JP3026371B2 - アルコキシシランの製造方法 - Google Patents

アルコキシシランの製造方法

Info

Publication number
JP3026371B2
JP3026371B2 JP3111421A JP11142191A JP3026371B2 JP 3026371 B2 JP3026371 B2 JP 3026371B2 JP 3111421 A JP3111421 A JP 3111421A JP 11142191 A JP11142191 A JP 11142191A JP 3026371 B2 JP3026371 B2 JP 3026371B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbonate
silica
reaction
metal compound
catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3111421A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04338393A (ja
Inventor
嘉夫 小野
榮一 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP3111421A priority Critical patent/JP3026371B2/ja
Publication of JPH04338393A publication Critical patent/JPH04338393A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3026371B2 publication Critical patent/JP3026371B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明はアルコキシシランの製
造方法に関する。詳しくは、シリカをアルカリ金属化合
物あるいはアルカリ土類金属化合物を触媒として用いて
一般式(1) (式中、R1およびR2は各々独立して炭素数1〜4のア
ルキル基であるか、RとR は連結して炭素数2〜
4のアルキレン基または−CH(C65)CH2−基、の
いずれかである)で表されるカーボネートと反応させ、
高収率、高選択率でアルコキシシランを製造する方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】 従来、アルコキシシランの工業的製造
方法として四塩化珪素とアルコールを反応させる方法
(特開昭62−114991号)が知られている。
【0003】 SiCl4 + 4ROH → Si(OR)4 + 4HCl (a) (式中、Rはアルキル基である。)この方法では式(a)
からわかるように塩化水素が副生する。副生した塩化水
素は装置を腐食したり、原料のアルコールと反応して水
を生成し、更に生成した水は目的物であるテトラアルコ
キシシランと反応して珪酸を与えることになり、テトラ
アルコキシシランの収率を低下させる。このようなこと
を防ぐために、反応溶液中にアンモニアやピリジンをあ
らかじめ混入させておき、副生する塩酸を即座にトラッ
プする方法も検討されている。しかし、この方法は反応
が複雑になるうえに大量の塩酸塩が副生するという問題
がある。
【0004】また、金属珪素とアルコールを反応させる
方法(特開平3−44393号、特開平1−13578
8号、特開昭63−215683号、特開昭63−15
6793号)も知られている。
【0005】 Si + 4ROH → Si(OR)4 + 2H2 (b) (式中、Rは前記と同じである。)これらの方法では、
反応条件によっては式(b) に示したテトラアルコキシシ
ラン以外にトリアルコキシシランも生成する。原料とし
て使用される金属珪素はシリカに炭素を混ぜ、電気炉で
高温に加熱、還元して製造されているが、多大な電力エ
ネルギーが必要である。
【0006】更に、非水溶液中でシリカにアルカリ金属
アルコキシドを反応させて直接シリカからアルコキシシ
ランを製造する方法(特開昭63−270689号)も
提案されている。
【0007】 SiO2 + 4MOR → Si(OR)4 + 2M2O (c) (式中、Rは前記と同じであり、Mはナトリウムやカリ
ウム等のアルカリ金属である。)しかし、この方法で
は、アルコキシシランの4倍当量のアルカリ金属アルコ
キシドが必要であり、また実施例によればアルコキシシ
ランの生成量もわずかであり、工業的製法とはなり得な
い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】 本発明の目的は、前
記従来技術の問題点に鑑み、塩化物を原料に用いること
によって生じる装置の腐食や副生物の問題がなく、また
製造するのに多大な電力エネルギーを必要とする金属珪
素を原料として用いることなく、安価な原料であるシリ
カから直接効率よくアルコキシシランを製造する方法を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】 本発明者らはこれらの
問題点を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完
成するに至った。即ち本発明は、シリカを、アルカリ金
属化合物およびアルカリ土類金属化合物のうちの少なく
とも1種を触媒として用いて、一般式(1) (式中、R1およびR2は各々独立して炭素数1〜4のア
ルキル基であるか、R1とR2 は連結して炭素数2〜4
のアルキレン基または−CH(C65)CH2−基、のい
ずれかである)で表されるカーボネートと反応させるこ
とを要旨とするアルコキシシランの製造方法である。本
発明の反応は次の式(d) で表わされ、従来知られていな
い全く新規な反応である。
【0010】 (式中、R1およびR2は前記と同じであり、nは0,
1,2,3または4である)本発明において原料として
用いられるシリカとしては各種の物が使用できる。例え
ば、珪石、珪砂、珪藻土等の天然鉱物、稲、麦のもみが
ら等のシリカを含む植物の焼成残渣、温泉あるいは地熱
発電等において湧出する珪酸含有熱水から回収されるシ
リカ、シリカゾルや珪酸ソーダをゲル化して得られるシ
リカゲル等が好適に使用できる。シリカの形態は、無定
形、クリストバライト、トリジマイト、石英でもよいが
好ましくは無定形のシリカである。また、反応性の点か
ら多孔質のシリカが好ましい。
【0011】一般式(1)で表されるカーボネートとし
ては、具体的に例示すると、ジメチルカーボネート、ジ
エチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、エチレ
ンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカ
ーボネート、フェニルエチレンカーボネート等が挙げら
れ、中でも特に工業的な有用性、入手のしやすさなどか
らジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチ
レンカーボネートが好適に使用される。
【0012】触媒として使用されるアルカリ金属化合物
又はアルカリ土類金属化合物としては、金属単体、水酸
化物、酸化物、ハロゲン化物、アルコキシド、有機酸
塩、硝酸塩、硫酸塩、珪酸塩、炭酸塩等が使用できる。
例えば、金属ナトリウム、金属カリウム、水酸化リチウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジ
ウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カ
ルシウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウ
ム、酸化ルビジウム、酸化セシウム、酸化マグネシウ
ム、酸化カルシウム、塩化リチウム、塩化ナトリウム、
塩化カリウム、弗化カリウム、塩化ルビジウム、塩化セ
シウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、リチウム
メトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキ
シド、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、硝酸ナトリウ
ム、硝酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、珪
酸ナトリウム、珪酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カ
リウム等が好適に使用できる。また、例えば原料シリカ
として植物の焼成残渣を用いる場合には原料シリカ中に
アルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物が既に存
在している。このようなアルカリ金属化合物やアルカリ
土類金属化合物も触媒として機能しうる。このような場
合には新たに触媒を添加しないで反応を行うことが可能
なこともあるし、不足分を補う程度に添加して更に反応
を促進させてもよい。
【0013】触媒として使用されるアルカリ金属化合物
もしくはアルカリ土類金属化合物の量は、シリカに対し
て0.1〜20重量%の範囲、好ましくは0.5〜10
重量%程度の範囲で使用される。触媒量が少なすぎると
目的とする反応の進行が遅くなり、相対的にカーボネー
トがエーテルと二酸化炭素とに分解する副反応の割合が
増加する。触媒量が多すぎても特に効果が増すものでも
ない。
【0014】反応方法に関しては、液相でも気相でも良
いが、反応温度、装置や操作の簡便さの点で気相の反応
方法が好ましい。気相で反応させる場合、シリカと触媒
との混合物を反応管に充填しておき、所定温度に加熱し
て前記一般式(1)で表されるカーボネートを気相で流
通させることにより実施できる。反応管に流通させるカ
ーボネートは100%ガスでも、窒素、炭酸ガス、ヘリ
ウムなどで希釈してもよい。また、流動床式反応器にて
カーボネートを供給するとともにシリカも反応器に供給
して連続的にアルコキシシランを製造することもでき
る。
【0015】気相反応を行なう場合、アルカリ金属化合
物あるいはアルカリ土類金属化合物は単にシリカと混合
して用いてもよいが、均一に混合することや取扱い易さ
を考慮し、アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属
化合物を溶媒中に溶解もしくは分散させ、シリカを投入
して良く混合した後、溶媒を加熱蒸発除去することが好
適に行なわれる。この場合、溶媒としては、水、アルコ
ール等が好適に使用できる。このようにして調製された
シリカ−アルカリ金属もしくはシリカ−アルカリ土類金
属触媒中には、ある程度水分が含まれるが、水があると
生成したアルコキシシランが水と反応して珪酸になるの
で好ましくない。そのため、少なくとも100℃以上の
温度で必要に応じて減圧下で乾燥を行ない、触媒中に残
存している水分を除くとよい。このようにして製造され
た触媒を含むシリカは、反応装置や反応条件に応じて、
適当な大きさに整えて使用される。
【0016】液相反応を行なう場合、アルカリ金属化合
物あるいはアルカリ土類金属化合物が溶媒中に溶解また
はよく分散している状態であればシリカとの接触がよく
行え、反応もよく進行する。溶媒としては原料のカーボ
ネート自身を用いても他の不活性な溶媒を用いてもよ
い。
【0017】反応温度は、150〜500℃の範囲で行
なうことが出来るが、好ましくは200〜400℃であ
る。反応温度が低すぎると反応の進行が遅くなり、一
方、反応温度が高すぎると相対的にカーボネートがエー
テルと二酸化炭素とに分解する副反応の割合が増加す
る。触媒の融点以上の温度で反応させる場合には触媒と
シリカとの接触がよくなり、反応もよく進行する。
【0018】
【実施例】 以下に本発明を実施例により更に詳しく説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。なお、実施例中の%は特に断わりのない限り重
量基準とする。
【0019】実施例1 触媒として水酸化カリウムを用い、シリカとジメチルカ
ーボネート(以下、DMCと略す)との反応を以下のご
とく行った。
【0020】表面積120m2/g 、平均ポアサイズ3
1nm、平均粒径250〜545μのシリカゲル131
mg(2.18mmol:富士デビソン社製)を、該シリカ
ゲルの5%となる量の水酸化カリウムをイオン交換水に
溶解した溶液中に投入した。十分シリカゲルをその溶液
中に浸漬させたのち、ロータリーエバポレーターにて溶
媒を加熱蒸発させ、水酸化カリウムを担持したシリカゲ
ルを得た。
【0021】この水酸化カリウム担持シリカゲルを内径
10mmの固定床反応器に充填した後、反応器を327
℃に加熱してヘリウムガスを30ml/分にて1時間流
通した。ついで、同じ327℃で、DMCをマイクロフ
ィーダーにて9.5mmol/時間の供給速度で添加してテ
トラメトキシシラン(以下、TMSと略す)の製造を行
なった。この時、ガスクロマトグラフ分析のため、内部
標準としてn−ヘプタンを0.548mmol/時間の供給
速度でDMCとともに供給した。尚、反応生成物は、反
応管出口に接続したガスクロマトグラフにて自動的に
3.5分毎に分析した。
【0022】その結果、反応開始後TMSの生成速度は
急激に増加し初め、27分後にその速度は最高値の3.
1mmol/時間に達し以降徐々に低下した。反応開始後約
70分でTMSの生成速度はゼロとなった。この時、原
料シリカの転化率は98%に達した。また、分析の結
果、シリカからTMSへの選択率はほぼ100%であ
り、TMS以外の生成物はDMCの分解物であるジメチ
ルエーテルと二酸化炭素のみであった。
【0023】実施例2〜9 触媒の種類を表1に示すように変えた以外は実施例1と
同様にして触媒の担持、反応を行なった。TMSの生成
速度が最高に達するまでの時間とその時の生成速度、T
MSの生成速度がゼロになるまでの時間とその時の原料
シリカの転化率を表1に示した。
【0024】尚、分析の結果、シリカからTMSへの選
択率はほぼ100%であった。
【0025】
【表1】
【0026】実施例10〜14 反応温度を325℃にし、触媒として水酸化ナトリウム
を用い、そのシリカに担持する量を表2に示すように変
えた以外は、実施例1と同様にして触媒の調製、反応を
行なった。その結果を表2に示した。
【0027】尚、分析の結果、シリカからTMSへの選
択率はほぼ100%であった。
【0028】
【表2】
【0029】実施例15〜22 DMCの流量を43mmol/時間、触媒として塩化カリウ
ムまたは水酸化セシウムを用い、反応温度を表3のよう
に変えた以外は実施例1と同様にして、触媒の調製、お
よび反応を行なった。その結果を表3に示した。
【0030】尚、シリカからTMSへの選択率はほぼ1
00%であった。
【0031】
【表3】
【0032】実施例23〜25 反応温度325℃、触媒として水酸化ナトリウムを用
い、そのシリカに担持する量を2%とし、ヘリウムの流
量を調節してDMCの分圧を表4に示したように変えた
以外は、実施例1と同様にして触媒の調製および反応を
行なった。その結果を表4に示した。
【0033】尚、シリカからTMSへの選択率はほぼ1
00%であった。
【0034】
【表4】
【0035】実施例26〜27 DMCの流量を表5に示したように変化させた以外は実
施例1と同様にして触媒の担持および反応を行なった。
その結果を表5に示した。
【0036】尚、シリカからTMSへの選択率はほぼ1
00%であった。
【0037】
【表5】
【0038】実施例28 もみがらを焼成して得られたシリカ(シリカ 91.7
%、K2O5%)をそのまま原料として使用した以外
は、実施例1と同様にして反応を行なった。その結果を
表6に示した。この実施例の場合、新たにアルカリ金属
を添加しなくてもTMSが生成したが、これは、もみが
らを焼成して得られたシリカ中のK2O が触媒として作
用したためと考えられる。
【0039】尚、シリカからTMSへの選択率はほぼ1
00%であった。
【0040】実施例29 シリカゲルの代わりに実施例28のシリカを使用した他
は実施例1と同様に水酸化カリウムをシリカに担持させ
て反応を行なった。その結果を表6に示した。新たに水
酸化カリウムを添加したことにより実施例28よりも反
応速度が更に向上した。
【0041】尚、シリカからTMSへの選択率はほぼ1
00%であった。
【0042】
【表6】
【0043】比較例1 実施例1の原料シリカゲルを触媒を加えずにそのまま反
応に用いた以外は、実施例1と同様にして反応を行なっ
た。その結果、一部ジメチルエーテルの生成は認められ
たが、TMSは全く生成しなかった。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリカを、アルカリ金属化合物およびア
    ルカリ土類金属化合物のうちの少なくとも1種を触媒と
    して用いて、一般式(1) (式中、R1およびR2は各々独立して炭素数1〜4のア
    ルキル基であるか、R1とR2 は連結して炭素数2〜4
    のアルキレン基または−CH(C65)CH2−基、のい
    ずれかである)で表されるカーボネートと反応させるこ
    とを特徴とするアルコキシシランの製造方法。
  2. 【請求項2】 アルカリ金属化合物またはアルカリ土類
    金属化合物が金属単体、水酸化物、酸化物、ハロゲン化
    物、アルコキシド、有機酸塩、硝酸塩、硫酸塩、珪酸
    塩、炭酸塩のいずれかである請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記式(1)で表されるカーボネートが
    ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロ
    ピルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレン
    カーボネート、ブチレンカーボネート、フェニルエチレ
    ンカーボネートのいずれかである請求項1または2に記
    載の方法。
JP3111421A 1991-05-16 1991-05-16 アルコキシシランの製造方法 Expired - Fee Related JP3026371B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3111421A JP3026371B2 (ja) 1991-05-16 1991-05-16 アルコキシシランの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3111421A JP3026371B2 (ja) 1991-05-16 1991-05-16 アルコキシシランの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04338393A JPH04338393A (ja) 1992-11-25
JP3026371B2 true JP3026371B2 (ja) 2000-03-27

Family

ID=14560752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3111421A Expired - Fee Related JP3026371B2 (ja) 1991-05-16 1991-05-16 アルコキシシランの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3026371B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10000514B2 (en) 2014-05-09 2018-06-19 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method for producing tetraalkoxysilane

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1323722A1 (en) * 2001-12-25 2003-07-02 Nippon Shokubai Co., Ltd. Process for producing alkoxysilanes
WO2014143289A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Dow Corning Corporation Preparation of organometallic compounds, hydrocarbyloxysilanes and hydrocarbyloxy-functional polyorganosiloxanes from alkali metal-impregnated silica
JP6624430B2 (ja) * 2015-11-02 2019-12-25 国立研究開発法人産業技術総合研究所 テトラメトキシシランの製造方法
CN115518629A (zh) * 2022-09-27 2022-12-27 中触媒新材料股份有限公司 一种合成四烷氧基硅烷的催化剂及其制备和使用方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10000514B2 (en) 2014-05-09 2018-06-19 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method for producing tetraalkoxysilane

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04338393A (ja) 1992-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2562833B2 (ja) トリアルコキシシラン−テトラアルコキシシラン混合物の製造方法
JP3026371B2 (ja) アルコキシシランの製造方法
US5260471A (en) Process for producing trialkoxysilane
JP2005514312A (ja) アモルファスシリコンおよび/またはこれから得られるオルガノハロゲンシランの製造方法
JPH05178863A (ja) アルコール中弗化水素溶液とシリコンとを接触させるアルコキシシランの製造法
JPS63233007A (ja) クロロポリシランの製造方法
CN102219802B (zh) 一种新型异丁基三乙氧基硅烷的制备方法
CN102203104B (zh) 甲硅烷和四烷氧基硅烷的制造方法
JP6014771B2 (ja) トリアルコキシシランを用いたモノシランの製造方法
JP3658901B2 (ja) アルコキシシランの製造方法
US20030135062A1 (en) Process for producing an alkoxysilane
JP2613259B2 (ja) トリクロロシランの製造方法
JP2653700B2 (ja) トリメトキシシランの製造方法
JP2613261B2 (ja) トリクロロシランの製造方法
JP2563305B2 (ja) トリアルコキシシランの製造方法
JPS60255612A (ja) 水素化ケイ素の製造方法
JP2615803B2 (ja) モノシランの製造法
JP3707875B2 (ja) 三塩化珪素の製造方法
JP4663079B2 (ja) トリアルコキシシランからシランの製造方法およびテトラアルコキシシランからトリアルコキシシランの製造方法
JP3676515B2 (ja) 三塩化珪素の製造方法
JPH01313318A (ja) トリクロロシランの製造方法
EP1323722A1 (en) Process for producing alkoxysilanes
JPH1121288A (ja) アルコキシシランの製造方法
JPH0336764B2 (ja)
JPS60260418A (ja) 水素化ケイ素の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080128

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090128

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100128

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100128

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110128

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees