JP6147625B2 - シクロヘキサシランの製造方法 - Google Patents
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Description
R1−O−R2 (1)
(式(1)中、R1およびR2は、それぞれ独立したアルキル基であり、R1およびR2の炭素数の合計が5以上である。)
で表される溶媒を用いることを特徴とする。好ましくは、前記式(1)で表される溶媒は、シクロペンチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテルおよびメチルターシャリーブチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも1種の溶媒である。
本発明において、特に好ましい前駆体化合物である前記テトラデカクロロシクロヘキサシラン・ジアニオン含有化合物は、テトラデカクロロシクロヘキサシラン・ジアニオン([Si6Cl14 2-])と該アニオンの対イオンであるカチオンとからなり、好ましくは下記式(2)で示される。
[Xn+]2/n[Si6Cl14 2-] (2)
(式(2)中、Xn+はカチオンである。nはカチオンの価数を示し、好ましくは1である。)
前記第3級ポリアミンには、N,N,N’,N”,N”−ペンタエチルジエチレントリアミン(「ペデタ(pedeta)」と称する)などの、窒素原子にアルキレン基(特にエチレン基などの炭素数1〜6のアルキレン基が好ましい)とアルキル基(特にエチル基などの炭素数1〜6のアルキル基が好ましい)とが結合したポリアルキレンアミン類が含まれ、アルキレンアミンの繰り返し単位は、例えば2以上、好ましくは2〜6程度、さらに好ましくは2〜4程度である。また前記クロロシラン残基は、ケイ素原子に前記第3級ポリアミン、塩素原子及び水素原子が配位したクロロシラン類である。
前記オニウム類には、ホスホニウム類(R3 4P(R3は炭素数1〜6のアルキル基または炭素数6〜20のアリール基)で示されるテトラアルキルホスホニウムやテトラアリールホスホニウム等)、アンモニウム類(R3 4N(R3は炭素数1〜6のアルキル基または炭素数6〜20のアリール基)で示されるテトラアルキルアンモニウムやテトラアリールアンモニウム等)などが含まれる。
前記還元剤の使用量は、適宜設定すればよいが、前記前駆体化合物1モルに対して、2/mモル以上、50/mモル以下が好ましく、より好ましくは5/mモル以上、40/mモル以下、さらに好ましくは10/mモル以上、30/mモル以下である。なお、前記mは、還元剤(特に金属水素化物)1分子当たりの金属−水素結合の数を意味する。還元剤の使用量が多すぎると、後処理に時間を要し生産性が低下する傾向があり、一方、少なすぎると、収率が低下する傾向がある。
R1−O−R2 (1)
(式(1)中、R1およびR2は、それぞれ独立したアルキル基であり、R1およびR2の炭素数の合計が5以上である。)
で表される溶媒(以下「特定溶媒」と称することもある)を用いることが重要である。この溶媒を用いると、目的物シクロヘキサシランが反応液に溶解する一方で、不純物となる残存塩類は反応液に溶解せずに固体として析出することとなる。よって、該反応液をろ過等で固液分離することにより効率よくシクロヘキサシランを単離することができ、高純度のシクロヘキサシランが得られる。
前記式(1)で表される溶媒(特定溶媒)としては、具体的には、シクロペンチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテルおよびメチルターシャリーブチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも1種の溶媒が好ましい。前記特定溶媒は1種のみを用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
前記溶媒(特定溶媒およびその他の溶媒)は、その中に含まれる水や溶存酸素を取り除くため、反応前に蒸留や脱水等の精製を施してもよい。
また前駆体化合物を溶質とする溶液または分散液と、還元剤を溶質とする溶液または分散液とは、溶媒量がほぼ同量となるように各溶液または分散液の溶質濃度を設定することが好ましい。
前記還元反応は、通常、例えば窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスの雰囲気下で行うことが好ましい。
本発明においては、前記固液分離により反応液から固体(残存塩類)を取り除いた後、溶媒を減圧留去させるなどして、シクロヘキサシランを単離することができる。
水素化リチウムアルミニウム:アルドリッチ社製を使用
ジイソプロピルエーテル(脱水品)、ジエチルエーテル(脱水品)、テトラヒドロフラン(脱水品)、1,2−ジメトキシエタン(脱水品):いずれも和光純薬社製を使用
シクロペンチルメチルエーテル:和光純薬社製の脱水品を、Glass Countour社製の溶媒精製装置を通して使用
また、NMR分析は以下の装置で行った。
1H−NMR分析:バリアン社製(400MHz)
29Si−NMR分析:ブルカー社製(400MHz)
窒素ガス雰囲気下、二つ口フラスコに、還元剤として水素化リチウムアルミニウム470mg(12.3mmol)と、溶媒としてシクロペンチルメチルエーテル(CPME)25mLとを入れ、室温で1時間攪拌して、水素化リチウムアルミニウムのスラリー溶液を調製した。別途、アルゴンガス雰囲気下、別の100mL二つ口フラスコに、前駆体化合物として[ペデタ・SiH2Cl+]2[Si6Cl14 2-]を3.1g(2.44mmol)と、溶媒としてシクロペンチルメチルエーテル(CPME)15mLとを入れ、室温で攪拌した。この100mL二つ口フラスコの中に、先に調製した水素化リチウムアルミニウムのスラリー溶液を滴下漏斗から20分かけて滴下し、滴下終了後、室温で5時間攪拌を行うことにより反応させた。なお、反応中は、アルゴンガスをフラスコ内に流通させ、水酸化カリウム水溶液が入ったトラップ2つに通すことにより、本反応で副生成物として発生するシランガスを捕捉、排気した。反応終了後、反応液を窒素ガス雰囲気下で細孔径20〜30μmのガラスフィルターを用いて濾過し、得られた濾液から溶媒を減圧留去して、無色透明の液体としてシクロヘキサシランを得た。
得られたシクロヘキサシランの1H−NMR(400MHz、C6D6)を測定したところ、シクロヘキサシラン由来のピーク(3.35ppm)以外のピークは観測されず、得られたシクロヘキサシランの純度は99%以上であった。なお、29Si−NMR(79MHz、C6D6)についても合わせて測定したところ、29Si−NMRにおいてもシクロヘキサシラン由来のピーク(−106.9ppm)以外のピークは観測されなかった。
溶媒としてCPMEに代えて、ジイソプロピルエーテルを用いたこと以外、実施例1と同様にして、無色透明の液体としてシクロヘキサシランを得た。
得られたシクロヘキサシランの1H−NMR(400MHz、C6D6)を測定したところ、シクロヘキサシラン由来のピーク(3.35ppm)以外のピークは観測されず、得られたシクロヘキサシランの純度は99%以上であった。なお、29Si−NMR(79MHz、C6D6)についても合わせて測定したところ、29Si−NMRにおいてもシクロヘキサシラン由来のピーク(−106.9ppm)以外のピークは観測されなかった。
窒素ガス雰囲気下、二つ口フラスコに、前駆体化合物として[ペデタ・SiH2Cl+]2[Si6Cl14 2-]を3.1g(2.44mmol)と、溶媒としてCPME25mLとを入れ、室温で1時間攪拌して、前駆体化合物のスラリー溶液を調製した。別途、アルゴンガス雰囲気下、別の100mL二つ口フラスコに、還元剤として水素化リチウムアルミニウム470mg(12.3mmol)と、溶媒としてCPME15mLとを入れ、室温で攪拌した。この100mL二つ口フラスコの中に、先に調製した前駆体化合物のスラリー溶液を滴下漏斗から20分かけて滴下し、滴下終了後、室温で5時間攪拌を行うことにより反応させた。なお、反応中は、アルゴンガスをフラスコ内に流通させ、水酸化カリウム水溶液が入ったトラップ2つに通すことにより、本反応で副生成物として発生するシランガスを捕捉、排気した。反応終了後、反応液を窒素ガス雰囲気下で細孔径20〜30μmのガラスフィルターを用いて濾過し、得られた濾液から溶媒を減圧留去して、無色透明の液体としてシクロヘキサシランを得た。
得られたシクロヘキサシランの1H−NMR(400MHz、C6D6)を測定したところ、シクロヘキサシラン由来のピーク(3.35ppm)以外のピークは観測されず、得られたシクロヘキサシランの純度は99%以上であった。なお、29Si−NMR(79MHz、C6D6)についても合わせて測定したところ、29Si−NMRにおいてもシクロヘキサシラン由来のピーク(−106.9ppm)以外のピークは観測されなかった。
窒素ガス雰囲気下、二つ口フラスコに、還元剤として水素化リチウムアルミニウム470mg(12.3mmol)と、溶媒としてCPME25mLとを入れ、室温で1時間攪拌して、水素化リチウムアルミニウムのスラリー溶液を調製した。別途、アルゴンガス雰囲気下、別の100mL二つ口フラスコに、前駆体化合物として[Bu4N+]2[Si6Cl14 2-]を2.8g(2.44mmol)と、溶媒としてCPME15mLとを入れ、室温で攪拌した。この100mL二つ口フラスコの中に、先に調製した水素化リチウムアルミニウムのスラリー溶液を滴下漏斗から20分かけて滴下し、滴下終了後、室温で5時間攪拌を行うことにより反応させた。反応終了後、反応液を窒素ガス雰囲気下で細孔径20〜30μmのガラスフィルターを用いて濾過し、得られた濾液から溶媒を減圧留去して、無色透明の液体としてシクロヘキサシランを得た。
得られたシクロヘキサシランの1H−NMR(400MHz、C6D6)を測定したところ、シクロヘキサシラン由来のピーク(3.35ppm)以外のピークは観測されず、得られたシクロヘキサシランの純度は99%以上であった。なお、29Si−NMR(79MHz、C6D6)についても合わせて測定したところ、29Si−NMRにおいてもシクロヘキサシラン由来のピーク(−106.9ppm)以外のピークは観測されなかった。
実施例1と同様の手法で反応を実施した。反応終了後、反応液を窒素ガス雰囲気下で細孔径20〜30μmのガラスフィルターを用いて濾過し、得られた濾液から溶媒を減圧留去した。次いで、得られた濃縮濾液に窒素ガス雰囲気下でヘキサンを投入し、室温(25℃程度)で1時間攪拌した後、析出した固体を濾過により取り除いた、そして得られた濾液からヘキサンを減圧留去し、無色透明の液体としてシクロヘキサシランを得た。
得られたシクロヘキサシランの1H−NMR(400MHz、C6D6)を測定したところ、シクロヘキサシラン由来のピーク(3.35ppm)以外のピークは観測されず、得られたシクロヘキサシランの純度は99%以上であった。なお、29Si−NMR(79MHz、C6D6)についても合わせて測定したところ、29Si−NMRにおいてもシクロヘキサシラン由来のピーク(−106.9ppm)以外のピークは観測されなかった。
実施例1と同様の手法で反応を実施した。反応終了後、反応液を窒素ガス雰囲気下で細孔径20〜30μmのガラスフィルターを用いて濾過し、得られた濾液から溶媒を減圧留去した。次いで、得られた濃縮濾液に窒素ガス雰囲気下でトルエンを投入し、室温(25℃程度)で1時間攪拌した後、析出した固体を濾過により取り除いた。そして得られた濾液からトルエンを減圧留去し、無色透明の液体としてシクロヘキサシランを得た。
得られたシクロヘキサシランの1H−NMR(400MHz、C6D6)を測定したところ、シクロヘキサシラン由来のピーク(3.35ppm)以外のピークは観測されず、得られたシクロヘキサシランの純度は99%以上であった。なお、29Si−NMR(79MHz、C6D6)についても合わせて測定したところ、29Si−NMRにおいてもシクロヘキサシラン由来のピーク(−106.9ppm)以外のピークは観測されなかった。
アルゴンガス雰囲気下、100mL二つ口フラスコに、前駆体化合物として[ペデタ・SiH2Cl+]2[Si6Cl14 2-]を3.1g(2.44mmol)と、溶媒としてジエチルエーテル15mLとを入れ、室温で攪拌した。この100mL二つ口フラスコの中に、還元剤として1Mの水素化リチウムアルミニウムジエチルエーテル溶液12.3mLを滴下漏斗から20分かけて滴下し、滴下終了後、室温で5時間攪拌を行うことにより反応させた。なお、反応中は、アルゴンガスをフラスコ内に流通させ、水酸化カリウム水溶液が入ったトラップ2つに通すことにより、本反応で副生成物として発生するシランガスを捕捉、排気した。反応終了後、反応液を窒素ガス雰囲気下で細孔径20〜30μmのガラスフィルターを用いて濾過し、得られた濾液から溶媒を減圧留去して、白色の沈殿物を含んだシクロヘキサシランを得た。
アルゴンガス雰囲気下、100mL二つ口フラスコに、前駆体化合物として[ペデタ・SiH2Cl+]2[Si6Cl14 2-]を3.1g(2.44mmol)と、溶媒としてテトラヒドロフラン15mLとを入れ、室温で攪拌した。この100mL二つ口フラスコの中に、還元剤として2Mの水素化リチウムアルミニウムテトラヒドロフラン溶液6.2mLを滴下漏斗から20分かけて滴下し、滴下終了後、室温で5時間攪拌を行うことにより反応させた。なお、反応中は、アルゴンガスをフラスコ内に流通させ、水酸化カリウム水溶液が入ったトラップ2つに通すことにより、本反応で副生成物として発生するシランガスを捕捉、排気した。反応終了後、反応液を窒素ガス雰囲気下で細孔径20〜30μmのガラスフィルターを用いて濾過し、得られた濾液から溶媒を減圧留去したところ、目的のシクロヘキサシランは得られなかった。
アルゴンガス雰囲気下、100mL二つ口フラスコに、前駆体化合物として[ペデタ・SiH2Cl+]2[Si6Cl14 2-]を3.1g(2.44mmol)と、還元剤として水素化リチウムアルミニウム470mg(12.3mmol)とを入れ、室温で攪拌した。この100mL二つ口フラスコの中に、溶媒として1,2−ジメトキシエタン25mLを滴下漏斗から20分かけて滴下し、滴下終了後、室温で5時間攪拌を行うことにより反応させた。なお、反応中は、アルゴンガスをフラスコ内に流通させ、水酸化カリウム水溶液が入ったトラップ2つに通すことにより、本反応で副生成物として発生するシランガスを捕捉、排気した。反応終了後、反応液を窒素ガス雰囲気下で細孔径20〜30μmのガラスフィルターを用いて濾過し、得られた濾液から溶媒を減圧留去したところ、目的のシクロヘキサシランは得られなかった。
Claims (6)
- 塩素化シクロへキサシラン・ジアニオン含有化合物を還元剤で還元してシクロヘキサシランを製造する方法であって、
前記還元を行うにあたり下記式(1)
R1−O−R2 (1)
(式(1)中、R1およびR2は、それぞれ独立したアルキル基であり、R1およびR2の炭素数の合計が5以上である。)
で表される溶媒を用いることを特徴とするシクロヘキサシランの製造方法。 - 前記式(1)で表される溶媒が、シクロペンチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテルおよびメチルターシャリーブチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも1種の溶媒である請求項1に記載のシクロヘキサシランの製造方法。
- 前記還元の後、得られた反応液を固液分離する請求項1または2に記載のシクロヘキサシランの製造方法。
- 前記還元は、前記塩素化シクロへキサシラン・ジアニオン含有化合物と前記還元剤を溶媒の存在下で接触させることにより行う請求項1〜3のいずれかに記載のシクロヘキサシランの製造方法。
- 前記還元を行う反応系内に前記塩素化シクロへキサシラン・ジアニオン含有化合物および前記還元剤の少なくともいずれか一方を滴下する請求項1〜4のいずれかに記載のシクロヘキサシランの製造方法。
- 前記還元の後、該還元で用いた前記溶媒の一部または全部を炭化水素系溶媒に置換する請求項1〜5のいずれかに記載のシクロヘキサシランの製造方法。
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