JPH0635466B2 - ジオルガノハロゲノシランの製造方法 - Google Patents

ジオルガノハロゲノシランの製造方法

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JPH0635466B2
JPH0635466B2 JP63243685A JP24368588A JPH0635466B2 JP H0635466 B2 JPH0635466 B2 JP H0635466B2 JP 63243685 A JP63243685 A JP 63243685A JP 24368588 A JP24368588 A JP 24368588A JP H0635466 B2 JPH0635466 B2 JP H0635466B2
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    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はジオルガノハロゲノシランの製造方法に係るも
のである。ジオルガノハロゲノシランは各種のオルガノ
ポリシロキサンに反応性を付与する為のシラン原料とし
て有機珪素工業に於いて重要なシラン化合物である。
従来の技術 ジオルガノハロゲノシランは従来 (イ)珪素粉末とハロゲン化アルキルまたはハロゲン化
アリールとを銅触媒の存在下に反応される、いわゆる直
接法によりジオルガノジハロゲノシランなどと共に生成
する方法。
(ロ)グリニア反応により収得する方法(英国特許8510
13号)。
(ハ)2種の珪素化合物をアミンあるいはルイス酸を用
いて再分配反応させることにより原料珪素化合物を収得
する方法(特開昭74-13,314号、特開昭49-93,324号、特
開昭62-81,390号)。
(ニ)クロロシランのSi-Cl結合を還元して≡Si-H結合
とする反応(特開昭52-151,130号、特開昭53-95,922
号) 等が知られている。
しかしながら(イ)の方法は既に工業的に大規模に製造
されているが、ジオルガノジハロゲノシランの製造を主
目的としており、触媒や反応条件を改善してもジオルガ
ノハロゲノシランの生成率は極めて低く、ジオルガノハ
ロゲノシランの製造には適さない。(ロ)の方法は工程
が煩雑な上、原料が高価であるという不利がある。
(ハ)の方法の大部分は高温・高圧を必要とすること、
また≡Si-CH3,≡Si-H,≡Si-Clの交換反応により複雑
な副反応が起こる為、ジオルガノハロゲノシランの生成
割合は低く、且つジオルガノハロゲノシランの分離収得
が困難であるという不利がある。また、(ニ)の方法は
原料である還元剤が高価な上にジオルガノジハロゲノシ
ランの還元の際、2個の塩素原子が全て還元されてジオ
ルガノジヒドロシランまで反応が進んでしまい、ジオル
ガノハロゲノシランの段階で選択的に反応を停止させる
ことは困難であるという不利がある。
この為、ジオルガノハロゲノシランの製造方法として
(ハ)の改良法が提案されている。
その一つとしてはメチルハイドロジエンポリシロキサン
とジオルガノジクロロシランとを触媒存在下に反応さ
せ、メチルハイドロジエンポリシロキサンの珪素原子に
結合した塩素原子との間で交換反応させる方法(特公昭
52-31,854号)が知られているが、触媒及び原料が高価
であること及び得られるジメチルモノクロロシランの収
率が低いという不利がある。
また、ジメチルシランとジメチルクロロシランとを同様
の反応でと均化させる方法(特開昭57-176,911号)が知
られているが、原料のジメチルシランが高価であり、ま
たジメチルシランは沸点が−20℃で室温ではガス状で
ある為、危険性が高く、工業的には取り扱いが難しいと
いう欠点がある。
問題点を解決するための手段 本発明はこのオルガノハロゲノシランを工業的に安価に
効率よく製造する方法に関するもので、これはジオルガ
ノハロゲノシランと分子中に少なくとも1ケ以上の≡Si
-H結合を有するポリシラン、ポリカルボシランあるいは
ポリシルフェニレンから選択される1種または2種以上
の有機珪素化合物とをルイス酸触媒の存在下に反応さ
せ、ジオルガノハロゲノシランを製造することを特徴と
するものである。
この発明の方法で使用される分子内に少なくとも1以上
の≡Si-H結合を有するポリシラン、ポリカルボシランあ
るいはポリシルフェニレンは、一般式 (但し、Rは水素原子、同種又は異種の炭素数1〜3
の低級アルキル基、アルケニル基またはアリール基から
選択される原子又は基で、分子中の少なくともRの1
ケは水素原子であり、Xは-(CH2)l-, lは1〜3の整数、mは0〜3の整数、nは1〜5の整
数、但し、m+n≧2である) で示すことが出来る。このような化合物を具体的に例示
するとH(SiMe2)2H,H(SiMe2)3H,H(SiMe2)4H,H(SiMe2)5H,
HSiMe2-CH2-SiMe2H,HSiMe2-CH2-SiMeH2,H2SiMe-CH2-SiM
eH2,HSiMe2-CH2-(SiMe2)2H,H(SiMe2)2-SiMe2H,H2SiMe-C
H2-(SiMe2-CH2)2-SiMe2H,H(SiMe2-CH2)3-(SiMe2)2H,H(S
iMe2-CH2)2-SiMe2-SiMeH2,HSiMe2-CH2CH2-SiMeH-SiMe
H2,H(SiMe2-CH2CH2)2-SiMe2-SiMe2H,HSiMe2-(CH2)3-SiM
e2-SiMe2H, などが挙げられる (但しMeはCH3-を示す)。
また、ジオルガノジハロゲノシランは一般式 (但し、Rは同種又は異種の炭素数1〜10のアルキ
ル基、アルケニル基またはアリール基、Yは塩素、臭
素、ヨウ素を示す。) で示される化合物が使用出来、Me2SiCl2,Me2SiBr2,Et2S
iCl2,MePrSiCl2,(C6H13)MeSiCl2,(C6H11)MeSiCl2,(CH2=
CH)MeSiCl2,C6H5MeSiCl2などが例示される。中でもMe2S
iCl2は工業的に大量に生産されている為に極めて安価で
あり、従って本発明に依って製造されるMe2HSiClも安価
に供給が可能となり、有機珪素工業では極めて価値の高
いものとなる。
触媒のルイス酸としてはAlCl3,FeCl3,SnCl4などが例示
されるが、反応速度の大きなAlCl3が最も好適に用いら
れる。
本発明に於ける方法では反応器内にジオルガノジハロゲ
ノシランを仕込み、触媒であるルイス酸を添加した後、
前記有機珪素化合物を滴下するとジオルガノハロゲノシ
ランが生成するが、ジオルガノジハロゲノシランが液相
中に滞留しない様ジオルガノハロゲノシランの沸点以上
に維持する必要がある。その理由は生成したジオルガノ
ハロゲノシランが液相中に存在すると目的物が更に不均
化反応を起こし、目的とするジオルガノハロゲノシラン
の収率が低下する為である。従って生成したジオルガノ
ハロゲノシランは生成すると同時に極力早く系外へ追い
出す必要があり、ジオルガノハロゲノシランと共に系外
へ留出する方法が良い。留出液中のジオルガノハロゲノ
シランの濃度は極力高い方が経済的であるが、その上限
は概ね70mol%までが良く、70mol%以上ではジオル
ガノハロゲノシランの収率が低下し始める為である。
ジオルガノジハロゲノシランはジオルガノハロゲノシラ
ンへの転化及び系外への留出の為に消費され、前記有機
珪素化合物の≡Si-Hの部分が≡Si-Yに転化された化合物
が時間と共に徐々に増加するのでジオルガノジハロゲノ
シランの系内の濃度は低下してくる。この原因によって
ジオルガノハロゲノシランのジオルガノジハロゲノシラ
ンに対する相対濃度は増大して前記副反応が起こること
になるので反応中はジオルガノジハロゲノシランの追加
が必要である。このジオルガノジハロゲノシランの添加
量は前記有機珪素化合物の≡Si-H結合に対して2〜10
倍モルが必要である。また、前記有機珪素化合物の≡Si
-Hの部分が≡Si-Yに転換された化合物は系内から一定量
を常に抜き出せば連続運転が可能となる。
原料の滴下速度は特に限定はないが、操作性や生産性の
面から0.1〜20mol/l・hr程度が好ましい。
触媒の添加量は僅かでも反応が進行する為、極めて微量
で良いが、原料中に存在する水分あるいはシロキサン類
が触媒失活の原因となるので概ね反応系内総重量の0.1w
t%以上が必要であり、失活の際には追加すれば良い。
この留出したジオルガノハロゲノシラン及びジオルガノ
ジハロゲノシランの混合液は次いで蒸留により分離する
のであるが、触媒として用いたAlCl3等のルイス酸が前
記混合液中に僅かでも混在すると蒸留中に前記した副反
応が生起して収量の低下及び蒸留精製が不可能となる
為、留出混合液中のルイス酸濃度を50ppm以下、好ま
しくは10ppm以下に抑える必要がある。この目的の為
には前記反応でジオルガノハロゲノシランとジオルガノ
ジハロゲノシランの混合液を留出する際に蒸留塔を介し
て還流比を取りながら留出させることが良い。しかしな
がら蒸留に際してルイス酸が混入して副反応を起こすよ
うであればシロキサン類あるいはアミン類などのルイス
酸を失活させる物質を僅かに添加すれば副反応を防止す
ることが可能である。
発明の効果 前述の通り、本発明によれば有機珪素工業において有用
とされるジオルガノハロゲノシラン、とくにはジメチル
モノクロロシランが安価にしかも高収率で選択的に得ら
れることが明らかとなった。
実施例 図1に示した製造装置を使用し、100mの反応釜中
にジメチルジクロロシラン52.4gと塩化アルミニウム1
0gを仕込んで攪拌しながら、加温し、全還流させた。
次いでテトラメチルジシラン12.01g/hで滴下し、ま
た反応釜にジメチルジクロロシランを釜温が70〜80
℃を保つように追加しながら、蒸留塔の留出温が55〜
65℃に保つように留出させ1hr反応を行った。この間
における留出量は44.3gで、そのうちのジメチルモノク
ロロシランの純度は39.5%、収率91.0%であった。
次いで得られた混合液を更に蒸留して沸点34〜36℃
の留分13.1gを得た。
このものをガスクロマトグラフィーで分析したところ、
98%の純度で保持時間は標品と一致した。またEI−
マススペクトル分析結果は基準ピークm/e93が〔(CH3)
2 28S:35Cl〕,m/e89が〔CH3 28S:H35Cl〕と帰属さ
れジメチルクロロシランの標品とも一致した。
また、核磁気共鳴スペクトルを測定したところ 0.2ppm (d,6H):H-Si(CH3)2Cl 3.7〜4.2ppm(m,1H) :H-Si(CH3)2Cl のシグナルが観測され、標品のスペクトルとも一致し
た。
実施例 実施例におけるテトラメチルジシランの滴下速度を3
6.03g/hとしたほかは実施例と同様に処理したとこ
ろジメチルモノクロロシランの収量は17.8gでありその
収率は92.5%であった。
実施例〜 実施例におけるテトラメチルジシランに換え表1に示
すような原料を滴下した以外は実施例と同様に処理し
たところ、いずれも高収率でジメチルモノクロロシラン
が得られた。
実施例7 ジエチルジクロロシラン47.1gと塩化アルミニウム2g
とを仕込んで実施例1と同様にテトラメチルジシラン8
gを1hrかけて滴下し、釜温を140℃に保つようにジ
エチルジクロロシランを滴下した。この間留出温は12
5〜130℃であり、留出量は55.2gでジエチルクロロ
シランの純度は28%で収率15.4g(93%)であっ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の方法を実施する為の装置の概略工程
図を例示したものである。 1…反応釜、2…オイルバス、3…マグネティックスタ
ーラー、4…塩化アルミニウムを分散したジメチルジク
ロロシラン、5…回転子、6…原料滴下ロート、7…ジ
メチルジクロロシラン滴下ロート、8…留分受器、9…
蒸留塔、10…コンデンサー。
フロントページの続き (72)発明者 林田 章 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地の 1 信越化学工業株式会社合成技術研究所 内 審査官 唐木 以知良

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ジオルガノジハロゲノシランと分子中に少
    なくとも1ケ以上の≡Si-H結合を有するポリシラン、ポ
    リカルボシランあるいはポリシルフェニレンから選択さ
    れる1種または2種以上の有機珪素化合物とをルイス酸
    触媒の存在下に反応させることを特徴とするジオルガノ
    ハロゲノシランの製造方法。
  2. 【請求項2】分子中に少なくとも1ケ以上の≡Si-H結合
    を有するポリシラン、ポリカルボシランあるいはポリシ
    ルフェニレンが 一般式 (但し、Rは水素原子、同種又は異種の炭素数1〜3
    の低級アルキル基、アルケニル基またはアリール基から
    選択される原子又は基で分子中の少なくともRの1ケ
    は水素原子であり、Xは-(CH2)l-, lは1〜3の整数、mは0〜3の整数、nは1〜5の整
    数、但し、m+n≧2である) であることを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の製
    造方法。
  3. 【請求項3】ジオルガノジハロゲノシランが 一般式 (但し、Rは、同種又は異種の炭素数1〜10のアル
    キル基、アルケニル基またはアリール基、Yは塩素、臭
    素、ヨウ素を示す。) であることを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の製
    造方法。
  4. 【請求項4】ルイス酸が塩化アルミニウムである特許請
    求の範囲第一項記載の製造方法。
  5. 【請求項5】ジオルガノジハロゲノシランがジメチルジ
    クロロシランである特許請求の範囲第一項記載の製造方
    法。
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