JPH0931080A - High-purity tetramethoxysilane and its production - Google Patents

High-purity tetramethoxysilane and its production

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JPH0931080A
JPH0931080A JP31083295A JP31083295A JPH0931080A JP H0931080 A JPH0931080 A JP H0931080A JP 31083295 A JP31083295 A JP 31083295A JP 31083295 A JP31083295 A JP 31083295A JP H0931080 A JPH0931080 A JP H0931080A
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JP
Japan
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tetramethoxysilane
content
trimethoxymethylsilane
component
purity
Prior art date
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JP31083295A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Suguro
芳雄 勝呂
Takanobu Katsuki
隆伸 香月
Akihiro Takazawa
彰裕 高澤
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain high-purity tetramethoxysilane useful to synthetic quartz powder or a raw material for its compact by reacting metal silicon with methanol. SOLUTION: This compound having <=0.3wt.% trimethoxymethylsilane content, preferably <=50ppb boron content and <=10ppb phosphorus content is obtained by reacting (A) silicon metal with (B) methanol. An insoluble component, a high-boiling component and a low-boiling component are separated from crude tetramethoxysilane obtained by the reaction of the component A and the component B. The resultant substance is distilled and purified so as to make <=0.3wt.% content of trimethoxymethylsilane in tetramethoxysilane. The amount of the composition B, for example, is preferably 4-10mols based on 1mol of the component A. Dodecylbenzene, etc., are used as a solvent.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、合成石英粉あるい
はその成形体の原料として有用な高純度テトラメトキシ
シラン及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to high-purity tetramethoxysilane useful as a raw material for synthetic quartz powder or a molded product thereof and a method for producing the same.

【0002】近年、光通信分野、半導体産業等で使用さ
れるガラス製品に於いてはその微量不純物及び製品中の
微小泡に関し非常に厳しい管理が行われている。例えば
ガラス製品がシリコン単結晶引き上げ用るつぼで有る場
合、微量不純物を含有していると、るつぼより溶出した
微量不純物がシリコン単結晶に混入し半導体の性能を低
下する。また、微小泡を含有していると、シリコン単結
晶引き上げ時の液面揺動、結晶欠陥発生の原因となるば
かりか、るつぼの耐久性も低下させる、等の問題を生じ
るためである。
In recent years, in glass products used in the fields of optical communication, semiconductor industry, etc., very strict control has been carried out regarding trace impurities and micro bubbles in the products. For example, when the glass product is a crucible for pulling a silicon single crystal, if a trace amount of impurities is contained, the trace amount impurities eluted from the crucible are mixed into the silicon single crystal and the performance of the semiconductor is deteriorated. Further, if the micro bubbles are contained, not only causes the liquid level fluctuation at the time of pulling the silicon single crystal and the occurrence of crystal defects, but also causes the problems such as the durability of the crucible to be reduced.

【0003】このような高品質のガラスは主に、天然
石英を精製する方法、四塩化珪素の酸水素炎中での分
解で発生したヒュームを基体に付着・成長させる方法、
シリコンアルコシキド等の加水分解・ゲル化等により
得たシリカゲルを焼成して得られた合成石英粉を用いる
方法等によって生成される。
Such high quality glass is mainly produced by a method for purifying natural quartz, a method for adhering and growing fumes generated by decomposition of silicon tetrachloride in an oxyhydrogen flame on a substrate,
It is produced by, for example, a method using synthetic quartz powder obtained by firing silica gel obtained by hydrolysis and gelation of silicon alkoxide and the like.

【0004】しかしながら、の方法では、微量不純物
含有率の低減に限界があり、の方法では、極めて製造
コストが高い等の問題点がある。一方、のシリカゲ
ル、特にシリコンアルコキシド由来のシリカゲルを用い
た場合、比較的微量不純物含有率が低い合成石英粉が得
られるが、要求レベルを必ずしも満足しているとは言え
ない。また、このの方法では、最終製品の成形体中に
微小泡が発生しやすく、微小泡による上述の問題に繋が
る。
However, the method (1) has a limit in reducing the content of trace impurities, and the method (2) has a problem that the manufacturing cost is extremely high. On the other hand, when silica gel, particularly silica gel derived from silicon alkoxide, is used, a synthetic quartz powder having a relatively low content of trace impurities can be obtained, but it cannot be said that the required level is necessarily satisfied. Further, in this method, fine bubbles are easily generated in the molded product of the final product, which leads to the above-mentioned problems due to the fine bubbles.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記実
情に鑑み、シリコンアルコキシドの加水分解・ゲル化に
より得られたシリカゲルを用いるものであって、従来に
比べ微量不純物含有率が低く、また微小泡の発生が極め
て少ない合成石英粉あるいはその成形体を製造する方法
につき鋭意研究した結果、これらの問題の主原因が原料
シリコンアルコキシド中の特定化合物にあることを見い
だし本発明を完成した。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above situation, the inventors of the present invention use silica gel obtained by hydrolysis and gelation of silicon alkoxide, and have a low content of trace impurities as compared with conventional ones. Further, as a result of earnest research on a method for producing a synthetic quartz powder or a molded product thereof in which generation of micro bubbles is extremely small, the present inventors have completed the present invention by finding out that the main cause of these problems is the specific compound in the raw material silicon alkoxide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、(1)金属珪
素とメタノールの反応によって得られたテトラメトキシ
シランであり、トリメトキシメチルシランの含有率が
0.3重量%以下であることを特徴とする高純度テトラ
メトキシシラン及び、(2)金属珪素とメタノールの反
応によって得られた粗テトラメトキシシランを精製し高
純度テトラメトキシシランを製造する方法に於いて、粗
テトラメトキシシランより不溶成分、高沸成分及び低沸
成分を分離した後のテトラメトキシシラン中のトリメト
キシメチルシランの含有率を0.3重量%以下となるよ
うに蒸留精製することを特徴とする高純度テトラメトキ
シシランの製造方法、に存する。
The present invention provides (1) tetramethoxysilane obtained by the reaction of metallic silicon and methanol, wherein the content of trimethoxymethylsilane is 0.3% by weight or less. In a method for producing high-purity tetramethoxysilane by purifying the characteristic high-purity tetramethoxysilane and (2) crude tetramethoxysilane obtained by the reaction of metallic silicon and methanol, a component insoluble from crude tetramethoxysilane is used. Of high-purity tetramethoxysilane characterized by distilling and purifying the content of trimethoxymethylsilane in tetramethoxysilane after separating the high-boiling component and the low-boiling component to 0.3% by weight or less. Manufacturing method.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いる粗テトラメトキシシランは、下記(1)
式に示すように、金属珪素とメタノールを反応させるこ
とによって得られる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.
The crude tetramethoxysilane used in the present invention has the following (1)
As shown in the formula, it is obtained by reacting metallic silicon with methanol.

【0008】[0008]

【数1】 Si + 4MeOH → Si(OMe)4 + 2H2 (1)[Equation 1] Si + 4 MeOH → Si (OMe) 4 + 2H 2 (1)

【0009】メタノールの使用量は、金属珪素1モルに
対し3〜50倍モル、特に好ましくは4〜10倍モルの
範囲から選ばれる。3倍モル未満では未反応の金属珪素
が多量に残存し、生産性が低い。また50倍モルを超え
ると、未反応メタノールが多量に残存し、分離精製に多
量のエネルギーを要する。
The amount of methanol used is selected in the range of 3 to 50 times mol, particularly preferably 4 to 10 times mol, per mol of metallic silicon. When the amount is less than 3 times the molar amount, unreacted metallic silicon remains in a large amount and the productivity is low. On the other hand, if it exceeds 50 times by mole, a large amount of unreacted methanol remains, and a large amount of energy is required for separation and purification.

【0010】反応溶媒としては、炭化水素溶媒を広く用
いることができるが、テトラメトキシシランと分離が容
易な高沸点溶媒が使用に適する。高沸点溶媒としては、
例えば、トリエチルベンゼン、オクチルベンゼン、ドデ
シルベンゼン、ジドデシルベンゼン等のアルキルベンゼ
ン化合物やジフェニルメタン、ベンジルトルエン、ジベ
ンジルトルエン等のアリールメタン化合物が挙げられ
る。これらのうち、特にドデシルベンゼンが、目的物で
あるテトラメトキシシランとの沸点差が大きく分離が容
易であり、また比較的安価であるため好ましい。溶媒の
使用量は、工業的には金属珪素1gに対し1ミリリット
ル〜100ミリリットル、特に1.5〜10ミリリット
ルの範囲から適宜選択するのがよい。溶媒があまりに少
ないと金属珪素をスラリー状態とすることができないの
で反応を行うことができず、逆に多すぎると単位当たり
の生産性が低く大型の装置を要するためである。
Although a hydrocarbon solvent can be widely used as a reaction solvent, a high boiling point solvent which is easily separated from tetramethoxysilane is suitable for use. As a high boiling point solvent,
Examples thereof include alkylbenzene compounds such as triethylbenzene, octylbenzene, dodecylbenzene and didodecylbenzene, and arylmethane compounds such as diphenylmethane, benzyltoluene and dibenzyltoluene. Of these, dodecylbenzene is particularly preferable because it has a large difference in boiling point from the target product, tetramethoxysilane, is easy to separate, and is relatively inexpensive. The amount of the solvent to be used is industrially suitably selected from the range of 1 ml to 100 ml, particularly 1.5 to 10 ml per 1 g of metallic silicon. This is because if the amount of the solvent is too small, the metallic silicon cannot be made into a slurry state, and the reaction cannot be performed. On the contrary, if the amount is too large, the productivity per unit is low and a large apparatus is required.

【0011】この反応の触媒としては、アルカリアルコ
レート等の塩基触媒(特開昭52−12133号公報)
と塩化銅等の銅触媒(特公昭50−34538号公報)
が知られている。反応温度は、溶媒・触媒等によっても
異なるが、通常、100〜300℃である。反応時の圧
力は、上記反応温度に於けるメタノール及び炭化水素の
蒸気圧に、反応により発生する水素ガスの圧力が加算さ
れた値になるが、発生する水素ガスをパージしつつ行
い、低圧で反応を行う事もできる。
As a catalyst for this reaction, a basic catalyst such as an alkali alcoholate (Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-12133)
And copper catalysts such as copper chloride (Japanese Patent Publication No. 50-34538)
It has been known. The reaction temperature varies depending on the solvent, the catalyst, etc., but is usually 100 to 300 ° C. The pressure during the reaction is a value obtained by adding the pressure of hydrogen gas generated by the reaction to the vapor pressure of methanol and hydrocarbons at the above reaction temperature. The reaction can also be performed.

【0012】上記一段反応の他に、一旦、テトラメトキ
シシラン、トリメトキシメチルシラン及びメタノールの
混合組成物を得た後、アルカリ金属或いはアルカリ土類
金属の酸化物または水酸化物を触媒としテトラメトキシ
シランを得る方法も提案されている(特開昭63−16
6888号公報)。
In addition to the above one-step reaction, once a mixed composition of tetramethoxysilane, trimethoxymethylsilane and methanol is obtained, tetramethoxysilane is used as a catalyst with an oxide or hydroxide of an alkali metal or alkaline earth metal. A method for obtaining silane has also been proposed (JP-A-63-16).
6888).

【0013】このようにして得られた反応組成物(以
下、「粗テトラメトキシシラン」という)中には、目的
物質であるテトラメトキシシランの他に、溶媒、未反応
メタノール、不溶成分及び副生物であるトリメトキシメ
チルシランと珪素含有オリゴマーを含有している。
In the reaction composition thus obtained (hereinafter referred to as "crude tetramethoxysilane"), in addition to the target substance tetramethoxysilane, a solvent, unreacted methanol, insoluble components and by-products. Which contains trimethoxymethylsilane and a silicon-containing oligomer.

【0014】本発明においては、かかる粗テトラメトキ
シシランを精製することにより高純度テトラメトキシシ
ランを得る。効率的な精製を行うに際しては、例えば以
下の方法が挙げられる。まず、不溶成分及びテトラメト
キシシランに比べ高沸成分の珪素含有オリゴマー及び溶
媒を分離する。不溶成分は、反応液中に固体として分散
しているものであり、濾過により分離するか、或いは、
薄膜蒸発機を用い高沸成分と共に蒸留残渣として分離す
ることができる。高沸成分の含有率を更に低減するため
に、再度、蒸留処理を行うのが望ましい。この際塔頂と
塔底の温度差を20℃以下にするとリンの含有量を大幅
に低減することができ、その濃度を10ppb以下とす
ることもできることが本発明者らの実験で確認できた。
次に、テトラメトキシシランに比べ低沸成分の未反応の
メタノール及びトリメトキシメチルシランを蒸留分離す
る。
In the present invention, high purity tetramethoxysilane is obtained by purifying such crude tetramethoxysilane. For efficient purification, for example, the following method may be mentioned. First, a silicon-containing oligomer having a higher boiling point than the insoluble component and tetramethoxysilane and a solvent are separated. The insoluble component is one that is dispersed as a solid in the reaction solution, and is separated by filtration, or
It can be separated as a distillation residue together with high boiling components using a thin film evaporator. In order to further reduce the content of the high boiling point component, it is desirable to perform the distillation treatment again. At this time, it was confirmed by the experiments of the present inventors that the phosphorus content can be significantly reduced by setting the temperature difference between the top and the bottom of the column to 20 ° C. or less, and the concentration can be set to 10 ppb or less. .
Next, unreacted methanol and trimethoxymethylsilane, which have a lower boiling point than tetramethoxysilane, are separated by distillation.

【0015】不溶成分を除去した後の精製方法として
は、先ず、テトラメトキシシランに比べ低沸成分の未反
応のメタノール及びトリメトキシメチルシランを蒸留分
離し、続いて、高沸成分の分離蒸留を行ってもよい。
As a purification method after removing the insoluble component, first, unreacted methanol and trimethoxymethylsilane, which have a lower boiling point than tetramethoxysilane, are separated by distillation, and then the high boiling component is separated and distilled. You can go.

【0016】回分法で操作を行う場合は、必然的に後者
の方法となる。テトラメトキシシランに比べ低沸成分の
未反応のメタノール及びトリメトキシメチルシランの蒸
留分離は、通常の蒸留装置が使用される。操作は、回分
・連続のいずれでも実施できる。テトラメトキシシラン
とメタノール及びトリメトキシメチルシランの分離を精
密に行うために、蒸留塔内には棚段或いは充填物が設置
される。その段数は、5〜50段で、塔径は、処理条件
により決定される。圧力は、通常、常圧あるいは減圧で
操作される。分離を精密に行うために、塔頂凝縮液の一
部は塔に還流させつつ操作するが、その還流比は、通
常、0.1〜5である。回分で蒸留を行う場合は、流出
する液の組成見合いで還流比を変化させつつ操作を行っ
てもよい。又、回分操作では、低沸成分に引き続き、高
純度のテトラメトキシシランが流出することとなるが、
連続操作では、高純度のテトラメトキシシランは、リボ
イラーから抜き出す事となり操作時に於ける装置からの
微量金属の混入が発生するので、再度、蒸留処理を施
し、高純度化を行うのが望ましい。
When the operation is performed by the batch method, the latter method is inevitably used. An ordinary distillation apparatus is used for distillative separation of unreacted methanol and trimethoxymethylsilane, which have a lower boiling point than tetramethoxysilane. The operation can be performed either batchwise or continuously. In order to precisely separate tetramethoxysilane from methanol and trimethoxymethylsilane, trays or packings are installed in the distillation column. The number of stages is 5 to 50, and the column diameter is determined by the processing conditions. The pressure is usually normal pressure or reduced pressure. In order to carry out the separation precisely, a part of the condensate at the top of the column is operated while being refluxed in the column, and the reflux ratio is usually 0.1 to 5. When the distillation is carried out batchwise, the operation may be carried out while changing the reflux ratio depending on the composition of the liquid flowing out. Further, in the batch operation, high-purity tetramethoxysilane will flow out after the low-boiling component,
In continuous operation, high-purity tetramethoxysilane is withdrawn from the reboiler, and trace metals are mixed from the device during operation. Therefore, it is desirable to perform distillation treatment again to achieve high purity.

【0017】このようにして、テトラメトキシシラン中
のトリメトキシメチルシランの含有率を0.3重量%以
下、望ましくは0.15重量%以下とすることが本発明
の高純度テトラメトキシシランの製造方法における要件
である。本発明により得られる、トリメトキシメチルシ
ランの含有率の低いテトラメトキシシランを用い、ゾル
・ゲル法により得られたシリカゲルを焼成して合成石英
粉を製造すると、シリカゲルの焼成時に黒色の粉の発生
が大幅に減少し、このような黒色粉の少ない石英粉を用
いて製造した石英ガラス成形体は微小な泡の発生も大幅
に減少する。この現象に対するメカニズムは必ずしも明
らかになっていないが、通常のメトキシ基は焼成時に、
脱メトキシあるいは酸化により実質的に消滅するが、メ
チル基は、脱離しがたく、酸化速度も遅い為に、合成石
英粉中に未燃炭素として残存し易く、黒色粒子を発生さ
せ、このような石英粉を用いた成形の際、泡が発生する
原因となると考えられる。
In this way, the content of trimethoxymethylsilane in tetramethoxysilane is set to 0.3% by weight or less, preferably 0.15% by weight or less to produce the high-purity tetramethoxysilane of the present invention. It is a requirement in the method. When tetramethoxysilane having a low trimethoxymethylsilane content obtained by the present invention is used to produce synthetic quartz powder by firing silica gel obtained by the sol-gel method, black powder is generated when firing silica gel. Is significantly reduced, and the quartz glass molded body produced by using such a quartz powder having a small amount of black powder also greatly reduces the generation of minute bubbles. Although the mechanism for this phenomenon has not been clarified, the usual methoxy group is
Although it disappears substantially by demethoxylation or oxidation, the methyl group is hard to be eliminated and the oxidation rate is slow, so that it is likely to remain as unburned carbon in the synthetic quartz powder, and black particles are generated. It is considered that this is a cause of generation of bubbles during molding using quartz powder.

【0018】一方、微量不純成分で、最近、最も注目さ
れているホウ素及びリンは、これまで、雰囲気からの汚
染が考えられていたが、本発明者らによる種々検討の結
果、主に原料であるテトラメトキシシランより混入する
ことが判明した。即ち、テトラメトキシシラン中のホウ
素及びリンの含有率と合成石英粉或いはその成形体中の
ホウ素及びリンの含有率に各々極めて良好な正の相関が
見られる。テトラメトキシシラン中のホウ素及びリンの
形態は明らかとはなっていないが、反応に用いる金属珪
素中に存在するホウ素及びリンとメタノールとの反応に
より生成する有機ボロン及び有機リン化合物と考えられ
る。
On the other hand, boron and phosphorus, which are the trace impurities and which have received the most attention recently, have been considered to be contaminated from the atmosphere. However, as a result of various studies conducted by the present inventors, they were mainly used as raw materials. It was found to be mixed with certain tetramethoxysilane. That is, very good positive correlations are found between the content rates of boron and phosphorus in tetramethoxysilane and the content rates of boron and phosphorus in the synthetic quartz powder or the molded product thereof. The morphology of boron and phosphorus in tetramethoxysilane has not been clarified, but they are considered to be organic boron and organic phosphorus compounds formed by the reaction of methanol with boron and phosphorus present in the metallic silicon used for the reaction.

【0019】本発明者らは、トリメトキシメチルシラン
とテトラメトキシシランの分離検討を行う過程で、意外
にも、トリメトキシメチルシランの含有率を下げるに従
いホウ素の含有率が低下する事をも見いだした。すなわ
ち、本発明の製造方法により、テトラメトキシシラン中
のトリメトキシメチルシランの含有率を0.3重量%以
下とすることにより、ホウ素含有率が50ppb以下の
テトラメトキシシランが容易に得られるのである。本発
明の製造方法により、例えばテトラメトキシシラン中の
トリメトキシメチルシランの含有率を、0.001重量
%以上とすると、ホウ素の含有率は、通常、0.01p
pb以上となる。なお、、トリメトキシメチルシランの
含有率は、公知の測定方法により測定すればよく、例え
ばFID法等のガスクロマトグラフィー等を利用すれ
ば、高感度で測定することができる。また、ホウ素及び
リンの含有率の測定方法も特に限定されず充分な感度を
有するものであれば種々の公知の方法を用いることがで
きるが、例えば、テトラメトキシシランを超純水で加水
分解してSiO2 としてフッ酸に溶かし、ICP−M
S法により測定する等の手段により正確に検出すること
ができる。
The present inventors have surprisingly found that, in the process of separating trimethoxymethylsilane and tetramethoxysilane, the content of boron decreases as the content of trimethoxymethylsilane decreases. It was That is, by setting the content of trimethoxymethylsilane in tetramethoxysilane to 0.3% by weight or less by the production method of the present invention, tetramethoxysilane having a boron content of 50 ppb or less can be easily obtained. . According to the production method of the present invention, when the content of trimethoxymethylsilane in tetramethoxysilane is 0.001% by weight or more, the content of boron is usually 0.01 p or less.
It becomes pb or more. The content of trimethoxymethylsilane may be measured by a known measurement method, and for example, gas chromatography such as FID method can be used to measure with high sensitivity. Further, the method for measuring the content rates of boron and phosphorus is not particularly limited, and various known methods can be used as long as they have sufficient sensitivity. For example, tetramethoxysilane is hydrolyzed with ultrapure water. Dissolved in hydrofluoric acid as SiO 2 and use ICP-M
It can be accurately detected by means such as measurement by the S method.

【0020】なお、本発明の高純度テトラメトキシシラ
ン中の、トリメトキシメチルシラン、ホウ素及びリン以
外の成分の含有量も、当然少ないことが望ましい。例え
ば未反応メタノールの残存量も、好ましくは0.3重量
%以下とするのがよいが、これら他の成分は、通常、ト
リメトキシメチルシラン除去の過程で同時に除去され
る。いずれにせよ本発明の目的は、トリメトキシメチル
シランの含有率制御によって達成することができる。
The content of components other than trimethoxymethylsilane, boron, and phosphorus in the high-purity tetramethoxysilane of the present invention is naturally desirably small. For example, the residual amount of unreacted methanol is preferably 0.3% by weight or less, but these other components are usually removed at the same time in the process of removing trimethoxymethylsilane. In any case, the object of the present invention can be achieved by controlling the content of trimethoxymethylsilane.

【0021】このようにして得られた高純度テトラメト
キシシランを用い、ゾル・ゲル法により合成石英粉を製
造すると、ホウ素及びリンを実質的に含有しないものと
することができ、この合成石英粉を用いて製造した石英
ガラス成形体もホウ素及びリンを実質的に含有しないも
のとすることができる。このような石英ガラス成形体
は、例えばシリコン単結晶引き上げ用るつぼとして用い
た場合も、るつぼからのホウ素及びリンの溶出がないた
め、実質的にホウ素及びリンを含有しないシリコン単結
晶が得られる等、極めて有用である。
When high-purity tetramethoxysilane thus obtained is used to produce a synthetic quartz powder by a sol-gel method, it can be made substantially free of boron and phosphorus. The quartz glass molded body produced by using the above can also be substantially free of boron and phosphorus. When such a quartz glass compact is used as, for example, a crucible for pulling up a silicon single crystal, there is no elution of boron and phosphorus from the crucible, so that a silicon single crystal containing substantially no boron and phosphorus can be obtained. , Very useful.

【0022】[0022]

【実施例】以下実施例により本発明を更に具体的に説明
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。 〔参考例〕ドデシルベンゼンを溶媒とし、銅触媒存在
下、金属珪素粉末とメタノールを反応させ、テトラメト
キシシラン、トリメトキシメチルシラン、未反応メタノ
ール及びドデシルベンゼンの混合組成物を得た後、炭酸
カルシウムを触媒としトリメトキシメチルシランを実質
的に全量テトラメトキシシランに変換し、表−1に記載
の組成物を得た。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples. [Reference Example] Using dodecylbenzene as a solvent, in the presence of a copper catalyst, metal silicon powder and methanol were reacted to obtain a mixed composition of tetramethoxysilane, trimethoxymethylsilane, unreacted methanol and dodecylbenzene, and then calcium carbonate. Was used as a catalyst to convert substantially all trimethoxymethylsilane to tetramethoxysilane to obtain the compositions shown in Table 1.

【0023】[0023]

【表1】 HB:珪素含有オリゴマー及び炭酸カルシウム 等の不溶物[Table 1] HB: Silicon-containing oligomer and insoluble matter such as calcium carbonate

【0024】引き続き、表−1に記載の組成物を連続的
に薄膜蒸発機に供し、110℃でHB及びドデシルベン
ゼンを分離し、表−2に記載の組成物を得た。
Subsequently, the compositions shown in Table 1 were continuously subjected to a thin film evaporator to separate HB and dodecylbenzene at 110 ° C. to obtain the compositions shown in Table 2.

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】〔実施例−1〕塔頂に還流冷却器を有する
ガラス製オルダーショウ型蒸留装置(段数:20段)を
用い、常圧・回分操作(還流比:3)で、参考例の表−
2に記載の組成物を蒸留した。塔頂温度が120℃未満
のメタノールを主成分とする流出液を初留として採取し
た後、塔頂温度が120〜121℃の留分を本留として
採取した。塔頂と塔底との最大温度差は5℃であった。
本留液を分析したところ表−3に示す組成であった。ま
た、ホウ素の含有率を測定したところ、5ppb以下、
リンの含有率を測定したところ0.8ppbであった
(ホウ素及びリンの含有率は,ICP−MS法による測
定値である)。
[Example-1] Using a glass Oldershaw type distillation apparatus having a reflux condenser at the top of the column (the number of stages: 20 stages), at atmospheric pressure / batch operation (reflux ratio: 3), the table of the reference example-
The composition described in 2 was distilled. An effluent containing methanol as a main component and having a column top temperature of less than 120 ° C. was collected as an initial fraction, and then a fraction having a column top temperature of 120 to 121 ° C. was collected as a main fraction. The maximum temperature difference between the tower top and the tower bottom was 5 ° C.
When this distillate was analyzed, it had the composition shown in Table 3. Moreover, when the content rate of boron was measured, it was 5 ppb or less,
The phosphorus content was measured and found to be 0.8 ppb (the boron and phosphorus contents are the values measured by the ICP-MS method).

【0027】[0027]

【表3】 [Table 3]

【0028】〔実施例−2〕本留採取時の塔頂温度を1
18〜121℃とした以外は、実施例−1と同様の操作
で蒸留を行った。採取した組成物を分析したところ表−
4に示す組成であった。また、ホウ素の含有率を測定し
たところ、10ppb、リンの含有率を測定したところ
0.9ppbであった。
[Example-2] The column top temperature at the time of main distillation collection was 1
Distillation was performed in the same manner as in Example-1, except that the temperature was set to 18 to 121 ° C. Analysis of the collected composition
It had the composition shown in FIG. The boron content was measured to be 10 ppb, and the phosphorus content was measured to be 0.9 ppb.

【0029】[0029]

【表4】 [Table 4]

【0030】〔比較例−1〕本留採取時の塔頂温度を8
0〜121℃とした以外は、実施例−1と同様の操作で
蒸留を行った。採取した組成物を分析したところ表−5
に示す組成であった。また、ホウ素の含有率を測定した
ところ、60ppb、リンの含有率を測定したところ
1.5ppbであった。
[Comparative Example-1] The column top temperature at the time of main distillation collection was 8
Distillation was performed in the same manner as in Example-1, except that the temperature was set to 0 to 121 ° C. The composition collected was analyzed and shown in Table-5.
The composition was as shown in. The boron content was measured to be 60 ppb, and the phosphorus content was measured to be 1.5 ppb.

【0031】[0031]

【表5】 [Table 5]

【0032】〔実施例−3,4及び比較例−2〕実施例
−1,2及び比較例−1で得られたテトラメトキシシラ
ンを用い、各々、水と反応させ、塊状のウエットゲルを
得た。粒径が1mm以下になるように粉砕した後、乾燥
し粉状のドライゲルとした。続いて、粉状のドライゲル
を石英製の容器に入れ、電気炉中・1200℃で30時
間保持した。得られた石英粉中のホウ素含有量及び黒色
粒子の発生数は、各々、表−6に示す値であった。
[Examples 3 and 4 and Comparative Example-2] The tetramethoxysilanes obtained in Examples-1 and 2 and Comparative Example-1 were respectively reacted with water to obtain a lumpy wet gel. It was After crushing to a particle size of 1 mm or less, it was dried to obtain a powdery dry gel. Subsequently, the powdery dry gel was placed in a quartz container and kept in an electric furnace at 1200 ° C. for 30 hours. The boron content and the number of black particles generated in the obtained quartz powder were the values shown in Table-6, respectively.

【0033】[0033]

【表6】 黒色粒子の発生数:石英粉50g中に検出された黒色粒子の数[Table 6] Number of black particles generated: Number of black particles detected in 50 g of quartz powder

【0034】〔実施例−5,6及び比較例−3〕実施例
−3,4及び比較例−2で得られた石英粉を、酸・水素
炎中で溶融(ベルヌーイ法)し棒状のインゴットを作成
した。インゴット中に存在する泡の状態を比較した結果
を表−7に示す。
[Examples-5, 6 and Comparative Example-3] The quartz powders obtained in Examples-3, 4 and Comparative Example-2 were melted (Bernoulli method) in an acid / hydrogen flame to obtain a rod-shaped ingot. It was created. The results of comparison of the states of bubbles existing in the ingot are shown in Table-7.

【0035】[0035]

【表7】 [Table 7]

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明により、合成石英粉あるいはその
成形体の原料として有用な高純度テトラメトキシシラン
を得る。
Industrial Applicability According to the present invention, high-purity tetramethoxysilane useful as a raw material for synthetic quartz powder or a molded product thereof is obtained.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属珪素とメタノールの反応によって得
られたテトラメトキシシランであり、トリメトキシメチ
ルシランの含有率が0.3重量%以下であることを特徴
とする高純度テトラメトキシシラン。
1. A high-purity tetramethoxysilane, which is tetramethoxysilane obtained by the reaction of metallic silicon and methanol and has a trimethoxymethylsilane content of 0.3% by weight or less.
【請求項2】 ホウ素の含有率が50ppb以下である
ことを特徴とする請求項1記載の高純度テトラメトキシ
シラン。
2. The high-purity tetramethoxysilane according to claim 1, wherein the content of boron is 50 ppb or less.
【請求項3】 リンの含有率が10ppb以下であるこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の高純度テトラメト
キシシラン。
3. The high-purity tetramethoxysilane according to claim 1 or 2, wherein the phosphorus content is 10 ppb or less.
【請求項4】 金属珪素とメタノールの反応によって得
られた粗テトラメトキシシランを精製し高純度テトラメ
トキシシランを製造する方法に於いて、粗テトラメトキ
シシランより不溶成分、高沸成分及び低沸成分を分離し
た後の、テトラメトキシシラン中のトリメトキシメチル
シランの含有率を0.3重量%以下となるように蒸留精
製することを特徴とする高純度テトラメトキシシランの
製造方法。
4. A method for purifying crude tetramethoxysilane obtained by the reaction of metallic silicon and methanol to produce high-purity tetramethoxysilane, which comprises insoluble components, high-boiling components and low-boiling components from crude tetramethoxysilane. A method for producing high-purity tetramethoxysilane, which comprises distilling and refining so that the content rate of trimethoxymethylsilane in tetramethoxysilane after separation of is 0.3 wt% or less.
JP31083295A 1995-05-12 1995-11-29 High-purity tetramethoxysilane and its production Pending JPH0931080A (en)

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US08/952,495 US6131409A (en) 1995-05-26 1996-05-23 Process for producing a high purity synthetic quartz
DE69630951T DE69630951T2 (en) 1995-05-26 1996-05-23 SYNTHETIC QUARTZ GLASS POWDER, MOLDED QUARTZ GLASS, HIGH PURITY TETRAAL COXYSILANE AND THEIR PRODUCTION PROCESS
KR1019970708404A KR100434572B1 (en) 1995-05-26 1996-05-23 Synthetic quartz glass powder, quartz glass moldings, high purity tetraalkoxysilane, and production methods thereof
EP96914406A EP0831060B1 (en) 1995-05-26 1996-05-23 Synthetic quartz glass powder, quartz glass moldings, high purity tetraalkoxysilane, and production methods thereof
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007308371A (en) * 2007-09-03 2007-11-29 Mitsubishi Chemicals Corp Method for producing silica gel

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