JP7168766B2 - ジクロロシランを脱水素化する方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ジクロロシランをアンモニウムおよび／またはホスホニウム塩の存在下において、少なくとも１つのハロゲン化炭化水素またはハロゲン化水素と反応させる、ジクロロシランの脱水素化方法に関する。
有機ハロシラン、特に有機トリハロシランは、疎水化剤として、または有機シランの出発原料として使用される。有機シランまたは有機官能性シランは、反応性有機基の機能性とアルキルケイ酸塩の無機官能性を組み合わせたハイブリッド化合物である。これらは、有機ポリマーと無機材料の間の分子ブリッジとして使用することができる。工業的に重要なもう一つの用途は、シリコーンの成分としての使用である。
大規模にＣ－Ｓｉ結合を効率的に構築するための唯一の方法は、これまでヒドロシリル化とミュラー・ローショー法であった。ハイドロシリル化は、Ｓｉ－Ｃ結合を形成できるように、常に有機基とＳｉ－Ｈの二重結合または三重結合が必要である。ミュラー・ローショー法は、元素シリコンとＭｅＣｌのような単純な有機塩素化合物をベースにしている。ミュラー・ローショー法には約３００℃の温度が必要であるが、ほとんどの物質が分解するため、使用できる物質の範囲が限られている。
有機シランを調製するためのいくつかの方法が文献から知られている。例えば、ＵＳ２００２／００８２４３８Ａ１には、トリクロロシラン、ジクロロシランまたはジクロロメチルシランから出発する有機クロロシランの合成が記載されている。使用されるさらなる出発物質は、式Ｒ２Ｒ３ＣＨＸ（式中、ＸはＣｌまたはＢｒであり、Ｒ２は、Ｃ１－１７アルキル、部分的または完全にフッ素化されたＣ１－１０フッ素化アルキル、Ｃ１－５アルケニル、（ＣＨ２）ｎＳｉＭｅ３－ｍＣｌｍ（式中、ｎは０～２、ｍは０～３である）、（ＣＨ２）ｐＸ（式中、ｐは１～９、ＸはＣｌまたはＢｒである）、またはＡｒＣＨ２Ｘ（式中、Ａｒは芳香族Ｃ６－１４炭化水素、ＸはＣｌまたはＢｒである）から選択され、Ｒ３は、Ｈ、Ｃ１－６アルキル、Ａｒ（Ｒ’）ｑ（式中、Ａｒは芳香族Ｃ６－１４炭化水素、ＲはＣ１－４アルキル、ハロゲン、アルコキシまたはビニルであり、ｑは０～５である）から選択される）の化合物である。触媒としては、各種の第４級ホスホニウムハライドが用いられる。反応機構は、全ての反応において塩化水素の消去を伴う脱塩素化であると想定される。
ＤＥ１００１８１０１Ａ１は、トリクロロシラン、ジクロロシランまたはジクロロメチルシランから出発する有機クロロシランを調製する方法を開示している。使用されるさらなる出発物質は、式Ｒ２ＣＨ２Ｘ（式中、ＸはＣｌまたはＢｒであり、Ｒ２は、Ｃ１－１７アルキル、部分的または完全にフッ素化されたＣ１－１０フッ素化アルキル、Ｃ１－５アルケニル、（ＣＨ２）ｎＳｉＭｅ３－ｍＣｌｍ（式中、ｎは０～２であり、ｍは０～３である）、Ａｒ（Ｒ’）ｑ（式中、Ａｒは芳香族Ｃ６－１４炭化水素、ＲはＣ１－４アルキル、ハロゲン、アルコキシまたはビニルであり、ｑは０～５である）、（ＣＨ２）ｐＸ（式中、ｐは１～９、ＸはＣｌまたはＢｒである）、またはＡｒＣＨ２Ｘ（式中、Ａｒは芳香族Ｃ６－１４炭化水素、ＸはＣｌまたはＢｒである）から選択される）の化合物である。触媒としては、第３級アミンまたはホスフィンが用いられる。反応機構は、全ての反応において塩化水素の消去を伴う脱塩素化であると想定される。
ＵＳ２０１２／０１１４５４４Ａ１は、式ＨＣｌ２Ｓｉ－Ｒ１（式中、Ｒ１はＣｌ、メチル、トリクロロシリルメチル、ジクロロシリルメチルまたはメチルジクロロシリルメチル）のシランから出発する有機クロロシランを調製する方法を開示している。使用されるさらなる出発物質は、式Ｒ２－ＳｉＣｌ３（式中、Ｒ２はＣｌ、直鎖Ｃ２－１８アルキル基、イソプロピル、イソブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ネオペンチル、イソオクチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロヘキセニルメチル、２－（２－ピリジル）エチル、２－（４－ピリジル）エチル、ビシクロヘプト－２－イル、ビシクロヘプテン－５－イルエチル、１１－アセトキシウンデシル、１１－クロロウンデシル、フェニル、ベンジル、２－フェニルエチル、１－ナフチル、ジフェニルメチル、ＣＨ３（Ｃ＝Ｏ）Ｏ（ＣＨ２）ｋ（式中、ｋは２．３、１０である）、ＣＦ３（ＣＦ２）ｌＣＨ２ＣＨ２（式中、ｌは０～１２である）、Ｒ４－Ｐｈ－（ＣＨ２）ｍ（式中、ｍは０、１、２、３、およびＲ４はＣ１～４アルキル基またはハロゲンである）、Ｃｌ－（ＣＨ２）ｎ－（式中、ｎは１～１２）、ＮＣ－（ＣＨ２）ｏ－（式中、ｏは２～１１）、ＣＨ２＝ＣＨ－（ＣＨ２）ｐ－（式中、ｐは０～２０である）、Ａｒ１－ＣＨ（Ｍｅ）－ＣＨ２－（式中、Ａｒ１はＣ１～４アルキル基、ハロゲン原子で置換されたフェニル、ビフェニル、ビフェニルエーテル、またはナフチルである）、Ａｒ２Ｏ－（ＣＨ２）ｑ－（式中、ｑは３～１８、Ａｒ２はフェニル、ビフェニル、ビフェニルエーテル、ナフチル、またはフェナントリルである）、Ｃｌ３Ｓｉ－（ＣＨ２）ｒ（式中、ｒは０～１２である）、Ｃｌ３Ｓｉ－（ＣＨ２）ｓ－Ａｒ３－（ＣＨ２）ｓ（式中、ｓは０または１であり、Ａｒ３はフェニル、ビフェニル、ナフチル、アントラセニルまたは２，２，５，５－テトラクロロ－４－トリクロロシリル－２，５－ジシリルシクロヘキシルである）、またはＡｒ４－（ＣＨ２）ｔ－（式中、ｔは０または１であり、Ａｒ４はフェニル、ビフェニル、ナフチルまたはアントラセニル）、トリクロロシリル（Ｃｌ３Ｓｉ－）またはトリクロロシリルオキシ（Ｃｌ３ＳｉＯ）である）の化合物である。触媒としては、第４級ホスホニウムハライドが用いられる。
Ｊｕｎｇら（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．６９２（２００７）３９０１－３９０６）は、トリクロロシランとクロロホルムや四塩化炭素などのポリクロロメタンとの反応を開示している。触媒として第四級ホスホニウムハライドＢｕ４ＰＣｌを使用している。反応機構は、全ての反応において塩化水素の消去を伴う脱ハロゲン化であると想定される。
ＥＰ１７０５１８０Ａ１は、式ＨＣｌ２Ｓｉ－Ｒ１（式中、Ｒ１は、Ｈ、ハロゲンまたはＣ１－６アルキル）のシランから出発する有機チオメチルシランを合成する方法を開示している。使用されるさらなる出発物質は、式Ｒ２－Ｓ－ＣＨ２－Ｘ（式中、Ｘはハロゲンであり、Ｒ２はＣ１－６アルキルまたはアリールである）の化合物である。触媒として第四級アンモニウムまたはホスホニウムハライドが使用される。反応機構は、全ての反応において塩化水素の消去を伴う脱ハロゲン化であると想定される。
ＤＥ１０２０１４１１８６５８Ａ１には、トリクロロシランとジクロロシランから出発する過ハロゲン化シクロヘキサシランアニオンの調製方法が記載されている。触媒として第四級アンモニウムまたはホスホニウムハライドが使用される。合成の副産物としての水素の生成が記載されている。
ＤＥ１０２０１５１０５５０１Ａ１は、以下の過塩素化、アニオン性、シリル化炭素化合物［Ｃ（ＳｉＣｌ３）３］－、［（Ｃｌ３Ｓｉ）２Ｃ－Ｃ（ＳｉＣｌ３）２］－、［（Ｃｌ３Ｃ）２ＳｉＣｌ３］－、および［Ｃｌ４ＣＳｉＣｌ３］－の合成を記載している。
式ＣｍＨ４－ｎＣｌｎ（式中、ｍは１または２、ｎは２～４）のクロロ炭素化合物が使用される。他の出発化合物であるシランは、トリクロロシラン、ヘキサクロロジシラン、および過塩素化シクロヘキサシランアニオンに限定される。触媒としては、化学量論的量の第四級アンモニウムまたはホスホニウムハライドが使用される。
式ＣｍＨ４－ｎＣｌｎ（式中、ｍは１または２、ｎは２～４）のクロロ炭素化合物が使用される。他の出発化合物であるシランは、トリクロロシラン、ヘキサクロロジシラン、および過塩素化シクロヘキサシランアニオンに限定される。触媒としては、化学量論的量の第四級アンモニウムまたはホスホニウムハライドが使用される。
従って、本発明の目的は、（有機）トリハロシランまたはトリクロロシランを経済的に製造することができる方法を提供することである。さらに、この方法はまた、２つの既存の方法によって調製することができない物質へのアクセスを可能にする。
この目的は、ジクロロシランを脱水素化する方法によって達成され、この方法は、ジクロロシランを、アンモニウムおよび／またはホスホニウム塩の存在下において、７０～３００℃の範囲内の温度で、以下：
（Ａ）式（Ｉ）：
Ｒ１－Ｘ （Ｉ）
（式中、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩであり、
Ｒ１は、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルキル基、
炭素骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、分岐または非分岐のＣ２－Ｃ１３ヘテロアルキル基、
部分的または完全にフッ素化されている、分枝または非分枝のＣ１－Ｃ１０フルオロアルキル基、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルケニル基（但し、ｎが２～４の場合にはＣ２Ｈ４－ｎＣｌｎを除く）、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルキニル基、
Ｃ３－Ｃ１４シクロアルキル基、
環骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、Ｃ２－Ｃ１３ヘテロシクロアルキル基、
Ｃ６－Ｃ１４アリール基、
環骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、Ｃ５－Ｃ１３ヘテロアリール基、
（ＣＨ２）ｎ－Ａｒ（式中、Ａｒは、Ｃ６－Ｃ１４アリール基であり、ｎは１～５である）、
ここで、前記基の全てが、非置換であってもよいし、ハロゲン、Ｃ１－Ｃ４アルコキシ、ビニル、フェニルまたはＣ１－Ｃ４アルキルで単独または複数置換されていてもよく、
メチル基、
（ＣＨ２）ｎＸ（式中、ｎは１～１０であり、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである）、
Ｒ２－Ｓ－ＣＨ２基（式中、Ｒ２は、Ｃ１－Ｃ６アルキルまたはＣ６－Ｃ１４アリールである）、
（ＣＨ２）ｎＳｉＭｅ３－ｍ－Ｃｌｍ（式中、ｎは０～５、ｍは０、１、２、３である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ（Ｃ＝Ｏ）ＯＣＨ３（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＯＣＨ２（オキシラン）（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＯ（Ｃ＝Ｏ）（Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ２）（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ２（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ２（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨＲ（式中、ｎは１～５であり、ＲはシクロヘキシルまたはＣ２Ｈ４ＮＨ２である）、
のハロゲン化炭化水素の少なくとも１種、または
（Ｂ）ハロゲン化水素
のいずれかと反応させる方法である。
（Ａ）式（Ｉ）：
Ｒ１－Ｘ （Ｉ）
（式中、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩであり、
Ｒ１は、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルキル基、
炭素骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、分岐または非分岐のＣ２－Ｃ１３ヘテロアルキル基、
部分的または完全にフッ素化されている、分枝または非分枝のＣ１－Ｃ１０フルオロアルキル基、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルケニル基（但し、ｎが２～４の場合にはＣ２Ｈ４－ｎＣｌｎを除く）、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルキニル基、
Ｃ３－Ｃ１４シクロアルキル基、
環骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、Ｃ２－Ｃ１３ヘテロシクロアルキル基、
Ｃ６－Ｃ１４アリール基、
環骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、Ｃ５－Ｃ１３ヘテロアリール基、
（ＣＨ２）ｎ－Ａｒ（式中、Ａｒは、Ｃ６－Ｃ１４アリール基であり、ｎは１～５である）、
ここで、前記基の全てが、非置換であってもよいし、ハロゲン、Ｃ１－Ｃ４アルコキシ、ビニル、フェニルまたはＣ１－Ｃ４アルキルで単独または複数置換されていてもよく、
メチル基、
（ＣＨ２）ｎＸ（式中、ｎは１～１０であり、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである）、
Ｒ２－Ｓ－ＣＨ２基（式中、Ｒ２は、Ｃ１－Ｃ６アルキルまたはＣ６－Ｃ１４アリールである）、
（ＣＨ２）ｎＳｉＭｅ３－ｍ－Ｃｌｍ（式中、ｎは０～５、ｍは０、１、２、３である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ（Ｃ＝Ｏ）ＯＣＨ３（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＯＣＨ２（オキシラン）（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＯ（Ｃ＝Ｏ）（Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ２）（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ２（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ２（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨＲ（式中、ｎは１～５であり、ＲはシクロヘキシルまたはＣ２Ｈ４ＮＨ２である）、
のハロゲン化炭化水素の少なくとも１種、または
（Ｂ）ハロゲン化水素
のいずれかと反応させる方法である。
本発明に従った方法において、ジクロロシランを、触媒としてのアンモニウムおよび／またはホスホニウム塩の存在下において、式（Ｉ）のハロゲン化炭化水素またはハロゲン化水素と反応させる。ジクロロシランおよびトリクロロシランの両方を、本発明に従った方法において反応物として使用することができる。ジクロロシランは、この方法によって直接脱水素化される。一方、トリクロロシランは、最初はテトラクロロシランとジクロロシランに不均化され（反応スキーム１）、その後、脱水素化を受ける。
ジクロロシランの脱水素化は、以下の反応スキーム２に従って進行する。
最初の反応ステップでは、水素の除去により、ジクロロシランから非可溶性中間体［ＳｉＣｌ３］－が形成される（反応スキーム２）。このアニオンは、形式的な求核置換を介してさらに反応するか、またはジクロロシレンとして挿入することができる。Ｒ－Ｃｌ結合との反応の場合、生成物はどちらの場合も化合物Ｒ－ＳｉＣｌ３であり、どちらの場合も塩化物イオンが再び遊離し、それが触媒として利用可能になる（反応スキーム３）。
中間体と化合物Ｒ－Ｘ（ＸはＦ、ＢｒまたはＩである）との反応により、塩化物イオンに加えて、ケイ素でのハロゲン交換の結果、化合物Ｒ－ＳｉＣｌ３－ｎＸｎ（ｎは０、１、２または３である）が形成され、合計４つの生成物が得られる（反応スキーム４）。
中間体が例えばＨＣｌと反応すると、トリクロロシランが生成し、塩化物イオンが遊離する（反応スキーム５）。
本発明に従った方法では、触媒としてアンモニウムおよび／またはホスホニウム塩が使用される。アンモニウムおよび／またはホスホニウム塩はまた、固定化された形態、例えばシリコーン樹脂上、シリカ上、無機支持体上、または有機ポリマー上で使用されてもよい。また、アンモニウムおよび／またはホスホニウム塩は、アミンまたはホスフィンとＨＣｌとからその場で形成されてもよい。
第四級アンモニウムハライド［Ｒ４Ｎ］Ｘとホスホニウムハライド［Ｒ４Ｐ］Ｘまたは第三級アンモニウムハライド［Ｒ３ＮＨ］Ｘが特に好適であり、それぞれの場合には以下の通りである。
ＸはＣｌ、ＢｒまたはＩであり、好ましくはＣｌまたはＢｒである。
Ｒは独立して、Ｃ１－Ｃ１２アルキル基、Ｃ１－Ｃ６アルキル置換Ｃ６－Ｃ１４アリール基、およびフェニル基からなる群から選択され、好ましくはエチル、ｎ－ブチル、およびフェニルが挙げられる。
ＸはＣｌ、ＢｒまたはＩであり、好ましくはＣｌまたはＢｒである。
Ｒは独立して、Ｃ１－Ｃ１２アルキル基、Ｃ１－Ｃ６アルキル置換Ｃ６－Ｃ１４アリール基、およびフェニル基からなる群から選択され、好ましくはエチル、ｎ－ブチル、およびフェニルが挙げられる。
特に好ましい例としては、［ｎ－Ｂｕ４Ｎ］Ｃｌ、［Ｅｔ４Ｎ］Ｃｌ、［Ｐｈ４Ｐ］Ｃｌ、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌが挙げられる。
使用される反応剤は、ハロゲン化水素または式（Ｉ）のハロゲン化炭化水素である。
ハロゲン化水素は、フッ化水素、塩化水素、臭化水素またはヨウ化水素を意味するものと理解され、塩化水素が好ましい。
Ｒ１－Ｘ （Ｉ）
（式中、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩであり、
Ｒ１は、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルキル基、
炭素骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、分岐または非分岐のＣ２－Ｃ１３ヘテロアルキル基、
部分的または完全にフッ素化されている、分枝または非分枝のＣ１－Ｃ１０フルオロアルキル基、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルケニル基（但し、ｎが２～４の場合にはＣ２Ｈ４－ｎＣｌｎを除く）、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルキニル基、
Ｃ３－Ｃ１４シクロアルキル基、
環骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、Ｃ２－Ｃ１３ヘテロシクロアルキル基、
Ｃ６－Ｃ１４アリール基、
環骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、Ｃ５－Ｃ１３ヘテロアリール基、
（ＣＨ２）ｎ－Ａｒ（式中、Ａｒは、Ｃ６－Ｃ１４アリール基であり、ｎは１～５である）、
ここで、前記基の全てが、非置換であってもよいし、ハロゲン、Ｃ１－Ｃ４アルコキシ、ビニル、フェニルまたはＣ１－Ｃ４アルキルで単独または複数置換されていてもよく、
メチル基、
（ＣＨ２）ｎＸ（式中、ｎは１～１０であり、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである）、
Ｒ２－Ｓ－ＣＨ２基（式中、Ｒ２は、Ｃ１－Ｃ６アルキルまたはＣ６－Ｃ１４アリールである）、
（ＣＨ２）ｎＳｉＭｅ３－ｍ－Ｃｌｍ（式中、ｎは０～５、ｍは０、１、２、３である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ（Ｃ＝Ｏ）ＯＣＨ３（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＯＣＨ２（オキシラン）（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＯ（Ｃ＝Ｏ）（Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ２）（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ２（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ２（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨＲ（式中、ｎは１～５であり、ＲはシクロヘキシルまたはＣ２Ｈ４ＮＨ２である）。
（式中、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩであり、
Ｒ１は、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルキル基、
炭素骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、分岐または非分岐のＣ２－Ｃ１３ヘテロアルキル基、
部分的または完全にフッ素化されている、分枝または非分枝のＣ１－Ｃ１０フルオロアルキル基、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルケニル基（但し、ｎが２～４の場合にはＣ２Ｈ４－ｎＣｌｎを除く）、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルキニル基、
Ｃ３－Ｃ１４シクロアルキル基、
環骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、Ｃ２－Ｃ１３ヘテロシクロアルキル基、
Ｃ６－Ｃ１４アリール基、
環骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、Ｃ５－Ｃ１３ヘテロアリール基、
（ＣＨ２）ｎ－Ａｒ（式中、Ａｒは、Ｃ６－Ｃ１４アリール基であり、ｎは１～５である）、
ここで、前記基の全てが、非置換であってもよいし、ハロゲン、Ｃ１－Ｃ４アルコキシ、ビニル、フェニルまたはＣ１－Ｃ４アルキルで単独または複数置換されていてもよく、
メチル基、
（ＣＨ２）ｎＸ（式中、ｎは１～１０であり、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである）、
Ｒ２－Ｓ－ＣＨ２基（式中、Ｒ２は、Ｃ１－Ｃ６アルキルまたはＣ６－Ｃ１４アリールである）、
（ＣＨ２）ｎＳｉＭｅ３－ｍ－Ｃｌｍ（式中、ｎは０～５、ｍは０、１、２、３である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ（Ｃ＝Ｏ）ＯＣＨ３（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＯＣＨ２（オキシラン）（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＯ（Ｃ＝Ｏ）（Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ２）（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ２（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ２（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨＲ（式中、ｎは１～５であり、ＲはシクロヘキシルまたはＣ２Ｈ４ＮＨ２である）。
式（Ｉ）のＲ１は、好ましくは、以下：
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルキル基、
炭素骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、分岐または非分岐のＣ２－Ｃ１３ヘテロアルキル基、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルケニル基（但し、ｎが２～４の場合にはＣ２Ｈ４－ｎＣｌｎを除く）、
Ｃ３－Ｃ１４シクロアルキル基、
環骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、Ｃ２－Ｃ１３ヘテロシクロアルキル基、
（ＣＨ２）ｎ－Ａｒ（式中、Ａｒは、Ｃ６－Ｃ１４アリール基であり、ｎは１～３である）、
ここで、前記基の全てが、非置換であってもよいし、ハロゲン、Ｃ１－Ｃ４アルコキシ、ビニル、フェニルまたはＣ１－Ｃ４アルキルで単独または複数置換されていてもよく、
メチル基、
（ＣＨ２）ｎＸ（式中、ｎは１～１０であり、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである）、
（ＣＨ２）ｎＳｉＭｅ３－ｍ－Ｃｌｍ（式中、ｎは０～５、ｍは０、１、２、３である）、
からなる群から選択される、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルキル基、
炭素骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、分岐または非分岐のＣ２－Ｃ１３ヘテロアルキル基、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルケニル基（但し、ｎが２～４の場合にはＣ２Ｈ４－ｎＣｌｎを除く）、
Ｃ３－Ｃ１４シクロアルキル基、
環骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、Ｃ２－Ｃ１３ヘテロシクロアルキル基、
（ＣＨ２）ｎ－Ａｒ（式中、Ａｒは、Ｃ６－Ｃ１４アリール基であり、ｎは１～３である）、
ここで、前記基の全てが、非置換であってもよいし、ハロゲン、Ｃ１－Ｃ４アルコキシ、ビニル、フェニルまたはＣ１－Ｃ４アルキルで単独または複数置換されていてもよく、
メチル基、
（ＣＨ２）ｎＸ（式中、ｎは１～１０であり、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである）、
（ＣＨ２）ｎＳｉＭｅ３－ｍ－Ｃｌｍ（式中、ｎは０～５、ｍは０、１、２、３である）、
からなる群から選択される、
そのような化合物の例としては、メチルクロライド、エチルクロライド、ｎ－プロピルクロライド、イソプロピルクロライド、ｎ－ブチルクロライド、ｔｅｒｔ－ブチルクロライド、イソブチルクロライド、ｓｅｃ－ブチルクロライド、ｎ－ペンチルクロライド、ｎ－ペンチルヨード、ｎ－ペンチルブロマイド、ｎ－ペンチルフロライド、ｎ－オクチルクロライド、１－クロロヘキサデカン、１，２－ジクロロエタン、１，１－ジクロロプロパン、１，２－ジクロロプロパン、１，３－ジクロロプロパン、モノクロロベンゼン、ベンジルクロライド、ビニルクロライド、アリルクロライド、アリルブロマイド、１－クロロ－２，４，４－トリメチルペンタン、ヘキサデシルクロライド、１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロパン、トリクロロ（クロロメチル）シラン、ジクロロ（クロロメチル）シラン、トリメチル（クロロメチル）シラン、トリメチル（３－クロロプロピル）シラン、クロチルクロライド、４－フルオロベンジルクロライド、４－クロロベンジルクロライド、４－メトキシベンジルクロライド、４－フェニルベンジルクロライド、ジフェニル－１－ジクロロメタン、（１－クロロエチル）ベンゼン、シクロペンチルクロライド、１－ブロモ－３－クロロプロパン、１，４－ジクロロブタン、１，４－ビス（クロロメチル）ベンゼンが挙げられる。
本発明に従った方法は、７０～３００℃の範囲内の温度で実施される。好ましくは１００～３００℃の範囲内の温度であり、より好ましくは１００～１８０℃の範囲内の温度であり、特に好ましくは１５０～１８０℃の範囲内の温度である。最も好ましくは、温度は１７０～１８０℃の範囲内である。
ハロゲン化水素またはハロゲン化炭化水素のジクロロシランに対するモル比は、当業者であれば自由に選択することができる。
反応物としてハロゲン化水素を用いる場合、好ましくはハロゲン化水素の添加量は、変換されるジクロロシランの化学量論量に相当する。他のすべての反応物の場合、形式的に使用されるジクロロシランの化学量論的量は、好ましくは、少なくともシリル化されるＲ１－Ｘ結合の量に相当する。仮に全てのＲ１－Ｘ結合がシリル化されない場合、化合物Ｒ１－Ｘは、好ましくは超化学量論的量で使用される。ジクロロシランとハロゲン化水素またはハロゲン化炭化水素とのモル比は、Ｒ１－Ｘ結合の量に基づいて、１：１～１：１０の範囲内であることが特に好ましい。
触媒とジクロロシランとのモル比は、当業者であれば自由に選択することができる。好ましくは、モル比は０．０１：１～０．２：１の範囲内である。
ジクロロシランの脱水素化のための本発明に従った方法は、経済的な方法で有機シランを調製することを可能にする。この方法はまた、ジクロロシランをトリクロロシランに変換することを可能にする。一方で、クロロシラン工程で副産物として形成されたジクロロシランは、原理的にこの方法で主生成物であるトリクロロシランに変換することができる。あるいは、両物質の混合物を、混合物中のジクロロシランの割合を低くするように、あるいは混合物を完全にトリクロロシランに変換するように加工してもよい。
ＧＣ測定は、Ａｇｉｌｅｎｔ６８９０Ｎ（ＷＬＤ検出器；カラムＡｇｉｌｅｎｔ社製ＨＰ５：長さ３０ｍ／直径０．３２ｍｍ／膜厚０．２５μｍ、Ｒｅｓｔｅｋ社製ＲＴＸ－２００：長さ６０ｍ／直径０．３２ｍｍ／膜厚１μｍ）を用いて行った。保持時間は市販の物質と比較し、全ての化学品は購入したものを使用した。ＭＳ測定は、イリジウム陰極を備えたＴｈｅｒｍｏＳｔａｒＴＭＧＳＤ３２０Ｔ２を用いて行った。
トリクロロシランを出発物質とする反応
実施例１：トリクロロメチルシランの合成
オートクレーブにＨＳｉＣｌ３（５０ｇ；０．３７ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｎ］Ｃｌ（０．２ｇ；０．７ｍｍｏｌ）、及びＭｅＣｌ（９．４ｇ；０．１９ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１４０℃に１３時間加熱した。冷却後、約１０バールの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、３０重量％のＣｌ３ＳｉＭｅ、５０重量％のＳｉＣｌ４及び２０重量％のＨＳｉＣｌ３から構成され、これに加えて、痕跡量のＭｅＣｌ及び痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
実施例１：トリクロロメチルシランの合成
オートクレーブにＨＳｉＣｌ３（５０ｇ；０．３７ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｎ］Ｃｌ（０．２ｇ；０．７ｍｍｏｌ）、及びＭｅＣｌ（９．４ｇ；０．１９ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１４０℃に１３時間加熱した。冷却後、約１０バールの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、３０重量％のＣｌ３ＳｉＭｅ、５０重量％のＳｉＣｌ４及び２０重量％のＨＳｉＣｌ３から構成され、これに加えて、痕跡量のＭｅＣｌ及び痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
実施例２：ｎ－プロピルトリクロロシランの合成
オートクレーブにＨＳｉＣｌ３（４０ｇ；０．３０ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２ｇ；６．８ｍｍｏｌ）、及びＭｅＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ（１０ｇ；０．１３ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７５℃に１３時間加熱した。冷却後、約２０バールの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、４８重量％のＣｌ３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｍｅ、４２重量％のＳｉＣｌ４、８重量％のＨＳｉＣｌ３、及び２重量％のＭｅＣＨ２ＣＨ２Ｃｌから構成され、これに加えて痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
オートクレーブにＨＳｉＣｌ３（４０ｇ；０．３０ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２ｇ；６．８ｍｍｏｌ）、及びＭｅＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ（１０ｇ；０．１３ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７５℃に１３時間加熱した。冷却後、約２０バールの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、４８重量％のＣｌ３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｍｅ、４２重量％のＳｉＣｌ４、８重量％のＨＳｉＣｌ３、及び２重量％のＭｅＣＨ２ＣＨ２Ｃｌから構成され、これに加えて痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
実施例３：１－クロロ－３－トリクロロシリルプロパンおよび１，３－ビス（トリクロロシリル）プロパンの合成
オートクレーブにＨＳｉＣｌ３（３６．６ｇ；０．２７ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２ｇ；６．８ｍｍｏｌ）、およびＣｌ－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－Ｃｌ（１５．４ｇ；０．１３ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７０℃に１３時間加熱した。冷却後、約１０バールの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、２５重量％のＣｌ３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、１４重量％のＣｌ３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣｌ３、１４重量％のＣｌＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、４５重量％のＳｉＣｌ４、２重量％のＨＳｉＣｌ３、および痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２から構成されていた。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
オートクレーブにＨＳｉＣｌ３（３６．６ｇ；０．２７ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２ｇ；６．８ｍｍｏｌ）、およびＣｌ－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－Ｃｌ（１５．４ｇ；０．１３ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７０℃に１３時間加熱した。冷却後、約１０バールの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、２５重量％のＣｌ３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、１４重量％のＣｌ３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣｌ３、１４重量％のＣｌＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、４５重量％のＳｉＣｌ４、２重量％のＨＳｉＣｌ３、および痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２から構成されていた。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
実施例４：１－クロロ－３－トリクロロシリルプロパンの合成
オートクレーブにＨＳｉＣｌ３（１８ｇ；０．１３ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２ｇ；６．８ｍｍｏｌ）、およびＣｌ－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－Ｃｌ（３０．２ｇ；０．２７ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７０℃に１３時間加熱した。冷却後、約５ｂａｒの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、２１重量％のＣｌ３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、１重量％のＣｌ３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣｌ３、５９重量％のＣｌ－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－Ｃｌ、１９重量％のＳｉＣｌ４、および痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２から構成されていた。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
オートクレーブにＨＳｉＣｌ３（１８ｇ；０．１３ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２ｇ；６．８ｍｍｏｌ）、およびＣｌ－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－Ｃｌ（３０．２ｇ；０．２７ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７０℃に１３時間加熱した。冷却後、約５ｂａｒの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、２１重量％のＣｌ３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、１重量％のＣｌ３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣｌ３、５９重量％のＣｌ－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－Ｃｌ、１９重量％のＳｉＣｌ４、および痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２から構成されていた。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
実施例５：アリルトリクロロシランの合成
オートクレーブにＨＳｉＣｌ３（２０ｇ；０．１５ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２ｇ；６．８ｍｍｏｌ）、および塩化アリル（１１．２ｇ；０．１５ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１５０℃に１３時間加熱した。冷却後、約１５バールの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、４２重量％のＣｌ３ＳｉＣＨ２ＣＨ２、４０重量％のＳｉＣｌ４、１８重量％のＣｌＣＨ２ＣＨ２、および痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２から構成されていた。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
オートクレーブにＨＳｉＣｌ３（２０ｇ；０．１５ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２ｇ；６．８ｍｍｏｌ）、および塩化アリル（１１．２ｇ；０．１５ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１５０℃に１３時間加熱した。冷却後、約１５バールの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、４２重量％のＣｌ３ＳｉＣＨ２ＣＨ２、４０重量％のＳｉＣｌ４、１８重量％のＣｌＣＨ２ＣＨ２、および痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２から構成されていた。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
ジクロロシランを出発物質とする反応
実施例６ａ）Ｎ－プロピルトリクロロシランの合成
オートクレーブに、Ｈ２ＳｉＣｌ２（２７ｇ；０．２７ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２．５ｇ；８ｍｍｏｌ）、およびＭｅＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ（４９．５ｇ；０．６３ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７５℃に１３時間加熱した。冷却後、約４５バールの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、５０重量％のＣｌ３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｍｅ、２重量％のＳｉＣｌ４、２重量％のＨＳｉＣｌ３、及び４６重量％のＭｅＣＨ２ＣＨ２Ｃｌから構成され、これに加えて、痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
実施例６ａ）Ｎ－プロピルトリクロロシランの合成
オートクレーブに、Ｈ２ＳｉＣｌ２（２７ｇ；０．２７ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２．５ｇ；８ｍｍｏｌ）、およびＭｅＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ（４９．５ｇ；０．６３ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７５℃に１３時間加熱した。冷却後、約４５バールの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、５０重量％のＣｌ３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｍｅ、２重量％のＳｉＣｌ４、２重量％のＨＳｉＣｌ３、及び４６重量％のＭｅＣＨ２ＣＨ２Ｃｌから構成され、これに加えて、痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
実施例６ｂ）ｎ－ペンチルトリクロロシランの合成
オートクレーブにＨ２ＳｉＣｌ２（１５ｇ；０．１５ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２．５ｇ；８ｍｍｏｌ）、およびＭｅ（ＣＨ２）４Ｃｌ（５０．５ｇ；０．４８ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７７℃に１３時間加熱した。冷却後、約１３バールの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、４５重量％のＣｌ３Ｓｉ（ＣＨ２）４Ｍｅと５５重量％のＭｅ（ＣＨ２）４Ｃｌから構成され、これに加えて痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
オートクレーブにＨ２ＳｉＣｌ２（１５ｇ；０．１５ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２．５ｇ；８ｍｍｏｌ）、およびＭｅ（ＣＨ２）４Ｃｌ（５０．５ｇ；０．４８ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７７℃に１３時間加熱した。冷却後、約１３バールの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、４５重量％のＣｌ３Ｓｉ（ＣＨ２）４Ｍｅと５５重量％のＭｅ（ＣＨ２）４Ｃｌから構成され、これに加えて痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
実施例６ｃ）１－ヨードペンタンからのｎ－ペンチルトリハロシランの合成
オートクレーブにＨ２ＳｉＣｌ２（１１ｇ；０．１１ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２．０ｇ；７ｍｍｏｌ）、およびＭｅ（ＣＨ２）４Ｉ（２７．５ｇ；０．１４ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７５℃に１３時間加熱した。冷却後、約１６ｂａｒの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、８０重量％のＣｌ３－ｎＩｎＳｉ（ＣＨ２）４Ｍｅ（ｎは０～３である）と２０重量％のＭｅ（ＣＨ２）４Ｉの混合物から構成され、これに加えて痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
オートクレーブにＨ２ＳｉＣｌ２（１１ｇ；０．１１ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２．０ｇ；７ｍｍｏｌ）、およびＭｅ（ＣＨ２）４Ｉ（２７．５ｇ；０．１４ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７５℃に１３時間加熱した。冷却後、約１６ｂａｒの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、８０重量％のＣｌ３－ｎＩｎＳｉ（ＣＨ２）４Ｍｅ（ｎは０～３である）と２０重量％のＭｅ（ＣＨ２）４Ｉの混合物から構成され、これに加えて痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
実施例６ｄ）１－ブロモペンタンからのｎ－ペンチルトリハロシランの合成
オートクレーブにＨ２ＳｉＣｌ２（２６ｇ；０．２６ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２．０ｇ；７ｍｍｏｌ）、およびＭｅ（ＣＨ２）４Ｂｒ（４０．０ｇ；０．２７ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７０℃に１３時間加熱した。冷却後、約３３ｂａｒの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、１００重量％のＣｌ３－ｎＢｒｎＳｉ（ＣＨ２）４Ｍｅ（ｎは０～３である）から構成され、これに加えて痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
オートクレーブにＨ２ＳｉＣｌ２（２６ｇ；０．２６ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２．０ｇ；７ｍｍｏｌ）、およびＭｅ（ＣＨ２）４Ｂｒ（４０．０ｇ；０．２７ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７０℃に１３時間加熱した。冷却後、約３３ｂａｒの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、１００重量％のＣｌ３－ｎＢｒｎＳｉ（ＣＨ２）４Ｍｅ（ｎは０～３である）から構成され、これに加えて痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認された。
実施例６ｅ）１－フルオロペンタンからのｎ－ペンチルトリハロシランの合成
オートクレーブにＨ２ＳｉＣｌ２（２６ｇ；０．２６ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２．０ｇ；７ｍｍｏｌ）、およびＭｅ（ＣＨ２）４Ｆ（２３．５ｇ；０．２６ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７０℃に１３時間加熱した。冷却後、約１０バールの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、１００重量％のＣｌ３－ｎＦｎＳｉ（ＣＨ２）４Ｍｅ（ｎは０～３である）から構成され、これに加えて痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により、水素であることが明確に確認された。
オートクレーブにＨ２ＳｉＣｌ２（２６ｇ；０．２６ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２．０ｇ；７ｍｍｏｌ）、およびＭｅ（ＣＨ２）４Ｆ（２３．５ｇ；０．２６ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１７０℃に１３時間加熱した。冷却後、約１０バールの圧力がオートクレーブ内に残った。生成物の混合物は、１００重量％のＣｌ３－ｎＦｎＳｉ（ＣＨ２）４Ｍｅ（ｎは０～３である）から構成され、これに加えて痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により、水素であることが明確に確認された。
実施例７ａ）ジクロロシランとＨＣｌとの反応
オートクレーブに、Ｈ２ＳｉＣｌ２（１７ｇ；０．１７ｍｏｌ）、ＨＣｌ（６．２ｇ；０．１７ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２．０ｇ；７ｍｍｏｌ）、およびＨＳｉＣｌ３（２０ｇ；０．２５ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１８０℃に１３時間加熱した。冷却後、約１９気圧の圧力がオートクレーブ内に残った。生成物は１００％重量％のＨＳｉＣｌ３から構成され、これに加えて痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認され、さらに痕跡量のＨＣｌも検出可能であった。
オートクレーブに、Ｈ２ＳｉＣｌ２（１７ｇ；０．１７ｍｏｌ）、ＨＣｌ（６．２ｇ；０．１７ｍｏｌ）、［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌ（２．０ｇ；７ｍｍｏｌ）、およびＨＳｉＣｌ３（２０ｇ；０．２５ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１８０℃に１３時間加熱した。冷却後、約１９気圧の圧力がオートクレーブ内に残った。生成物は１００％重量％のＨＳｉＣｌ３から構成され、これに加えて痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応中に発生したガスは、質量分析により水素であることが明確に確認され、さらに痕跡量のＨＣｌも検出可能であった。
実施例７ｂ）ジクロロシランとＨＣｌの反応
オートクレーブに、Ｈ２ＳｉＣｌ２（１７ｇ；０．１７ｍｏｌ）、ＨＣｌ（６．２ｇ；０．１７ｍｏｌ）、Ｂｕ３Ｎ（１．０ｇ；５ｍｍｏｌ）、およびＨＳｉＣｌ３（２０ｇ；０．１５ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１８０℃に１３時間加熱した。冷却後、約１９気圧の圧力がオートクレーブ内に残った。生成物は１００％重量％のＨＳｉＣｌ３から構成され、これに加えて痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応で発生したガスは、質量分析法により水素であることが明確に確認され、さらに、痕跡量のＨＣｌも検出可能であった。
オートクレーブに、Ｈ２ＳｉＣｌ２（１７ｇ；０．１７ｍｏｌ）、ＨＣｌ（６．２ｇ；０．１７ｍｏｌ）、Ｂｕ３Ｎ（１．０ｇ；５ｍｍｏｌ）、およびＨＳｉＣｌ３（２０ｇ；０．１５ｍｏｌ）を充填した。オートクレーブを１８０℃に１３時間加熱した。冷却後、約１９気圧の圧力がオートクレーブ内に残った。生成物は１００％重量％のＨＳｉＣｌ３から構成され、これに加えて痕跡量のＨ２ＳｉＣｌ２が検出可能であった。反応で発生したガスは、質量分析法により水素であることが明確に確認され、さらに、痕跡量のＨＣｌも検出可能であった。
Claims (10)
- 水素が生成する、ジクロロシランを脱水素化する方法であって、
ジクロロシランを、アンモニウムおよび／またはホスホニウム塩の存在下において、７０～３００℃の範囲内の温度で、以下：
（Ａ）式（Ｉ）：
Ｒ１－Ｘ （Ｉ）
（式中、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩであり、
Ｒ１は、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルキル基、
炭素骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、分岐または非分岐のＣ２－Ｃ１３ヘテロアルキル基、
部分的または完全にフッ素化されている、分枝または非分枝のＣ１－Ｃ１０フルオロアルキル基、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルケニル基（但し、ｎが２～４の場合にはＣ２Ｈ４－ｎＣｌｎを除く）、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルキニル基、
Ｃ３－Ｃ１４シクロアルキル基、
環骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、Ｃ２－Ｃ１３ヘテロシクロアルキル基、
Ｃ６－Ｃ１４アリール基、
環骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、Ｃ５－Ｃ１３ヘテロアリール基、
（ＣＨ２）ｎ－Ａｒ（式中、Ａｒは、Ｃ６－Ｃ１４アリール基であり、ｎは１～５である）、
ここで、前記基の全てが、非置換であってもよいし、ハロゲン、Ｃ１－Ｃ４アルコキシ、ビニル、フェニルまたはＣ１－Ｃ４アルキルで単独または複数置換されていてもよく、
メチル基、
（ＣＨ２）ｎＸ（式中、ｎは１～１０であり、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである）、
Ｒ２－Ｓ－ＣＨ２基（式中、Ｒ２は、Ｃ１－Ｃ６アルキルまたはＣ６－Ｃ１４アリールである）、
（ＣＨ２）ｎＳｉＭｅ３－ｍ－Ｃｌｍ（式中、ｎは０～５、ｍは０、１、２、３である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ（Ｃ＝Ｏ）ＯＣＨ３（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＯＣＨ２（オキシラン）（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＯ（Ｃ＝Ｏ）（Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ２）（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ２（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ２（式中、ｎは１～５である）、
（ＣＨ２）ｎＮＨＲ（式中、ｎは１～５であり、ＲはシクロヘキシルまたはＣ２Ｈ４ＮＨ２である）、
のハロゲン化炭化水素の少なくとも１種、または
（Ｂ）ハロゲン化水素
のいずれかと反応させ、
ジクロロシランのハロゲン化水素またはハロゲン化炭化水素に対するモル比が１：１～１：１０の範囲内である、方法。 - 前記温度が１００～３００℃の範囲内である、請求項１に記載の方法。
- 触媒のジクロロシランに対するモル比が０．０１：１～０．２：１の範囲内である、請求項１または２に記載の方法。
- 前記ハロゲン化水素が塩化水素である、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アンモニウムおよび／またはホスホニウム塩が、第四級アンモニウムハライド［Ｒ４Ｎ］Ｘおよびホスホニウムハライド［Ｒ４Ｐ］Ｘまたは第三級アンモニウムハライド［Ｒ３ＮＨ］Ｘであり、式中、Ｘは、それぞれにおいて、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アンモニウムおよび／またはホスホニウム塩が、［ｎ－Ｂｕ４Ｎ］Ｃｌ、［Ｅｔ４Ｎ］Ｃｌ、［Ｐｈ４Ｐ］Ｃｌ、および［ｎ－Ｂｕ４Ｐ］Ｃｌからなる群から選択される、請求項５に記載の方法。
- Ｒ１は、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルキル基、
炭素骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、分岐または非分岐のＣ２－Ｃ１３ヘテロアルキル基、
分岐または非分岐のＣ２－Ｃ２０アルケニル基（但し、ｎが２～４の場合にはＣ２Ｈ４－ｎＣｌｎを除く）、
Ｃ３－Ｃ１４シクロアルキル基、
環骨格がＮ、Ｐ、ＳまたはＯから独立して選択される１つ以上のヘテロ原子を含む、Ｃ２－Ｃ１３ヘテロシクロアルキル基、
（ＣＨ２）ｎ－Ａｒ（式中、Ａｒは、Ｃ６－Ｃ１４アリール基であり、ｎは１～３である）、
ここで、前記基の全てが、非置換であってもよいし、ハロゲン、Ｃ１－Ｃ４アルコキシ、ビニル、フェニルまたはＣ１－Ｃ４アルキルで単独または複数置換されていてもよく、
メチル基、
（ＣＨ２）ｎＸ（式中、ｎは、１～１０であり、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである）、
（ＣＨ２）ｎＳｉＭｅ３－ｍ－Ｃｌｍ（式中、ｎは０～５、ｍは０、１、２、３である）、
からなる群から選択される、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ハロゲン化炭化水素が、メチルクロライド、エチルクロライド、ｎ－プロピルクロライド、イソプロピルクロライド、ｎ－ブチルクロライド、ｔｅｒｔ－ブチルクロライド、イソブチルクロライド、ｓｅｃ－ブチルクロライド、ｎ－ペンチルクロライド、ｎ－ペンチルヨード、ｎ－ペンチルブロマイド、ｎ－ペンチルフロライド、ｎ－オクチルクロライド、１－クロロヘキサデカン、１，２－ジクロロエタン、１，１－ジクロロプロパン、１，２－ジクロロプロパン、１，３－ジクロロプロパン、モノクロロベンゼン、ベンジルクロライド、ビニルクロライド、アリルクロライド、アリルブロマイド、１－クロロ－２，４，４－トリメチルペンタン、ヘキサデシルクロライド、１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロパン、トリクロロ（クロロメチル）シラン、ジクロロ（クロロメチル）シラン、トリメチル（クロロメチル）シラン、トリメチル（３－クロロプロピル）シラン、クロチルクロライド、４－フルオロベンジルクロライド、４－クロロベンジルクロライド、４－メトキシベンジルクロライド、４－フェニルベンジルクロライド、ジフェニル－１－ジクロロメタン、（１－クロロエチル）ベンゼン、シクロペンチルクロライド、１－ブロモ－３－クロロプロパン、１，４－ジクロロブタン、１，４－ビス（クロロメチル）ベンゼンからなる群から選択される、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
- ジクロロシランがトリクロロシランの不均化によってその場で形成される、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が連続的またはバッチ式で操作される、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
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