KR102010453B1 - 디-유기-디알콕시실란을 제조하는 방법 - Google Patents
디-유기-디알콕시실란을 제조하는 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102010453B1 KR102010453B1 KR1020147020810A KR20147020810A KR102010453B1 KR 102010453 B1 KR102010453 B1 KR 102010453B1 KR 1020147020810 A KR1020147020810 A KR 1020147020810A KR 20147020810 A KR20147020810 A KR 20147020810A KR 102010453 B1 KR102010453 B1 KR 102010453B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- carbon atoms
- organo
- compound
- alkyl group
- mono
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 54
- 150000004795 grignard reagents Chemical class 0.000 claims abstract description 27
- 239000007818 Grignard reagent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000012320 chlorinating reagent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 46
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 41
- -1 silane compound Chemical class 0.000 claims description 26
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 21
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 12
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 10
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 7
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 6
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical group II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 claims description 4
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000003136 n-heptyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 2
- 125000006165 cyclic alkyl group Chemical group 0.000 claims 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 20
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N Methyl tert-butyl ether Chemical compound COC(C)(C)C BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 6
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 6
- LNWNJFCBESXTLC-UHFFFAOYSA-N cyclopentyl-diethoxy-(2-methylpropyl)silane Chemical compound CCO[Si](CC(C)C)(OCC)C1CCCC1 LNWNJFCBESXTLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 6
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 6
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 5
- PEWQRCKPMMBLAD-UHFFFAOYSA-N chloro-cyclopentyl-diethoxysilane Chemical compound CCO[Si](Cl)(OCC)C1CCCC1 PEWQRCKPMMBLAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 5
- PAAZPARNPHGIKF-UHFFFAOYSA-N 1,2-dibromoethane Chemical compound BrCCBr PAAZPARNPHGIKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 4
- ATGKAFZFOALBOF-UHFFFAOYSA-N cyclohexyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C1CCCCC1 ATGKAFZFOALBOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 4
- MGGAITMRMJXXMT-UHFFFAOYSA-N cyclopentyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C1CCCC1 MGGAITMRMJXXMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- ZXPDYFSTVHQQOI-UHFFFAOYSA-N diethoxysilane Chemical compound CCO[SiH2]OCC ZXPDYFSTVHQQOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 4
- FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N thionyl chloride Chemical compound ClS(Cl)=O FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HLBOAQSKBNNHMW-UHFFFAOYSA-N 3-(3-methoxyphenyl)pyridine Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=NC=CC=2)=C1 HLBOAQSKBNNHMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003747 Grignard reaction Methods 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- CFKVBBMMXLVXCX-UHFFFAOYSA-N chloro-cyclohexyl-diethoxysilane Chemical compound CCO[Si](Cl)(OCC)C1CCCCC1 CFKVBBMMXLVXCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000582 cycloheptyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 3
- 125000006547 cyclononyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 3
- 125000000640 cyclooctyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 3
- BBWMASBANDIFMV-UHFFFAOYSA-N ethyl 4-phenylpiperidine-4-carboxylate;hydrochloride Chemical compound [Cl-].C=1C=CC=CC=1C1(C(=O)OCC)CC[NH2+]CC1 BBWMASBANDIFMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DQDWATOXYCARFV-UHFFFAOYSA-M magnesium;2-methanidylpropane;bromide Chemical compound [Mg+2].[Br-].CC(C)[CH2-] DQDWATOXYCARFV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 125000001973 tert-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 0 *C1CCCCC1 Chemical compound *C1CCCCC1 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WMJMABVHDMRMJA-UHFFFAOYSA-M [Cl-].[Mg+]C1CCCCC1 Chemical compound [Cl-].[Mg+]C1CCCCC1 WMJMABVHDMRMJA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 2
- ZYBAWIGLQSTQBP-UHFFFAOYSA-N cyclohexyl-cyclopentyl-diethoxysilane Chemical compound C1CCCCC1[Si](OCC)(OCC)C1CCCC1 ZYBAWIGLQSTQBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- IUYHWZFSGMZEOG-UHFFFAOYSA-M magnesium;propane;chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].C[CH-]C IUYHWZFSGMZEOG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- UNFUYWDGSFDHCW-UHFFFAOYSA-N monochlorocyclohexane Chemical compound ClC1CCCCC1 UNFUYWDGSFDHCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 125000003548 sec-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- HLVFKOKELQSXIQ-UHFFFAOYSA-N 1-bromo-2-methylpropane Chemical compound CC(C)CBr HLVFKOKELQSXIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 238000006254 arylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- BRTFVKHPEHKBQF-UHFFFAOYSA-N bromocyclopentane Chemical compound BrC1CCCC1 BRTFVKHPEHKBQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- NDTCXABJQNJPCF-UHFFFAOYSA-N chlorocyclopentane Chemical compound ClC1CCCC1 NDTCXABJQNJPCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 125000004177 diethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- GFTXWCQFWLOXAT-UHFFFAOYSA-M magnesium;cyclohexane;bromide Chemical compound [Mg+2].[Br-].C1CC[CH-]CC1 GFTXWCQFWLOXAT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 125000006606 n-butoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000003335 steric effect Effects 0.000 description 1
- 239000012258 stirred mixture Substances 0.000 description 1
- UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N tetrabutyl silicate Chemical compound CCCCO[Si](OCCCC)(OCCCC)OCCCC UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/18—Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
- C07F7/1804—Compounds having Si-O-C linkages
- C07F7/1872—Preparation; Treatments not provided for in C07F7/20
- C07F7/1876—Preparation; Treatments not provided for in C07F7/20 by reactions involving the formation of Si-C linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/18—Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
- C07F7/1804—Compounds having Si-O-C linkages
- C07F7/1872—Preparation; Treatments not provided for in C07F7/20
- C07F7/1888—Preparation; Treatments not provided for in C07F7/20 by reactions involving the formation of other Si-linkages, e.g. Si-N
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
Abstract
본 발명은 디-유기-디알콕시실란, 특히 유기 치환체 중 하나 또는 둘 모두가 벌키(bulky)한 디-유기-디알콕시실란을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 테트라알콕시실란 화합물을 제1 그리나드(Grignard) 시약과 반응시켜 모노-유기-트리-알콕시실란 화합물을 형성시킨 뒤, 염소화제와 반응시켜 염소화된 모노-유기-디-알콕시실란을 형성시키고, 그 다음 제2 그리나드 시약과 반응시켜 디-유기-디-알콕시실란 화합물을 형성시키는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 디-유기-디알콕시실란(di-organo-dialkoxysilane), 특히 유기 치환체 중 하나 또는 둘 모두가 벌키(bulky)한 디-유기-디알콕시실란을 제조하는 방법에 관한 것이다.
디-유기-디알콕시실란은 무엇보다도 폴리프로필렌의 생산을 위한 촉매 중에 입체 변형제(stereo modifier)로서 포함된다. 특히, 이 용도에는 유기 치환체가 분지형 알킬 사슬인 2치환된 디알콕시실란이 유익하다.
디-유기디알콕시실란은 테트라알콕시실란의 알킬화 또는 아릴화를 통해 생산될 수 있고, 가끔은 그리나드(Grignard) 시약과 일치환된 트리알콕시실란의 반응에 의해 생산되는 경우도 있음은 잘 알려져 있다(Houben-Weyl, Methods 25 of Organic Chemistry, XIII/5, 180 p).
하지만, 대체로 이 반응 산물들은 디-유기-디알콕시실란과 모노-유기-트리알콕시실란 및/또는 트리-유기-모노알콕시실란과의 혼합물로서 생산되어, 목적하는 디-유기-디알콕시실란의 분리를 별도의 단계로 필요로 한다.
지금까지, US 4,958,041은 모노-유기-트리알콕시실란 또는 테트라알콕시실란을 적당한 용매에서 화학식 RMgX의 그리나드 시약과 반응시킴으로써 특정한 디-유기-디알콕시실란을 높은 수율로 쉽게 생산할 수 있음을 개시한다. 본 발명자들은 이 방법만이 특정 디-유기-디알콕시실란이 생산되게 한다는 것을 관찰했다. 특히, 본 발명자들은 그리나드 시약이 다소 벌키한 유기 기를 함유한다면, 사용된 테트라알콕시실란의 종류에 따라 US 4,958,041에서 제안된 반응이 디-유기-디알콕시실란 없이 또는 소량의 디-유기-디알콕시실란과 함께 주로 모노-유기-트리알콕시실란을 생산할 것이라는 것을 발견했다. 게다가, 이 방법은 2개의 유기 기가 동일한 디-유기-디알콕시실란의 제조만을 허용한다.
본 발명자들의 관찰은 공보 "Versatile method for introduction of bulky substituents to alkoxychlorosilanes , Shin Masaoka et al , Journal of Organometallic Chemistry 691(2006), 182-192"에 의해 지지되며, 이 공보는 실시예 3.1.21에서 이소프로필마그네슘클로라이드와 테트라-n-부톡시실란의 반응이 주요 반응 산물로서 이소프로필-트리(n-부톡시)실란을 형성한다는 것을 개시하고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 쉽게 입수용이한 원료를 사용하고 비교적 간단한 방법으로, 온건한 반응 조건 하에, 비교적 높은 수율을 초래하는, 유기 치환체 중 하나 또는 바람직하게는 둘 모두가 벌키성인 디-유기-디알콕시실란을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 유기 치환체가 상이할 수 있는 디-유기-디알콕시실란을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
지금까지, 본 발명자들은
a) 화학식 Si(OR1)4로 표시되는 테트라알콕시실란 화합물을 화학식 R2-Mg-X로 표시되는 그리나드 시약과, 1 내지 1.5 몰 비의 제1 그리나드 화합물과 테트라알콕시실란 화합물로 반응시켜, 화학식 R2-Si(-OR1)3로 표시되는 모노-유기-트리-알콕시실란 화합물을 형성시키는 단계;
b) 단계 a)의 모노-유기-트리-알콕시실란 화합물을 염소화제와 반응시켜 하기 화학식으로 표시되는 염소화된 모노-유기-디-알콕시실란 화합물을 형성시키는 단계,
(이 때, 모노-유기-트리알콕시실란 화합물과 염소화제 사이의 몰 비는 1 내지 1.5이다);
c) 단계 b)의 염소화된 모노-유기-디-알콕시실란 화합물을 화학식 R3-Mg-X 로 표시되는 제2 그리나드 시약과 반응시켜 하기 화학식으로 표시되는 디-유기-디-알콕시실란 화합물을 형성시키는 단계,
(이 때, 제2 그리나드 화합물과 염소화된 일치환된 디알콕시 실란 화합물의 몰 비는 1 내지 1.5이다)를 포함하고,
식에서, R1, R2 및 R3은 독립적으로 탄소 원자 1 내지 20개를 가진 알킬 기 및 탄소 원자 3 내지 20개를 갖고, 경우에 따라 헤테로원자를 함유하는 사이클로알킬 기를 포함하는 그룹 중에서 선택되고; X는 요오드, 브롬 또는 염소인, 디-유기-디알콕시실란을 제조하는 방법을 발견했다.
본 발명자들은 단계 a)에서 주로 모노-유기-트리알콕시실란 화합물의 형성을 위해서는, R1 및/또는 R2가 특정한 벌키성인 것이어야 하고, 즉 반응 동안 특정 입체방해 효과를 유발해야 한다는 것을 발견했다. 여기에 국한하려는 것은 아니지만, 본 발명자들은 단계 a)의 반응 동안 이러한 벌키성 입체 방해가 디-유기-디알콕시실란 화합물의 형성을 방해하거나 또는 적어도 유의적으로 제한할 것으로 생각한다. 본원에 사용된 "주로"란 용어는 모노-유기-트리알콕시실란 화합물의 형성 수율이 테트라알콕시실란 화합물의 양을 기준으로 한 이론적 최대 수율의 적어도 75%라는 의미로서 이해되어야 한다. 또한, 단계 a)에서 주로 모노-유기-트리알콕시실란의 형성에 기여하는 추가 인자는 제1 그라나드 시약과 테트라알콕시실란의 몰 비 및/또는 반응 조건, 특히 반응 온도일 수 있다. 당업자라면, R1 및 R2의 선택 결과로서 입체 방해의 양이 상기 추가 인자의 중요성을 결정할 것이라는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 제1 그리나드 시약과 테트라알콕시실란의 몰 비를 1.5 이하, 바람직하게는 1.2 이하로 선택하면, 입체 방해가 디-유기-디알콕시실란 화합물의 형성을 완전히 방해하기에 충분하게 강하지 않은 경우에 상기 화합물의 형성 가능성을 감소시킬 것이다. 하지만, 이 몰 비는 입체 방해 자체가 디-유기-디알콕시실란 화합물의 형성을 허용하지 않을 정도로 이미 너무 강하다면 덜 중요해질 것이다.
바람직하게는, R1 및 R2 및/또는 반응 조건은 단계 a)에서 수득한 산물의 수율이 85% 이상이도록 선택하는 것이다.
디-유기-디알콕시실란 화합물을 제조하기 위해, 단계 a) 이후에는 하나의 알콕시 기가 염소 원자에 의해 교체되는 단계 b)가 후속되고, 그 후 단계 c)에서는 상기 염소 원자를 유기 기 R3으로 교체하기 위한 제2 그리나드 반응이 수행된다. 이 유기 기 R3은 R2와 동일하거나 상이할 수 있어서, 매우 다양한 벌키 치환형 디알콕시실란, 즉 광범위한 디-유기-디알콕시실란이 제조될 수 있다.
본 발명의 장점은 쉽게 입수할 수 있고 저가의 원료 물질, 예컨대 테트라메톡시실란 및 테트라에톡시실란의 사용을 가능하게 한다는 점이다. 본 발명의 또 다른 장점은 반응 수율이 비교적 높고, 제법이 온건한 반응 조건에서 수행될 수 있다는 점이다.
R1, R2 및 R3은 독립적으로 탄소 원자가 1 내지 20개이고 경우에 따라 헤테로원자를 함유하는 알킬 기 및 탄소 원자가 3 내지 20개이고 경우에 따라 헤테로원자를 함유하는 사이클로알킬 기를 포함하는 그룹 중에서 선택된다.
바람직하게는, R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 규소 원자에 대해 α 및/또는 β 위치에 위치한 2차 또는 3차 탄소에 3 내지 20개의 탄소 원자를 보유하는 분지형 알킬 기이다.
바람직하게는, R1, R2 및 R3은 독립적으로 탄소 원자가 1 내지 20개이고 경우에 따라 헤테로원자를 함유하는 알킬 기 및 탄소 원자가 3 내지 20개이고 경우에 따라 헤테로원자를 함유하는 사이클로알킬 기로 이루어진 그룹 중에서 선택되고, R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 규소 원자에 대해 α 및/또는 β 위치에 위치한 2차 또는 3차 탄소에 3 내지 20개의 탄소 원자를 보유하는 분지형 알킬 기이다.
바람직하게는, R1은 탄소 원자가 1 내지 20개, 더욱 바람직하게는 3 내지 10개, 가장 바람직하게는 5 내지 10개인 탄화수소 기이다. R1은 바람직하게는 탄소 원자가 1 내지 10개인 알킬 기일 수 있고, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실로 이루어진 그룹 중에서 선택되고, 바람직하게는 에틸, 메틸, n-프로필 및 이소프로필 중에서 선택되는 것이다. 가장 바람직하게는, R1은 메틸 또는 에틸이다. R1은 경우에 따라 헤테로원자를 함유한다. 또한, R1은 탄소 원자가 3 내지 10개인 환형 탄화수소 기일 수 있고, 예컨대 사이클로펜틸, 사이클로헥실 또는 벤질 기이다. R1은 또한 탄소 원자가 5 내지 8개인 탄화수소 고리를 함유하는 알킬 또는 사이클로알킬 기일 수 있다. 바람직하게는, R1은 헤테로원자를 함유하지 않는다.
바람직하게는, R2는 3차 탄화수소 기, 또는 환형 탄화수소 기로서, 바람직하게는 탄소 원자 5 내지 20개의 고리를 보유하는 것, 또는 탄소 원자 5 내지 20개를 보유하는 탄화수소 고리를 함유하는 알킬 기이며, 단 R1이 메틸이라면 환형 탄화수소는 탄소 원자가 6 내지 20개인 고리를 보유해야 한다. 본 발명자들은 R1이 메틸로 선택된다면, 탄소 원자가 6개 미만인 환형 R2 기에 의해 수득되는 입체 방해가 아마도 원하는 모노-유기-트리-알콕시실란 화합물 외에 다른 반응 산물을 더 많이 형성시킬 것이며, 즉 모노-유기-트리알콕시실란 화합물의 형성 수율이 75% 미만인 것을 발견했다. 결과적으로, 원하는 모노-유기-트리-알콕시실란 화합물을 수득하기 위해서는 분리 단계가 필요하다. R2는 탄소 원자가 5개 또는 6개인 고리를 가진 환형 탄화수소 및 탄소 원자가 3 내지 10개인 3차 탄화수소로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것이 더욱 바람직하다.
R2 기의 적당한 예로는 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, sec-펜틸, tert-펜틸, n-헥실, n-헵틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸, 사이클로노닐, 사이클로데실, 벤질을 포함한다. 고리를 함유하는 알킬 기인 R2 기의 예는 1-메틸-사이클로헥실, 1-에틸-사이클로헥실 및 이의 유사물이다. 환형 탄화수소는 또한 분지를 함유할 수 있다. R2는 경우에 따라 헤테로원자를 함유한다. R2는 헤테로원자를 함유하지 않는 것이 바람직하다.
R1은 R2와 동일하거나 상이할 수 있다. 바람직하게는, R1은 R2와 다른 것이다.
R3은 탄소 원자가 3 내지 20개이고 경우에 따라 헤테로원자를 함유하는 탄화수소일 수 있다. 바람직하게는, R3은 헤테로원자를 함유하지 않는다.
R3은 탄소 원자가 5 내지 10개인 고리를 보유하는 환형 탄화수소, 탄소 원자가 3 내지 10개인 2차 탄화수소 기, 및 탄소 원자가 3 내지 10개인 3차 탄화수소 기로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것이 바람직하다. R3은 또한 고리(환형 탄화수소 기)를 함유하는 알킬 기일 수 있고, 또는 R3은 환형 탄화수소 화합물일 수 있다. R3의 예는 n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, sec-펜틸, tert-펜틸, n-헥실, n-헵틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸, 사이클로노닐, 사이클로데실, 벤질, 1-메틸-사이클로헥실, 1-에틸-사이클로헥실, 프로필 사이클로펜틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸, 사이클로노닐, 사이클로데실, 이소프로필, sec-부틸, tert-부틸, 1,1-디메틸프로필, 1-메틸-1-에틸프로필, 1,1-디에틸프로필, 1,1,2-트리메틸프로필이다.
R3은 R2와 동일하거나 상이할 수 있고, 바람직하게는 R3은 R2와 상이한 것이다.
바람직한 양태에 따르면, R1은 탄화수소 기, 바람직하게는 탄소 원자 1 내지 10개를 보유하는 알킬 기, 또는 탄소 원자 3 내지 10개를 보유하는 환형 탄화수소 기이고, R2는 2차 또는 더욱 바람직하게는 3차 탄화수소 기 또는 탄소 원자가 5 내지 20개인 고리를 보유하는 것이 바람직한 환형 탄화수소 기이며, 단 R1이 메틸이라면, 환형 탄화수소는 탄소 원자가 6 내지 20개인 고리를 보유해야 한다.
본 발명의 방법에 사용된 염소화제는 단계 a)의 모노-유기-트리-알콕시실란 화합물을 염소화할 수 있는 임의의 화합물일 수 있다. 특히, 본 발명에 방법에 적합한 것은 무기 염소화제, 예컨대 HCl, AlCl3, SOCl2, PCl5 및 PCl3과 ZnCl2이고, 입수용이성 및 반응성 면에서 가장 바람직한 것은 HCl 및 SOCl2이다.
본 발명에 사용된 그리나드 시약은 일반적으로 당업계에 알려져 있으며, 당업자에게 공지된 임의의 방식, 예컨대 문헌[Grignard Reagents New developments by H.G. Richey 2000( ISBN 0471999083)]에 기술된 방식으로 제조할 수 있다.
단계 a)
단계 a)에서의 온도는 0℃ 내지 25℃, 바람직하게는 5℃ 내지 10℃ 사이로 유지될 수 있다. 이 반응은 단계 a)의 반응이 완료될 때까지 이 범위 사이로 유지될 수 있으며(기체크로마토그래피로 모니터), 이는 테트라알콕시실란 화합물의 적어도 85% 또는 바람직하게는 적어도 95%가 반응했을 때까지를 의미한다. 온도가 낮으면 반응 속도는 부적절하게 낮아지며; 온도가 높으면 부산물이 증가할 수 있어, 반응 수율을 감소시킨다.
반응 혼합물은 이 반응 온도에서 특정 시간 동안, 예컨대 1 내지 10시간 동안, 바람직하게는 3 내지 8시간 동안 유지되어 추가로 반응을 완료시킬 수 있다.
단계 a)의 그리나드 반응은 일반적으로 알려진 임의의 에테르형 용매, 예컨대 t-부틸 메틸 에테르 및 디에틸 에테르에서, 또는 에테르형 용매와 비양성자성 용매, 예컨대 헥산, 헵탄, 톨루엔 및 자일렌과의 혼합 용매에서 수행될 수 있다.
단계 a)의 반응은 반응계 내 산소의 존재가 그리나드 시약과 반응을 유발하여 수율을 저하시키기 때문에, 질소 또는 아르곤 등과 같은 불활성 대기 하에서 수행하는 것이 일반적이다.
단계 a)의 반응이 완료된 후에는 적당한 양의 염화암모늄 포화 수용액 또는 희석 황산을 첨가하여 마그네슘 염을 용해시킬 수 있다. 이 염화암모늄 포화 수용액 또는 희석 황산의 양은 테트라알콕시실란의 양에 따라 달라진다. 예를 들어, 테트라알콕시실란 10g당 염화암모늄 포화 용액 약 10 내지 15ml를 첨가할 수 있다. 그 후 유기 층은 일반적으로 수성 층과 분리된다. 이와 같이 분리된 유기 층은 당업계에 공지된 임의의 방법으로, 예컨대 대기압 또는 감압 하의 분별증류에 의해 정제할 수 있고, 이에 따라 모노알콕시실란인 원하는 반응 산물로 이루어진 분획을 회수할 수 있다.
선택한 R1 및 R2 기의 조합이 나타내는 입체 효과에 따라, 제1 그리나드 화합물과 테트라알콕시실란 화합물의 몰 비는 부적절한 디-유기-디알콕시실란 화합물의 형성을 방해하도록 1 내지 1.5 범위, 바람직하게는 1 내지 1.2 범위, 더욱 바람직하게는 1 내지 1.1 범위이어야 한다. 이 몰 비가 1 아래인 경우에는, 테트라알콕시실란이 미반응 상태로 남는 반면, 이 비가 너무 높으면 부산물을 증가시켜, 즉 반응의 수율을 감소시킨다.
단계 a)에서 사용된 물질들은 임의의 순서로 첨가할 수 있고, 당업계에 공지된 임의의 방식으로 혼합할 수 있다.
단계 a)에서 테트라알콕시실란은 단일 테트라알콕시실란 화합물 또는 여러 테트라알콕시실란 화합물의 혼합물일 수 있고, 바람직하게는 단일 테트라알콕시실란 화합물이다. 이와 마찬가지로, 단계 a)에서의 제1 그리나드 시약은 단일 제1 그리나드 시약 또는 여러 제1 그리나드 시약의 혼합물일 수 있고, 바람직하게는 단일 제1 그리나드 시약이다.
단계 b)
단계 b) 동안, 반응 온도는 적당한 온도, 예컨대 10℃ 내지 50℃ 범위, 바람직하게는 실온, 예컨대 15 내지 30℃ 사이의 온도로 유지할 수 있다. 이 범위 외의 온도를 적용하면, 반응 수율이 감소할 수 있다. 당업계에 공지된 임의의 분리 방법, 예컨대 증류, 특히 진공 증류 등을 이용하여, 염소화된 모노-유기-디-알콕시실란 화합물을 수득할 수 있다.
단계 b)에서 사용된 물질은 임의의 순서로 첨가하고 당업계에 공지된 임의의 방식으로 혼합할 수 있다. 바람직하게는, 염소화제는 모노-유기-트리-알콕시실란에 특정 시간, 예컨대 최대 1시간 내에 천천히 첨가할 수 있다.
염소화제의 양은 모노-유기-트리알콕시실란 화합물의 양과 동등한 것이 바람직하나, 염소화제에 대한 모노-유기-트리알콕시실란 화합물의 몰 비는 1 내지 1.5 범위, 바람직하게는 1 내지 1.2 범위, 더욱 바람직하게는 1 내지 1.1 범위일 수 있다. 이 비가 1보다 아래인 경우에는 모노-유기-트리알콕시실란이 미반응 상태로 남아있고; 반면, 이 비보다 높으면 부산물이 증가하여, 즉 반응 수율이 감소한다.
단계 b)에서 수득한 반응 산물은 그 다음 당업계에 공지된 임의의 수단, 예컨대 증류에 의해 정제할 수 있다.
염소화제는 단일 염소화제 또는 여러 염소화제의 혼합물일 수 있다. 바람직한 것은 단일 염소화제이다.
단계 c)
단계 c)의 온도는 0℃ 내지 25℃ 사이, 바람직하게는 5℃ 내지 10℃ 사이일 수 있다. 반응은 이 범위 사이로, 단계 c)의 반응이 완료될 때까지, 즉 모노-유기-디-알콕시실란 화합물의 95% 이상이 반응했을 때까지 유지할 수 있다. 이 온도가 너무 낮으면 반응 속도가 부적절하게 낮아지고; 이 온도가 너무 높으면 부산물이 증가하여, 즉 반응 수율이 감소할 수 있다.
반응 혼합물은 이 반응 온도에서 특정 시간, 예컨대 1 내지 10시간 사이, 바람직하게는 3 내지 8시간 동안 유지되어 반응을 완료할 수 있다.
단계 c)의 그리나드 반응은 전형적으로 알려진 임의의 에테르형 용매, 예컨대 t-부틸 메틸 에테르 및 디에틸 에테르에서, 또는 헥산, 헵탄, 톨루엔 및 자일렌과 같은 비양성자성 용매와 에테르형 용매의 혼합 용매 중에서 수행할 수 있다.
단계 c)의 반응은 반응계 내 산소의 존재가 그리나드 시약과의 반응을 유발하여 수율을 저하시키기 때문에 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 대기 하에 수행하는 것이 일반적이다.
단계 c)의 반응이 완료된 후에는 적당한 양의 염화암모늄 포화 수용액 또는 희석 황산을 첨가하여 마그네슘 염을 용해시킬 수 있다. 이 염화암모늄 포화 수용액 또는 희석 황산의 양은 전형적으로 모노-유기-디-알콕시실란의 양에 따라 달라진다. 예를 들어, 모노-유기-디-알콕시실란 14g당 염화암모늄 포화 용액 약 10 내지 15ml를 첨가할 수 있다. 그 후 유기 층은 일반적으로 수성 층과 분리된다. 이와 같이 분리된 유기 층은 당업계에 공지된 임의의 방법으로, 예컨대 대기압 또는 감압 하의 분별증류로 정제할 수 있고, 이에 따라 디-유기-디-알콕시실란 화합물인 원하는 반응 산물로 이루어진 분획을 회수할 수 있다.
제2 그리나드 화합물과 염소화된 일치환된 디알콕시 실란 화합물의 몰 비는 1 내지 1.5, 바람직하게는 1 내지 1.2, 가장 바람직하게는 1 내지 1.1이다. 이 비가 1보다 낮은 경우, 염소화된 일치환된 디알콕시 실란은 미반응 상태를 유지하고; 이에 반해 비가 높은 경우에는 부산물이 증가하며, 즉 반응 수율이 감소한다.
단계 c)에서 제2 그리나드 시약은 단일 제2 그리나드 시약 또는 여러 제2 그리나드 시약의 혼합물일 수 있고; 바람직하게는 단일 제2 그리나드 시약이다.
단계 c)에서 사용된 물질은 임의의 순서로 첨가할 수 있고, 당업계에 공지된 임의의 방식으로 혼합할 수 있다. 바람직하게는, 제2 그리나드 시약을 별도로 준비하고 그 후 염소화된 일치환된 디알콕시실란에 첨가한다. 그 다음, 이 혼합물은 반응이 완료될 때까지 환류 온도(전형적으로 용매의 비등점에 의해 결정)에서 일반적으로 1 내지 6시간 사이, 바람직하게는 3 내지 6시간 동안 유지시킬 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 이하 2가지 비제한적 실시예에 의거하여 더 상세히 설명될 것이다.
실시예
1:
사이클로펜틸
이소부틸
디에톡시실란(e)의
제조:
사이클로펜틸 이소부틸 디에톡시실란을 제조하기 위한 전반적인 반응 도식은 다음과 같다:
(a) 사이클로펜틸 마그네슘 브로마이드(제1 그리나드 시약)의 제조:
환류 응축기, 적가 깔대기 및 교반 장치가 장착된 250ml 플라스크에 금속성 마그네슘 1.8g(0.074mol)과 t-부틸 메틸 에테르 25ml를 질소 대기 하에서 충전했다. 교반을 개시한 후, 요오드 결정 및 t-부틸 메틸 에테르 25ml로 희석된 1,2-디브로모에탄 0.2g 및 사이클로펜틸브로마이드 10.0g(0.067mol)을 보유한 용액을 t-부틸 메틸 에테르의 환류 하에 6시간 동안 적가 깔대기를 통해 적가했다. 첨가 후, 교반은 환류 하에 4시간 동안 수행하여 사이클로펜틸 마그네슘 브로마이드의 에테르 용액을 수득했다.
(b) 사이클로펜틸트리에톡시실란의 제조:
환류 응축기 및 교반 장치가 장착된 250ml 플라스크에 건조 t-부틸 메틸 에테르 60ml와 테트라에톡시실란 14.0g(0.067mol)을 질소 대기 하에서 충전하고, 상기 (a)에 따라 제조된 사이클로펜틸 마그네슘 브로마이드 용액을 10℃ 이하의 내부 온도를 유지하면서 천천히 첨가했다. 첨가를 완료한 후 교반을 실온에서 6시간, 환류 온도에서 2시간 동안 수행했다. 최종 반응 물질에 염화암모늄 포화 수용액 10 내지 20ml를 적가하여 마그네슘 염을 용해시켰다. 유기 층과 수성 층을 분리시키고, 건조하고 증발시켜 미정제 사이클로펜틸트리에톡시실란을 제공했다. 이 미정제물은 감압 하에 분별 증류로 정제하여, 순수 사이클로펜틸트리에톡시실란 12g을 수득했다(테트라에톡시실란의 양을 기반으로 한 이론적 최대 수율의 76%).
(c) 이소부틸 마그네슘 브로마이드(제2 그리나드 시약)의 제조:
마그네슘 1.8g(0.074mol)과 디에틸 에테르 25ml를 환류 응축기, 적가 깔대기 및 교반 장치가 장착된 250ml 플라스크에 질소 대기 하에 충전했다. 교반을 개시한 후, 요오드 결정 및 이소부틸브로마이드 9.3g(0.067mol)과 1,2-디브로모에탄 0.2g을 디에틸 디에테르 25ml로 희석한 용액을 적가 깔대기를 통해 2시간 동안 디에틸 에테르의 환류 하에 적가했다. 첨가 후 교반은 환류 하에 2시간 동안 수행하여 이소부틸 마그네슘 브로마이드의 에테르 용액을 수득했다.
(d) 클로로사이클로펜틸디에톡시실란의 제조:
사이클로펜틸트리에톡시실란(b) 10.5g(0.045mol)과 DMF(0.1ml)의 교반 혼합물에 티오닐 클로라이드(0.045mol) 5.4g을 25℃에서 1시간 동안 적가했다. 이 반응 물질을 25℃에서 4시간 동안 교반하고 진공 증류하여 클로로사이클로펜틸디에톡시실란(d) 8.4g(83.8%)을 제공했다.
(e) 사이클로펜틸 이소부틸 디에톡시실란의 제조:
무수 디에틸 에테르 50ml와 14.0g(0.063mol)의 클로로사이클로펜틸디에톡시실란(d)을 환류 응축기와 교반 장치가 장착된 250ml 플라스크에 질소 대기 하에 충전하고, 앞서 제조한 이소부틸 마그네슘 브로마이드 용액을 내부 온도가 10℃ 이하로 유지되도록 천천히 첨가했다. 첨가 완료 후, 실온에서 6시간, 환류 온도에서 2시간 동안 교반을 수행했다. 최종 반응 물질에 염화암모늄 포화 수용액 10 내지 20ml를 적가하여 마그네슘 염을 용해시켰다. 유기 층은 수성 상과 분리시키고, 건조 및 증발시켜 미정제 사이클로펜틸이소부틸디에톡시실란을 수득했다. 이 미정제물은 감압 하에 분별 증류로 정제하여 순수 사이클로펜틸이소부틸디에톡시실란 12g(78%)을 수득했다.
실시예
2:
사이클로헥실
사이클로펜틸
디에톡시실란(e)의
제조:
사이클로헥실 사이클로펜틸 디에톡시실란을 제조하기 위한 전체 반응식은 다음과 같다:
(a) 사이클로헥실 마그네슘 클로라이드(제1 그리나드 시약)의 제조:
환류 응축기, 적가깔대기 및 교반 장치가 장착된 250ml 플라스크에 마그네슘 2.18g(0.09mol)과 디에틸 에테르 25ml를 질소 대기 하에서 충전했다. 교반을 개시한 후, 요오드 결정 및 사이클로헥실클로라이드 9.5g(0.08mol) 및 1,2-디브로모에탄 0.2g을 25ml 디에틸 에테르에 희석한 용액을 디에틸 에테르의 환류 하에 2시간 동안 적가 깔대기를 통해 첨가했다. 첨가 후, 환류 하에 4시간 동안 교반을 수행하여 사이클로헥실 마그네슘 브로마이드의 에테르 용액을 수득했다.
(b) 사이클로헥실트리에톡시실란의 제조:
환류 응축기와 교반 장치가 장착된 250ml 플라스크에 무수 디에틸 에테르 60ml와 테트라에톡시실란 14.0g(0.067mol)을 질소 대기 하에 충전하고, 앞서 제조한 사이클로헥실 염화마그네슘 용액을 천천히 10℃ 이하의 내부 온도를 유지하면서 첨가했다. 첨가 완료 후, 교반을 실온에서 6시간, 환류 온도에서 2시간 동안 수행했다. 이 반응 물질에 염화암모늄 포화 수용액 10 내지 20ml를 적가하여 마그네슘 염을 용해시켰다. 유기 층은 수성 층과 분리하고, 건조 및 증발하여 미정제 사이클로헥실트리에톡시실란을 수득했다. 이 미정제물은 감압 분별 증류로 정제하여 정제 사이클로헥실트리에톡시실란 14.2g(테트라에톡시실란의 양을 기반으로 한 이론적 최대 수율의 86%)을 수득했다.
(c) 사이클로펜틸 마그네슘 클로라이드(제2 그리나드 시약)의 제조:
환류 응축기, 적가 깔대기 및 교반 장치가 장착된 250ml 플라스크에 마그네슘 1.8g(0.074mol) 및 디에틸 에테르 25ml를 질소 대기 하에서 충전했다. 교반을 개시한 후, 요오드 결정과 사이클로펜틸클로라이드 7.6g(0.072mol) 및 1,2-디브로모에탄 0.2g을 디에틸 에테르 25ml에 희석한 용액을 적가깔대기로부터 디에틸 에테르의 환류 하에 2시간 동안 첨가했다. 첨가 후 교반은 환류 하에 6시간 동안 수행하여 사이클로펜틸 마그네슘 클로라이드(c)의 에테르 용액을 수득했다.
(d) 클로로사이클로헥실디에톡시실란의 제조:
티오닐 클로라이드 11.6g(0.0975mol)을, 20g(0.08mol) 사이클로헥실트리에톡시실란(b)와 DMF(0.1ml)의 교반 혼합물에 1시간 내에 25℃에서 적가했다. 이 반응 물질을 25℃에서 4시간 동안 교반하고 진공 증류하여 클로로사이클로헥실디에톡시실란(d) 15.4g(81%)을 제공했다.
(e) 사이클로펜틸사이클로헥실디에톡시실란의 제조:
환류 응축기와 교반 장치가 장착된 250ml 플라스크에 무수 디에틸 에테르 60ml와 클로로사이클로헥실디에톡시실란(d) 14.0g(0.063mol)을 질소 대기 하에 충전하고, 내부 온도를 10℃ 이하로 유지하면서 앞서 제조한 사이클로펜틸 마그네슘 클로라이드(제2 그리나드 시약) 용액을 천천히 첨가했다. 첨가 완료 후, 교반은 실온에서 6시간, 환류 온도에서 5시간 동안 수행했다. 수득한 반응 물질에 염화암모늄 포화수용액 10 내지 20ml를 적가하여 마그네슘 염을 용해시켰다. 유기 층과 수성 층을 분리시키고, 건조 및 증발하여 미정제 사이클로펜틸이소부틸디에톡시실란을 수득했다. 이 미정제물을 감압 하에 분별 증류로 정제하여 순수 사이클로펜틸이소부틸디에톡시실란 12g(75%)을 수득했다.
Claims (18)
- a) 화학식 Si(OR1)4로 표시되는 테트라알콕시실란 화합물과 화학식 R2-Mg-X로 표시되는 제1 그리나드 시약을, 테트라알콕시실란 화합물에 대한 제1 그리나드 화합물을 1 내지 1.5의 몰 비로 반응시켜, 화학식 R2-Si(-OR1)3으로 표시되는 모노-유기-트리-알콕시실란 화합물을 형성시키는 단계;
b) 단계 a)의 모노-유기-트리-알콕시실란 화합물을 염소화제와 반응시켜 하기 화학식으로 표시되는 염소화된 모노-유기-디-알콕시실란 화합물을 형성시키는 단계,
(이 때, 염소화제에 대한 모노-유기-트리-알콕시실란 화합물의 몰 비는 1 내지 1.5이다);
c) 단계 b)의 염소화된 모노-유기-디-알콕시실란 화합물을 화학식 R3-Mg-X 로 표시되는 제2 그리나드 시약과 반응시켜 하기 화학식으로 표시되는 디-유기-디-알콕시실란 화합물을 형성시키는 단계,
(이 때, 염소화된 일치환된 디알콕시 실란 화합물에 대한 제2 그리나드 화합물의 몰 비는 1 내지 1.5이다)를 포함하고,
식에서, R1은 탄소 원자 1 내지 20개를 가진 알킬 기이고,
R2 및 R3은 독립적으로 규소 원자에 대해 α 위치, β 위치 또는 α 및 β 위치에 위치한 2차 또는 3차 탄소에 탄소 원자가 3 내지 20개인 분지형 알킬 기 및 탄소 원자가 3 내지 20개인 환형 알킬 기로 이루어진 그룹에서 선택되며,
X는 요오드, 브롬 또는 염소인, 디-유기-디알콕시실란 화합물을 제조하는 방법. - 제1항에 있어서, 염소화제가 HCl, AlCl3, SOCl2, PCl5, PCl3, 및 ZnCl2로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 a)에서의 반응 온도가 0 내지 25℃ 사이로 유지되는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 a)에서 테트라알콕시실란 화합물에 대한 제1 그리나드 화합물의 몰 비가 1 내지 1.2 사이인 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 b)에서 염소화제에 대한 모노-유기-트리-알콕시실란 화합물의 몰 비가 1 내지 1.2 사이인 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 c)에서 염소화된 일치환된 디알콕시 실란 화합물에 대한 제2 그리나드 화합물의 몰 비가 1 내지 1.2 사이인 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, R1이 탄소 원자 1 내지 10개를 가진 알킬 기인 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, R2가 2차 또는 3차 알킬 기 또는 환형 알킬 기이고, 단 R1이 메틸이라면 환형 알킬 기는 탄소 원자가 6 내지 20개인 고리를 보유해야 하는 것인 방법.
- 제8항에 있어서, R1은 탄소 원자가 1 내지 10개인 알킬 기이고 R3은 R2와 동일하거나 상이할 수 있는 것인 방법.
- 제8항에 있어서, R2는 탄소 원자가 5개 또는 6개인 고리를 보유하는 환형 알킬 기 및 탄소 원자가 3 내지 10개인 3차 알킬 기로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것인 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, R3은 규소 원자에 대해 α 위치, β 위치 또는 α 및 β 위치에 위치한 2차 또는 3차 탄소에 탄소 원자가 3 내지 20개인 분지형 알킬 기인 것인 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, R3은 탄소 원자가 5 내지 10개인 고리를 보유하는 환형 알킬 기, 탄소 원자가 3 내지 10개인 2차 알킬 기 및 탄소 원자가 3 내지 10개인 3차 알킬 기로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것인 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 염소화제가 HCl 또는 SOCl2인 방법.
- 제5항에 있어서, 단계 b)에서 염소화제에 대한 모노-유기-트리-알콕시실란 화합물의 몰 비는 1 내지 1.1인 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 R1은 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것인 방법.
- 제8항에 있어서 상기 R2는 환형 알킬 기로서, 탄소 원자 5 내지 20개인 고리를 보유하며, 단 R1이 메틸이라면 환형 알킬 기는 탄소 원자가 6 내지 20개인 고리를 보유해야 하는 것인 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 R3은 헤테로원자를 추가로 함유하는 탄소 원자를 3 내지 20개를 보유하는 알킬 화합물인 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 R1은 에틸, 메틸, n-프로필 및 이소-프로필로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것인 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP12000022 | 2012-01-03 | ||
| EP12000022.9 | 2012-01-03 | ||
| PCT/EP2012/005300 WO2013102480A1 (en) | 2012-01-03 | 2012-12-20 | Method for preparing di-organo-dialkoxysilanes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140117438A KR20140117438A (ko) | 2014-10-07 |
| KR102010453B1 true KR102010453B1 (ko) | 2019-08-13 |
Family
ID=47552948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020147020810A KR102010453B1 (ko) | 2012-01-03 | 2012-12-20 | 디-유기-디알콕시실란을 제조하는 방법 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8927753B2 (ko) |
| EP (1) | EP2800752B1 (ko) |
| KR (1) | KR102010453B1 (ko) |
| BR (1) | BR112014016355B1 (ko) |
| EA (1) | EA024457B1 (ko) |
| ES (1) | ES2576189T3 (ko) |
| IN (1) | IN2014DN05729A (ko) |
| MX (1) | MX2014008171A (ko) |
| WO (1) | WO2013102480A1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6923199B2 (ja) * | 2017-11-07 | 2021-08-18 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | ハロシランの製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6160151A (en) | 1999-12-08 | 2000-12-12 | Nusil Technology | Process for production of diphenyl-dialkoxysilane, phenylalkyl-dialkoxysilane, octaphenylcyclotetrasilozane and sym-tetraalkyltetraphenyl-cyclotetrasiloxane |
| US20050070730A1 (en) | 2001-11-08 | 2005-03-31 | Tadashi Bannou | Production processes for triorganomonoalkoxysilanes and triorganomonochlorosilanes |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2731485A (en) * | 1949-07-26 | 1956-01-17 | Union Carbide & Carbon Corp | Polysiloxanes produced by the reaction of dialkyldialkoxysilanes in the presence of aluminum or boron halides |
| DE3527437A1 (de) * | 1985-07-31 | 1987-02-05 | Dynamit Nobel Ag | Verfahren zur herstellung partiell veresterter siliciumhalogenide |
| DE3821483C2 (de) | 1988-06-25 | 1996-04-11 | Witco Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Diorganodialkoxysilanen |
-
2012
- 2012-12-20 BR BR112014016355-3A patent/BR112014016355B1/pt active IP Right Grant
- 2012-12-20 EA EA201400787A patent/EA024457B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2012-12-20 WO PCT/EP2012/005300 patent/WO2013102480A1/en active Application Filing
- 2012-12-20 ES ES12813282.6T patent/ES2576189T3/es active Active
- 2012-12-20 IN IN5729DEN2014 patent/IN2014DN05729A/en unknown
- 2012-12-20 EP EP12813282.6A patent/EP2800752B1/en active Active
- 2012-12-20 MX MX2014008171A patent/MX2014008171A/es not_active Application Discontinuation
- 2012-12-20 KR KR1020147020810A patent/KR102010453B1/ko active IP Right Grant
- 2012-12-21 US US13/723,923 patent/US8927753B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6160151A (en) | 1999-12-08 | 2000-12-12 | Nusil Technology | Process for production of diphenyl-dialkoxysilane, phenylalkyl-dialkoxysilane, octaphenylcyclotetrasilozane and sym-tetraalkyltetraphenyl-cyclotetrasiloxane |
| US20050070730A1 (en) | 2001-11-08 | 2005-03-31 | Tadashi Bannou | Production processes for triorganomonoalkoxysilanes and triorganomonochlorosilanes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8927753B2 (en) | 2015-01-06 |
| EP2800752A1 (en) | 2014-11-12 |
| EA024457B1 (ru) | 2016-09-30 |
| EA201400787A1 (ru) | 2014-12-30 |
| US20130172595A1 (en) | 2013-07-04 |
| BR112014016355A2 (pt) | 2017-06-13 |
| EP2800752B1 (en) | 2016-03-16 |
| IN2014DN05729A (ko) | 2015-04-10 |
| ES2576189T3 (es) | 2016-07-06 |
| MX2014008171A (es) | 2014-10-06 |
| WO2013102480A1 (en) | 2013-07-11 |
| BR112014016355A8 (pt) | 2017-07-04 |
| BR112014016355B1 (pt) | 2020-09-08 |
| CN104105701A (zh) | 2014-10-15 |
| KR20140117438A (ko) | 2014-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10414783B2 (en) | Chlorosilylarylgermanes, method for preparation thereof and use thereof | |
| US9840523B2 (en) | Process of synthesizing diisopropylamino-disilanes | |
| KR102010453B1 (ko) | 디-유기-디알콕시실란을 제조하는 방법 | |
| US9045504B2 (en) | Ligand synthesis | |
| US5473090A (en) | Process for the preparation of trialkyl compounds of group 3a metals | |
| JPS6327351B2 (ko) | ||
| JP2775239B2 (ja) | 接触アルキル化方法 | |
| JP4073146B2 (ja) | ガリウムアルコキシドの精製方法 | |
| JP5294537B2 (ja) | トリ（第２級アルキル）シラン化合物の製造方法 | |
| US7105693B2 (en) | Process for production of alkoxysilane-based compound | |
| CN104105701B (zh) | 制备二-有机基-二烷氧基硅烷的方法 | |
| JP5057309B2 (ja) | ジアルキルシラン化合物およびその製造方法 | |
| JP2864985B2 (ja) | トリ（第２級アルキル）シラン化合物の製造方法 | |
| JP3591338B2 (ja) | ジ（多環状アミノ）ジアルコキシシランの製造方法 | |
| JP2004175784A (ja) | 有機シリル基を有するノルボルネン誘導体の製造方法 | |
| CN111171070A (zh) | 含碘的硅化合物的制造方法 | |
| JP5544862B2 (ja) | ストロンチウムアミド化合物の製造方法 | |
| JPH10182660A (ja) | アルコキシシランの製造法 | |
| JPH11228584A (ja) | アミノアルコキシシランの製造方法 | |
| WO2019176592A1 (ja) | ヘテロ原子含有芳香族ビニル化合物の製造方法 | |
| JP2020002077A (ja) | 第三級アルキルシランの製造方法及び第三級アルキルアルコキシシランの製造方法 | |
| JPH10182661A (ja) | アルコキシシランの製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |