JP4638568B2 - プロピルシランの製造法 - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素シランおよびアリル化合物から３−官能化プロピルシランを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水素シラン、例えばトリクロロシランは、アリル化合物の存在で、白金含有触媒を用いて３−クロロプロピルシランに変換されることができる。この反応は、一般に、ヒドロシリル化と呼ばれている（例えば反応式Ｉ参照）。
【０００３】
反応は、白金含有触媒を用いて均一系または不均一系で実施されることができる。均一系触媒による製造の場合には、触媒として、可溶性白金化合物、例えばＨ2ＰｔＣｌ6・６Ｈ2Ｏが使用される（ドイツ連邦共和国特許出願公告第１９８２５７９３．７号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第２８５１４５６号、チェコスロバキア社会主義共和国特許第１７６９１０号、米国特許第４２９２４３３号、同第４２９２４３４号、ドイツ連邦共和国特許出願公告第１１８７２４０号、ドイツ連邦共和国特許第１１６５０２８号明細書）。不均一系ヒドロシリル化のためには、担持された白金触媒が使用される（米国特許第２６３７７３８号、ドイツ連邦共和国特許第２０１２２２９号、同第２８１５３１６号明細書）。
【０００４】
例えば塩化アリルと水素シランを反応させて３−クロロプロピルシランに変換する際に、使用された塩化アリルの一部は、副反応でプロパンおよびそのつどクロロシランを形成しながら、水素シランと反応することは公知である（例えば反応式ＩＩ参照）。
【０００５】
塩化アリルとトリクロロシランの反応の際に、使用した塩化アリルの２５〜３０％までは、トリクロロシランとのこの副反応により、プロペンおよび四塩化ケイ素に変換されうる。粗生成物中のクロロプロピルシランと四塩化ケイ素とのモル比は、反応の選択率に対する１つの尺度であり、かつ２．３３：１（使用された塩化アリルに対して収率７０％）〜３：１（収率７５％）の間の典型的な値を達成する。
【０００６】
更に、圧力装置中での特別な反応実施によってプロペン形成を低下させることができることも公知であるが；しかしながら、この運転方法は、副反応の範囲で生じるプロペンが、使用された水素シランと定量的に更に反応してプロピルシランに変換されるという結果となる。また、常圧下に常法で実施される反応の場合に、プロペンは、かなりの程度で相応するプロピルシランに変換される（ドイツ連邦共和国特許第３４０４７０３号明細書）（例えば反応式３参照）。
【０００７】
従って、例えば工業プラントにおいて、塩化アリルおよびトリクロロシランの不均一系触媒反応の際に、白金−活性炭触媒で充填した塔を用いて３−クロロプロピルトリクロロシラン１０００ｋｇあたりプロピルトリクロロシラン２３０ｋｇまでが得られ、このことはトリクロロシラン約２８％の多大な必要量を意味する（ドイツ連邦共和国特許第４１１９９９４号明細書）。トリクロロシランの付加的な必要量とともに、望ましくないプロピルシラン分離が困難なことおよび廃棄物処理に費用がかかることにより、別の障害が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、上記の欠点を有しない３−官能化プロピルシランの製造方法を発展させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の対象は、一般式ＩＶ
Ｈ2Ｃ＝ＣＨ−ＣＨ2Ｘ （ＩＶ）
［式中、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｆ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＳＨ、ＳＲ、ＯＨ、ＮＲＲ1またはＯＲであってよく、かつＲおよびＲ1は、双方とも互いに独立して（Ｃ1〜Ｃ6）−アルキルまたは（Ｃ3〜Ｃ7）−アリールを表す］で示されるアリル化合物を、式Ｖ
Ｒ2Ｒ3Ｒ4ＳｉＨ （Ｖ）
［式中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は、全て互いに独立して、水素、ハロゲン、（Ｃ1〜Ｃ6−アルキル、（Ｃ1〜Ｃ6）−ハロアルキル、（Ｃ3〜Ｃ6）−アリル、（Ｃ1〜Ｃ4）−アルコキシ、フェニル、アリールまたはアラルキルを表していてよい］で示されるシランに、担持された多元素触媒であり、そのうちの１つの元素が白金であることにより特徴付けられている触媒の存在で、０〜２００℃の反応温度および２００ミリバール〜１０バールの圧力で付加させることにより、３−官能化プロピルシランを製造する方法である。Ｘには、ハロゲン、殊に塩素の使用が好ましい。
【００１０】
式Ｖのシランとして、トリクロロシラン、メチル水素ジクロロシラン、プロピル水素ジクロロシランまたはジメチル水素クロロシランが使用されることができる。
【００１１】
本発明による方法における触媒の使用は、常圧、過剰圧および減圧で可能である。その際、好ましくは、２００ミリバール〜１０バール、殊に８００ミリバール〜６バールの圧力で運転される。特に好ましくは、８００ミリバール〜２バールの圧力である。
【００１２】
本発明による方法における触媒の使用は、一方ではバッチ式で行われることができ、即ち、全ての塩化アリルが変換されるまで、アリル化合物および過剰に使用される水素シランを、適当な容器中で触媒と一緒に０℃〜２００℃の温度および２００ミリバール〜１０バールの圧力で反応させる。また、他方で、触媒は、連続的方法で使用されてよい。触媒は、反応器中へ充填され、かつ０℃〜２００℃の温度および２００ミリバール〜１０バールの圧力で、アリル化合物および過剰に使用される水素シランから溢流し；その際、反応が行われて相当するクロロプロピルシランに変換される。
【００１３】
本発明による方法における触媒は、担体、白金および少なくとも１つの他の元素を含有する。
【００１４】
担体材料として、全ての常用の材料、例えば、石炭、シリケートおよび金属酸化物が該当しうる。担体の例は、活性炭、コークスおよびグラファイト、ゼオライトおよび中間孔性材料であるデロキサン(Deloxane)(登録商標)、カーバイドおよび無機酸化物、例えば二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、シリケート、二酸化チタンおよび酸化ジルコンである。担体材料は、顆粒、押出物、球またはさもなければ常用の形で存在してよい。触媒は、担体上への活性物質の含浸、吸収、浸透または沈澱により製造されることができる。
【００１５】
白金成分として、無機白金化合物だけではなく、例えばヘキサクロロ白金酸、硝酸白金、白金テトラミン塩化物(Platintetraminchlorid)、白金テトラミン硝酸塩(Platintetraminnitrat)、酢酸白金、白金テトラミン炭酸塩(Platintetramincarbonat)、白金亜硫酸塩(Platinsulfitsaeure)、酸化白金水和物、ならびに有機白金化合物および／または金属有機白金化合物として、例えばメチルエタノールアミンヘキサヒドロオキソ白金酸塩(Methylethanolaminhydroxoplatinat)、白金−テトラキス（トリフェニルホスファン）、白金アセチルアセトネート(Platinacetylacetonat)が使用されてよい。一般に、白金化合物の製造は、"Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie", 第８版, 第68巻に記載されている。その際、白金含有化合物は、個々に、または任意の混合物で担体上に施与されることができる。担体上の白金の濃度は、担体に対して０．０５〜１０質量％、好ましくは０．２〜５質量％であってよい。白金は、担体上にイオン状または元素状で存在してよい。
【００１６】
触媒の別の元素として、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、銅、銀、金、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、インジウム、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス、サマリウムおよび／または硫黄が、担体上に施与されてよい。好ましくは、チタン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、アルミニウム、インジウム、スズおよび／または硫黄である。特に好ましくは、アルミニウム、インジウムおよび硫黄である。その際、元素は、個々に、または任意の組合せで白金に対して付加的に施与されることができる。
【００１７】
白金に対して付加的に使用される金属は、その無機塩の水溶液またはアルコール性溶液として施与される。例えば、硝酸パラジウム、塩化ルテニウム、塩化ロジウム、硝酸インジウム、硝酸アルミニウム、酸化ビスマスまたは塩化コバルトとして。金属成分の施与は競合して、ならびに連続して、任意の順序で白金成分の施与のために行うことができる。金属化合物は、水素を用いて担体上で４００℃を上回る温度で還元される。この還元技術は、施与される元素の１つが硫黄である場合には、使用されない。
【００１８】
硫黄は、硫黄含有化合物として担体上に施与される。硫黄含有成分は、硫酸塩、亜硫酸塩、硫化物、スルホキシド、スルファン、ポリスルファンもしくはチオールまたはまさに一般的な硫黄化合物であり、その際、硫黄は、形式的な酸化数−２〜＋６で存在する。このための例は、殊にジメチルスルホキシド、硫化ジメチル、チオ尿素、チオアセトアミド、硫化ナトリウムおよびテトラヒドロチオフェンである。その際、硫黄含有化合物は、単独で、または任意の混合物で使用されることができる。
【００１９】
また、硫黄含有成分として、白金原子に１つまたはそれ以上の硫黄含有の有機基を有する金属有機白金化合物が使用されてよく、例えば（ＴＨＴ）2ＰｔＣｌ2（ＴＨＴ＝テトラヒドロチオフェン、E. G. Cox他, J. Chem. Soc. A (1934), 182）、（ＤＭＳＯ）2ＰｔＣｌ2（ＤＭＳＯ＝ジメチルスルホキシド、J. H. Pierce他, Inorg. Chem. 11 (1972), 182）または（Ｅｔ2Ｓ）2ＰｔＣｌ2（E. G. Cox他, J. Chem. Soc. A (1934), 182）である。
【００２０】
担体上への硫黄含有白金成分の施与は、文献（C. N. Satterfield, Heterogeneous Catalysis in Practice, McGraw-Hill Book Company, New York 1980, 68以降；J. Hagen, Technische Katalyse, VCH Verlag, Weinheim 1996, 87以降；J. Falbe, U. Hasserodt, Katalysatoren, Tenside und Mineraloeladditive, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1978, 7以降）から公知方法により行われ、その際、担体上への硫黄含有成分の施与は、ヒドロシリル化反応における使用前に、またはエダクト混合物との反応中に（原位置で）行われてよい。硫黄含有白金成分は、担体の施与後に還元されてもよいし、酸化された形のままにしていてよい。
【００２１】
担体上の白金および別の元素のモル比は、０．００１：１〜１００：１、好ましくは０．０１：１〜５０：１、特に好ましくは０．０５：１〜２０：１であってよい。担体上の白金および別の金属の全量は、０．０１〜２０質量％、好ましくは０．１〜１０質量％である。
【００２２】
次の例１〜６は、触媒の製造を例示的に証明する。例７および８は、比較例として用いている。例９〜１４は、本発明による方法における触媒の使用が記載されており、また、例１５および１６は、本明細書中では比較例として用いられる。
【００２３】
その際、選択率の記載で、所望の生成物３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ）と、四塩化ケイ素とのモル比が分かる。その際、本発明による例は、達成された選択率および３−クロロプロピルトリクロロシランの収率により、本発明による方法において、常用の不均一系触媒に対してこの触媒が卓越していることを示している。
【００２４】
【実施例】
例１
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸２．１ｇの水溶液で被覆し、かつ空気流中で１００℃で乾燥させる。引続き材料を、４００℃でＨ2／Ｎ2ガス混合物（５％ Ｈ2）で還元し、水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥させる。
【００２５】
乾燥した材料に、ジメチルスルホキシド３．２３ｇを有する水溶液、引続きヒドラジン１．５５ｇを有する水溶液を添加する。引続き乾燥は、１０５℃で行われる。
【００２６】
例２
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸２．１ｇおよびジメチルスルホキシド２．４２ｇの水溶液で被覆し、空気流中で１００℃で乾燥させる。引続き、材料をヒドラジン１０．３３ｇを有するヒドラジン水溶液中で還元する。材料を、引続き水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１０５℃で１２時間乾燥させる。
【００２７】
例３
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸２．１ｇおよびジメチルスルホキシド３．２３ｇの水溶液で被覆し、空気流中で１００℃で乾燥させた。引続き、材料をヒドラジン１２．９２ｇを含有するヒドラジン水溶液中で還元する。材料を、引続き水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１０５℃で１２時間乾燥させる。
【００２８】
例４
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸１．８５ｇおよび硝酸アルミニウム無水物１．１４ｇの水溶液で被覆し、空気流中で１００℃で乾燥させる。引続き、材料を６００℃でＨ2／Ｎ2ガス混合物（５％ Ｈ2）で還元し、水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥させる。
【００２９】
例５
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸１．３２ｇおよび硝酸インジウム１．１４ｇの水溶液で被覆し、空気流中で１００℃で乾燥させる。引続き、材料を５００℃でＨ2／Ｎ2ガス混合物（５％ Ｈ2）で還元し、水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥させる。
【００３０】
例６
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸１．３２ｇおよび硝酸インジウム１．１４ｇの水溶液で被覆し、空気流中で１００℃で乾燥させる。引続き、材料を６００℃でＨ2／Ｎ2ガス混合物（５％ Ｈ2）で還元し、水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥させる。
【００３１】
例７（比較例）
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸２．１ｇの水溶液で被覆し、かつ空気流中で１００℃で乾燥させる。引続き材料を４００℃でＨ2／Ｎ2ガス混合物（５％ Ｈ2）で還元し、水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥させる。
【００３２】
例８（比較例）
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸２．１ｇの水溶液で被覆し、空気流中で１００℃で乾燥させる。それに引続き、材料を、ヒドラジン２．５６ｇを有するヒドラジン水溶液中で還元する。引続き材料を水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥させる。
【００３３】
例９
マントルヒーター(Heizpilz)、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流冷却器を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例１からの本発明による触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応の過程で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換されることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。反応を、沸騰温度が高い水準で長期に亘り一定のままである場合に終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に、次の生成物組成が得られる：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） １．７１質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） ０．０７質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） ２０．５８質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） １．１２質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ７６．０３質量％
従って、物質量に対する反応の選択率には、２．９６：１の値で得られ、これは、塩化アリルに対して３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７４．７％に相当する。
【００３４】
例１０
マントルヒーター、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流冷却器を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例２からの本発明による触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応の過程で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換されることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。反応を、沸騰温度が高い水準で長期間に亘り一定のままである場合に終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に、次の生成物組成が得られる：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） ０．８２質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） ０．２６質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） ２０．１８質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） １．１５質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ７６．９６質量％
従って、物質量に対する反応の選択率には、３．０６：１の値が得られ、これは、塩化アリルに対して３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７５．４％に相当する。
【００３５】
例１１
マントルヒーター、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流冷却器を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例３からの本発明による触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応の過程で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換されることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。反応を、沸騰温度が高い水準で長期に亘り一定のままである場合に終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に、次の生成物組成を与える：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） ０．６６質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） ０．４０質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） ２０．３１質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） １．０３質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ７６．９２質量％
従って、物質量に対して反応の選択率には、３．０４：１の値が得られ、これは、塩化アリルに対して３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７５．２％で生じる。
【００３６】
例１２
マントルヒーター、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流冷却器を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例４からの本発明による触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応の過程で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換されることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。反応を、沸騰温度が高い水準で長期に亘り一定のままである場合に終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に、次の生成物組成が得られる：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） ２．５６質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） １．３４質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） １９．５５質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） ２．７６質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ７３．７９質量％
従って、物質量に対する反応の選択率には、３．０３：１の値が得られ、これは、塩化アリルに対して３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７５．２％に相当する。
【００３７】
例１３
マントルヒーター、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流冷却器を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例５からの本発明による触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応の過程で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換させることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。反応を、沸騰温度が高い水準で長期に亘り一定のままである場合に終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に、次の生成物組成が得られる：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） ３．１３質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） １．２１質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） １８．７５質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） ２．４０質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ７４．５１質量％
従って、物質量に対する反応の選択率には、３．１９：１の値が得られ、これは塩化アリルに対して３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７６．１％に相当する。
【００３８】
例１４
マントルヒーター、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流冷却器を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例６からの本発明による触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応の過程で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換されることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。反応を、沸点が高い水準で長期に亘り一定のままである場合に終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に次の生成物組成が得られる：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） ２．４５質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） ０．７５質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） １９．１５質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） ２．３７質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ７５．２７質量％
従って、物質量に対する反応の選択率には、３．１５：１の値が得られ、これは塩化アリルに対しての３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７５．９％に相当する。
【００３９】
例１５（比較例）
マントルヒーター、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流冷却器を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例７からの本発明によらない触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応過程中で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換されることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。反応を、沸騰温度が高い水準で長期に亘り一定のままである場合に終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に、次の生成物組成が得られる：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） ２５．４７質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） １．８３質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） １９．８９質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） ３．４１質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ４９．３９質量％
従って、物質量に対する反応の選択率には、２．４８：１の値が得られ、これは塩化アリルに対して３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７１．３％に相当する。
【００４０】
例１６（比較例）
マントルヒーター、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流撹拌機を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例８からの本発明によらない触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応過程で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換されることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。沸騰温度が高い水準で長期に亘り一定のままである場合には、反応を終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に、次の生成物組成が得られる：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） ９．３６質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） ５．８６質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） ２０．０２質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） ３．６７質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ６０．２７質量％
従って、物質量に対する反応の選択率には、２．４１：１の値が得られ、これは塩化アリルに対して３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７０．７％に相当する。
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素シランおよびアリル化合物から３−官能化プロピルシランを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水素シラン、例えばトリクロロシランは、アリル化合物の存在で、白金含有触媒を用いて３−クロロプロピルシランに変換されることができる。この反応は、一般に、ヒドロシリル化と呼ばれている（例えば反応式Ｉ参照）。
【０００３】
【０００４】
例えば塩化アリルと水素シランを反応させて３−クロロプロピルシランに変換する際に、使用された塩化アリルの一部は、副反応でプロパンおよびそのつどクロロシランを形成しながら、水素シランと反応することは公知である（例えば反応式ＩＩ参照）。
【０００５】
【０００６】
更に、圧力装置中での特別な反応実施によってプロペン形成を低下させることができることも公知であるが；しかしながら、この運転方法は、副反応の範囲で生じるプロペンが、使用された水素シランと定量的に更に反応してプロピルシランに変換されるという結果となる。また、常圧下に常法で実施される反応の場合に、プロペンは、かなりの程度で相応するプロピルシランに変換される（ドイツ連邦共和国特許第３４０４７０３号明細書）（例えば反応式３参照）。
【０００７】
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、上記の欠点を有しない３−官能化プロピルシランの製造方法を発展させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の対象は、一般式ＩＶ
Ｈ2Ｃ＝ＣＨ−ＣＨ2Ｘ （ＩＶ）
［式中、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｆ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＳＨ、ＳＲ、ＯＨ、ＮＲＲ1またはＯＲであってよく、かつＲおよびＲ1は、双方とも互いに独立して（Ｃ1〜Ｃ6）−アルキルまたは（Ｃ3〜Ｃ7）−アリールを表す］で示されるアリル化合物を、式Ｖ
Ｒ2Ｒ3Ｒ4ＳｉＨ （Ｖ）
［式中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は、全て互いに独立して、水素、ハロゲン、（Ｃ1〜Ｃ6−アルキル、（Ｃ1〜Ｃ6）−ハロアルキル、（Ｃ3〜Ｃ6）−アリル、（Ｃ1〜Ｃ4）−アルコキシ、フェニル、アリールまたはアラルキルを表していてよい］で示されるシランに、担持された多元素触媒であり、そのうちの１つの元素が白金であることにより特徴付けられている触媒の存在で、０〜２００℃の反応温度および２００ミリバール〜１０バールの圧力で付加させることにより、３−官能化プロピルシランを製造する方法である。Ｘには、ハロゲン、殊に塩素の使用が好ましい。
【００１０】
式Ｖのシランとして、トリクロロシラン、メチル水素ジクロロシラン、プロピル水素ジクロロシランまたはジメチル水素クロロシランが使用されることができる。
【００１１】
本発明による方法における触媒の使用は、常圧、過剰圧および減圧で可能である。その際、好ましくは、２００ミリバール〜１０バール、殊に８００ミリバール〜６バールの圧力で運転される。特に好ましくは、８００ミリバール〜２バールの圧力である。
【００１２】
本発明による方法における触媒の使用は、一方ではバッチ式で行われることができ、即ち、全ての塩化アリルが変換されるまで、アリル化合物および過剰に使用される水素シランを、適当な容器中で触媒と一緒に０℃〜２００℃の温度および２００ミリバール〜１０バールの圧力で反応させる。また、他方で、触媒は、連続的方法で使用されてよい。触媒は、反応器中へ充填され、かつ０℃〜２００℃の温度および２００ミリバール〜１０バールの圧力で、アリル化合物および過剰に使用される水素シランから溢流し；その際、反応が行われて相当するクロロプロピルシランに変換される。
【００１３】
本発明による方法における触媒は、担体、白金および少なくとも１つの他の元素を含有する。
【００１４】
担体材料として、全ての常用の材料、例えば、石炭、シリケートおよび金属酸化物が該当しうる。担体の例は、活性炭、コークスおよびグラファイト、ゼオライトおよび中間孔性材料であるデロキサン(Deloxane)(登録商標)、カーバイドおよび無機酸化物、例えば二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、シリケート、二酸化チタンおよび酸化ジルコンである。担体材料は、顆粒、押出物、球またはさもなければ常用の形で存在してよい。触媒は、担体上への活性物質の含浸、吸収、浸透または沈澱により製造されることができる。
【００１５】
白金成分として、無機白金化合物だけではなく、例えばヘキサクロロ白金酸、硝酸白金、白金テトラミン塩化物(Platintetraminchlorid)、白金テトラミン硝酸塩(Platintetraminnitrat)、酢酸白金、白金テトラミン炭酸塩(Platintetramincarbonat)、白金亜硫酸塩(Platinsulfitsaeure)、酸化白金水和物、ならびに有機白金化合物および／または金属有機白金化合物として、例えばメチルエタノールアミンヘキサヒドロオキソ白金酸塩(Methylethanolaminhydroxoplatinat)、白金−テトラキス（トリフェニルホスファン）、白金アセチルアセトネート(Platinacetylacetonat)が使用されてよい。一般に、白金化合物の製造は、"Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie", 第８版, 第68巻に記載されている。その際、白金含有化合物は、個々に、または任意の混合物で担体上に施与されることができる。担体上の白金の濃度は、担体に対して０．０５〜１０質量％、好ましくは０．２〜５質量％であってよい。白金は、担体上にイオン状または元素状で存在してよい。
【００１６】
触媒の別の元素として、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、銅、銀、金、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、インジウム、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス、サマリウムおよび／または硫黄が、担体上に施与されてよい。好ましくは、チタン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、アルミニウム、インジウム、スズおよび／または硫黄である。特に好ましくは、アルミニウム、インジウムおよび硫黄である。その際、元素は、個々に、または任意の組合せで白金に対して付加的に施与されることができる。
【００１７】
白金に対して付加的に使用される金属は、その無機塩の水溶液またはアルコール性溶液として施与される。例えば、硝酸パラジウム、塩化ルテニウム、塩化ロジウム、硝酸インジウム、硝酸アルミニウム、酸化ビスマスまたは塩化コバルトとして。金属成分の施与は競合して、ならびに連続して、任意の順序で白金成分の施与のために行うことができる。金属化合物は、水素を用いて担体上で４００℃を上回る温度で還元される。この還元技術は、施与される元素の１つが硫黄である場合には、使用されない。
【００１８】
硫黄は、硫黄含有化合物として担体上に施与される。硫黄含有成分は、硫酸塩、亜硫酸塩、硫化物、スルホキシド、スルファン、ポリスルファンもしくはチオールまたはまさに一般的な硫黄化合物であり、その際、硫黄は、形式的な酸化数−２〜＋６で存在する。このための例は、殊にジメチルスルホキシド、硫化ジメチル、チオ尿素、チオアセトアミド、硫化ナトリウムおよびテトラヒドロチオフェンである。その際、硫黄含有化合物は、単独で、または任意の混合物で使用されることができる。
【００１９】
また、硫黄含有成分として、白金原子に１つまたはそれ以上の硫黄含有の有機基を有する金属有機白金化合物が使用されてよく、例えば（ＴＨＴ）2ＰｔＣｌ2（ＴＨＴ＝テトラヒドロチオフェン、E. G. Cox他, J. Chem. Soc. A (1934), 182）、（ＤＭＳＯ）2ＰｔＣｌ2（ＤＭＳＯ＝ジメチルスルホキシド、J. H. Pierce他, Inorg. Chem. 11 (1972), 182）または（Ｅｔ2Ｓ）2ＰｔＣｌ2（E. G. Cox他, J. Chem. Soc. A (1934), 182）である。
【００２０】
担体上への硫黄含有白金成分の施与は、文献（C. N. Satterfield, Heterogeneous Catalysis in Practice, McGraw-Hill Book Company, New York 1980, 68以降；J. Hagen, Technische Katalyse, VCH Verlag, Weinheim 1996, 87以降；J. Falbe, U. Hasserodt, Katalysatoren, Tenside und Mineraloeladditive, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1978, 7以降）から公知方法により行われ、その際、担体上への硫黄含有成分の施与は、ヒドロシリル化反応における使用前に、またはエダクト混合物との反応中に（原位置で）行われてよい。硫黄含有白金成分は、担体の施与後に還元されてもよいし、酸化された形のままにしていてよい。
【００２１】
担体上の白金および別の元素のモル比は、０．００１：１〜１００：１、好ましくは０．０１：１〜５０：１、特に好ましくは０．０５：１〜２０：１であってよい。担体上の白金および別の金属の全量は、０．０１〜２０質量％、好ましくは０．１〜１０質量％である。
【００２２】
次の例１〜６は、触媒の製造を例示的に証明する。例７および８は、比較例として用いている。例９〜１４は、本発明による方法における触媒の使用が記載されており、また、例１５および１６は、本明細書中では比較例として用いられる。
【００２３】
その際、選択率の記載で、所望の生成物３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ）と、四塩化ケイ素とのモル比が分かる。その際、本発明による例は、達成された選択率および３−クロロプロピルトリクロロシランの収率により、本発明による方法において、常用の不均一系触媒に対してこの触媒が卓越していることを示している。
【００２４】
【実施例】
例１
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸２．１ｇの水溶液で被覆し、かつ空気流中で１００℃で乾燥させる。引続き材料を、４００℃でＨ2／Ｎ2ガス混合物（５％ Ｈ2）で還元し、水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥させる。
【００２５】
乾燥した材料に、ジメチルスルホキシド３．２３ｇを有する水溶液、引続きヒドラジン１．５５ｇを有する水溶液を添加する。引続き乾燥は、１０５℃で行われる。
【００２６】
例２
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸２．１ｇおよびジメチルスルホキシド２．４２ｇの水溶液で被覆し、空気流中で１００℃で乾燥させる。引続き、材料をヒドラジン１０．３３ｇを有するヒドラジン水溶液中で還元する。材料を、引続き水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１０５℃で１２時間乾燥させる。
【００２７】
例３
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸２．１ｇおよびジメチルスルホキシド３．２３ｇの水溶液で被覆し、空気流中で１００℃で乾燥させた。引続き、材料をヒドラジン１２．９２ｇを含有するヒドラジン水溶液中で還元する。材料を、引続き水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１０５℃で１２時間乾燥させる。
【００２８】
例４
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸１．８５ｇおよび硝酸アルミニウム無水物１．１４ｇの水溶液で被覆し、空気流中で１００℃で乾燥させる。引続き、材料を６００℃でＨ2／Ｎ2ガス混合物（５％ Ｈ2）で還元し、水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥させる。
【００２９】
例５
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸１．３２ｇおよび硝酸インジウム１．１４ｇの水溶液で被覆し、空気流中で１００℃で乾燥させる。引続き、材料を５００℃でＨ2／Ｎ2ガス混合物（５％ Ｈ2）で還元し、水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥させる。
【００３０】
例６
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸１．３２ｇおよび硝酸インジウム１．１４ｇの水溶液で被覆し、空気流中で１００℃で乾燥させる。引続き、材料を６００℃でＨ2／Ｎ2ガス混合物（５％ Ｈ2）で還元し、水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥させる。
【００３１】
例７（比較例）
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸２．１ｇの水溶液で被覆し、かつ空気流中で１００℃で乾燥させる。引続き材料を４００℃でＨ2／Ｎ2ガス混合物（５％ Ｈ2）で還元し、水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥させる。
【００３２】
例８（比較例）
１ ｌのＰＥ容器中で、活性炭９９．０ｇをヘキサクロロ白金酸２．１ｇの水溶液で被覆し、空気流中で１００℃で乾燥させる。それに引続き、材料を、ヒドラジン２．５６ｇを有するヒドラジン水溶液中で還元する。引続き材料を水で洗浄し、真空乾燥オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥させる。
【００３３】
例９
マントルヒーター(Heizpilz)、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流冷却器を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例１からの本発明による触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応の過程で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換されることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。反応を、沸騰温度が高い水準で長期に亘り一定のままである場合に終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に、次の生成物組成が得られる：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） １．７１質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） ０．０７質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） ２０．５８質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） １．１２質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ７６．０３質量％
従って、物質量に対する反応の選択率には、２．９６：１の値で得られ、これは、塩化アリルに対して３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７４．７％に相当する。
【００３４】
例１０
マントルヒーター、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流冷却器を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例２からの本発明による触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応の過程で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換されることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。反応を、沸騰温度が高い水準で長期間に亘り一定のままである場合に終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に、次の生成物組成が得られる：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） ０．８２質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） ０．２６質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） ２０．１８質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） １．１５質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ７６．９６質量％
従って、物質量に対する反応の選択率には、３．０６：１の値が得られ、これは、塩化アリルに対して３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７５．４％に相当する。
【００３５】
例１１
マントルヒーター、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流冷却器を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例３からの本発明による触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応の過程で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換されることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。反応を、沸騰温度が高い水準で長期に亘り一定のままである場合に終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に、次の生成物組成を与える：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） ０．６６質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） ０．４０質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） ２０．３１質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） １．０３質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ７６．９２質量％
従って、物質量に対して反応の選択率には、３．０４：１の値が得られ、これは、塩化アリルに対して３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７５．２％で生じる。
【００３６】
例１２
マントルヒーター、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流冷却器を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例４からの本発明による触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応の過程で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換されることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。反応を、沸騰温度が高い水準で長期に亘り一定のままである場合に終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に、次の生成物組成が得られる：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） ２．５６質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） １．３４質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） １９．５５質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） ２．７６質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ７３．７９質量％
従って、物質量に対する反応の選択率には、３．０３：１の値が得られ、これは、塩化アリルに対して３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７５．２％に相当する。
【００３７】
例１３
マントルヒーター、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流冷却器を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例５からの本発明による触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応の過程で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換させることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。反応を、沸騰温度が高い水準で長期に亘り一定のままである場合に終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に、次の生成物組成が得られる：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） ３．１３質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） １．２１質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） １８．７５質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） ２．４０質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ７４．５１質量％
従って、物質量に対する反応の選択率には、３．１９：１の値が得られ、これは塩化アリルに対して３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７６．１％に相当する。
【００３８】
例１４
マントルヒーター、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流冷却器を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例６からの本発明による触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応の過程で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換されることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。反応を、沸点が高い水準で長期に亘り一定のままである場合に終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に次の生成物組成が得られる：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） ２．４５質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） ０．７５質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） １９．１５質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） ２．３７質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ７５．２７質量％
従って、物質量に対する反応の選択率には、３．１５：１の値が得られ、これは塩化アリルに対しての３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７５．９％に相当する。
【００３９】
例１５（比較例）
マントルヒーター、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流冷却器を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例７からの本発明によらない触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応過程中で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換されることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。反応を、沸騰温度が高い水準で長期に亘り一定のままである場合に終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に、次の生成物組成が得られる：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） ２５．４７質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） １．８３質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） １９．８９質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） ３．４１質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ４９．３９質量％
従って、物質量に対する反応の選択率には、２．４８：１の値が得られ、これは塩化アリルに対して３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７１．３％に相当する。
【００４０】
例１６（比較例）
マントルヒーター、電磁撹拌機、内部温度計および強力に−３０℃に冷却した還流撹拌機を有する５００ｍｌの三つ口フラスコ中で、３−クロロプロピルトリクロロシラン１００ｇ（４７２ミリモル）、塩化アリル７６．６ｇ（１．０モル）およびトリクロロシラン１４２．３ｇ（１．０５モル）を混合し、例８からの本発明によらない触媒２．０ｇの存在下に沸騰するまで加熱する。反応過程で、低沸点成分が反応して高沸点生成物に変換されることにより、内部温度は、約４０℃から約１１０℃に上昇する。沸騰温度が高い水準で長期に亘り一定のままである場合には、反応を終了する。その後、冷却し、生じた生成混合物をガスクロマトグラフィーにより分析する。溶剤として使用した３−クロロプロピルトリクロロシランの凝縮除去後に、次の生成物組成が得られる：
トリクロロシラン（ＴＣＳ） ９．３６質量％
塩化アリル（ＡＣｌ） ５．８６質量％
四塩化ケイ素（ＳＴＣ） ２０．０２質量％
プロピルトリクロロシラン（ＰＴＳ） ３．６７質量％
３−クロロプロピルトリクロロシラン（Ｃｌ−ＰＴＳ） ６０．２７質量％
従って、物質量に対する反応の選択率には、２．４１：１の値が得られ、これは塩化アリルに対して３−クロロプロピルトリクロロシランの収率７０．７％に相当する。
Claims (5)
- 一般式ＩＶ
Ｈ2Ｃ＝ＣＨ−ＣＨ2Ｘ （ＩＶ）
［式中、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｆ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＳＨ、ＳＲ、ＯＨ、ＮＲＲ1およびＯＲであってよく、かつＲおよびＲ1は、双方とも互いに独立して、（Ｃ1〜Ｃ6）アルキルまたは（Ｃ3〜Ｃ7）アリールを表す］で示されるアリル化合物を、式Ｖ
Ｒ2Ｒ3Ｒ4ＳｉＨ （Ｖ）
［式中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は、全て互いに独立して、水素、ハロゲン、（Ｃ1〜Ｃ6）アルキル、（Ｃ1〜Ｃ6）ハロアルキル、（Ｃ3〜Ｃ6）アリル、（Ｃ1〜Ｃ4）アルコキシ、フェニル、アリールまたはアラルキルであってよい］で示されるシランに、０℃〜２００℃の反応温度および２００ミリバール〜１０バールの圧力で、触媒の存在で付加させることにより、３−官能化プロピルシランを製造する方法において、
触媒が担持された多元素触媒であり、その元素の１つが白金であり、かつ触媒の別の元素が、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、銅、銀、金、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、インジウム、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス、サマリウムおよび／または硫黄であることを特徴とする、３−官能化プロピルシランの製造法。 - 式Ｖのシランとして、トリクロロシラン、メチル水素ジクロロシラン、プロピル水素ジクロロシランまたはジメチル水素クロロシランを使用する、請求項１記載の方法。
- 担体が、活性炭、コークスまたはグラファイト、ゼオライト、デロキサン、カーバイドまたは無機酸化物である、請求項１記載の方法。
- 無機酸化物が、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、シリケート、二酸化チタンまたは酸化ジルコンから選択される、請求項３記載の方法。
- 白金成分が、無機白金化合物、有機白金化合物または金属有機白金化合物である、請求項１記載の方法。
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