JP4584311B2 - ハロオルガノアルコキシシランの製造方法 - Google Patents
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
(R1)x(R2O)3−xSiCH2CHR3CR4R5X
(式中、R1は炭素原子数1〜6のアルキルであり、R2は炭素原子数1〜6のアルキルであり、R3は炭素原子数1〜6のアルキル基又は水素であり、R4は炭素原子数1〜6のアルキル、水素又はハロゲンであり、R5は水素又は炭素原子数1〜6のアルキルであり、Xはハロゲンであり、xは0、1又は2である。)
触媒有効量のルテニウム含有触媒及び反応促進有効量の電子供与性芳香族化合物を添加した反応媒質中で、下記の一般式のオレフィンハライドを
H2C=CR3CR4R5X
(式中、R3、R4、R5及びXは上述の意味を有する。)
下記の一般式のアルコキシシランのモル過剰量と
(R1)x(R2O)3−xSiH
(式中、R1、R2及びxは上述の意味を有する。)
反応させることを含んでなる方法が提供される。芳香族化合物は、反応を促進するため電子供与基を含んでいてもよい。加えて、反応促進有効量の芳香族化合物は、反応の促進には十分であるが、反応を抑制しない量で存在しなければならない。さらに、芳香族化合物は上述のアルコキシシラン又は触媒溶液中でルテニウム触媒と同時に存在すべきである。
実施例1
周囲温度で、トリメトキシシラン29.02g(0.2351モル)をトルエン0.016g及び塩化ルテニウム(III)水和物の3.85%Ru(wt/wt)メタノール溶液0.025g(24ppmRu)で処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、80℃で塩化アリル11.2g(0.1449モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を78〜83℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例2
周囲温度で、トリメトキシシラン28.91g(0.2342モル)をトルエン0.056g及び塩化ルテニウム(III)水和物の3.85%Ru(wt/wt)メタノール溶液0.025g(24ppmRu)で処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、80℃で塩化アリル11.2g(0.1449モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を78〜83℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例3
周囲温度で、トリメトキシシラン28.91g(0.2342モル)をトルエン0.64g及び塩化ルテニウム(III)水和物の3.85%Ru(wt/wt)メタノール溶液0.050g(47ppmRu)で処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、80℃で塩化アリル11.2g(0.1449モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を78〜83℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
周囲温度で、トリメトキシシラン28.67g(0.2323モル)をTherminol(登録商標)59
0.016g及び塩化ルテニウム(III)水和物の3.85%Ru(wt/wt)メタノール溶液0.020g(19ppmRu)で処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、78℃で塩化アリル11.2g(0.1449モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を78〜83℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例6
周囲温度で、トリメトキシシラン150.34g(1.2203モル)をエチルベンゼン0.280g及び塩化ルテニウム(III)水和物の3.85%Ru(wt/wt)メタノール溶液0.080g(23ppmRu)で処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、80℃で塩化アリル59.56g(0.7705モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を80〜81℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例7
周囲温度で、トリメトキシシラン160.78g(1.3056モル)をn−ブチルベンゼン0.140g及び塩化ルテニウム(III)水和物の3.85%Ru(wt/wt)メタノール溶液0.080g(22ppmRu)で処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、80℃で塩化アリル63.72g(0.8243モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を80〜81℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例8
周囲温度で、トリメトキシシラン161.96g(1.3147モル)をアニソール0.110g及び塩化ルテニウム(III)水和物の3.85%Ru(wt/wt)メタノール溶液0.080g(22ppmRu)で処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、80℃で塩化アリル64.17g(0.8301モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を80〜81℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例9
周囲温度で、トリメトキシシラン165.22g(1.3413モル)をジフェニルメタン0.170g及び塩化ルテニウム(III)水和物の3.85%Ru(wt/wt)メタノール溶液0.080g(22ppmRu)で処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、80℃で塩化アリル65.47g(0.8469モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を80〜81℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例10
周囲温度で、トリメトキシシラン28.34g(0.2296モル)をビベンジル0.024g及び塩化ルテニウム(III)水和物のメタノール溶液としての3.85%Ru(wt/wt)0.020gで処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、78℃で塩化アリル11.2g(0.1449モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を78〜83℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例11
周囲温度で、トリメトキシシラン165.22g(1.3416モル)をトリフェニルメタン0.250g及び塩化ルテニウム(III)水和物の3.85%Ru(wt/wt)メタノール溶液0.080g(22ppmRu)で処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、78℃で塩化アリル65.48g(0.8470モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を80〜81℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例12
周囲温度で、トリメトキシシラン28.61g(0.2318モル)をビベンジル0.024g及び塩化ルテニウム(III)水和物のメタノール溶液としての3.85%Ru(wt/wt)0.020gで処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、60℃で塩化アリル11.2g(0.1449モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を60〜63℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を60℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例13
周囲温度で、トリメトキシシラン161.16g(1.3082モル)をビベンジル0.190g及び塩化ルテニウム(III)水和物のメタノール溶液としての3.85%Ru(wt/wt)0.080g(22ppmRu)で処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、70℃で塩化アリル63.85g(0.8260モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を70〜72℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を70℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例14
周囲温度で、トリメトキシシラン28.41g(0.2302モル)をビベンジル0.032g及び塩化ルテニウム(III)水和物のメタノール溶液としての3.85%Ru(wt/wt)0.020gで処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、78℃で塩化アリル11.2g(0.1449モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を78〜83℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例15
周囲温度で、トリメトキシシラン163.03g(1.3248モル)をビベンジル0.25g及び塩化ルテニウム(III)水和物のメタノール溶液としての3.85%Ru(wt/wt)0.100gで処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、95℃で塩化アリル64.66g(0.8364モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を94〜96℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を95℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例16
周囲温度で、トリメトキシシラン28.32g(0.2294モル)を(p−シメン)塩化ルテニウム(II)二量体の2.23%Ru(wt/wt)ジクロロメタン溶液0.036gで処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、78℃で塩化アリル11.2g(0.1449モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を78〜83℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例17
周囲温度で、トリメトキシシラン160.07g(1.3008モル)を、トルエン0.074g、塩化ルテニウム(III)水和物0.120g及びメタノール62gからなる触媒溶液(Ruに対してトルエン1.7モル当量)で処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、80℃で塩化アリル63.40g(0.8213モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を79〜82℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
周囲温度で、トリメトキシシラン163.93g(1.3330モル)を、上記のようにして調製した触媒溶液A 0.200g(21ppmRu)で処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、80℃で塩化アリル64.89g(0.8394モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を79〜81℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
実施例19
8時間(4回のターンオーバー)にわたり、1リットルガラス反応器にシリンジポンプを用いてトリメトキシシランを1.47g/minの速度で添加し、塩化アリルを0.78g/minの速度で添加し、調製した触媒溶液Bを0.167mL/hrの速度で添加した。滞留時間が2時間になるようにして、攪拌反応器内に一定のレベルを維持した。反応器は75℃に保った。触媒添加量は約20ppmRuであり、トリメトキシシランと塩化アリルとの比は約2.0:1.0に保った。反応器上には水コンデンサーを使用した。運転開始直後、反応器は約53%のクロロプロピルトリメトキシシラン、約41%のトリメトキシシラン及び約20ppmのRu(wt/wt)を含んでいた。反応器内の粗CPTMSは、反応器内での4回のターンオーバーに関する平均GCデータとしてのwt%及び標準偏差に基づけば、下記の成分からなっていた。
連続運転中、反応器内の材料は15段型Oldershaw塔の頂部から2番目の段に連続的に供給した。塔のリボイラー温度は167〜169℃に保った。軽質分は、新鮮なトリメトキシシランと共に、1.17g/minの速度で反応器に再循環させた。4回の反応器ターンオーバーに関する平均GCデータとしてのwt%及び標準偏差に基づく軽質分の組成は、以下の通りであった。
塔のリボイラーユニットからのストリップ材料をCPTMS貯留器に連続的に供給した。8時間(4回のターンオーバー)にわたり、得られた粗CPTMSを2.21g/minの速度で捕集したが、4回の反応器ターンオーバーに関する平均GCデータとしてのwt%及び標準偏差に基づくその組成は、以下の通りであった。
実施例20
周囲温度で、トリメトキシシラン28.48g(0.2307モル)をビベンジル0.034g及び塩化ルテニウム(III)水和物の3.85%Ru(wt/wt)メタノール溶液0.033g(30ppmRu)で処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、80℃で塩化アリル13.30g(0.1454モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を78〜83℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を70℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
比較例1
周囲温度で、トリメトキシシラン154.92g(1.2581モル)を塩化ルテニウム(III)水和物の3.85%Ru(wt/wt)メタノール溶液0.070g(23ppmRu)で処理して加温した。80℃で、このトリメトキシシラン溶液を塩化アリル61.40g(0.7943モル)で処理した。発熱反応が認められ、塩化アリルの添加中はトリメトキシシラン溶液を79〜81℃に保った。シリンジポンプを用いて塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、反応混合物を周囲温度に放冷し、次いで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
比較例2
周囲温度で、トリメトキシシラン156.57g(1.2723モル)を塩化ルテニウム(III)水和物の3.85%Ru(wt/wt)メタノール溶液0.080g(23ppmRu)で処理して加温した。80℃で、このトリメトキシシラン溶液を塩化アリル62.10g(0.8033モル)で処理した。発熱反応が認められ、塩化アリルの添加中はトリメトキシシラン溶液を79〜81℃に保った。シリンジポンプを用いて塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、反応混合物を周囲温度に放冷し、次いで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
すべての反応は、塩化アリルに対して60%モル過剰量のTMS及び20〜30ppmのRu(RuCl3水和物のメタノール溶液)を用いて78〜83℃で実施した。その際、塩化アリルを1時間にわたり添加し、次いで78〜83℃に1時間保った。すべてのGCデータは、各成分のGC値を次の値(100.0−TMSのGC値)で割ることにより、過剰のTMSについて正規化した。すべてのGCデータは、SV Chrom社の実験室員によって求められた。
この比較例は、米国特許第6015920号(Schilling Jr.及びBowman)中に報告された実施例1と同様にして実施した。8時間(4回のターンオーバー)にわたり、1リットルガラス反応器に新鮮なトリメトキシシラン1.45g/min、塩化アリル0.78g/min、及び塩化ルテニウム(III)の3.85%Ru(wt/wt)メタノール溶液0.114mL/hrを添加した。滞留時間が2時間になるようにして、攪拌反応器内に一定のレベルを維持した。反応器は75℃に保った。触媒添加量は約20ppmRuであり、トリメトキシシランと塩化アリルとの比は約2.0:1.0に保った。反応器上には水コンデンサーを使用した。運転開始直後、反応器は約53%のクロロプロピルトリメトキシシラン、約41%のトリメトキシシラン及び約20ppmのRu(wt/wt)を含んでいた。反応器内の粗CPTMSは、反応器内での4回のターンオーバーに関する平均GCデータとしてのwt%及び標準偏差に基づけば、下記の成分からなっていた。
連続運転中、反応器内の材料は15段型Oldershaw塔の頂部から2番目の段に連続的に供給した。塔のリボイラー温度は167〜169℃に保った。軽質分は、新鮮なトリメトキシシランと共に、1.16g/minの速度で反応器に再循環させた。4回の反応器ターンオーバーに関する平均GCデータとしてのwt%及び標準偏差に基づく軽質分の組成は、以下の通りであった。
塔のリボイラーユニットからのストリップ材料をCPTMS貯留器に連続的に供給した。8時間(4回のターンオーバー)にわたり、粗CPTMSを2.21g/minの速度で捕集したが、4回の反応器ターンオーバーに関する平均GCデータとしてのwt%及び標準偏差に基づくその組成は、以下の通りであった。
比較例6
周囲温度で、トリメトキシシラン28.73g(0.2328モル)を塩化ルテニウム(III)水和物の3.85%Ru(wt/wt)メタノール溶液0.033g(30ppmRu)で処理した。このトリメトキシシラン溶液を加温し、80℃で塩化アリル13.30g(0.1454モル)で処理した。トリメトキシシラン溶液を78〜83℃に保ちながら塩化アリルを1時間にわたり添加した。その添加完了後、反応を80℃で1時間続けた。しかる後、溶液をGCで分析した。この反応に関するGCデータは以下の通りであった。
Claims (10)
- 次式のハロオルガノアルコキシシランの製造方法であって、
(R1)x(R2O)3−xSiCH2CHR3CR4R5X
(式中、R1は炭素原子数1〜6のアルキルであり、R2は炭素原子数1〜6のアルキルであり、R3は炭素原子数1〜6のアルキル基又は水素であり、R4は炭素原子数1〜6のアルキル、水素又はハロゲンであり、R5は水素又は炭素原子数1〜6のアルキルであり、Xはハロゲンであり、xは0、1又は2である。)
触媒有効量のルテニウム含有触媒、反応促進有効量の電子供与性芳香族化合物及び酸素を添加した反応媒質中で、下記の一般式のオレフィンハライドを
H2C=CR3CR4R5X
(式中、R3、R4、R5及びXは上述の意味を有する。)
下記の一般式のアルコキシシランのモル過剰量と
(R1)x(R2O)3−xSiH
(式中、R1、R2及びxは上述の意味を有する。)
反応させることを含んでなり、
前記ルテニウム含有触媒は、Ru 3 (CO) 12 、[Ru(CO) 3 Cl 2 ] 2 、シクロオクタジエン−RuCl 2 、RuCl 3 、(フェニル 3 P) 2 Ru(CO) 2 Cl 2 、(フェニル 3 P) 3 Ru(CO)H 2 、Fe担持Ru、Al 2 O 3 担持Ru、炭素担持Ru、Ru(アセチルアセトネート) 3 、RuBr 3 、(π−アレーン)ルテニウム錯体、(p−シメン)塩化ルテニウム(II)二量体、(ベンゼン)塩化ルテニウム(II)二量体及びRuCl 3 水和物からなる群から選択される方法。 - 電子供与性芳香族化合物が、ベンゼン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トリエチルベンゼン、n−ブチルベンゼン、ジ−t−ブチルベンゼン、ビベンジル、トルエン、t−ブチルトルエン、アニソール、1−フェニルヘキサン、1−フェニルドデカン、m−キシレン、メシチレン、p−シメン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、フェニルエーテル、フェノチアジン及びビフェニルからなる群から選択される、請求項1記載の方法。
- 電子供与性芳香族化合物がルテニウム金属のモル数に対して1〜100モル当量の量で存在する、請求項1又は請求項2記載の方法。
- 電子供与性芳香族化合物がルテニウム金属のモル数に対して20〜30モル当量の量で存在する、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の方法。
- オレフィンハライドが、塩化アリル、塩化メタリル、3−クロロ−1−ブテン、3,4−ジクロロ−1−ブテン及び2−クロロプロペンからなる群から選択され、アルコキシシランがトリメトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、エチルジエトキシシラン及びジエチルエトキシシランからなる群から選択される、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の方法。
- アルコキシシランとオレフィンハライドとの累積モル比が1.3〜3.0の範囲内にある、請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の方法。
- 反応が50℃〜130℃の温度で実施される、請求項1乃至請求項6のいずれか1項記載の方法。
- ルテニウム含有触媒が、Ru3(CO)12、[Ru(CO)3Cl2]2、シクロオクタジエン−RuCl2、RuCl3、(フェニル 3P)2Ru(CO)2Cl2、(フェニル 3P)3Ru(CO)H2、Fe担持Ru、Al2O3担持Ru、炭素担持Ru、Ru(アセチルアセトネート) 3 、RuBr3 及びRuCl 3 水和物からなる群から選択され、
触媒活性化は、希薄な酸素の添加によって達成される、請求項1乃至請求項7のいずれか1項記載の方法。 - 反応媒質中に存在するルテニウムの量が、オレフィンハライド及びアルコキシシランの総重量に対して5〜100ppmである、請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載の方法。
- 下記の一般式のクロロアルキルメトキシシランの製造方法であって、
(CH3)x(CH3O)3−xSiCH2CHR3CR4R5Cl
(式中、R3は炭素原子数1〜6のアルキル又は水素であり、R4は炭素原子数1〜6のアルキル、水素又は塩素であり、R5は水素又は炭素原子数1〜6のアルキルであり、xは0、1又は2である。)
下記の一般式のオレフィンクロライドと
H2C=CR3CR4R5Cl
(式中、R3、R4及びR5は上述の意味を有する。)
下記の一般式のメトキシシランのモル過剰量とを、
(CH3)x(CH3O)3−xSiH
(式中、xは上述の意味を有する。)
オレフィンクロライド及びメトキシシランの総重量を基準にして5〜100ppmのルテニウムを含むルテニウム含有触媒、ルテニウム金属のモル数に対して1〜100モル当量の電子供与性芳香族化合物及び酸素を添加した反応媒質中で、
メトキシシランとオレフィンクロライドとの累積モル比が1.3〜3.0となるようにして50〜130℃の温度で反応させることを含んでなり、
前記ルテニウム含有触媒は、Ru 3 (CO) 12 、[Ru(CO) 3 Cl 2 ] 2 、シクロオクタジエン−RuCl 2 、RuCl 3 、(フェニル 3 P) 2 Ru(CO) 2 Cl 2 、(フェニル 3 P) 3 Ru(CO)H 2 、Fe担持Ru、Al 2 O 3 担持Ru、炭素担持Ru、Ru(アセチルアセトネート) 3 、RuBr 3 、(π−アレーン)ルテニウム錯体、(p−シメン)塩化ルテニウム(II)二量体、(ベンゼン)塩化ルテニウム(II)二量体及びRuCl 3 水和物からなる群から選択される方法。
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