JPS6246914A - Disproportionation method for silanes - Google Patents

Disproportionation method for silanes

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JPS6246914A
JPS6246914A JP18389785A JP18389785A JPS6246914A JP S6246914 A JPS6246914 A JP S6246914A JP 18389785 A JP18389785 A JP 18389785A JP 18389785 A JP18389785 A JP 18389785A JP S6246914 A JPS6246914 A JP S6246914A
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JP
Japan
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sulfate
silanes
reaction
disproportionation
catalyst
Prior art date
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Pending
Application number
JP18389785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Inoue
薫 井上
Hiroji Miyagawa
博治 宮川
Masayoshi Ito
正義 伊藤
Toshihiro Abe
智弘 安部
Kiyougo Koizumi
鏡悟 小泉
Noriyuki Yanagawa
紀行 柳川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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Publication of JPS6246914A publication Critical patent/JPS6246914A/en
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Abstract

PURPOSE:To produce silanes different from starting materials efficiently by bringing silanes having a specified structure into contact with a metallic sulfate on a carbonaceous substance as a carrier to cause disproportionation. CONSTITUTION:Silanes represented by the general formula (where n=1-4, R is H or a hydrocarbon group and X is halogen or alkoxy), e.g., halogenated silanes, alkylsilanes or arylsilanes are used as starting materials. The silanes are brought into contact with a catalyst consisting of a metallic sulfate such as sodium sulfate and a carbonaceous substance such as activated carbon as a carrier to cause disproportionation. The preferred disproportionation temp. is 0-800 deg.C. By this method, chlorine- or hydrogen-rich silanes different from the silanes as the starting materials are obtd. at a high rate of conversion.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は一般式 Rn5iX4−n  で表わされるシ
ラン類を不均化させ、新たなシラン化合物を製造する方
法に関し、さらに詳しくは予め金属の硫酸塩を担体に担
持させたものと一般式 Rn5ix4−nで表わされる
シラン類を接触させて不均化反応を起さしめモノシラン
、ジクロロシラン等、原料シラン類とは異なるシラン類
を安価に、かつ容易にかつ極めて効率よく製造する方法
に関する。
Detailed Description of the Invention [Technical Field] The present invention relates to a method for producing a new silane compound by disproportionating silanes represented by the general formula Rn5iX4-n. A disproportionation reaction is caused by bringing the supported silanes into contact with silanes represented by the general formula Rn5ix4-n to produce silanes different from the raw material silanes, such as monosilane and dichlorosilane, at low cost and easily. Concerning a highly efficient manufacturing method.

〔背景技術〕[Background technology]

近年エレクトロニクス産業の発展に伴ない、多結晶シリ
コン、単結晶シリコン、或いはアモルファスシリコン等
の製造原料としてモノシランおよびクロロシランは特に
その重要性が増大している。
In recent years, with the development of the electronics industry, monosilane and chlorosilane have become particularly important as raw materials for producing polycrystalline silicon, single crystal silicon, amorphous silicon, etc.

すなわちモノシラン(SiH,)は上記高純度シリコン
の原料、太陽電池用半導体原料、シリコンエピタキシャ
ル膜用原料等として賞月され今後大幅な需要の増大が見
込1れている。従って安価でかつ容易に効率良くモノシ
ランを製造する方法が望まれる。一方ジクロロシラン等
のクロロシランも同様に半導体用シリコンの製造原料等
として大幅な需要が望まれる。またアルキルシラン等の
含炭化水素基シラン類もシリコーン、ポリカーポジラン
等の原料として今後大幅な需要が望1れている。
That is, monosilane (SiH, ) is being used as a raw material for the above-mentioned high-purity silicon, a semiconductor raw material for solar cells, a raw material for silicon epitaxial films, etc., and demand is expected to increase significantly in the future. Therefore, a method for producing monosilane easily and efficiently at low cost is desired. On the other hand, chlorosilanes such as dichlorosilane are also expected to be in great demand as raw materials for manufacturing silicon for semiconductors. In addition, hydrocarbon-containing silanes such as alkylsilanes are expected to be in great demand in the future as raw materials for silicones, polycarposilanes, and the like.

従来モノシラン(SiH,)の製造方法としては以下の
方法が一般的に知られている。
Conventionally, the following methods are generally known as methods for producing monosilane (SiH).

(1)ケイ化マグネシウム(Mg25+ )に塩酸を作
用させる方法; (2)ケイ化マグネシウムを液体アンモニア中塩化アン
モニウムまたは臭化アンモニウムと作用させる方法; (3)エーテル溶媒中四塩化ケイ素と水素化リチウムア
ルミニウムを反応させる方法; (4)トリクロロシランを第3級アミン基または第4級
アンモニウム基を含む陰イオン交換樹脂を触媒として再
分配もしくは不均化させる方法;(5)塩化リチウムと
塩化カリウムの溶融塩中で水素化リチウムと四塩化ケイ
素を反応させる方法;(6)金属シリコンに水素ガスを
N1触媒存在下に高温高圧条件で反応させる方法; 等である。
(1) Method of reacting magnesium silicide (Mg25+) with hydrochloric acid; (2) Method of reacting magnesium silicide with ammonium chloride or ammonium bromide in liquid ammonia; (3) Silicon tetrachloride and lithium hydride in an ether solvent (4) A method of redistributing or disproportionating trichlorosilane using an anion exchange resin containing a tertiary amine group or a quaternary ammonium group as a catalyst; (5) A method of reacting aluminum with lithium chloride and potassium chloride. (6) A method in which lithium hydride and silicon tetrachloride are reacted in a molten salt; (6) A method in which hydrogen gas is reacted with metallic silicon in the presence of an N1 catalyst under high temperature and high pressure conditions; and the like.

しかしながら(1)の方法においてはモノシランの他に
高級ケイ素化合物(SinH2n+2)(ただしnは2
以上の整数である。)を副生じ、加えてモノシランの収
率も低い。更にMgが高価である為経済的ではない。(
2)の方法ではモノシランの収率が高いが、アンモニア
の分離等反応工程が複雑であり加えてMgが高価で経済
性に乏しい。(3)の方法では高純度なモノ7ランが高
収率で得られるが還元剤として用いる水素化リチウムア
ルミニウムが高価である為、また工程の連続化にも問題
点があり、工業化には困難でおる。(5)の方法では副
生ずる塩化リチウムを電解し、金属リチウムとし、これ
を水素化して水素化リチウムに戻す事でリサイクル系と
する事が出来る為安価なモノシランの製造法となるが腐
蝕性が大で、装置の腐蝕等の問題点があり、実用化には
未だ到っていない。(6)の方法では高温高圧反応であ
る為設清費等のコストが高く、加えて高温である為に生
成物の分解等が生じ実用的ではない。
However, in method (1), a higher silicon compound (SinH2n+2) (where n is 2) is used in addition to monosilane.
is an integer greater than or equal to ) as a by-product, and the yield of monosilane is also low. Furthermore, since Mg is expensive, it is not economical. (
Method 2) provides a high yield of monosilane, but the reaction steps such as separation of ammonia are complicated, and Mg is expensive, making it uneconomical. In method (3), highly pure mono7rane can be obtained in high yield, but it is difficult to industrialize because the lithium aluminum hydride used as the reducing agent is expensive and there are also problems in continuous process. I'll go. In method (5), the by-product lithium chloride is electrolyzed to produce metallic lithium, which is hydrogenated and returned to lithium hydride, making it possible to use it as a recycling system, making it an inexpensive method for producing monosilane, but it is corrosive. It is large and has problems such as corrosion of the equipment, so it has not yet been put into practical use. Method (6) involves high temperature, high pressure reaction, and therefore costs such as setup and cleaning costs are high, and in addition, the high temperature causes decomposition of the product, making it impractical.

しかして(4)の方法は触媒反応であり、加えて副生じ
た四塩化ケイ素を水素化し、トリクロロシランとして再
使用する事が可能であり、極端な高温高圧を必要としな
い事からエネルギー的にも有利であり、装置も簡便であ
り、経済性に優れた方法である。このシランの製造法に
おいてはクロロシランの不均化触媒が必要であり、液相
均一および気−固または液−固相不均一触媒等が知られ
ている。すなわち液相均一触媒としては6級アミン、α
−オキンアミンなどが知られているが、連続流通反応に
よる大量生産をするには適した方法ではない。また固体
触媒による気−固または液−固不均−反応においては3
級アミンまたは4級アンモニウム塩型イオン交換樹脂触
媒が公知であり連続流通反応による大量のモノシラン製
造に適している。しかしながらこれらの触媒は熱的安定
性が低く、長時間反応で容易に触媒の劣化が認められ、
加えて、実際上、不均化反応において生成物に有利とな
ることがわかっている高温反応を行う事が出来ない。ま
た触媒再生が困難であり、イオン交換樹脂が高価で経済
性に及ぼす影響が大である等の欠点を有している。
However, method (4) is a catalytic reaction, and in addition, it is possible to hydrogenate silicon tetrachloride produced as a by-product and reuse it as trichlorosilane, and it does not require extremely high temperature and pressure, so it is energy efficient. It is also advantageous, the equipment is simple, and the method is highly economical. This silane production method requires a chlorosilane disproportionation catalyst, and homogeneous liquid phase, gas-solid or liquid-solid phase heterogeneous catalysts are known. In other words, as a liquid phase homogeneous catalyst, 6th class amine, α
- Oquinamine and the like are known, but this method is not suitable for mass production by continuous flow reaction. In addition, in gas-solid or liquid-solid heterogeneous reactions using solid catalysts, 3
Ion exchange resin catalysts of the class amine or quaternary ammonium salt type are known and are suitable for producing large amounts of monosilane by continuous flow reaction. However, these catalysts have low thermal stability, and catalyst deterioration is easily observed during long-term reactions.
In addition, in practice it is not possible to carry out high temperature reactions, which are known to favor products in disproportionation reactions. Further, catalyst regeneration is difficult, and the ion exchange resin is expensive, which has a large impact on economic efficiency.

一方ジクロロシランの製造法としては上記(4)の方法
が知られておりこの製造に関する問題点としては前記モ
ノシランと同様な事が挙げられる。なお、他にジクロロ
シランは金属ケイ素からトリクロロシランを製造する際
の副生物として得る方法があるが、収率が低く実用的で
はない。
On the other hand, the method (4) above is known as a method for producing dichlorosilane, and the problems associated with this production include the same problems as those for monosilane. Note that there is another method for obtaining dichlorosilane as a by-product when producing trichlorosilane from metal silicon, but the yield is low and it is not practical.

さらにアルキルシラン等の不均化反応においても上記(
4)による方法が知られているが、やはり上記した欠点
がある。なお、その他ハロゲン化アルミニウムを触媒と
する方法が知られているが、ハロゲン化アルミニウムを
触媒とした際には極めて反応が遅く、通常300〜60
0℃でも低い転化率を示すに過ぎない。
Furthermore, in the disproportionation reaction of alkylsilanes, etc.,
Although the method according to 4) is known, it still has the above-mentioned drawbacks. In addition, other methods using aluminum halide as a catalyst are known, but when aluminum halide is used as a catalyst, the reaction is extremely slow, and the reaction rate is usually 300 to 60
Even at 0°C, only a low conversion rate is shown.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

しかして、本発明の目的は、最も豊富なケイ素の供給源
となるトリクロロシラン等を原料とする前記(4)の方
法と同様に、ハロゲン化シラン類や含炭化水素基シラン
類を原料としてモノシランや原料シラン類とは異るシラ
ン類を製造する不均化方法を提供することである。
Therefore, the object of the present invention is to produce monosilanes using halogenated silanes and hydrocarbon-containing silanes as raw materials, similar to the method (4) above, which uses trichlorosilane, etc. as the raw material, which is the most abundant source of silicon. It is an object of the present invention to provide a disproportionation method for producing silanes different from raw material silanes.

本発明の他の目的は、従来知られている不均一系固体触
媒である3級アミン型または4級アンモニウム塩型陰イ
オン交換樹脂に比して極端に熱安定性が高く、シたがっ
て例えばトリクロロシランの不均化反応のごとき反応平
衡上生成物(モノシラン、モノクロロシラン、ジクロロ
シラン、およびテトラクロロシラン)にとって有利とな
る高温での反応を行なう事が可能であり、かつ長寿命で
加えて安価で極めて容易に調製可能な触媒と接触させる
不均化方法を提供することである。
Another object of the present invention is to have extremely high thermal stability compared to conventionally known heterogeneous solid catalysts such as tertiary amine type or quaternary ammonium salt type anion exchange resins. It is possible to carry out reactions at high temperatures, which are advantageous for reaction equilibrium products (monosilane, monochlorosilane, dichlorosilane, and tetrachlorosilane), such as the disproportionation reaction of trichlorosilane, and it has a long life and is inexpensive. The object of the present invention is to provide a method for disproportionation that involves contacting with a catalyst that can be prepared very easily.

〔発明の開示〕[Disclosure of the invention]

本発明に従って、 一般式 %式%() (ここでnは1以上4以下の整数であり、Rは水素また
は炭化水素基であり、又はハロゲン原子またはアルコキ
シ基である) であらわされるシラン類を炭素質物質に担持させた金属
の硫酸塩と接触させることを特徴とするシラン類の不均
化方法、が提供される 以下本発明の詳細な説明する。
According to the present invention, silanes represented by the general formula % (where n is an integer from 1 to 4, and R is hydrogen or a hydrocarbon group, or a halogen atom or an alkoxy group) are used. The present invention will be described in detail below, providing a method for disproportionation of silanes, which is characterized by bringing the silanes into contact with a metal sulfate supported on a carbonaceous material.

本発明で原料として使用するシラン類とは、一般式 %式%(4) (ここでnは1以上4以下の整数であり、Rは水素また
は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアリ
ル基、炭素数6〜20のアリール基等の炭化水素基であ
り、Xはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子
またはメトキシ、エトキシ等のアルコキシ基である)で
あらわされるものであって、たとえばハロゲン化シラン
、アルキルシラン、アルキルハロゲン化シラン、アルコ
キシシラン、アルコキシハロゲン化シラン、アルキルハ
ロゲン化アルコキシシラン、アルキルアルコキシシラン
、アルケニルシラン、アルキルハロゲン化シラン、アリ
ールシラン、アリールノ・ロゲン化シラン、アリールア
ルコキシシラン、アリールアルキルシラン、アルキルア
リールノーロゲン化シラン、アリールハロゲン化アルコ
キシシラン等である。
The silanes used as raw materials in the present invention have the general formula % (4) (where n is an integer of 1 to 4, R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, A hydrocarbon group such as an allyl group having ~10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, where X is a halogen atom such as fluorine, chlorine, bromine, or iodine, or an alkoxy group such as methoxy or ethoxy). Examples include halogenated silanes, alkylsilanes, alkylhalogenated silanes, alkoxysilanes, alkoxyhalogenated silanes, alkylhalogenated alkoxysilanes, alkylalkoxysilanes, alkenylsilanes, alkylhalogenated silanes, arylsilanes, and arylno-halogenated silanes. These include silane, arylalkoxysilane, arylalkylsilane, alkylarylnorogenated silane, and arylhalogenated alkoxysilane.

具体的には、トリクロロシラン、ジクロロシラン、モノ
クロロシラン、トリブロモシラン、シフロモシラン、モ
ノブロモシラン、トリヨードシラン、ショートシラン、
モノヨードシラン、トリフルオロシラン、ジフルオロシ
ラン、モノフルオロシラン、モノメチルシラン、ジエチ
ルシラン、モノエチル7ラン、メチルクロロシラン、ジ
メチルクロロシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチ
ルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、モノエチ
ルシラン、ジエチルシラン、トリエチルシラン、エチル
クロロシラン、エチルジクロロシラン、エチルトリクロ
ロシラン、ジエチルクロロシラン、ジエチルジクロロシ
ラン、トリエチルクロロシラン、メチルブロモシラン、
メチルクロロシラン、メチルトリブロモシラン、ジメチ
ルブロモシラン、ジメチルジブロモシラン、トリメチル
ブロモシラン、エチルブロモシラン、エチルクロロシラ
ン、エチルトリブロモシラン、ジエチルブロモシラン、
ジエチルジブロモシラン、トリエチルブロモシラン、メ
チルフルオロシラン、メチルジフルオロシラン、メチル
トリフルオロシラン、ジメチルフルオロシラン、トリメ
チルフルオロシラン、エチルフルオロシラン、エチルジ
フルオロシラン、エチルジフルオロシラン、ジエチルフ
ルオロシラン、ジエチルジフルオロシラン、トリエチル
フルオロシラン、メチルヨードシラン、メチルショート
シラン、メチルトリヨードシラン、トリメチルヨードシ
ラン、エチルヨードシラン、エチルトリヨードシラン、
フェニルシラン、ジフェニルシラン、トリフェニルシラ
ン、フェニルクロロシラン、ジフェニルクロロシラン、
トリフェニルクロロシラン、ジフェニルクロロシラン、
トリフェニルクロロシラン、フェニルブロモシラン、ジ
フェニルブロモシラン、トリフェニルブロモシラン、ジ
フェニルジブロモシラン、トリフェニルブロモシラン、
フェニルフルオロシラン、ジフェニルフルオロシラン、
トリフェニルフルオロシラン、ジフェニルジフルオロシ
ラン、トリフェニルフルオロシラン、ビニルシラン、ジ
ビニルシラン、ビニルクロロシラン、ビニルトリクロロ
シラン、メトキシシラン、ジメトキシシラン、トリメト
キシシラン、エトキシシラン、ジェトキシシラン、トリ
エトキシシラン、クロロメトキシシラン、ジクロロメト
キシシラン、トリクロロメトキシシラン、メチルメトキ
シシラン、メチルジメトキシシラン、メチルトリエトキ
シシラン、クロロエトキシシラン、ジクロロエトキシシ
ラン、トリクロロエトキシシラン、クロロジェトキシシ
ラン、ビニルメトキシシラン、ジビルメトキシシラン、
トリビニルメトキシシラン、ビニルクロロメトキシシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルエトキシシラン
、ビニルトリエトキシシラン、トリビニルエトキシシラ
ン、メチルエチルシラン、メチルフェニルシラン、エチ
ルフェニルシラ/、エチルフェニルクロロシラン等の含
ハロゲンおよび/または含炭化水素基および/′!たは
含アルコキシシラン類であり、これら一種または二種以
上の混合物である。
Specifically, trichlorosilane, dichlorosilane, monochlorosilane, tribromosilane, sifuromosilane, monobromosilane, triiodosilane, shortsilane,
Monoiodosilane, trifluorosilane, difluorosilane, monofluorosilane, monomethylsilane, diethylsilane, monoethyl 7rane, methylchlorosilane, dimethylchlorosilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, monoethylsilane, diethylsilane, triethyl Silane, ethylchlorosilane, ethyldichlorosilane, ethyltrichlorosilane, diethylchlorosilane, diethyldichlorosilane, triethylchlorosilane, methylbromosilane,
Methylchlorosilane, methyltribromosilane, dimethylbromosilane, dimethyldibromosilane, trimethylbromosilane, ethylbromosilane, ethylchlorosilane, ethyltribromosilane, diethylbromosilane,
Diethyldibromosilane, triethylbromosilane, methylfluorosilane, methyldifluorosilane, methyltrifluorosilane, dimethylfluorosilane, trimethylfluorosilane, ethylfluorosilane, ethyldifluorosilane, ethyldifluorosilane, diethylfluorosilane, diethyldifluorosilane, triethyl Fluorosilane, methyliodosilane, methylshortsilane, methyltriiodosilane, trimethyliodosilane, ethyliodosilane, ethyltriiodosilane,
Phenylsilane, diphenylsilane, triphenylsilane, phenylchlorosilane, diphenylchlorosilane,
triphenylchlorosilane, diphenylchlorosilane,
Triphenylchlorosilane, phenylbromosilane, diphenylbromosilane, triphenylbromosilane, diphenyldibromosilane, triphenylbromosilane,
Phenylfluorosilane, diphenylfluorosilane,
Triphenylfluorosilane, diphenyldifluorosilane, triphenylfluorosilane, vinylsilane, divinylsilane, vinylchlorosilane, vinyltrichlorosilane, methoxysilane, dimethoxysilane, trimethoxysilane, ethoxysilane, jetoxysilane, triethoxysilane, chloromethoxysilane , dichloromethoxysilane, trichloromethoxysilane, methylmethoxysilane, methyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, chloroethoxysilane, dichloroethoxysilane, trichloroethoxysilane, chlorojethoxysilane, vinylmethoxysilane, divylmethoxysilane,
Halogen-containing and /or hydrocarbon-containing group and /'! or alkoxysilanes, and one or a mixture of two or more of these.

本発明は上記のごときシラン類を原料として、炭素質物
質に担持させた金属の硫酸塩と接触させ、第1548頁
〜第1549頁の長周期型周期表において、水素を除く
I族(アルカリ金属および銅族)、■族(アルカリ土金
属および亜鉛族)、ホウ素を除く■族、炭素とケイ素を
除く■族、ル冨族(鉄族および白金属)および■、■、
■族の各a亜族に属する元素およびアンチモン、ビスマ
ス、ボロニウムである。
The present invention uses the above-mentioned silanes as a raw material, contacts them with metal sulfates supported on a carbonaceous material, and processes group I (alkali metals) excluding hydrogen in the long period periodic table on pages 1548 to 1549. and copper group), ■ group (alkaline earth metals and zinc group), ■ group excluding boron, ■ group excluding carbon and silicon, Rufu group (iron group and white metals) and ■, ■,
These are elements belonging to each subgroup a of group ①, antimony, bismuth, and boronium.

また本発明において担体に担持する金属の硫酸塩とは (a)一般式 Mx(so、)y  (ただしMは上記
定義した金属であり(以下同じ)、Mの価数が2の時次
の関係式を満たす、Xz”2Y%  (x、y、zは正
の整数〕)で表わされるもの; (b)一般式 MX (ISO,) y  (ただしM
は金属であり、Mの価数が2の時次の関係式を満たすx
z=y。
In addition, in the present invention, the metal sulfate supported on the carrier is (a) general formula Mx(so,)y (where M is the metal defined above (the same applies hereinafter), and when the valence of M is 2, the following Something that satisfies the relational expression and is expressed as Xz”2Y% (x, y, z are positive integers]); (b) General formula MX (ISO,) y (where M
is a metal, and when the valence of M is 2, x satisfies the following relational expression
z=y.

〔x、y、zは正の整数〕)で表わされるもの;(C)
一般式 MxMy(so、)z  (ただしMは金属で
あり、MはMと異なる金属又はカチオン性物質例えばN
H,などでありMの価数a、M’の価数すの時、a、b
、x、y、zは次の関係式を満たす。
[x, y, z are positive integers]); (C)
General formula MxMy(so,)z (where M is a metal, and M is a metal or cationic substance different from M, such as N
H, etc., and when the valence of M is a, and the valence of M' is, a, b
, x, y, and z satisfy the following relational expression.

ax+by=2z、(a、b、x、yzは正の整数〕)
で表わされるもの、一般式 MXM’Y (ISO,)
 Z。
ax+by=2z, (a, b, x, yz are positive integers])
What is represented by the general formula MXM'Y (ISO,)
Z.

(ただしMは金属であり、ゾは金属又はカチオン性物質
でありMの価数a、M’の価数すの時、a。
(However, M is a metal, zo is a metal or a cationic substance, and the valence of M is a, and the valence of M' is a.

b、x、y、zは次の関係式を満たす。ax+by=z
 (a、b、x、y、zは正の整数〕)で表わされるも
の; (d)一般式 MX MX MX  ・・・・・・MX
”n(804))’  (ただしMl、・・・1Mnの
うち少なくとも1つは金属であり他はカチオン性物質で
ある。筐たMl 、 M2.・・・・、M”の価数をa
l 、  a2 ;・−・anとすれば、al。
b, x, y, and z satisfy the following relational expression. ax+by=z
(a, b, x, y, z are positive integers); (d) General formula MX MX MX MX
``n(804))'' (However, at least one of Ml,...1Mn is a metal and the others are cationic substances.The valence of Ml, M2...,M'' is a
If l, a2;...an, then al.

a2、−・−、an、 Xi、X2、−・’、 xnお
よびyはan・Xi ・・・・xn+Yおよびnは正の
整数〕)で表(ただしMl・・・・ynのうち少なくと
も1つは金属であり他はカチオン性物質である。またM
l、 M2゜・・・・9Mnの価数をal、a2 、・
・・・+ ”nとすればal、a2. ・=・、an、
Xi、X2.  ・=・、Xnおよ”2 + ””+ 
”n r xlrx2+ ””+ Xn +Yおよびn
は正の整数〕)で表わされるもの; (e)一般式 MX(S207)y(ただl、Mは金属
でMの価数をZとすればx+lY+ zは次の関係式x
z−2y(x、y、zは正の整数〕)で表わされるもの
; (f)含ハロゲン、含酸素および含イオウ原子金属の硫
酸塩; 等である。
a2, −・−, an, Xi, X2, −・′, xn and y are an・Xi ...・xn+Y and n are positive integers] One is a metal and the other is a cationic substance.Also, M
l, M2゜...9The valence of Mn is al, a2,...
...+ ``If n, then al, a2. ・=・, an,
Xi, X2.・=・, Xn and "2 + ""+
“n r xlrx2+ ””+ Xn +Y and n
is a positive integer]); (e) General formula MX (S207) y (where l, M is a metal, and if the valence of M is Z, then x+lY+ z is the following relational expression x
z-2y (x, y, z are positive integers); (f) sulfates of halogen-containing, oxygen-containing and sulfur-containing atomic metals; and the like.

上記一般式であらわされる硫酸塩を具体的に例示すれば
、硫酸亜鉛、硫酸亜鉛アンモニウム、硫酸アルミニウム
、硫酸アンモニウムル酸アンチモン(M)、硫酸アンモ
ニウムアルミニウム、硫酸アンモニウムクロム(III
)、硫酸イッテルビウム(lll)、硫酸イ・トリウム
 、硫酸インジウム(IN)、硫酸ウラニル、硫酸ウラ
ン(■)、硫酸エルビウム(IID、塩化硫酸マグネシ
ウムカリウム、硫酸カドミウム、硫酸ガドリニウム(l
D、硫酸カリウム、硫酸ガリウム(1)、硫酸カリウム
アルミニウム、硫酸カリウムクロム、硫酸カルシウム、
硫酸金、硫酸銀、硫酸グアジニウムアルミニウム、硫酸
クロム、硫酸コバルト、硫酸コバルトアンモニウム、硫
酸コバルトカリウム、硫酸サマリウム、硫酸ジスプロシ
ウム、硫酸ジルコニウム、硫酸水銀、硫酸水素カリウム
、硫酸水素セシウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素リ
チウム、硫酸スカンジウム、硫酸スズ、硫酸ストロンチ
ウム、硫酸セシウム、硫酸セシウムアルミニウム、硫酸
セリウム、硫酸セリウムアンモニウム、硫酸タリウム、
硫酸チタニル、硫酸チタン、硫酸鉄、硫酸鉄アンモニウ
ム、硫酸テルビウム、硫酸銅、硫酸トリウム、硫酸ナト
リウム、硫酸ナトリウムアルミニウム、硫酸鉛、硫酸ニ
ッケル、硫酸二ソケルアンモニウム、硫酸ネオジウム、
硫酸白金、硫酸バナジウム、硫酸バナジル、硫酸パラジ
ウム、硫酸バリウム、硫酸ビスマス、硫酸フラセオジウ
ム、硫酸プラセオジウムアンモニウム、硫酸ベリリウム
、硫酸ホルミウム、硫酸マグネシウム、硫酸マグネシウ
ムカリウム、硫酸マグネシウムナトリウム、硫酸マンガ
ン、硫酸マンガンアンモニウム、硫酸コウロビウム、硫
酸ランタン、硫酸リチウム、硫酸ルテチウム、硫酸ルビ
ジウム、硫酸ルビジウムアルミニウム、硫酸ロジウム、
硫酸ロジウムカリウム、ピロ硫酸カリウム、ピロ硫酸ナ
トリウムなどが挙げられる。
Specific examples of the sulfates represented by the above general formula include zinc sulfate, ammonium zinc sulfate, aluminum sulfate, ammonium sulfate (M), ammonium aluminum sulfate, and ammonium chromium sulfate (III).
), ytterbium sulfate (lll), thorium sulfate, indium sulfate (IN), uranyl sulfate, uranium sulfate (■), erbium sulfate (IID), potassium magnesium chloride sulfate, cadmium sulfate, gadolinium sulfate (l)
D, potassium sulfate, gallium sulfate (1), potassium aluminum sulfate, potassium chromium sulfate, calcium sulfate,
Gold sulfate, silver sulfate, guanium aluminum sulfate, chromium sulfate, cobalt sulfate, ammonium cobalt sulfate, potassium cobalt sulfate, samarium sulfate, dysprosium sulfate, zirconium sulfate, mercury sulfate, potassium hydrogen sulfate, cesium hydrogen sulfate, sodium hydrogen sulfate, Lithium hydrogen sulfate, scandium sulfate, tin sulfate, strontium sulfate, cesium sulfate, cesium aluminum sulfate, cerium sulfate, ceric ammonium sulfate, thallium sulfate,
Titanyl sulfate, titanium sulfate, iron sulfate, ammonium ferrous sulfate, terbium sulfate, copper sulfate, thorium sulfate, sodium sulfate, sodium aluminum sulfate, lead sulfate, nickel sulfate, disochel ammonium sulfate, neodymium sulfate,
Platinum sulfate, vanadium sulfate, vanadyl sulfate, palladium sulfate, barium sulfate, bismuth sulfate, fraseodymium sulfate, praseodymium sulfate, beryllium sulfate, holmium sulfate, magnesium sulfate, magnesium sulfate potassium, magnesium sulfate sodium, manganese sulfate, manganese ammonium sulfate, sulfuric acid Coulobium, lanthanum sulfate, lithium sulfate, lutetium sulfate, rubidium sulfate, rubidium aluminum sulfate, rhodium sulfate,
Examples include potassium rhodium sulfate, potassium pyrosulfate, and sodium pyrosulfate.

また金属において複数の価数を有する場合であってもそ
れらの価数は問わない。更に硫酸塩は結晶水を有してい
てもかまわないが結晶水を除き無水塩の形で用いるのが
好ましい。
Further, even if a metal has a plurality of valences, the valences do not matter. Further, the sulfate salt may contain water of crystallization, but it is preferable to remove the water of crystallization and use it in the form of an anhydrous salt.

本発明に於て硫酸塩を担持する担体として用いる炭素質
物質とは、炭素の同素体であり、はっきりした結晶状態
を示さないもの;もしくはグラファイトと同様の結晶格
子を有するが、この格子の乱雑な排列を持つ小結晶の集
まりであるもの;もしくはグラファイトのように結晶質
炭素等でろり具体的には木材、木炭、果実殻、泥炭、草
炭、亜炭、褐炭、石炭、ピッチ、タール等の種々の原料
In the present invention, the carbonaceous material used as a support for supporting sulfate is an allotrope of carbon that does not show a clear crystalline state; or it has a crystal lattice similar to graphite, but this lattice is disordered. A collection of small crystals with an arrangement; or a material made of crystalline carbon such as graphite; specifically, a variety of materials such as wood, charcoal, fruit shells, peat, grass charcoal, lignite, lignite, coal, pitch, tar, etc. material.

から得られる活性炭類、アセチレンブラック、カーボン
ブラック、骨炭、グラファイト、木炭等である。
activated carbons, acetylene black, carbon black, bone char, graphite, charcoal, etc.

また担体は二種以上の混合物として使用してもかまわな
い。担体および担持触媒の形態は粉末状、粒状等いずれ
の形態でもかまわなく、特に粒状の場合には棒状、円環
状、繊維状、網目状等成型したものや破砕したものを使
用する事も可能である。
Moreover, two or more types of carriers may be used as a mixture. The carrier and supported catalyst may be in any form, such as powder or granules. In particular, in the case of granules, it is also possible to use molded or crushed ones such as rods, rings, fibers, and mesh shapes. be.

本発明において金属の硫酸塩の炭素質物質への担持量は
炭素質物質重量に対して0,02重量パーセントから1
00重量パーセントであり好ましくは0.1重量パーセ
ントから70重量多さらに好ましくは0.5重量パーセ
ントから50重量パーセントである。また、金属の硫酸
塩を炭素質物質に担持させる際には上記群中の硫酸塩の
1種または2種以上の混合物を担持させる事でもかまわ
ない。
In the present invention, the amount of metal sulfate supported on the carbonaceous material is 0.02% by weight to 1% by weight based on the weight of the carbonaceous material.
00 weight percent, preferably from 0.1 weight percent to more than 70 weight percent, and more preferably from 0.5 weight percent to 50 weight percent. Furthermore, when a metal sulfate is supported on a carbonaceous material, one or a mixture of two or more of the sulfates in the above group may be supported.

上記のごとき金属の硫酸塩を炭素質物質に担持させるに
は例えば以下の如き調製法を採用する事ができる。なお
、本発明はこれらのいずれの調製法によるものでもかま
わないしまたこれらの調製法に限定されるものでもない
For example, the following preparation method can be employed to support the above metal sulfate on a carbonaceous material. Note that the present invention may be applied to any of these preparation methods, and is not limited to these preparation methods.

(1)金属の硫酸′塩を容器中で溶媒に溶かし、これに
一定量の炭素質物質を加え充分含浸させた後溶媒を常圧
または減圧で(必要であるならば加熱して)溶媒を留去
し乾燥し担持する方法; (2)予め反応管中へ一定量の炭素質物質を入れこれに
金属の硫酸塩溶液を反応管中へ流入させ担体と接触させ
て担体に吸着させた後、溶媒を留去させ乾燥させて担持
する方法; (3)金属の硫酸塩を容器中で溶媒に溶解させこれに一
定量の炭素質物質を加えて充分含浸させた後r過し、r
過動を乾燥させて担持する方法;(4)予め容器中に炭
素質物質を入れ容器内を減圧状態にした後、金属の硫酸
塩溶液を注入し、その後濾過又は溶媒を留去し、更に乾
燥させて担持する方法; (5)混線法、スプレー法等、公知の手段で担持する方
法】 またこれらの方法で担持させて担持触媒とした後適当に
粉砕したものを使用する事もできる。
(1) Dissolve the metal sulfate salt in a solvent in a container, add a certain amount of carbonaceous material to it, and fully impregnate it, then remove the solvent at normal pressure or reduced pressure (by heating if necessary) Method of supporting by distillation and drying; (2) A certain amount of carbonaceous material is placed in a reaction tube in advance, and a metal sulfate solution is flowed into the reaction tube, brought into contact with the carrier, and adsorbed onto the carrier. , a method of supporting by distilling off the solvent and drying; (3) Dissolving the metal sulfate in a solvent in a container, adding a certain amount of carbonaceous material to it and thoroughly impregnating it;
A method of drying and supporting hypermobility; (4) After placing a carbonaceous material in a container in advance and reducing the pressure inside the container, a metal sulfate solution is injected, followed by filtration or distillation of the solvent, and then Method of supporting by drying; (5) Method of supporting by known means such as cross-wire method, spray method, etc.] It is also possible to use a supported catalyst that has been supported by these methods and then pulverized appropriately.

本発明においては、以上のごとくして調整された、炭素
質物質に担持させた金属の硫酸塩を触媒とし、不均化反
応を行う。
In the present invention, a disproportionation reaction is carried out using the metal sulfate supported on a carbonaceous material prepared as described above as a catalyst.

本発明にいう不均化反応とは、原料シラン類Rn5ix
(4−n)から、よりXがリッチのシラン類と、よりR
がリッチのシラン類が生成する平衡反応をいう。たとえ
ば、原料シラン類がトリクロロシラン(R=H,X=t
)の場合について述べれば、次の各反応を意味し、これ
らの組み合わさったものである。
The disproportionation reaction referred to in the present invention refers to raw material silanes Rn5ix
From (4-n), more X-rich silanes and more R
is an equilibrium reaction in which silanes rich in silane are produced. For example, the raw material silane is trichlorosilane (R=H, X=t
) refers to each of the following reactions, and is a combination of these.

2SiHCt3  セ==;5iH2C!t2−1−8
iCt42SiH2Ct2辷===18 i H3C!
t+S i HCt32SiH31:!t  辷===
q S i H、−)−S i H2CL2すなわち、
原料クロロシラン類からより塩素リッチのシラン類とよ
り水素リッチのシラン類が生成する平衡反応である。
2SiHCt3 Se==;5iH2C! t2-1-8
iCt42SiH2Ct2===18 i H3C!
t+S i HCt32SiH31:! t Length===
q S i H,-)-S i H2CL2, i.e.
This is an equilibrium reaction in which more chlorine-rich silanes and more hydrogen-rich silanes are produced from the raw material chlorosilanes.

本発明の担持触媒を用いた場合、不均化反応速度自体き
わめて速く短時間で平衡に達するが、平衡組成からいっ
て、温度は触媒の安定性が保持できる範囲で高い方が望
ましい。かかる観点から、本発明における不均化(もし
くは再分配)の反応温度は0〜800℃の間であり好ま
しくは50〜300℃の範囲で行なうのが好ましい。
When the supported catalyst of the present invention is used, the disproportionation reaction rate itself is extremely fast and equilibrium is reached in a short time; however, considering the equilibrium composition, it is desirable that the temperature is as high as possible to maintain the stability of the catalyst. From this point of view, the reaction temperature for disproportionation (or redistribution) in the present invention is between 0 and 800°C, preferably between 50 and 300°C.

次にシラン類を触媒と接触させ不均化反応を行なわしめ
る具体的な実施の態様について述べる。
Next, a specific embodiment of bringing silanes into contact with a catalyst to carry out a disproportionation reaction will be described.

基本的には気相−固相又は液相−固相、に於ける、常圧
、加圧または減圧反応のいずれの方法においても行なう
事ができる。例えば以下のような反応方法を実施し易い
方法として採用できる。
Basically, the reaction can be carried out by any method including normal pressure, increased pressure or reduced pressure reaction in gas phase-solid phase or liquid phase-solid phase. For example, the following reaction method can be adopted as a method that is easy to implement.

(1)担持触媒および原料シラン類を容器中に入れ還流
状態にて常圧で攪拌加熱反応を行なう方法;(2)担持
触媒および原料シラン類を耐圧容器中に入れ加圧で攪拌
加熱反応を行なう方法; (3)触媒を単管につめ原料シラン類を加圧、常圧また
は減圧で液体もしくは気体で連続的に触媒層へ流入させ
反応を行なう方法; 大量のシラン類を処理するには(3)の方法が望ましい
が本発明においてはもちろんこれら上記の方法のみに限
定されるものではない。
(1) A method in which the supported catalyst and raw material silanes are placed in a container and stirred and heated under normal pressure under reflux; (2) The supported catalyst and raw material silanes are placed in a pressure-resistant container and stirred and heated under pressure. (3) A method in which the catalyst is packed in a single tube and the raw material silanes are continuously flowed into the catalyst layer as a liquid or gas under pressure, normal pressure, or reduced pressure to carry out the reaction; To process a large amount of silanes Although method (3) is preferable, the present invention is of course not limited to these methods.

この反応に使用する原料のシラン類および生成物である
モノシラン、ハロゲン化シラン等のシラン類は活性であ
り、水分、アルコール、アルカリ水溶液等で容易に分解
する。更には酸素と激しく反応し、発火分解するものも
ありその為、反応は原料シラン類および生成物であるシ
ラン等に対して不活性な雰囲気下で行なう必要がある。
The raw material silanes used in this reaction and the product silanes such as monosilane and halogenated silane are active and easily decomposed by water, alcohol, aqueous alkaline solutions, and the like. Furthermore, some react violently with oxygen and ignite and decompose, so the reaction must be carried out in an atmosphere that is inert to the raw material silanes and the product silane.

例えば充分に脱水乾燥および脱酸素した、ヘリウム、ア
ルゴン等の不活性ガスや水素、窒素等の雰囲気下に、予
め反応系をした後反応を行なうことが好ましい。
For example, it is preferable to conduct the reaction after preparing the reaction system in advance in an atmosphere of an inert gas such as helium, argon, hydrogen, nitrogen, etc., which has been sufficiently dehydrated and deoxidized.

〔発明による作用〕[Action by invention]

本発明により従来優れたモノシランの製造法であるハロ
ゲン化シラン等を不均化する接触反応法において非常な
欠点となっていた触媒自体が高価であること、触媒の熱
的不安定さによる劣化、したがって不均化反応において
生成物にとって有利となる(つまりは原料の高転化率を
もたらす)高温反応を行ない得ない等の欠点が本発明に
おける、炭素質物質に担持させた金属の硫酸塩を新規ハ
ロゲン化シラン等の不均化触媒に用いる事により硫酸塩
の特質としてその熱的安定性を有する事で劣化を防ぎ、
加えて挑反応転化率を得られる高温域での反応を(炭素
質物質との相互作用により)極めて高活性で行なう事を
可能ならしめた。加えて従来の陰イオン交換樹脂型不均
化触媒に比して本発明における触媒は極めて安価なもの
であり、従って該モノシラン等を製造法する不均化方法
において優れた有利性を有しており、該製造法がもたら
す経済的効果は甚大である。
According to the present invention, in the conventional catalytic reaction method for disproportionating halogenated silanes, which has been an excellent method for producing monosilane, the catalyst itself is expensive, and deterioration due to thermal instability of the catalyst. Therefore, in the present invention, the metal sulfate supported on a carbonaceous material has the drawbacks such as not being able to perform a high temperature reaction that is advantageous for the product (that is, resulting in a high conversion rate of the raw material) in the disproportionation reaction. By using it as a disproportionation catalyst such as halogenated silane, it can prevent deterioration due to its thermal stability, which is a characteristic of sulfates.
In addition, we have made it possible to carry out the reaction at extremely high activity (through interaction with carbonaceous materials) at high temperatures where a challenging reaction conversion rate can be obtained. In addition, the catalyst of the present invention is extremely inexpensive compared to conventional anion exchange resin type disproportionation catalysts, and therefore has excellent advantages in the disproportionation method for producing the monosilane etc. Therefore, the economic effect brought about by this manufacturing method is enormous.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を実施例によって具体的に説明する。 The present invention will be explained in detail below using examples.

なお、以下の実施例、比較例において気相のシラン類を
使用する場合の分析は反応器出口を70℃に加温し70
℃に保ったガスクロ用恒温ガスサンプラーに生成ガスを
流入させガスクロマトグラフによって気体状で組成分析
を行なった。分析値は反応が定常になった後の分析値で
あり、反応が定常に達するまでに要する時間は1時間以
内であることを確認した。
In addition, in the following Examples and Comparative Examples, when using gas phase silanes, the reactor outlet was heated to 70°C.
The produced gas was flowed into a constant temperature gas sampler for gas chromatography kept at ℃, and the composition was analyzed in gaseous form using a gas chromatograph. The analytical values were obtained after the reaction reached steady state, and it was confirmed that the time required for the reaction to reach steady state was within 1 hour.

実施例1 第1表に示した金属の硫酸塩を前記(1)の方法によ〆
i拳盲媒として各々活性炭(白すギLc ”/32、武
田薬品製)に活性炭重量に対して3.0重量ノ<−セン
ト担持した触媒を内径11糞寓φのノ(イレツクスガラ
ス反応管に50闘長充填した(充填容積4.75 rr
tl )。その後反応管をオイルノ(スで150℃に加
熱し、25y/hrの流入速度で純度99.9 %のト
リクロロシランを供給した。結果は第1表に示した。
Example 1 The sulfates of the metals shown in Table 1 were added to activated carbon (Shirasugi Lc''/32, manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.) as a blinding medium by the method described in (1) above. The supported catalyst was packed into a glass reaction tube with an inner diameter of 11 mm (50 mm) to a capacity of 50 mm (filling volume: 4.75 rr).
tl). Thereafter, the reaction tube was heated to 150° C. with oil gas, and trichlorosilane with a purity of 99.9% was supplied at an inflow rate of 25 y/hr. The results are shown in Table 1.

第1表 上記結果に示す通り活性炭に担持させた種々の金属硫酸
塩に対し不均化反応活性が認められ、しかも、そのほと
んどは数秒以内の接触時間で150℃で9反応平衡に達
していることがわかった。
As shown in the results in Table 1 above, disproportionation reaction activity was observed for various metal sulfates supported on activated carbon, and most of them reached 9-reaction equilibrium at 150°C within a few seconds of contact time. I understand.

実施例2 硫酸カリウムおよび硫酸ナトリウムを活性炭(白すギL
CB152  武田薬品製)に活性炭重量に対して3重
量パーセント担持したものを触媒として、実施例1と同
一の反応装置、同一の触媒、充填量で反応温度およびト
リクロロシランの流入速度をかえて不均化反応を行なっ
た。結果は第2表に示した通りであった。実施例1の結
果も一部併記した。
Example 2 Potassium sulfate and sodium sulfate were mixed with activated carbon (white cedar L)
Using CB152 (manufactured by Takeda Pharmaceutical) as a catalyst supported at 3% by weight based on the weight of activated carbon, a non-uniform reaction was carried out by using the same reaction apparatus, the same catalyst, and the loading amount as in Example 1, but changing the reaction temperature and the inflow rate of trichlorosilane. A chemical reaction was carried out. The results were as shown in Table 2. Some of the results of Example 1 are also shown.

第2表 以上の如く高温で反応させても劣化は認められず、更に
数秒以内の非常に短時間の接触時間で平衡に達している
ことから反応に対して高活性な触媒であることがわかっ
た。
As shown in Table 2 above, no deterioration was observed even when the reaction was carried out at high temperatures, and equilibrium was reached within a very short contact time of several seconds, indicating that it is a highly active catalyst for the reaction. Ta.

実施例6 硫酸カリウムの活性炭(白すギLC8/32)への担持
率を各々50.10.6.0.5重量パーセント(対活
性炭重量)とし100℃で実施例1と同一の反応装置(
および同一の触媒充填量)で同一のトリクロロシラン流
入速度(25y/hr )で不均化反応を行なった。結
果は第3表に示したように広範な担持量で高い不均化触
媒活性を示した。尚実施例2の結果も一部併記した。
Example 6 The same reaction apparatus as in Example 1 was used at 100°C with the loading ratio of potassium sulfate on activated carbon (White Sugi LC8/32) at 50, 10, 6, and 0.5 weight percent (based on activated carbon weight).
The disproportionation reaction was carried out with the same trichlorosilane inflow rate (25 y/hr) and the same catalyst loading. As shown in Table 3, the results showed high disproportionation catalyst activity over a wide range of supported amounts. A part of the results of Example 2 are also shown.

第3表 実施例4 硫酸カリウムを活性炭SGI、 8/30 (東洋カル
ゴン社品、コール炭)、カーポンブランク:コンチネツ
クスT(三井東圧化学社品)、カーポンブラック二ケツ
チェンブランクgc(ライオンアクゾ社品)およびグラ
ファイト(純正化学品)に各々の担体に対して3重量パ
ーセント担持させたものを触媒として実施例1と同一の
反応装置および同一の触媒充填量でトリクロロシランの
流入速度25V′hr、および反応温度150℃で不均
化反応を行なった。結果は第4表に示した如く、各炭素
質物質に担持した触媒で優れた反応活性を示した。
Table 3 Example 4 Potassium sulfate was mixed with activated carbon SGI, 8/30 (Toyo Calgon Co., Ltd., Coal Charcoal), carbon blank: Continex T (Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.), Carbon Black Niketschen Blank GC (Lion Akzo Co., Ltd.) Using the same reactor as in Example 1 and the same catalyst loading amount, the inflow rate of trichlorosilane was 25 V'hr, And the disproportionation reaction was carried out at a reaction temperature of 150°C. As shown in Table 4, the results showed that the catalysts supported on each carbonaceous material exhibited excellent reaction activity.

第4表 比較例1 硫酸カリウムをγ−アルミナおよびチタニアに各6重量
パーセント担持したものを触媒として実施例1と同一の
反応装置および同一の触媒充填量でトリクロロシランの
流入速度25 y/h rおよび150℃で不均化反応
を行なった。結果はいずれの触媒を使用しても不均化は
ほとんど認められず原料トリクロロシランを回収したに
とどまった。
Table 4 Comparative Example 1 Inflow rate of trichlorosilane was 25 y/hr using the same reactor and the same catalyst loading amount as in Example 1, using potassium sulfate supported on γ-alumina and titania at 6 weight percent each as a catalyst. The disproportionation reaction was carried out at 150°C. As a result, no matter which catalyst was used, almost no disproportionation was observed and only the raw material trichlorosilane was recovered.

比較例2 硫酸カリウムおよび活性炭(白すギLC8/32)をそ
れぞれ別々に実施例1と同一の反応装置に実施例1の触
媒充填量と同量入れ150℃およびトリクロロシランの
流入速度25 y/h rで不均化反応をそれぞれ行な
った。結果は硫酸カリウムのみを充填した場合には不均
化活性がほとんど認められず原料を回収したにとどまっ
た。また活性炭のみを充填した場合には初期トリクロロ
シランの転化率は8チであったが30分後には活性が全
く消滅した。
Comparative Example 2 Potassium sulfate and activated carbon (white cedar LC8/32) were separately put into the same reactor as in Example 1 in the same amount as the catalyst loading amount in Example 1 at 150°C and trichlorosilane inflow rate of 25 y/ Each disproportionation reaction was carried out for hr. As a result, when only potassium sulfate was charged, almost no disproportionation activity was observed and only the raw material was recovered. Further, when only activated carbon was charged, the initial conversion rate of trichlorosilane was 8%, but the activity completely disappeared after 30 minutes.

以上比較例1〜2の結果から明らかなととく該不均化反
応において、金属の硫酸塩と炭素質物質とを金属の硫酸
塩を炭素質物質に担持させるという形態で両者を併用す
ることにより、初めて触媒活性が発現する事が明らかと
なった。
It is clear from the results of Comparative Examples 1 and 2 above that in the disproportionation reaction, by using the metal sulfate and the carbonaceous substance in combination in the form of supporting the metal sulfate on the carbonaceous substance, It was revealed for the first time that catalytic activity was exhibited.

実施例5 硫酸カリウムを活性炭(白すギLC8/32)に3重量
パーセント(対活性炭重量)担持させたものを触媒とし
て実施例1と同一の反応装置および同一の触媒充填量で
ジクロロシランを20y/hrの供給量で不均化反応を
行なった。結果は第5表に示したように数秒以内の接触
時間で極めて高い転化率で不均化反応が進行した。
Example 5 20 y of dichlorosilane was used in the same reactor and the same catalyst loading as in Example 1, using 3% by weight (based on activated carbon weight) of potassium sulfate supported on activated carbon (White Sugi LC8/32) as a catalyst. The disproportionation reaction was carried out at a feed rate of /hr. As shown in Table 5, the disproportionation reaction proceeded at an extremely high conversion rate within a few seconds of contact time.

第5表 実施例6 実施例5の触媒を用いて実施例1と同一の反応装置およ
び同一の触媒充填量で、トリクロロシランの流入速度2
5y/hr、不均化温度を150℃でトリクロロシラン
を不均化させた。反応開始後1時間および40時間後の
生成物の分析を行なった結果は第6表に示したように4
0時間後でも触媒の活性低下は認められず不均化反応平
衡組成を維持していた。
Table 5 Example 6 Using the catalyst of Example 5, the same reactor and the same catalyst loading as Example 1, the inflow rate of trichlorosilane was 2.
Trichlorosilane was disproportioned at a disproportionation temperature of 150° C. for 5 y/hr. The results of analyzing the product 1 hour and 40 hours after the start of the reaction are shown in Table 6.
Even after 0 hours, no decrease in catalyst activity was observed and the disproportionation reaction equilibrium composition was maintained.

第6表 比較例3 実施例1と同一の装置を用い3級アミン型陰イオン交換
樹脂であるロームアンドハース社製アンバーリス) A
−21を実施例1と同一の充tfi量でトリクロロシラ
ン25 y/ h rの流入量および120’Cで不均
化反応を行ない1時間後および40時間後の生成物の分
析を行なった。結果は第7表に示すごと〈実施例6にお
いては150℃、40時間後でも活性低下は認められな
かったのに対し120℃でも顕著な活性低下が認められ
触媒が劣化していることがわかった。
Table 6 Comparative Example 3 Using the same equipment as in Example 1, Amberlis (manufactured by Rohm and Haas), which is a tertiary amine type anion exchange resin, was used.
-21 was subjected to a disproportionation reaction at the same TFI amount as in Example 1, an inflow rate of 25 y/hr of trichlorosilane, and 120'C, and the products were analyzed after 1 hour and 40 hours. The results are shown in Table 7. In Example 6, no decrease in activity was observed even after 40 hours at 150°C, but a significant decrease in activity was observed even at 120°C, indicating that the catalyst had deteriorated. Ta.

第7表 ルアミンを3重量パーセントを活性炭(白すギLC8/
32  式日薬品製)に担持させこれを触媒として実施
例1と同−触媒光jJ111で、比較例1と同様にトリ
クロロシラン25グ/hrの流入量および120℃で不
均化反応を行ない1時間後および40時間後の生成物の
分析を行なった結果は第8表に示すように100℃で実
施した本発明における触媒より初期活性も低く(実施例
2、第2表)かつ40時間後で顕著な活性の低下も認め
られた。
Table 7: Add 3% by weight of luamine to activated carbon (white cedar LC8/
32 A disproportionation reaction was carried out using the same Catalyst Light JJ111 as in Example 1 at an inflow rate of 25 g/hr of trichlorosilane and 120°C in the same manner as in Comparative Example 1. The results of analysis of the product after 40 hours and after 40 hours showed that the initial activity was lower than that of the catalyst of the present invention carried out at 100°C (Example 2, Table 2) and after 40 hours, as shown in Table 8. A significant decrease in activity was also observed.

第8表 実施例7 100dのオートクレーブに実施例6と同一の触媒5゜
Ofおよびメチルジクロロシラン((!H,S i 暎
)402を仕込み150℃で攪拌しながら2時間反応さ
せた後反応液の分析をガスクロマトグラフ法によって行
なった。反応液組成は以下の通りとなり、極めて高い不
均化触媒活性を示した。
Table 8 Example 7 A 100 d autoclave was charged with the same catalyst 5°Of as in Example 6 and methyldichlorosilane ((!H,S i 暎)402, and the reaction mixture was reacted for 2 hours with stirring at 150°C. The reaction solution was analyzed by gas chromatography.The composition of the reaction solution was as follows, indicating extremely high disproportionation catalytic activity.

実施例8 100m/のオートクレーブに実施例6と同一の触媒5
.0?、メチルジクロロシラン(0H3SiHC4)2
0.1 yおよびトリクロロシラン(5iH(!t3)
 13.72を仕込み(仕込組成メチルジクロロシラン
65.4チ、トリクロロシラン366%)150℃で攪
拌しながら2時間反応させた後組成を分析した。
Example 8 The same catalyst 5 as in Example 6 was placed in a 100 m/autoclave.
.. 0? , methyldichlorosilane (0H3SiHC4)2
0.1y and trichlorosilane (5iH(!t3)
13.72 was charged (preparation composition: 65.4% methyldichlorosilane, 366% trichlorosilane) and reacted for 2 hours with stirring at 150°C, and then analyzed the composition.

結果は以下の通り極めて高い不均化活性を示した。The results showed extremely high disproportionation activity as shown below.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一般式 R_nSiX_(_4_−_n_) (ここでnは1以上4以下の整数であり、Rは水素また
は炭化水素基であり、Xはハロゲン原子またはアルコキ
シ基である)であらわされるシラン類を炭素質物質に担
持させた金属の硫酸塩と接触させることを特徴とするシ
ラン類の不均化方法。
(1) Silanes represented by the general formula R_nSiX_(_4_-_n_) (where n is an integer from 1 to 4, R is hydrogen or a hydrocarbon group, and X is a halogen atom or an alkoxy group) 1. A method for disproportionating silanes, which comprises bringing silanes into contact with a metal sulfate supported on a carbonaceous material.
(2)炭素質物質が活性炭類、カーボンブラック、アセ
チレンブラックまたはグラファイトから選択される特許
請求の範囲第1項記載の方法。
(2) The method according to claim 1, wherein the carbonaceous material is selected from activated carbons, carbon black, acetylene black, or graphite.
(3)不均化反応を0〜800℃の温度で行う特許請求
の範囲第1項記載の方法。
(3) The method according to claim 1, wherein the disproportionation reaction is carried out at a temperature of 0 to 800°C.
(4)不均化反応を50〜300℃の温度で行う特許請
求の範囲第1項記載の方法。
(4) The method according to claim 1, wherein the disproportionation reaction is carried out at a temperature of 50 to 300°C.
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