JPS6296433A - アルコキシシランの製造方法 - Google Patents

アルコキシシランの製造方法

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JPS6296433A
JPS6296433A JP60237115A JP23711585A JPS6296433A JP S6296433 A JPS6296433 A JP S6296433A JP 60237115 A JP60237115 A JP 60237115A JP 23711585 A JP23711585 A JP 23711585A JP S6296433 A JPS6296433 A JP S6296433A
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copper catalyst
reaction
silicon
metallic silicon
copper
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JP60237115A
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Takaaki Shimizu
孝明 清水
Tsutomu Ogiwara
勤 荻原
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はアルコキシシランの製造方法、特には金属けい
素とアルギルアルコールとの直接反応にまり液相法でト
リアルコキシシランを高収率でかつ連続的に製造する方
法に関するものである。
(従来の枝術) アルコキシシランが金属けい累粉末とアルキルアルコー
ルとの銅触媒存在下での液相反応で得られることはすで
によく知られているところであるが、この反応はけい素
の反応率が低く、反応速度も遅いということからこれに
ついては反応媒体を添加することが行なわれており、こ
の反応媒体としては多環状芳香族炭化水素、アリールメ
タン化合物、環状ポリエーテル、ドデシルベンゼン、ジ
アルキルベンゼン、ジフェニルエーテルtxど(D使用
が提案されている。
しかし、この公知の方法では金属けい素とアルキルアル
コールとの反応の進行と共に反応媒体中に残存する金属
けい素置が少tc<なり、この減少につれてアルコキシ
シランの生成率が極端に低下するため、この反応系に反
応で消費された金属けい素に見合う壇を定期的に追加す
ることも試みられているが、この場合には追加された金
属けい素と銅触媒の間の相n作用がわるく、触媒の反応
活性が失なわれて最終的には殆んど反応しなくなってし
まうのでこの反応は回分式の反応方式とさせざるを得す
、工業的生産の常道とされる長時間の連続運転は不可能
とされている。
(発明の構成) 本発明はこのような不利を解決した高収率で、かつ連続
的にアルコキシシランを製造する方法に関するものであ
り、これは金属けい素と銅触媒とを予じめ水素ガス雰囲
気下で加熱処理したのち、該金属けい素とアルキルアル
コールとを該銅触媒または該銅触媒と助触媒としてのア
ルカリ金属アルコラートあるいはアルカリ金属の存在下
に反応媒体中で反応させることを特徴とするものである
すなわち、本発明台らは金属けい素とアルキルアルコー
ルとの反応によるアルコキシシランの生成率を高めると
共にこれを長時間継続して行なわせる方法について種々
検討した結果、この反応に使用される金1がけい素と銅
触媒とを予かしめ水素ガス気流中で加熱処理しておくと
金属けい素と銅角中媒との間の相互作用が促進されてア
ルコキシシランの生成率が向上するし、反応逐時におい
て反応系に追加される金属けい素もこの水素による加熱
処理したものとすると銅魚申媒との相〜二作用が低下す
ることもなく tcるので連続操業が可能にt「るとい
うことをμ出すと共に、この反応系に銅相1媒と共にア
ルカリ金属アルコラートまたはアルカリ金属を助触媒と
して添加するとこれらの助触媒によって銅触媒の触媒活
性が維持されてアルコキシシランのより一層の収率向上
と長期連続連転ができるようになるということを確認し
て本発明を完成させた。
本発明の方法における始発組材と1.てのけい素は純度
が80〜99%で平均粒径が100μ以−ドのものであ
れば特別の制約もなく、したか−)で一般市販品でよい
。また、こ\に使用されるアルキルアルコールハメチル
アルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコー
ル、イソフロビルアルコール、n−フチルアルコール、
アミルアルコールなどの一般市販品でよく、特には炭素
数が1〜5のアルキル基を含有するものとすることがよ
いが、このアルキルアルコールの使用量はけい素1モル
に灯し001〜50モルの範囲とすればよい。
この反応を行なわせるために使用される銅触媒は公知の
ものでよく、これには金属銅、塩化第1銅、塩化第2銅
、交化第1銅、臭化第2銅、ヨウ化第1銅、ヨウ化第2
銅、ギ酸銅、銅アセチルアセトナート、酢酸第1銅、酢
酸@2銅、酸化第1銅t「どの銅化合物などが例示され
るが、これらはけい素1モルに対して0.01〜05倍
モルの範囲で使用すればよい。
また、この反応は公知の方法にしたがって反応媒体の存
在下で行なわれ、この反応媒体としては多環状芳香族炭
化水素、アリールメタン、環状ポリエーテル、ドテシル
ベンゼン、ジアルキルベンゼン、水素イヒトリフェニル
、ジフェニルエーテルなどが例示されるが、これは25
0〜300℃までの耐熱性のあるものであれば他の熱媒
体であってもよい。しかし、この反応媒体はその使用量
が少なすぎると金属けい素の分散が不充分となり、攪拌
操作が困難となって均−反LN、;が難しくなり、多す
ぎると過大な反応容積が必要となるし、けい素トアルキ
ルアルコールとの接触も不充分となるので、けい素1g
+二対し1mmノル101の範囲、好ましくは2〜10
m1の範囲とすればよい。
本発明の方法は上記した金属けい累とアルキルアルコー
ルとを前記した銅触媒の存在下に前記の反応媒体中で反
応させるのであるが、この金属けい素と銅触媒は予じめ
水素ガス雰囲気下で加熱処理しておくことが必要とされ
る。この処理は目的とするアルコキシシランの生産嘔に
必要とされる金属けい素および銅触媒を加熱炉中に装入
し、水素ガス雰囲気下で200℃以上で30分〜1時間
加熱処理すれはよい。しかし、これを300℃とすると
テトラアルコキシシランの生成−が増加してトリアルコ
キシシランの選択率が低下するのでこれは200〜30
0℃の範囲、特には200〜250℃の範囲とすること
がよく、この水素ガス雰囲気下については金属けい素、
銅触媒の乾燥させるということから水素ガス流通下とす
ることがよい。
したがって、本発明の方法は上記のように処理に仕込み
、加熱下にアルキルアルコールと反応すせることによっ
て行なわれるが、この加熱温度は100℃以下では反応
速度が遅く、250℃以上とするとテトラアルコキシシ
ランの収率が増加してトリアルコキシシランの収率が低
下するので100〜250℃の範囲、好ましくは200
〜250℃の範囲とすることがよい。また、この反応に
使用されるアルキルアルコールの添加量はそれが少なす
ぎるとアルコキシシランの生成率は高くなるが生産性が
低下し、多すぎるとアルコキシシランの生成率が低くな
るので、これは体積速度7(ζSV)が 反応媒体量(1) の範囲となるようにすることがよい。なお、これによれ
ば金属けい素と銅触媒との間の相互作用が促進されるの
で目的とするアルコキシシランの収率を45〜50%に
まで向上させることができるif; TシTC’JI 
I鳥りい糸こ剛騙妹り所疋璽γ仄りシ1昧悴甲し、反応
の進行に伴なってこの反応系に追加される金属けい素、
銅触媒も上記した水素ガス雰囲気下で加熱処理したもの
とすれば金属けい素と銅触媒との相互作用が低下するこ
とがなくなるのでこの反応を連続的に長期にわたって継
続させることができるという有利性が与えられる。
また、本発明の方法は上記した銅触媒と共に助触媒とし
てアルキル金属アルコラートまたはアルカリ金属を添加
することを含むものであり、このアルカリ金属としては
リチウム、ナトリウム、カリウムなどがまたアルキル金
属アルコラートとしてはこれらの金属のメチラート、エ
チラート、プロパラード、ブチラードなどが例示され、
これらを反応系に添加すると金属けい素と銅触媒との相
互作用がより一層促進されるのでこれらを水素ガス雰囲
気下で熱処理した効果が助長されて、アルコキシシラン
をより商い収率で得ることができると共(二、この連続
操業をより安定したものとすることができるという有利
性が与えられる。なお、この助触媒の添加量はこれを銅
触媒1gに対し01.9以下とするとその効力が充分に
発揮されず、2g以上とするとテトラアルコキシシラン
の生成量が増加してトリアルコキシシランの収率が低下
するので銅触媒量に対し0.1〜2倍量の範囲とすれば
よい。
つぎに本発明の実施例をあげる。
実施例1 アルコール導入管、温度計、攪拌器および生成物留出管
を取りっけた200dのフラスコに、純度98%のけい
素粉束40IIを仕込み、こ\にアルコール導入管から
水素ガスを200 NCC7分の速度で導入し攪拌しな
がら200℃に加熱したのち、これに塩化第1銅2gを
入れて水素ガスを流しtrがら200℃で1時間攪拌し
、ついでこ\に反応媒体としてのジフェニルエーテル8
oTn/ヲ入れ水素ガスを流しながら230℃で1時間
攪拌した。
つぎに水素ガスの導入を止め、液の温度を200℃に下
げたのち、こ\にアルコール導入管からメタノールを4
0rnl/時の一定速度で導入し、反応温1f198〜
′202℃で撹拌しながら1時間反応を行なわせ、生1
]k、物留出管に冷却器をつけて生成アルコキVシラン
、未反1.’iアルコールヲ71 M% 捕集したとこ
ろ、36.4 Flの留出物が得られ1、−のものはガ
スグロマトグラフで分j)jシた結果、これ1″Lはト
リメトキメ/シラン:> o、 o yとテトラメトキ
シシラン2.1gが含まれていることが確認され、トリ
メトキシシランのtに代率は54.9%、そのiW捩率
は922%であった。
実施例?、比較例1 実施例1において<ンフェニルエーデルと同時にこの反
応系に助触媒としてのナトリウムメチラート1gをhn
え、反応時間を7時間としたほかは実施例1と全く同様
に処理したところ、248.Fi、9の留出物が得られ
、このものはトリメトキシシラン117.3g、テトラ
メトキシシラン15.4gを含むものであったことから
、けい宏の仕込り噛に対する消費孫くは73%、トリメ
トキシシランの生成率は47.2%、その選択率は90
5%であった。
1−7かI7、比較のためにけい素粉末、銅触媒を水素
処理せず、また助角虫媒としてのナトリウムメチラット
を添加しt「いほかけ上記と同様に処理したところ、こ
の場合には239.6gの留出物が得られたが、このも
のはトリメトキシシラン86.9.?。
テトラメトキシシラン105gを含むものでお一〇だこ
とから、けい素の仕込み暗に対する消費率は54.7%
、トリメトキシシランの生成率は363%でその選択率
は91.2%であった。
なお、上記における実施例2および比較例1で得られた
結果からそのメタノール導入量とトリメトキシシランの
生成率および選択率は第1図に示したとおりとなるが、
これからも本発明の方法によれば反Ui’、”:性のす
ぐれたものであることが明らかとされる。
実施例3 実施例2におけるナトリウムメチラートの代わ各月二金
属す) IJウム0,5Iを加えたほかは実施例2と全
く同様に処理したところ、245.0.?の留出物が得
られ、このものはトリメトキシシラン105.8.+7
.テトラメトキシシラン24.(lを含むものであるこ
とから、けい素の仕込み量に対する消費率は71%、ト
リメトキシシランの生成率は43.2%、その選択率は
85%であることが確認された。
実施例4、比較例2 実施例2の方法において反応生成物をガスグロマトグラ
フで1時間毎に分析し、この結果から反応系内のけい素
が約5g消費されたと判断された時点でこの反応系に予
じめ水素処理をほどこしたけい素粉末5’ 9、塩化第
1銅0.25gおよびナトリウムメチラー)0.1gを
加えることをくり返し′C反応を継続させたところ、こ
の反応は16時間以上も継続させることかで〜、この場
合のトリメトキシシランの生成率は第2図に示したよう
に16時間後も39%を維持し、16時間で597.3
yの留出液が得られ、トリメトキシシラン249611
テトラノドキシシラン34.4Mが得られた。
しかし、比較のために上記において予じめ水素処理をほ
どこしてないけい素粉末と銅勅媒を使用し、ナ) IJ
ウムメチラートを添加しないほかは上記と同様に処理し
たところ、この場合にはけい素粉末、塩化第1銅の追加
仕込みをした(二も拘わらず第2図に示したよう≦二2
時間後からトリメトキシシランの生成率が低下し、16
時間後にはこれが6%にまで低下したので反応を中止せ
ざるを得なかった。
実施例5 実施例1における反応媒体としてのジフェニルエーテル
な車窄平均分子量が240〜246のソフト型ドデシル
ベンゼン・ソフトアルキルベンゼン#94:’l(三菱
/111化■製商品名〕としたほかは実施例1と全く同
様に処理したところ、355gの留出液が得られ、トリ
メトキシシラン160gとテトラメトキシシラン1.8
gが得られた。
実施例6 実施例1における反応媒体としてのジフェニルエーテル
を芳香族炭化水素・NKH−1,00o (日本石油化
学(掬製商品名、φ−nH(oH,)φ((’IH,)
2)としたほかは実施例1と全く同様に処理したところ
、35.6.17の留出液が得られ、1.ソフトキシシ
ラン16.Fi、!i[とテトラメトキシシラン1.8
.9が得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は金属けい素とアルキルアルコールとの
反応によるトリアルコキシシラン生成反応の反応率の時
間的変化を示したグラフであり、第1図は実施例2と比
較例1、第2図は実施例4と比較例2との結果を示した
ものである。 特許出願人 信越化学工業株式会社 −15= 第1図 導入メタノール( 第2図 □ 木−ζづす(上イク゛I4 一一−−−−jじ軟悄゛12

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、金属けい素と銅触媒とを予じめ水素ガス雰囲気下で
    加熱処理したのち、該金属けい素とアルキルアルコール
    とを該銅触媒または該銅触媒と助触媒としてのアルカリ
    金属アルコラートあるいはアルカリ金属の存在下に反応
    媒体中で反応させることを特徴とするアルコキシシラン
    の製造方法。 2、金属けい素と銅触媒の水素ガス気流中における加熱
    処理が200〜300℃で行なわれる特許請求の範囲第
    1項記載のアルコキシシランの製造方法。
JP60237115A 1985-10-23 1985-10-23 アルコキシシランの製造方法 Granted JPS6296433A (ja)

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