KR20040040133A - Method for preparing alkylalkoxysilane with high purity - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for preparing alkylalkoxysilane with high purity is provided, thereby environment-friendly treating chloric acid as a by-product, and improving the purity of alkylalkoxysilane by removing remaining chloric acid. CONSTITUTION: A method for preparing alkylalkoxysilane with high purity comprises the steps of: adding dropwise of 3 to 5 mole of alcohol into 1 mole of alkylchlorosilane in the presence of inert solvent at 0 to 60 deg. C for 0.1 to 10 hours; introducing 3 to 10 mole of ammonia gas into chloric acid as a by-product in situ to precipitate ammonium chloride; and filtering the solution to remove the precipitated ammonium chloride and distilling the filtered solution to remove solvent, wherein the inert solvent is pentane, hexane, decane, dodecane or a mixture thereof; the alkylchlorosilane is methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, ethyltrichlorosilane or diethyldichlorosilane; and the alcohol is methanol, ethanol or alcohol having carbon number of 10 or less.

Description

고순도 알킬알콕시실란의 제조방법 {Method for preparing alkylalkoxysilane with high purity}Process for preparing high purity alkylalkoxysilane {Method for preparing alkylalkoxysilane with high purity}

본 발명은 고순도 알킬알콕시실란의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 알킬클로로실란과 알코올을 불활성 용매하에서 반응시키고, 부생되는 염산은 암모니아로 친환경적이고 효율적으로 처리하면서, 순수한 알킬알콕시실란을 인시튜로 얻을 수 있는 고순도 알킬알콕시실란의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a high purity alkylalkoxysilane, and more particularly, the reaction of alkylchlorosilane and alcohol in an inert solvent, and by-produced hydrochloric acid is treated with ammonia in an environmentally friendly and efficient manner, while purifying pure alkylalkoxysilane It relates to a method for producing a high purity alkylalkoxysilane obtainable in a tub.

알킬알콕시실란은 접착 증진제, 가교제, 페인트의 첨가제, 섬유나 가죽의 코팅제, 충진제나 안료의 표면개질제 등 다양한 분야에 사용되고 있다. 또한 제품내 잔존 염소함량의 최소화나 제품 순도의 최대화를 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.Alkoxyalkoxysilanes are used in various fields such as adhesion promoters, crosslinking agents, paint additives, fiber or leather coating agents, fillers and pigment surface modifiers. In addition, various studies are being conducted to minimize residual chlorine content or maximize product purity.

예를 들면, 합성방법으로써는 미국특허 제3,792,071호 및 미국특허 제4,039,567호에서는 연속식 반응을, 미국특허 제4,173,576호 및 미국특허 제4,228,092호에서는 배치식 제조방법을 개시하고 있다. 특히, 미국특허 제4,228,092호에서는 알킬클로로실란에 알코올을 3단계로 분할 첨가하여 고순도, 고수율의 알킬알콕시실란 합성 방법을 기술하고 있으나, 부산물로 나오는 염산의처리에 대해서는 언급하지 않고 있다.For example, as a synthesis method, US Pat. No. 3,792,071 and US Pat. No. 4,039,567 disclose a continuous reaction, and US Pat. No. 4,173,576 and US Pat. No. 4,228,092 disclose a batch production method. In particular, U.S. Patent No. 4,228,092 describes a method for synthesizing high purity, high yield alkylalkoxysilanes by dividing alcohol into alkylchlorosilanes in three steps, but does not mention treatment of hydrochloric acid as a byproduct.

그리고, 산업의 고도화에 따라 전자분야 등의 중간체로써 사용하기 위해서는 고순도, 즉, 수 ppm미만의 염소함량을 가진 우수한 품질의 제품이 요구되고 있다. 제품내의 잔존 염소제거는 다양한 방법으로 연구되어져 왔다. 첫째, 미국특허 제4,298,753호에서는 증류에 의한 염산의 제거를 기술하고 있다. 그러나 이 방법의 단점은 증류과정에서 잔존 염산이 알킬알콕시실란과 반응하여 실록산을 형성하여 제품의 순도를 떨어뜨리는 문제점이 있다. 둘째, 유럽공개특허 제282,846호에서는 알칼리 금속 알콕사이드를 중화제로 사용하는 방법인데, 이 방법은 반응중 제품이 분해되고, 제품의 색상이 저하된다는 단점이 있었다. 셋째, 미국특허 제6,117,584호에서는 마그네슘 입자를 사용하여 제품의 분해없이 잔존 염소함량을 수십 ppm까지 줄였으나, 5ppm이하의 염소함량을 요구하는 제품의 경우에는 부적합하였다. 넷째, 미국특허 제6,150,550호에서는 염산과 미반응 물질이 녹는 극성용매와 제품이 녹는 비극성용매를 사용하여 잔존 염소가 제품을 공격하여 순도를 떨어뜨리는 것을 방지하는 방법이다. 이 방법은 높은 순도와 수율의 제품을 얻을 수 있으나, 2가지 용매를 사용함으로써, 분리 정제시 복잡한 증류과정을 거쳐야 하므로 많은 시간과 에너지가 소비되는 단점이 있었다.In addition, according to the advancement of the industry, in order to use it as an intermediate in the electronic field, there is a demand for a high-quality product having high purity, that is, a chlorine content of several ppm or less. Removal of residual chlorine in the product has been studied in various ways. First, US Pat. No. 4,298,753 describes the removal of hydrochloric acid by distillation. However, a disadvantage of this method is that the remaining hydrochloric acid reacts with the alkylalkoxysilane to form siloxanes in the distillation process, thereby lowering the purity of the product. Second, European Patent No. 282,846 uses alkali metal alkoxide as a neutralizing agent, which has a disadvantage in that the product decomposes during the reaction and the color of the product decreases. Third, in US Pat. No. 6,117,584, magnesium particles were used to reduce the residual chlorine content to several tens of ppm without decomposition of the product, but it was unsuitable for products requiring chlorine content of less than 5 ppm. Fourth, U.S. Patent No. 6,150,550 uses a polar solvent in which hydrochloric acid and an unreacted substance are dissolved and a nonpolar solvent in which the product is dissolved to prevent residual chlorine from attacking the product to reduce its purity. This method can obtain a high purity and yield product, but by using two solvents, it has a disadvantage that a lot of time and energy is consumed because it has to go through a complex distillation process for separation and purification.

전술한 특허들에 개시된 방법들은 제품내 잔존하는 염소의 처리에 대해서만 언급하고 있고 제조설비류 밖으로 배출되는 다량의 염산 처리에 대해서는 언급하지 않고 있다. 염산은 강한 부식성과 독성을 지닌 물질이므로, 저장 및 운반시 특수한 재질의 설비 또는 용기를 사용해야 하며, 이의 유출시에는 큰 환경 문제를 유발하기 때문에 특별한 주의와 취급기술이 필요하다.The methods disclosed in the above-mentioned patents refer only to the treatment of residual chlorine in the product and not to the treatment of large amounts of hydrochloric acid discharged out of the production equipment. Since hydrochloric acid is a highly corrosive and toxic substance, special materials or containers should be used for storage and transportation, and special care and handling skills are required because it causes large environmental problems.

이에 본 발명에서는 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 광범위한 연구를 거듭한 결과, 불활성 용매의 존재하에서 알킬클로로실란과 알코올을 반응시켜 알킬알콕시실란을 제조할 때, 반응중 부생되는 염산을 암모니아 가스와 인시튜로 반응시켜 염화암모늄을 생성시켜 제거하여 염산이 반응기 밖으로 배출되지 않도록 할 수 있었다.Accordingly, in the present invention, extensive research has been conducted to solve the problems described above. When the alkylalkoxysilane is prepared by reacting an alkylchlorosilane with an alcohol in the presence of an inert solvent, hydrochloric acid by-produced during the reaction is ammonia gas. React in situ to produce and remove ammonium chloride to prevent hydrochloric acid from leaving the reactor.

본 발명에 따른 방법은 제품내 잔존하는 염소 함량을 1ppm 이하로 하는 고순도의 제품을 합성함과 동시에 인시튜로 다량의 염산을 반응기안에서 인시튜(in-situ)로 암모니아로 처리함으로써 염산의 저장 및 운반에 따른 고가의 설비 및 유출시의 환경 및 안전상의 문제점을 해결하였다.The method according to the present invention synthesizes a high purity product having a residual chlorine content of 1 ppm or less and simultaneously stores a large amount of hydrochloric acid in-situ in a reactor with ammonia in storage to store and store hydrochloric acid. It solved the environmental and safety problems of expensive facilities and spills caused by transportation.

따라서, 본 발명의 목적은 알킬알콕시실란 제조시 부생되는 부식성과 독성이 강한 염산을 친환경적이고 경제적으로 처리하면서, 알킬알콕시실란내 잔존하는 염소함량이 1ppm이하인 고순도의 알킬알콕시실란을 인시튜로 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to prepare in-situ high purity alkylalkoxysilanes having an chlorine content of 1 ppm or less remaining in the alkylalkoxysilanes while treating the corrosive and toxic hydrochloric acid produced by the production of alkylalkoxysilanes in an eco-friendly and economical manner. To provide a way to do this.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 알킬알콕시실란의 제조방법은 하기 반응식 1에 따라 제조되며, 0∼60℃ 온도와 3∼10몰의 불활성 용매 존재하에서 알킬클로로실란 1몰에 대하여 3∼5몰의 알코올을 0.1∼10시간 동안 적가하여 알킬알콕시실란을 합성시키는 단계; 상기 합성단계에서 발생하는 부산물인 염산에 인시튜(in-situ)로 3∼10몰의 암모니아 가스를 알코올 적가시간 동안에 투입, 반응시켜염화암모늄으로 침전시키는 단계; 및 상기 침전물을 여과하여 제거한 후, 여액중의 용매를 증류과정을 통해서 제거하여 알킬알콕시실란을 수득하는 단계를 포함한다.The method for producing an alkylalkoxysilane according to the present invention for achieving the above object is prepared according to the following Scheme 1, 3 to 5 with respect to 1 mol of alkylchlorosilane in the presence of 0 to 60 ℃ temperature and 3 to 10 mol of inert solvent. Molar alcohol is added dropwise for 0.1 to 10 hours to synthesize an alkylalkoxysilane; Adding 3 to 10 moles of ammonia gas in-situ to hydrochloric acid, which is a by-product generated in the synthesis step, during the dropping time of alcohol and reacting to precipitate ammonium chloride; And removing the precipitate by filtration, and then removing the solvent in the filtrate through distillation to obtain an alkylalkoxysilane.

RaSiCl4-a + (4-a) R'OH + (4-a)NH3 --> RaSi(OR')4-a + (4-a)NH4ClRaSiCl4-a + (4-a) R'OH + (4-a) NH3-> RaSi (OR ') 4-a + (4-a) NH4Cl

상기 식에서, a는 1∼3의 정수이고, R 및 R'은 서로 같거나 다르게 탄소수가 1∼10인 알킬기이다.In the above formula, a is an integer of 1 to 3, and R and R 'are the same or different alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.

이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

전술한 바와 같이, 본 발명은 하기 반응식 1과 같이 펜탄, 헥산, 데탄, 도데칸 등과 같은 불활성 용매하에서 알킬클로로실란과 알코올을 반응시켜 알킬알콕시실란을 제조할 때, 반응중에 부생되는 염산을 인시튜로 암모니아 가스를 사용하여 염화암모늄으로 침전, 제거시킴으로써 친환경적이고 경제적으로 처리하면서, 잔존 염소함량이 1ppm이하인 순수한 알킬알콕시실란을 제조하는 방법에 관한 것이다.As described above, the present invention is in situ hydrochloric acid by-produced during the reaction when the alkyl alkoxysilane is prepared by reacting the alkylchlorosilane with an alcohol in an inert solvent such as pentane, hexane, decane, dodecane, etc. The present invention relates to a method for producing a pure alkylalkoxysilane having a residual chlorine content of 1 ppm or less while being treated environmentally and economically by precipitation and removal of ammonium chloride using ammonia gas.

반응식 1Scheme 1

RaSiCl4-a + (4-a) R'OH + (4-a)NH3 --> RaSi(OR')4-a + (4-a)NH4ClRaSiCl4-a + (4-a) R'OH + (4-a) NH3-> RaSi (OR ') 4-a + (4-a) NH4Cl

상기 식에서, a는 1∼3의 정수이고, R 및 R'은 서로 같거나 다르게 탄소수가 1∼10인 알킬기이다.In the above formula, a is an integer of 1 to 3, and R and R 'are the same or different alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.

본 발명에 따르면, 알킬알콕시실란 제조시 부생되는 부식성과 독성이 강한 염산을 친환경적이고 효율적으로 처리하기 위해서, 반응중에 인시튜로 염산이 제거되도록 암모니아 가스을 공급한다. 즉, 불활성 용매의 존재하에서 알킬클로로실란을 넣고 알코올을 0.1∼10시간 동안 적가하면서 반응시켜 알킬알콕시실란을 합성하고, 알코올 적가와 동시에 암모니아 가스를 주입하여 반응중 부생되는 염산과 반응시켜 염화암모늄염으로 침전시켜 여과를 통해 분리, 제거한다.According to the present invention, in order to treat the corrosive and toxic hydrochloric acid which is a by-product of the production of alkylalkoxysilanes in an eco-friendly and efficient manner, ammonia gas is supplied to remove hydrochloric acid in situ during the reaction. In other words, alkylchlorosilane is added in the presence of an inert solvent, and the alcohol is added dropwise for 0.1 to 10 hours to synthesize an alkylalkoxysilane, and ammonia gas is injected simultaneously with the dropwise addition of alcohol to react with by-product hydrochloric acid to react with ammonium chloride salt. Precipitate to separate and remove by filtration.

본 발명에 사용 가능한 알킬클로로실란은 메틸트리클로로실란, 디메틸디클로로실란, 트리메틸클로로실란, 에틸트리클로로실란 또는 디에틸디클로로실란 등이 바람직하다.As the alkylchlorosilane which can be used in the present invention, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, ethyltrichlorosilane or diethyldichlorosilane is preferable.

또한, 본 발명에서 사용되는 불활성 용매는 최종 제품과 분리시키기 쉬운 용매로서, 상기 알킬알콕시실란의 끊는점과 적어도 10℃ 이상의 온도 차이가 나는 용매를 선택해야 증류시 쉽게 분리하여 알킬알콕시실란을 수득할 수 있으며, 바람직하게는 펜탄, 헥산, 데칸, 도데칸 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 이때, 상기 불활성 용매의 사용량은 상기 알킬클로로실란 1몰에 대해 3∼10몰이 바람직하고, 상기 사용량이 3몰 미만이면 염화암모늄염이 잘 분산되지 않아 교반 및 반응중 발생하는 발열의 조절이 어렵고, 암모니아 가스가 골고루 분산되지 않아 염산가스가 배출될 우려가 있다. 10몰을 초과하면 제품으로부터 용매를 제거하는데 많은 시간과 에너지가 소비되며, 제품의 생산성도 떨어진다.In addition, the inert solvent used in the present invention is a solvent which is easy to be separated from the final product, and a solvent having a temperature difference of at least 10 ° C. above the breaking point of the alkylalkoxysilane should be selected to be easily separated during distillation to obtain an alkylalkoxysilane. Pentane, hexane, decane, dodecane or mixtures thereof may be used. In this case, the amount of the inert solvent is preferably 3 to 10 moles with respect to 1 mole of the alkylchlorosilane, and when the amount is less than 3 moles, ammonium chloride salt is not dispersed well, so it is difficult to control the exotherm generated during stirring and reaction, and ammonia Hydrochloric acid gas may be emitted because the gas is not evenly dispersed. Exceeding 10 moles consumes a lot of time and energy to remove the solvent from the product and reduces the productivity of the product.

본 발명에 사용되는 알코올로는 메탄올, 에탄올 및 탄소수가 10이하인 알코올 등이 있으며, 그 사용량은 상기 알킬클로로실란 1몰에 대해 3∼5몰이 바람직하고, 상기 사용량이 3몰 미만이면 알코올과 반응하지 못한 미반응 클로로알콕시실란이 존재하여 제품의 수율이 떨어지고, 5몰을 초과하면 반응하고 남은 과량의 알코올을 제품과 분리하여 재활용하는데 많은 시간과 에너지가 소비된다.Alcohols used in the present invention include methanol, ethanol and alcohols having 10 or less carbon atoms, and the amount of the alcohol is preferably 3 to 5 moles based on 1 mole of the alkylchlorosilane, and when the amount is less than 3 moles, the alcohol does not react with the alcohol. Unreacted chloroalkoxysilanes are present, resulting in poor product yields, and exceeding 5 moles consumes a lot of time and energy to react and recycle the excess alcohol remaining from the product.

한편, 본 발명의 반응생성물인 알킬알콕시실란의 수율과 순도를 최대화하고, 부반응물을 최소화하기 위해서는 상기 반응온도를 0∼60℃에서 수행하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 반응온도가 0℃ 미만이면 반응속도가 늦어지고, 저온의 반응온도를 유지하는데 많은 에너지가 소비된다. 반면 60℃를 초과하면 반응중 부반응물 생성이 증가하여 제품의 순도 및 수율이 감소하고, 염산이 반응계 밖으로 배출되는 문제가 있다.On the other hand, in order to maximize the yield and purity of the alkyl alkoxysilane, the reaction product of the present invention, and to minimize side reactions, the reaction temperature is preferably carried out at 0 ~ 60 ℃. At this time, if the reaction temperature is less than 0 ℃ slow the reaction rate, a lot of energy is consumed to maintain the low temperature reaction temperature. On the other hand, if the temperature exceeds 60 ° C., the amount of side reactions generated during the reaction increases, thereby reducing the purity and yield of the product, and causing hydrochloric acid to be discharged out of the reaction system.

또한, 상기 생성되는 염화암모늄의 입자를 크게 하므로써 반응중 교반과 반응온도 조절이 용이하고, 여과시 작업성이 좋아진다. 염화암모늄 입자의 크기는 반응기 내부의 온도와 교반속도 및 암모니아의 투입량에 따라 적절히 조절할 수 있다.In addition, by enlarging the particles of ammonium chloride produced above, stirring and reaction temperature control during the reaction are easy, and workability during filtration is improved. The size of the ammonium chloride particles can be appropriately adjusted according to the temperature and stirring speed in the reactor and the amount of ammonia added.

상기 암모니아의 투입은 알킬클로로실란 1몰에 대해 2∼5몰을 알코올의 적가시간 동안에 투입한다. 그리고 알코올 적가 완료후에도 0.1∼2시간 동안 암모니아를 계속 투입하여 숙성과정을 가진다.The ammonia is added in an amount of 2 to 5 moles per 1 mole of alkylchlorosilane during the dropping time of the alcohol. After the dropwise addition of alcohol, ammonia is continuously added for 0.1 to 2 hours to have a aging process.

한편, 여과과정을 통해 염화암모늄염을 분리하고, 여과액은 20∼200℃의 온도 및 1∼760torr의 진공조건하에서 증류하여 용매나 알킬알콕시실란을 회수함으로써 97∼99% 순도 및 85∼95% 수율의 알킬알콕시실란을 얻을 수 있다. 이때 제품내 잔존 염소함량은 1ppm 이하이다. 한편, 상기 회수된 용매는 다음 반응에 재사용할 수 있다.Meanwhile, the ammonium chloride salt is separated through the filtration process, and the filtrate is distilled at a temperature of 20 to 200 ° C. and a vacuum condition of 1 to 760 torr to recover a solvent or an alkylalkoxysilane, thereby obtaining 97 to 99% purity and 85 to 95% yield. Alkyl alkoxysilanes can be obtained. At this time, the residual chlorine content in the product is 1 ppm or less. On the other hand, the recovered solvent can be reused in the next reaction.

이하 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited to the following examples.

실시예 1Example 1

질소 공급장치, 환류 콘덴서, 적가 깔대기, 온도계, 냉각기 및 기체 투입관 등이 장착된 5구 반응기의 내부를 건조 질소 분위기로 만들었다. 여기에 먼저 n-펜탄 866g(12몰)을 반응기에 투입하고, 5∼30℃의 온도로 반응물의 온도를 유지하면서 메틸트리클로로실란 300g(2몰)을 투입한 후 교반하였다. 적가 깔대기를 사용하여 메틸 알코올 205g(6.4몰)을 2시간 동안 적가하면서 동시에 기체 투입관을 사용하여 암모니아 가스를 투입하였다. 이때 암모니아 가스는 1000∼1500㎖/min으로 흘려보내면서 반응중 발생되는 염산을 염화암모늄으로 침전시키면서 반응을 진행하였다. 반응종료 후 염화암모늄은 여과를 통해 분리 제거하고, 여과액은 20∼100℃의 온도 및 760∼1torr의 진공 조건하에서 분별 증류하여 여과액중의 n-펜탄을 분리 제거하였다. 이로부터 수득된 메틸트리메톡시실란의 순도는 98.5%, 수율은 90%, 제품내 잔존 염소함량은 1ppm이였다.The interior of the five-necked reactor, equipped with a nitrogen supply, reflux condenser, dropping funnel, thermometer, cooler and gas inlet tube, was made into a dry nitrogen atmosphere. First, 866 g (12 moles) of n-pentane was introduced into the reactor, and 300 g (2 moles) of methyltrichlorosilane was added thereto and stirred while maintaining the temperature of the reactant at a temperature of 5 to 30 ° C. 205 g (6.4 mol) of methyl alcohol was added dropwise for 2 hours using a dropping funnel, and ammonia gas was added thereto using a gas inlet tube. At this time, the ammonia gas was flowed at 1000-1500 ml / min, and the reaction proceeded while precipitating hydrochloric acid generated during the reaction with ammonium chloride. After completion of the reaction, ammonium chloride was separated and removed by filtration, and the filtrate was fractionally distilled under a temperature of 20 to 100 ° C. and a vacuum condition of 760 to 1 torr to remove n-pentane from the filtrate. Purity of the methyltrimethoxysilane obtained from this was 98.5%, yield 90%, the residual chlorine content in the product was 1ppm.

실시예 2Example 2

실시예 1과 동일한 반응장치를 설치하고, 반응기의 내부를 건조 질소 분위기로 만들었다. 여기에 먼저 n-헥산 1550g(18몰)을 반응기에 투입하고, 5∼50℃의 온도로 반응물의 온도를 유지하면서 메틸트리클로로실란 450g(3몰)을 투입한 후 교반하였다. 적가 깔대기를 사용하여 에틸 알코올 442g(9.6몰)을 2시간 동안 적가하면서 동시에 기체 투입관을 사용하여 암모니아 가스를 투입하였다. 이때 암모니아 기체는 1300∼2000㎖/min으로 흘려보내면서 반응중 발생되는 염산을 염화암모늄으로 침전시키면서 반응을 진행하였다. 반응종료 후 여과, 증류과정을 통해 고순도의 메틸트리에톡시실란(순도 97.5%, 수율 87%, 잔존 염소함량 1ppm)을 얻었다.The same reactor as in Example 1 was installed, and the inside of the reactor was made into a dry nitrogen atmosphere. First, 1550 g (18 moles) of n-hexane was added to the reactor, and 450 g (3 moles) of methyltrichlorosilane was added thereto and stirred while maintaining the temperature of the reactant at a temperature of 5 to 50 ° C. 442 g (9.6 mol) of ethyl alcohol was added dropwise for 2 hours using a dropping funnel, and ammonia gas was added thereto using a gas inlet tube. At this time, the ammonia gas was allowed to flow at 1300 to 2000 ml / min while the hydrochloric acid generated during the reaction was precipitated with ammonium chloride. After completion of the reaction, high-purity methyltriethoxysilane (purity 97.5%, yield 87%, residual chlorine content 1ppm) was obtained through filtration and distillation.

실시예 3Example 3

실시예 1과 동일한 반응장치를 설치하고, 반응기의 내부를 건조 질소 분위기로 만들었다. 여기에 먼저 n-도데칸 3400g(20몰)을 반응기에 투입하고, 5∼60℃의 온도로 반응물의 온도를 유지하면서 메틸트리클로로실란 600g(4몰)을 투입한 후 교반하였다. 적가 깔대기를 사용하여 메틸 알코올 400g(12.4몰)을 2시간 동안 적가하면서 동시에 기체 투입관을 사용하여 암모니아 가스를 투입하였다. 이때 암모니아 기체는 2000∼2700㎖/min으로 흘려보내면서 반응중 발생되는 염산을 염화암모늄으로 침전시키면서 반응을 진행하였다. 반응종료 후 여과, 증류과정을 통해 순도 99%, 수율 92%, 잔존 염소함량 0ppm의 메틸트리메톡시실란을 얻었다.The same reactor as in Example 1 was installed, and the inside of the reactor was made into a dry nitrogen atmosphere. First, 3400 g (20 mol) of n-dodecane were added to the reactor, and 600 g (4 mol) of methyl trichlorosilane was added thereto while stirring the temperature of the reactant at a temperature of 5 to 60 ° C. 400 g (12.4 mol) of methyl alcohol was added dropwise for 2 hours using a dropping funnel, while ammonia gas was added using a gas inlet tube. At this time, the ammonia gas was allowed to flow at 2000 to 2700 ml / min while the hydrochloric acid generated during the reaction was precipitated with ammonium chloride. After completion of the reaction, filtration and distillation yielded methyltrimethoxysilane having a purity of 99%, a yield of 92%, and a residual chlorine content of 0 ppm.

실시예 4Example 4

실시예 3에서 회수한 n-도데칸을 사용하여 동일한 방법으로 합성하였다. 여과, 증류과정을 거쳐 고순도의 메틸트리메톡시실란(순도 99%, 수율 90%, 잔존 염소함량 0ppm)을 얻었다.Synthesis was carried out in the same manner using n-dodecane recovered in Example 3. Filtration and distillation gave a high purity methyltrimethoxysilane (99% purity, 90% yield, 0 ppm residual chlorine).

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 종래의 방법들에 비해, 첫째 취급시 부식성, 유독성 및 위험성과 유출시 환경문제를 야기시킬 수 있는 부생 염산을 암모니아를 사용하여 반응기 외부로 배출하지 않고 반응기내에서 인시튜로 염화암모늄으로 침전, 제거하여 친환경적으로 처리할 수 있는 장점이 있고, 둘째 반응중 염산이 알킬알콕시실란내에 잔존하면 고비점 성분들을 증가시켜 알킬알콕시실란의순도를 감소시키지만 본 발명의 방법은 암모니아 가스가 인시튜에서 잔존 염소를 모두 염화암모늄으로 침전, 제거시킴으로써 고비점 성분이 2%이하인 고순도의 알킬콕시실란을 얻을 수 있었다. 셋째, 증류된 알킬알콕시실란은 잔존 염소함량이 1ppm 이하로 더 이상의 정제가 불필요하였다. 따라서, 본 발명의 방법은 친환경적인 공정을 통해서 고순도의 알킬알콕시실란을 제조할 수 있다.As described above, the process according to the present invention, compared to the conventional methods, reacts firstly with by-products of hydrochloric acid, which can cause corrosiveness, toxicity and hazards in handling and environmental problems on spillage without using ammonia to discharge it out of the reactor. It is advantageous in that it can be environmentally treated by precipitation and removal of ammonium chloride in situ in the aircraft. Second, if hydrochloric acid remains in the alkylalkoxysilane, the purity of the alkylalkoxysilane is reduced by increasing the high boiling point components. In the method, ammonia gas precipitated and removed all residual chlorine with ammonium chloride in situ, thereby obtaining a high-purity alkylcoccisilane having a high boiling point component of 2% or less. Third, the distilled alkylalkoxysilane required no further purification with a residual chlorine content of 1 ppm or less. Therefore, the method of the present invention can produce a high purity alkylalkoxysilane through an environmentally friendly process.

Claims (6)

하기 반응식 1에 따라 제조되며,It is prepared according to Scheme 1 below. 0∼60℃ 온도와 3∼10몰의 불활성 용매 존재하에서 알킬클로로실란 1몰에 대하여 3∼5몰의 알코올을 0.1∼10시간 동안 적가하여 알킬알콕시실란을 합성시키는 단계;Synthesizing the alkylalkoxysilane by dropwise addition of 3 to 5 moles of alcohol for 0.1 to 10 hours to 1 mole of alkylchlorosilane in the presence of 0 to 60 ° C. and 3 to 10 moles of inert solvent; 상기 합성단계에서 발생하는 부산물인 염산에 인시튜(in-situ)로 3∼10몰의 암모니아 가스를 알코올 적가시간 동안에 투입, 반응시켜 염화암모늄으로 침전시키는 단계; 및Adding 3-10 moles of ammonia gas in-situ to hydrochloric acid, which is a by-product generated in the synthesis step, during the alcohol dropping time and reacting to precipitate ammonium chloride; And 상기 침전물을 여과하여 제거한 후, 여액중의 용매를 증류과정을 통해서 제거하여 알킬알콕시실란을 수득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도의 알킬알콕시실란의 제조방법:After the precipitate is filtered off, the method of preparing an alkylalkoxysilane of high purity, comprising the step of removing the solvent in the filtrate through distillation to obtain an alkylalkoxysilane: 반응식 1Scheme 1 RaSiCl4-a + (4-a)R'OH + (4-a)NH3 --> RaSi(OR')4-a + (4-a)NH4ClRaSiCl4-a + (4-a) R'OH + (4-a) NH3-> RaSi (OR ') 4-a + (4-a) NH4Cl 상기 식에서, a는 1∼3의 정수이고, R 및 R'은 서로 같거나 다르게 탄소수가 1∼10인 알킬기이다.In the above formula, a is an integer of 1 to 3, and R and R 'are the same or different alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms. 제1항에 있어서, 상기 방법이 제거된 용매를 회수하여 재사용하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the method further comprises recovering and reusing the removed solvent. 제1항에 있어서, 상기 불활성 용매는 알킬알콕시실란의 끊는점과 비교하여 적어도 10℃ 이상의 온도 차이가 나는 용매인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the inert solvent is a solvent having a temperature difference of at least 10 ° C. or more compared to the breaking point of the alkylalkoxysilane. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 불화성 용매는 펜탄, 헥산, 데칸, 도데칸 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 or 3, wherein the inert solvent is pentane, hexane, decane, dodecane or mixtures thereof. 제1항에 있어서, 상기 알킬클로로실란은 메틸트리클로로실란, 디메틸디클로로실란, 트리메틸클로로실란, 에틸트리클로로실란 또는 디에틸디클로로실란인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the alkylchlorosilane is methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, ethyltrichlorosilane or diethyldichlorosilane. 제1항에 있어서, 상기 알코올은 메탄올, 에탄올 또는 탄소수가 10 이하인 알코올인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the alcohol is methanol, ethanol or an alcohol having 10 or less carbon atoms.
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