JPH06306083A - Production of trialkoxysilane - Google Patents

Production of trialkoxysilane

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JPH06306083A
JPH06306083A JP5117567A JP11756793A JPH06306083A JP H06306083 A JPH06306083 A JP H06306083A JP 5117567 A JP5117567 A JP 5117567A JP 11756793 A JP11756793 A JP 11756793A JP H06306083 A JPH06306083 A JP H06306083A
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catalyst
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trimethoxysilane
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光治 塩沢
Yoshiharu Okumura
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Abstract

PURPOSE:To produce a trialkoxysilane from a metallic silicon and an alcohol in the presence of a copper alkoxide-based catalyst in high selectivity even under reactional temperature conditions for obtaining high reactional rate. CONSTITUTION:This method for producing a trialkoxysilane is carried out in the presence of a sulfur compound together with a copper alkoxide-based catalyst in the reaction system in reacting a metallic silicon with an alcohol in the presence of the catalyst.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シランカップリング剤
などの原料として有用なトリアルコキシシランの製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing trialkoxysilane useful as a raw material for silane coupling agents and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】トリアルコキシシランは、反応性に富む
ケイ素‐水素結合を有し、各種オレフィン類またはアセ
チレン類に容易に付加するので、多様の機能を持つ化合
物、例えばシランカップリング剤などの製造原料として
有用な化合物である。
Trialkoxysilane has a highly reactive silicon-hydrogen bond and is easily added to various olefins or acetylenes. Therefore, compounds having various functions such as silane coupling agents can be produced. It is a compound useful as a raw material.

【0003】トリアルコキシシランの製造方法は知られ
ており、金属ケイ素とアルコールとを、触媒の存在下に
反応させて製造することができる。その際に、触媒とし
ては塩化銅、または本発明者らが見出した銅アルコキシ
ド(特願平3−354055号)等が使用される。
A method for producing trialkoxysilane is known, and it can be produced by reacting metallic silicon and alcohol in the presence of a catalyst. At that time, as the catalyst, copper chloride, or a copper alkoxide (Japanese Patent Application No. 354055) found by the present inventors is used.

【0004】しかしながら、塩化銅触媒を使用した場合
には、工業的な反応速度を得るためには250℃以上の
高い温度で反応させる必要があり、エネルギー的に不利
である。しかも、塩化銅触媒を使用すると、製品への塩
素の混入量が多くなるという問題もある。
However, when a copper chloride catalyst is used, it is necessary to react at a high temperature of 250 ° C. or higher in order to obtain an industrial reaction rate, which is an energy disadvantage. Moreover, the use of a copper chloride catalyst has a problem of increasing the amount of chlorine mixed in the product.

【0005】一方、銅アルコキシド触媒の場合には、同
じ反応温度では、塩化銅触媒に比べて反応速度が速い
が、反応温度が高くなると選択率が低下するという傾向
がある。したがって、工業的に実施可能な反応速度を得
るために必要な反応温度条件下では、選択率が大幅に低
くなってしまい、また高い選択率を維持しようとする
と、工業的に実施するには反応速度が十分でないという
問題があった。
On the other hand, in the case of the copper alkoxide catalyst, the reaction rate is higher than that of the copper chloride catalyst at the same reaction temperature, but the selectivity tends to decrease as the reaction temperature increases. Therefore, under the reaction temperature conditions necessary to obtain a reaction rate that is industrially feasible, the selectivity becomes significantly low. There was a problem that the speed was not sufficient.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、工業
的に実施可能な高い反応速度を得るための反応温度条件
下において、高選択率にて、金属ケイ素とアルコールと
からトリアルコキシシランを製造する方法を提供するこ
とを目的とする。
Therefore, the present invention is to produce trialkoxysilane from metal silicon and alcohol with a high selectivity under the reaction temperature conditions for obtaining a high reaction rate which is industrially feasible. The purpose is to provide a method of doing.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、銅アルコ
キシド系触媒を使用した場合のトリアルコキシシランの
選択率の向上について検討を重ねた結果、反応系に硫黄
化合物を添加すると、高い反応速度が得られる反応温度
条件下でも、高選択率にて目的とするトリアルコキシシ
ランが得られることを見出し、本発明に到達した。
Means for Solving the Problems As a result of repeated studies on the improvement of the selectivity of trialkoxysilane in the case of using a copper alkoxide-based catalyst, the present inventors have found that when a sulfur compound is added to the reaction system, high reaction is achieved. The inventors have found that the desired trialkoxysilane can be obtained with a high selectivity even under the reaction temperature condition that the rate is obtained, and have reached the present invention.

【0008】すなわち本発明は、金属ケイ素とアルコー
ルとを、触媒の存在下に反応させてトリアルコキシシラ
ンを製造する方法において、該触媒として銅アルコキシ
ド系触媒を用い、かつ反応系内に硫黄化合物を存在させ
ることを特徴とする方法にある。
That is, the present invention is a method for producing trialkoxysilane by reacting metallic silicon and alcohol in the presence of a catalyst, wherein a copper alkoxide catalyst is used as the catalyst and a sulfur compound is added to the reaction system. There is a method characterized by making it exist.

【0009】本発明で使用するアルコールは、好ましく
は低級アルキルアルコールであり、特に好ましくはメタ
ノールまたはエタノールである。アルコールは、金属ケ
イ素1モルに対して好ましくは0.1〜20モル/時
間、より好ましくは0.5〜5モル/時間にて供給す
る。
The alcohol used in the present invention is preferably a lower alkyl alcohol, particularly preferably methanol or ethanol. The alcohol is preferably supplied at 0.1 to 20 mol / hour, and more preferably 0.5 to 5 mol / hour with respect to 1 mol of metal silicon.

【0010】本発明で使用する銅アルコキシド系触媒と
しては、(a) 銅アルコキシド、(b)銅アルコキシドおよ
び金属ハロゲン化物、または(c) アルコキシ銅ハライド
のいずれを用いることもできる。
As the copper alkoxide catalyst used in the present invention, any of (a) copper alkoxide, (b) copper alkoxide and metal halide, or (c) alkoxy copper halide can be used.

【0011】(a) 銅アルコキシドは、好ましくは次式
Cu(OR)2 (ここで、Rは炭素原子1〜10個を
有するアルキル基を表す)で示される銅アルコキシドで
ある。Rのアルキル基は、直鎖状でもまた分枝状でもよ
い。そのようなアルキル基としては、例えばメチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-
ブチル基、tert- ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル
基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、
デシル基等が挙げられる。
(A) The copper alkoxide is preferably of the following formula
It is a copper alkoxide represented by Cu (OR) 2 (wherein R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms). The alkyl group of R may be linear or branched. As such an alkyl group, for example, a methyl group,
Ethyl group, propyl group, butyl group, isobutyl group, sec-
Butyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group,
A decyl group and the like can be mentioned.

【0012】(b) 銅アルコキシドおよび金属ハロゲン化
物における銅アルコキシドは上記した銅アルコキシドが
同様に使用できる。また、金属ハロゲン化物は、例えば
MXn (ここで、Mは周期律表第4族〜第16族の第4
周期以降の金属元素から選ばれ、XはF、Cl、Brお
よびIから選ばれたハロゲンであり、n=1〜5、ただ
しnが2以上のとき、Xは同じでも異なっていてもよ
い)で示される。好ましい金属ハロゲン化物の具体例と
しては、例えばTiCl4 、VCl3 、CrCl3 、M
nBr2 、FeCl2 、FeCl3 、CoBr2 、Co
Cl2 、CoI2、NiCl2 、CuCl、CuC
2 、ZnBr2 、GaCl3 、GeI4 、ZrC
4 、NbCl5 、MoCl5 、MoBr3 、PdCl
2 、CdCl2 、InCl3 、InF3 、SnCl2
SnCl4 、SnI2 、SnF2 、SbCl3 、SbC
5 、TeCl4 、BiCl3 、BiBr3 、OsCl
3 、PbF2、PbCl2 、PbI2 等が挙げられる。
金属ハロゲン化物は水和物でも、また無水物でもよい
が、好ましくは無水物である。
As the copper alkoxide in the copper alkoxide and the metal halide (b), the above-mentioned copper alkoxide can be similarly used. Further, the metal halide is, for example, MX n (where M is the fourth group of the periodic table group 4 to group 16).
X is a halogen selected from F, Cl, Br and I, and n = 1 to 5, provided that when n is 2 or more, X may be the same or different). Indicated by. Specific examples of preferable metal halides include, for example, TiCl 4 , VCl 3 , CrCl 3 and M.
nBr 2 , FeCl 2 , FeCl 3 , CoBr 2 , Co
Cl 2 , CoI 2 , NiCl 2 , CuCl, CuC
l 2 , ZnBr 2 , GaCl 3 , GeI 4 , ZrC
l 4 , NbCl 5 , MoCl 5 , MoBr 3 , PdCl
2 , CdCl 2 , InCl 3 , InF 3 , SnCl 2 ,
SnCl 4 , SnI 2 , SnF 2 , SbCl 3 , SbC
l 5 , TeCl 4 , BiCl 3 , BiBr 3 , OsCl
3 , PbF 2 , PbCl 2 , PbI 2 and the like.
The metal halide may be a hydrate or an anhydride, but is preferably an anhydride.

【0013】アルコキシ銅ハライドは、例えばCuX
(OR) (ここで、XおよびRは上記と同義である)
で示される。このようなアルコキシ銅ハライドは、例え
ばジャーナル オブ インオーガニック アンド ニュ
ークレア ケミストリー(J. Inorg. Nucl. Chem.)、第
27巻、第59頁(1965年)に記載の方法で製造でき
る。アルコキシ銅ハライドは単独で使用することができ
るが、上記した銅アルコキシドと共に、もしくは上記し
た金属ハロゲン化物と共に使用することもできる。
Alkoxy copper halides are, for example, CuX
(OR) (where X and R are as defined above)
Indicated by. Such an alkoxy copper halide can be produced by the method described in, for example, Journal of Inorganic and Nuclea Chemistry (J. Inorg. Nucl. Chem.), Vol. 27, p. 59 (1965). The alkoxy copper halides can be used alone, but can also be used with the above-mentioned copper alkoxides or with the above-mentioned metal halides.

【0014】触媒における金属ハロゲン化物対銅アルコ
キシドの比率(モル比)は、上記(b)の場合には好まし
くは0.001〜10、より好ましくは0.01〜1で
ある。上記(c) の場合、アルコキシ銅ハライドを単独で
用いるときはその比率は必然的に1となる。またアルコ
キシ銅ハライドを銅アルコキシドと共に用いるときは、
アルコキシ銅ハライド1モルに対して銅アルコキシド1
00モルまでの量で用いるのが好ましく、アルコキシ銅
ハライドを金属ハロゲン化物と共に用いるときは、アル
コキシ銅ハライド1モルに対して金属ハロゲン化物20
モルまでの量で用いるのが好ましい。
The ratio (molar ratio) of metal halide to copper alkoxide in the catalyst is preferably 0.001 to 10, more preferably 0.01 to 1 in the case of the above (b). In the case of (c) above, the ratio is necessarily 1 when the alkoxy copper halide is used alone. When using an alkoxy copper halide with a copper alkoxide,
1 mole of copper alkoxide for 1 mole of alkoxy copper halide
It is preferably used in an amount of up to 00 moles, and when an alkoxy copper halide is used with a metal halide, 20 moles of metal halide per mole of alkoxy copper halide.
It is preferably used in amounts up to molar.

【0015】触媒は金属として、金属ケイ素1モルに対
して、好ましくは0.001〜0.1モル、より好まし
くは0.005〜0.05モル使用する。
The catalyst is used as a metal in an amount of preferably 0.001 to 0.1 mol, more preferably 0.005 to 0.05 mol, based on 1 mol of metal silicon.

【0016】本発明の方法においては、反応系に銅アル
コキシド系触媒とともに硫黄化合物を存在させることを
特徴とする。そのような硫黄化合物としては、例えばR
SH、RSR′またはRSSR′(ここで、Rおよび
R′は同じでも異なっていてもよく、C1 〜C20の鎖状
アルキル基、置換されていてもよいフェニル基、シクロ
ヘキシル基または水素原子を表す)で示される化合物、
環状含硫黄化合物等が挙げられる。あるいは、RS−を
配位子に持つ金属錯体を使用することもできる。具体的
には、例えばメチルメルカプタン、エチルメルカプタ
ン、ブチルメルカプタン、フェニルメルカプタン、シク
ロヘキシルメルカプタン、ジメチルスルフィド、ジエチ
ルスルフィド、ジフェニルスルフィド、ジメチルジスル
フィド、ジエチルジスルフィド、ジシクロヘキシルジス
ルフィド、ジフェニルジスルフィド、;エチレンスルフ
ィド、チオフェン、ベンゾチオフェン等の含硫黄複素環
式化合物;ビス(4-メチルチオフェノール)銅(II)等の
錯体が挙げられる。このような硫黄化合物は、触媒とし
て用いた銅アルコキシドの銅1モルに対して、好ましく
は0.001〜10モル、より好ましくは0.1〜1モ
ル使用する。このような硫黄化合物の系への添加方法と
しては特に限定されないが、例えば(1) アルコールを連
続供給して行う反応の場合には、アルコールに溶解して
連続的に投入する方法、(2) 硫黄化合物が常温で固体の
場合には、触媒と混合して用いる方法、(3) 選択性が下
がった時点で(反応途中で)適当量を添加する方法等が
考えられる。
The method of the present invention is characterized in that a sulfur compound is present together with the copper alkoxide catalyst in the reaction system. Examples of such sulfur compounds include R
SH, RSR 'or RSSR' (wherein R and R'may be the same or different and are a C 1 to C 20 chain alkyl group, an optionally substituted phenyl group, a cyclohexyl group or a hydrogen atom) A compound represented by
Examples include cyclic sulfur-containing compounds. Alternatively, a metal complex having RS- as a ligand can also be used. Specifically, for example, methyl mercaptan, ethyl mercaptan, butyl mercaptan, phenyl mercaptan, cyclohexyl mercaptan, dimethyl sulfide, diethyl sulfide, diphenyl sulfide, dimethyl disulfide, diethyl disulfide, dicyclohexyl disulfide, diphenyl disulfide; ethylene sulfide, thiophene, benzothiophene And sulfur-containing heterocyclic compounds such as bis (4-methylthiophenol) copper (II). Such a sulfur compound is preferably used in an amount of 0.001 to 10 mol, more preferably 0.1 to 1 mol, based on 1 mol of copper of the copper alkoxide used as the catalyst. The method for adding such a sulfur compound to the system is not particularly limited, but for example, in the case of (1) a reaction in which alcohol is continuously supplied, a method of dissolving in alcohol and continuously charging, (2) When the sulfur compound is a solid at room temperature, it may be used by mixing it with a catalyst, or (3) adding an appropriate amount when the selectivity decreases (during the reaction).

【0017】本発明の方法では、反応を気相で行うこと
も、また液相で行うこともできる。気相で行う場合に
は、例えば次のようにして行う。まず、触体を調製す
る。その方法としては、例えば金属ケイ素と触媒の粉末
を物理的に混合するか、または触媒をジメチルケトンの
ようなケトン系の溶媒に溶解し、その溶液に金属ケイ素
の粉末を加えた後、減圧で蒸発乾固するといった方法を
挙げることができる。かくして得られた触体は通常、常
圧で、130〜300℃の条件下で、ヘリウムなどの不
活性ガス、水素または反応で使用するアルコールとヘリ
ウムなどの不活性ガスの混合ガスを、数リットル/時間
(常温、常圧換算値)で数十分間〜数時間流通すること
によって前処理する。この触体を、アルコール蒸気と接
触させる。接触方法は、固定床方式、移動床方式、流動
床方式等のいずれを採用することもできる。また場合に
よっては、アルコール蒸気と触体とを回分式で接触させ
ることもできる。アルコール蒸気と触体の接触時間は、
常温、常圧でのガス空間速度(G.H.S.V.)にて、20,000〜
1,000 時間-1が好ましい。反応温度は好ましくは100
〜300℃、より好ましくは150〜220℃であり、
常圧で反応させても、また加圧下で反応を行ってもよ
い。反応温度および圧力は、系を気相に保ち得る範囲か
ら適宜選択できる。
In the method of the present invention, the reaction can be carried out in the gas phase or the liquid phase. When it is performed in the gas phase, for example, it is performed as follows. First, a touch body is prepared. As the method, for example, metal powder and a catalyst powder are physically mixed, or the catalyst is dissolved in a ketone solvent such as dimethyl ketone, and the metal silicon powder is added to the solution, followed by decompression. A method of evaporating to dryness can be mentioned. The thus-obtained contact body is usually at atmospheric pressure and under the condition of 130 to 300 ° C., several liters of an inert gas such as helium, hydrogen or a mixed gas of an alcohol used in the reaction and an inert gas such as helium. / Hour (normal temperature, atmospheric pressure conversion value) for several tens of minutes to several hours for pretreatment. The contact body is contacted with alcohol vapor. As the contact method, any of a fixed bed method, a moving bed method, a fluidized bed method, etc. can be adopted. In some cases, the alcohol vapor and the contact body can be brought into contact with each other in a batch manner. The contact time between alcohol vapor and contact is
At room temperature and pressure, gas space velocity (GHSV) 20,000-
1,000 hours- 1 is preferred. The reaction temperature is preferably 100
~ 300 ° C, more preferably 150-220 ° C,
The reaction may be carried out under normal pressure or under pressure. The reaction temperature and pressure can be appropriately selected from the range in which the system can be kept in the gas phase.

【0018】液相で行う場合には、金属ケイ素とアルコ
ールとを、上記した触媒の存在下に、溶媒中で反応させ
る。溶媒としては、デカン、ドデカン、ペンタデカン等
のパラフィン系炭化水素、ジエチルベンゼン、ドデシル
ベンゼン等のアルキルベンゼン系炭化水素を好ましく用
いることができる。反応温度100〜250℃にて、ア
ルコールを金属ケイ素1モル当たり0.1〜5モル/時
間で供給して反応させるのが好ましい。
When the reaction is carried out in the liquid phase, silicon metal and alcohol are reacted in a solvent in the presence of the above-mentioned catalyst. As the solvent, paraffin hydrocarbons such as decane, dodecane and pentadecane, and alkylbenzene hydrocarbons such as diethylbenzene and dodecylbenzene can be preferably used. It is preferable that alcohol is supplied at a reaction temperature of 100 to 250 ° C. at a rate of 0.1 to 5 mol / hour per 1 mol of metal silicon for the reaction.

【0019】以下の実施例により本発明をさらに詳しく
説明する。
The present invention will be described in more detail by the following examples.

【0020】[0020]

【実施例】【Example】

実施例1 金属ケイ素(東和化工株式会社製、純度98.5%を、
63〜106μmにふるいわけた後イオン交換水で洗浄
したもの)1.0gに、銅(II)メトキシド(アルドリ
ッチ社製)0.1gを加え、十分に混合して触体を得
た。
Example 1 Metallic silicon (manufactured by Towa Kako Co., Ltd., purity 98.5%,
0.1 g of copper (II) methoxide (manufactured by Aldrich Co.) was added to 1.0 g of the material which had been sieved to 63 to 106 μm and washed with ion-exchanged water, and mixed sufficiently to obtain a contact body.

【0021】この触体1.0gを、内径10mmのパイレ
ックスガラス製固定床反応器に充填した後、反応器を1
30℃に加熱して、ヘリウムガスを1.0リットル/時
間(常温、常圧換算値)にて10分間流通した。その
後、メタノール分圧を56kPaに設定して、0.2モル
%のチオフェンを含有するメタノールをマイクロフィー
ダーにて、38ミリモル/時間の供給速度で反応器に供
給し、130℃から約30分間かけて反応器を190℃
まで上昇させて、触体の前処理を行った。
1.0 g of this contact body was filled in a Pyrex glass fixed bed reactor having an inner diameter of 10 mm, and then the reactor was set to 1
After heating to 30 ° C., helium gas was passed for 10 minutes at 1.0 liter / hour (normal temperature, atmospheric pressure conversion value). Then, the partial pressure of methanol was set to 56 kPa, and methanol containing 0.2 mol% of thiophene was fed to the reactor at a feed rate of 38 mmol / hour with a micro feeder, and the temperature was increased from 130 ° C. to about 30 minutes. The reactor at 190 ° C
And the touch body was pretreated.

【0022】次に、気相にてトリメトキシシランの製造
を行った。反応条件は、反応温度190℃、反応圧力1
atm であった。なお、反応生成物は、反応管出口に接続
したガスクロマトグラフィーにて5分毎に分析した。そ
の結果、チオフェン含有メタノールを供給開始6時間後
の金属ケイ素の転化率は75%であり、トリメトキシシ
ランの選択率は92%であった。なお、トリメトキシシ
ラン以外の主な生成物はテトラメトキシシランであっ
た。触体のメタノール蒸気との接触時間は、ガス空間速
度(G.H.S.V.)(常温、常圧換算値)にて2,300 時間-1
あった。 実施例2 チオフェンをシクロヘキシルメルカプタンに代えた以外
は実施例1と同一条件で反応を行った。その結果、シク
ロヘキシルメルカプタン含有メタノールを供給開始6時
間後の金属ケイ素の転化率は68%であり、トリメトキ
シシランの選択率は91%であった。なお、トリメトキ
シシラン以外の主な生成物はテトラメトキシシランであ
った。 実施例3 チオフェンをジエチルスルフィドに代えた以外は実施例
1と同一条件で反応を行った。その結果、ジエチルスル
フィド含有メタノールを供給開始6時間後の金属ケイ素
の転化率は71%であり、トリメトキシシランの選択率
は91%であった。なお、トリメトキシシラン以外の主
な生成物はテトラメトキシシランであった。 実施例4 硫黄化合物逐次添加の例 チオフェン含有メタノールをメタノールに代えた以外は
実施例1と同一条件で反応を行ったが、生成物をガスク
ロマトグラフィーにて逐次追跡し、トリメトキシシラン
の選択率が60%より低下した時点で、すなわち、メタ
ノールを供給開始2時間後に、チオフェンを反応器上部
よりマイクロシリンジで、触媒における銅1モルに対し
て0.3モル注入した。チオフェンの添加によりトリメ
トキシシランの選択率は90%以上に回復した。しばら
く反応を続けた後、トリメトキシシランの選択率が60
%より低下したら再び同様にしてチオフェンを添加し
た。この操作を5回繰り返した。結果として、メタノー
ルを供給開始7時間後、チオフェンの総添加量は触媒の
銅1モルに対して2.3モルであった。このときの金属
ケイ素転化率は81%であり、トリメトキシシランの選
択率は79%であった。なお、トリメトキシシラン以外
の主な生成物はテトラメトキシシランであった。 実施例5 硫黄化合物を触媒に混合した例 金属ケイ素(実施例1で使用したものと同様)1.0g
に、銅(II)メトキシド(アルドリッチ製)0.1gお
よびジフェニルジスルフィド0.04g(銅1モルに対
して0.25モル)を加え、十分に混合して触体を得
た。
Next, trimethoxysilane was produced in the gas phase. The reaction conditions are a reaction temperature of 190 ° C. and a reaction pressure of 1
It was atm. The reaction product was analyzed every 5 minutes by gas chromatography connected to the outlet of the reaction tube. As a result, the conversion of metal silicon was 75% and the selectivity of trimethoxysilane was 92% after 6 hours from the start of supplying the thiophene-containing methanol. The main product other than trimethoxysilane was tetramethoxysilane. The contact time with the methanol vapor of the contact body was 2,300 hours -1 in gas space velocity (GHSV) (normal temperature, normal pressure conversion value). Example 2 The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that cyclohexyl mercaptan was used instead of thiophene. As a result, the conversion rate of metallic silicon was 68% and the selectivity of trimethoxysilane was 91% 6 hours after the start of feeding the methanol containing cyclohexylmercaptan. The main product other than trimethoxysilane was tetramethoxysilane. Example 3 The reaction was performed under the same conditions as in Example 1 except that diethyl sulfide was used instead of thiophene. As a result, the conversion rate of metallic silicon was 71% and the selectivity of trimethoxysilane was 91% 6 hours after the start of feeding the methanol containing diethyl sulfide. The main product other than trimethoxysilane was tetramethoxysilane. Example 4 Example of Sulfur Compound Sequential Addition The reaction was performed under the same conditions as in Example 1 except that methanol was used instead of thiophene-containing methanol, but the products were sequentially traced by gas chromatography to select trimethoxysilane. Was lower than 60%, that is, 2 hours after starting the feeding of methanol, thiophene was injected from the upper part of the reactor by a microsyringe in an amount of 0.3 mol based on 1 mol of copper in the catalyst. The addition of thiophene restored the selectivity of trimethoxysilane to 90% or more. After continuing the reaction for a while, the selectivity of trimethoxysilane is 60.
When it fell below%, thiophene was added again in the same manner. This operation was repeated 5 times. As a result, 7 hours after the start of feeding methanol, the total amount of thiophene added was 2.3 mol based on 1 mol of the catalyst copper. At this time, the conversion rate of metal silicon was 81% and the selectivity of trimethoxysilane was 79%. The main product other than trimethoxysilane was tetramethoxysilane. Example 5 Example of mixing sulfur compound with catalyst Metallic silicon (similar to that used in Example 1) 1.0 g
To the above, 0.1 g of copper (II) methoxide (manufactured by Aldrich) and 0.04 g of diphenyl disulfide (0.25 mol per 1 mol of copper) were added and sufficiently mixed to obtain a contact body.

【0023】その後、実施例1と同様にして触体を処理
し、次いで同一条件にてメタノールと反応させた。その
結果、メタノールを供給開始7時間後の金属ケイ素の転
化率は62%であり、トリメトキシシランの選択率は9
2%であった。なお、トリメトキシシラン以外の主な生
成物はテトラメトキシシランであった。 実施例6 硫黄化合物を触媒に混合した例 まず、4-メチルチオフェノールナトリウム塩と塩化第二
銅から、常法により、ビス(4-メチルチオフェノール)
銅(II)を合成した。その元素分析値(%)は、C 5
3.96、H 4.51、S 20.58およびCu
20.95であった(理論値:C 54.26、H
4.55、S 20.69およびCu 20.5)。
Thereafter, the contact body was treated in the same manner as in Example 1, and then reacted with methanol under the same conditions. As a result, the conversion rate of metallic silicon was 62% and the selectivity of trimethoxysilane was 9% after 7 hours from the start of supplying methanol.
It was 2%. The main product other than trimethoxysilane was tetramethoxysilane. Example 6 Example in which sulfur compound was mixed with catalyst First, bis (4-methylthiophenol) was prepared from 4-methylthiophenol sodium salt and cupric chloride by a conventional method.
Copper (II) was synthesized. The elemental analysis value (%) is C 5
3.96, H 4.51, S 20.58 and Cu
20.95 (theoretical value: C 54.26, H
4.55, S 20.69 and Cu 20.5).

【0024】次に、金属ケイ素(実施例1で使用したも
のと同様)1.0gに、銅(II)メトキシド(アルドリ
ッチ製)0.1gおよび上記で合成したビス(4-メチル
チオフェノール)銅(II)0.024g(銅1モルに対し
て0.1モル)を加え、十分に混合して触体を得た。
Next, to 1.0 g of metallic silicon (similar to that used in Example 1), 0.1 g of copper (II) methoxide (manufactured by Aldrich) and bis (4-methylthiophenol) copper (synthesized above) II) 0.024 g (0.1 mol per 1 mol of copper) was added and mixed sufficiently to obtain a contact body.

【0025】その後、実施例1と同様にして触体を処理
し、次いで同一条件にてメタノールと反応させた。その
結果、メタノールを供給開始7時間後の金属ケイ素の転
化率は68%であり、トリメトキシシランの選択率は8
5%であった。なお、トリメトキシシラン以外の主な生
成物はテトラメトキシシランであった。 比較例1 チオフェン含有メタノールをメタノールに代えた以外は
実施例1と同一条件で反応を行った。その結果、メタノ
ールを供給開始6時間後の金属ケイ素の転化率は94%
であり、トリメトキシシランの選択率は20%であっ
た。なお、トリメトキシシラン以外の主な生成物はテト
ラメトキシシランであった。 比較例2 反応温度を190℃から180℃に変えた以外は比較例
1と同一条件にて反応を行った。その結果、メタノール
を供給開始6時間後の金属ケイ素の転化率は50%であ
り、トリメトキシシランの選択率は92%であった。な
お、トリメトキシシラン以外の主な生成物はテトラメト
キシシランであった。
Thereafter, the contact body was treated in the same manner as in Example 1, and then reacted with methanol under the same conditions. As a result, the conversion of metallic silicon was 68% and the selectivity for trimethoxysilane was 8 after 7 hours from the start of supplying methanol.
It was 5%. The main product other than trimethoxysilane was tetramethoxysilane. Comparative Example 1 The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that methanol was used instead of thiophene-containing methanol. As a result, the conversion rate of metallic silicon after 6 hours from the start of supplying methanol was 94%.
And the selectivity of trimethoxysilane was 20%. The main product other than trimethoxysilane was tetramethoxysilane. Comparative Example 2 The reaction was carried out under the same conditions as in Comparative Example 1 except that the reaction temperature was changed from 190 ° C to 180 ° C. As a result, the conversion rate of metallic silicon was 50% and the selectivity of trimethoxysilane was 92% after 6 hours from the start of supplying methanol. The main product other than trimethoxysilane was tetramethoxysilane.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明の方法により、銅アルコキシド系
触媒存在下でのトリアルコキシシランの製造を、高い反
応速度を得るための反応温度条件下においても高い選択
率で行うことができる。また、塩素系の触媒を用いてい
ないので、製品中への塩素の混入の問題もない。よって
本発明の方法は工業的に有用性が高い。
Industrial Applicability According to the method of the present invention, trialkoxysilane can be produced in the presence of a copper alkoxide catalyst with a high selectivity even under a reaction temperature condition for obtaining a high reaction rate. Further, since no chlorine-based catalyst is used, there is no problem of chlorine being mixed in the product. Therefore, the method of the present invention is industrially highly useful.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属ケイ素とアルコールとを触媒の存在
下に反応させてトリアルコキシシランを製造する方法に
おいて、該触媒として銅アルコキシド系触媒を用い、か
つ反応系内に硫黄化合物を存在させることを特徴とする
方法。
1. A method for producing trialkoxysilane by reacting metallic silicon and alcohol in the presence of a catalyst, wherein a copper alkoxide catalyst is used as the catalyst, and a sulfur compound is present in the reaction system. How to characterize.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007145981A1 (en) 2006-06-09 2007-12-21 Momentive Performance Materials Inc. Process for the direct synthesis of trialkoxysilane
US7652164B2 (en) 2005-09-13 2010-01-26 Momentive Performance Materials Inc. Process for the direct synthesis of trialkoxysilane

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