JPH08113578A - (第三級アルキル)アルキルジアルコキシシラン化合物の製造方法 - Google Patents

(第三級アルキル)アルキルジアルコキシシラン化合物の製造方法

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JPH08113578A
JPH08113578A JP6249140A JP24914094A JPH08113578A JP H08113578 A JPH08113578 A JP H08113578A JP 6249140 A JP6249140 A JP 6249140A JP 24914094 A JP24914094 A JP 24914094A JP H08113578 A JPH08113578 A JP H08113578A
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透 久保田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 リチウム試薬を使用することなく、安全に効
率よく(第三級アルキル)アルキルジアルコキシシラン
化合物を製造する方法を提供する。 【構成】 ハイドロジェントリアルコキシシランHSi
(OR13に、第三級グリニャール試薬R2MgX1及び
グリニャール試薬R3MgX2を反応させた後、得られた
シラン化合物R23SiH(OR1)を、触媒の存在下
でアルコールR1OHと反応させ、(第三級アルキル)
アルキルジアルコキシシラン化合物R23Si(O
12を製造する。R1はメチル基またはエチル基、R2
は炭素数4から10の第三級アルキル基、R3は炭素数
3から10の第一級アルキル基または第二級アルキル
基、X1及びX2はハロゲン原子である。X1とX2は同一
でも異なっていてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は木材、コンクリート、大
理石等の各種建材の表面発水剤、シランカップリング
剤、プロピレン重合用触媒として有用である(第三級ア
ルキル)アルキルジアルコキシシラン化合物の製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】木材、コンクリート等の各種建材の表面
発水剤やプロピレン重合用触媒として(第三級アルキ
ル)アルキルジアルコキシシラン化合物が有用であるこ
とが知られている。
【0003】(第三級アルキル)アルキルジアルコキシ
シラン化合物を製造する手段のひとつとして、アルキル
トリアルコキシシランと第三級アルキルリチウムを反応
させる方法が検討されている。(第三級アルキル)アル
キルジアルコキシシラン化合物の原料である第三級アル
キルリチウムは、金属リチウムを溶融し数μmまで分散
させることによって得られる。金属リチウムは高融点
(190℃)であるので溶融しにくく、高活性であるた
め取り扱いが難しい。さらに数μmまで分散させるには
特殊な装置が必要である。金属リチウムから得られる第
三級アルキルリチウムは、空気と接触するだけで自然発
火するので大量に製造することは危険である。従って、
アルキルトリアルコキシシランと第三級アルキルリチウ
ムとを反応させて、(第三級アルキル)アルキルジアル
コキシシラン化合物を製造する方法は工業的には不向き
である。
【0004】(第三級アルキル)アルキルジアルコキシ
シラン化合物を製造する別の手段として、第三級アルキ
ルグリニャール試薬を利用してケイ素化合物に炭化水素
を導入する方法が検討されている。第三級アルキルグリ
ニャール試薬は第三級アルキルリチウム試薬とは異な
り、特殊な装置を用いずに製造でき自然発火性もない。
しかし実際には、第三級アルキルグリニャール試薬はア
ルキルトリアルコキシシランと反応しにくいため、(第
三級アルキル)アルキルジアルコキシシラン化合物の製
造効率を上げることはできなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の課題を
解決するためなされたもので、リチウム試薬を使用する
ことなく、安全に効率よく(第三級アルキル)アルキル
ジアルコキシシラン化合物を製造する方法を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の(第三級アルキル)アルキルジア
ルコキシシラン化合物の製造方法は、下記式〔I〕 HSi(OR13 〔I〕 で表されるハイドロジェントリアルコキシシランに、下
記式〔II〕 R2MgX1 〔II〕 で表される第三級アルキルグリニャール試薬及び下記式
〔III〕 R3MgX2 〔III〕 で表されるグリニャール試薬を反応させた後、得られた
下記式〔IV〕 R23SiH(OR1) 〔IV〕 で表されるシラン化合物を、触媒の存在下で下記式
〔V〕 R1OH 〔V〕 で表されるアルコールと反応させる方法である。
【0007】前記製造方法で得られる(第三級アルキ
ル)アルキルジアルコキシシラン化合物は下記式〔VI〕 R23Si(OR12 〔VI〕 で表される。
【0008】式中のR1はメチル基またはエチル基、R2
は炭素数4から10の第三級アルキル基、R3は炭素数
3から10の第一級アルキル基または第二級アルキル
基、X及びXはハロゲン原子である。X1とX2は同
一でも異なっていてもよい。
【0009】〔I〕式で示されるハイドロジェントリア
ルコキシシランには、具体的にトリメトキシシラン、ト
リエトキシシランが挙げられる。
【0010】〔II〕式で示される第三級アルキルグリニ
ャール試薬は、第三級アルキルハライドとマグネシウム
をエーテル系溶媒中で反応させて得られる。エーテル系
溶媒には、例えばジエチルエーテル、テトラヒドロフラ
ンが挙げられる。
【0011】第三級アルキルグリニャール試薬には、具
体的にtert−ブチルマグネシウムクロライド、te
rt−ブチルマグネシウムブロマイド、1,1−ジメチ
ルプロピルマグネシウムクロライド、1,1−ジメチル
プロピルマグネシウムブロマイド、1−メチル−1−エ
チルプロピルマグネシウムクロライド、1−メチル−1
−エチルプロピルマグネシウムブロマイド、1,1−ジ
エチルプロピルマグネシウムクロライド、1,1−ジエ
チルプロピルマグネシウムブロマイド、1,1,2−ト
リメチルプロピルマグネシウムクロライド、1,1,2
−トリメチルプロピルマグネシウムブロマイド、1−メ
チルシクロペンチルマグネシウムクロライド、1−メチ
ルシクロペンチルマグネシウムブロマイド、1−メチル
シクロヘキシルマグネシウムクロライド、1−メチルシ
クロヘキシルマグネシウムブロマイド、1−エチルシク
ロヘキシルマグネシウムクロライド、1−エチルシクロ
ヘキシルマグネシウムブロマイドが挙げられる。
【0012】〔III〕式で示されるグリニャール試薬は
アルキルハライドとマグネシウムをエーテル系溶媒中で
反応させて得られる。エーテル系溶媒中には、例えばジ
エチルエーテルやテトラヒドロフランが挙げられる。
【0013】グリニャール試薬には、具体的にプロピル
マグネシウムクロライド、プロピルマグネシウムブロマ
イド、イソプロピルマグネシウムクロライド、イソプロ
ピルマグネシウムブロマイド、ブチルマグネシウムクロ
ライド、ブチルマグネシウムブロマイド、イソブチルマ
グネシウムクロライド、イソブチルマグネシウムブロマ
イド,sec−ブチルマグネシウムクロライド、sec
−ブチルマグネシウムブロマイド、ペンチルマグネシウ
ムクロライド、ペンチルマグネシウムブロマイド、イソ
ペンチルマグネシウムクロライド、イソペンチルマグネ
シウムブロマイド、ネオペンチルマグネシウムクロライ
ド、ネオペンチルマグネシウムブロマイド、sec−ペ
ンチルマグネシウムクロライド、sec−ペンチルマグ
ネシウムブロマイド、2−メチルブチルマグネシウムク
ロライド、2−メチルブチルマグネシウムブロマイド、
2−エチルプロピルマグネシウムクロライド、2−エチ
ルプロピルマグネシウムブロマイド、シクロペンチルマ
グネシウムクロライド、シクロペンチルマグネシウムブ
ロマイド、ヘキシルマグネシウムクロライド、ヘキシル
マグネシウムブロマイド、シクロへキシルマグネシウム
クロライド、シクロヘキシルマグネシウムブロマイド、
シクロへプチルマグネシウムクロライド、シクロへプチ
ルマグネシウムブロマイド、オクチルマグネシウムクロ
ライド、オクチルマグネシウムブロマイド、デシルマグ
ネシウムクロライド、デシルマグネシウムブロマイドが
挙げられる。
【0014】〔IV〕式で示されるシラン化合物は、前記
ハイドロジェントリアルコキシシランに、前記第三級ア
ルキルグリニャール試薬及び前記グリニャール試薬を反
応させて得られる。反応させる際には、先に第三級アル
キルグリニャール試薬をハイドロジェントリアルコキシ
シランと反応させた後、グリニャール試薬を反応させた
方がシラン化合物の収率が高くなる。反応はエーテル系
溶媒あるいはエーテル系溶媒と非プロトン性溶媒との混
合溶媒で行う。エーテル系溶媒には、例えばジエチルエ
ーテル、テトラヒドロフランが挙げられる。非プロトン
性溶媒には、例えばヘキサン、デカン、トルエン、キシ
レンが挙げられる。
【0015】〔IV〕式で示されるシラン化合物には、具
体的にtert−ブチルプロピルメトキシシラン、te
rt−ブチルプロピルエトキシシラン、tert−ブチ
ルイソプロピルメトキシシラン、tert−ブチルイソ
プロピルエトキシシラン、tert−ブチルブチルメト
キシシラン、tert−ブチルブチルエトキシシラン、
tert−ブチルイソブチルメトキシシラン、tert
−ブチルイソブチルエトキシシラン、tert−ブチル
−sec−ブチルメトキシシラン、tert−ブチル−
sec−ブチルエトキシシラン、tert−ブチルペン
チルメトキシシラン、tert−ブチルペンチルエトキ
シシラン、tert−ブチルイソペンチルメトキシシラ
ン、tert−ブチルイソペンチルエトキシシラン、t
ert−ブチルシクロペンチルメトキシシラン、ter
t−ブチルシクロペンチルエトキシシラン、tert−
ブチルヘキシルメトキシシラン、tert−ブチルヘキ
シルエトキシシラン、tert−ブチルシクロヘキシル
メトキシシラン、tert−ブチルシクロヘキシルエト
キシシラン、tert−ブチルオクチルメトキシシラ
ン、tert−ブチルオクチルエトキシシラン、ter
t−ブチルデシルメトキシシラン、tert−ブチルデ
シルエトキシシラン、(1,1−ジメチルプロピル)プ
ロピルメトキシシラン、(1,1−ジメチルプロピル)
プロピルエトキシシラン、(1,1−ジメチルプロピ
ル)イソプロピルメトキシシラン、(1,1−ジメチル
プロピル)イソプロピルエトキシシラン、(1,1−ジ
メチルプロピル)ブチルメトキシシラン、(1,1−ジ
メチルプロピル)イソブチルメトキシシラン、(1,1
−ジメチルプロピル)シクロペンチルメトキシシラン、
(1,1−ジメチルプロピル)ヘキシルメトキシシラ
ン、(1,1−ジメチルプロピル)シクロヘキシルメト
キシシラン、(1−メチル−1−エチルプロピル)プロ
ピルメトキシシラン、(1,1−ジエチルプロピル)イ
ソプロピルメトキシシラン、(1,1,2−トリメチル
プロピル)ブチルメトキシシラン、(1−メチルシクロ
ペンチル)プロピルメトキシシラン、(1−メチルシク
ロペンチル)イソプロピルメトキシシラン、(1−メチ
ルシクロペンチル)ブチルメトキシシラン、(1−メチ
ルシクロペンチル)イソブチルメトキシシラン、(1−
メチルシクロペンチル)シクロペンチルメトキシシラ
ン、(1−メチルシクロペンチル)シクロヘキシルメト
キシシラン、(1−メチルシクロヘキシル)プロピルメ
トキシシラン、(1−メチルシクロヘキシル)イソプロ
ピルメトキシシラン、(1−メチルシクロヘキシル)ブ
チルメトキシシラン、(1−メチルシクロヘキシル)イ
ソブチルメトキシシラン、(1−メチルシクロヘキシ
ル)シクロペンチルメトキシシラン、(1−メチルシク
ロヘキシル)シクロヘキシルメトキシシランが挙げられ
る。
【0016】〔V〕式で示されるアルコールには、具体
的にメタノール、エタノールが挙げられる。アルコール
は〔IV〕式で示されるシラン化合物に対して1モル当量
から10モル当量添加される。アルコールとシラン化合
物との反応は、アルコールの沸点温度付近で行うことが
好ましい。1モル当量未満の場合は目的物質である(第
三級アルキル)アルキルジアルコキシシラン化合物が生
成されず、10モル当量を越える場合は副生成物が多量
に発生してしまう。
【0017】〔VI〕式で示される(第三級アルキル)ア
ルキルジアルコキシシラン化合物は、〔IV〕式で示され
るシラン化合物と〔V〕式で示されるアルコールとを、
触媒の存在下で反応させて得られる。触媒には金属アル
コキサイド、遷移金属、金属化合物がある。これら触媒
は単独で使用しても、混合して使用してもよい。金属ア
ルコキサイドには、例えばナトリウムメトキシド、ナト
リウムエトキシドが挙げられ、遷移金属には、例えばパ
ラジウム、ロジウム、白金が挙げられ、金属化合物に
は、例えば酢酸パラジウム、クロロトリストリフェニル
フォスフィンロジウム、塩化白金酸等が挙げられる。こ
れらの触媒の使用量は〔IV〕式で示されるシラン化合物
に対して0.01モル%から20モル%、特には0.1
モル%から5モル%であるのが好ましい。0.01モル
%未満の場合はシラン化合物とアルコールとが反応せ
ず、20モル%を越える場合は触媒を多量に入れただけ
の効果が発揮されない。
【0018】〔VI〕式で示される(第三級アルキル)ア
ルキルジアルコキシシラン化合物には、具体的にter
t−ブチルプロピルジメトキシシラン、tert−ブチ
ルプロピルジエトキシシシラン、tert−ブチルイソ
プロピルジメトキシシラン、tert−ブチルイソプロ
ピルジエトキシシラン、tert−ブチルブチルジメト
キシシラン、tert−ブチルブチルジエトキシシラ
ン、tert−ブチルイソブチルジメトキシシラン、t
ert−ブチルイソブチルジエトキシシラン、tert
−ブチル−sec−ブチルジメトキシシラン、tert
−ブチル−sec−ブチルジエトキシシラン、tert
−ブチルペンチルジメトキシシラン、tert−ブチル
ペンチルジエトキシシラン、tert−ブチルイソペン
チルジメトキシシラン、tert−ブチルイソペンチル
ジエトキシシラン、tert−ブチルシクロペンチルジ
メトキシシラン、tert−ブチルシクロペンチルジエ
トキシシラン、tert−ブチルヘキシルジメトキシシ
ラン、tert−ブチルヘキシルジエトキシシラン、t
ert−ブチルシクロヘキシルジメトキシシラン、te
rt−ブチルシクロヘキシルジエトキシシラン、ter
t−ブチルオクチルジメトキシシラン、tert−ブチ
ルオクチルジエトキシシラン、tert−ブチルデシル
ジメトキシシラン、tert−ブチルデシルジエトキシ
シラン、(1,1−ジメチルプロピル)プロピルジメト
キシシラン、(1,1−ジメチルプロピル)プロピルジ
エトキシシラン、(1,1−ジメチルプロピル)イソプ
ロピルジメトキシシラン、(1,1−ジメチルプロピ
ル)イソプロピルジエトキシシラン、(1,1−ジメチ
ルプロピル)ブチルジメトキシシラン、(1,1−ジメ
チルプロピル)イソブチルジメトキシシラン、(1,1
−ジメチルプロピル)シクロペンチルジメトキシシラ
ン、(1,1−ジメチルプロピル)ヘキシルジメトキシ
シラン、(1,1−ジメチルプロピル)シクロヘキシル
ジメトキシシラン、(1−メチル−1−エチルプロピ
ル)プロピルジメトキシシラン、(1,1−ジエチルプ
ロピル)イソプロピルジメトキシシラン、(1,1,2
−トリメチルプロピル)ブチルジメトキシシラン、(1
−メチルシクロペンチル)プロピルジメトキシシラン、
(1−メチルシクロペンチル)イソプロピルジメトキシ
シラン、(1−メチルシクロペンチル)ブチルジメトキ
シシラン、(1−メチルシクロペンチル)イソブチルジ
メトキシシラン、(1−メチルシクロペンチル)シクロ
ペンチルジメトキシシラン、(1−メチルシクロペンチ
ル)シクロヘキシルジメトキシシラン、(1−メチルシ
クロヘキシル)プロピルジメトキシシラン、(1−メチ
ルシクロヘキシル)イソプロピルジメトキシシラン、
(1−メチルシクロヘキシル)ブチルジメトキシシラ
ン、(1−メチルシクロヘキシル)イソブチルジメトキ
シシラン、(1−メチルシクロヘキシル)シクロペンチ
ルジメトキシシラン、(1−メチルシクロヘキシル)シ
クロヘキシルジメトキシシランが挙げられる。
【0019】
【発明の効果】本発明の製造方法によると、取り扱いの
難しいリチウム試薬を使用することなく、安全に効率よ
く(第三級アルキル)アルキルジアルコキシシラン化合
物を製造することができる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0021】実施例1 撹拌機、還流冷却器、温度計及び滴下ロートを備えた5
00mlのフラスコ中に金属マグネシウム12.2g
(0.5モル)、テトラヒドロフラン150ml及び少
量のヨウ素を仕込んだ。窒素ガス雰囲気下にて滴下ロー
トよりイソブチルクロライド46.3g(0.5モル)
を内温40〜50℃で1時間滴下し、さらに55℃で1
時間撹拌して、グリニャール試薬となるイソブチルマグ
ネシウムクロライドを得た。
【0022】イソブチルマグネシウムクロライドの製造
が終了したら、撹拌機、還流冷却器、温度計及び滴下ロ
ートを備えた別の1000mlのフラスコ中に金属マグ
ネシウム12.2g(0.5モル)、テトラヒドロフラ
ン150ml及び少量のヨウ素を仕込んだ。窒素ガス雰
囲気下にて滴下ロートよりtert−ブチルクロライド
46.3g(0.5モル)を内温40〜50℃で1時間
滴下し、さらに55℃で1時間撹拌して第三級アルキル
グリニャール試薬となるtert−ブチルマグネシウム
クロライドを得た。
【0023】tert−ブチルマグネシウムクロライド
へ滴下ロートよりトリメトキシシラン61.1g(0.
5モル)を室温下にて1時間滴下し、環流下で1時間熟
成した。その後、先に合成したイソブチルマグネシウム
クロライドのテトラヒドロフラン溶液を滴下ロートから
室温下で1時間かけて滴下し、還流下で3時間熟成し反
応させた。この反応液を濾過し塩を除去した後、蒸留す
ることによりtert−ブチルイソブチルメトキシシラ
ンを含む留分を得た。
【0024】蒸留終了後、撹拌機、還流冷却器、温度計
及び滴下ロートを備えた別の200mlのフラスコ中に
メタノール32.0g(1.0モル)及び触媒としてナ
トリウムメトキシド0.54g(10ミリモル)を仕込
み、滴下ロートから上記蒸留により得られた留分を60
〜70℃で2時間滴下し、そのまま10時間撹拌した。
この反応液を蒸留し101〜102℃/50mmHgの
沸点を有する留分を採取することにより、tert−ブ
チルイソブチルジメトキシシラン79.0gを得た。収
率は77.3%であった。
【0025】比較例1 撹拌機、還流冷却器、温度計及び滴下ロートを備えた5
00mlのフラスコ中に金属マグネシウム12.2g
(0.5モル)、テトラヒドロフラン150ml及び少
量のヨウ素を仕込んだ。窒素ガス雰囲気下にて滴下ロー
トよりtert−ブチルクロライド46.3g(0.5
モル)を内温40〜50℃で1時間滴下し、さらに55
℃で1時間撹拌して、第三級アルキルグリニャール試薬
となるtert−ブチルマグネシウムクロライドを得
た。tert−ブチルマグネシウムクロライドへ滴下ロ
ートよりイソブチルトリメトキシシラン89.2g
(0.5モル)を室温下にて1時間滴下し、還流下で5
時間熟成した。この反応液をガスクロマトグラフィーに
より調べたところ、tert−ブチルイソブチルジメト
キシシランは全く生成していなかった。
【0026】実施例2 イソブチルクロライド46.3g(0.5モル)をプロ
ピルブロマイド61.5g(0.5モル)に変更したこ
とを除いて、実施例1と同様の実験を行った。92〜9
3℃/100mmHgの沸点を有する留分を採取するこ
とにより、tert−ブチルプロピルジメトキシシラン
70.5gを得た。収率は74.1%であった。
【0027】実施例3 イソブチルクロライド46.3g(0.5モル)をイソ
プロピルクロライド39.3g(0.5モル)に変更し
たことを除いて、実施例1と同様の実験を行った。10
7〜108℃/100mmHgの沸点を有する留分を採
取することにより、tert−ブチルイソプロピルジメ
トキシシラン63.4gを得た。収率は66.6%であ
った。
【0028】実施例4 イソブチルクロライド46.3g(0.5モル)をse
c−ブチルクロライド46.3g(0.5モル)に変更
したことを除いて、実施例1と同様の実験を行った。9
5〜96℃/30mmHgの沸点を有する留分を採取す
ることにより、tert−ブチルイソブチルジメトキシ
シラン71.7gを得た。収率は70.2%であった。
【0029】実施例5 イソブチルクロライド46.3g(0.5モル)をヘキ
シルクロライド60.3g(0.5モル)に変更したこ
とを除いて、実施例1と同様の実験を行った。83〜8
4℃/2mmHgの沸点を有する留分を採取することに
より、tert−ブチルヘキシルジメトキシシラン8
4.7gを得た。収率は72.9%であった。
【0030】実施例6 tert−ブチルクロライド46.3g(0.5モル)
を2,2−ジメチルプロピルクロライド53.3g
(0.5モル)に変更したことを除いて、実施例1と同
様の実験を行った。110〜111℃/50mmHgの
沸点を有する留分を採取することにより、(2,2−ジ
メチルプロピル)イソブチルジメトキシシラン67.8
gを得た。収率は62.1%であった。
【0031】実施例7 tert−ブチルクロライド46.3g(0.5モル)
を1−メチルシクロヘキシルクロライド66.3g
(0.5モル)に変更したことを除いて、実施例1と同
様の実験を行った。82〜83℃/1mmHgの沸点を
有する留分を採取することにより、(1−メチルシクロ
ヘキシル)イソブチルジメトキシシラン74.4gを得
た。収率は60.9%であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 幹夫 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

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記式〔I〕 HSi(OR13 〔I〕 (式中のR1はメチル基またはエチル基)で表されるハ
    イドロジェントリアルコキシシランに、下記式〔II〕 R2MgX1 〔II〕 (式中のR2は炭素数4から10の第三級アルキル基、
    1はハロゲン原子)で表される第三級アルキルグリニ
    ャール試薬及び下記式〔III〕 R3MgX2 〔III〕 (式中のR3は炭素数3から10の第一級アルキル基ま
    たは第二級アルキル基、X2はハロゲン原子)で表され
    るグリニャール試薬を反応させた後、得られた下記式
    〔IV〕 R23SiH(OR1) 〔IV〕 で表されるシラン化合物を、触媒の存在下で下記式
    〔V〕 R1OH 〔V〕 で表されるアルコールと反応させることを特徴とする
    (第三級アルキル)アルキルジアルコキシシラン化合物
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記〔V〕式で示されるアルコールを前
    記〔IV〕式で示されるシラン化合物に対して1モル当量
    から10モル当量添加することを特徴とする請求項1に
    記載の(第三級アルキル)アルキルジアルコキシシラン
    化合物の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記触媒が金属アルコキサイド、遷移金
    属及び金属化合物から選ばれる少なくとも1種類であ
    り、その使用量が前記〔IV〕式で示されるシラン化合物
    に対して0.01モル%から20モル%であることを特
    徴とする請求項1または2に記載の(第三級アルキル)
    アルキルジアルコキシシラン化合物の製造方法。
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