JP2523123B2 - シランガスの製造法 - Google Patents
シランガスの製造法Info
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- JP2523123B2 JP2523123B2 JP62043701A JP4370187A JP2523123B2 JP 2523123 B2 JP2523123 B2 JP 2523123B2 JP 62043701 A JP62043701 A JP 62043701A JP 4370187 A JP4370187 A JP 4370187A JP 2523123 B2 JP2523123 B2 JP 2523123B2
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- activated carbon
- catalyst
- reaction
- silane gas
- trialkoxysilane
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシランガスの製造方法に関するものであり、
更に詳しくはトリアルコキシシランを不均化させてシラ
ンを製造する改良方法に関する。
更に詳しくはトリアルコキシシランを不均化させてシラ
ンを製造する改良方法に関する。
シランガスは太陽電池や電子複写機感光ドラム用のア
モルファスシリコン、半導体用多結晶シリコン、及びエ
ピタキシャルシリコンのエピタキシャル膜成長などの原
料として有用な物質である。
モルファスシリコン、半導体用多結晶シリコン、及びエ
ピタキシャルシリコンのエピタキシャル膜成長などの原
料として有用な物質である。
シランガスの工業的製法としては、従来、液体アン
モニア中で珪化マグネシウムとアンモニウム塩とを反応
させる方法（例えば、特公昭38−19951号公報）、水
素化リチウム等の金属水素化物によりクロロシランを還
元する方法（例えば、特公昭39−3660号公報、特公昭59
−1211号公報）、クロロシランをα−オキシアミン基
を含む化合物などの触媒の存在下で不均化する方法（例
えば特開昭59−54617号公報）、或はトリアルコキシ
シランをナトリウムエトキシドやマグネシウムアセチル
アセトネート、塩化リチウム、ヘキサメチル燐酸トリア
ミド等の触媒の存在下液相で不均化する方法（例えば、
特公昭51−20440号公報、特公昭60−4195号公報）等が
知られている。
モニア中で珪化マグネシウムとアンモニウム塩とを反応
させる方法（例えば、特公昭38−19951号公報）、水
素化リチウム等の金属水素化物によりクロロシランを還
元する方法（例えば、特公昭39−3660号公報、特公昭59
−1211号公報）、クロロシランをα−オキシアミン基
を含む化合物などの触媒の存在下で不均化する方法（例
えば特開昭59−54617号公報）、或はトリアルコキシ
シランをナトリウムエトキシドやマグネシウムアセチル
アセトネート、塩化リチウム、ヘキサメチル燐酸トリア
ミド等の触媒の存在下液相で不均化する方法（例えば、
特公昭51−20440号公報、特公昭60−4195号公報）等が
知られている。
これらの従来の製造法の内、第１の方法では珪化マグ
ネシウムのような特殊な化合物を用いねばならないこと
の他、液体アンモニアを使用するため高圧低温を維持す
るための設備が必要であり、設備投資に多額の費用を要
するという欠点がある。又、アンモニアを含んだマグネ
シウム塩の泥状残渣の処理という問題もある。
ネシウムのような特殊な化合物を用いねばならないこと
の他、液体アンモニアを使用するため高圧低温を維持す
るための設備が必要であり、設備投資に多額の費用を要
するという欠点がある。又、アンモニアを含んだマグネ
シウム塩の泥状残渣の処理という問題もある。
第２の方法では金属水素化物のような取扱いに慎重を
要する危険な化合物を使用しなければならず、また塩
素、塩化リチウムなどの多量の副生成物が発生するた
め、これを廃棄物として系外に出さないためには回収再
利用の為の複雑なリサイクルシステムの開発が必要であ
り、なおまた第３の方法とも共通の問題点としてクロロ
シランを出発原料とするため装置の腐食に対する対策を
要するという欠点がある。
要する危険な化合物を使用しなければならず、また塩
素、塩化リチウムなどの多量の副生成物が発生するた
め、これを廃棄物として系外に出さないためには回収再
利用の為の複雑なリサイクルシステムの開発が必要であ
り、なおまた第３の方法とも共通の問題点としてクロロ
シランを出発原料とするため装置の腐食に対する対策を
要するという欠点がある。
第４の方法は、トリアルコキシシランがトリクロロシ
ランに比較して不均化され易く、適当な触媒の存在下で
は室温でも反応が進行し、シランなどの不均化生成物が
得られることを利用して、液相反応により穏和な加熱条
件下で不均化させる方法である。しかしながら、この方
法は理想的な製造法のように見えるが、実はそうではな
い。何故ならば、シランのような危険な化合物を工業的
規模で製造する場合に必須である反応制御の容易さの点
で問題点を有しているからである。即ち、液相反応によ
りトリアルコキシシランを不均化する方法に於ては、反
応を途中で速やかに停止させたい場合に、反応器の加熱
を停止し室温まで冷却したとしても、反応液体系に触媒
が溶解ないし懸濁し又は固体として常に接触状態となっ
ており、反応が急速に且つ完全に停止することはないの
であり、緊急停止ができないという重大な欠点を有して
いるのである。
ランに比較して不均化され易く、適当な触媒の存在下で
は室温でも反応が進行し、シランなどの不均化生成物が
得られることを利用して、液相反応により穏和な加熱条
件下で不均化させる方法である。しかしながら、この方
法は理想的な製造法のように見えるが、実はそうではな
い。何故ならば、シランのような危険な化合物を工業的
規模で製造する場合に必須である反応制御の容易さの点
で問題点を有しているからである。即ち、液相反応によ
りトリアルコキシシランを不均化する方法に於ては、反
応を途中で速やかに停止させたい場合に、反応器の加熱
を停止し室温まで冷却したとしても、反応液体系に触媒
が溶解ないし懸濁し又は固体として常に接触状態となっ
ており、反応が急速に且つ完全に停止することはないの
であり、緊急停止ができないという重大な欠点を有して
いるのである。
本発明は、これらの問題点を解決し、トリアルコキシ
シランの不均化反応の制御を容易なものとし、シランを
選択的にしかも収率良く製造する方法を提供することを
目的とする。
シランの不均化反応の制御を容易なものとし、シランを
選択的にしかも収率良く製造する方法を提供することを
目的とする。
本発明者等はアルコキシシランの不均化反応について
詳細に研究を行った結果、アルコキシシランを気体とし
て固定触媒に送通することにより、反応の制御を容易に
し得ること、又固定触媒に適した触媒効果の大きい触媒
として、マグネシウム、チタン、マンガン、ニッケル、
銅、パラジウウ及び白金等の金属の単体、活性炭に担持
されたこれら金属の単体、及び活性炭が良好であること
を見出して本発明を完成した。
詳細に研究を行った結果、アルコキシシランを気体とし
て固定触媒に送通することにより、反応の制御を容易に
し得ること、又固定触媒に適した触媒効果の大きい触媒
として、マグネシウム、チタン、マンガン、ニッケル、
銅、パラジウウ及び白金等の金属の単体、活性炭に担持
されたこれら金属の単体、及び活性炭が良好であること
を見出して本発明を完成した。
本発明は一般式［Ａ］ （但し、R1、R2及びR3は炭素数１〜３のアルキル基であ
る。以下同じ。） で表されるトリアルコキシシランを気相系で、金属の単
体、活性炭に担持された金属の単体、及び活性炭からな
る群から選ばれる１種又は２種以上を触媒として、温度
100〜500℃において不均化反応させることを特徴とする
シランガスの製造法である。
る。以下同じ。） で表されるトリアルコキシシランを気相系で、金属の単
体、活性炭に担持された金属の単体、及び活性炭からな
る群から選ばれる１種又は２種以上を触媒として、温度
100〜500℃において不均化反応させることを特徴とする
シランガスの製造法である。
本発明に於て用いる原料のトリアルコシシシランは、
一般式［Ａ］で示される如く、同一のアルコキシ基を有
するものであっても、２種以上のアルコキシ基を有する
混合トリアルコキシシランであっても良く、例えばトリ
メトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシ
シラン、トリイソプロポキシシラン、エトキシジメトキ
シシラン、ジエトキシメトキシシラン、ジメトキシプロ
ポキシシラン、ジエトキシイソプロポキシシランなどを
挙げることができる。
一般式［Ａ］で示される如く、同一のアルコキシ基を有
するものであっても、２種以上のアルコキシ基を有する
混合トリアルコキシシランであっても良く、例えばトリ
メトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシ
シラン、トリイソプロポキシシラン、エトキシジメトキ
シシラン、ジエトキシメトキシシラン、ジメトキシプロ
ポキシシラン、ジエトキシイソプロポキシシランなどを
挙げることができる。
本発明に於て用いる触媒は、金属の単体、活性炭に担
持された金属の単体及び活性炭からなる群から選ばれる
１種又は２種以上であり、好ましくはマグネシウム、チ
タン、マンガン、ニッケル、銅、パラジウム及び白金の
各単体、活性炭に担持されたこれらの単体、及び活性炭
からなる群から選ばれる１種又は２種以上であり、更に
好ましくは活性炭、活性炭担持パラジウム及び活性炭担
持白金の１種又は２種以上である。又これらの触媒は単
独で用いるだけでなく２種以上を混合して用いてもよい
し、通常触媒担体として用いられるアルミナやシリカな
どの無機化合物或は珪藻土等の天然の無機物質やガラス
製もしくは磁製のラシヒリングに付着させるかもしくは
混合した形で用いてもよい。
持された金属の単体及び活性炭からなる群から選ばれる
１種又は２種以上であり、好ましくはマグネシウム、チ
タン、マンガン、ニッケル、銅、パラジウム及び白金の
各単体、活性炭に担持されたこれらの単体、及び活性炭
からなる群から選ばれる１種又は２種以上であり、更に
好ましくは活性炭、活性炭担持パラジウム及び活性炭担
持白金の１種又は２種以上である。又これらの触媒は単
独で用いるだけでなく２種以上を混合して用いてもよい
し、通常触媒担体として用いられるアルミナやシリカな
どの無機化合物或は珪藻土等の天然の無機物質やガラス
製もしくは磁製のラシヒリングに付着させるかもしくは
混合した形で用いてもよい。
本発明の反応は気相系で行うものであり、触媒を充填
した反応管を加熱し、外反応管にトリアルコシシシラン
の蒸気を送入して不均化反応を行う。トリアルコキシシ
ランは、気化して、ヘリウム、アルゴン、窒素、水素な
どの気体で希釈し、或は希釈せずにそのまま反応管にフ
ィードするが、予め予熱器で加熱しておくと反応温度を
一定に保つのが容易になる。
した反応管を加熱し、外反応管にトリアルコシシシラン
の蒸気を送入して不均化反応を行う。トリアルコキシシ
ランは、気化して、ヘリウム、アルゴン、窒素、水素な
どの気体で希釈し、或は希釈せずにそのまま反応管にフ
ィードするが、予め予熱器で加熱しておくと反応温度を
一定に保つのが容易になる。
反応温度は100〜500℃がよく、150〜350℃の範囲がよ
り好ましい。温度100℃未満ではトリアルコキシシラン
の転化率が低くなり過ぎるし、500℃を越えると生成し
たシランが分解し易くなる。
り好ましい。温度100℃未満ではトリアルコキシシラン
の転化率が低くなり過ぎるし、500℃を越えると生成し
たシランが分解し易くなる。
反応式は （但し、RiはR1、R2、もしくはR3の何れかである炭素数
１〜３のアルキル基である）である。
１〜３のアルキル基である）である。
本発明では金属の単体、活性炭に担持された金属の単
体、及び活性炭からなる群から選ばれる触媒を選定した
ので、トリアルコキシシランを気体で固定触媒層に送通
する不均化反応遂行を可能にし、これによってトリアル
コキシシランの送入量を制御することにより、反応を容
易に制御し得る。即ち極端な場合、送入を停止すること
により、反応を緊急停止させることが可能となった。触
媒の効果の大きいことと相まって、ジアルコキシシラ
ン、モノアルコキシシランを生成しないという良好な選
択性があるので、生成物の精製を容易にしている。
体、及び活性炭からなる群から選ばれる触媒を選定した
ので、トリアルコキシシランを気体で固定触媒層に送通
する不均化反応遂行を可能にし、これによってトリアル
コキシシランの送入量を制御することにより、反応を容
易に制御し得る。即ち極端な場合、送入を停止すること
により、反応を緊急停止させることが可能となった。触
媒の効果の大きいことと相まって、ジアルコキシシラ
ン、モノアルコキシシランを生成しないという良好な選
択性があるので、生成物の精製を容易にしている。
実施例によって、本発明を更に具体的に説明するが、
本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１ 活性炭0.5gをガラス製反応管に充填し、ヘリウムを通
しながら電気炉で250℃に加熱した。気化させたトリメ
トキシシラン（流量2.4ml/min）とヘリウム（流量20ml/
min）との混合物を予熱器で250℃に加熱した後反応管に
送入して不均化反応を行ない、反応管から出てきた気体
の反応混合物を30分毎にガスクロマトグラフィーで分析
した。未反応のトリメトキシシラン、シラン、テトラメ
トキシシランの組成比は反応中ほぼ一定の値を示した。
ジメトキシシランとモノメトキシシランは反応中に検出
することができなかった。反応を開始してから３時間後
の分析結果は、トリメトキシシランの転化点:60％、供
給したトリメトキシシランに対するシランの収率:60％
（転化トリメトキシシランに対するシランの収率:100
％）、供給したトリメトキシシランに対するテトラメト
キシシランの収率:60％（転化トリメトキシシランに対
するテトラメトキシシランの収率:100％）であり、副生
物は検出できなかった。
しながら電気炉で250℃に加熱した。気化させたトリメ
トキシシラン（流量2.4ml/min）とヘリウム（流量20ml/
min）との混合物を予熱器で250℃に加熱した後反応管に
送入して不均化反応を行ない、反応管から出てきた気体
の反応混合物を30分毎にガスクロマトグラフィーで分析
した。未反応のトリメトキシシラン、シラン、テトラメ
トキシシランの組成比は反応中ほぼ一定の値を示した。
ジメトキシシランとモノメトキシシランは反応中に検出
することができなかった。反応を開始してから３時間後
の分析結果は、トリメトキシシランの転化点:60％、供
給したトリメトキシシランに対するシランの収率:60％
（転化トリメトキシシランに対するシランの収率:100
％）、供給したトリメトキシシランに対するテトラメト
キシシランの収率:60％（転化トリメトキシシランに対
するテトラメトキシシランの収率:100％）であり、副生
物は検出できなかった。
実施例２〜８ 実施例１と同一の気相反応装置を用いほぼ同じ反応条
件下で、触媒の種類を替えて不均化反応を行わせ、シラ
ンを製造した。結果を第１表に示す。
件下で、触媒の種類を替えて不均化反応を行わせ、シラ
ンを製造した。結果を第１表に示す。
この場合も、トリアルコキシシランの転化率が低い場
合であっても、ジアルコキシシラン、モノアルコキシシ
ランの生成は認められなかった。
合であっても、ジアルコキシシラン、モノアルコキシシ
ランの生成は認められなかった。
本発明によって、トリアルコキシシランの不均化反応
の制御が容易になり、特に緊急時にはトリアルコキシシ
ランの反応管への送入を停止することによって、直ちに
反応を停止させることができる。又触媒の選択性が良
く、シランとテトラアルコキシシランとを選択的に製造
することができ、不均化反応の中間生成物であるジアル
コキシシラン及びモノアルコキシシランは生成しないの
で、生成物の単離精製操作が簡単になり、従って収率も
良好である。
の制御が容易になり、特に緊急時にはトリアルコキシシ
ランの反応管への送入を停止することによって、直ちに
反応を停止させることができる。又触媒の選択性が良
く、シランとテトラアルコキシシランとを選択的に製造
することができ、不均化反応の中間生成物であるジアル
コキシシラン及びモノアルコキシシランは生成しないの
で、生成物の単離精製操作が簡単になり、従って収率も
良好である。
危険な化合物であるシランを安全な制御の下に、テト
ラアルコキシシラン以外の副生物を生成せずに反応を行
わせ得るので実用的効果の大きい発明である。
ラアルコキシシラン以外の副生物を生成せずに反応を行
わせ得るので実用的効果の大きい発明である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ０１Ｊ 23/44 Ｂ０１Ｊ 23/44 Ｍ 23/72 23/72 Ｍ 23/755 23/74 ３２１Ｍ
Claims (5)
- 【請求項１】一般式［Ａ］ （ただし、R1,R2及びR3は炭素数１〜３のアルキル基で
ある。） で表されるトリアルコキシシランを気相系で、金属の単
体、活性炭に担持された金属の単体、及び活性炭からな
る群から選ばれる１種又は２種以上の単体を触媒とし
て、温度100〜500℃において不均化反応させることを特
徴とするシランガスの製造法。 - 【請求項２】マグネシウム、チタン、マンガン、ニッケ
ル、銅、パラジウム及び白金の各単体、活性炭に担持さ
れたこれら金属単体及び活性炭からなる群から選ばれる
１種又は２種以上を触媒として用いることからなる特許
請求の範囲第１項に記載のシランガスの製造法。 - 【請求項３】活性炭、担持パパラジウムもしくは活性炭
担持白金の１種又は２種以上を触媒として用いることか
らなる特許請求の範囲第１項に記載のシランガスの製造
法。 - 【請求項４】気相不均化反応を温度150〜350℃において
行う特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
載のシランガスの製造法。 - 【請求項５】トリアルコキシシランがトリメトキシシラ
ンである特許請求の範囲第１項ないし第４項いずれかに
記載のシランガスの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62043701A JP2523123B2 (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | シランガスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62043701A JP2523123B2 (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | シランガスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63210013A JPS63210013A (ja) | 1988-08-31 |
| JP2523123B2 true JP2523123B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=12671118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62043701A Expired - Lifetime JP2523123B2 (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | シランガスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2523123B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2792631B2 (ja) * | 1989-07-18 | 1998-09-03 | 株式会社ニッショー | 形状記憶樹脂を用いたカテーテル |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD106388A5 (ja) * | 1972-05-30 | 1974-06-12 | ||
| JPH0688769B2 (ja) * | 1985-05-16 | 1994-11-09 | 三菱化成株式会社 | モノシランの製造法 |
-
1987
- 1987-02-26 JP JP62043701A patent/JP2523123B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63210013A (ja) | 1988-08-31 |
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