JPH05230070A - Production of alkylsilane from monosilane - Google Patents
Production of alkylsilane from monosilaneInfo
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- JPH05230070A JPH05230070A JP3617792A JP3617792A JPH05230070A JP H05230070 A JPH05230070 A JP H05230070A JP 3617792 A JP3617792 A JP 3617792A JP 3617792 A JP3617792 A JP 3617792A JP H05230070 A JPH05230070 A JP H05230070A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、SiH4と有機アルカリ金
属若しくは有機アルカリ土類金属とをエーテル系溶媒、
芳香族炭化水素系溶媒若しくはそれらの混合溶媒中で反
応させ、アルキルシラン類を製造する方法に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to SiH 4 and an organic alkali metal or an organic alkaline earth metal in an ether solvent,
The present invention relates to a method for producing an alkylsilane by reacting in an aromatic hydrocarbon solvent or a mixed solvent thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】本発明者らは、近年半導体材料の発展に
ともない安価に工業生産されるようになったSiH4を出発
原料に用いたアルキルシラン類の簡便な製造法の検討を
行っている。2. Description of the Related Art The present inventors have been studying a simple method for producing alkylsilanes using SiH 4 as a starting material, which has been industrially manufactured at low cost in recent years with the development of semiconductor materials. ..
【０００３】最近になって本発明者は、SiH4とオレフィ
ンとを、ラジカル触媒（特開昭63-193377 ）または遷移
金属触媒（特開昭62-088871 、特開昭62-307492 ）の存
在下でヒドロシリル化反応（付加反応）させ、アルキル
シラン類を製造する方法を見いだした。また、複合金属
水素化物が同様の反応の触媒になることも見いだした
（特願平０３−０４６６４４、特願平０３−１２８９６
７、特願平０３−１１８２３８）。しかし、遷位金属触
媒を用いた場合には触媒が失活しやすく、また複合金属
水素化物触媒を用いた場合には反応がやや遅いなどの難
点がある。Recently, the present inventor has conducted the existence of a radical catalyst (JP-A-63-193377) or a transition metal catalyst (JP-A-62-088871, JP-A-62-307492) for SiH 4 and olefin. A method for producing an alkylsilane by a hydrosilylation reaction (addition reaction) under the following conditions was found. It was also found that complex metal hydrides serve as catalysts for similar reactions (Japanese Patent Application No. 03-046644 and Japanese Patent Application No. 03-12896).
7, Japanese Patent Application No. 03-118238). However, when a transition metal catalyst is used, the catalyst is easily deactivated, and when a composite metal hydride catalyst is used, the reaction is rather slow.
【０００４】ところが、モノアルキルシランとハロゲン
化アルキルマグネシウムとの反応については報告されて
いる（ジャーナル オブ ケミカル ソサイエティー(
J.Chem. Soc.)1965,2269 ) が、モノシランと有機アル
カリ金属化合物、有機アルカリ土類金属化合物との反応
によってアルキルシラン類を直接合成する方法について
はこれまで知られていない。However, a reaction between a monoalkylsilane and an alkylmagnesium halide has been reported (Journal of Chemical Society (
J. Chem. Soc.) 1965, 2269) has not been known so far about a method for directly synthesizing alkylsilanes by reacting a monosilane with an organic alkali metal compound or an organic alkaline earth metal compound.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、SiH4からア
ルキルシラン類を直接合成することを目的とするもので
ある。また、高価な遷位金属触媒を使用せずに、比較的
安価にアルキルシラン類を合成することを目的とするも
のである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is directed to the direct synthesis of alkylsilanes from SiH 4 . Another object is to synthesize alkylsilanes relatively inexpensively without using an expensive transition metal catalyst.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者は、有機ケイ素
化合物の合成原料としてSiH4に着目し、アルキルシラン
類を簡便に合成するルートの開発に鋭意努力した結果、
本発明に達することができた。[Means for Solving the Problems] The present inventors have focused their attention on SiH 4 as a raw material for synthesizing organosilicon compounds, and as a result of earnest efforts to develop a route for easily synthesizing alkylsilanes,
The present invention could be reached.
【０００７】本発明は、SiH4と有機アルカリ金属または
有機アルカリ土類金属とを溶媒中で直接反応させること
を特徴とするアルキルシランの製造法である。より詳し
くは、SiH4と一般式RM（M はアルカリ金属元素）で表さ
れる有機アルカリ金属、一般式RMX （M はアルカリ土類
金属元素、X はハロゲン元素）若しくは一般式R2M （M
はアルカリ土類金属元素）で表される有機アルカリ土類
金属とを（R が、例えば、アルキル基、アルケニル基、
アルキニル基若しくはフェニル基などの炭化水素基であ
る）、溶媒中（溶媒が、例えば、エーテル系溶媒、炭化
水素系溶媒若しくはそれらの混合溶媒を用いる）で直接
反応させることを特徴とする一般式R n SiH4-n（n は１
〜３）で表されるアルキルシランの製造法である。本発
明に使用する有機アルカリ金属、有機アルカリ土類金属
としては、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピル
リチウム、ビニルリチウム、エチニルリチウム、メチル
ナトリウム、エチルナトリウム、プロピルナトリウム、
ビニルマトリウム、エチニルナトリウム、メチルカリウ
ム、エチルカリウム、プロピルカリウム、ビニルカリウ
ム、エチニルカリウム、塩化メチルマグネシウム、臭化
メチルマグネシウム、ヨウ化メチルマグネシウム、塩化
エチルマグネシウム、臭化エチルマグネシウム、ヨウ化
エチルマグネシウム、塩化プロピルマグネシウム、臭化
プロピルマグネシウム、ヨウ化プロピルマグネシウム、
塩化ビニルマグネシウム、臭化ビニルマグネシウム、ヨ
ウ化ビニルマグネシウム、塩化エチニルマグネシウム、
臭化エチニルマグネシウム、ヨウ化エチニルマグネシウ
ム、塩化フェニルマグネシウム、臭化フェニルマグネシ
ウム、ヨウ化フェニルマグネシウム、ジメチルマグネシ
ウム、ジエチルマグネシウム、ジプロピルマグネシウ
ム、ジビニルマグネシウム、ジエチニルマグネシウムな
どである。有機リチウム、有機マムグネシウム、ハロゲ
ン化有機マグネシウムは合成が容易なので反応に利用し
やすい。The present invention is a method for producing an alkylsilane, which comprises directly reacting SiH 4 with an organic alkali metal or an organic alkaline earth metal in a solvent. More specifically, SiH 4 and an organic alkali metal represented by the general formula RM (M is an alkali metal element), a general formula RMX (M is an alkaline earth metal element, X is a halogen element) or a general formula R 2 M (M
Is an alkaline earth metal element) and an organic alkaline earth metal (R is, for example, an alkyl group, an alkenyl group,
A hydrocarbon group such as an alkynyl group or a phenyl group), in a solvent (the solvent is, for example, an ether solvent, a hydrocarbon solvent or a mixed solvent thereof), the general formula R n SiH 4-n (n is 1
~ 3) is a method for producing an alkylsilane. Examples of the organic alkali metal and organic alkaline earth metal used in the present invention include methyllithium, ethyllithium, propyllithium, vinyllithium, ethynyllithium, methylsodium, ethylsodium, propylsodium,
Vinylmatrium, ethynyl sodium, methyl potassium, ethyl potassium, propyl potassium, vinyl potassium, ethynyl potassium, methyl magnesium chloride, methyl magnesium bromide, methyl magnesium iodide, ethyl magnesium chloride, ethyl magnesium bromide, ethyl magnesium iodide, Propyl magnesium chloride, propyl magnesium bromide, propyl magnesium iodide,
Vinyl magnesium chloride, vinyl magnesium bromide, vinyl magnesium iodide, ethynyl magnesium chloride,
Examples thereof include ethynyl magnesium bromide, ethynyl magnesium iodide, phenyl magnesium chloride, phenyl magnesium bromide, phenyl magnesium iodide, dimethyl magnesium, diethyl magnesium, dipropyl magnesium, divinyl magnesium, and diethynyl magnesium. Organolithium, organomagnesium, and organomagnesium halide are easy to synthesize and easy to use in the reaction.
【０００８】生成する有機ケイ素化合物は一般式R n Si
H4-n（n は１〜３）で表される化合物である。例えば、
メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、エ
チルシラン、ジエチルシラン、トリエチルシラン、プロ
ピルシラン、ジプロピルシラン、トリプロピルシラン、
ビニルシラン、ジビニルシラン、トリビニルシラン、エ
チニルシラン、ジエチニルシラン、トリエチニルシラ
ン、フェニルシラン、ジフェニルシラン、トリフェニル
シランなどである。テトラアルキルシランはほとんど生
成しない。The resulting organosilicon compound has the general formula R n Si
It is a compound represented by H 4-n (n is 1 to 3). For example,
Methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, ethylsilane, diethylsilane, triethylsilane, propylsilane, dipropylsilane, tripropylsilane,
Examples thereof include vinyl silane, divinyl silane, trivinyl silane, ethynyl silane, diethynyl silane, triethynyl silane, phenyl silane, diphenyl silane and triphenyl silane. Almost no tetraalkylsilane is produced.
【０００９】本発明では溶媒を使用する。溶媒の極性が
高いほど、有機アルカリ金属、有機アルカリ土類金属の
反応性が高まり、より多くのアルキル基で置換されたシ
ランが生成しやすい。溶媒はエーテル系溶媒あるいは炭
化水素系溶媒が好ましい。例えば、ハロゲン化有機マグ
ネシウムは通常エーテル系溶媒中で合成するので、炭化
水素系溶媒中で反応させるときには、エーテル系溶媒を
留去してから炭化水素系溶媒で置換して用いる。エーテ
ル系溶媒としてはジエチルエーテル、ＴＨＦ、ジオキサ
ン、ジ−ｎ−ブチルエーテルなどが挙げられる。A solvent is used in the present invention. The higher the polarity of the solvent, the higher the reactivity of the organic alkali metal and the organic alkaline earth metal, and the more easily the silane substituted with more alkyl groups is generated. The solvent is preferably an ether solvent or a hydrocarbon solvent. For example, organomagnesium halide is usually synthesized in an ether solvent, so when the reaction is carried out in a hydrocarbon solvent, the ether solvent is distilled off and then replaced with the hydrocarbon solvent. Examples of the ether solvent include diethyl ether, THF, dioxane, di-n-butyl ether and the like.
【００１０】炭化水素系溶媒としてはｎ−ペンタン，ｎ
−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシ
レンなどが挙げられる。また、エーテル系溶媒と炭化水
素系溶媒の混合溶媒を用いてもよい。As the hydrocarbon solvent, n-pentane, n
-Hexane, n-heptane, benzene, toluene, xylene and the like. Further, a mixed solvent of an ether solvent and a hydrocarbon solvent may be used.
【００１１】反応方法は、常圧または加圧下においてSi
H4を有機アルカリ金属、有機アルカリ土類金属とを接触
させる。The reaction method is as follows:
H 4 is brought into contact with an organic alkali metal or an organic alkaline earth metal.
【００１２】本発明の反応において、SiH4と有機アルカ
リ金属、または有機アルカリ土類金属との比率は特に限
定するものではない。ただし、有機アルカリ金属、有機
アルカリ土類金属を過剰に用いると、より多くのアルキ
ル基で置換されたシランが生成しやすい。In the reaction of the present invention, the ratio of SiH 4 and the organic alkali metal or the organic alkaline earth metal is not particularly limited. However, if an organic alkali metal or an organic alkaline earth metal is excessively used, a silane substituted with a larger amount of alkyl groups is likely to be generated.
【００１３】反応温度は-80 ℃〜200 ℃であり、好まし
くは-30 〜100 ℃である。-80 ℃以下では反応は遅く、
200 ℃以上では反応物および生成物の分解が起こる。The reaction temperature is -80 ° C to 200 ° C, preferably -30 ° C to 100 ° C. The reaction is slow below -80 ° C,
Above 200 ° C, decomposition of reactants and products occurs.
【００１４】本発明は、このようにSiH4から直接一段階
でアルキルシラン類を製造する方法を提供するものであ
る。The present invention thus provides a method for directly producing alkylsilanes from SiH 4 in one step.
【００１５】以下、本発明を実施例によって説明する。The present invention will be described below with reference to examples.
【００１６】[0016]
実施例１ 塩化ビニルマグネシウム（CH2 =CHMgCl ） 2.0mol/l の
ＴＨＦ溶液20mlを70mlの耐圧ステンレス反応器に入れて
密封し、SiH4 30kg/cm2 G （84mmol）を圧入した。これ
を30℃で２時間撹はんした。反応後、生成ガスおよび溶
液をガスクロマトグラフィーで定量分析した。Example 1 20 ml of a THF solution of 2.0 mol / l vinylmagnesium chloride (CH 2 = CHMgCl 2 ) was placed in a 70 ml pressure-resistant stainless steel reactor and sealed, and SiH 4 30 kg / cm 2 G (84 mmol) was pressure-inserted. This was stirred at 30 ° C. for 2 hours. After the reaction, the produced gas and the solution were quantitatively analyzed by gas chromatography.
【００１７】反応ガスは主に未反応SiH4であり、痕跡量
のビニルシラン（CH2 =CHSiH3 ）とジビニルシラン（(C
H2=CH)2 SiH2）も含まれていた。反応溶液からは、ジビ
ニルシラン 2.2mmol（塩化ビニルマグネシウムベースの
収率11％）とトリビニルシラン（(CH2=CH)3 SiH ） 6.3
mmol（同収率47％）を得た。The reaction gas is mainly unreacted SiH 4 , with traces of vinylsilane (CH 2 = CHSiH 3 ) and divinylsilane ((C
H 2 = CH) 2 SiH 2 ) was also included. From the reaction solution, 2.2 mmol of divinylsilane (11% yield based on vinylmagnesium chloride) and trivinylsilane ((CH 2 = CH) 3 SiH) 6.3
mmol (same yield 47%) was obtained.
【００１８】テトラビニルシラン（(CH2=CH)4 Si）は生
成しなかった。No tetravinylsilane ((CH 2 = CH) 4 Si) was produced.
【００１９】実施例２ 塩化ビニルマグネシウム 1.1mol/l のＴＨＦ溶液25mlか
らＴＨＦを減圧下で留去し、残さをベンゼン24mlに溶解
した。これを70mlの耐圧ステンレス反応器に入れて密封
し、SiH4 10kg/cm2 G （32mmol）を圧入した後、27℃
で、５０分間撹はんした。生成ガスはEtOLi のEtOH溶液
で捕集した。ビニルシラン（CH2 =CHSiH3 ）、ジビニル
シラン（(CH2=CH)2 SiH2）、未反応シランをそれぞれト
リエトキシビニルシラン（CH2 =CHSi(OEt)3 ）、ジエト
キシジビニルシラン（(CH2=CH)2 Si(OEt)2）、テトラエ
トキシシラン（Si(OEt)4）としてガスクロマトグラフィ
ーで分析定量した。Example 2 From 25 ml of a THF solution containing 1.1 mol / l vinylmagnesium chloride, THF was distilled off under reduced pressure, and the residue was dissolved in 24 ml of benzene. This was put in a 70 ml pressure-resistant stainless steel reactor, sealed, and SiH 4 10 kg / cm 2 G (32 mmol) was press-fitted, then at 27 ° C.
Then, the mixture was stirred for 50 minutes. The produced gas was collected by EtOH solution of EtOLi. Vinyl silane (CH 2 = CHSiH 3 ), divinyl silane ((CH 2 = CH) 2 SiH 2 ), unreacted silane are triethoxy vinyl silane (CH 2 = CHSi (OEt) 3 ), diethoxydivinyl silane ((CH 2 = CH) 2 Si (OEt) 2 ) and tetraethoxysilane (Si (OEt) 4 ) were analyzed and quantified by gas chromatography.
【００２０】ビニルシランの収量2.7mmol （塩化ビニル
マグネシウムベースの収率10％）、ジビニルシランの収
量2.2mmol （同収率16％）、未反応シランの回収量6.7m
mol。いっぽう、反応溶液からはジビニルシランが7.7mm
ol （塩化ビニルマグネシウムベースの収率57％）得ら
れた。Yield of vinylsilane 2.7 mmol (10% yield based on vinylmagnesium chloride), 2.2 mmol of divinylsilane (16% yield), recovery amount of unreacted silane 6.7 m
mol. On the other hand, 7.7 mm divinylsilane from the reaction solution
ol (57% yield based on vinylmagnesium chloride) was obtained.
【００２１】トリビニルシラン（(CH2=CH)3 SiH ）、テ
トラビニルシラン（(CH2=CH)4 Si）は生成しなかった。Trivinylsilane ((CH 2 = CH) 3 SiH) and tetravinylsilane ((CH 2 = CH) 4 Si) were not produced.
【００２２】[0022]
【発明の効果】本発明は、SiH4からアルキルシラン類を
一段階で合成する方法である。従来の方法と異なり、高
価な遷位金属触媒を使用しない。本発明者は、有機ケイ
素化合物の合成原料としてSiH4に着目し、アルキルシラ
ン類を簡便にかつ安価に合成するルートを提供するもの
である。The present invention is a method for synthesizing alkylsilanes from SiH 4 in one step. Unlike conventional methods, it does not use expensive transition metal catalysts. The present inventor pays attention to SiH 4 as a raw material for synthesizing an organosilicon compound, and provides a route for synthesizing alkylsilanes simply and inexpensively.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 健二 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 三塚 雅彦 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenji Iwata 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd. (72) Masahiko Mitsuka 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama, Kanagawa Mitsui Toatsu Chem. Within the corporation
Claims (3)
素）で表される有機アルカリ金属、一般式RMX （M はア
ルカリ土類金属元素、X はハロゲン元素）若しくは一般
式R2M （M はアルカリ土類金属元素）で表される有機ア
ルカリ土類金属とを、溶媒中で直接反応させることを特
徴とする一般式R n SiH4-n（n は１〜３）で表されるア
ルキルシランの製造法。1. An organic alkali metal represented by SiH 4 and a general formula RM (M is an alkali metal element), a general formula RMX (M is an alkaline earth metal element, X is a halogen element) or a general formula R 2 M ( M is represented by the general formula R n SiH 4-n (n is 1 to 3), which is characterized by reacting directly with an organic alkaline earth metal represented by an alkaline earth metal element) in a solvent. Method for producing alkylsilane.
一般式RMX 、一般式R 2 M で表される有機アルカリ土類
金属のR が、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基
若しくはフェニル基などの炭化水素基、X がCl，Br若し
くはＩである請求項１記載の製造法。2. An organic alkali metal represented by the general formula RM,
The organic alkaline earth metal represented by the general formula RMX or the general formula R 2 M, wherein R is a hydrocarbon group such as an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or a phenyl group, and X is Cl, Br or I. 1. The production method according to 1.
媒若しくはそれらの混合溶媒である請求項１記載の製造
法。3. The method according to claim 1, wherein the solvent is an ether solvent, a hydrocarbon solvent or a mixed solvent thereof.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3617792A JPH05230070A (en) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Production of alkylsilane from monosilane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3617792A JPH05230070A (en) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Production of alkylsilane from monosilane |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05230070A true JPH05230070A (en) | 1993-09-07 |
Family
ID=12462461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3617792A Pending JPH05230070A (en) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Production of alkylsilane from monosilane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05230070A (en) |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP3617792A patent/JPH05230070A/en active Pending
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