JPH05202076A - メトキシ置換メチルシランの合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】（Ａ）テトラメチルジシラザンを含む反応器の
中において、メタノールをテトラメチルジシラザンの下
面に送入して混合物を生成し、（Ｂ）ジメチルメトキシ
ランの沸点よりは高くそしてメタノールの沸点よりは低
い温度に該混合物を維持し、ジメチルメトキシランを生
成しそして気化し、更に（Ｃ）気化したジメチルメトキ
シランを回収することを包含するジメチルメトキシラン
の製造方法。 【効果】望ましくない反応を最小限に押えて、メトキシ
ランを高収率で製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は選定されたメトキシラン
を高収率で製造する方法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】本発明方法はメトキシ
ラン生成物の沸点よりは高くそしてメタノールの沸点よ
りは低い温度において、メタノールとシラザンとを反応
させることを包含する。

【０００３】このような温度条件のもとにおいては、メ
トキシラン生成物が急速に反応混合物から取り出され、
この結果低収率の原因となる望ましくない反応が最小限
に押えられる。この方法はジメチルメトキシラン、ジメ
チルジメトキシラン及びメチルジメトキシランの製造に
有用であることが新たに見い出された。

【０００４】本発明方法の目的は、容易に入手できる出
発原料から高収率で選定されたメトキシランを製造する
ことで、この場合分離を行ったり、また廃棄物の問題を
生ずる溶剤、触媒及び他の成分を使用することがない。
更に本発明方法の目的は、塩化物含有量の極めて少ない
メトキシランを高収率で製造する方法を提供する。

【０００５】塩化物含有量が極めて少ないメトキシラン
の有用性は重要なことで、ことにメトキシランが中間体
として用いられる反応では触媒が使用され、例えば白金
の如き触媒は塩化物と反応するので有害である。

【０００６】本発明方法によって得られたメトキシラン
は、反応性メトキシ基と或る場合には水素を含有し、そ
して種々の有機シリコン化合物及び多官能シロキサン重
合体を製造するための中間体として有用である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は選定されたメト
キシランを高収率で製造するための方法に関する。本発
明によって製造されることのできる選定されたメトキシ
ランは、ジメチルメトキシラン、ジメチルジメトキシラ
ン及びメチルジメトキシランである。

【０００８】本願発明方法は、メトキシラン生成物の沸
点よりは高くそしてメタノールの沸点よりは低い温度に
おいて、メタノールとシラザンとを接触することを包含
する。メトキシラン生成物は反応器から取り出されるの
で、目的物の収率を改善するが如き、望ましくない反応
を最小限に押えて、目的物が生成される。

【０００９】本願発明は選定されたメトキシランを高収
率で製造する方法である。この方法は、メトキシラン生
成物の沸点よりは高くそしてメタノールの沸点よりは低
い温度において、メタノールをシラザンと接触すること
から成るものである。

【００１０】メトキシラン生成物の沸点より高くそして
メタノールの沸点より低い温度において、この方法を行
うという合理的な理由は、次に示す反応から最も良く理
解できよう。テトラメチルジシラザンの如きシラザンを
メタノールと反応させると、次の反応が生ずる。

【化１】

【００１１】例えば前記の方法において、ジメチルメト
キシシランが望ましい生成物であるとすると、式（３）
に示した反応を進むことによってこの生成物の収率は減
少する。更に、式（２）に示した反応によって生成した
アンモニア（ＮＨ₃ ）は、式（３）の反応に対し触媒と
して作用する。したがって、残ったアンモニアの残査
は、更に目的物の収率を減少することになる。

【００１２】本発明方法は、メトキシラン生成物を急速
に取り出し、メタノールとアンモニアとの接触をないよ
うにして望ましくない反応を減少し、そして所望の目的
物の収率を上げるものである。アルコキシラン生成物の
沸点より高い温度に反応器を維持して気化し、そして生
成された蒸気としてのメトキシラン蒸気を反応器から取
り出すことによって、この目的物の急速の取り出しが行
われる。

【００１３】反応器はメタノールの沸点より低く維持さ
れているので、反応器中の気体相には最小限のメタノー
ルが存在するに過ぎない。副生物としてのアンモニアは
また蒸気として反応器から取り出されるが、しかし冷却
器はアンモニアの沸点より上ではあるが、しかしメトキ
シラン生成物の凝縮点より低い温度に維持されているの
で、この生成物からアンモニアは分離される。

【００１４】本発明の好ましい態様として、窒素ガスの
如き不活性パージガスを反応器内の液体に送入し、そし
てメトキシラン生成物と共に凝縮器に回収する。このパ
ージガスはキャリヤーとして作用し、反応器からメトキ
シラン生成物及びアンモニアを取り出し、そして次に凝
縮器内に回収されたメトキシラン生成物から残ったアン
モニアを取り出す。

【００１５】それ故に、本発明の一つの態様はジメチル
メトキシランの製造方法でもある。この製造方法は、
（Ａ）テトラメチルジシラザンを含む反応器内におい
て、メタノールをテトラメチルジシラザンの下部面に送
入して混合物を生成し、（Ｂ）ジメチルメトキシランの
沸点より高くそしてメタノールの沸点より低い温度にこ
の混合物を維持し、ジメチルメトキシランを生成させる
と共に気化し、そして（Ｃ）気化したジメチルメトキシ
ランを回収する。

【００１６】本発明方法における反応器は、容器に反応
体を加えたり、またメトキシラン生成物及び副生物のガ
スを取り出したりするための１個又はそれ以上のポート
を有する密閉容器である。所定量のテトラメチルジシラ
ザンを反応器に充填し、そしてジメチルメトキシランの
沸点より高くそしてメタノールの沸点より低い温度に反
応器を加熱する。

【００１７】例えば、加熱コイルを有する反応器を覆う
ジャケットを加熱するとか、又は加熱流体を巡回させて
ジャケットを加熱するが如き標準的な加熱手段によっ
て、反応器を加熱することができる。殆んど大気圧下、
そして約３６℃から約６４℃の範囲内の反応温度の条件
のもとで、反応器を操作するのが好ましい。

【００１８】減圧のもと、ガス状生成物及び副生物を反
応器から取り出すこともできる。このような方法を減圧
で行う場合、反応温度はそれに応じて調整されなければ
ならない。

【００１９】メタノール液体は、混合物を生成するため
に加熱したテトラメチルジシラザンの下面に送入され
る。テトラメチルジシラザンの下面にメタノールを送入
する方法は、本発明において絶対的なものではない。メ
タノールは、例えばテトラメチルジシラザン下部に位置
する導管に、又は反応器の底の送入ポートに供給するこ
ともできる。

【００２０】テトラメチルジシラザンが送入用導管又は
送入ポートに逆流しないよう、十分に加圧してメタノー
ルを送入しなければならない。メタノールの濃度が局部
的にならないよう、反応混合物を攪拌するのが好まし
い。液体の攪拌は、例えば電磁攪拌機、攪拌棒、プロペ
ラミキサー、キャリヤーガスによる混合物の泡立ち、又
はこれらの組合せの如き標準的方法によって行うことが
できる。

【００２１】反応器へのメタノールの送入割合は、絶対
的なものではなく、ただ十分な攪拌、温度調整、並びに
生成物及び副生物の取り出しの能力によって変る。

【００２２】ジメチルメトキシラン生成物は、それが生
成され次第反応器から取り出される。ジメチルメトキシ
ラン生成物は、反応器中の液体表面の上に設置された回
収ポートを経由して回収することができる。回収ポート
が反応器の頂部近くに存在する場合が好ましい。

【００２３】気化したジメチルメトキシラン生成物は、
反応器の回収ポートから回収される。ガス状ジメチルメ
トキシランの回収は、ジメチルメトキシランの沸点より
低い温度で行うのが効果的である。前にも述べたよう
に、アンモニアはこの方法における副生物であり、そし
てアンモニアは望ましくない反応の触媒として作用し、
その結果ジメチルメトキシランの収率を減少する。

【００２４】従って、ジメチルメトキシランとの接触を
避けるため、出来るだけ早くアンモニアを取り除くのが
好ましい。好ましい方法は、反応器の回収ポートを経た
ガス状のジメチルメトキシラン及びアンモニアを、ジメ
チルメトキシランの沸点より低くそしてアンモニアの沸
点より高い温度に維持したコンデンサーに通して行う。
凝縮したジメチルメトキシランは液体として回収され、
またガス状アンモニアは系から取り出される。

【００２５】好ましい方法は、不活性キャリヤーガスを
反応器内の液体の下面に泡立せて、反応器からジメチル
メトキシラン生成物及びアンモニアをより効果的に取り
出す。不活性ガスは、例えば窒素、アルゴン及びヘリウ
ムである。好ましいキャリヤーガスは窒素である。更
に、キャリヤーガスを回収した液状ジメチルメトキシラ
ンの中に泡立せ、残査のアンモニアを取り除くのがまた
好ましい。

【００２６】反応器及び回収した液状ジメチルメトキシ
ランに送入するキャリヤーガスの割合は、容器の大き
さ、存在する混合物の量及び生成された製品の量によっ
て定まる。一般に、キャリヤーガスの流量は、反応器に
おけるジメチルメトキシラン及びアンモニア、並びに回
収器におけるアンモニアが過度に蓄積しないようにする
のに充分なものでなくてはならない。

【００２７】この方法は、消費されるテトラメチルジシ
ラザンの補充を行い、バッチ方式でもまた連続方式でも
行うことができる。本発明方法は、またメチル水素シク
ロシラザンをメタノールと反応させてメチルジメトキシ
ランを生成する有用なものである。

【００２８】この方法は、（Ａ）式 （ＨＭｅＳｉＮ
Ｈ）ｎ （ここで、ｎは３から７の整数である）のメチ
ル水素シクロシラザンを含む反応器の中において、メタ
ノールをメチル水素シクロシラザンの下面に送入して混
合物を生成し、（Ｂ）メチルジメトキシランの沸点より
は高くそしてメタノールの沸点よりは低い温度にこの混
合物を維持してメチルジメトキシランを生成すると共に
気化し、そして（Ｃ）気化したメチルジメトキシランを
回収することを包含する。

【００２９】ジメチルメトキシランの反応について既に
述べたと同様に、一定量のメチル水素シクロシラザンを
反応器に注入する。メチルジメトキシランの沸点よりは
高くそしてメタノールの沸点よりは低い温度に、反応器
を加熱する。好ましい温度範囲は、大気圧近くにおい
て、約６０℃から６４℃である。

【００３０】同様に、メタノールは環状シラザンの下面
に送入して混合物を生成する。メチルジメトキシラン生
成物及びアンモニア副生ガスは、ジメチルメトキシラン
を製造するのと同様に、反応器から取り出し、分離しそ
して回収する。キャリヤーガスの使用もまた同様に好ま
しい。この方法では、メチル水素シクロシラザンが消費
されるに従って新たに供給し、バッチ方式又は連続方式
のいづれによって行っても良い。

【００３１】全くの予想外ではあるが、所定量のメタノ
ールを反応器に加えそしてメタノールの下面にテトラメ
チルジシラザンを加えると、ジメチルジメトキシランが
殆ど定量的な収率で得られる。

【００３２】従って、ここで述べる方法は、（Ａ）メタ
ノールを含む反応器の中において、テトラメチルジシラ
ザンをメタノールの下面に送入して混合物を生成し、
（Ｂ）ジメチルジメトキシランの沸点より高くそしてメ
タノールの沸点より低い温度にこの混合物を維持して、
ジメチルジメトキシランを生成しそして気化し、更に
（Ｃ）気化したジメチルジメトキシランを回収すること
を包含する。

【００３３】ジメチルメトキシランの生成において述べ
たと同様にして、所定量のメタノールを反応器に加え
る。この反応器は前に述べた加熱手段によって、ジメチ
ルジメトキシランの沸点より高くそしてメタノールの沸
点より低い温度にまで加熱する。好ましい温度範囲は、
大気圧近くにおいて約２８℃から６４℃である。

【００３４】同様にして、テトラメチルジシラザンをメ
タノールの下面に加えて混合物を形成する。ジメチルジ
メトキシラン生成物及びアンモニア副生ガスを、ジメチ
ルメトキシランを製造する方法と同様にして、反応器か
ら取り出し、分離しそして回収する。キャリヤーガスの
使用は同様にまた好ましい。この方法は、消費されたメ
タノールは新たに反応器に供給し、バッチ方式又は連続
方式によって行うことができる。

【００３５】

【実施例】例１ ジメチルメトキシランを急速に反応器から取り出して望
ましくない反応を最小限に押え、テトラメチルジシラザ
ンとメタノールとを反応させて、定量的に近い収率でジ
メチルメトキシランを製造した。

【００３６】反応器は、加熱用マントルで覆われ、また
電磁攪拌バーを有する三つ口フラスコである。反応器の
一つのネックは、温度計用の入口と反応器に不活性ガス
を送入するチューブとを備えている。温度計及び不活性
ガスを送るチューブの両者は、反応器の底部近くに達す
るように配置される。

【００３７】反応器の第２番目のネックは、反応器にメ
タノールを送入する液体添加漏斗と圧力を等しくするよ
うにしてある。添加漏斗からのメタノールは、反応器の
底部近くに延びているチューブによって、反応器に送入
される。反応器の第３番目のネックは水冷コンデンサー
につながっている。

【００３８】コンデンサーの出口端部は、第２の三つ口
フラスコから成る回収器の第１番目のネックに接続して
いる。回収器の第２番目のネックは、回収器に不活性ガ
スを送入するために、回収器の底部近くまで延びている
チューブを有している。回収器の第３番目のネックは、
第２番目の水冷コンデンサーに接続している。

【００３９】１モル（１３３グラム）のテトラメチルジ
シラザンを反応器に加え、そして２モル（６４グラム）
の乾燥メタノールを添加漏斗に加えた。テトラメチルジ
シラザンを攪拌しながら約５０℃に加熱した。不活性キ
ャリヤーとしての窒素ガスを反応器及び回収器の両者に
流した。

【００４０】メタノールを添加漏斗から反応器に滴下し
た。メタノールの添加が完了すると、反応器は本質的に
空になる。回収器内の生成物は１６９．８グラムであっ
た（理論上の収率で９５％）。質量分析計を使用し測定
した生成物の気−液クロマトグラフィー（ＧＣ／ＭＳ）
は、９７．４％のジメチルメトキシラン及び２．６％の
ジメチルジメトキシランであることを明らかにした。

【００４１】例２ テトラメチルジシラザンをメタノールに加え、その様子
を評価した。３．０モル（９６グラム）のメタノールを
反応器に、そして１．０モル（１３３グラム）のテトラ
メチルジシラザンを添加漏斗にそれぞれ加えた点を除い
て、例１に記載したと同様の方法により反応を行った。
メタノールを５０℃に加熱し、攪拌しそしてテトラメチ
ルジシラザンを反応器に滴下した。例１と同様に窒素ガ
スパージを行った。

【００４２】約５０％のテトラメチルジシラザンを加え
終えた後、回収器内に存在する液体を分析（ＧＣ／Ｍ
Ｓ）すると、メタノール及びジメチルジメトキシランの
両者のみが存在していた。ジメチルメトキシランは検出
されなかった。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）テトラメチルジシラザンを含む反
   応器の中において、メタノールをテトラメチルジシラザ
   ンの下面に送入して混合物を生成し、 （Ｂ）ジメチルメトキシランの沸点よりは高くそしてメ
   タノールの沸点よりは低い温度に該混合物を維持し、ジ
   メチルメトキシランを生成しそして気化し、更に （Ｃ）気化したジメチルメトキシランを回収することを
   包含するジメチルメトキシランの製造方法。
2. 【請求項２】 気化したジメチルメトキシラン及び気化
   したアンモニア副生物を該混合物から取り出すためのキ
   ャリヤーとしての不活性ガスを、該混合物の下部に送入
   し、気化したジメチルメトキシランを回収する請求項１
   記載の方法。
3. 【請求項３】 （Ａ）メタノールを含む反応器の中にお
   いて、テトラメチルジシラザンをメタノールの下面に送
   入して混合物を生成し、 （Ｂ）ジメチルジメトキシランの沸点よりは高くそして
   メタノールの沸点よりは低い温度に該混合物を維持し、
   ジメチルジメトキシランを生成しそして気化し、更に （Ｃ）気化したジメチルジメトキシランを回収すること
   を包含するジメチルジメトキシランの製造方法。
4. 【請求項４】 気化したジメチルジメトキシラン及び気
   化したアンモニア副生物を該混合物から取り出すための
   キャリヤーとしての不活性ガスを、該混合物の下部に送
   入し、気化したジメチルジメトキシランを回収する請求
   項３記載の方法。
5. 【請求項５】 （Ａ）一般式（ＨＭｅＳｉＮＨ）ｎ
   （ここでｎは３から７の整数である）のメチル水素シク
   ロシラザン（methylhydrogencyclosilazane ）を含む反
   応器の中において、メタノールをメチル水素シクロシラ
   ザンの下面に送入して混合物を生成し、 （Ｂ）メチルジメトキシランの沸点よりは高くそしてメ
   タノールの沸点よりは低い温度に該混合物を維持し、メ
   チルジメトキシランを生成しそして気化し、更に （Ｃ）気化したメチルジメトキシランを回収することを
   包含するメチルジメトキシランの製造方法。
6. 【請求項６】 気化したメチルジメトキシラン及び気化
   したアンモニア副生物を該混合物から取り出すためのキ
   ャリヤーとしての不活性ガスを該混合物の下部に送入
   し、気化したメチルジメトキシランを回収する請求項５
   記載の方法。