JP2615798B2 - モノシランの製造方法 - Google Patents
モノシランの製造方法Info
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- JP2615798B2 JP2615798B2 JP63088604A JP8860488A JP2615798B2 JP 2615798 B2 JP2615798 B2 JP 2615798B2 JP 63088604 A JP63088604 A JP 63088604A JP 8860488 A JP8860488 A JP 8860488A JP 2615798 B2 JP2615798 B2 JP 2615798B2
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/04—Hydrides of silicon
- C01B33/043—Monosilane
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルコキシシランを原料としてモノシランを
製造する方法に関するものである。
製造する方法に関するものである。
モノシランは半導体用高純度シリコン原料として使用
されるほか、アモルファス−シリコン感光体、太陽電
池、ニューセラミックス材料等の原料として広範に使用
されている。
されるほか、アモルファス−シリコン感光体、太陽電
池、ニューセラミックス材料等の原料として広範に使用
されている。
従来よりモノシランの製造法に関しては数多くの提案
がなされている。たとえば、米国特許第2,530,367、特
公昭51−20040、特公昭51−20440には、ナトリウムエト
キシドあるいは水酸化ナトリウムを触媒として下式の如
く 4SiH（OC2H5）３→SiH4＋3Si（OC2H5）４ トリエトキシシランを不均化する方法が記載されてい
る。
がなされている。たとえば、米国特許第2,530,367、特
公昭51−20040、特公昭51−20440には、ナトリウムエト
キシドあるいは水酸化ナトリウムを触媒として下式の如
く 4SiH（OC2H5）３→SiH4＋3Si（OC2H5）４ トリエトキシシランを不均化する方法が記載されてい
る。
従来の方法は、選択率よくモノシランを製造できる特
徴をもつが、触媒の活性は十分でなく、原料であるアル
コキシシランを転化率を高めるためには多量の触媒を必
要とした。そのため、工業的有利にモノシランを製造す
るのには十分でなかった。
徴をもつが、触媒の活性は十分でなく、原料であるアル
コキシシランを転化率を高めるためには多量の触媒を必
要とした。そのため、工業的有利にモノシランを製造す
るのには十分でなかった。
本発明の目的は原料のアルコキシシランから、モノシ
ランを効率よく、製造することにある。
ランを効率よく、製造することにある。
本発明者等は、前記欠点に鑑み、モノシランを効率よ
く得る、反応系について検討した結果、特定の水酸化物
またはアルコシシドを触媒として用いる際に、特定の化
合物を溶媒として用いることにより、この目的を達成で
きることを見出し、本発明に到達した。
く得る、反応系について検討した結果、特定の水酸化物
またはアルコシシドを触媒として用いる際に、特定の化
合物を溶媒として用いることにより、この目的を達成で
きることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、一般式 HnSi（OR）4-n ……（Ｉ） （式中、Ｒは炭素数１〜６のアルキル基もしくはシクロ
アルキル基を示し、ｎは１、２あるいは３を表わす） で示されるアルコキシシランを不均化して、モノシラン
を製造する際に、触媒として、 一般式 MOR1 ……（II） （式中、Ｍは周期律表I a族金属、Ｒは水素原子、また
は炭素数１〜６のアルキル基もしくはシクロアルキル基
を表わす） で示される水酸化物またはアルコキシドを用い、溶媒と
して含窒素有機化合物を用いて反応を行なう方法に存す
る。
アルキル基を示し、ｎは１、２あるいは３を表わす） で示されるアルコキシシランを不均化して、モノシラン
を製造する際に、触媒として、 一般式 MOR1 ……（II） （式中、Ｍは周期律表I a族金属、Ｒは水素原子、また
は炭素数１〜６のアルキル基もしくはシクロアルキル基
を表わす） で示される水酸化物またはアルコキシドを用い、溶媒と
して含窒素有機化合物を用いて反応を行なう方法に存す
る。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明において使用される原料のアルコキシシラン
は、一般式（Ｉ）で示される。
は、一般式（Ｉ）で示される。
HnSi（OR）4-n ……（Ｉ） Ｒとしては、メチル、エチル、プロピル、ヘキシル等
のアルキル基、シクロヘキシル等のシクロアルキル基が
挙げられ、ｎは１〜３のものが使用できるが、通常トリ
メトキシシラン及びトリエトキシシランが有利に用いら
れる。
のアルキル基、シクロヘキシル等のシクロアルキル基が
挙げられ、ｎは１〜３のものが使用できるが、通常トリ
メトキシシラン及びトリエトキシシランが有利に用いら
れる。
原料として用いられるトリアルコキシシランは、例え
ば特開昭54−163529、特開昭55−76891に記載の方法に
より、下式に従い、金属ケイ素とアルコールより容易に
調製される。
ば特開昭54−163529、特開昭55−76891に記載の方法に
より、下式に従い、金属ケイ素とアルコールより容易に
調製される。
Si＋3ROH→HSi（OR）３＋H2 本発明における不均化反応は、（II）式で示される水
酸化物、またはアルコキシドを触媒として用い、含窒素
有機化合物を溶媒として共存させて、実施される。
酸化物、またはアルコキシドを触媒として用い、含窒素
有機化合物を溶媒として共存させて、実施される。
MOR1 ……（II） Ｍは、周期律表I a族金属を表わし、具体的には、リ
チウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウ
ム、フランシウム、好ましくは、ナトリウム、カリウム
が挙げられる。R1は、水素原子、または炭素数１〜６の
直鎖、分岐鎖もしくは環式のアルキル基を表わし、具体
的には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブ
チル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンテル、ヘキシ
ル、シクロヘキシル等、好ましくは、水素原子、メチ
ル、エチルが挙げられる。
チウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウ
ム、フランシウム、好ましくは、ナトリウム、カリウム
が挙げられる。R1は、水素原子、または炭素数１〜６の
直鎖、分岐鎖もしくは環式のアルキル基を表わし、具体
的には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブ
チル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンテル、ヘキシ
ル、シクロヘキシル等、好ましくは、水素原子、メチ
ル、エチルが挙げられる。
さらに、具体的な触媒は、水酸化物としては、水酸化
リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化
セシウム等が挙げられ、アルコキシドとしては、ナトリ
ウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプ
ロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、ナトリウム
ブトキシド、ナトリウム−sec−ブトキシド、ナトリウ
ム−tert−ブトキシド、カリウムメトキシド、カリウム
エトキシド、カリウムイソプロポキシド、カリウムブト
キシド、カリウム−tert−ブトキシド等を挙げることが
できる。就中、好ましくは、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシ
ド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシドが挙げら
れる。
リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化
セシウム等が挙げられ、アルコキシドとしては、ナトリ
ウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプ
ロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、ナトリウム
ブトキシド、ナトリウム−sec−ブトキシド、ナトリウ
ム−tert−ブトキシド、カリウムメトキシド、カリウム
エトキシド、カリウムイソプロポキシド、カリウムブト
キシド、カリウム−tert−ブトキシド等を挙げることが
できる。就中、好ましくは、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシ
ド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシドが挙げら
れる。
触媒としての水酸化物、またはアルコキシドの使用量
は、原料アルコキシシランに対して、0.001重量％以上
であればよいが、通常0.01〜50重量％、好ましくは0.01
〜10重量％の範囲から選ばれる。
は、原料アルコキシシランに対して、0.001重量％以上
であればよいが、通常0.01〜50重量％、好ましくは0.01
〜10重量％の範囲から選ばれる。
本発明における不均化反応の溶媒として用いられる、
含窒素有機化合物としては、例えば、アミン、含窒素複
素環式化合物、置換および非置換のアミド、置換および
非置換の尿素、ニトリル等が挙げられる。具体的な化合
物としては、例えば、アミンとしては、ブチルアミン、
ジイソブチルアミン、トリエチルアミン、アニリン等、
含窒素複素環式化合物としては、ピリジン、キノリン、
Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−メチルイミダゾール等、置
換および非置換のアミドとしてはホルムアミド、N,N−
ジメチホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、Ｎ
−メチル−２−ピロリドン、1,3−ジメチル−２−イミ
ダゾリドン、ヘキサメチルリン酸トリアミド等、置換お
よび非置換の尿素としては、尿素、テトラメチル尿素
等、ニトリルとしては、アセトニトリル等が挙げられ
る。特に、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、1,3−ジ
メチル−２−イミダゾリドン、ヘキサメチルリン酸トリ
アミド等の置換アミド、およびテトラメチル尿素等の置
換尿素が好ましい。
含窒素有機化合物としては、例えば、アミン、含窒素複
素環式化合物、置換および非置換のアミド、置換および
非置換の尿素、ニトリル等が挙げられる。具体的な化合
物としては、例えば、アミンとしては、ブチルアミン、
ジイソブチルアミン、トリエチルアミン、アニリン等、
含窒素複素環式化合物としては、ピリジン、キノリン、
Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−メチルイミダゾール等、置
換および非置換のアミドとしてはホルムアミド、N,N−
ジメチホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、Ｎ
−メチル−２−ピロリドン、1,3−ジメチル−２−イミ
ダゾリドン、ヘキサメチルリン酸トリアミド等、置換お
よび非置換の尿素としては、尿素、テトラメチル尿素
等、ニトリルとしては、アセトニトリル等が挙げられ
る。特に、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、1,3−ジ
メチル−２−イミダゾリドン、ヘキサメチルリン酸トリ
アミド等の置換アミド、およびテトラメチル尿素等の置
換尿素が好ましい。
溶媒である含窒素有機化合物の使用量は、原料アルコ
キシドに対して、重量比で0.1〜100倍の範囲であればよ
いが、通常0.5〜10倍の範囲から選ばれる。
キシドに対して、重量比で0.1〜100倍の範囲であればよ
いが、通常0.5〜10倍の範囲から選ばれる。
また、溶媒は、単一でも混合物でもよく、例えば含窒
素化合物の混合物、あるいは、含窒素化合物と他の溶
媒、具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキ
シシラン等のテトラアルコキシシランやペンゼン等との
混合物であってもよい。
素化合物の混合物、あるいは、含窒素化合物と他の溶
媒、具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキ
シシラン等のテトラアルコキシシランやペンゼン等との
混合物であってもよい。
原料であるアルコキシシランは、必ずしも純粋である
必要はなく、例えば、テトラアルコキシシラン等が共存
していてもよい。
必要はなく、例えば、テトラアルコキシシラン等が共存
していてもよい。
反応の型式としては、回分式でも連続式でも実施しう
る。
る。
反応圧力は、減圧下から加圧下までの任意の圧力で実
施しうるが、生成物モノシランが空気と接触すると瞬時
に着火するので、常圧条件が好ましい。
施しうるが、生成物モノシランが空気と接触すると瞬時
に着火するので、常圧条件が好ましい。
反応温度は、常温で実施しても充分目的を達成するこ
とが可能であるが、一般的には30℃〜80℃の加温下で実
施することが好ましい。
とが可能であるが、一般的には30℃〜80℃の加温下で実
施することが好ましい。
反応は通常、窒素やアルゴンの不活性ガス雰囲気下で
実施される。
実施される。
次に本発明を実施例により、更に具体的に説明する
が、本発明はその要旨をこえない限り、以下の実施例に
限定されるものではない。
が、本発明はその要旨をこえない限り、以下の実施例に
限定されるものではない。
実施例１ 窒素ガス導入管、冷却管付ガス排出管及び液仕込み管
を備えた、100ml内容積のSUS−316製オートクレーブ
に、テフロン製撹拌子と、ナトリウムメトキシド44mgを
入れ、窒素ガスで系内を充分置換した。さらに溶媒とし
て、Ｎ−メチル−２−ピトリドン25gを、液仕込み管よ
りオートクレーブに導入し、40℃に加温した。しかる
後、トリメトキシラン4.89g（40.0mmol）を液仕込み管
により導入し、マグネチックスターラーにより撹拌し
た。触媒とトリメトキシシランが接触した時点より反応
が起こり、モノシランが生成した。生成したモノシラン
を窒素と共に取り出し、経時的にガスクロマトグラフィ
ーで定量した。40℃で２時間反応を行なった結果、トリ
メトキシシランの転換率は、83.6％、モノシラン生成量
は8.36mmolであった。
を備えた、100ml内容積のSUS−316製オートクレーブ
に、テフロン製撹拌子と、ナトリウムメトキシド44mgを
入れ、窒素ガスで系内を充分置換した。さらに溶媒とし
て、Ｎ−メチル−２−ピトリドン25gを、液仕込み管よ
りオートクレーブに導入し、40℃に加温した。しかる
後、トリメトキシラン4.89g（40.0mmol）を液仕込み管
により導入し、マグネチックスターラーにより撹拌し
た。触媒とトリメトキシシランが接触した時点より反応
が起こり、モノシランが生成した。生成したモノシラン
を窒素と共に取り出し、経時的にガスクロマトグラフィ
ーで定量した。40℃で２時間反応を行なった結果、トリ
メトキシシランの転換率は、83.6％、モノシラン生成量
は8.36mmolであった。
比較例 Ｎ−メチル−２−ピロリドンを導入しなかったことを
除き、実施例１と同様に反応を行なった。トリメトキシ
シランの転化率は75.8％、モノシラン生成量は7.58mmol
であった。
除き、実施例１と同様に反応を行なった。トリメトキシ
シランの転化率は75.8％、モノシラン生成量は7.58mmol
であった。
実施例２ ナトリウムメトキシドにかえて、水酸化カリウム69mg
を用いたことを除き、実施例１と同様に反応を行なっ
た。トリメトキシシランの転化率は77.4％、モノシラン
生成量は、7.74mmolであった。
を用いたことを除き、実施例１と同様に反応を行なっ
た。トリメトキシシランの転化率は77.4％、モノシラン
生成量は、7.74mmolであった。
実施例３〜６ Ｎ−メチル−２−ピロリドンにかえて、溶媒として、
それぞれN,N−ジメチルホルムアミド、1,3−ジメチル−
２−イミダゾリドン、アセトニトリル、ジイソブチルア
ミンを用いたことを除き、実施例１と同様に反応を行な
ったときの結果を表−１に示す。
それぞれN,N−ジメチルホルムアミド、1,3−ジメチル−
２−イミダゾリドン、アセトニトリル、ジイソブチルア
ミンを用いたことを除き、実施例１と同様に反応を行な
ったときの結果を表−１に示す。
〔発明の効果〕 本発明によれば、少量の触媒量で、アルコキシシラン
からモノシランを収率よく得ることができる。反応生成
物及び副生成物であるテトラアルコキシシランは種々の
ケイ素製品の原料、例えば半導体基板、感光体材料、光
ファイバー、IC封止剤等の用途に用いられる高純度ケイ
素の原料として有用であり、効率よく上記生成物が得ら
れることは工業的意義が大きい。
からモノシランを収率よく得ることができる。反応生成
物及び副生成物であるテトラアルコキシシランは種々の
ケイ素製品の原料、例えば半導体基板、感光体材料、光
ファイバー、IC封止剤等の用途に用いられる高純度ケイ
素の原料として有用であり、効率よく上記生成物が得ら
れることは工業的意義が大きい。
Claims (1)
- 【請求項１】一般式 HnSi（OR）4-n ……（Ｉ） （式中、Ｒは炭素数１〜６のアルキル基またはシクロア
ルキル基を示し、ｎは１、２あるいは３を表わす） で示されるアルコキシシランを触媒の存在下、不均化し
てモノシランを製造する方法において、触媒として、一
般式 MOR1 ……（II） （式中、Ｍは周期律表I a族金属を示し、R1は水素原
子、または炭素数１〜６のアルキル基またはシクロアル
キル基を表わす） で示される水酸化物またはアルコキシドを用い、溶媒と
して、含窒素有機化合物を用いることを特徴とするモノ
シランの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63088604A JP2615798B2 (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | モノシランの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63088604A JP2615798B2 (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | モノシランの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01261216A JPH01261216A (ja) | 1989-10-18 |
| JP2615798B2 true JP2615798B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=13947422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63088604A Expired - Fee Related JP2615798B2 (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | モノシランの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2615798B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014054843A1 (en) * | 2012-10-02 | 2014-04-10 | Oci Company Ltd. | Method for preparing monosilane by using trialkoxysilane |
-
1988
- 1988-04-11 JP JP63088604A patent/JP2615798B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014054843A1 (en) * | 2012-10-02 | 2014-04-10 | Oci Company Ltd. | Method for preparing monosilane by using trialkoxysilane |
| US9278864B2 (en) | 2012-10-02 | 2016-03-08 | Oci Company Ltd. | Method for preparing monosilane using trialkoxysilane |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01261216A (ja) | 1989-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |