JP3111859B2 - ジアルキルジアルコキシシラン化合物の製造方法 - Google Patents

ジアルキルジアルコキシシラン化合物の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシラン化合物の製造方法
に関し、さらに詳しくは、Si−OR(Rはメチル基又
はエチル基)の加水分解性並びに第二級アルキル基、又
はβ位にアルキル置換基を有する第一級アルキル基の嵩
高い有機基の特性を生かして、木材、コンクリート、大
理石等の各種建材の表面撥水剤として、またシランカッ
プリング剤、プロピレン重合用触媒として有用であるジ
アルキルジアルコキシシラン化合物を、工業的に容易か
つ高収率で製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルキル基がそれぞれ第二級アルキル
基、又はβ位にアルキル置換基を有する第一級アルキル
基であるジアルキルジアルコキシシラン化合物の合成に
於いては、グリニャール試薬とテトラメトキシシランの
ごときアルコキシシランとを反応させる方法が公知であ
る(Z.LASOCKI,Bull.Acad.Po
l.Sci.Ser.Sci.Chim.,12,28
1(1964))。
【0003】しかしながら、この方法ではアルキル基が
嵩高い第二級アルキル基、又はβ位にアルキル置換基を
有する第一級アルキル基であることに起因して、反応が
非常に進み難く、反応完結までに長時間を要したり、場
合によっては完結せず、また還元反応等の副反応が起こ
りやすく、高収率で目的物を得ることができないという
問題点があった。
【0004】この反応の進み難さ及び副反応の問題を解
決する方法として、グリニャール試薬の代わりにアルキ
ルリチウムを使用する方法が考えられる。しかしなが
ら、アルキルリチウムは自然発火し易く、取扱いが危険
なのに加え、アルキルリチウムを得る為にはやはり取扱
いの難しい金属リチウムを用いる必要があり、又、装置
も特殊でなければならない等、工業的に使用するには問
題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、グリニャー
ル試薬の使用により工業的に容易かつ高収率でジアルキ
ルジアルコキシシラン化合物を得る方法を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は前記の目的
を達成すべく種々検討を重ねた結果、ジクロロシランと
一般式〔I〕 R1 MgX 〔I〕 (式中、R1 は炭素数3−10の第二級アルキル基、又
はβ位にアルキル置換基を有する第一級アルキル基、X
はハロゲン原子)で表されるグリニャール試薬を反応さ
せた後、得られる一般式〔II〕 R1 2 SiH2 〔II〕 で表されるシラン化合物を、触媒の存在下、一般式〔II
I 〕 R2 OH 〔III 〕 (式中、R2 はメチル基又はエチル基)で表されるアル
コールと反応させることにより、一般式〔IV〕 R1 2 Si(OR2 2 〔IV〕 で表されるジアルキルジアルコキシシラン化合物が製造
出来ることを見い出した。
【0007】本発明の方法で使用される一般式〔I〕で
表される第二級アルキル、又はβ位にアルキル置換基を
有する第一級アルキルグリニャール試薬は、常法により
第二級アルキル、又はβ位にアルキル置換基を有する第
一級アルキルハライドとマグネシウムをジエチルエーテ
ルやテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒中で反応さ
せて得られるものであり、具体的にはイソプロピルマグ
ネシウムクロライド、イソプロピルマグネシウムブロマ
イド、イソブチルマグネシウムクロライド、イソブチル
マグネシウムブロマイド、sec−ブチルマグネシウム
クロライド、sec−ブチルマグネシウムブロマイド、
ネオペンチルマグネシウムクロライド、ネオペンチルマ
グネシウムブロマイド、sec−ペンチルマグネシウム
クロライド、sec−ペンチルマグネシウムブロマイ
ド、2−メチルブチルマグネシウムクロライド、2−メ
チルブチルマグネシウムブロマイド、2−エチルプロピ
ルマグネシウムクロライド、2−エチルプロピルマグネ
シウムブロマイド、シクロペンチルマグネシウムクロラ
イド、シクロペンチルマグネシウムブロマイド、シクロ
ヘキシルマグネシウムクロライド、シクロヘキシルマグ
ネシウムブロマイド、シクロオクチルマグネシウムクロ
ライド、シクロオクチルマグネシウムブロマイド、(シ
クロペンチルメチル)マグネシウムクロライド、(シク
ロペンチルメチル)マグネシウムブロマイド、(シクロ
ヘキシルメチル)マグネシウムクロライド、(シクロヘ
キシルメチル)マグネシウムブロマイド等が挙げられ
る。
【0008】一般式(II)で表されるシラン化合物は、
ジクロロシランと一般式〔I〕で表されるグリニャール
試薬とを反応させて得られる。反応はエーテル系溶媒あ
るいはエーテル系溶媒と非プロトン性溶媒との混合溶媒
中で行う。エーテル系溶媒には、例えばジエチルエーテ
ル、テトラヒドロフランが挙げられる。非プロトン性溶
媒には、例えばヘキサン、デカン、トルエン、キシレン
が挙げられる。
【0009】一般式〔II〕で表されるシラン化合物とし
ては、具体的にはジイソプロピルシラン、ジイソブチル
シラン、ジ−sec−ブチルシラン、ジ−sec−ペン
チルシラン、ジネオペンチルシラン、ジ(2−メチルブ
チル)シラン、ジ(2−エチルプロピル)シラン、ジシ
クロペンチルシラン、ジシクロヘキシルシラン、ジ(シ
クロペンチルメチル)シラン、ジシクロオクチルシラ
ン、ジ(シクロヘキシルメチル)シラン等が例示され
る。
【0010】一般式〔III 〕で示されるアルコールに
は、例えばメタノール、エタノールが挙げられる。アル
コールは一般式〔II〕で示されるシラン化合物に対して
2モル等量〜20モル当量添加され、アルコールの沸点
温度付近でシラン化合物と反応させることが好ましい。
2モル等量未満の場合は目的物質であるジアルキルジア
ルコキシシラン化合物が完全に生成されない。20モル
等量を超えても有効とはならない。
【0011】一般式〔VI〕で示されるジアルキルジアル
コキシシラン化合物は、一般式〔IV〕で示されるシラン
化合物と一般式〔V〕で示されるアルコールとを触媒の
存在下で反応させて得られる。触媒には、金属アルコキ
サイド、遷移金属、金属化合物が挙げられる。これら触
媒は単独で使用しても、混合して使用してもよい。金属
アルコキサイドには、例えばナトリウムメトキシド、ナ
トリウムエトキシドが挙げられ、遷移金属には、例えば
パラジウム、ロジウム、白金が挙げられ、金属化合物に
は、例えば酢酸パラジウム、クロロトリストリフェニル
フォスフィンロジウム、塩化白金酸が挙げられる。これ
らの触媒の使用量は一般式〔IV〕で示されるシラン化合
物に対して0.01モル%〜20モル%、特に0.1モ
ル%〜5モル%であるのが好ましい。0.01モル%未
満の場合はシラン化合物とアルコールとの反応は著しく
遅く、20モル%を超える場合には触媒を多量に入れた
だけの効果が発揮されない。
【0012】この一般式〔IV〕で表されるジアルキルジ
アルコキシシラン化合物は具体的には、ジイソプロピル
ジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、
ジイソブチルジメトキシシラン、ジイソブチルジエトキ
シシラン、ジ−sec−ブチルジメトキシシラン、ジ−
sec−ブチルジエトキシシラン、ジ−sec−ペンチ
ルジメトキシシラン、ジ−sec−ペンチルジエトキシ
シラン、ジネオペンチルジメトキシシラン、ジネオペン
チルジエトキシシラン、ジ(2−メチルブチル)ジメト
キシシラン、ジ(2−メチルブチル)ジエトキシシラ
ン、ジ(2−エチルプロピル)ジメトキシシラン、ジ
(2−エチルプロピル)ジエトキシシラン、ジシクロペ
ンチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシ
シラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、ジシクロ
ヘキシルジエトキシシラン、ジ(シクロペンチルメチ
ル)ジメトキシシラン、ジ(シクロペンチルメチル)ジ
エトキシシラン、ジシクロオクチルジメトキシシラン、
ジシクロオクチルジエトキシシラン、ジ(シクロヘキシ
ルメチル)ジメトキシシラン、ジ(シクロヘキシルメチ
ル)ジエトキシシラン等が例示される。
【0013】
【発明の効果】本発明の製造方法によると、木材、コン
クリート、大理石等の各種建材の表面撥水剤として非常
に有用で、またシランカップリングあるいはオレフィン
重合用触媒としても有用なジアルキルジアルコキシシラ
ン化合物を、工業的に容易かつ高収率で製造できる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0015】実施例1 攪拌機、還流冷却器、温度計およびガスフィード管を備
えた1リットルフラスコ中に金属マグネシウム24.3
g(1.0モル)、テトラヒドロフラン600mlおよ
び少量のヨウ素を仕込み、窒素ガス雰囲気下に滴下ロー
トよりシクロペンチルクロライド104.6g(1.0
モル)を内温40−50℃で1時間で滴下し、さらに5
5℃で1時間攪拌したところ、グリニャール試薬として
のシクロペンチルマグネシウムクロライドが得られた。
このグリニャール試薬中へフィード管よりジクロロシラ
ン50.5g(0.5モル)を室温下に2時間でフィー
ドし、還流下で1時間熟成した。反応液をガスクロマト
グラフィーにて分析したところ反応はほぼ完結してい
た。この反応液を濾過し塩を除去後粗蒸留することによ
りジシクロペンチルシランを含む留分を得た。
【0016】次いで攪拌機、還流冷却器、温度計および
滴下ロートを備えた別の500mlフラスコ中にメタノ
ール64.0g(2.0モル)及び触媒としてナトリウ
ムメトキシド0.54g(10ミリモル)を仕込み、滴
下ロートより上記粗蒸留により得られた留分を60−7
0℃で2時間で滴下し、そのまま3時間攪拌した。この
反応液を蒸留し、117−118℃/9mmHgの沸点
を有する留分を分取することにより、ジシクロペンチル
ジメトキシシラン82.8gを得た。収率は72.5%
であった。
【0017】実施例2 シクロペンチルクロライド104.6g(1.0モル)
をシクロヘキシルクロライド118.6g(1.0モ
ル)に変更する以外は、実施例1と同様にして反応を行
い、124−125℃/1mmHgの沸点を有する留分
を分取することにより、ジシクロヘキシルジメトキシシ
ラン88.3gを得た。収率は68.9%であった。
【0018】実施例3 シクロペンチルクロライド104.6g(1.0モル)
をイソプロピルクロライド78.5g(1.0モル)に
変更する以外は、実施例1と同様にして反応を行い、8
5−86℃/50mmHgの沸点を有する留分を分取す
ることにより、ジイソプロピルジメトキシシラン56.
7gを得た。収率は64.5%であった。
【0019】実施例4 メタノール64.0g(2.0モル)をエタノール9
2.2(2.0モル)に変更し、触媒としてナトリウム
メトキシド0.54g(10ミリモル)の代わりにナト
リウムエトキシド0.68g(10ミリモル)とする以
外は、実施例1と同様にして反応を行い109−110
℃/2mmHgの沸点を有する留分を分取することによ
り、ジシクロペンチルジエトキシシラン91.2gを得
た。収率は71.1%であった。
【0020】比較例1 ジクロロシラン50.5g(0.5モル)をテトラメト
キシシラン76.1g(0.5モル)に変更する以外
は、実施例3と同様にして反応を行い反応後ガスクロマ
トグラフィーにより生成物を調べたところ、イソプロピ
ルトリメトキシシランと目的物のジイソプロピルジメト
キシシランの比は、76.6:23.4であり、その後
還流下で5時間熟成したが反応は完結しなかった。
フロントページの続き (72)発明者 丸田 潤一郎 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地 の1 信越化学工業株式会社 合成技術 研究所内 (56)参考文献 特開 平4−41496(JP,A) 特開 平6−80679(JP,A) 特開 平2−311486(JP,A) 特開 平6−73073(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07F 7/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジクロロシランと、一般式〔I〕 R1 MgX 〔I〕 (式中、R1 は炭素数3−10の第二級アルキル基、又
    はβ位にアルキル置換基を有する第一級アルキル基、X
    はハロゲン原子)で表されるグリニャール試薬を反応さ
    せた後、得られる一般式〔II〕 R1 2 SiH2 〔II〕 で表されるシラン化合物を、触媒の存在下、一般式〔II
    I 〕 R2 OH 〔III 〕 (式中、R2 はメチル基又はエチル基)で表されるアル
    コールと反応させることを特徴とする、一般式〔IV〕 R1 2 Si(OR2 2 〔IV〕 で表されるジアルキルジアルコキシシラン化合物の製造
    方法。
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