JPH03109390A - 多有機基置換シラン及びモノアルキル化シランの製造方法 - Google Patents
多有機基置換シラン及びモノアルキル化シランの製造方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/0803—Compounds with Si-C or Si-Si linkages
- C07F7/0825—Preparations of compounds not comprising Si-Si or Si-cyano linkages
- C07F7/0827—Syntheses with formation of a Si-C bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/0801—General processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/12—Organo silicon halides
- C07F7/121—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
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- C07F7/122—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20 by reactions involving the formation of Si-C linkages
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は多有機基置換シランを製造する、シリコンハ
ロゲン化物の有機置換基の再分配に関する。さらに具体
的には、この発明はハロシラン及び有機ハロシラン、例
えば5iCffi4及びCH35(Cl。
ロゲン化物の有機置換基の再分配に関する。さらに具体
的には、この発明はハロシラン及び有機ハロシラン、例
えば5iCffi4及びCH35(Cl。
をさらに経済価値の高い(CH3) zsic l t
+ (CH3) 5SiC1及び(CHs) asiの
ような多有機基置換種への転化を容易にするアルキル化
段階と再分配段階を結合するプロセスに関する。
+ (CH3) 5SiC1及び(CHs) asiの
ような多有機基置換種への転化を容易にするアルキル化
段階と再分配段階を結合するプロセスに関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕シリコ
ン業界においては、(CHI) zsic j! を及
び(CHs) 3sic lのような多有機基置換種は
しばしば需要が供給に追付かない。ジオルガノポリシロ
キサンポリマーを製造するにはジオルガノジハロシラン
を加水分解する。これらのポリマーは流動体及びシリコ
ーンゲル、エラストマー及びレジンの配合成分として多
種多様な用途を生み出す、トリオルガノハロシランは末
端停止剤として及びシリル化剤として需要がある。
ン業界においては、(CHI) zsic j! を及
び(CHs) 3sic lのような多有機基置換種は
しばしば需要が供給に追付かない。ジオルガノポリシロ
キサンポリマーを製造するにはジオルガノジハロシラン
を加水分解する。これらのポリマーは流動体及びシリコ
ーンゲル、エラストマー及びレジンの配合成分として多
種多様な用途を生み出す、トリオルガノハロシランは末
端停止剤として及びシリル化剤として需要がある。
本発明はハロゲン受容金属の存在下で、シリコンハロゲ
ン化物とアルキルハロゲン化物との反応からなる多有機
基置換シランの改良製法に関する。
ン化物とアルキルハロゲン化物との反応からなる多有機
基置換シランの改良製法に関する。
この改良は再分配プロセスをアルキル化プロセスに組込
んでいる。再分配プロセスは、多有機基置換シランと有
機置換基の少ないハロシラン間の相互作用を含み、それ
によって次式で示すように多有機基置換シランの有機置
換基を有機置換基の少ないハロシランのハロゲン基と交
換スル。
んでいる。再分配プロセスは、多有機基置換シランと有
機置換基の少ないハロシラン間の相互作用を含み、それ
によって次式で示すように多有機基置換シランの有機置
換基を有機置換基の少ないハロシランのハロゲン基と交
換スル。
(CH3) asl十CHsSiC123→(CH3)
xSiCl + (C113) zSiCl z再分
配プロセスは、通常固体担体上に吸着されることで反応
域に支持されるAlCl2のような金属ハロゲン化物で
触媒される。
xSiCl + (C113) zSiCl z再分
配プロセスは、通常固体担体上に吸着されることで反応
域に支持されるAlCl2のような金属ハロゲン化物で
触媒される。
支持された金属ハロゲン化物は、Si(/!、及びCH
sSiC423のようなハロシラン種の再分配を触媒す
るのに特に有効であり、これらの種はアルキル化プロセ
スでは比較的無反応性であるかあるいは緩慢に反応する
。再分配で生成した種、例えば(CHs) tsicβ
2、は初期のハロシラン及び有機ハロシランよりもアル
キル化プロセスでの反応性が高いし、さらに高次の有機
基置換種に一層容易に転化される。この複合プロセスは
、アルキル化平衡よりもむしろ再分配平衡にもとすく製
品分布にもなっている。このような複合プロセスの特徴
は、ハロシランをさらに付加価値のある多有機基置換種
に、より速くかつ一層完全に転化させることである。
sSiC423のようなハロシラン種の再分配を触媒す
るのに特に有効であり、これらの種はアルキル化プロセ
スでは比較的無反応性であるかあるいは緩慢に反応する
。再分配で生成した種、例えば(CHs) tsicβ
2、は初期のハロシラン及び有機ハロシランよりもアル
キル化プロセスでの反応性が高いし、さらに高次の有機
基置換種に一層容易に転化される。この複合プロセスは
、アルキル化平衡よりもむしろ再分配平衡にもとすく製
品分布にもなっている。このような複合プロセスの特徴
は、ハロシランをさらに付加価値のある多有機基置換種
に、より速くかつ一層完全に転化させることである。
この発明は化学式RmR’bSiX ta−m−b+
を持つ多有機基置換シランの改良された製法であり、こ
こにRはメチル、エチル及びn−プロピル基からなる群
から独立に選んだもの;Riはアルキル、置換アルキル
、アルケニル、アリール及びアルカリール基からなる群
から独立に選んだもの;aは1゜2.3又は4、bは0
,1,2、又は3及びa+bの計は2,3又は4;また
Xはハロゲン原子を示す。
を持つ多有機基置換シランの改良された製法であり、こ
こにRはメチル、エチル及びn−プロピル基からなる群
から独立に選んだもの;Riはアルキル、置換アルキル
、アルケニル、アリール及びアルカリール基からなる群
から独立に選んだもの;aは1゜2.3又は4、bは0
,1,2、又は3及びa+bの計は2,3又は4;また
Xはハロゲン原子を示す。
このプロセスは下記を含む。
(A)ハロゲン受容体として働く金属の存在下で、化学
式R’bSiX (4−111であるシリコソノ10ゲ
ン化物を化学式RXであるアルキルハロゲン化物と接触
させること。ここにR4,R,b及びXは上述の定義に
よる。
式R’bSiX (4−111であるシリコソノ10ゲ
ン化物を化学式RXであるアルキルハロゲン化物と接触
させること。ここにR4,R,b及びXは上述の定義に
よる。
(B)200℃より高い温度でこの金属の存在のもとに
シリコンハロゲン化物をアルキルハロゲン化物と反応さ
せて初期反応混合物を生成すること;及び (C)この初期反応混合物を再分配触媒と接触させるこ
と; (D)多有機基置換シランを単離し分離すること。
シリコンハロゲン化物をアルキルハロゲン化物と反応さ
せて初期反応混合物を生成すること;及び (C)この初期反応混合物を再分配触媒と接触させるこ
と; (D)多有機基置換シランを単離し分離すること。
本発明で、多有機基置換シランは例えばテトラメチルシ
ラン、テトラエチルシラン、ジメチルジエチルシラン、
トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ト
リエチルフルオロシラン、ジエチルジブロモシラン、エ
チルジメチルクロロシラン、エチルメチルジクロロシラ
ン、プロピルメチルジクロロシラン、ジメチルビニルク
ロロシラン、トリエチルアリルシラン、メチルフエニル
ジクロロシラン及びジフェニルメチルクロロシランとし
てよい。
ラン、テトラエチルシラン、ジメチルジエチルシラン、
トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ト
リエチルフルオロシラン、ジエチルジブロモシラン、エ
チルジメチルクロロシラン、エチルメチルジクロロシラ
ン、プロピルメチルジクロロシラン、ジメチルビニルク
ロロシラン、トリエチルアリルシラン、メチルフエニル
ジクロロシラン及びジフェニルメチルクロロシランとし
てよい。
有機基を富化することができるシリコンハロゲン化物を
ハロシラン及び有機ハロシランから選べる。これらの物
質は化学式がR’bSiX(、、、で示される。ここに
b及びXは前述の定義による。各R1はアルキル基、例
えば1から10の炭素原子を含む炭化水素基;置換アル
キル基、例えばクロロメチル又はトリフルオロプロピル
;アルケニル基、例えばビニル、アリル又はヘキセニル
;又はアリールあるいはアルカリール基、例えばフェニ
ル、トリル又はベンジルとしてよい。
ハロシラン及び有機ハロシランから選べる。これらの物
質は化学式がR’bSiX(、、、で示される。ここに
b及びXは前述の定義による。各R1はアルキル基、例
えば1から10の炭素原子を含む炭化水素基;置換アル
キル基、例えばクロロメチル又はトリフルオロプロピル
;アルケニル基、例えばビニル、アリル又はヘキセニル
;又はアリールあるいはアルカリール基、例えばフェニ
ル、トリル又はベンジルとしてよい。
シリコンハロゲン化物はハロシラン又は有機ハロシラン
としてよい。ハロシランは、例えばテトラクロロシラン
、テトラフルオロシラン及びテトラブロモシランとして
よい。有機ハロシランは例えばメチルトリブロモシラン
、メチルトリクロロシラン、メチルトリフルオロシラン
、エチルトリブロモシラン、エチルトリクロロシラン、
エチルトリフルオロシラン、n−プロピルトリクロロシ
ラン、n−ブチルトリクロロシラン、ビニルトリクロロ
シラン、メチルビニルジブロモシラン、アリルトリブロ
モシラン、フェニルトリクロロシラン又はフェニルメチ
ルジクロロシランとしてよい。
としてよい。ハロシランは、例えばテトラクロロシラン
、テトラフルオロシラン及びテトラブロモシランとして
よい。有機ハロシランは例えばメチルトリブロモシラン
、メチルトリクロロシラン、メチルトリフルオロシラン
、エチルトリブロモシラン、エチルトリクロロシラン、
エチルトリフルオロシラン、n−プロピルトリクロロシ
ラン、n−ブチルトリクロロシラン、ビニルトリクロロ
シラン、メチルビニルジブロモシラン、アリルトリブロ
モシラン、フェニルトリクロロシラン又はフェニルメチ
ルジクロロシランとしてよい。
この反応に好ましいハロシランはテトラクロロシランで
ある。好ましい有機ハロシランはメチル、ジメチル−及
びトリメチル−置換クロロシランまたエチル−、ジエチ
ル−1及びトリエチル−置換クロロシランである。ハロ
シランと有機)\ロシランの混合物はどちらか単独であ
るいは両方とも本発明のプロセスでアルキル化しかつ再
分配することができる。
ある。好ましい有機ハロシランはメチル、ジメチル−及
びトリメチル−置換クロロシランまたエチル−、ジエチ
ル−1及びトリエチル−置換クロロシランである。ハロ
シランと有機)\ロシランの混合物はどちらか単独であ
るいは両方とも本発明のプロセスでアルキル化しかつ再
分配することができる。
この発明のアルキルハロゲン化物は例えばメチルブロマ
イド、メチルクロライド、メチルフロライド、エチルブ
ロマイド、エチルクロライド、エチルフロライドあるい
はn−プロピルブロマイドとしてよい。メチルクロライ
ド及びエチルクロライドが好ましいアルキルハロゲン化
物である。反応益に装入するアルキルハロゲン化物(R
X)とシリコンハロゲン化物(St)のモル比は限定さ
れない0モル比は出発反応系、求める製品及び反応条件
によって変えることができる0通常1.0より大きいR
X : Si比を用いるが、この比が約5を越えても大
した利益はない。
イド、メチルクロライド、メチルフロライド、エチルブ
ロマイド、エチルクロライド、エチルフロライドあるい
はn−プロピルブロマイドとしてよい。メチルクロライ
ド及びエチルクロライドが好ましいアルキルハロゲン化
物である。反応益に装入するアルキルハロゲン化物(R
X)とシリコンハロゲン化物(St)のモル比は限定さ
れない0モル比は出発反応系、求める製品及び反応条件
によって変えることができる0通常1.0より大きいR
X : Si比を用いるが、この比が約5を越えても大
した利益はない。
ハロゲン受容体として働く金属の存在下で、シリコンハ
ロゲン化物とアルキルハロゲン化物を接触させることは
、ガス−固体接触の周知の方法で実施できる。このよう
な接触はシリコンハロゲン化物とアルキルハロゲン化物
を蒸発させ、固体金属を詰めた容器にこれらの蒸気を混
合しであるい別々に装入することで実施できる。この固
体を固定床、撹拌床、振動床あるいは流動床のような接
触装置に配置できる。
ロゲン化物とアルキルハロゲン化物を接触させることは
、ガス−固体接触の周知の方法で実施できる。このよう
な接触はシリコンハロゲン化物とアルキルハロゲン化物
を蒸発させ、固体金属を詰めた容器にこれらの蒸気を混
合しであるい別々に装入することで実施できる。この固
体を固定床、撹拌床、振動床あるいは流動床のような接
触装置に配置できる。
ハロゲン受容体として働く金属を、アルミニウム及び亜
鉛からなる群から選ぶことができる。好ましい金属はア
ルミニウムである。この金属の物理形状としては例えば
粉体、ワイヤ、フレーク、粒体及びチャンクがある。シ
リコンハロゲン化物とアルキルハロゲン化物の接触を容
易にするためには、金属の形状はその表面積をできるだ
け多くさらすものが好ましい。
鉛からなる群から選ぶことができる。好ましい金属はア
ルミニウムである。この金属の物理形状としては例えば
粉体、ワイヤ、フレーク、粒体及びチャンクがある。シ
リコンハロゲン化物とアルキルハロゲン化物の接触を容
易にするためには、金属の形状はその表面積をできるだ
け多くさらすものが好ましい。
本発明の好ましい実施態様では、アルキルハロゲン化物
及びシリコンハロゲン化物のX−原子とハロゲン受容体
として働く金属との交換を改善するのに有効な触媒を用
いる。この触媒は例えば、金属錫及び錫化合物、アンチ
モン及びアンチモン化合物、銅及び銅化合物、臭化アル
ミニウム、ほう素、燐及び燐化合物、パラジウム、よう
素、塩化鉄、ハロゲン化水素、水銀及び水銀化合物及び
これらの混合物を含む。ハロゲン受容金属としてアルミ
ニウムを考える場合、この触媒はさらに亜鉛及び亜鉛化
合物及びこれらの混合物を単独であるいは前述の触媒と
組合せたものを含む。触媒は例として用いたこれらの物
質あるいは化合物に限定されない。本発明は反応系をな
すアルキルハロゲン化物及びシリコンハロゲン化物の蒸
気とハロゲン受容金属との接触を改善する機能をもつい
がなる物質あるいは化合物をも包含するものである。
及びシリコンハロゲン化物のX−原子とハロゲン受容体
として働く金属との交換を改善するのに有効な触媒を用
いる。この触媒は例えば、金属錫及び錫化合物、アンチ
モン及びアンチモン化合物、銅及び銅化合物、臭化アル
ミニウム、ほう素、燐及び燐化合物、パラジウム、よう
素、塩化鉄、ハロゲン化水素、水銀及び水銀化合物及び
これらの混合物を含む。ハロゲン受容金属としてアルミ
ニウムを考える場合、この触媒はさらに亜鉛及び亜鉛化
合物及びこれらの混合物を単独であるいは前述の触媒と
組合せたものを含む。触媒は例として用いたこれらの物
質あるいは化合物に限定されない。本発明は反応系をな
すアルキルハロゲン化物及びシリコンハロゲン化物の蒸
気とハロゲン受容金属との接触を改善する機能をもつい
がなる物質あるいは化合物をも包含するものである。
好ましい触媒は錫及び錫化合物である。もっとも好まし
い触媒は金属錫である。
い触媒は金属錫である。
アルキル化触媒の最適量は個々の触媒で変わるであろう
、しかし、大部分の触媒は、ハロゲン受容金属の重量基
準で約3000ppn+ (百万分の−の単位)より大
きい濃度で有効である。触媒の物理形状は例えば粉体、
粒体、フレーク、チップあるいはベレットとしてよい。
、しかし、大部分の触媒は、ハロゲン受容金属の重量基
準で約3000ppn+ (百万分の−の単位)より大
きい濃度で有効である。触媒の物理形状は例えば粉体、
粒体、フレーク、チップあるいはベレットとしてよい。
触媒をハロゲン受容金属と混合する。代りに、触媒をハ
ロゲン受容金属と合金にしてもよい。
ロゲン受容金属と合金にしてもよい。
未反応シリコンハロゲン化物を含んだアルキル化反応の
生成物をさらに再分配触媒と接触させる。
生成物をさらに再分配触媒と接触させる。
多有機基置換シランの有機基を有機置換基の少ないハロ
シランへの移動を容易ならしめるルュイス酸(Lewi
s actds)を含む群から再分配触媒を選ぶ。
シランへの移動を容易ならしめるルュイス酸(Lewi
s actds)を含む群から再分配触媒を選ぶ。
再分配触媒を反応現場で形成するかあるいは反応とは別
に形成しその後添加してもよい、アルキル化反応及び再
分配反応は同時におこってもよい。
に形成しその後添加してもよい、アルキル化反応及び再
分配反応は同時におこってもよい。
ハロシラン及び有機ハロシランの初期原料濃度及び組成
は、最終製品を決めるにあたりアルキル化及び再分配反
応のどちらを重要視するかで決まろう0本発明の好まし
い実施態様では、再分配触媒は本質的に金属ハロゲン化
物から成る。本発明のさらに好ましい実施態様では、再
分配触媒は本質的に固体担体に支持された金属ハロゲン
化物から成る。本発明の再分配触媒として働く金属ハロ
ゲン化物を構成する有用なハロゲン受容金属の例はアル
ミニウム及び亜鉛である。好ましくは塩化アルミニウム
及び塩化亜鉛である。さらに好ましい再分配触媒は塩化
アルミニウムである。
は、最終製品を決めるにあたりアルキル化及び再分配反
応のどちらを重要視するかで決まろう0本発明の好まし
い実施態様では、再分配触媒は本質的に金属ハロゲン化
物から成る。本発明のさらに好ましい実施態様では、再
分配触媒は本質的に固体担体に支持された金属ハロゲン
化物から成る。本発明の再分配触媒として働く金属ハロ
ゲン化物を構成する有用なハロゲン受容金属の例はアル
ミニウム及び亜鉛である。好ましくは塩化アルミニウム
及び塩化亜鉛である。さらに好ましい再分配触媒は塩化
アルミニウムである。
固体担体は反応温度で安定であれば、また再分配触媒が
付着する物質であれば何でもよい。所要の触媒活性を維
持するためにこの担体が十分な量の再分配触媒を支持し
ている限り、再分配触媒を担体に付着させる方法は重要
でない。再分配触媒を反応とは切離して担体に付着させ
しかる後に反応に加えてもよい0代りに、再分配触媒を
反応中に生成させ反応現場で担体に支持させてもよい。
付着する物質であれば何でもよい。所要の触媒活性を維
持するためにこの担体が十分な量の再分配触媒を支持し
ている限り、再分配触媒を担体に付着させる方法は重要
でない。再分配触媒を反応とは切離して担体に付着させ
しかる後に反応に加えてもよい0代りに、再分配触媒を
反応中に生成させ反応現場で担体に支持させてもよい。
固体担体を金属と混ぜてもよいし、あるいは金属と離し
て下流においてもよい。固体担体は、例えばヒユームド
シリカ、沈降シリカあるいは粉砕シリカ;シリカゲル、
活性炭、酸化アルミニウム、イオン交換樹脂、金属チタ
ン、酸化チタン、粘土、カオリン粘土:及びプラスチッ
ク及び樹脂の粉末、粒子及び膜としてよい、この発明の
好ましい固体担体はヒユームドシリカ、沈降シリカ、活
性炭及び酸化アルミニウムである。
て下流においてもよい。固体担体は、例えばヒユームド
シリカ、沈降シリカあるいは粉砕シリカ;シリカゲル、
活性炭、酸化アルミニウム、イオン交換樹脂、金属チタ
ン、酸化チタン、粘土、カオリン粘土:及びプラスチッ
ク及び樹脂の粉末、粒子及び膜としてよい、この発明の
好ましい固体担体はヒユームドシリカ、沈降シリカ、活
性炭及び酸化アルミニウムである。
反応で要求される固体担体の濃度は、用いる固体担体や
再分配触媒による。再分配触媒が反応現場で固体担体に
支持される場合は、担体濃度の有用な範囲は担体と金属
の総重量の約5から95重量パーセントであることを見
出した。担体がヒユームドシリカ、金属がアルミニウム
及びハロゲンが塩素の場合は、担体と金属の総重量の約
8から50重量パーセントの濃度が好ましい。
再分配触媒による。再分配触媒が反応現場で固体担体に
支持される場合は、担体濃度の有用な範囲は担体と金属
の総重量の約5から95重量パーセントであることを見
出した。担体がヒユームドシリカ、金属がアルミニウム
及びハロゲンが塩素の場合は、担体と金属の総重量の約
8から50重量パーセントの濃度が好ましい。
アルキル化及び再分配がおこる接触域の温度は約200
℃より高くなければならない。好ましくは、接触域の温
度は約200’Cから450℃の範囲になければならな
い。さらに好ましくは、温度が約250℃から350℃
の範囲である。200℃より低い温度ではほとんど反応
はおこらない、350℃を越える温度ではシリコンから
の有機基の剥離速度が有意となるのでこのような高い温
度は好ましくない。
℃より高くなければならない。好ましくは、接触域の温
度は約200’Cから450℃の範囲になければならな
い。さらに好ましくは、温度が約250℃から350℃
の範囲である。200℃より低い温度ではほとんど反応
はおこらない、350℃を越える温度ではシリコンから
の有機基の剥離速度が有意となるのでこのような高い温
度は好ましくない。
その上、高い温度ではアルキル−ハロゲン化物の分解速
度も増加する。
度も増加する。
再分配にとって、再分配触媒と接触するガス状シリコン
ハロゲン化物の滞留時間は約0.5秒を越えなければな
らない。
ハロゲン化物の滞留時間は約0.5秒を越えなければな
らない。
多有機基W換シランの単離及び分離は下記の工程からな
ることができる。
ることができる。
(E)金属ハロゲン化物をガス状多有機基置換シラン、
未反応シリコンハロゲン化物及び未反応アルキルハロゲ
ン化物から分離すること;及び(F)多有機基置換シラ
ンを未反応のシリコンハロゲン化物及びアルキルハロゲ
ン化物から単離すること。
未反応シリコンハロゲン化物及び未反応アルキルハロゲ
ン化物から分離すること;及び(F)多有機基置換シラ
ンを未反応のシリコンハロゲン化物及びアルキルハロゲ
ン化物から単離すること。
金属ハロゲン化物は反応条件下では蒸気でよい。
金属ハロゲン化物を多有機基置換シラン及び残存する反
応体から分離するには、金属ハロゲン化物を固体あるい
は液体として回収するのに十分な低い温度まで反応容器
を出る蒸気流れを冷却し、−方製品シランと残存する反
応体を蒸気として通過させるというような周知の方法で
実施できる。金属ハロゲン化物を反応器に残すこともで
きる。ガス状製品シラン及び残存する反応体の蒸気流れ
を粗液体製品に凝縮することができる。多有機基置換シ
ランを蒸留のような周知の方法で残存する反応体から高
純度で卑離することができる。
応体から分離するには、金属ハロゲン化物を固体あるい
は液体として回収するのに十分な低い温度まで反応容器
を出る蒸気流れを冷却し、−方製品シランと残存する反
応体を蒸気として通過させるというような周知の方法で
実施できる。金属ハロゲン化物を反応器に残すこともで
きる。ガス状製品シラン及び残存する反応体の蒸気流れ
を粗液体製品に凝縮することができる。多有機基置換シ
ランを蒸留のような周知の方法で残存する反応体から高
純度で卑離することができる。
本発明の別の態様では、このプロセスを十分なテトラハ
ロシランの存在下で実施する場合、このプロセスはモノ
アルキル化ハロシランを製造するのに使える。モノアル
キル化ハロシランとの関連で、テトラハロシランは0.
4より大きいモル比で存在する。この実施態様の好まし
い条件はハロシランがテトラクロロシラン;アルキルハ
ロゲン化物がメチルクロライド又はエチルクロライド;
及びハロゲン受容体として働く金属がアルミニウム又は
亜鉛である。
ロシランの存在下で実施する場合、このプロセスはモノ
アルキル化ハロシランを製造するのに使える。モノアル
キル化ハロシランとの関連で、テトラハロシランは0.
4より大きいモル比で存在する。この実施態様の好まし
い条件はハロシランがテトラクロロシラン;アルキルハ
ロゲン化物がメチルクロライド又はエチルクロライド;
及びハロゲン受容体として働く金属がアルミニウム又は
亜鉛である。
本発明を以下に示す例で具体的に説明するが、本発明は
これに限定されるものではない。
これに限定されるものではない。
■ の ではない
基準メチル化性能を300’Cの錫触媒−アルミニウム
固定床でMeSiCf3とMeCI!の反応で確証した
。滞留時間が約5.0秒となるような流量において原料
供給比MeCj!:Stを3:1とした。
固定床でMeSiCf3とMeCI!の反応で確証した
。滞留時間が約5.0秒となるような流量において原料
供給比MeCj!:Stを3:1とした。
径が約1.0インチ(25,4mm) テ高さが10イ
ンチ(254aa)の炭素鋼シリンダーに約43.3
gのアルミニウム粉末を充填した。アルミニウム粉末は
、アルキャンートーヨーアメリカン(Alcan−To
yo Attre−ricanL ジョリエット(J
oliet)、 イリノイ州(Illinois)か
ら購入した噴霧アルミニウム粉末のアルキャン44(A
lcan 44)であった。約325メツシユより細か
い錫粉末約0.17 gをアルミニウム粉末に混ぜた。
ンチ(254aa)の炭素鋼シリンダーに約43.3
gのアルミニウム粉末を充填した。アルミニウム粉末は
、アルキャンートーヨーアメリカン(Alcan−To
yo Attre−ricanL ジョリエット(J
oliet)、 イリノイ州(Illinois)か
ら購入した噴霧アルミニウム粉末のアルキャン44(A
lcan 44)であった。約325メツシユより細か
い錫粉末約0.17 gをアルミニウム粉末に混ぜた。
このアルミニウムと錫粉末混合物を入れてグラスウール
で栓をした。このシリンダーと内容物の温度を制御する
ために、このシリンダーを電気加熱流動砂浴に据えた。
で栓をした。このシリンダーと内容物の温度を制御する
ために、このシリンダーを電気加熱流動砂浴に据えた。
この反応器を窒素パージのもとて約300”Cの温度に
加熱した。
加熱した。
メチルクロライド(MeC1,)を圧縮ガスシリンダ−
からガスとして供給した。メチルクロライドを約8.7
g/hの流量に質量流量計で制御した。原料有機ハロシ
ラン、この場合はメチルトリクロロシラン(Me)、を
容積式ポンプから液体で約8.7から8.9 g /
hの流量で供給した。 MeCj!と有機ハロシラン
の原料を加熱流動砂浴内の約4フイート(1220mm
)のコイル状ステンレス管を通した。
からガスとして供給した。メチルクロライドを約8.7
g/hの流量に質量流量計で制御した。原料有機ハロシ
ラン、この場合はメチルトリクロロシラン(Me)、を
容積式ポンプから液体で約8.7から8.9 g /
hの流量で供給した。 MeCj!と有機ハロシラン
の原料を加熱流動砂浴内の約4フイート(1220mm
)のコイル状ステンレス管を通した。
シリンダーへの反応体をシリンダーの上から下へ供給し
た0反応温度における、反応体ガスの滞留時間を約5秒
と計算した。供給体のMeC1/Meモル比は約3.0
/ 1であった。
た0反応温度における、反応体ガスの滞留時間を約5秒
と計算した。供給体のMeC1/Meモル比は約3.0
/ 1であった。
シリンダーを出る蒸気を約115℃に温度制御した加熱
トラップに通し、蒸気流からAfCj!sを固体として
除去した。残余の蒸気を冷トラップに通し、未反応のM
eCi、と合成メチルクロロシランの混合物を回収した
。粗液体製品を次にガスクロマトグラフィー(CC)で
分析した。この基準試験結果を表1に要約する。“実験
番号”は反応条件の特定セットを示す識別名である。“
R−M”は金属ハロゲン化物再分配触媒を支持するため
に用いた物質を示す、′%R−M″は金属アルミニウム
との関連で存在する支持物質の重量パーセントを示す、
ハロシラン供給体の多メチル化シランへのパーセント転
化率を“St転化率(%)”で示す。
トラップに通し、蒸気流からAfCj!sを固体として
除去した。残余の蒸気を冷トラップに通し、未反応のM
eCi、と合成メチルクロロシランの混合物を回収した
。粗液体製品を次にガスクロマトグラフィー(CC)で
分析した。この基準試験結果を表1に要約する。“実験
番号”は反応条件の特定セットを示す識別名である。“
R−M”は金属ハロゲン化物再分配触媒を支持するため
に用いた物質を示す、′%R−M″は金属アルミニウム
との関連で存在する支持物質の重量パーセントを示す、
ハロシラン供給体の多メチル化シランへのパーセント転
化率を“St転化率(%)”で示す。
“八〇MB″は反応系に供給したモルSi 当たり新た
に生成したMe−Si配位子である。′%Me4.%M
e3及び%Me2”はそれぞれMe4Si 、 Mes
SiC1及びMeHSiCl2を表わしまた転化した全
ハロシランの重量パーセントで示す。
に生成したMe−Si配位子である。′%Me4.%M
e3及び%Me2”はそれぞれMe4Si 、 Mes
SiC1及びMeHSiCl2を表わしまた転化した全
ハロシランの重量パーセントで示す。
l−上
アルミニウムの存在下で、メチルクロライドによるメチ
ルトリクロロシランのメチル化:基準試験結果 175 none 0 4.8 .
154 94.3176 none 0
5.0 .161 93.42.2 2.0 表1に示すデータは、再分配触媒が存在しない場合はメ
チルトリクロロシランの多メチル化シランへの転化は低
いことを示す。
ルトリクロロシランのメチル化:基準試験結果 175 none 0 4.8 .
154 94.3176 none 0
5.0 .161 93.42.2 2.0 表1に示すデータは、再分配触媒が存在しない場合はメ
チルトリクロロシランの多メチル化シランへの転化は低
いことを示す。
[L
例1の標準試験結果と比較してメチルトリクロロシラン
のメチル化増を証明することで、反応域の現場で生成し
た金属ハロゲン化物を支持する能力を種々の物質で試験
した。このプロセスに支持物質を加えることを除いて、
他のすべての物質及びプロセスパラメーターは例1と同
じであった。
のメチル化増を証明することで、反応域の現場で生成し
た金属ハロゲン化物を支持する能力を種々の物質で試験
した。このプロセスに支持物質を加えることを除いて、
他のすべての物質及びプロセスパラメーターは例1と同
じであった。
支持物質とアルミニウム及び錫触媒からなる混合物を用
意し反応シリンダーに装入した。試験した支持物質は活
性炭、カルボン(Calgon)、ピッツバーグ(Pi
ttsburgh) 、ペンシルバニア州(PA)
;ヒユームドシリカ、キャボット (Cabot)、タ
スコン(Tuscon) * アリシナ州(八Z);及
びAIl!0.、A−ショウ(flarshaw) 、
エリリア(Elyria) lオハイオ州(OH)
である、試験した濃度を表2の“%R−M”に示す、濃
度は金属アルミニウムの重量パーセントで示した。他の
見出しは表1の記述と同じである。
意し反応シリンダーに装入した。試験した支持物質は活
性炭、カルボン(Calgon)、ピッツバーグ(Pi
ttsburgh) 、ペンシルバニア州(PA)
;ヒユームドシリカ、キャボット (Cabot)、タ
スコン(Tuscon) * アリシナ州(八Z);及
びAIl!0.、A−ショウ(flarshaw) 、
エリリア(Elyria) lオハイオ州(OH)
である、試験した濃度を表2の“%R−M”に示す、濃
度は金属アルミニウムの重量パーセントで示した。他の
見出しは表1の記述と同じである。
、表−」−
メチルトリクロロシランのメチル化プロセスにおける支
持物質の効果 177 炭素 42 48.6 .571 6
178 シリカ 8 22.1 .476 1
1186 al、0. 42 9.5
.276 235 90 52 24 0 表1の標準試験値と比較して、メチルトリクロロシラン
の高次メチル化シランへの転化は担体の存在によって増
加した。
持物質の効果 177 炭素 42 48.6 .571 6
178 シリカ 8 22.1 .476 1
1186 al、0. 42 9.5
.276 235 90 52 24 0 表1の標準試験値と比較して、メチルトリクロロシラン
の高次メチル化シランへの転化は担体の存在によって増
加した。
盟主
反応器の構成を評価した。シリカを金属アルミニウムと
錫触媒に混合した例2の実験番号178を、シリカをフ
ァイバーグラス栓で金属アルミニウムと錫触媒から分離
したプロセスと比較した。アルミニウムの8重量パーセ
ントのシリカを金属アルミニウムと錫触媒混合物の下流
に設置した。他のすべての物質及びプロセスパラメータ
ーは例1及び2と同じとした。結果を表3に示す0表3
の見出しは前述のとおりである。
錫触媒に混合した例2の実験番号178を、シリカをフ
ァイバーグラス栓で金属アルミニウムと錫触媒から分離
したプロセスと比較した。アルミニウムの8重量パーセ
ントのシリカを金属アルミニウムと錫触媒混合物の下流
に設置した。他のすべての物質及びプロセスパラメータ
ーは例1及び2と同じとした。結果を表3に示す0表3
の見出しは前述のとおりである。
l−主
再分配触媒を支持しメチルトリクロロシランのメチル化
を容易にする支持物質能力における反応器構成の効果 178 シリカ 混合系 8 22.1 .47
6 11182 シリカ 階段状 8 16.
6 .702 89階段状及び混合系の再構成とも、
メチルトリクロロシランのメチル化は表1に示した標準
試験値よりも増加した。
を容易にする支持物質能力における反応器構成の効果 178 シリカ 混合系 8 22.1 .47
6 11182 シリカ 階段状 8 16.
6 .702 89階段状及び混合系の再構成とも、
メチルトリクロロシランのメチル化は表1に示した標準
試験値よりも増加した。
■土
シリカの存在下で、メチルトリクロロシランのメチル化
における温度効果を測定した。測定した温度は200℃
及び250℃であった0例1に記述した供給管と反応器
を含む流動砂床を、試験開始に先立って所要の実験温度
に平衡させた。すべての物質と他のプロセスパラメータ
ーは例1及び2と同じである。測定結果を、300℃で
おこなった例2の試験番号178の結果と合わせて表4
に示す。
における温度効果を測定した。測定した温度は200℃
及び250℃であった0例1に記述した供給管と反応器
を含む流動砂床を、試験開始に先立って所要の実験温度
に平衡させた。すべての物質と他のプロセスパラメータ
ーは例1及び2と同じである。測定結果を、300℃で
おこなった例2の試験番号178の結果と合わせて表4
に示す。
表の見出しは前述のとおりである。
l−土
シリカの存在下でメチルトリクロロシランのメチル化に
おける温度効果 190 200℃シリカ 8 0 0181 2
50℃シリカ 8 19 .595 69
4178 300℃シリカ 8 22 .476
11 52本研究はこのプロセスの温度下限は2
00℃であり、この温度ではメチル化がおこらないこと
を示す。
おける温度効果 190 200℃シリカ 8 0 0181 2
50℃シリカ 8 19 .595 69
4178 300℃シリカ 8 22 .476
11 52本研究はこのプロセスの温度下限は2
00℃であり、この温度ではメチル化がおこらないこと
を示す。
このプロセスは温度が250℃及び300℃で有効であ
り、温度250℃でわずかに良いADME値を示した。
り、温度250℃でわずかに良いADME値を示した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、化学式R_aR^i_bSiX_(_4_−_a_
−_b_)(ここに、各Rはメチル、エチル及びn−プ
ロピルからなる群から独立に選んだもの;各R^iはア
ルキル、置換アルキル、アルケニル、アリール及びアル
カリール基からなる群から独立に選んだもの;aは1、
2、3又は4の値、bは0、1、2又は3の値、及びa
+bの合計は2、3、又は4;及びXはハロゲン原子で
ある。)である多有機基置換シランを製造する方法であ
って、 (A)ハロゲン受容体として慟く金属の存在下で、化学
式R^i_bSiX_(_4_−_b_)(ここにR^
i、b及びXは上述の定義による。)であるシリコンハ
ロゲン化物を化学式RX(ここにR及びXは上述の定義
による。)であるアルキルハロゲン化物と接触させ、 (B)200℃より高い温度で前記金属の存在のもとに
前記シリコンハロゲン化物を前記アルキルハロゲン化物
と反応させて初期反応混合物を生成し、そして (C)前記初期反応混合物を再分配触媒と接触させ、 (D)多有機基置換シランを単離し分離する工程を含ん
でなる多有機基置換シランの製造方法。 2、再分配触媒が本質的に固体担体に支持された金属ハ
ロゲン化物からなるものである特許請求の範囲第1項記
載の方法。 3、温度が200℃から450℃までの範囲である特許
請求の範囲第2項記載の方法。 4、金属がアルミニウム及び亜鉛からなる群から選んだ
ものである特許請求の範囲第3項記載の方法。 5、金属がアルミニウムである特許請求の範囲第4項記
載の方法。 6、アルキルハロゲン化物及びシリコンハロゲン化物の
X原子とハロゲン受容体として働く金属との交換を改善
するのに有効な十分な量の触媒をさらに含む特許請求の
範囲第4項記載の方法。 7、前記触媒が錫及び錫化合物、アンチモン及びアンチ
モン化合物、銅及び銅化合物、臭化アルミニウム、ほう
素、燐及び燐化合物、パラジウム、よう素、鉄ハロゲン
化物、ハロゲン化水素、水銀及び水銀化合物及びこれら
の混合物からなる群から選んだものである特許請求の範
囲第6項記載の方法。 8、多有機基置換シランを単離し分離する前記工程が (E)まず支持されない金属ハロゲン化物をガス状多有
機基置換シラン、未反応シリコンハロゲン化物及び未反
応アルキルハロゲン化物から分離し、そして (F)次いで多有機基置換シランを未反応シリコンハロ
ゲン化物とアルキルハロゲン化物から単離する工程から
なる特許請求の範囲第1項記載の方法。 9、化学式RSiX_3(ここに、Rはメチル、エチル
及びn−プロピルからなる群から選んだもの;及びXは
ハロゲン原子である。)であるモノアルキル化シランを
製造する方法であって、 (A)ハロゲン受容体として働く金属の存在下で、化学
式SiX_4(ここにXは上記の定義による。)である
シリコンハロゲン化物を化学式RX(ここにRとXは上
記の定義による。)であるアルキルハロゲン化物と接触
させ、 (B)200℃より高い温度で前記金属の存在のもとに
シリコンハロゲン化物をアルキルハロゲン化物と反応さ
せ、初期反応混合物を生成し、そして (C)前記初期反応混合物を再分配触媒と接触させ、 (D)モノアルキル化シランを単離し分離する工程を含
んでなるモノアルキル化シランの製造方法。 10、金属がアルミニウム及び亜鉛からなる群から選ん
だものである特許請求の範囲第9項記載の方法。 11、Rがメチル及びエチルからなる群から選んだもの
である特許請求の範囲第9項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/370,209 US4888435A (en) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | Integrated process for alkylation and redistribution of halosilanes |
US370209 | 1989-06-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03109390A true JPH03109390A (ja) | 1991-05-09 |
JP2918999B2 JP2918999B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=23458704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2161466A Expired - Lifetime JP2918999B2 (ja) | 1989-06-22 | 1990-06-21 | 多有機基置換シラン及びモノアルキル化シランの製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4888435A (ja) |
EP (1) | EP0405780B1 (ja) |
JP (1) | JP2918999B2 (ja) |
CA (1) | CA2017908A1 (ja) |
DE (1) | DE69016852T2 (ja) |
ES (1) | ES2071019T3 (ja) |
Cited By (2)
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JP2016507516A (ja) * | 2013-01-17 | 2016-03-10 | ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフトWacker Chemie AG | 転位反応を用いたアルキルクロロシランの製造方法 |
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CN102858785A (zh) | 2010-05-28 | 2013-01-02 | 道康宁公司 | 有机卤代硅烷的制备 |
WO2011149588A1 (en) | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Dow Corning Corporation | A method for preparing a diorganodihalosilane |
KR20130105618A (ko) | 2010-09-08 | 2013-09-25 | 다우 코닝 코포레이션 | 트라이할로실란의 제조 방법 |
CN103261207B (zh) | 2010-12-17 | 2015-09-23 | 道康宁公司 | 制备三卤代硅烷的方法 |
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WO2012102957A1 (en) | 2011-01-25 | 2012-08-02 | Dow Corning Corporation | Method of preparing a diorganodihalosilane |
CN102286016A (zh) * | 2011-09-15 | 2011-12-21 | 江苏弘博新材料有限公司 | 一种甲基氯硅烷的制备方法 |
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WO2014028417A1 (en) | 2012-08-13 | 2014-02-20 | Dow Corning Corporation | Method of preparing an organohalosilane by reacting hydrogen, halosilane and organohalide in a two step process on a copper catalyst |
JP6125646B2 (ja) | 2012-10-16 | 2017-05-10 | ダウ コーニング コーポレーションDow Corning Corporation | ハロゲン化シラヒドロカルビレンの調製方法 |
KR102299593B1 (ko) | 2013-11-12 | 2021-09-09 | 다우 실리콘즈 코포레이션 | 할로실란의 제조 방법 |
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CN110372740B (zh) * | 2019-08-23 | 2021-10-08 | 珠海国佳凝胶研究院有限公司 | 一种二甲基氯硅烷制备三甲基氯硅烷的方法 |
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