JPH02160792A - Preparation of tetraalkoxysilane - Google Patents

Preparation of tetraalkoxysilane

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JPH02160792A
JPH02160792A JP31579688A JP31579688A JPH02160792A JP H02160792 A JPH02160792 A JP H02160792A JP 31579688 A JP31579688 A JP 31579688A JP 31579688 A JP31579688 A JP 31579688A JP H02160792 A JPH02160792 A JP H02160792A
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JP
Japan
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reaction
tetraalkoxysilane
tetramethoxysilane
vapor
reaction system
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Application number
JP31579688A
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Japanese (ja)
Inventor
Takaaki Shimizu
孝明 清水
Tsutomu Ogiwara
勤 荻原
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02160792A publication Critical patent/JPH02160792A/en
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Abstract

PURPOSE:To continuously provide the subject silane useful for semiconductors, etc., in an increased production rate in a enhanced productivity by controlling the content of the produced higher tetraalkoxysilane in an ester exchange reaction system. CONSTITUTION:In an ester exchange reaction system using (A) tetramethoxysilane or alkoxysilanes containing the tetraalkoxysilane as a main component, (C) steam, the condensate thereof or one part of the reaction solution is taken out from the reaction system to separate one part or all of the produced higher tetraalkoxysilane from the component C and return the separated component C to the reaction system, thereby providing the objective silane whose alkoxy groups have >=2 carbon atoms. The methanol by-produced in the reaction is preferably reacted with silicon metal to prepare the component A.

Description

【発明の詳細な説明】 産粟上夙■五分互 本発明は、アルコキシ基の炭素数が2以上である高次の
テトラアルコキシシランの製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing higher-order tetraalkoxysilane in which the alkoxy group has two or more carbon atoms.

の    び   が   しよ  と  る従来、ア
ルコキシ基の炭素数が2以上の高次テトラアルコキシシ
ラン5i(OR)、(但し、Rは炭素数2以上のアルキ
ル基である(以下同じ)〕の製造方法としては次の3つ
の方法が知られている。
A conventional method for producing higher tetraalkoxysilane 5i (OR) in which the alkoxy group has two or more carbon atoms (wherein R is an alkyl group having two or more carbon atoms (the same applies hereinafter)) The following three methods are known.

■ 5iCffi4とアルキルアルコールとを反応させ
て5L(OR)4を製造する方法。
■ A method for producing 5L(OR)4 by reacting 5iCffi4 with an alkyl alcohol.

■ アルカリ触媒の存在下、金属ケイ素とアルキルアル
コールとを反応させて5i(OR)、を製造する方法(
例えば、特開昭55−149290号公報)。
■ A method for producing 5i (OR) by reacting metallic silicon with an alkyl alcohol in the presence of an alkali catalyst (
For example, Japanese Patent Application Laid-open No. 149290/1983).

■ アルカリ触媒の存在下、テトラメトキシシランS 
i(OMeL (Me : CH,、以下同じ)にRO
Hを反応させてエステル交換反応で5L(OR)、を製
造する方法(例えば、Chew、 Ber、 80 1
63〜4(’47))。
■ Tetramethoxysilane S in the presence of an alkali catalyst
RO to i(OMeL (Me: CH,, same below)
A method for producing 5L (OR) by transesterification reaction with H (for example, Chew, Ber, 80 1
63-4 ('47)).

しかしながら、■の方法で製造される高次テトラアルコ
キシシランは不純物として0党を含有するため、半導体
用などの高純度を要求される電子材料用用途には不向き
である。
However, since the higher-order tetraalkoxysilane produced by the method (2) contains zero impurities, it is not suitable for use in electronic materials that require high purity such as semiconductors.

また、■の方法はアルコールがメタノールのときは常圧
条件下で製造可能であるが、炭素数2以上のアルコール
を使用して高次テトラアルコキシシランを製造するとき
は、常圧反応下では反応速度が遅すぎて実用的でないの
で、加圧反応とする必要がある。しかしながら、常圧反
応と比較して加圧反応では設備や装置への投資を多く必
要とするばかりでなく、商業生産に欠くことのできない
装置の連続化及び大型化が困難となる。その上、初期の
反応速度をその後も持続することが離しいという問題が
ある。
In addition, method (2) can be produced under normal pressure conditions when the alcohol is methanol, but when producing higher tetraalkoxysilane using an alcohol with 2 or more carbon atoms, the reaction cannot be performed under normal pressure. Since the reaction rate is too slow to be practical, a pressurized reaction is required. However, compared to normal pressure reaction, pressurized reaction not only requires more investment in equipment and equipment, but also makes it difficult to make the equipment continuous and large-scale, which are essential for commercial production. Moreover, there is a problem that it is difficult to maintain the initial reaction rate thereafter.

一方、■の高次テトラアルコキシシランをテトラメトキ
シシランからエステル交換反応によって製造する方法は
、不純物としてCUを含まない高次テトラアルコキシシ
ランを製造でき、また加圧が不要で、簡便に高純度テト
ラアルコキシシランを得ることができる方法であるが、
高次テトラアルコキシシランが生成し、反応系に蓄積し
てくると1反応器度が遅くなる上、連続生産できず、生
産性の劣るものである。
On the other hand, the method (2) of producing higher-order tetraalkoxysilane from tetramethoxysilane by transesterification can produce higher-order tetraalkoxysilane that does not contain CU as an impurity, does not require pressurization, and can easily produce high-purity tetraalkoxysilane. This is a method by which alkoxysilane can be obtained,
When higher-order tetraalkoxysilane is produced and accumulated in the reaction system, the rate of reaction per reactor is delayed, continuous production is not possible, and productivity is poor.

即ち、■の方法は下記に示すエステル交換反応により行
なうもので、 Si(OMe)、 + 4ROH→5i(OR)、 +
 4Me○H次式で示されるような逐次平衡反応による
ものである。
That is, method (■) is carried out by the transesterification reaction shown below, Si(OMe), + 4ROH→5i(OR), +
This is due to a sequential equilibrium reaction as shown by the following equation: 4Me○H.

Si(OMe)、  + ROH’;i Si(OMe
)、(OR) +MeOH8i(OMe)、OR+ R
OM ’;! Si(OMe)、(OR)、 + Me
OH8i(OMe)2(OR)、 + ROH’d  
Si(OMe)(OR)、 + MeOH8i(OMa
)(OR)、 + ROM ’;i   5i(OR)
、   + MeOH従って、反応系に生成物(右辺)
の濃度が増加し、平衡に近づくと反応の進行が遅くなる
。この場合、反応生成物のうち、メタノールはアルキル
アルコール(ROM)に比較して沸点が低いので反応系
外へ容易に蒸留除去でき、また、中間生成物SL(OM
a)30 R−S l(OMa)2(OR)z 、S 
l(OMa)(OR)xはエステル交換反応が進行する
と消費されるため。
Si(OMe), + ROH';i Si(OMe
), (OR) +MeOH8i(OMe), OR+ R
OM';! Si(OMe), (OR), + Me
OH8i(OMe)2(OR), + ROH'd
Si(OMe)(OR), +MeOH8i(OMa
)(OR), + ROM';i 5i(OR)
, + MeOH Therefore, the product (right side) in the reaction system
As the concentration increases and approaches equilibrium, the reaction progresses more slowly. In this case, among the reaction products, methanol has a lower boiling point than alkyl alcohol (ROM), so it can be easily removed by distillation out of the reaction system.
a) 30 R-S l(OMa)2(OR)z, S
Because l(OMa)(OR)x is consumed as the transesterification reaction progresses.

反応系に蓄積されることはない。これに対し、最終生成
物の5i(OR)、は反応系中で沸点が最も高く、反応
系外へ蒸留除去できずに、次第に反応系内に蓄積する。
It does not accumulate in the reaction system. On the other hand, the final product 5i (OR) has the highest boiling point in the reaction system and cannot be removed by distillation out of the reaction system, but gradually accumulates in the reaction system.

このため、反応速度が遅くなり、系内のSi(OR)4
濃度が高くなるにつれ、第4図に示したように極端にエ
ステル交換反応が遅くなり、その直近の中間生成物Si
(OMa)(OR)3が消失しなくなる。
Therefore, the reaction rate slows down, and the Si(OR)4 in the system
As the concentration increases, the transesterification reaction becomes extremely slow as shown in Figure 4, and the immediate intermediate product Si
(OMa)(OR)3 no longer disappears.

ここで、このテトラメトキシシランのエステル交換反応
は、例えば第3図に示すような装置で行なわれる。これ
を具体的に説明すると、Si(OMe)4及びNa、 
NaOR、パラトルエンスルフォン酸等の触媒を入れた
反応器AにROHを連続的に導入し、沸点下で上記の平
衡反応を進行させる。この場合、平衡反応を生成側へ進
めるため、副生ずるM e OHを含む蒸気を分離塔B
に導入し、ここでROH1中間生成物S L(OMe)
4−x(OR)X及び高次テトラアルコキシシランSi
(OR)4をM e OHと分離し、これらを反応系へ
戻すと共に、M e OHを系外に排出するものである
が、上述したように反応液中に高次テトラアルコキシシ
ランが蓄積し、その濃度が上昇してくると反応速度は極
端に低下するので、ROHの導入速度を漸次減少させる
必要がある。もしROHの導入速度が高いと、反応で消
費される以上のROMが加えられることとなり、このた
めROHの反応液中の濃度が上昇し、反応温度(沸点)
が低下するため、反応速度も更に低下する。それ故、上
記方法ではROHの導入速度を極端に低下させねばなら
ず、そのため生産性が極めて低いものである。
Here, the transesterification reaction of tetramethoxysilane is carried out, for example, in an apparatus as shown in FIG. To explain this specifically, Si(OMe)4 and Na,
ROH is continuously introduced into reactor A containing a catalyst such as NaOR or para-toluenesulfonic acid, and the above equilibrium reaction is allowed to proceed at the boiling point. In this case, in order to advance the equilibrium reaction toward the production side, the vapor containing by-product M e OH is transferred to the separation column B.
where the ROH1 intermediate product S L (OMe)
4-x(OR)X and higher tetraalkoxysilane Si
(OR)4 is separated from M e OH and these are returned to the reaction system, and M e OH is discharged from the system, but as mentioned above, higher tetraalkoxysilane accumulates in the reaction solution. As the concentration of ROH increases, the reaction rate decreases extremely, so it is necessary to gradually reduce the rate of introduction of ROH. If the introduction rate of ROH is high, more ROM will be added than is consumed in the reaction, which will increase the concentration of ROH in the reaction solution and lower the reaction temperature (boiling point).
Since the reaction rate decreases, the reaction rate also decreases further. Therefore, in the above method, the introduction rate of ROH must be extremely reduced, resulting in extremely low productivity.

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、エステル交
換反応による高次テトラアルコキシシランの生成速度を
向上させ、生産性を高め、連続的に高次テトラアルコキ
シシランを製造できる方法を提供することを目的とする
The present invention was made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve the production rate of higher-order tetraalkoxysilane by transesterification reaction, increase productivity, and provide a method that can continuously produce higher-order tetraalkoxysilane. With the goal.

を  するための   び 本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行なっ
た結果、テトラメトキシシラン又はこれを主成分とする
アルコキシシランと炭素数2以上のアルコールとのエス
テル交換反応により高次テトラアルコキシシランを製造
する方法において、反応系より発生する蒸気もしくはそ
の凝縮液又は反応液の一部を反応系外に取り出し、分留
等の手段により目的物質である高次テトラアルコキシシ
ランを分離した後、再び反応系へ戻すことにより、反応
液中の高次テトラアルコキシシラン濃度を制御すると、
平衡反応であるエステル交換反応が生成側に進み、高次
テトラアルコキシシランの生成速度を向上せしめると共
に、連続的に高次テトラアルコキシシランを製造できる
ことを見出した。
In order to achieve the above object, the inventors of the present invention have conducted intensive studies and found that a higher order In a method for producing tetraalkoxysilane, vapor generated from the reaction system, its condensate, or a part of the reaction liquid is taken out of the reaction system, and the target substance, higher tetraalkoxysilane, is separated by means such as fractional distillation. After that, the concentration of higher tetraalkoxysilane in the reaction solution is controlled by returning it to the reaction system.
It has been found that the transesterification reaction, which is an equilibrium reaction, proceeds to the production side, improving the production rate of higher tetraalkoxysilane, and making it possible to continuously produce higher tetraalkoxysilane.

本発明者は、更に、エステル交換反応により生成するメ
タノールを利用して金属ケイ素と反応させ、この反応物
を上述したエステル交換反応の原料として使用すること
が有効であることを知見したものである。
The present inventor further discovered that it is effective to use methanol produced by the transesterification reaction to react with silicon metal, and to use this reaction product as a raw material for the transesterification reaction described above. .

本発明によれば、従来はエステル交換反応の速度がネッ
クでシステム全体の生産速度が極めて遅く、かつ連続化
が困難で実用化レベルには達していなかった高次テトラ
アルコキシシランを製造する次の2段階反応法 Si  + 4MeOH→Si(OMe)4+ 2H。
According to the present invention, the production speed of the entire system was extremely slow due to the speed of the transesterification reaction, and it was difficult to achieve continuous production. Two-step reaction method Si + 4MeOH→Si(OMe)4+ 2H.

Si   + 4ROH← 5i(OR)、+ 2H。Si + 4ROH ← 5i (OR), + 2H.

のシステムトータルの生産速度を大巾に向上させること
ができ、加圧を必要とし、工業的に問題の多かった金属
ケイ素と高次アルコールとの直接反応法 SL + 4ROH→Si(OR)4+ 2H。
SL + 4ROH → Si(OR) 4+ 2H Direct reaction method of metallic silicon and higher alcohol, which required pressurization and had many industrial problems. .

に対し、常圧という工業的に有利な条件下で、かつ高い
生産性でトータルシステムとして連続的な製造を可能と
するものである。
On the other hand, it enables continuous production as a total system under the industrially advantageous conditions of normal pressure and with high productivity.

従って、本発明は、テトラメトキシシラン又はこれを主
成分とするアルコキシシランと炭素数2以上のアルコー
ルとを用いてエステル交換反応によりアルコキシ基の炭
素数が2以上の高次テトラアルコキシシランを製造する
方法において1反応系より発生する蒸気もしくはその凝
縮液又は反応液の一部を反応系外に取り出し、該蒸気も
しくはその凝縮液又は反応液から高次テトラアルコキシ
シランの一部又は全部を分離した後、再びこの蒸気もし
くはその凝縮液又は反応液を反応系へ戻すことにより、
反応液中の高次テトラアルコキシシラン濃度を制御する
ことを特徴とするテトラアルコキシシランの製造方法、
及びテトラメトキシシラン又はこれを主成分とするアル
コキシシランと炭素数2以上のアルコールとを用いてエ
ステル交換反応によりアルコキシ基の炭素数が2以上の
高次テトラアルコキシシランを製造する方法において、
反応系より発生する蒸気もしくはその凝縮液又は反応液
の一部を反応系外に取り出し、該蒸気もしくはその凝縮
液又は反応液から高次テトラアルコキシシランの一部又
は全部を分離した後、再びこの蒸気もしくはその凝縮液
又は反応液を反応系へ戻すことにより、反応液中の高次
テトラアルコキシシラン濃度を制御すると共に、上記エ
ステル交換反応で生成するメタノールを金属ケイ素と反
応させて上記テトラメトキシシラン又はこれを主成分と
するアルコキシシランを製造することを特徴とするテト
ラアルコキシシランの製造方法を提供するものである。
Therefore, the present invention produces a higher tetraalkoxysilane having an alkoxy group having two or more carbon atoms by transesterification using tetramethoxysilane or an alkoxysilane containing tetramethoxysilane as a main component and an alcohol having two or more carbon atoms. After removing a part of the vapor or its condensate or reaction liquid generated from one reaction system in the method from the reaction system, and separating part or all of the higher tetraalkoxysilane from the vapor, its condensate, or the reaction liquid. , by returning this vapor or its condensate or reaction liquid to the reaction system again,
A method for producing tetraalkoxysilane, characterized by controlling the concentration of higher tetraalkoxysilane in a reaction solution,
and a method for producing a higher tetraalkoxysilane in which the alkoxy group has two or more carbon atoms by transesterification using tetramethoxysilane or an alkoxysilane containing it as a main component and an alcohol having two or more carbon atoms,
After taking out the vapor generated from the reaction system, its condensate, or a part of the reaction liquid, and separating part or all of the higher tetraalkoxysilane from the vapor, its condensate, or the reaction liquid, the vapor is removed again. By returning the vapor or its condensate or reaction solution to the reaction system, the concentration of higher tetraalkoxysilane in the reaction solution can be controlled, and the methanol produced in the transesterification reaction can be reacted with metallic silicon to produce the tetramethoxysilane. Alternatively, it provides a method for producing tetraalkoxysilane, which is characterized by producing an alkoxysilane containing the tetraalkoxysilane as a main component.

以下、本発明につき更に詳しく説明する。The present invention will be explained in more detail below.

本発明の高次テトラアルコキシシランの製造方法は、原
料としてテトラメトキシシラン又はテトラメトキシシラ
ンを主成分とするアルコキシシラン及び炭素数2以上の
アルコールを使用するものである。
The method for producing higher tetraalkoxysilane of the present invention uses tetramethoxysilane or an alkoxysilane containing tetramethoxysilane as a main component and an alcohol having 2 or more carbon atoms as raw materials.

ここで、テトラメトキシシラン又はこれを主成分とする
アルコキシシランの製造法は特に制限されず、公知の方
法を採用し得るが、メタノール又はこれと炭素数が2以
上の脂肪族低級アルコールとの混合物をアルカリ触媒の
存在下で常圧下でケイ素と反応させる方法が好適に採用
され、メタノールとしては本発明に係るエステル交換反
応で副生するものを使用することが有効である。なお、
アルカリ触媒としては公知のものが使用でき、その反応
条件も常法を採用し得る。
Here, the method for producing tetramethoxysilane or an alkoxysilane containing tetramethoxysilane as a main component is not particularly limited, and any known method may be adopted, but methanol or a mixture of it and an aliphatic lower alcohol having 2 or more carbon atoms may be used. A method of reacting the methanol with silicon under normal pressure in the presence of an alkali catalyst is preferably adopted, and as methanol, it is effective to use a by-product in the transesterification reaction according to the present invention. In addition,
As the alkali catalyst, any known one can be used, and the reaction conditions can be any conventional method.

一方、テトラメトキシシラン又はこれを主成分とするア
ルコキシシランと交換反応させる炭素数2以上のアルコ
ールは、エタノール、プロパツール等、目的とする高次
テトラアルコキシシランにより選定されるが、通常炭素
数2〜4の脂肪族アルコールが使用される。
On the other hand, the alcohol having 2 or more carbon atoms to be exchange-reacted with tetramethoxysilane or an alkoxysilane containing tetramethoxysilane as a main component is selected depending on the desired higher tetraalkoxysilane, such as ethanol or propatool, but usually has 2 carbon atoms. ~4 aliphatic alcohols are used.

また、上記エステル交換反応には公知のアルカリ触媒と
して、例えばナトリウムメチラート、カリウムメチラー
トなどのアルカリ金属アルコキシド、ナトリウム、カリ
ウムなどのアルカリ金属、またトリフルオロ酢酸、パラ
トルエンスルホン酸などの酸触媒等を触媒量添加するこ
とができる。
In addition, for the above transesterification reaction, known alkali catalysts include alkali metal alkoxides such as sodium methylate and potassium methylate, alkali metals such as sodium and potassium, and acid catalysts such as trifluoroacetic acid and p-toluenesulfonic acid. can be added in a catalytic amount.

本発明において、エステル交換反応条件は常法に従って
行なうことができるが、常圧において沸点で行なうこと
が好適である。
In the present invention, the transesterification reaction conditions can be carried out according to conventional methods, but it is preferable to carry out the transesterification reaction at normal pressure and boiling point.

而して、本発明はかかるエステル交換反応において、こ
の反応系より発生する蒸気もしくはその凝縮液又は反応
液の一部を反応系外に抜き出し、これから目的物質であ
る高次テトラアルコキシシランの一部又は全部を分離し
、またメタノールを除去した後、この蒸気もしくはその
凝縮液又は反応液を再度反応系に戻すもので、これによ
り反応液中の高次テトラアルコキシシラン濃度を制御す
る。ここで、蒸気もしくはその凝縮液又は反応液の抜き
出しは連続的に行なっても間欠的に行なってもよいが、
反応液中の高次テトラアルコキシシランの濃度が10〜
50%になるように制御して行なうことが好ましく、こ
れにより高い反応速度で連続的に効率よく高次テトラア
ルコキシシランを製造することができる。これに対し、
高次テトラアルコキシシランの濃度が50%を越えると
反応速度が低下し、一方、10%より低いと反応速度は
高くなるが、抜き出した蒸気もしくはその凝縮液又は反
応液の一部中に高次テトラアルコキシシラン以外の量が
増加するので、エネルギーコスト上不利をきたす場合が
ある。
Therefore, in the transesterification reaction, the present invention extracts the vapor generated from the reaction system, its condensate, or a part of the reaction liquid out of the reaction system, and extracts a part of the higher tetraalkoxysilane, which is the target substance, from the reaction system. Alternatively, after separating the entire reactor and removing methanol, this vapor, its condensate, or the reaction solution is returned to the reaction system, thereby controlling the higher tetraalkoxysilane concentration in the reaction solution. Here, the extraction of steam or its condensate or reaction liquid may be performed continuously or intermittently, but
The concentration of higher tetraalkoxysilane in the reaction solution is 10~
It is preferable to control the reaction rate to 50%, thereby making it possible to continuously and efficiently produce higher tetraalkoxysilane at a high reaction rate. In contrast,
When the concentration of higher tetraalkoxysilane exceeds 50%, the reaction rate decreases, while when it is lower than 10%, the reaction rate increases, but high Since the amount of components other than tetraalkoxysilane increases, this may be disadvantageous in terms of energy cost.

次に、上記方法につき本発明の一実施態様を示す第1,
2図を参照して具体的に説明する。
Next, the first method, which shows one embodiment of the present invention regarding the above method, will be described.
This will be explained in detail with reference to FIG.

第1図において、Aは反応器、Bは第一分離塔、Cは第
二分離塔であり、まず反応器AにNa。
In FIG. 1, A is a reactor, B is a first separation column, and C is a second separation column. First, reactor A is charged with Na.

NaOR,パラトルエンスルフォン酸等の触媒を仕込み
、原料シラン供給管1からテトラメトキシシラン又はこ
れを主成分とするアルコキシシランを導入すると共に、
原料アルコール供給管2から炭素数が2以上のアルコー
ルROHを導入し、エステル交換反応を行なう。そして
、その蒸気は第一分離塔Bに送り、ここでメタノールを
分離して。
A catalyst such as NaOR or paratoluenesulfonic acid is charged, and tetramethoxysilane or an alkoxysilane containing tetramethoxysilane as the main component is introduced from the raw material silane supply pipe 1.
Alcohol ROH having 2 or more carbon atoms is introduced from the raw alcohol supply pipe 2 to carry out a transesterification reaction. The vapor is then sent to the first separation column B, where methanol is separated.

メタノールは排出管3より糸外に排出すると共に、メタ
ノールを除去した液は返送管4より反応器Aに返送し、
又は必要に応じ適宜導入管5より第二分離塔Cに導入す
る。また、場合により反応器Aより蒸気もしくはその凝
縮液又は反応液の一部を直接導入管6より第二分離塔C
に送る。この第二分離塔Cでは、高次テトラアルコキシ
シランを分離し、これは塔底に設けられた抜出管7から
抜き出す。一方、高次テトラアルコキシシランを分離し
、低沸点成分S L(OMe)n−x(OR)x (但
し、O≦X≦3)、ROM等を含む処理物は塔頂より返
送管8によって再び反応器Aに戻す。これにより、反応
器Aの反応液中の高次テトラアルフキジシランSi(O
R)4の濃度が制御され、反応が効率よく進行し、この
反応の進行に応じて、上述した管1゜2から減少した原
料シラン、原料アルコールを導入するものである。
Methanol is discharged to the outside of the thread through the discharge pipe 3, and the liquid from which methanol has been removed is returned to the reactor A through the return pipe 4.
Alternatively, it may be introduced into the second separation column C through the introduction pipe 5 as appropriate. In addition, in some cases, steam or a part of its condensate or reaction liquid may be directly introduced from the reactor A through the pipe 6 to the second separation column C.
send to In this second separation column C, higher tetraalkoxysilane is separated and extracted from an extraction pipe 7 provided at the bottom of the column. On the other hand, the high-order tetraalkoxysilane is separated, and the treated product containing low boiling point components S L (OMe) n-x (OR) Return to reactor A again. As a result, the higher tetraalfukidisilane Si(O
The concentration of R)4 is controlled to allow the reaction to proceed efficiently, and depending on the progress of the reaction, the reduced raw material silane and raw material alcohol are introduced from the above-mentioned tube 1.2.

この場合、分離塔Cへ供給する液を反応液とすると、触
媒が目的物質である高次テトラアルコキシシランに同伴
し、後に精製工程が必要になることから、分離塔Cへは
反応器より発生する沸点蒸気の凝縮液の一部を導入する
方が好ましい。
In this case, if the liquid supplied to separation column C is the reaction liquid, the catalyst will accompany the target substance, higher tetraalkoxysilane, and a purification step will be required later. It is preferred to introduce a portion of the condensate of the boiling point vapor.

第2図は本発明の他の実施態様を示すもので、第1図の
装置に原料シランの製造装置を組み合わせたものであり
、エステル交換反応により副生ずるM e OHを利用
し、M e OHをクローズド化することによりSiと
M e OHから高次テトラアルコキシシランを連続的
に生産するものである。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which the apparatus shown in FIG. 1 is combined with an apparatus for producing raw material silane. By closing the process, higher tetraalkoxysilane is continuously produced from Si and M e OH.

即ち、第2図において、Dは原料シランを生成するため
の反応器であり、この反応器りには上記メタノールの排
出管3が連結されており、Si供給管9から導入された
Siと排出管3から送られてくるメタノールとの反応に
よりテトラメトキシシランが製造されるものである。そ
して、このようにして得られた反応生成物は導入管10
より第三分離塔Eに導入され、ここで未反応のメタノー
ルが分離されて、その塔頂から返送管11より再び反応
器りに戻される一方、テトラメトキシシランはこの第三
分離塔Eの塔底に接続された上記原料シラン供給管1よ
りエステル交換反応器Aに導入されるもので、それ以降
の工程は第1図に示す実施態様と同様であるのでその説
明を省略する。
That is, in FIG. 2, D is a reactor for producing raw material silane, and the methanol discharge pipe 3 is connected to this reactor, and the Si introduced from the Si supply pipe 9 and the discharged Tetramethoxysilane is produced by reaction with methanol sent from pipe 3. The reaction product thus obtained is then transferred to the introduction pipe 10.
unreacted methanol is separated from the top of the column and returned to the reactor via return pipe 11, while tetramethoxysilane is introduced into the third separation column E. The raw material silane is introduced into the transesterification reactor A from the raw material silane supply pipe 1 connected to the bottom, and the subsequent steps are the same as those in the embodiment shown in FIG. 1, so their explanation will be omitted.

従って、この第2図に示す方法によれば、従来はエステ
ル交換反応の速度が遅いため、連続システムが困難であ
った金属ケイ素とROMとから高次テトラアルコキシシ
ランを連続的しこ生産性良く製造することが可能となる
ものである。
Therefore, according to the method shown in Fig. 2, higher tetraalkoxysilane can be produced continuously and efficiently from metallic silicon and ROM, which was difficult to perform in a continuous system due to the slow transesterification rate. This makes it possible to manufacture.

見班夏勉呈 本発明方法は、平衡反応であるエステル交換反応系中の
高次テトラアルコキシシランの存在量を制御したことに
より、エステル交換反応を生成側へ進め、高次テトラア
ルコキシシランの生成速度を向上させることができると
共に、高次テトラアルコキシシランを連続的に効率よく
生産でき、従来生産性の低いエステル交換反応による高
次テトラアルコキシシランの製造方法の生産性を高める
ことができるものである。更に、金属ケイ素とメタノー
ルとからテトラメトキシシランを得る工程を上記工程と
組み合わせると、特にこの場合メタノールとして上記エ
ステル交換反応で副生するメタノールを用いる場合には
、金属ケイ素から高次テトラアルコキシシランを得る2
段階反応法を連続システムとすることができ、高い生産
性で連続的に製造することができる。
The method of the present invention advances the transesterification reaction toward the production side by controlling the amount of higher tetraalkoxysilane present in the transesterification reaction system, which is an equilibrium reaction, to produce higher tetraalkoxysilane. In addition to improving the speed, higher tetraalkoxysilane can be produced continuously and efficiently, and the productivity of the conventional method for producing higher tetraalkoxysilane by transesterification, which has low productivity, can be increased. be. Furthermore, when the process of obtaining tetramethoxysilane from metal silicon and methanol is combined with the above process, especially when using methanol as a by-product in the above transesterification reaction, higher tetraalkoxysilane can be obtained from metal silicon. get 2
The stepwise reaction method can be made into a continuous system and can be manufactured continuously with high productivity.

以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained by showing examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

〔実施例〕〔Example〕

第1図の装置に準じ、反応器A(ガラス製フラスコ)に
テトラメトキシシラン100g、エタノール145g及
びナトリウム0.76gを仕込み。
According to the apparatus shown in FIG. 1, 100 g of tetramethoxysilane, 145 g of ethanol, and 0.76 g of sodium were charged into reactor A (glass flask).

撹拌しながら6時間還流した。この時1反応液中の全ア
ルコキシシランに対しテトラエトキシシランの生成率は
31.9%であった。
The mixture was refluxed for 6 hours while stirring. At this time, the production rate of tetraethoxysilane was 31.9% based on the total alkoxysilane in one reaction solution.

次いで、第一分離塔Bで副生するメタノールを連続的に
蒸留除去すると共に、反応器Aにエタノールを25g/
Hrの割合で追加し、かつ反応液を第三分離塔Cに送り
、テトラエトキシシランを塔底より分離し、それ以外の
S x (OMe)4−1 (o E t)x及びエタ
ノールを反応器Aに戻し、12時間連続的にテトラエト
キシシランを製造した。
Next, the methanol by-produced in the first separation column B is continuously distilled off, and 25 g of ethanol is added to the reactor A.
The reaction solution was sent to the third separation column C, and tetraethoxysilane was separated from the bottom of the column, and the remaining S x (OMe)4-1 (o E t) x and ethanol were reacted. The mixture was returned to vessel A, and tetraethoxysilane was continuously produced for 12 hours.

テトラエトキシシランの全収量は116.2g、時間当
りの平均収量は9.7g/)Ir、消費したエタノール
量は235g (理論量は121g)であり、効率良く
テトラエトキシシランを得ることができた。
The total yield of tetraethoxysilane was 116.2g, the average yield per hour was 9.7g/)Ir, and the amount of ethanol consumed was 235g (theoretical amount was 121g), so tetraethoxysilane could be obtained efficiently. .

〔比較例〕[Comparative example]

第3図の装置に準じ、反応器A(ガラス製フラスコ)に
実施例と同量のテトラメトキシシラン100g、エタノ
ール145g及びナトリウム0.76gを仕込み、撹拌
しながら還流した。エステル交換反応の進行に伴い、反
応生成物中の副生メタノールの割合が多くなり、蒸気温
度が変化するが、5時間後に蒸気温度が一定になったの
で、分離塔Bでメタノールを分離し、反応器中のメタノ
ールを全て留出させた。
According to the apparatus shown in FIG. 3, 100 g of tetramethoxysilane, 145 g of ethanol, and 0.76 g of sodium were charged into reactor A (glass flask) and refluxed with stirring. As the transesterification reaction progresses, the proportion of by-product methanol in the reaction product increases and the steam temperature changes, but after 5 hours, the steam temperature became constant, so methanol was separated in separation column B. All methanol in the reactor was distilled off.

次いで、エタノールを50g加え、同様に蒸気温度が一
定になるまで還流を続け、8時間後に同様に反応器から
副生メタノールを全て留出させた。
Next, 50 g of ethanol was added, and reflux was similarly continued until the vapor temperature became constant, and after 8 hours, all by-product methanol was similarly distilled out from the reactor.

以上のエタノール添加及び副生メタノール留出の操作を
更に4回繰返し、全部で50時間かけてエステル交換反
応を行なった。
The above operations of adding ethanol and distilling by-product methanol were repeated four more times, and the transesterification reaction was carried out over a total of 50 hours.

この結果、テトラエトキシシランの収量は110.3g
、時間当りの平均収量は2.2g/Hr、消費したエタ
ノール量は395gであり、実施例と比較して非常に効
率の悪いものであった。
As a result, the yield of tetraethoxysilane was 110.3g.
The average yield per hour was 2.2 g/Hr, and the amount of ethanol consumed was 395 g, which was very inefficient compared to the example.

なお、比較例で得られた反応速度とテトラエトキシシラ
ン濃度との関係を第4図に示す、第4図から反応生成物
であるテトラエトキシシランの濃度が50%を越えると
、 E:SiOMe + EtOH→:’5iOEt + 
MeOHの反応速度が非常に遅くなることがわかる。例
えば、テトラエトキシシラン濃度が約30%のとき。
The relationship between the reaction rate and the tetraethoxysilane concentration obtained in the comparative example is shown in FIG. 4. From FIG. 4, when the concentration of the reaction product, tetraethoxysilane, exceeds 50%, E:SiOMe + EtOH→:'5iOEt+
It can be seen that the reaction rate of MeOH becomes very slow. For example, when the tetraethoxysilane concentration is about 30%.

反応速度は0.25モルEta/Hrであるのに対し、
テトラエトキシシラン濃度が約80%を越えると1反応
器度は約0.02モルEtO/)Irとなり約1/1o
に低下することがわかる。
While the reaction rate is 0.25 mol Eta/Hr,
When the tetraethoxysilane concentration exceeds about 80%, one reactor degree is about 0.02 mol EtO/)Ir, which is about 1/1o
It can be seen that the value decreases to .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図はそれぞれ本発明の製造方法の一実施
態様を説明する工程図、第3図は従来の製造方法を説明
する工程図、第4図は反応液中のテトラエトキシシラン
の生成率に対するエステル交換反応速度を示すグラフで
ある。 A・・・エステル交換反応器、 B・・・第一分離塔、 C・・・第二分離塔、D・・・
アルコキシシラン生成反応器。 E・・・第三分離塔。 出願人  信越化学工業株式会社 代理人  弁理士 小 島 隆 司 eOH 第2図 5i(Qg)1 11111eOH 第4図 友に暇イ
Figures 1 and 2 are process diagrams for explaining one embodiment of the production method of the present invention, Figure 3 is a process diagram for explaining the conventional production method, and Figure 4 is a process diagram for explaining an embodiment of the production method of the present invention. It is a graph showing transesterification reaction rate versus production rate. A...Transesterification reactor, B...First separation column, C...Second separation column, D...
Alkoxysilane production reactor. E...Third separation tower. Applicant Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Agent Patent Attorney Takashi Kojima eOH Fig. 2 5i (Qg) 1 11111eOH Fig. 4 Time to Friend

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、テトラメトキシシラン又はこれを主成分とするアル
コキシシランと炭素数2以上のアルコールとを用いてエ
ステル交換反応によりアルコキシ基の炭素数が2以上の
高次テトラアルコキシシランを製造する方法において、
反応系より発生する蒸気もしくはその凝縮液又は反応液
の一部を反応系外に取り出し、該蒸気もしくはその凝縮
液又は反応液から高次テトラアルコキシシランの一部又
は全部を分離した後、再びこの蒸気もしくはその凝縮液
又は反応液を反応系へ戻すことにより、反応液中の高次
テトラアルコキシシラン濃度を制御することを特徴とす
るテトラアルコキシシランの製造方法。 2、テトラメトキシシラン又はこれを主成分とするアル
コキシシランと炭素数2以上のアルコールとを用いてエ
ステル交換反応によりアルコキシ基の炭素数が2以上の
高次テトラアルコキシシランを製造する方法において、
反応系より発生する蒸気もしくはその凝縮液又は反応液
の一部を反応系外に取り出し、該蒸気もしくはその凝縮
液又は反応液から高次テトラアルコキシシランの一部又
は全部を分離した後、再びこの蒸気もしくはその凝縮液
又は反応液を反応系へ戻すことにより、反応液中の高次
テトラアルコキシシラン濃度を制御すると共に、上記エ
ステル交換反応で生成するメタノールを金属ケイ素と反
応させて上記テトラメトキシシラン又はこれを主成分と
するアルコキシシランを製造することを特徴とするテト
ラアルコキシシランの製造方法。
[Claims] 1. A higher tetraalkoxysilane having an alkoxy group having two or more carbon atoms is produced by transesterification using tetramethoxysilane or an alkoxysilane containing tetramethoxysilane as a main component and an alcohol having two or more carbon atoms. In the method of manufacturing,
After taking out the vapor generated from the reaction system, its condensate, or a part of the reaction liquid, and separating part or all of the higher tetraalkoxysilane from the vapor, its condensate, or the reaction liquid, the vapor is removed again. A method for producing tetraalkoxysilane, which comprises controlling the concentration of higher tetraalkoxysilane in a reaction solution by returning vapor, its condensate, or the reaction solution to the reaction system. 2. A method for producing a higher tetraalkoxysilane in which the alkoxy group has two or more carbon atoms by transesterification using tetramethoxysilane or an alkoxysilane containing tetramethoxysilane as a main component and an alcohol having two or more carbon atoms,
After taking out the vapor generated from the reaction system, its condensate, or a part of the reaction liquid, and separating part or all of the higher tetraalkoxysilane from the vapor, its condensate, or the reaction liquid, the vapor is removed again. By returning the vapor or its condensate or reaction solution to the reaction system, the concentration of higher tetraalkoxysilane in the reaction solution can be controlled, and the methanol produced in the transesterification reaction can be reacted with metallic silicon to produce the tetramethoxysilane. Or a method for producing tetraalkoxysilane, which comprises producing an alkoxysilane containing this as a main component.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06228165A (en) * 1993-01-29 1994-08-16 Shin Etsu Chem Co Ltd Organosilicon compound and its production
US7323582B2 (en) 2001-08-06 2008-01-29 Degussa Ag Organosilicon compounds
CN106866723A (en) * 2017-01-25 2017-06-20 湖北新蓝天新材料股份有限公司 A kind of synthetic method of the double triethoxy silicon substrate ethane of alcohol silane crosslinker

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5511538A (en) * 1978-07-11 1980-01-26 Mitsubishi Chem Ind Ltd Production of methoxysilane

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5511538A (en) * 1978-07-11 1980-01-26 Mitsubishi Chem Ind Ltd Production of methoxysilane

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06228165A (en) * 1993-01-29 1994-08-16 Shin Etsu Chem Co Ltd Organosilicon compound and its production
US7323582B2 (en) 2001-08-06 2008-01-29 Degussa Ag Organosilicon compounds
CN106866723A (en) * 2017-01-25 2017-06-20 湖北新蓝天新材料股份有限公司 A kind of synthetic method of the double triethoxy silicon substrate ethane of alcohol silane crosslinker

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