 【請求項5】触媒がチタン、ジルコニウムもしくはバナ
    ジウムまたはそれらの化合物である特許請求の範囲第1
    項記載の方法。
JP62307492A 1987-01-28 1987-12-07 有機ケイ素化合物の製造方法 Expired - Lifetime JP2505505B2 (ja)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62307492A JP2505505B2 (ja) 1987-12-07 1987-12-07 有機ケイ素化合物の製造方法
KR1019900702572A KR920001354B1 (ko) 1987-01-28 1988-01-28 규소함유 고분자화합물 및 그의 제조방법
EP88901299A EP0301099B1 (en) 1987-01-28 1988-01-28 Processes for preparing organosilicon compounds and silicon carbide
DE3855646T DE3855646T2 (de) 1987-01-28 1988-01-28 Verfahren zur herstellung von organisiliziumverbindungen und siliziumkarbid
PCT/JP1988/000065 WO1988005779A1 (en) 1987-01-28 1988-01-28 Processes for preparing organosilicon compounds and silicon carbide
KR1019880701187A KR910001078B1 (ko) 1987-01-28 1988-01-28 유기규소화합물의 제조방법
KR1019900702573A KR910008295B1 (ko) 1987-01-28 1988-01-28 탄화규소의 제조방법
CA000559220A CA1340699C (en) 1987-02-20 1988-02-18 Preparation process of organosilicon compounds and production process of silicon carbide
US08/383,712 US5596117A (en) 1987-01-28 1995-02-03 Preparation process of organo silicon compounds and production process of silicon
US08/413,115 US5508363A (en) 1987-01-28 1995-03-29 Preparation process of organosilicon compounds and production of silicon carbide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62307492A JP2505505B2 (ja) 1987-12-07 1987-12-07 有機ケイ素化合物の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01287090A JPH01287090A (ja) 1989-11-17
JP2505505B2 true JP2505505B2 (ja) 1996-06-12

Family

ID=17969742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62307492A Expired - Lifetime JP2505505B2 (ja) 1987-01-28 1987-12-07 有機ケイ素化合物の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2505505B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2625513B2 (ja) 1988-08-04 1997-07-02 三井東圧化学株式会社 有機ケイ素化合物の製造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2501618B2 (ja) * 1988-04-01 1996-05-29 三井東圧化学株式会社 有機ケイ素化合物およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2625513B2 (ja) 1988-08-04 1997-07-02 三井東圧化学株式会社 有機ケイ素化合物の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01287090A (ja) 1989-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4276424A (en) Methods for the production of organic polysilanes
Noll Chemistry and technology of silicones
JP3615655B2 (ja) ジメチルモノクロロシランの製造方法
US5629439A (en) Method for preparation of allylsilanes
JP2505505B2 (ja) 有機ケイ素化合物の製造方法
Stork et al. An efficient synthesis of alkenyl and alkynyl silyl ethers
US7084206B2 (en) Process for preparing phenylorganosilicon intermediates
US2917529A (en) Preparation of alkyl chlorosilanes
JPH07116202B2 (ja) ゲルマニウム二ハロゲン化物−エーテル付加物の製造方法
JP2501618B2 (ja) 有機ケイ素化合物およびその製造方法
CN112839904A (zh) 由四氯硅烷和氢硅烷合成三氯硅烷
Rüdinger et al. Synthesis and molecular structure of silylated ethenes and acetylenes
EP0652221B1 (en) Preparations of dimethylchlorosilane and triorganochlorosilanes
US20230192731A1 (en) Process for the stepwise synthesis of silahydrocarbons
JP2551901B2 (ja) 接触アルキル化方法
JPH0813822B2 (ja) 有機ケイ素化合物
JP2625513B2 (ja) 有機ケイ素化合物の製造方法
JP2501617B2 (ja) 有機ケイ素化合物およびその製造方法
KR910001078B1 (ko) 유기규소화합물의 제조방법
Gilbert et al. Alkylchlorosilanes. Reduction of Alkylchlorosilenes by Sodium Hydride and Hydrogen-Chlorine Interchange in Chlorosilanes
US3898256A (en) Method for the preparation of 1,1,3,3,-tetramethyldisiloxane
JPH0764855B2 (ja) 有機ケイ素化合物の製造方法
JPH0673072A (ja) オルガノオキシシラン水素化物の製造方法
JPH0764856B2 (ja) 有機ケイ素化合物の製造方法
Okamoto et al. Direct synthesis of organochlorosilanes by the reaction of metallic silicon with hydrogen chloride and alkene/alkyne

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080402

Year of fee payment: 12