JP2615803B2 - モノシランの製造法 - Google Patents
モノシランの製造法Info
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- JP2615803B2 JP2615803B2 JP9114288A JP9114288A JP2615803B2 JP 2615803 B2 JP2615803 B2 JP 2615803B2 JP 9114288 A JP9114288 A JP 9114288A JP 9114288 A JP9114288 A JP 9114288A JP 2615803 B2 JP2615803 B2 JP 2615803B2
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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
キシドのようなアルコラート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
キシドのようなアルコラート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。
上述の方法は、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
コキシシランの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
コキシシランの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、触媒効率が高い触媒
について研究した結果、特定の化合物がこの目的に合致
した触媒となることを見出し、本発明に到達した。
について研究した結果、特定の化合物がこの目的に合致
した触媒となることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、４級アンモニウム塩または４級ホ
スホニウム塩から選ばれる触媒の存在下一般式 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不均化してモノシランを
製造する方法に存する。
スホニウム塩から選ばれる触媒の存在下一般式 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不均化してモノシランを
製造する方法に存する。
以下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。
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
のアルキル基あるいは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。
のアルキル基あるいは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等に記載の方法
により、下式に従い金属ケイ素とアルコールより容易に
製造される。
ば特開昭54−163529、特開昭55−76891等に記載の方法
により、下式に従い金属ケイ素とアルコールより容易に
製造される。
Si＋3ROH→HSi（OR）３＋H2 本発明の触媒として用いられる４級アンモニウム化合
物又は４級ホスホニウム化合物は下記（III）式で示さ
れる。
物又は４級ホスホニウム化合物は下記（III）式で示さ
れる。
R1R2R3R4ZX ……（III） （式中、R1〜R4は置換もしくは非置換のアルキル基ある
いはアリール基であり、R1〜R4は同一でも異なっていて
もよく、Ｚは窒素原子または燐原子を示し、Ｘは陰イオ
ンを表わす） R1〜R4としては、たとえば置換もしくは非置換のアル
キル基、具合的にはメチル、エチル、プロピル、ブチ
ル、デシル、ベンジル等が挙げられ、好ましくはC1〜C4
のアルキル基である。あるいは置換もしくは非置換のア
リール基、具体的にはフェニル、トリル等を挙げること
ができる。Ｘとしては陰イオン、具体的には、フッ化物
イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、沃化物イオン、
水酸イオン、酢酸イオン等、好ましくは水酸イオンもし
くは、酢酸イオンを挙げることができる。
いはアリール基であり、R1〜R4は同一でも異なっていて
もよく、Ｚは窒素原子または燐原子を示し、Ｘは陰イオ
ンを表わす） R1〜R4としては、たとえば置換もしくは非置換のアル
キル基、具合的にはメチル、エチル、プロピル、ブチ
ル、デシル、ベンジル等が挙げられ、好ましくはC1〜C4
のアルキル基である。あるいは置換もしくは非置換のア
リール基、具体的にはフェニル、トリル等を挙げること
ができる。Ｘとしては陰イオン、具体的には、フッ化物
イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、沃化物イオン、
水酸イオン、酢酸イオン等、好ましくは水酸イオンもし
くは、酢酸イオンを挙げることができる。
４級アンモニウム塩の具体例としては、テトラメチル
アンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムブロ
ミド、テトラメチルアンモニウムヨージド、テトラメチ
ルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウム
ヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テ
トラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモ
ニウムヨージド、テトラブチルアンモニウムアセテー
ト、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチ
ルベンジルアンモニウムクロリド、トリメチルベンジル
アンモニウムブロミド、トリメチルベンジルアンモニウ
ムヨージド、トリメチルベンジルアンモニウムアセテー
ト、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、ト
リメチルフェニルアンモニウムクロリド、トリメチルフ
ェニルアンモニウムブロミド、トリメチルフェニルアン
モニウムヨージド、トリメチルフェニルアンモニウムア
セテート、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシ
ド等を挙げることができる。
アンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムブロ
ミド、テトラメチルアンモニウムヨージド、テトラメチ
ルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウム
ヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テ
トラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモ
ニウムヨージド、テトラブチルアンモニウムアセテー
ト、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチ
ルベンジルアンモニウムクロリド、トリメチルベンジル
アンモニウムブロミド、トリメチルベンジルアンモニウ
ムヨージド、トリメチルベンジルアンモニウムアセテー
ト、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、ト
リメチルフェニルアンモニウムクロリド、トリメチルフ
ェニルアンモニウムブロミド、トリメチルフェニルアン
モニウムヨージド、トリメチルフェニルアンモニウムア
セテート、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシ
ド等を挙げることができる。
４級ホスホニウム塩の具体例としては、テトラメチル
ホスホニウムクロリド、テトラメチルホスホニウムブロ
ミド、テトラメチルホスホニウムヨージド、テトラメチ
ルホスホニウムアセテート、テトラメチルホスホニウム
ヒドロキシド、テトラブチルホスホニウムクロリド、テ
トラブチルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホ
ニウムヨージド、テトラブチルホスホニウムアセテー
ト、テトラブチルホスホニウムヒドロキシド、トリメチ
ルベンジルホスホニウムクロリド、トリメチルベンジル
ホスホニウムブロミド、トリメチルベンジルホスホニウ
ムヨージド、トリメチルベンジルホスホニウムアセテー
ト、トリメチルベンジルホスホニウムヒドロキシド、ト
リメチルフェニルホスホニウムクロリド、トリメチルフ
ェニルホスホニウムブロミド、トリメチルフェニルホス
ホニウムヨージド、トリメチルフェニルホスホニウムア
セテート、トリメチルフェニルホスホニウムヒドロキシ
ド等を挙げることができる。
ホスホニウムクロリド、テトラメチルホスホニウムブロ
ミド、テトラメチルホスホニウムヨージド、テトラメチ
ルホスホニウムアセテート、テトラメチルホスホニウム
ヒドロキシド、テトラブチルホスホニウムクロリド、テ
トラブチルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホ
ニウムヨージド、テトラブチルホスホニウムアセテー
ト、テトラブチルホスホニウムヒドロキシド、トリメチ
ルベンジルホスホニウムクロリド、トリメチルベンジル
ホスホニウムブロミド、トリメチルベンジルホスホニウ
ムヨージド、トリメチルベンジルホスホニウムアセテー
ト、トリメチルベンジルホスホニウムヒドロキシド、ト
リメチルフェニルホスホニウムクロリド、トリメチルフ
ェニルホスホニウムブロミド、トリメチルフェニルホス
ホニウムヨージド、トリメチルフェニルホスホニウムア
セテート、トリメチルフェニルホスホニウムヒドロキシ
ド等を挙げることができる。
触媒である４級アンモニウム塩または４級ホスホニウ
ム塩の使用量は、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％の範囲で使用される。
ム塩の使用量は、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％の範囲で使用される。
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。
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。
本発明において、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い。たとえば、テトラアルコ
キシシラン等が共存していてもよい。
ずしも純粋である必要はない。たとえば、テトラアルコ
キシシラン等が共存していてもよい。
さらに溶媒を用いて反応を行なうこともできる。例え
ば、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、テトラヒド
ロフラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、N,N−ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、1,3−ジメチ
ル−２−イミダゾリドンや、不均加反応生成物の１つで
あるテトラアルコキシシラン類、例えばテトラメトキシ
シラン、テトラエトキシシラン等を溶媒として共に用い
ることもできる。特に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、
N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、
1,3−ジメチル−２−イミダゾリドン等の非プロトン性
極性溶媒を用いることは、触媒の溶解性、反応性からみ
て好ましい。
ば、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、テトラヒド
ロフラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、N,N−ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、1,3−ジメチ
ル−２−イミダゾリドンや、不均加反応生成物の１つで
あるテトラアルコキシシラン類、例えばテトラメトキシ
シラン、テトラエトキシシラン等を溶媒として共に用い
ることもできる。特に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、
N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、
1,3−ジメチル−２−イミダゾリドン等の非プロトン性
極性溶媒を用いることは、触媒の溶解性、反応性からみ
て好ましい。
以下、本発明方法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。
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。
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、テトラブチルアンモニウムア
セテート5mg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−ピロリドン25gを液仕
込み管より導入し、40℃に加温した。しかる後トリメト
キシシラン4.89g（40.0mmol）を液仕込み管より導入
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はオートク
レーブより取り出し経路的にガスクロマトグラフィーで
定量した。この様にして、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100％、モノシラン
生成量は、10.0mmol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、テトラブチルアンモニウムア
セテート5mg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−ピロリドン25gを液仕
込み管より導入し、40℃に加温した。しかる後トリメト
キシシラン4.89g（40.0mmol）を液仕込み管より導入
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はオートク
レーブより取り出し経路的にガスクロマトグラフィーで
定量した。この様にして、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100％、モノシラン
生成量は、10.0mmolであった。
比較例１ 実施例１と同様の反応装置にナトリウムメトキシド44
mgを仕込み、窒素ガスで充分置換後、トリメトキシシラ
ン4.89g（40.0mmol）を導入し、実施例１と同様に反応
を行なったところ、トリメトキシシランの転換率は75.8
％、モノシラン生成量は7.58mmolであった。
mgを仕込み、窒素ガスで充分置換後、トリメトキシシラ
ン4.89g（40.0mmol）を導入し、実施例１と同様に反応
を行なったところ、トリメトキシシランの転換率は75.8
％、モノシラン生成量は7.58mmolであった。
比較例２ 実施例１と同様の反応装置にナトリウムメトキシド44
mg、Ｎ−メチル−２−ピロリドン25g、トリメトキシシ
ラン4.89g（40.0mmol）を仕込み、実施例１と同様に反
応を行なった。２時間後のトリメトキシシランの転換率
は83.6％、モノシランの生成量は8.36mmolであった。
mg、Ｎ−メチル−２−ピロリドン25g、トリメトキシシ
ラン4.89g（40.0mmol）を仕込み、実施例１と同様に反
応を行なった。２時間後のトリメトキシシランの転換率
は83.6％、モノシランの生成量は8.36mmolであった。
実施例２ テトラブチルアンモニウムアセテートにかえ、テトラ
ブチルアンモニウムアセテート5mgを用いたことを除
き、実施例１と同様に反応を行なった。トリメトキキシ
ランの転換率は100％、モノシラン生成量は10.0mmolで
あった。
ブチルアンモニウムアセテート5mgを用いたことを除
き、実施例１と同様に反応を行なった。トリメトキキシ
ランの転換率は100％、モノシラン生成量は10.0mmolで
あった。
実施例３ テトラブチルアンモニウムアセテートにかえ、テトラ
ブチルホスホニウムアセテート5mgを用いたことを除
き、実施例１と同様に反応を行なった。トリメトキキシ
ランの転換率は100％、モノシラン生成量は8.62mmolで
あった。
ブチルホスホニウムアセテート5mgを用いたことを除
き、実施例１と同様に反応を行なった。トリメトキキシ
ランの転換率は100％、モノシラン生成量は8.62mmolで
あった。
本発明方法によれば、上記したように少量の触媒量
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。
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。
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
ルキル基を表わし、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４級
アンモニウム化合物、又は４級ホスホニウム化合物を使
用することを特徴とするモノシランの製造法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9114288A JP2615803B2 (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | モノシランの製造法 |
| DE89106199T DE68907631T2 (de) | 1988-04-13 | 1989-04-07 | Verfahren zum Herstellen von Monosilan. |
| EP89106199A EP0337322B1 (en) | 1988-04-13 | 1989-04-07 | Process for producing monosilane |
| US07/337,657 US4904460A (en) | 1988-04-13 | 1989-04-13 | Process for producing monosilane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9114288A JP2615803B2 (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | モノシランの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01264922A JPH01264922A (ja) | 1989-10-23 |
| JP2615803B2 true JP2615803B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=14018275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9114288A Expired - Fee Related JP2615803B2 (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | モノシランの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2615803B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101212541B1 (ko) * | 2008-10-31 | 2012-12-14 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 모노실란 및 테트라알콕시실란의 제조방법 |
-
1988
- 1988-04-13 JP JP9114288A patent/JP2615803B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01264922A (ja) | 1989-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |