JP2864965B2 - トリメチルクロロシランの製造方法 - Google Patents
トリメチルクロロシランの製造方法Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ジメチルジクロロシラ
ンから選択性よくトリメチルクロロシランを製造する方
法に関する。
ンから選択性よくトリメチルクロロシランを製造する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】トリメ
チルクロロシラン及びその誘導体は、従来よりシリル化
剤として広い分野で使用されているほか、無機物質の疎
水性化、オルガノポリシロキサン鎖への末端ブロック単
位の導入などに用いられる有用な物質である。
チルクロロシラン及びその誘導体は、従来よりシリル化
剤として広い分野で使用されているほか、無機物質の疎
水性化、オルガノポリシロキサン鎖への末端ブロック単
位の導入などに用いられる有用な物質である。
【０００３】従来、トリメチルクロロシランを得る方法
としては、グリニャール試薬を用いた方法が一般的であ
ったが、この方法は原料の金属マグネシウムが高価であ
り、また、大量の溶媒が必要とされ、容積効率が悪く、
更に、テトラメチルシランの副生が大きく、トリメチル
クロロシランのみをほぼ選択的に得ることは不可能であ
り、反応終了後に各種メチルシラン類から分離精製する
という煩雑な操作が必要であった。
としては、グリニャール試薬を用いた方法が一般的であ
ったが、この方法は原料の金属マグネシウムが高価であ
り、また、大量の溶媒が必要とされ、容積効率が悪く、
更に、テトラメチルシランの副生が大きく、トリメチル
クロロシランのみをほぼ選択的に得ることは不可能であ
り、反応終了後に各種メチルシラン類から分離精製する
という煩雑な操作が必要であった。
【０００４】また、Ｚ，Ａｎｏｒｇ．Ａｌｌｇｅｍ．Ｃ
ｈｅｍ．２８７，２７３（１９５６年）では、メチルア
ルミニウムセスキクロリドを用いてテトラクロロシラン
ないしはメチルトリクロロシランのメチル化反応を試み
ているが、トリメチルクロロシランは、各種メチルシラ
ンの混合物として得られ、選択的にトリメチルクロロシ
ランのみをほぼ単一成分として得てはいない。
ｈｅｍ．２８７，２７３（１９５６年）では、メチルア
ルミニウムセスキクロリドを用いてテトラクロロシラン
ないしはメチルトリクロロシランのメチル化反応を試み
ているが、トリメチルクロロシランは、各種メチルシラ
ンの混合物として得られ、選択的にトリメチルクロロシ
ランのみをほぼ単一成分として得てはいない。
【０００５】なおまた、特公昭５７−３０１１４号公報
によれば、メチルハイドロジェンジクロロシランとメチ
ルクロリドを金属アルミニウム中に１８０〜４５０℃で
通すことにより、トリメチルクロロシランを８１．７％
の組成比で得ている。しかしながら、この方法は高温条
件が必要な上に、副生する塩化アルミニウムが流通系中
に詰まり易いという重大な危険がある。更に、テトラメ
チルシランを原料としてフリーデル・クラフツ触媒存在
下、塩化水素ガスを通してトリメチルクロロシランを得
る方法（特開昭５６−９２８９５号公報）や、テトラメ
チルシランとジメチルジクロロシランをフリーデル・ク
ラフツ触媒存在下、再分配反応によって、トリメチルク
ロロシランを得る方法（特開昭５５−６１１９５号公
報）が知られているが、これらの方法では、原料のテト
ラメチルシランを得るために前段階の合成反応を要する
ことになり、結局二段階の合成過程の組み合わせが必要
で効率が悪いという問題がある。
によれば、メチルハイドロジェンジクロロシランとメチ
ルクロリドを金属アルミニウム中に１８０〜４５０℃で
通すことにより、トリメチルクロロシランを８１．７％
の組成比で得ている。しかしながら、この方法は高温条
件が必要な上に、副生する塩化アルミニウムが流通系中
に詰まり易いという重大な危険がある。更に、テトラメ
チルシランを原料としてフリーデル・クラフツ触媒存在
下、塩化水素ガスを通してトリメチルクロロシランを得
る方法（特開昭５６−９２８９５号公報）や、テトラメ
チルシランとジメチルジクロロシランをフリーデル・ク
ラフツ触媒存在下、再分配反応によって、トリメチルク
ロロシランを得る方法（特開昭５５−６１１９５号公
報）が知られているが、これらの方法では、原料のテト
ラメチルシランを得るために前段階の合成反応を要する
ことになり、結局二段階の合成過程の組み合わせが必要
で効率が悪いという問題がある。
【０００６】一方、金属ケイ素を塩化メチルと反応さ
せ、メチル化ケイ素を製造する、いわゆる直接法におい
ては、反応機構上、ジメチルジクロロシランが主生成物
として得られ、必要度の高いトリメチルクロロシランは
副生物として得られるに過ぎない。
せ、メチル化ケイ素を製造する、いわゆる直接法におい
ては、反応機構上、ジメチルジクロロシランが主生成物
として得られ、必要度の高いトリメチルクロロシランは
副生物として得られるに過ぎない。
【０００７】従って、現在の直接法における生成物のシ
ランバランスにおいては、今後の不足が予想される。そ
こで、このアンバランスを解決するために、ジメチルジ
クロロシランからトリメチルクロロシランを選択的に製
造することができれば有利である。
ランバランスにおいては、今後の不足が予想される。そ
こで、このアンバランスを解決するために、ジメチルジ
クロロシランからトリメチルクロロシランを選択的に製
造することができれば有利である。
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、ジメチルジクロロシランを原料として選択性よ
く高収率でトリメチルクロロシランを製造する方法を提
供することを目的とする。
もので、ジメチルジクロロシランを原料として選択性よ
く高収率でトリメチルクロロシランを製造する方法を提
供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、ジメチル
ジクロロシランをメチルアルミニウムセスキクロリドと
反応させること、この場合、メチルアルミニウムセスキ
クロリド中のアルミニウム１重量部に対してジメチルジ
クロロシラン６〜９重量部を使用すること、かつ触媒量
のメチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン及びテ
トラメチルジシランからなる群から選ばれる一種以上の
Ｓｉ−Ｈ基含有シランの存在下に反応させることによ
り、トリメチルクロロシランを高選択率、高収率で合成
できると共に、その反応条件も穏やかで容積効率も良
く、テトラメチルシラン等の副生もないので、工業的に
有利であることを知見し、本発明をなすに至ったもので
ある。
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、ジメチル
ジクロロシランをメチルアルミニウムセスキクロリドと
反応させること、この場合、メチルアルミニウムセスキ
クロリド中のアルミニウム１重量部に対してジメチルジ
クロロシラン６〜９重量部を使用すること、かつ触媒量
のメチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン及びテ
トラメチルジシランからなる群から選ばれる一種以上の
Ｓｉ−Ｈ基含有シランの存在下に反応させることによ
り、トリメチルクロロシランを高選択率、高収率で合成
できると共に、その反応条件も穏やかで容積効率も良
く、テトラメチルシラン等の副生もないので、工業的に
有利であることを知見し、本発明をなすに至ったもので
ある。
【００１０】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明のトリメチルクロロシランの製造方法は、上
記直接法等で得られるジメチルジクロロシランを出発原
料とし、これにメチルアルミニウムセスキクロリドを反
応させるものである。
と、本発明のトリメチルクロロシランの製造方法は、上
記直接法等で得られるジメチルジクロロシランを出発原
料とし、これにメチルアルミニウムセスキクロリドを反
応させるものである。
【００１１】ここで、メチルアルミニウムセスキクロリ
ドは、アルミニウム又はＡｌＭｇＳｉ，ＡｌＣｕＭｇ等
のアルミニウム合金、好ましくはアルミニウムを少なく
とも８５重量％含有するアルミニウム合金と銅とを重量
比２０：１〜１０：１の範囲で混合し、この混合物にメ
チルクロリドをアルミニウム１重量部に対してメチルク
ロリド２．８〜２８重量部の割合で５０〜１５０℃にお
いて反応させるなどの方法で得ることができる。この場
合、アルミニウム又はアルミニウム合金は、表面を活性
化するために、例えば乾燥塩化水素ガスを通して加熱す
るなどして使用するのが好ましい。また、メチルクロリ
ドとの反応において極少量の塩化アルミニウムを混合す
ると、反応が開始し易い。
ドは、アルミニウム又はＡｌＭｇＳｉ，ＡｌＣｕＭｇ等
のアルミニウム合金、好ましくはアルミニウムを少なく
とも８５重量％含有するアルミニウム合金と銅とを重量
比２０：１〜１０：１の範囲で混合し、この混合物にメ
チルクロリドをアルミニウム１重量部に対してメチルク
ロリド２．８〜２８重量部の割合で５０〜１５０℃にお
いて反応させるなどの方法で得ることができる。この場
合、アルミニウム又はアルミニウム合金は、表面を活性
化するために、例えば乾燥塩化水素ガスを通して加熱す
るなどして使用するのが好ましい。また、メチルクロリ
ドとの反応において極少量の塩化アルミニウムを混合す
ると、反応が開始し易い。
【００１２】本発明の原料として使われているジメチル
ジクロロシランは、メチルアルミニウムセスキクロリド
中のアルミニウム１重量部に対し６〜９重量部の範囲で
使用するもので、これによってトリメチルクロロシラン
を高い選択性を持って得ることができる。この重量比が
９重量部より多いと未反応の原料が残ってしまい、ま
た、６重量部より少ないと主生成物のトリメチルクロロ
シランの他に副生物が多くなる傾向が生じる。
ジクロロシランは、メチルアルミニウムセスキクロリド
中のアルミニウム１重量部に対し６〜９重量部の範囲で
使用するもので、これによってトリメチルクロロシラン
を高い選択性を持って得ることができる。この重量比が
９重量部より多いと未反応の原料が残ってしまい、ま
た、６重量部より少ないと主生成物のトリメチルクロロ
シランの他に副生物が多くなる傾向が生じる。
【００１３】本発明においては、ジメチルジクロロシラ
ンとメチルアルミニウムセスキクロリドとの反応に際
し、Ｓｉ−Ｈ基含有シラン、即ちメチルジクロロシラ
ン、ジメチルクロロシラン、テトラメチルジシラン等の
１種以上を添加することができ、これにより反応初速度
を上げることができる。このＳｉ−Ｈ基含有シランの添
加量は触媒量であり、通常ジメチルジクロロシランに対
して１〜１０モル％とすることが好ましい。
ンとメチルアルミニウムセスキクロリドとの反応に際
し、Ｓｉ−Ｈ基含有シラン、即ちメチルジクロロシラ
ン、ジメチルクロロシラン、テトラメチルジシラン等の
１種以上を添加することができ、これにより反応初速度
を上げることができる。このＳｉ−Ｈ基含有シランの添
加量は触媒量であり、通常ジメチルジクロロシランに対
して１〜１０モル％とすることが好ましい。
【００１４】反応雰囲気は、空気、水分の混入を避ける
ため不活性ガスで置換することが好ましく、特にＮ2雰
囲気が好ましい。
ため不活性ガスで置換することが好ましく、特にＮ2雰
囲気が好ましい。
【００１５】反応は、開放系、又は、閉鎖系において、
ジメチルジクロロシラン中に、撹拌下、メチルアルミニ
ウムセスキクロリドを滴下してもよいし、閉鎖系におい
てメチルアルミニウムセスキクロリド中にジメチルジク
ロロシランを滴下してもよい。
ジメチルジクロロシラン中に、撹拌下、メチルアルミニ
ウムセスキクロリドを滴下してもよいし、閉鎖系におい
てメチルアルミニウムセスキクロリド中にジメチルジク
ロロシランを滴下してもよい。
【００１６】反応は、２０〜８０℃、好ましくは４０〜
５０℃で有利に実施される。反応時間は通常１〜１０時
間である。
５０℃で有利に実施される。反応時間は通常１〜１０時
間である。
【００１７】反応後は蒸留により直接トリメチルクロロ
シランが得られる。また、釜残はほぼ純粋な塩化アルミ
ニウムであるので、昇華によって系外に取り出すことが
できる。
シランが得られる。また、釜残はほぼ純粋な塩化アルミ
ニウムであるので、昇華によって系外に取り出すことが
できる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、ジメチルジクロロシラ
ンから温和な条件で容積効率よく、テトラメチルシラン
等の副生を実質的になくしてトリメチルクロロシランを
選択的に高収率で合成でき、また使用原料はジメチルジ
クロロシラン、更にアルミニウム又はアルミニウム合
金、メチルクロリドといった安価で入手容易なものであ
るため、経済的である。
ンから温和な条件で容積効率よく、テトラメチルシラン
等の副生を実質的になくしてトリメチルクロロシランを
選択的に高収率で合成でき、また使用原料はジメチルジ
クロロシラン、更にアルミニウム又はアルミニウム合
金、メチルクロリドといった安価で入手容易なものであ
るため、経済的である。
【００１９】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
るが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
【００２０】〔実施例１〕末端を石英ウールで封じた加
熱ヒーター付きガラス管にアルミニウム粉末１３．５ｇ
と銅粉末１．０ｇの混合物を詰め、上部に０．１０ｇの
塩化アルミニウムを載せた。ガラス管下部を窒素シール
したパージラインを備えた滴下管に接続し、ガラス管上
部はガスフィード管と接続し、系内をＮ2ガスで置換し
た。系内をメチルクロリドで置換した後、乾燥塩化水素
をフィードしつつ、管内を室温から１５０℃まで昇温し
た。次にメチルクロリドを１２０〜１４０℃の間で０．
１８モル／ｈｒの流速でフィードしたところ、ガラス管
下部の石英ウールを通してメチルアルミニウムセスキク
ロリドが滴下管中に滴下し始めた。約５時間の反応で管
内のアルミニウムは消失し、銅粉と黒色粉微量が管内に
残った。
熱ヒーター付きガラス管にアルミニウム粉末１３．５ｇ
と銅粉末１．０ｇの混合物を詰め、上部に０．１０ｇの
塩化アルミニウムを載せた。ガラス管下部を窒素シール
したパージラインを備えた滴下管に接続し、ガラス管上
部はガスフィード管と接続し、系内をＮ2ガスで置換し
た。系内をメチルクロリドで置換した後、乾燥塩化水素
をフィードしつつ、管内を室温から１５０℃まで昇温し
た。次にメチルクロリドを１２０〜１４０℃の間で０．
１８モル／ｈｒの流速でフィードしたところ、ガラス管
下部の石英ウールを通してメチルアルミニウムセスキク
ロリドが滴下管中に滴下し始めた。約５時間の反応で管
内のアルミニウムは消失し、銅粉と黒色粉微量が管内に
残った。
【００２１】メチルクロリドのフィードを止めて、メチ
ルアルミニウムセスキクロリドの入った滴下管を、ジメ
チルジクロロシラン７６．８ｇとメチルジクロロシラン
４．３ｇの入った撹拌機とコンデンサーを備えた反応釜
と接続し、反応温度４０〜５０℃でメチルアルミニウム
セスキクロリドを約３時間かけて滴下した。６０℃で１
時間熟成した後、留出させたところ、トリメチルクロロ
シランが８８％の収率で得られた。テトラメチルシラン
とジメチルジクロロシランは微量であった。
ルアルミニウムセスキクロリドの入った滴下管を、ジメ
チルジクロロシラン７６．８ｇとメチルジクロロシラン
４．３ｇの入った撹拌機とコンデンサーを備えた反応釜
と接続し、反応温度４０〜５０℃でメチルアルミニウム
セスキクロリドを約３時間かけて滴下した。６０℃で１
時間熟成した後、留出させたところ、トリメチルクロロ
シランが８８％の収率で得られた。テトラメチルシラン
とジメチルジクロロシランは微量であった。
【００２２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 幹夫 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−１ 信越化学工業株式会社 合成技術研究 所内 (56)参考文献 特公 昭39−29757（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C07F 7/12 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (3)
- 【請求項１】 ジメチルジクロロシランとメチルアルミ
ニウムセスキクロリドを反応させるに当たり、メチルア
ルミニウムセスキクロリド中のアルミニウム１重量部に
対しジメチルジクロロシランを６〜９重量部使用し、か
つ触媒量のメチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラ
ン及びテトラメチルジシランからなる群から選ばれる一
種以上のＳｉ−Ｈ基含有シランの存在下に反応させるこ
とを特徴とするトリメチルクロロシランの製造方法。 - 【請求項２】 メチルアルミニウムセスキクロリドが、
アルミニウム又はアルミニウム合金と銅との混合物を乾
燥塩化水素ガスで表面活性させた後にメチルクロリドと
反応させることにより得られるものである請求項１記載
の製造方法。 - 【請求項３】 反応温度を２０〜８０℃とする請求項１
又は２記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5264227A JP2864965B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | トリメチルクロロシランの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5264227A JP2864965B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | トリメチルクロロシランの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH0797385A JPH0797385A (ja) | 1995-04-11 |
| JP2864965B2 true JP2864965B2 (ja) | 1999-03-08 |
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ID=17400266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5264227A Expired - Fee Related JP2864965B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | トリメチルクロロシランの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2864965B2 (ja) |
-
1993
- 1993-09-28 JP JP5264227A patent/JP2864965B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0797385A (ja) | 1995-04-11 |
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