JPH04235991A - シラシクロアルカンの調製方法 - Google Patents
シラシクロアルカンの調製方法Info
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- JPH04235991A JPH04235991A JP3127045A JP12704591A JPH04235991A JP H04235991 A JPH04235991 A JP H04235991A JP 3127045 A JP3127045 A JP 3127045A JP 12704591 A JP12704591 A JP 12704591A JP H04235991 A JPH04235991 A JP H04235991A
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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
- C07F7/0896—Compounds with a Si-H linkage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシラシクロアルカンの調
製方法に関する。記述の方法は、ハロシラシクロアルカ
ンをシラシクロアルカンへ還元するために水素化アルキ
ルアルミニウムを使用する。本発明のさらなる実施態様
において、ハロシラシクロアルカンは水素化アルキルア
ルミニウムに加えられ、そしてシラシクロアルカン生成
物は即座にその混合物から減圧蒸留される。記述のよう
に、本方法は高い収率のシラシクロアルカンを提供する
。
製方法に関する。記述の方法は、ハロシラシクロアルカ
ンをシラシクロアルカンへ還元するために水素化アルキ
ルアルミニウムを使用する。本発明のさらなる実施態様
において、ハロシラシクロアルカンは水素化アルキルア
ルミニウムに加えられ、そしてシラシクロアルカン生成
物は即座にその混合物から減圧蒸留される。記述のよう
に、本方法は高い収率のシラシクロアルカンを提供する
。
【0002】
【従来の技術】シラシクロアルカンは、珪素及び炭素の
骨格を有するハロゲン化フィルムを生産するのに有用で
あることが分かっている。これらのフィルムは、室温に
おいて暗導電性が非常に低いこと、及び耐食性が良いこ
とが知られている。小さい、歪んだ有機珪素環は、シラ
シクロブタンの反応性を、特に求核及び求電子試薬との
反応性を高くすることが知られている。シラシクロアル
カンの特異な化学的性質のため、これらを生産する方法
はほとんど報告されていない。
骨格を有するハロゲン化フィルムを生産するのに有用で
あることが分かっている。これらのフィルムは、室温に
おいて暗導電性が非常に低いこと、及び耐食性が良いこ
とが知られている。小さい、歪んだ有機珪素環は、シラ
シクロブタンの反応性を、特に求核及び求電子試薬との
反応性を高くすることが知られている。シラシクロアル
カンの特異な化学的性質のため、これらを生産する方法
はほとんど報告されていない。
【0003】Laane(J.Am.Chem.Soc
.89:1144, 1967)は、シラシクロアルカ
ンの調製方法を最初に記述したようである。 Laan
eは、3−クロロプロピルトリクロロシランを粉末マグ
ネシウムを含むエチルエーテルに滴下して加えることに
より、1,1−ジクロロ−1−シラシクロブタンを調製
した。n−ブチルエーテル中のこの1,1−ジクロロ−
1−シラシクロブタンを、n−ブチルエーテル中の水素
化リチウムアルミニウムへ滴下して加え、還元されたシ
ラシクロブタンを生成した。この添加は5時間にわたり
仕上げられ、反応混合物は−5℃〜+5℃の温度に維持
された。10時間後に反応は室温へと進められ、そして
24時間後に混合物は蒸留された。報告された生成物の
収率は46%であった。
.89:1144, 1967)は、シラシクロアルカ
ンの調製方法を最初に記述したようである。 Laan
eは、3−クロロプロピルトリクロロシランを粉末マグ
ネシウムを含むエチルエーテルに滴下して加えることに
より、1,1−ジクロロ−1−シラシクロブタンを調製
した。n−ブチルエーテル中のこの1,1−ジクロロ−
1−シラシクロブタンを、n−ブチルエーテル中の水素
化リチウムアルミニウムへ滴下して加え、還元されたシ
ラシクロブタンを生成した。この添加は5時間にわたり
仕上げられ、反応混合物は−5℃〜+5℃の温度に維持
された。10時間後に反応は室温へと進められ、そして
24時間後に混合物は蒸留された。報告された生成物の
収率は46%であった。
【0004】珪素−水素化合物は、ハロゲン化珪素、部
分ハロゲン化シラン、または有機ハロゲン化シランを、
アルミニウム、マグネシウムなどのような金属触媒の存
在下で還元することにより調製されることができる。L
iAlH4またはAlH3のような水素化物の使用もま
たこの目的のために提案されている。Jenker(1
963年8月13日発行U.S. 3,100,788
) は、水素雰囲気下でアルカリ金属または水素化アル
カリを使用することにより水素をハロゲン化有機シラン
へ添加する方法を記述した。
分ハロゲン化シラン、または有機ハロゲン化シランを、
アルミニウム、マグネシウムなどのような金属触媒の存
在下で還元することにより調製されることができる。L
iAlH4またはAlH3のような水素化物の使用もま
たこの目的のために提案されている。Jenker(1
963年8月13日発行U.S. 3,100,788
) は、水素雰囲気下でアルカリ金属または水素化アル
カリを使用することにより水素をハロゲン化有機シラン
へ添加する方法を記述した。
【0005】Robinson(1970年3月3日発
行U.S. 3,499,020) は、「 Rn S
iX4−n、式中Rは水素、アルキル基、シクロアルキ
ル基、アルケニル基、アリール基、またはアルカリール
基であり、及びXはハロゲン、−NR′2 、または酸
素含有基である」の種類の化合物を還元する方法を記述
する。Robinsonにより記述される方法は、化学
式「 R2AlH、式中Rはアルキル基である」に従う
還元試薬を使用する。この還元試薬は溶剤で希釈され、
この方法は大気圧で行われる。
行U.S. 3,499,020) は、「 Rn S
iX4−n、式中Rは水素、アルキル基、シクロアルキ
ル基、アルケニル基、アリール基、またはアルカリール
基であり、及びXはハロゲン、−NR′2 、または酸
素含有基である」の種類の化合物を還元する方法を記述
する。Robinsonにより記述される方法は、化学
式「 R2AlH、式中Rはアルキル基である」に従う
還元試薬を使用する。この還元試薬は溶剤で希釈され、
この方法は大気圧で行われる。
【0006】Schulzは、1990年4月30日出
願の米国出願番号第 516,599において、有機ハ
ロシラン及び揮発性有機ハロポリシランを液体水素化ア
ルキルアルミニウムで還元する方法を記述する。Sch
ulzの係属中の出願は、シラシクロアルカンの還元を
記述しない。シラシクロアルカン環の反応性は、Sch
ulzの係属中の出願及び先に引用した発行物に記述さ
れる有機ハロシラン及び揮発性有機ハロポリシランに関
して、これらのシラシクロアルカンを特異なものとする
。
願の米国出願番号第 516,599において、有機ハ
ロシラン及び揮発性有機ハロポリシランを液体水素化ア
ルキルアルミニウムで還元する方法を記述する。Sch
ulzの係属中の出願は、シラシクロアルカンの還元を
記述しない。シラシクロアルカン環の反応性は、Sch
ulzの係属中の出願及び先に引用した発行物に記述さ
れる有機ハロシラン及び揮発性有機ハロポリシランに関
して、これらのシラシクロアルカンを特異なものとする
。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明はシラシクロア
ルカンを生産する方法である。記述の方法はハロシラシ
クロアルカンをハロゲン含量において還元されたシラシ
クロアルカンへ還元するために水素化アルキルアルミニ
ウムを使用する。本発明の好ましい実施態様において、
ハロシラシクロアルカンは、シラシクロアルカンが生成
した直後に蒸発を起こす温度及び圧力条件下で、水素化
アルキルアルミニウムへ加えられる。これにより、シラ
シクロアルカン生成物は、それが生成すると即座に得ら
れた混合物から減圧蒸留され、事実上所望のシラシクロ
アルカンがさらに反応を起こすことを防ぐ。このように
、記述の方法により生成物の収率が改良される。
ルカンを生産する方法である。記述の方法はハロシラシ
クロアルカンをハロゲン含量において還元されたシラシ
クロアルカンへ還元するために水素化アルキルアルミニ
ウムを使用する。本発明の好ましい実施態様において、
ハロシラシクロアルカンは、シラシクロアルカンが生成
した直後に蒸発を起こす温度及び圧力条件下で、水素化
アルキルアルミニウムへ加えられる。これにより、シラ
シクロアルカン生成物は、それが生成すると即座に得ら
れた混合物から減圧蒸留され、事実上所望のシラシクロ
アルカンがさらに反応を起こすことを防ぐ。このように
、記述の方法により生成物の収率が改良される。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、化学式 RH
SiCn H2n (式中、Rは水素及び1〜10個の
炭素原子を有する炭化水素基から成る群より選択され、
及びn=3〜10である)のシラシクロアルカンを生産
する方法である。 本方法は、化学式 Ra X2−a SiCn H2n
(式中、nは先に記述したとうりであり、Rは1〜1
0個の炭素原子を有する炭化水素基であり、a=0また
は1であり、及びXはハロゲンである)のハロシラシク
ロアルカンを、化学式 R′b AlH3−b(式中、
R′は独立に選択された1〜10個の炭素原子を有する
アルキル基であり、及びb=1または2である)の水素
化アルキルアルミニウムと接触させて混合物を作ること
から成る。
SiCn H2n (式中、Rは水素及び1〜10個の
炭素原子を有する炭化水素基から成る群より選択され、
及びn=3〜10である)のシラシクロアルカンを生産
する方法である。 本方法は、化学式 Ra X2−a SiCn H2n
(式中、nは先に記述したとうりであり、Rは1〜1
0個の炭素原子を有する炭化水素基であり、a=0また
は1であり、及びXはハロゲンである)のハロシラシク
ロアルカンを、化学式 R′b AlH3−b(式中、
R′は独立に選択された1〜10個の炭素原子を有する
アルキル基であり、及びb=1または2である)の水素
化アルキルアルミニウムと接触させて混合物を作ること
から成る。
【0009】本発明の一つの実施態様において、本方法
はほぼ大気圧及び−80℃〜30℃の温度範囲内で行わ
れる。本発明の二番目の実施態様において、ハロシラシ
クロアルカンは、水素化アルキルアルミニウムの表面の
下方に導入されて混合物を作る。この方法は、0℃〜6
0℃の温度範囲内で、生成物のシラシクロアルカンが生
成した直後に蒸発を起こす十分な減圧下で行われる。蒸
発した生成物は、減圧蒸留により即座に反応容器から取
り除かれる。
はほぼ大気圧及び−80℃〜30℃の温度範囲内で行わ
れる。本発明の二番目の実施態様において、ハロシラシ
クロアルカンは、水素化アルキルアルミニウムの表面の
下方に導入されて混合物を作る。この方法は、0℃〜6
0℃の温度範囲内で、生成物のシラシクロアルカンが生
成した直後に蒸発を起こす十分な減圧下で行われる。蒸
発した生成物は、減圧蒸留により即座に反応容器から取
り除かれる。
【0010】本方法により生成されることができるシラ
シクロアルカンは、珪素原子に結合したハロゲン原子の
数が減少する。ハロシラシクロアルカンが最初に珪素原
子に結合するハロゲン原子を2個有する、すなわちa=
0の場合、そのハロゲン原子の一つだけを除去した生成
物を回収することは可能であるかもしれない。
シクロアルカンは、珪素原子に結合したハロゲン原子の
数が減少する。ハロシラシクロアルカンが最初に珪素原
子に結合するハロゲン原子を2個有する、すなわちa=
0の場合、そのハロゲン原子の一つだけを除去した生成
物を回収することは可能であるかもしれない。
【0011】シラシクロアルカン環に含まれる炭素数は
3〜10で変化することができる。シラシクロアルカン
は、例えばシラシクロブタン、シラシクロペンタン、シ
ラシクロヘキサン、シラシクロヘプタン、及びシラシク
ロノナンであることができる。シラシクロアルカンの珪
素原子は、10個以下の炭素原子を有する炭化水素基R
で置換されることができる。炭化水素基は、例えばアル
キル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基
、またはアラルキル基であることができる。炭化水素基
は、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、フェ
ニル基、またはトリル基であることができるだろう。
3〜10で変化することができる。シラシクロアルカン
は、例えばシラシクロブタン、シラシクロペンタン、シ
ラシクロヘキサン、シラシクロヘプタン、及びシラシク
ロノナンであることができる。シラシクロアルカンの珪
素原子は、10個以下の炭素原子を有する炭化水素基R
で置換されることができる。炭化水素基は、例えばアル
キル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基
、またはアラルキル基であることができる。炭化水素基
は、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、フェ
ニル基、またはトリル基であることができるだろう。
【0012】シラシクロアルカン環の1個またはそれ以
上の炭素原子は、トリアルキルシリル基、アルキル基、
アルケニル基、アリール基、及びアラルキル基から成る
群より独立に選択される、及び化学式 R0O−(式中
、R0 は1〜10個の炭素原子を有するアルキル基ま
たはアルケニル基、またはアリール基である)である、
1個またはそれ以上の基で置換されることができる。R
0 は、例えばメチル基、エチル基、またはフェニル基
であることができる。記述の方法により、シラシクロア
ルカンの混合物を作ることができる。
上の炭素原子は、トリアルキルシリル基、アルキル基、
アルケニル基、アリール基、及びアラルキル基から成る
群より独立に選択される、及び化学式 R0O−(式中
、R0 は1〜10個の炭素原子を有するアルキル基ま
たはアルケニル基、またはアリール基である)である、
1個またはそれ以上の基で置換されることができる。R
0 は、例えばメチル基、エチル基、またはフェニル基
であることができる。記述の方法により、シラシクロア
ルカンの混合物を作ることができる。
【0013】シラシクロアルカンは、対応する1−ハロ
−1−シラシクロアルカン(ここでは、ハロシラシクロ
アルカンとして示す)から作られる。ハロゲン成分は、
塩素原子、フッ素原子、臭素原子、ヨウ素原子、または
これらの組合せであることができる。ハロシラシクロア
ルカンは、例えば1,1−ジクロロ−1−シラシクロブ
タン、1,1−ジクロロ−1−シラシクロヘプタン、1
,1−ジクロロ−1−シラシクロオクタン、1,1−ジ
ブロモ−1−シラシクロブタン、1−ブロモ−1−クロ
ロ−1−シラシクロブタン、1,1−ジフルオロ−1−
シラシクロブタン、1−メチル−1−クロロシラシクロ
ブタン、1−エチル−1−クロロシラシクロブタン、1
−フェニル−1−クロロシラシクロブタン、1−メチル
−1−クロロシラシクロヘプタン、1−メチル−1−ブ
ロモシラシクロブタンであることができる。
−1−シラシクロアルカン(ここでは、ハロシラシクロ
アルカンとして示す)から作られる。ハロゲン成分は、
塩素原子、フッ素原子、臭素原子、ヨウ素原子、または
これらの組合せであることができる。ハロシラシクロア
ルカンは、例えば1,1−ジクロロ−1−シラシクロブ
タン、1,1−ジクロロ−1−シラシクロヘプタン、1
,1−ジクロロ−1−シラシクロオクタン、1,1−ジ
ブロモ−1−シラシクロブタン、1−ブロモ−1−クロ
ロ−1−シラシクロブタン、1,1−ジフルオロ−1−
シラシクロブタン、1−メチル−1−クロロシラシクロ
ブタン、1−エチル−1−クロロシラシクロブタン、1
−フェニル−1−クロロシラシクロブタン、1−メチル
−1−クロロシラシクロヘプタン、1−メチル−1−ブ
ロモシラシクロブタンであることができる。
【0014】好ましいハロゲン成分は塩素及び臭素原子
である。最も好ましいのは塩素原子である。好ましいハ
ロシラシクロアルカンは1,1−ジクロロ−1−シラシ
クロブタン及び1,1−ジブロモ−1−シラシクロブタ
ンである。
である。最も好ましいのは塩素原子である。好ましいハ
ロシラシクロアルカンは1,1−ジクロロ−1−シラシ
クロブタン及び1,1−ジブロモ−1−シラシクロブタ
ンである。
【0015】ハロシラシクロアルカンは、化学式 Rb
AlH3−b(式中、Rは1〜10個の炭素原子を有
するアルキル基から独立に選択され、及びbは1または
2に等しい)の水素化アルキルアルミニウムと接触され
る。水素化アルキルアルミニウムは、例えば水素化ジエ
チルアルミニウム、水素化ジプロピルアルミニウム、水
素化ジイソアミルアルミニウム、または水素化ジイソブ
チルアルミニウムであることができる。水素化ジイソブ
チルアルミニウムが好ましい。
AlH3−b(式中、Rは1〜10個の炭素原子を有
するアルキル基から独立に選択され、及びbは1または
2に等しい)の水素化アルキルアルミニウムと接触され
る。水素化アルキルアルミニウムは、例えば水素化ジエ
チルアルミニウム、水素化ジプロピルアルミニウム、水
素化ジイソアミルアルミニウム、または水素化ジイソブ
チルアルミニウムであることができる。水素化ジイソブ
チルアルミニウムが好ましい。
【0016】本発明の一つの実施態様において、水素化
アルキルアルミニウムは−80℃〜30℃の範囲の混合
温度で及びほぼ大気圧でハロシラシクロアルカンと接触
される。温度範囲の下限は、反応体と溶剤との混合物の
凝固点により主に決められる。もし使用される場合、そ
の溶剤の凝固点によって、反応は−80℃以下の温度で
さえ行われることができる。本方法が溶剤を用いずに行
われる場合、温度範囲の下限は水素化アルキルアルミニ
ウムの凝固点により主に決められる。30℃以上の温度
で行うことはできるが、典型的には、生成物の収率が低
くなる結果となる。この反応を行う好ましい温度範囲は
−80℃から0℃である。
アルキルアルミニウムは−80℃〜30℃の範囲の混合
温度で及びほぼ大気圧でハロシラシクロアルカンと接触
される。温度範囲の下限は、反応体と溶剤との混合物の
凝固点により主に決められる。もし使用される場合、そ
の溶剤の凝固点によって、反応は−80℃以下の温度で
さえ行われることができる。本方法が溶剤を用いずに行
われる場合、温度範囲の下限は水素化アルキルアルミニ
ウムの凝固点により主に決められる。30℃以上の温度
で行うことはできるが、典型的には、生成物の収率が低
くなる結果となる。この反応を行う好ましい温度範囲は
−80℃から0℃である。
【0017】ほぼ大気圧という意味は、反応容器中の圧
力が、標準大気圧 760torrの90%以内である
ということである。
力が、標準大気圧 760torrの90%以内である
ということである。
【0018】水素化アルキルアルミニウムは、水素化物
対ハロゲン化物の化学量論当量で、またはそれよりも若
干多めに、ハロシラシクロアルカンに加えられる。化学
量論当量よりも若干多めという意味は、ハロシラシクロ
アルカンから置き換えられるべきハロゲンのモル数に対
して、水素化物としての水素の過剰量が40モル%まで
であることである。ハロゲン化物に対して、水素化物と
しての水素の過剰量が5〜20モル%であることが好ま
しい。
対ハロゲン化物の化学量論当量で、またはそれよりも若
干多めに、ハロシラシクロアルカンに加えられる。化学
量論当量よりも若干多めという意味は、ハロシラシクロ
アルカンから置き換えられるべきハロゲンのモル数に対
して、水素化物としての水素の過剰量が40モル%まで
であることである。ハロゲン化物に対して、水素化物と
しての水素の過剰量が5〜20モル%であることが好ま
しい。
【0019】水素化アルキルアルミニウムがハロシラシ
クロアルカンに加えられることが好ましい。ハロシラシ
クロアルカンを水素化アルキルアルミニウムに加えるこ
とはできるが、高濃度の還元試薬は望ましくない反応を
生じる可能性がある。水素化アルキルアルミニウムをハ
ロシラシクロアルカンへ加える速度は重要ではない。し
かしながら、この反応はいくらか発熱性である。それゆ
え、水素化アルキルアルミニウムは、混合物が過剰に加
熱されないように十分に遅い速度でハロシラシクロアル
カンに加えられるべきである。
クロアルカンに加えられることが好ましい。ハロシラシ
クロアルカンを水素化アルキルアルミニウムに加えるこ
とはできるが、高濃度の還元試薬は望ましくない反応を
生じる可能性がある。水素化アルキルアルミニウムをハ
ロシラシクロアルカンへ加える速度は重要ではない。し
かしながら、この反応はいくらか発熱性である。それゆ
え、水素化アルキルアルミニウムは、混合物が過剰に加
熱されないように十分に遅い速度でハロシラシクロアル
カンに加えられるべきである。
【0020】所望の温度を維持するために、反応容器は
冷却手段、例えば氷水浴またはドライアイス及び溶剤浴
、により取り囲まれるべきである。混合物中の局所的な
加熱及び局所的な生成物の濃縮の両方を避けるために、
水素化アルキルアルミニウムの添加中はその混合物を攪
はんしなければならない。マグネチックスターラー及び
スターラーバーのような標準的混合装置、またはシャフ
ト及びプロペラ型の装置を使用することができる。
冷却手段、例えば氷水浴またはドライアイス及び溶剤浴
、により取り囲まれるべきである。混合物中の局所的な
加熱及び局所的な生成物の濃縮の両方を避けるために、
水素化アルキルアルミニウムの添加中はその混合物を攪
はんしなければならない。マグネチックスターラー及び
スターラーバーのような標準的混合装置、またはシャフ
ト及びプロペラ型の装置を使用することができる。
【0021】述べたように、反応には溶剤は必要ではな
い。溶剤がないと、生成混合物から生成物を分離するの
が非常に簡単にできる。しかしながら、もし必要であれ
ば、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、ベンゼン、または
テトラヒドロフランのような不活性な、高沸点有機溶剤
を、反応の効率を削減することなく使用することができ
る。溶剤は、反応に加えられる前に水素化アルキルアル
ミニウムを希釈するため、及び反応前及び反応中のハロ
シラシクロアルカンを希釈するために用いられることが
できる。
い。溶剤がないと、生成混合物から生成物を分離するの
が非常に簡単にできる。しかしながら、もし必要であれ
ば、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、ベンゼン、または
テトラヒドロフランのような不活性な、高沸点有機溶剤
を、反応の効率を削減することなく使用することができ
る。溶剤は、反応に加えられる前に水素化アルキルアル
ミニウムを希釈するため、及び反応前及び反応中のハロ
シラシクロアルカンを希釈するために用いられることが
できる。
【0022】本発明の二番目の実施態様では、いくらか
の水素化アルキルアルミニウムが、封止された容器中に
入れられる。ハロシラシクロアルカンは、水素化アルキ
ルアルミニウムの表面の下方に制御された速度で導入さ
れる。ハロシラシクロアルカンは、例えば水素化アルキ
ルアルミニウムの表面の下方に伸びた管、または容器中
の液面下部分の開口部により、水素化アルキルアルミニ
ウムの表面下方に送られることができる。ハロシラシク
ロアルカンを水素化アルキルアルミニウムの表面下方に
送り込む利点は、所望の還元を起こさせるのに十分な接
触時間を確保することである。ハロシラシクロアルカン
の還元は、これがガスとして水素化アルキルアルミニウ
ムから出ていく前に起こる。
の水素化アルキルアルミニウムが、封止された容器中に
入れられる。ハロシラシクロアルカンは、水素化アルキ
ルアルミニウムの表面の下方に制御された速度で導入さ
れる。ハロシラシクロアルカンは、例えば水素化アルキ
ルアルミニウムの表面の下方に伸びた管、または容器中
の液面下部分の開口部により、水素化アルキルアルミニ
ウムの表面下方に送られることができる。ハロシラシク
ロアルカンを水素化アルキルアルミニウムの表面下方に
送り込む利点は、所望の還元を起こさせるのに十分な接
触時間を確保することである。ハロシラシクロアルカン
の還元は、これがガスとして水素化アルキルアルミニウ
ムから出ていく前に起こる。
【0023】添加段階中では、混合物の温度は0℃〜6
0℃の範囲で維持され、及び容器内の圧力は、生成物の
シラシクロアルカンがこれが生成した直後に混合物から
蒸発を起こすように十分に減圧される。シラシクロアル
カン蒸気は、減圧により即座に容器から取り除かれる。 取り除かれたシラシクロアルカンは、例えば−196
℃のコールドトラップにより凝縮されることができる。 代わりに、取り出したシラシクロアルカンを別の反応へ
直接供給することとして使用することができる。
0℃の範囲で維持され、及び容器内の圧力は、生成物の
シラシクロアルカンがこれが生成した直後に混合物から
蒸発を起こすように十分に減圧される。シラシクロアル
カン蒸気は、減圧により即座に容器から取り除かれる。 取り除かれたシラシクロアルカンは、例えば−196
℃のコールドトラップにより凝縮されることができる。 代わりに、取り出したシラシクロアルカンを別の反応へ
直接供給することとして使用することができる。
【0024】還元されるハロシラシクロアルカンの総量
に対して、若干過剰の水素化アルキルアルミニウムを容
器に加えることが好ましい。若干過剰という意味は、置
き換えられるハロゲンの量に対して、水素化物としての
水素の過剰量が40モル%までであるということである
。 ハロゲンに対する水素化物としての水素の過剰量は、5
〜20モル%の範囲であることが好ましい。より少ない
量の水素化アルキルアルミニウムを使用することはでき
るが、これはハロシラシクロアルカンの転化を不完全な
ものにするであろう。
に対して、若干過剰の水素化アルキルアルミニウムを容
器に加えることが好ましい。若干過剰という意味は、置
き換えられるハロゲンの量に対して、水素化物としての
水素の過剰量が40モル%までであるということである
。 ハロゲンに対する水素化物としての水素の過剰量は、5
〜20モル%の範囲であることが好ましい。より少ない
量の水素化アルキルアルミニウムを使用することはでき
るが、これはハロシラシクロアルカンの転化を不完全な
ものにするであろう。
【0025】ハロシラシクロアルカンを水素化アルキル
アルミニウムへ添加する速度は制御される。最適な添加
速度は、反応装置の規模、攪はんの効率、及び反応熱を
消散させて混合物を所望の温度に維持する能力、のよう
な因子に依存する。反応容器は、例えば前述の手段によ
り、冷却され及び攪はんされることができる。 250
〜500ml の容器でのハロシラシクロアルカンの有
用な添加速度は、1分間当たり0.5ml〜3.0ml
の範囲にあることがわかった。
アルミニウムへ添加する速度は制御される。最適な添加
速度は、反応装置の規模、攪はんの効率、及び反応熱を
消散させて混合物を所望の温度に維持する能力、のよう
な因子に依存する。反応容器は、例えば前述の手段によ
り、冷却され及び攪はんされることができる。 250
〜500ml の容器でのハロシラシクロアルカンの有
用な添加速度は、1分間当たり0.5ml〜3.0ml
の範囲にあることがわかった。
【0026】反応は、生じたシラシクロアルカンが揮発
する、温度及び容器内圧力の組合せ条件下で行われる。 実行可能な混合物の温度範囲は0℃〜60℃であり、対
応する容器内圧力は0.1〜200torr である。 好ましい条件は、混合物の温度が25℃〜45℃で、且
つ容器内圧力が1.0〜100torr であることで
ある。混合物の温度が約30℃で且つ容器内圧力が約1
torrであることが最も好ましい。好ましい温度及び
圧力に関して「約」という語を使用した意味は、生成物
の収量が重大な影響を受けない限り、これらのパラメー
ターにおける若干の変動が許容できることを示すことで
ある。
する、温度及び容器内圧力の組合せ条件下で行われる。 実行可能な混合物の温度範囲は0℃〜60℃であり、対
応する容器内圧力は0.1〜200torr である。 好ましい条件は、混合物の温度が25℃〜45℃で、且
つ容器内圧力が1.0〜100torr であることで
ある。混合物の温度が約30℃で且つ容器内圧力が約1
torrであることが最も好ましい。好ましい温度及び
圧力に関して「約」という語を使用した意味は、生成物
の収量が重大な影響を受けない限り、これらのパラメー
ターにおける若干の変動が許容できることを示すことで
ある。
【0027】前述のように、本方法は高沸点溶剤を用い
てもまたは用いなくても行われることができる。溶剤を
用いないで本方法を行う利点は、使用済みの還元試薬、
すなわち水素化アルキルアルミニウムを余計な分離段階
を経ずに再利用できることである。
てもまたは用いなくても行われることができる。溶剤を
用いないで本方法を行う利点は、使用済みの還元試薬、
すなわち水素化アルキルアルミニウムを余計な分離段階
を経ずに再利用できることである。
【0028】本方法は、ハロシラシクロアルカンからハ
ロゲンを取り除くために、ある種の還元試薬、すなわち
水素化アルキルアルミニウムを記述する。水素化アルキ
ルアルミニウムは、シラシクロアルカン環の反応をより
低く抑えながら、珪素−ハロゲン結合をよく還元すると
いう利益を提供する。さらに、ハロシラシクロアルカン
が過剰の水素化アルキルアルミニウムの表面下方に送り
込まれる方法が記述される。本方法の温度及び圧力は、
還元された生成物が即座に蒸発して反応容器から取り出
されるように維持される。この方法により所望の生成物
が改良された収率で得られる。
ロゲンを取り除くために、ある種の還元試薬、すなわち
水素化アルキルアルミニウムを記述する。水素化アルキ
ルアルミニウムは、シラシクロアルカン環の反応をより
低く抑えながら、珪素−ハロゲン結合をよく還元すると
いう利益を提供する。さらに、ハロシラシクロアルカン
が過剰の水素化アルキルアルミニウムの表面下方に送り
込まれる方法が記述される。本方法の温度及び圧力は、
還元された生成物が即座に蒸発して反応容器から取り出
されるように維持される。この方法により所望の生成物
が改良された収率で得られる。
【0029】当業者が本発明をよりよく理解し認識する
ことができるように、以下の例を示す。これらの例は説
明のために示される物であり、ここで記述される特許請
求の範囲を限定するものとして解釈されるべきものでは
ない。
ことができるように、以下の例を示す。これらの例は説
明のために示される物であり、ここで記述される特許請
求の範囲を限定するものとして解釈されるべきものでは
ない。
【0030】例1
いくつかの水素化金属化合物について、その1,1−ジ
クロロ−1−シラシクロブタン(DCSCB)〔以降、
ジクロロシラシクロブタンと称す〕をシラシクロブタン
(SCB) へ転化する性能を評価した。反応容器とし
て、 250〜500ml 容の三口丸底フラスコを使
用した。このフラスコには、温度計、封止された入口、
及びコールドトラップに接続された水冷凝縮器が取り付
けられた。容器の中身はマグネチックスターラーにより
攪はんされた。混合物の温度は、反応容器を取り囲む冷
却浴により制御された。 生成物は減圧蒸留により反応容器から取り出され、そし
て生じた蒸留物は−78℃で維持されたコールドトラッ
プ中に溜られた。典型的には、実験器具は窒素雰囲気中
でフラッシされて維持された。 DCSCBが反応フラ
スコに加えられた。続いて、過剰な温度上昇を避ける(
30℃以下)ために十分に時間をかけて、水素化金属化
合物が DCSCBへ滴下により加えられた。減圧蒸留
の終了後、コールドトラップの中身は、質量分析計を利
用したガスクロマトグラフィー(GC/MS)により評
価された。
クロロ−1−シラシクロブタン(DCSCB)〔以降、
ジクロロシラシクロブタンと称す〕をシラシクロブタン
(SCB) へ転化する性能を評価した。反応容器とし
て、 250〜500ml 容の三口丸底フラスコを使
用した。このフラスコには、温度計、封止された入口、
及びコールドトラップに接続された水冷凝縮器が取り付
けられた。容器の中身はマグネチックスターラーにより
攪はんされた。混合物の温度は、反応容器を取り囲む冷
却浴により制御された。 生成物は減圧蒸留により反応容器から取り出され、そし
て生じた蒸留物は−78℃で維持されたコールドトラッ
プ中に溜られた。典型的には、実験器具は窒素雰囲気中
でフラッシされて維持された。 DCSCBが反応フラ
スコに加えられた。続いて、過剰な温度上昇を避ける(
30℃以下)ために十分に時間をかけて、水素化金属化
合物が DCSCBへ滴下により加えられた。減圧蒸留
の終了後、コールドトラップの中身は、質量分析計を利
用したガスクロマトグラフィー(GC/MS)により評
価された。
【0031】これらの評価の結果を表1に示す。表1の
項目は次のとうりである。「実験番号」は各手順を示し
、「 DCSCB」は反応容器へ加えられるジクロロシ
ラシクロブタンの量をモル数で示し、「水素化金属」は
反応に加えられる各水素化金属をモルで表し、「温度」
は水素化金属の添加中に維持される反応混合物の温度を
℃で示し、及び「収率」はシラシクロブタンとして回収
された添加した DCSCBのモル%を示す。
項目は次のとうりである。「実験番号」は各手順を示し
、「 DCSCB」は反応容器へ加えられるジクロロシ
ラシクロブタンの量をモル数で示し、「水素化金属」は
反応に加えられる各水素化金属をモルで表し、「温度」
は水素化金属の添加中に維持される反応混合物の温度を
℃で示し、及び「収率」はシラシクロブタンとして回収
された添加した DCSCBのモル%を示す。
【0032】
【表1】
【0033】結果は、ジクロロシラシクロブタンをシラ
シクロブタンへ転化することにおいて、水素化ジイソブ
チルアルミニウム(DIBAH) が効果的であること
を示す。
シクロブタンへ転化することにおいて、水素化ジイソブ
チルアルミニウム(DIBAH) が効果的であること
を示す。
【0034】例2
例1で記述したものと類似の装置及び手順を用いて、水
素化ジイソブチルアルミニウムを用いたジクロロシラシ
クロブタンのシラシクロブタンへの転化に対する温度の
影響を評価した。結果を表2に示す。表2の項目は先に
表1で記述したものと同じである。
素化ジイソブチルアルミニウムを用いたジクロロシラシ
クロブタンのシラシクロブタンへの転化に対する温度の
影響を評価した。結果を表2に示す。表2の項目は先に
表1で記述したものと同じである。
【0035】
【表2】
【0036】本データは、反応が特に温度の影響を受け
ないことを示す。
ないことを示す。
【0037】例3
最初に DIBAHを反応容器に加え、減圧を行い、そ
して DCSCBを DIBAHの表面下方にゆっくり
と加えるという、一連の実験を行った。実験装置は例1
で記述したものと同様であった。 DCSCBは、反応
容器の封止された入口を通して挿入され容器の底へ伸ば
されたテフロンチューブにより、 DIBAHの表面下
方へ加えられた。DCSCBを添加する前に反応容器を
アルゴンガスでパージした。この方法では、生成物のシ
ラシクロブタンは、それが生成すると即座に反応容器か
ら取り除かれた。これらの実験の各条件及び結果を表3
に示す。表3の項目は先に表1で記述したとうりであり
、新たな項目は以下のとうりである。 「圧力」は DCSCBの添加中に維持された反応容器
内の圧力を示し、及び「供給」は DCSCBが反応容
器に加えられる速度を示す。
して DCSCBを DIBAHの表面下方にゆっくり
と加えるという、一連の実験を行った。実験装置は例1
で記述したものと同様であった。 DCSCBは、反応
容器の封止された入口を通して挿入され容器の底へ伸ば
されたテフロンチューブにより、 DIBAHの表面下
方へ加えられた。DCSCBを添加する前に反応容器を
アルゴンガスでパージした。この方法では、生成物のシ
ラシクロブタンは、それが生成すると即座に反応容器か
ら取り除かれた。これらの実験の各条件及び結果を表3
に示す。表3の項目は先に表1で記述したとうりであり
、新たな項目は以下のとうりである。 「圧力」は DCSCBの添加中に維持された反応容器
内の圧力を示し、及び「供給」は DCSCBが反応容
器に加えられる速度を示す。
【0038】
【表3】
【0039】表3のシラシクロブタンの収率と表2のそ
の収率とを比較すると、シラシクロブタンはその生成直
後に減圧蒸留されるとその収率が改良されることがわか
る。
の収率とを比較すると、シラシクロブタンはその生成直
後に減圧蒸留されるとその収率が改良されることがわか
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 化学式 Ra X2−a SiCn
H2n (式中、Rは水素及び1〜10個の炭素原子を
有する炭化水素基から成る群より選択され、n=3〜1
0であり、a=0または1であり、及びXはハロゲンで
ある)のハロシラシクロアルカンを、化学式 R′b
AlH3−b(式中、R′は独立に選択される1〜10
個の炭素原子を有するアルキル基であり、及びb=1ま
たは2である)の水素化アルキルアルミニウムと、−8
0℃〜30℃の範囲内の反応温度及びほぼ大気圧で接触
させることから成る、化学式 RHSiCn H2n
(式中、Rは水素及び1〜10個の炭素原子を有する炭
化水素基から成る群より選択され、及びn=3〜10で
ある)のシラシクロアルカンを調製する方法。 - 【請求項2】 前記水素化アルキルアルミニウムが、
水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジプロピルアルミ
ニウム、水素化ジイソアミルアルミニウム、及び水素化
ジイソブチルアルミニウムから成る群より選択され、及
び前記ハロシラシクロアルカンが、1,1−ジクロロ−
1−シラシクロブタン及び1,1−ジブロモ−1−シラ
シクロブタンから成る群より選択される、請求項1に記
載の方法。 - 【請求項3】 以下の(A)〜(C)、すなわち、(
A)化学式 Ra X2−a SiCn H2n (式
中、Rは水素及び1〜10個の炭素原子を有する炭化水
素基から成る群より選択され、n=3〜10であり、a
=0または1であり、及びXはハロゲンである)のハロ
シラシクロアルカンを、化学式 R′b AlH3−b
(式中、R′は独立に選択される1〜10個の炭素原子
を有するアルキル基であり、及びb=1または2である
)の液体の水素化アルキルアルミニウムの表面下方に送
り込み、混合物を形成すること;(B)前記混合物の温
度を0℃〜60℃の範囲内に維持すること;及び (C)前記シラシクロアルカンが生成すると同時に混合
物から前記シラシクロアルカンを減圧蒸留すること、か
ら成る、化学式 RHSiCn H2n (式中、Rは
水素及び1〜10個の炭素原子を有する炭化水素基から
成る群より選択され、及びn=3〜10である)のシラ
シクロアルカンを調製する方法。 - 【請求項4】 前記水素化アルキルアルミニウムが、
水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジプロピルアルミ
ニウム、水素化ジイソアミルアルミニウム、及び水素化
ジイソブチルアルミニウムから成る群より選択され、及
び前記ハロシラシクロアルカンが、1,1−ジクロロ−
1−シラシクロブタン及び1,1−ジブロモ−1−シラ
シクロブタンから成る群より選択される、請求項3に記
載の方法。 - 【請求項5】 次の化学式、すなわち、【化1】 (式中、Rは水素及び1〜10個の炭素原子を有する炭
化水素基から成る群より選択され、R″は、トリアルキ
ルシリル基、アルキル基、アルケニル基、アリール基、
アラルキル基、及び R0O−基から成る群より独立に
選択され、n=3〜10であり、yは1〜2nの整数で
あり、a=0または1であり、及びXはハロゲンである
)のハロシラシクロアルカンを、化学式 R′b Al
H3−b(式中、R′は独立に選択される1〜10個の
炭素原子を有するアルキル基であり、及びb=1または
2である)の水素化アルキルアルミニウムと、−80℃
〜30℃の範囲内の反応温度及びほぼ大気圧で接触させ
ることから成る、次の化学式、すなわち、 【化2】 (式中、Rは水素及び1〜10個の炭素原子を有する炭
化水素基から成る群より選択され、R″は、トリアルキ
ルシリル基、アルキル基、アルケニル基、アリール基、
アラルキル基、及び R0O−基から成る群より独立に
選択され、n=3〜10であり、及びyは1〜2nの整
数である)のシラシクロアルカンを調製する方法。 - 【請求項6】 以下の(A)〜(C)、すなわち、(
A)次の化学式、すなわち、 【化3】 (式中、Rは水素及び1〜10個の炭素原子を有する炭
化水素基から成る群より選択され、R″は、トリアルキ
ルシリル基、アルキル基、アルケニル基、アリール基、
アラルキル基、及び R0O−基から成る群より独立に
選択され、n=3〜10であり、yは1〜2nの整数で
あり、a=0または1であり、及びXはハロゲンである
)のハロシラシクロアルカンを、化学式 R′b Al
H3−b(式中、R′は独立に選択される1〜10個の
炭素原子を有するアルキル基であり、及びb=1または
2である)の水素化アルキルアルミニウムの表面下方に
送り込み、混合物を形成すること; (B)前記混合物の温度を0℃〜60℃の範囲内に維持
すること;及び (C)前記シラシクロアルカンが生成すると同時に混合
物から前記シラシクロアルカンを減圧蒸留すること、か
ら成る、次の化学式、すなわち、 【化4】 (式中、Rは水素及び1〜10個の炭素原子を有する炭
化水素基から成る群より選択され、R″は、トリアルキ
ルシリル基、アルキル基、アルケニル基、アリール基、
アラルキル基、及び R0O−基から成る群より独立に
選択され、n=3〜10であり、及びyは1〜2nの整
数である)のシラシクロアルカンを調製する方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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US531616 | 1990-06-01 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04235991A true JPH04235991A (ja) | 1992-08-25 |
JP2914781B2 JP2914781B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3127045A Expired - Lifetime JP2914781B2 (ja) | 1990-06-01 | 1991-05-30 | シラシクロアルカンの調製方法 |
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EP (1) | EP0459499B1 (ja) |
JP (1) | JP2914781B2 (ja) |
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US5089648A (en) * | 1990-09-04 | 1992-02-18 | Ethyl Corporation | Method of producing polysilane compounds |
KR100232046B1 (ko) * | 1993-06-23 | 1999-12-01 | 카나가와 치히로 | 실라시클로 헥산화합물, 그의 제조방법 및 이것을 함유하는 액정조성물 |
US5868961A (en) * | 1993-06-28 | 1999-02-09 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Silacyclohexane compound, a method of preparing it and a liquid crystal composition containing it |
US5659059A (en) * | 1993-11-01 | 1997-08-19 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Silacyclohexane compound, a method of preparing it and a liquid crystal composition containing it |
US5498737A (en) * | 1994-01-28 | 1996-03-12 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Silacyclohexane compound, a method of preparing it and a liquid crystal composition containing it |
US5543539A (en) * | 1994-02-17 | 1996-08-06 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Silacyclohexane compound, a method of preparing it and a liquid crystal composition containing it |
EP0668286B1 (en) * | 1994-02-18 | 2000-12-20 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | A silacyclohexane compound, a method of preparing it and a liquid crystal composition containing it |
JPH07304780A (ja) * | 1994-05-11 | 1995-11-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | シラシクロヘキサンカルバルデヒド化合物及びそれを用いたシラシクロヘキサン型液晶化合物の製造方法 |
DE69520315T2 (de) * | 1994-07-12 | 2001-08-09 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Verfahren zur Herstellung von flüssigkristallinen Verbindungen, die auf Silacyclohexan-Komponenten basieren |
US5523439A (en) * | 1994-08-08 | 1996-06-04 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Process for preparing silacyclohexane compounds |
US6462214B1 (en) | 2002-03-05 | 2002-10-08 | Dow Corning Corporation | Method of preparing silacycloalkanes |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2607791A (en) * | 1949-03-19 | 1952-08-19 | Dow Corning | Cyclic silahydrocarbons |
FR1209875A (fr) * | 1955-11-02 | 1960-03-04 | Kali Chemie Ag | Procédé de préparation de composés organiques hydrogénés du silicium ou hydrures de silicium |
US3445495A (en) * | 1964-06-24 | 1969-05-20 | Dow Corning | Polymers and telomers of silacyclobutanes |
DE1288089B (de) * | 1965-11-15 | 1969-01-30 | Stauffer Chemical Company, New York, N.I. (V.St.A.) | Verfahren zur vollständigen Reduktion von Organosiliciumverbindungen |
US3899523A (en) * | 1973-11-28 | 1975-08-12 | Massachusetts Inst Technology | Silacyclopropanes and method |
SU810701A1 (ru) * | 1978-08-30 | 1981-03-07 | Институт Нефтехимического Синтезаим.A.B.Топчиева Ah Cccp | 1,1,2,2-Тетраметил-1,2-дисилацикло-буТАН B КАчЕСТВЕ MOHOMEPA дл СиНТЕзАлиНЕйНОгО КРиСТАлличЕСКОгО пОлиМЕРАС чЕРЕдующиМиС диМЕТилЕНОВыМи иМЕТилзАМЕщЕННыМи диСилЕНОВыМи зВЕНь МиВ ОСНОВНОй цЕпи и СпОСОб ЕгО пОлу-чЕНи |
US4499020A (en) * | 1981-07-21 | 1985-02-12 | Montefiore Hospital And Medical Center, Inc. | Mixed anhydrides and processes thereof |
GB8709296D0 (en) * | 1987-04-16 | 1987-05-20 | Dow Corning Ltd | Silethynyl polymers |
-
1990
- 1990-06-01 US US07/531,616 patent/US4973723A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-30 JP JP3127045A patent/JP2914781B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-31 DE DE69131264T patent/DE69131264T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-31 EP EP91108893A patent/EP0459499B1/en not_active Expired - Lifetime
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