JPH0753742B2 - シラン化合物の製造方法 - Google Patents

シラン化合物の製造方法

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JPH0753742B2
JPH0753742B2 JP62275216A JP27521687A JPH0753742B2 JP H0753742 B2 JPH0753742 B2 JP H0753742B2 JP 62275216 A JP62275216 A JP 62275216A JP 27521687 A JP27521687 A JP 27521687A JP H0753742 B2 JPH0753742 B2 JP H0753742B2
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silane compound
molecular sieve
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宏明 花岡
西田  真
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東芝シリコーン株式会社
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はシラン化合物の製造方法に関し、さらに詳しく
は、メトキシシラン化合物をエステル交換して他のシラ
ン化合物を得る方法の改良に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕 ケイ素原子に結合したアルコキシ基、オキシム基などの
ケイ素官能性基をもつシラン化合物の製造方法として
は、四塩化ケイ素、メチルトリクロロシラン、ジメチル
ジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルト
リクロロシランなどのハロシラン類を、アルコール類ま
たはオキシム化合物と反応させる方法が知られている。
この場合、副反応を抑制し、反応収率を上げる目的で、
トルエン、キシレン、エチルエーテルのような反応溶媒
および/またはピリジンのようなアミン類を共存させる
方法と、多段塔の内部でハロシラン類とヒドロキシル化
合物を接触させてハロゲン化水素を塔頂から取り出しな
がら反応を行わせる方法とがある。
しかしながら、これらの方法のうち、前者すなわち反応
溶媒および/またはアミン類を共存させる方法において
は、次のような欠点がある。
多量の反応媒体を必要とする。
毒性および臭気をもつアミン化合物を多量に要す
る。
反応の初期に、湿気の存在によって毒性と刺戟性を
もつハロゲン化水素を発生する。
生成するアミン化合物とハロゲン化水素との塩の濾
過が困難で、塩が反応生成物に混入する。
また後者においても、前述ののほかに、耐食性を要す
る高価な材質の多段塔を必要とし、また所望のアルコキ
シ化度に応じて、反応原料を所定の安定した速度で供給
するために、高度の制御機器を必要とするなど、反応設
備についての制約が多い。
そこで、ハロシラン類の代わりにメトキシシラン化合物
を用い、エステル交換反応によってアルコキシシラン類
(メトキシシランを除く)またはオキシムシラン類を得
ることが行われ、とくにオキシムシラン類の製造方法に
おいて、反応器内を適宜加熱した状態にしてメタノール
を反応系外に取り出したのち、反応生成物を製造する方
法が知られている(特公昭49-39967号公報)。しかし、
この方法においても、脱メタノール反応の速度が遅く、
また反応平衡が極度にメトキシシラン側に寄っているた
めに、エステル交換反応を進行させるには、副生するメ
タノールを系外に留出させるために過剰の加熱を必要と
する。そのため、反応生成物の分解や着色を伴う不利が
ある。また、反応を進行させるために触媒量のアミンを
用いることが上述の公報に開示されているが、これらを
反応生成物から分離するには、精留による分離を必要と
し、生成物の精製工程を煩雑にしている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、メトキシシラン化合物のエステル交換
反応を有利に行い、かつ反応生成物の分離精製を容易に
する方法を見出すことにある。
〔発明の構成〕
本発明者らは、この目的を達成するために研究を行った
ところ、モレキュラーシーブの存在下にエステル交換反
応を行って、副生するメタノールを選択的にモレキュラ
ーシーブに吸着させることにより、この目的を達成しう
ることを見出して、本発明をなすに至った。
即ち本発明は、一般式 R1 aSi(OCH3)4-a (式中、R1は互いに同一または相異なる置換または非置
換の1価の炭化水素基、aは0〜3の整数を示す)で表
わされるメトキシシラン化合物と、一般式 X=NOHまたはYOH (式中、XはR2R3CまたはR4Cで示される2価の基、R2
よびR3は互いに同一または相異なる1価の炭化水素基、
R4は2価の炭化水素基、Yはメチル基よりも大きな分子
量をもつ1価の炭化水素基を示す)で表わされるヒドロ
キシル化合物とを反応させて、一般式 R1 aSi(OCH3)b(OZ)4-a-b (式中、R1,aは前述のとおり、ZはX=NまたはYで示
される1価の基、X,Yは前述のとおり、bは0〜3の整
数を示し、かつa+bは0〜3の整数である)で示され
るシラン化合物を製造する方法において、反応を細孔径
3〜13Åのモレキュラーシーブの存在下に行うことを特
徴とするシラン化合物の製造方法に関する。
本発明に用いられるメトキシシラン化合物および生成シ
ラン化合物において、R1は置換または非置換の1価の炭
化水素基で、互いに同一でも相異っていてもよい。
R1としてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、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、ドデシル基のようなアルキル
基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基のようなシク
ロアルキル基;2−フェニルエチル基、2−フェニルプロ
ピル基のようなアラルキル基;フェニル基、トリル基、
キセニル基、ナフチル基のようなアリール基;ビニル
基、アリル基、デセニル基のようなアルケニル基;およ
びクロロメチル基、クロロフェニル基、3,3,3−トリフ
ルオロプロピル基、シアノエチル基のような置換炭化水
素基などが例示され、反応性からメチル基またはビニル
基が好ましい。
aは0〜3の整数である。このようなメトキシシラン化
合物としては、テトラメトキシシランのような4官能性
シラン;メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキ
シシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリメ
トキシシランのような3官能性シラン;ジメチルジメト
キシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジフェ
ニルジメトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン
のような2官能性シラン;トリメチルメトキシシラン、
ジメチルビニルメトキシシランのような1官能性シラン
が例示され、反応性および生成物の有用性から、メチル
トリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどが
好ましい。
本発明に用いられるオキシム類において、XはR2R3Cま
たはR4Cで表わされ、Cのところに2個の原子価をもつ
2価の炭化水素基である。R2およびR3は互いに同一また
は相異なる1価の炭化水素基であり、それぞれメチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、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、ドデシル基のようなアルキル基;シクロペンチル
基、シクロヘキシル基のようなシクロアルキル基;2−フ
ェニルエチル基、2−フェニルプロピル基のようなアラ
ルキル基;フェニル基、トリル基のようなアリール基な
どが例示される。またR4は2価の炭化水素基で、テトラ
メチレン基、ペンタメチレン基などが例示される。
このようなオキシム化合物としては、アセトンオキシ
ム、2−ブタノンオキシム、2−ペンタノンオキシム、
2−ノナノンオキシム、ジイソプロピルケトオキシム、
アセトフェノンオキシム、ベンゾフェノンオキシム、シ
クロヘキサノンオキシムなどが例示される。
本発明に用いられるアルコール類またはフェノール類に
おいて、Yは1価の炭化水素基である。Yとしてはエチ
ル基、プロピル基、ブチル基、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、ド
デシル基のようなアルキル基;シクロペンチル基、シク
ロヘキシル基のようなシクロアルキル基;2−フェニルエ
チル基、2−フェニルプロピル基のようなアラルキル
基;フェニル基、トリル基のようなアリール基などが例
示される。
このようなアルコール類またはフェノール類としては、
エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n
−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、デカノー
ル、2−フェニルエタノール、フェノールなどが例示さ
れる。
これらのヒドロキシ化合物のうち、反応性、取扱の容易
なことおよび生成物の有用性から、2−ブタノンオキシ
ム、n−ブタノール、フェノールが特に好ましい。
本発明に用いられるモレキュラーシーブは、反応系およ
び生成系からメタノールを選択的に吸着しうるもので、
細孔径が3〜13Åのものが選ばれる。選択吸収能力から
は細孔径が3〜6Åのものが好ましく、4〜5Åのもの
が特に好ましい。
反応は、メトキシシラン化合物を、ヒドロキシル化合物
ならびにモレキュラーシーブとともに反応容器に仕込
み、好ましくは0〜95℃、更に好ましくは20〜80℃の温
度で行う。0℃未満では反応速度が遅く、95℃を越える
と副反応が起こって収率が低下する。なお、相互の接触
を高めるために撹拌などの手段を用いることもできる。
仕込量はとくに限定されないが、メトキシシラン化合物
のエステル交換したいメトキシ基1モルに対して、1〜
5モルのヒドロキシル化合物を用いることが好ましい。
また、モレキュラーシーブの量は、生成するメタノール
の量に対して5〜20倍(重量)量が好ましい。モレキュ
ラーシーブの量が5倍量未満ではメタノールを完全に吸
着しえないので反応速度が遅くなり、20倍量を越えて用
いても、その量に見合う効果が得られないからである。
〔発明の効果〕
本発明の方法により、オキシムシラン化合物、アルコキ
シシラン化合物、またはフェノキシシラン化合物など
が、比較的低い反応温度で反応を行うことにより収率よ
く得られ、精製にも煩雑な工程を必要としない。
本発明の方法で得られたシラン化合物は、各種の有機ケ
イ素化合物の中間原料、シリコーンゴムや有機高分子の
架橋剤、無機質微粉末の表面処理剤、接着剤やプライマ
ーの成分などとして有用である。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこ
れらの実施例によって限定されるものではない。尚、実
施例中、部はいずれも重量部である。
実施例1〜3、比較例1 撹拌装置を備えた反応容器に、27.2部のメチルトリメト
キシシランと69.6部の2−ブタノンオキシムを仕込み、
さらに細孔径が4Åのモレキュラーシーブ100部を仕込
んで、温度25℃で12時間の反応を行った。反応後、モレ
キュラーシーブを濾過して、無色透明の反応生成物を得
た。
この反応生成物をガスクロマトグラフィーにかけたとこ
ろ、第1表に示す組成のものが得られていることが判っ
た。これを精留して、それぞれのオキシマト基含有シラ
ンを単離することができた(以上、実施例1)。
モレキュラーシーブの量を増した実施例2、細孔径5Å
のモレキュラーシーブを用い、反応温度を上げた実施例
3、モレキュラーシーブを用いず、高温でメタノールを
系外に留去しながら反応を行う比較例1を行った。これ
らの反応条件と結果を第1表に示す。
実施例4,比較例2 実施例1と同じ反応装置に29.6部のビニルトリメトキシ
シランと52.2部の2−ブタノンオキシム、および細孔径
が4Åのモレキュラーシーブ100部を仕込み、第2表に
示す条件で反応を行って、黄色透明の反応生成物を得
た。ガスクロマトグラフィーによる組成比は第2表のと
おりであった。なお、比較例2としてモレキュラーシー
ブを用いないでメタノールを留去しつつ同様の反応を行
ったことろ、淡黄色透明の反応生成物を得た。その組成
比は第2表に示すとおりであった。
実施例5 実施例1と同じ反応装置に27.2部のメチルトリメトキシ
シラン、75.2部のフェノール、および細孔径が4Åのモ
レキュラーシーブ100部を仕込んで、温度55℃で12時間
反応させたところ、無色透明の反応生成物を得た。その
ガスクロマトグラフィーによる組成比は第3表のとおり
であった。精留により、容易にフェノキシ基含有シラン
を得ることができた。
実施例6 実施例1と同じ反応装置に27.2部のメチルトリメトキシ
シラン、66.6部のn−ブタノール、および細孔径が4Å
のモレキュラーシーブ150部を仕込んで、温度50℃で8
時間反応させたところ、無色透明の反応生成物を得た。
そのガスクロマトグラフィーによる組成比は第4表のと
おりであった。精留により、容易にn−ブトキシ基含有
シランを得ることができた。
実施例7 実施例1と同じ反応装置に24.0部のジメチルジメトキシ
シラン、52.2部の2−ブタノンオキシム、および細孔径
が4Åのモレキュラーシーブ100部を仕込んで、温度40
℃で8時間反応させたところ、無色透明の反応生成物を
得た。そのガスクロマトグラフィーによる組成比は第5
表のとおりであった。精留により、容易にオキシマト基
含有シランを得ることができた。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 R1 aSi(OCH3)4-a (式中、R1は互いに同一または相異なる置換または非置
    換の1価の炭化水素基、aは0〜3の整数を示す)で表
    わされるメトキシシラン化合物と、一般式 X=NOHまたはYOH (式中、XはR2R3CまたはR4Cで示される2価の基、R2
    よびR3は互いに同一または相異なる1価の炭化水素基、
    R4は2価の炭化水素基、Yはメチル基よりも大きな分子
    量をもつ1価の炭化水素基を示す)で表わされるヒドロ
    キシル化合物とを反応させて、一般式 R1 aSi(OCH3)b(OZ)4-a-b (式中、R1,aは前述のとおり、ZはX=NまたはYで示
    される1価の基、X,Yは前述のとおり、bは0〜3の整
    数を示し、かつa+bは0〜3の整数である)で示され
    るシラン化合物を製造する方法において、反応を細孔径
    3〜13Åのモレキュラーシーブの存在下に行うことを特
    徴とするシラン化合物の製造方法。
  2. 【請求項2】モレキュラーシーブの細孔径が4〜5Åで
    ある特許請求の範囲第1項記載のシラン化合物の製造方
    法。
  3. 【請求項3】反応温度が0〜95℃である特許請求の範囲
    第1項記載のシラン化合物の製造方法。
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WO2009131038A1 (ja) * 2008-04-22 2009-10-29 東亞合成株式会社 硬化性組成物及び有機ケイ素化合物の製造方法
WO2014136822A1 (ja) * 2013-03-07 2014-09-12 独立行政法人産業技術総合研究所 アルコキシシラン類の製造方法
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