JPH0359077B2 - - Google Patents

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JPH0359077B2
JPH0359077B2 JP57108586A JP10858682A JPH0359077B2 JP H0359077 B2 JPH0359077 B2 JP H0359077B2 JP 57108586 A JP57108586 A JP 57108586A JP 10858682 A JP10858682 A JP 10858682A JP H0359077 B2 JPH0359077 B2 JP H0359077B2
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JP
Japan
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carboxylic acid
aliphatic carboxylic
chlorosilane
acetic acid
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JP57108586A
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JPS5821685A (ja
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Arubaretsutsu Torenchino Ruishito
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
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Publication of JPH0359077B2 publication Critical patent/JPH0359077B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1896Compounds having one or more Si-O-acyl linkages

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はアシルオキシシランの製造法に関する
ものであり、より詳細には、従来の系よりも容量
が大きく、さらに再利用できる塩化水素を形成す
る系におけるアシルオキシシランの改良された連
続製造方法に関するものである。 アシルオキシシランは、一夜型室温加硫性シリ
コーンゴム組成物のよく知られた架橋剤である。
よく使われるアシルオキシシランの架橋剤の一つ
はメチルトリアセトキシシランである。 アシルオキシシラン架橋剤は、適当なクロルシ
ランとカルボン酸無水物又はカルボン酸との反応
によつて製造さてきた。鉄の錯化剤の存在下でク
ロルシランとカルボン酸又はカルボン酸無水物と
を反応させてアシルオキシシランを製造する一方
法が米国特許第3974198号に開示されている。米
国特許第3974198号には氷酢酸のような脂肪族カ
ルボン酸を、蒸留塔の塔頂において鉄錯化剤を含
むベンゼンのような有機溶剤中の還流クロルシラ
ン混合物に加えることが記載されている。脂肪族
カルボン酸の添加完了後、蒸留によつて溶剤を除
去し、最終的にアシルオキシシラン化合物を混合
物から分離するものである。 米国特許第4176130号においては、気相の脂肪
族カルボン酸がラシヒリングで充填された塔の塔
底から、クロルシランの流れに向流して上へ流れ
る。しかしながら、米国特許第4176130号ではわ
ずかの量の脂肪族カルボン酸しか塔に導入しない
ので、カルボン酸の供給速度は、塔内においてけ
い素に結合した塩素1グラム原子当たり1.3モル
を越えない。このように米国特許第4176130号で
はせいぜいごくわずか過剰の脂肪族カルボン酸が
塔に導入されるにとどまる。氷酢酸液体は塔に入
ると気化し、酢酸蒸気はクロルシランの流れに対
向して上昇する。反応においてわずかに過剰又は
少ない脂肪族カルボン酸を用いただけでは、多量
のクロルシランが未反応のままで残り、塔の生産
量は少ないと思われる。さらに、塔底からだけ脂
肪族カルボン酸蒸気が上昇するのでは、塔上部に
おいてクロルシラン蒸気と反応するのに充分な量
のカルボン酸を、クロルシランが導入されている
塔の上部に確保できない。従つて、かなりの量の
クロルシラン蒸気が失われるか又は塔の最上部で
未反応のまま残る。 塔底部の二量体の形成は、重大な副反応であ
り、これはアシルオキシシラン単量体の熱分解又
はクロルシランとアシルオキシシランの反応又は
その両方に起因する。二量体は次の式で表わせ
る。 Rn(R′COO)3-oSi−O−Si (R′COO)3-oR (式中R及びR′は通常1〜約8の炭素原子を有
するアルキル基、nは1〜3である) 反応物が二量体を形成すると、アシルオキシシ
ラン生成物の量が減る。そこで、反応により形成
される二量体の量を減らすか、又は塔の産出高を
増加させて二量体が形成されても実用的な量のア
シルオキシシランを供給することが望ましい。ま
た塔上部に充分な脂肪族カルボン酸を供給して、
クロルシラン蒸気が逃げるか凝縮する前にこれと
反応させることも望ましい。 従来技術の連続法はまた、一般に塔中に低沸点
不純物が蓄積し、これが塔の温度を下げるので不
利である。従つてこの問題をとり除き、塔温度が
一定の最高温度に保たれるような方法を提供する
ことが望まれる。従来技術、殊に減圧を用いるも
のでは、副生物として塩化水素ガスが生成し、こ
れを中和する必要があるため貴重な副生物を無駄
にすることになる。 本発明の主な目的は、高温の塔中でクロルシラ
ンと脂肪族カルボン酸を反応させ、アシルオキシ
シランを製造するための改良方法を提供すること
である。 本発明の別の目的は、高温でクロルシランと脂
肪族カルボン酸とを反応させることによりアシル
オキシシランを製造する際に、気相の脂肪族カル
ボン酸が塔の下部に存在するだけでなく、塔の上
部にも存在する改良された方法を提供することで
ある。 本発明のまた別の目的は、塔の温度を一定の最
高温度に維持できる系においてアシルオキシシラ
ンを製造する改良方法を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、ほぼ大気中の下で
高温においてクロルシランを脂肪族カルボン酸と
反応させることによつてアシルオキシシランを製
造する方法を提供することである。 本発明のもう一つの目的は、高温でクロルシラ
ンと脂肪族カルボン酸とを反応させてアシルオキ
シシランを製造する方法であり、塔の容量が著し
く増加した方法を提供するものである。 本発明の別の目的は、クロルシランと脂肪族カ
ルボン酸とを反応させ、副生物である塩化水素ガ
スを回収することによりアシルオキシシランを製
造する方法を提供することである。 上述の目的に従い、クロルシランを塔上部に導
入し、カルボン酸と高温において反応させてアシ
ルオキシシランを製造する法が提供され、その改
良点は、クロルシラン供給流より上において、お
よびそれより下において塔に脂肪族カルボン酸を
導入することから成る。このように、改良点は複
数の供給源から脂肪族カルボン酸を塔に導入する
ものと言うことができ、脂肪族カルボン酸の少く
とも1つの上部供給源は、クロルシランより上で
導入される供給流であり、脂肪族カルボン酸の少
くとも1つの下部供給源はクロルシランより下で
導入される。脂肪族カルボン酸の下部の供給源は
クロルシランより下から導入される任意の脂肪族
カルボン酸であり、そしてクロルシラン供給流よ
り下にある脂肪族カルボン酸の供給流、又は塔底
部にあるリボイラーから還流される脂肪族カルボ
ン酸又はその両方、等々を含む。反応の副生物と
して生成する塩化水素ガスは、塔上部から補集さ
れる。 一般に、脂肪族カルボン酸は、クロルシラン反
応物に対してかなり過剰量である、つまり、けい
素に結合した塩素1グラム原子当たり0.3モルよ
り多い。従つて補集器又はリボイラーでは脂肪族
カルボン酸は溶剤として働き、反応混合物はクロ
ルシラン単量体の脂肪族カルボン酸溶液として塔
全体に広がつている。塔の下端より流出する生成
物は、アシルオキシシラン生成物の脂肪族カルボ
ン酸溶液である。本発明の方法によつて、塔の能
力は従来の方法の約14〜約20倍に増加し、クロル
シラン供給口より上の塔上部のクロルシランは、
クロルシラン供給口より上で導入された脂肪族カ
ルボン酸と反応する。塔の容量のこのような増加
は、方法の効率を高め、アシルオキシシラン製造
をかなり経済的にし、未反応クロルシランの損失
を防ぐ。一般に、本発明で用いるクロルシランは
次の一般式を有する。 RnSiCl4-o (式中Rは炭素数1〜約8のアルキル基、アリー
ル基、水基、又は以上の混合、nは0〜3であ
る) 本発明で用いられるその他のクロルシランは次
の一般式を有する。 Cl3-bSiRbR′RbSiCl3-b (Rは炭素数1〜約8の置換された又は置換され
ていない炭化水素基を表わし、同じでも異なつて
いてもよい。R′は例えばエチレンやフエニレン
基のような二価の炭化水素基を表わし、bは1又
は2である) 本発明方法によるアシルオキシシランの製造で
は、式 RnSiCl4-o を有するクロルシランにおいて、Rは炭素数1〜
約8の置換又は置換されていない、同じ又は異な
つた炭化水素基、約3個までの環を有する置換さ
れた又は置換されていない、同じ又は異なつたア
リール基、水素及びそれらの混合であり、nは
0、1、2又は3である。上記式においてRで表
わされる炭化水素基の種々の具体例及び種類は、
メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチ
ル、sec−ブチル、オクチル及び2−エチルヘキ
シル基のようなアルキル基;ビニル及びアリル基
のようなアルケニル基;ヘキサジエニル基;シク
ロペンチル、シクロヘキシル及びシクロヘプチル
基のようなシクロアルキル基;シクロアルケニル
基;フエニル及びナフチル基のような芳香族炭化
水素基;ベンジル及びフエニルエチル基のような
アルアルキル基;トリル及びジメチルフエニル基
のようなアルカリール基等がある。置換炭化水素
基には、クロルメチル、3−クロルプロピル、
3,3,3−トリフルオルプロピル基等のような
ハロゲン価炭化水素基がある。 アシルオキシシランを製造するために本発明方
法において用いられる、式 Cl3-bSiRbR′RbSiCl3-b を有するクロルシランには、Rが炭素数1〜約8
の置換された又は置換されていない、同じ又は異
なる炭化水素基である場合が含まれる。R′はエ
チレン又はフエニレン基のような二価の炭化水素
基、bは1又は2である。本発明で用いられるク
ロルシラン又はクロルシラン混合物は、本発明方
法において脂肪族カルボン酸と反応してアシルオ
キシシランを形成する限り、特に制限はない。 本発明方法においてアシルオキシシランを製造
するのに用いる脂肪族カルボン酸は次式を有す
る。 R″COOH (式中R″は炭素数1〜約8のアルキル基又は水
素である) 例えばR″にはメチル、エチル、プロピル、イ
ソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘ
キシル、3−メチルペンチル等が含まれる。本発
明方法で使用する脂肪族カルボン酸には、酢酸、
プロピオン酸、酪酸、ぎ酸、吉草酸、及びジメチ
ル酢酸がある。この脂肪族カルボン酸は、気化さ
せて塔中を気相として上に流すために、気化しう
るものでなければならない。好ましい具体例とし
ては、脂肪族カルボン酸は、塔及び/又はリボイ
ラーに導入する前に、少くとも1つの供給流又は
供給口において蒸気の状態である。脂肪族カルボ
ン酸蒸気を塔に供給する前に気化させるには任意
の手段を用いてよい。例えば、脂肪族カルボン酸
を速度を調節しながら、熱交換器に供給してもよ
く、次いで脂肪族カルボン酸を熱交換器において
気化させ、そして脂肪族カルボン酸蒸気をリボイ
ラー(補集容器)及び/又は塔に供給する。脂肪
族カルボン酸の熱交換器への添加を調整するには
任意の適当な装置を用いてよい。一つの具体例と
しては、脂肪族カルボン酸の下部供給、即ちクロ
ルシラン供給流より下の塔におけるカルボン酸源
は、方法の開始前にリボイラーに化学量論的に過
剰量注入されたカルボン酸を加熱することにより
供給され、リボイラー中のカルボン酸の加熱によ
つて、少くともクロルシラン供給より下の塔下部
においてカルボン酸蒸気を還流させる。本発明で
は、液体の脂肪族カルボン酸を複数の供給流に、
即ち塔又は塔及びリボイラー(補集容器)に供給
できる。脂肪族カルボン酸蒸気を複数の供給流、
即ち塔又は塔及びリボイラー(補集容器)に供給
できる。あるいは脂肪族カルボン酸の液体及び蒸
気の混合物を複数の供給流に、即ち塔又は塔及び
リボイラーに供給できる、等々である。また本発
明方法では、脂肪族カルボン酸の混合物を用いる
ことも可能であり、例えば1つの供給流でC5
ルボン酸を、別の供給流(補助供給流)でC2
ルボン酸を、又は複数の供給流のそれぞれにおい
てC5カルボン酸及びC2カルボン酸の混合物を用
いることができる。 本発明を最も広くとらえると、脂肪族カルボン
酸をクロルシランの供給より上において、及びク
ロルシランの供給より下において供給するもので
ある。このように塔中の脂肪族カルボン酸は複数
の供給源に由来し、そのうち少くとも1つはクロ
ルシラン供給より上であり、少くとも1つはクロ
ルシラン供給より下である。 本発明方法によつてアシルオキシシランを製造
する方法において、改良点は、脂肪族カルボン酸
を少くとも2つの位置、場所あるいは源から塔に
導入することから成り、少くともその1つはクロ
ルシラン供給より上であり、少くとも1つはクロ
ルシラン供給より下である。好ましい具体例とし
ては、カルボン酸を、塔中でカルボン酸がけい素
に結合した塩素1グラム原子当たり1.3モルを越
えるような速度で、塔又は塔及びリボイラーに導
入する。塔中でけい素に結合した塩素1グラム原
子当たりカルボン酸が1.3モルをこえるような速
度でカルボン酸を塔中に導入することにより、塔
の能力は14〜20倍に増加する。本発明方法による
場合、脂肪族カルボン酸をクロルシラン供給流よ
り上において塔に導入することは重要なことであ
り、これはクロルシラン供給流より下の適当な源
から供給されたカルボン酸を補うためのカルボン
酸の補助供給として用いられる。好ましい例とし
ては、かなり過剰な脂肪族カルボン酸、即ち塔中
でけい素に結合した塩素1グラム原子当たり1.3
モルを越える量を塔、リボイラー、又は塔及びリ
ボイラー中に導入する方法があり、けい素に結合
した塩素は、塔中に導入され、通常クロルシラン
供給流の上又は下で塔中に導入される脂肪族カル
ボン酸と向流に流れる、クロルシランの塩素含量
である。 好ましい具体例としては、カルボン酸対クロル
シランの比がケイ素に結合した塩素1グラム原子
当たりカルボン酸約1.35〜約2.1モルとなるよう
な速度で、全脂肪族カルボン酸を塔又は塔及びリ
ボイラーに導入する。 脂肪族カルボン酸の総量、即ちすべての流れに
おける酸の量は、ある好ましい具体例では化学量
論的にクロルシランの量に対し約10〜約60モル%
過剰である。最も好ましい例の1つは、カルボン
酸対クロルシランの比が、けい素に結合した塩素
1グラム原子につき脂肪族カルボン酸約1.6〜約
1.7モルとなるような速度で脂肪族カルボン酸を
導入する。脂肪族カルボン酸の量が、塔中でけい
素に結合した塩素1グラム原子当たり1.3モルを
越えるような場合、カルボン酸とクロルシランを
より完全に反応させるのに充分な程度の脂肪族カ
ルボン酸の過剰量が塔中に存在し、また脂肪族カ
ルボン酸/クロルシラン比が、塔中でけい素に結
合した塩素1グラム原子当たり約1.3モルより少
ない場合に比べ塔の容量が約14〜約20倍に増加す
る。さらに、脂肪族カルボン酸の一部をクロルシ
ラン供給流より上の部分で、即ち補助供給流によ
つて塔中に導入した場合、脂肪族カルボン酸は塔
の上方の部分に供給されて、塔を上昇するクロル
シラン蒸気と反応する。ここで用いられるよう
に、塔の上部は一般に塔の上半分を示し、より好
ましくは塔の上1/4をいう。 クロルシラン供給流より上に導入される脂肪族
カルボン酸の供給流は、ここでは脂肪族カルボン
酸の補助供給流又は上部供給流という。供給流の
総数は限定されないが、しかしクロルシラン供給
流より下における脂肪族カルボン酸の源が少くと
も1つ、及びクロルシラン供給流の上にある補助
脂肪族カルボン酸供給流が必要である。クロルシ
ラン供給流より下の塔中の脂肪族カルボン酸は、
クロルシラン供給を始める前又は同時にリボイラ
ー中のカルボン酸を加熱及び/又は還流させるこ
とで塔中にすでに存在する化学量論的に過剰のカ
ルボン酸であり、さらに(又は)カルボン酸を所
望により、前述の組み合わせと同様、塔及び/又
はリボイラー中の種々の供給流から供給できる。
このように本発明の一面において、クロルシラン
の供給を開始する前に加熱及び還流によつて過剰
の酸がすでに塔中に存在する場合は、改良点は、
クロルシラン供給より上で少くとも1つのカルボ
ン酸供給を行なうことから成る。 特に重要ではないが、本発明のある面では、複
数のクロルシラン供給流を用いることも可能であ
る。複数の脂肪族カルボン酸供給は、共通の貯蔵
槽及び共通の供給管から送られる酸によるか、又
は脂肪族カルボン酸を蒸気の状態に変える系を有
する気化の手段と共に用いられ、別々の貯蔵槽及
び別々の供給管から送られる酸によつて供給でき
る。 塔及び/又はリボイラー中の供給流の位置は、
脂肪族カルボン酸がクロルシラン供給より上、及
びクロルシランの供給より下で供給される限り、
そして1つのクロルシラン供給流があれば、特に
制限はなく、当分野の技術者であれば反応物の供
給流又はその他の源の適した位置を最適の結果が
得られるように容易に決定できる。 好ましい具体例では、脂肪族カルボン酸の主な
流れは塔底又はその近くにおいて塔へ、又はリボ
イラーへ送られ、そして脂肪族カルボン酸の補助
流は凝縮器下の塔頂又はその近くから塔へ供給さ
れる。その他の好ましい具体例では、クロルシラ
ン供給流の下よりもクロルシランの上からより多
量の脂肪族カルボン酸を導入する。例えばある好
ましい具体例では、約2〜約40容量%の脂肪族カ
ルボン酸をクロルシラン供給流より上の補助供給
流として導入し、残りの脂肪族カルボン酸をクロ
ルシラン供給流より下で導入する。一具体例とし
て、25容量%の酸を上で導入し、75容量%の酸を
クロルシラン供給流より下で導入する。その他の
好ましい具体例には、約60〜90容量%の脂肪族カ
ルボン酸をクロルシラン供給流の上の補助供給流
として導入し、残りの脂肪族カルボン酸をクロル
シラン供給流の下で導入する。クロルシランは、
クロルシランと脂肪族カルボン酸を反応させるた
めに、塔頂より充分下の点で速度を調整しつつ供
給する。塔の沸騰の速度及び塔の圧力降下を調節
するためのリボイラーを加熱する。上部の凝縮器
からの少量の凝縮物の還流液を塔頂で除去し、塔
の温度を下げる低沸点不純物を取り除く。副生物
の塩化水素ガスを上部の凝縮器から除去して適当
な回収装置へ送る。 本発明に従いアシルオキシシランを製造する方
法は、リボイラー、上部の凝縮器及び任意である
がカルボン酸を気化させる熱交換器を備えた充填
塔において行なわれる。一般に、本発明に使用さ
れる塔は制限はなく、分留にも用いられる任意の
充填塔でよい。低沸点反応生成物及び不純物を蒸
留し、上部の凝縮器において凝縮させた後集め
る。塩化水素ガスを上部の凝縮器から除去し、他
の方法に用いる。低沸点不純物及び反応副生物の
除去により塔の温度が最高に保たれる。 アシルオキシシラン生成物は、通常塔を下に流
れるクロルシランと、反対に塔の上方向に流れる
脂肪族カルボン酸蒸気との間の反応の結果として
充填塔中に形成される。アシルオキシシラン生成
物は塔を下へ流れリボイラーへ入り、アシルオキ
シシランの脂肪族カルボン酸溶液がリボイラー
(補集容器)から連続的あるいは断続的に排出さ
れる。次いでカルボン酸及びアシルオキシシラン
の溶液を蒸留すると、普通10.5ppm以下の塩化物
(未反応クロルシラン及び塩化水素の合計)を含
むアシルオキシシランが得られる。 反応塔中の反応物のフローパターンは特に制限
はないが、可逆反応を完結させるために通常、脂
肪族カルボン酸とクロルシランを向流で流す。つ
まり脂肪族カルボン酸反応物の主要な流れは、塔
又はリボイラー又は両方の底部から導入され、蒸
気として上に移動する一方、クロルシラン及び部
分的にアシルオキシル化されたシランは液相とし
て下に移動する。クロルシラン、例えばメチルト
リクロルシラン、の反応物は低沸点であるため、
最初塔中を上方向に流れ、クロルシラン中の塩素
1個が脂肪族カルボン酸と反応して単量体の沸点
を増加させるまで塔中を上に移動し続けるが、こ
の時点で塔中のこの物質の動きは逆になり、塔中
を下がり始める。クロルシランを塔頂よい充分下
の点で塔に供給し、クロルシラン単量体を塔内で
上昇させている間、塔内でクロルシランとカルボ
ン酸蒸気を一部反応させるのは、このような理由
によるものである。また、脂肪族カルボン酸の補
助供給流をクロルシラン供給流より上で与え、上
昇してくるクロルシラン蒸気と反応させるのに充
分な量の脂肪族カルボン酸を保証し、また塔中を
上つてくる脂肪族カルボン酸蒸気を補うために脂
肪族カルボン酸を供給するのもこの理由からであ
る。クロルシラン供給流の位置は、蒸留塔、反応
物、生成物及び副生物及び本方法を行なうために
用いる他の装置にとつて最適条件が得られるよう
に容易に調整できる。限定されるわけではない
が、一般に反応塔中の反応物のフローパターン
は、クロルシラン供給点より下では向流であり、
塔中のクロルシラン供給点より上では向流及び並
流である。この分野の技術者にとり本発明方法を
行なうために供給流の位置を各種組み合わせるこ
とは適宜実験により行なえる。 塔の長さは制限されず、また一般に塔の高さは
経済的観点からのみ制限される。具体的に好まし
くは、塔を適当な充填物で充填する。最も普通の
耐腐食性の充填材料を使用するとよい。好ましい
充填材料の1つの型は、インタロツクスサドル
(Intaloxsaddle)として知られる化学磁器であ
る。その他の充填材料にはラシヒリングやガラス
ヘリツクスがある。 本発明のアシルオキシシラン製造方法におい
て、クロルシランと脂肪族カルボン酸の反応は任
意の適当な圧力の下で行なわれる。具体的に好ま
しいのは、大気圧下即ち約760mmHgにおいて反応
が行なわれる場合である。しかしながら、圧力を
大気圧以下にして本発明によつて方法を行なつて
もよく、このような場合反応は約10mmHgから約
760mmHgの間の圧力で行なわれる。また、大気圧
より高い圧力で本発明方法を行なうこともできる
が、高圧では一般にリボイラーの温度を上げなけ
ればならない。 塔及びリボイラー中の溶液は通常沸点に維持さ
れる、即ち塔は蒸留塔として働く。アシルオキシ
シランは高沸点を有し、例えばメチルトリアセト
キシシランは760mmHgでは200℃で沸騰し、また
アシルオキシシランは大気圧下における沸点より
も高い温度では通常分解する。前述のように塔及
びリボイラー中の溶液の、実用的温度における沸
騰は絶対圧を下げることにより影響される。さら
に沸騰は溶剤のような低沸点物質を導入すること
によつても影響される。本発明方法において、ク
ロルシラン反応物に対し化学量論的に過剰な脂肪
族カルボン酸は、溶媒として働き、従つて反応混
合物及びそれより形成される生成物は、シラン単
量体及び生成物の脂肪族カルボン酸(例えば酢
酸)溶液である。このように生成物はアシルオキ
シシランの脂肪族カルボン酸溶液としてリボイラ
ーから排出される。塔の供給流におけるクロルシ
ランより過剰な脂肪族カルボン酸の量によつて、
リボイラー中の望ましくない二量体の生成率が決
まる。 一般に、塔中の普通の圧力状態で使用されるカ
ルボン酸の沸点に相当する又はほぼ相当する温度
において、クロルシランは脂肪族カルボン酸と反
応する。好ましい具体例としては、塔の温度が約
95℃〜約125℃に保たれる。さらに、好ましい具
体例では、塔頂の温度が塔底の温度より低くなる
ように塔の温度が勾配を有する。一組の好ましい
反応条件は、温度が塔において反応の勾配を有
し、塔頂の温度が最も低く約95℃〜約100℃に維
持され、塔底の温度が最も高く約120℃〜約125℃
に維持される。一般に塔における温度は直接には
調節されない。温度は酸やシランのような各成
分、系で使用される圧力に依存する。 経済的理由のため、及び好ましい具体例とし
て、アシルオキシシランの製造法は一般に、また
メチルトリクロルシランと酢酸との反応からメチ
ルトリアセトキシシランを製造する場合は特に、
連続方法で行なわれ、これは少なくとも2つの酢
酸供給流が垂直充填塔又は垂直充填塔及びリボイ
ラーに連続的に供給され、クロルシランが塔に連
続的に流され下に移動するものであり、塩化水素
ガス及び低沸点反応生成物が蒸留塔の塔頂より除
去されるものである。アシルオキシシラン及び未
反応の酸は塔底で補集容器又はリボイラーに集め
られ、そこから連続的に除去される。アシルオキ
シシランは次に蒸留のような任意の適当な手段で
酸から分離すればよい。 次に示す具体例は本発明方法を記載するもので
ある。これらは説明のためであり、本発明を制限
するものではない。 実施例 1 7.6cm(3インチ)の内径を有するガラス塔を、
7.6cm×3.8cm(3インチ×1.5インチ)のガラス径
違い十字継手9個で30.5cm(12インチ)長さのガ
ラス管9個を交互に組み立てて構成する。単一バ
ブルキヤツプ設計の充填物受け板4枚は塔充填材
料を支え、この実施例の場合充填材料は0.95cm
(3/8インチ)のくら形化学磁器であり、ガラス塔
に合計432.8cm(14.2フイート)の充填材料がつ
められる。この実施例で用いる磁器、化学石器塔
充填材料はインタロツクスサドル〔インタロツク
スは米国ストーンウエアカンパニー(Stoneware
Company)の商標名〕である。さらに、7.6cm×
3.8cmの径違い十字を充填材料のない塔底及び塔
頂につける。 径違い十字のサイドフランジは、熱電対を含む
熱井、塔のその箇所で液体を採取する装置、及び
供給管を備えており、これによつて、塔の温度分
布、55.88cm(22インチ)毎の塔中の液体試料採
取、及び反応供給点に体する融通性がそれぞれ所
望どおりなされる。塔は被覆され、その外被は塔
からの熱損失を最小にするため電気抵抗型加熱テ
ープによつて加熱する。環状外被部分の熱電対は
外被の温度を示す。外被は熱損失を防ぐため適宜
絶縁される。 塔の下に設けられたリボイラーは電気マントル
で加熱される20リツトルガラスフラスコであり、
熱電対を含む熱井、フラスコを塔に接続する7.6
cm(3インチ)トツプフランジ及び圧力測定のた
めのトツプフランジを備えている。リボイラーフ
ラスコは、生成物を排出するための底部流出口、
及びリボイラーフラスコ中の液面を調整するため
の調整可能なオーバーフローパイプを備えてい
る。リボイラーフラスコから生成物を集めるため
に補集フラスコが用意され、補集フラスコにはリ
ボイラーフラスコと同圧に維持できるようにリボ
イラーにつながる均圧管が設けられている。 塔頂には還流スプリツター、水冷式凝縮器、及
び−10℃まで冷却するためのブライン冷却式凝縮
器が備えられている。塔の最上部はブライン冷却
式凝縮器であり、塩化水素ガスの使用を可能にす
る再循環システムへ通じる管によつて、ブライン
冷却式凝縮器から塩化水素ガスが除去される。充
填物の上面から256.0cm(8.4フイート)下で7.6cm
の反応塔の中央に排出する管を有する供給管を通
して、クロルシラン反応物を種々の調整速度で供
給するポンプ内臓補助装置が塔に備えられてい
る。脂肪族カルボン酸を油加熱式熱交換器を通し
て供給するために第2の速度調整ポンプが設けら
れており、脂肪族カルボン酸は熱交換器において
気化され、酸は蒸気の形で塔底に供給できる。脂
肪族カルボン酸を液体の形で塔頂に送るために第
3の速度調整ポンプを設ける。複数の温度測定手
段、塔の圧力降下測定手段及び反応物の供給と生
成物の補集を測定する手段も設けられる。 約75%の酢酸を気相として塔底に導入し、約25
%の酢酸を65℃において液体の形で塔頂に導入
し、合計7.25Kg(16bs.)/時を導入する。塔
の圧力降下は39.2〓において水柱0.74インチであ
る。イオン性塩化物、酢酸、無水酢酸、メチルト
リクロルシラン、ジクロルシラン、モノクロルシ
ラン、メチルトリアセトキシシラン及び二量体の
サンプリングデータを塔の種々の高さにおいてと
る。このデータは以下の表1に記されており、特
に示す場合を除き、すべてのデータは百分率(ガ
スクロマトグラフイー分析における曲線面積に基
く)で記されている。
【表】 実施例1の上部留出物はメチルトリクロルシラ
ン含量約2〜約2.5%である。酢酸を塔の2つの
異なる部分から導入した場合、本発明方法によつ
て、酢酸に溶解したメチルトリアセトキシシラン
生成物が満足な濃度で得られることが表1のデー
タよりわかる。このように酢酸は気相として塔底
又はその近くで供給されるが、 塔頂を含む塔のその他の部分に液体の酢酸を導
入することによつて、塔内に過剰の酢酸を供給す
ることができる。実施例1においては25%の酢酸
を液相として塔頂に導入し、75%の酢酸を気相と
して塔底に導入した。 実施例 2 ガラス塔において、実施例1で論じたのと同様
な条件の下で、1リツトルボイラーの氷酢酸600
gを加熱して、直径2.54cm(1.0インチ)の充填
塔に還流させる。ガラス塔は121.9cm(4フイー
ト)長さで、上部に−20℃に維持された凝縮器を
備えている。メチルトリクロルシランの液体を、
塔頂より測つて22.86cm(9インチ)の供給点で
1.1g/分の速度でガラス塔に送る。メチルトリ
クロルシランより化学量論的に20%過剰の酢酸を
2つの供給流に分ける。約80%の酢酸を1.4g/
分の速度で7.62cm(3インチ)にある供給口から
蒸気の形で塔に導入する。残りの酢酸をリボイラ
ーに液体として供給する。2時間以内に定常状態
に達する。リボイラー中の温度は122〜135℃にな
る。7時間の操作の終りには、20mmHgにおける
過剰酢酸の留出並びにポツト温度を110℃以下に
保つた後の残留物は、ガスクロマトグラフイーの
曲線面積の測定により以下の生成物組成を示す。 酢酸 0.5% メチルトリアセトキシシラン 86.0% ジメチルテトラアセトキシシロキサン 13.0% 高沸点留分 0.5% イオン性塩化物含量は71ppmである。 実施例 3 500ミリリツトルのリボイラー(フラスコ)に
おいて氷酢酸275グラムを加熱し、−20℃に維持し
た凝縮器を備え、パイレツクスガラスを充填した
1.23メートル×2.54メートルの塔に還流させる。
液体のメチルトリクロルシランを1g/分で22.9
cm(9インチ)の供給点(塔頂より測定)で供給
し、その一方酢酸を2g/分で7.6cm(3インチ)
の点(塔頂より測定)で供給する。7時間の操作
の終りには20mmHgで過剰酢酸を留出させること、
ガスクロマトグラフイーによつて分析された次に
示す生成物組成が得られる。 酢酸及び無水酢酸 10% メチルトリアセトキシシラン 85% ジメチルテトラアセトキシシラン 2% 高沸点留分 3% イオン性塩化物は検出できなかつた。 実施例 4 実施例3に記載した方法に従つて、液体のメチ
ルトリクロルシランを1g/分で、酢酸を2g/
分でそれぞれ61cm(24インチ)、7.6cm(3イン
チ)の供給点(塔頂より測定)で供給する。7時
間後、過剰酢酸を留出させると次の生成物組成が
得られる。 酢酸 1% メチルトリアセトキシシラン 96% ジメチルテトラアセトキシシラン 0.5% 高沸点留分 2.5% イオン性塩化物は検出できなかつた。 実施例 5 実施例3に記載の方法を用いてメチルトリクロ
ルシランを1g/分で61cm(24インチ)の点より
蒸気として供給し、一方液体の酢酸を2g/分で
7.6cm(3インチ)の点より供給する。7時間ス
トリツピングした生成物は次の生成物組成を示
す。 酢酸 1% メチルトリアセトキシシラン 95% ジメチルテトラアセトキシシラン 1.5% 高沸点留分 2.5% イオン性塩化物は検出されなかつた。 実施例3,4及び5のデータによつて以下のこ
とがわかる。即ち発明明の方法は、リボイラー中
の脂肪族カルボン酸を加熱してこの蒸気を還流に
よりクロルシラン供給流より下から塔に送ること
によつて脂肪族カルボン酸をリボイラーから塔へ
と供給すること、及びカルボン酸をクロルシラン
供給流より上から塔に送ることによつて行なわれ
る。 少なくともいくつかの本発明の目的によつて、
脂肪族カルボン酸を複数の流れにより塔中に導入
することによつて、高温の塔中でクロルシランと
脂肪族カルボン酸を反応させてアシルオキシシラ
ンが製造された。塔の少なくとも一部においては
気相の脂肪族カルボン酸が、塔頂より下方に流れ
るクロルシランの流れに対して向流に、塔底から
上方へと流れる。塔頂における酢酸の補助供給流
のために、充填塔上部のクロルシラン蒸気は塔頂
の酢酸と反応する。低沸点反応副生物及び塩化水
素ガスは塔頂より除去され、一方酢酸に溶解した
アシルオキシシラン生成物は塔底に蓄積する。 従来方法がカルボン酸を唯一の供給流によつ
て、けい素に結合した塩素1グラム原子につき
1.3モル以下の量を塔内に導入するものであるの
に比べ、本発明方法は、塔能力を従来技術に比
べ、14〜20倍に増加させるだけでなく反応のため
に塔をより十分に活用するものである。本発明方
法のより大きい能力は、より高い塔温度、より大
きい気体密度、及び大気圧で操作する反応塔にお
いて液体負荷が増加したこと、及び塔中でクロル
シラン供給流より上方の脂肪族カルボン酸の量が
増加したことに起因する。 本発明を好ましい具体的態様の観点から記載し
てきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱するこ
となく変形や変更が可能であることは明らかであ
り、それ故前記開示は特許請求の範囲によつての
み限定されるものと言える。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 高温の塔内においてクロルシランと脂肪族カ
    ルボン酸とを反応させることによつてアシルオキ
    シシランを製造する際に、クロルシランを塔内に
    供給し、脂肪族カルボン酸をクロルシラン供給点
    より下の供給源から塔中を上方へ通過させ、しか
    も塩化水素ガスを塔より除去する方法において、
    さらに脂肪酸カルボン酸をクロルシラン供給点よ
    り上において塔中に導入し、反応系に導入される
    脂肪酸カルボン酸の割合をケイ素に結合した塩素
    1グラム原子当り0.3モル以上とする方法。 2 リボイラー中の脂肪族カルボン酸を、脂肪族
    カルボン酸が還流して塔中を上昇する温度に加熱
    することから成る特許請求の範囲第1項に記載の
    方法。 3 脂肪族カルボン酸を化学量論的にクロルシラ
    ンより過剰量用いることから成る特許請求の範囲
    第1項又は第2項に記載の方法。 4 高温の塔中でクロルシランを脂肪族カルボン
    酸と反応させることによつてアシルオキシシラン
    を製造する際に、クロルシランが塔中に供給流と
    して導入され、塩化水素ガスが塔から除去される
    方法において、脂肪族カルボン酸の複数の供給流
    を導入することを特徴とし、脂肪族カルボン酸の
    上部供給流の1つがクロルシラン供給流より上の
    任意の塔位置から導入され、脂肪族カルボン酸の
    下部供給流の少なくとも1つがクロルシラン供給
    流より下の任意の位置で導入され、反応系に導入
    される脂肪族カルボン酸の割合をケイ素に結合し
    た塩素1グラム原子当たり1.3モル以上とする特
    許請求の範囲第1項に記載の方法。 5 塔底にあるリボイラー中に脂肪族カルボン酸
    を導入し、脂肪族カルボン酸が蒸気を形成する温
    度にリボイラー中で加熱し、さらに蒸気を塔に導
    入することから成る特許請求の範囲第4項に記載
    の方法。 6 塔底のリボイラー中で過剰量の脂肪族カルボ
    ン酸を、これが蒸気を形成する温度に加熱し、塔
    に蒸気を導入することから成る特許請求の範囲第
    4項に記載の方法。 7 塔内のクロルシラン供給流より下の位置で脂
    肪族カルボン酸を供給流として導入することから
    成る特許請求の範囲第4項に記載の方法。 8 脂肪族カルボン酸をクロルシラン供給流より
    下の塔底にあるリボイラーに、クロルシラン供給
    流より下から、塔中に導入することから成る特許
    請求の範囲第4項に記載の方法。 9 さらに、脂肪族カルボン酸を加熱して、気化
    させ、そして脂肪族カルボン酸を蒸気として少な
    くとも1つの供給流に流すことから成る特許請求
    の範囲第4項に記載の方法。 10 脂肪族カルボン酸をクロルシランに対し化
    学量論的な過剰量供給することから成る特許請求
    の範囲第4項に記載の方法。 11 脂肪族カルボン酸を、クロルシランの量に
    対し化学量論的に約10モル%〜約60モル%過剰量
    導入する特許請求の範囲第4項又は第10項に記
    載の方法。 12 カルボン酸対クロルシランの比が、ケイ素
    に結合した塩素1グラム原子につきカルボン酸約
    0.35〜約2.1モルの間になるような速度でカルボ
    ン酸を塔中に導入する特許請求の範囲第4項又は
    第10項に記載の方法。 13 さらに、塔を約760mmHg圧において操作す
    ることから成る特許請求の範囲第4項に記載の方
    法。 14 さらに、塔の温度を約95℃〜約125℃の間
    に維持することから成る特許請求の範囲第4項に
    記載の方法。 15 温度を塔内で勾配をもたせ、塔頂の温度を
    塔底の温度より低くする特許請求の範囲第4項又
    は第14項に記載の方法。 16 さらに、脂肪族カルボン酸の上部供給流よ
    り上部の塔温度を少くとも−10℃に下げることか
    ら成る特許請求の範囲第4項に記載の方法。 17 さらに、凝縮器を備え、凝縮器より塩化水
    素ガスを除去することにより、脂肪族カルボン酸
    の上部供給流より上の塔温度を約−20℃〜約−30
    ℃に下げることから成る特許請求の範囲第4項に
    記載の方法。 18 同じ脂肪族カルボン酸を複数の供給流に送
    る特許請求の範囲第4項に記載の方法。 19 (a) メチルトリクロルシランの流れを加熱
    した塔の上部に送り、それによつて多量のメチ
    ルトリクロルシランを加熱した塔の下方へ流す
    こと、 (b) 酢酸をメチルトリクロルシランの流れより上
    に導入すること、 (c) 酢酸をメチルトリクロルシランの流れの下に
    導入すること、 それによりケイ素に結合した塩素1グラム原
    子当たり少くとも1.3モルの化学量論的に過剰
    な量の酢酸メチルトリクロルシランと反応さ
    せ、低沸点反応生成物、塩化水素、メチルトリ
    アセトキシシラン及び反応副生物を形成させる
    こと、 (d) 酢酸の蒸気及び低沸点反応生成物を酢酸供給
    流より上の塔頂において凝縮器によつて凝縮さ
    せ、凝縮器から塩化水素ガスを除去すること、
    及び (e) リボイラーを塔の温度より高く保ち、メチル
    トリアセトキシシラン、未反応酢酸及び反応副
    生物を塔底のリボイラーから捕集し、連続的に
    除去することにより、 メチルトリクロルシラン及び酢酸からメチルト
    リアセトキシシランを連続的に製造することがで
    きる特許請求の範囲第1項に記載の方法。 20 酢酸をメチルトリクロルシランに対して化
    学量論的に過剰量塔中に導入する特許請求の範囲
    第19項に記載の方法。 21 酢酸対メチルトリクロルシランの比が、ケ
    イ素に結合した塩素1グラム原子当たり約1.6〜
    約1.7モルとなるような速度で酢酸を導入する特
    許請求の範囲第19項又は第20項に記載の方
    法。 22 さらに、塔を約760mmHg圧で操作する特許
    請求の範囲第19項に記載の方法。 23 さらに、塔の温度を約95℃〜約125℃の間
    に保つことから成る特許請求の範囲第19項に記
    載の方法。 24 凝縮器を−10℃及びそれ以下に保つ特許請
    求の範囲第19項に記載の方法。 25 凝縮器を約−20℃〜約−30℃に維持する特
    許請求の範囲第19項に記載の方法。 26 酢酸をメチルトリクロルシランの流れより
    も下においてリボイラーに導入する特許請求の範
    囲第19項に記載の方法。 27 酢酸をメチルトリクロルシランの流れより
    も下において加熱した塔に導入する特許請求の範
    囲第19項に記載の方法。 28 さらに、酢酸を加熱して酢酸蒸気として、
    これを導入する特許請求の範囲第19項に記載の
    方法。
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