JP2838342B2 - 第3級炭化水素シリル化合物の製造方法 - Google Patents
第3級炭化水素シリル化合物の製造方法Info
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Description
第3級炭化水素シリル化合物を製造する方法に関するも
のである。
第3級炭化水素基を珪素原子に結合させる方法として、
第3級アルキルリチウムを使用する方法が開示されてい
る。この方法による場合、第3級アルキルリチウムをい
ったん製造し、それを珪素化合物と反応させる。第3級
アルキルリチウムを製造するには、190℃という高融
点の金属リチウムを溶融し、さらにこれを有機溶媒中に
直径数μmの大きさで分散させ、アルキル化する工程が
必要である。ここで使用される金属リチウムは、非常に
活性度が高く、取扱いには十分に注意しなければならな
い。そのため、第3級アルキルリチウムの合成には特殊
な装置が必要となる。その上、第3級アルキルリチウム
は空気と接触するだけで自然発火するので大量に取扱う
場合には危険度が高いというような多くの不利を伴う。
工程を必要としない第3級炭化水素シリル化合物を合成
する方法が、特開昭60−222492号公報に開示さ
れている。
子とハロゲン原子とが珪素原子に直接結合したハイドロ
ジェンハロゲノシランに、第3級アルキルグリニャール
試薬を反応させ、第3級炭化水素シリル化合物を合成す
る。第3級グリニャール試薬は特殊な装置を必要とする
ことなく製造できる上、自然発火性もない。そのため、
この方法による第3級炭化水素シリル化合物の製造は有
望視されている。
過ぎるという問題点が残っている。特に、非エーテル系
の溶剤の使用下では反応を完結させることが難しく、実
質的に製造効率が非常に低いという問題点があった。
を解決するため、第3級アルキルグリニャール試薬とハ
イドロジェンハロゲノシランとの反応速度を高め、工業
的に有効に第3級炭化水素シリル化合物を製造できる方
法を提供することを課題とする。
め、本発明の第3級炭化水素シリル化合物の製造方法
は、一般式R1MgX1 で示すグリニャール試薬と一般
式X2 mR2 nSiH4-m-nで示す珪素化合物とを、ハロゲ
ン化銅、銅錯化合物および/または4級アンモニウム塩
の存在下、非プロトン性の不活性有機溶媒中で反応させ
る。ただし、式中、R1 は第3級炭化水素基、X1 はハ
ロゲン原子を示す。X2 もハロゲン原子であり、前記X
1 と同一であってもよく異なっていてもよい。mは1、
2または3である。R2 は1価炭化水素基を示す。nは
0、1または2、m+n≦3である。なお、nが2のと
き、R2 は互いに同種でもよく異種でもよい。
4-m-n で示す第3級炭化水素シリル化合物を製造する。
gX1 で示すグリニャール試薬を使用する。式中のR1
は、t−ブチル基、1,1−ジメチルプロピル基、1,
1−ジエチルプロピル基などの第3級アルキル基であ
る。この第3級アルキル基R1は、例えば1,1−ジメ
チル−2−フェニルエチル基などのようにアリール基を
含んでいるアルキル基でもよい。X1 は塩素、臭素など
のハロゲン原子である。
体的には、t−ブチルマグネシウムクロライド、t−ブ
チルマグネシウムブロマイド、1,1 −ジメチルプロピル
マグネシウムクロライド、1,1 −ジエチルプロピルマグ
ネシウムクロライド、1,1 −ジメチル−2−フェニルエ
チルマグネシウムクロライドなどを例示できる。
試薬と反応させる珪素化合物は、一般式X2 mR2 nSiH
4-m-n で示すことができる。式中のR2 としては、メチ
ル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基が挙げら
れ、ビニル基、アリル基などのアルケニル基が挙げら
れ、フェニル基などのアリール基などが挙げられる。更
にこれらの基の炭素原子に結合している水素原子の一部
または全部をシリルエーテル基、ピラニルエーテル基、
ハロゲン原子等で置換した基も挙げられる。X2は塩
素、臭素などのハロゲン原子である。
は、トリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチ
ルクロロシラン、メチルクロロシラン、エチルジクロロ
シラン、フェニルジクロロシラン、クロロメチルジクロ
ロシラン等を例示できる。
たり、ハロゲン化銅、銅錯化合物や4級アンモニウム塩
を触媒として使用する。この場合の触媒としては、塩化
銅、塩化第2銅、臭化銅、臭化第2銅、ヨウ化銅などの
ハロゲン化銅を例示でき、テトラクロロ銅(II)酸リ
チウム(化学式、Li2CuCl4)、クロロシアノ銅
(I)酸リチウム(化学式、LiCu(CN)Cl)な
どの銅錯化合物も例示できる。4級アンモニウム塩とし
てはテトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチ
ルアンモニウムブロマイド、トリ−n−オクチルメチル
アンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムサ
ルフェイトなどを例示できる。これらは単独で用いても
よく、組み合わせて用いてもよい。
〜10モル%、好ましくは0.5〜5%使用するとよ
い。
非プロトン性の不活性有機溶媒中で行なう。この場合の
有機溶媒としては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフ
ラン等のエーテル系溶媒、ヘキサン、トルエン、キシレ
ン等の炭化水素系溶媒などを例示できる。これらは単独
で用いてもよく、2種以上互いに組み合わせ、混合溶媒
で用いてもよい。その中でも特に、テトラヒドロフラン
等のエーテル系溶媒を使用した場合は、室温下に短時間
で反応を完結させることができ、製造時間の短縮および
エネルギーコストの削減になって好ましい。キシレン等
の炭化水素系溶媒とエーテル系溶媒とを混合して用いる
と、高性能であっても高価なエーテル系溶媒の実質的な
節減になり、製造コストの低減を計ることができて好ま
しい。
これらの有機溶媒中にヨウ素を混入させると更によい。
0〜100℃が好ましい。また、好ましくは窒素、アル
ゴン等の不活性雰囲気で行なうとよい。反応系に酸素が
存在するとグリニャール試薬が酸素と反応し、収率低下
の原因ともなって好ましくない。
R1 R2 nSiH4-m-n で示す第3級炭化水素シリル化合
物を得ることができる。
製造方法は、触媒として銅化合物または4級アンモニウ
ム塩を用いるので、第3級アルキルグリニャール試薬と
ハイドロジェンハロゲノシランとの反応速度を高め、反
応を容易に完結させ、工業的にも有効に第3級炭化水素
シリル化合物を製造することができる。
(0.5モル)、テトラヒドロフラン300mlおよび
少量のヨウ素を仕込み、窒素ガス雰囲気下にt−ブチル
クロライド46.3g(0.5モル)を内温40℃〜5
0℃で1時間かけて滴下し、更に55℃で1時間引き続
き撹拌した。グリニャール試薬としてのt−ブチルマグ
ネシウムクロライド液が得られた。
0.72g(5ミリモル)を添加した後、室温下でメチ
ルジクロロシラン57.5g(0.5モル)を1時間で
滴下し、更に続けてそのまま1時間撹拌した。得られた
生成物をガスクロマトグラフィーで調べた。メチルジク
ロロシランはほぼ100%の転化率でt−ブチルメチル
クロロシランに変わっていた。得られたこの反応液を減
圧下に濾過し、次いで蒸留を行ない、85℃〜95℃の
留分を採取した。50.6gのt−ブチルメチルクロロ
シランが得られた。収率は74%だった。
臭化銅を使用しなかったという点以外は実施例1と同様
の方法で、そのグリニャール試薬とメチルジクロロシラ
ンとを反応させた。得られた生成物についてガスクロマ
トグラフィーで調べた。メチルジクロロシランのt−ブ
チルメチルクロロシランへの転化率は26%だった。
lとした以外は実施例1と同様にし、グリニャール試薬
であるt−ブチルマグネシウムクロライドを得た。
mlのキシレン及び臭化銅0.72g(5ミリモル)を
添加した後、室温下でメチルジクロロシラン57.5g
(0.5モル)を1時間かけて滴下し、更に還流下に1
時間撹拌した。ガスクロマトグラフィーでメチルジクロ
ロシランのt−ブチルメチルクロロシランへの転化率を
調べた。転化率は99%だった。この反応液を減圧下に
濾過した後、蒸留を行ない、85℃〜95℃の留分を採
取した。47.8gのt−ブチルメチルクロロシランが
得られた。収率は70%だった。
次いで、臭化銅を使用しなかったという点以外は実施例
2と同様の方法でグリニャール試薬とメチルジクロロシ
ランとの反応を行なった。ガスクロマトグラフィーでメ
チルジクロロシランのt−ブチルメチルクロロシランへ
の転化率を調べた。転化率は77%だった。
次いで、臭化銅の代わりにテトラ−n−ブチルアンモニ
ウムブロマイド1.6g(5ミリモル)を使用した以外
は、実施例2と同様の方法でグリニャール試薬とメチル
ジクロロシランとの反応を行なった。ガスクロマトグラ
フィーでメチルジクロロシランのt−ブチルメチルクロ
ロシランへの転化率を調べた。転化率は99%だった。
この反応液を減圧下に濾過し、蒸留を行なって85℃〜
95℃の留分を採取した。45.8gのt−ブチルメチルク
ロロシランが得られた。収率は67%だった。
このグリニャール試薬液中に塩化銅0.49g(5ミリ
モル)を添加した後、室温下にトリクロロシラン67.
7g(0.5モル)を1時間で滴下し、更に続けて1時
間撹拌した。得られた生成物をガスクロマトグラフィー
で調べた。トリクロロシランはほぼ100%の転化率で
t−ブチルジクロロシランに変わっていた。得られたこ
の反応液を減圧下に濾過し、次いで蒸留を行ない、11
5℃〜125℃の留分を採取した。44.0gのt−ブ
チルジクロロシランが得られた。収率は56%であっ
た。
リニャール試薬液中に臭化銅0.72g(5ミリモル)
を添加し、次に、室温下ジメチルクロロシラン47.3
g(0.5モル)を一時間で滴下し、更に続けて1時間
撹拌した。ガスクロマトグラフィーにてジメチルクロロ
シランのt−ブチルジメチルシランへの転化率を調べた
ところ99%であった。得られたこの反応液へ水を加え
てテトラヒドロフランを抽出除去し、その後蒸留を行な
って85℃〜87℃の留分を採取した。49.3gのt
−ブチルジメチルシランが得られた。収率は84.8%
だった。
同様の方法で反応を行ない、同様にガスクロマトグラフ
ィーにてジメチルクロロシランのt−ブチルジメチルシ
ランへの転化率を調べた。転化率は8%であった。
ャール試薬と珪素化合物とを銅化合物または4級アンモ
ニウム塩との存在下で反応させると、高収率で、迅速
に、第3級炭化水素シリル化合物が得られることが分か
った。
Claims (3)
- 【請求項1】 一般式R1MgX1(R1 は第3級炭化
水素基、X1 はハロゲン原子)で示すグリニャール試
薬と、一般式X2 mR2 nSiH4-m-n (X2 はハロゲン原
子で前記X1 と同一または異種、mは1、2または3、
R2 は1価炭化水素基、nは0、1または2、m+n≦
3、ただし、nが2のときR2 は同一または異種)で示
す珪素化合物とを、ハロゲン化銅、銅錯化合物および/
または4級アンモニウム塩の存在下、非プロトン性の不
活性有機溶媒中で反応させることを特徴とする一般式X
m-1R1R2 nSiH4-m-nで示す第3級炭化水素シリル化
合物の製造方法。 - 【請求項2】 前記ハロゲン化銅が、塩化銅、塩化第2
銅、臭化銅、臭化第2銅、ヨウ化銅から選ばれ、前記銅
錯化合物がテトラクロロ銅(II)酸リチウム(Li2CuC
l4)、クロロシアノ銅(I)酸リチウム(LiCu(C
N)Cl)から選ばれることを特徴とする請求項1に記
載の第3級炭化水素シリル化合物の製造方法。 - 【請求項3】 前記4級アンモニウム塩が、テトラブチ
ルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウム
ブロマイド、トリ−n−オクチルメチルアンモニウムク
ロライド、テトラメチルアンモニウムサルフェイトから
なる物質から選ばれる1以上の物質である請求項1に記
載の第3級炭化水素シリル化合物の製造方法。
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