JPH01264921A - モノシランの製法 - Google Patents

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を原料としてモノシランを製
造する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

モノシランは半導体用高純度シリコン原料として使用さ
れるほか、アモルファス−シリコン感光体、太陽電池、
ニューセラミックス材料等の原料として広範に使用され
ている。

従来よりモノシランの製造法に関しては数多くの提案が
なされている。たとえば、米国特許第２．ｊｔＪＯ，３
６７、特公昭５／−２００グ０、特公昭、ｔ／−，２θ
ｌＩ＜ｚθには、ナトリウムエトキシドのよフ うなアルコルートあるいは水酸化ナトリウムを触媒とし
て下式の如（ グ５ｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３−３ｉＨ４＋　３Ｓｉ　（Ｏ
Ｃ２Ｈ５）４トリエトキシシランを不均化する方法が記
載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の方法は、選択率よくモノシランを製造できる特徴
をもつが、触媒の活性は十分でなく、原料であるアルコ
キシシランの転化率を高めるためには多量の触媒を必要
とした。そのため、工業的有利にモノシランを製造する
のには十分でなかった。

本発明の目的は原料のアルコキシシランから、モノシラ
ンを効率よく、製造することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は触媒効率が高い触媒について研究した結果
、特定の化合物がこの目的に合致した触媒となることを
見出し、本発明に到達した。

すなわち本発明は、一般式（ｎ）で示される芳香族アル
コキシド Ｍ　ＯＡ　ｒ　　　　　　・・・・・・・・・・・・（
ＩＩ）（式中Ｍは周期律表１ａ族金属を示し、Ａｒは置
換もしくは、非置換の芳香族炭化水素基を表わす） の触媒の存在下、一般式 ％式％（） （式中、Ｒは炭素数／−４のアルキル基またはシクロア
ルキル基を示し、ｎは／、コあるいは３を表わす） で示されるアルコキシシランを不均化してモノシランを
製造する方法に存する。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明において使用される原料のアルコキシシランは一
般式（Ｉ）で示される。

ＨｎＳ　ｉ　（ＯＲ）４−ｎ　　　　　−−・”・”　
（Ｉ）Ｒで示されるアルキル基としては、メチル、エチ
ル、プロピル、ヘキシル等が挙げられ、シクロアルキル
基としてはシクロヘキシル等が挙げられ、ｎは／〜３の
ものが使用できるが、通常トリメトキシシラン及びトリ
エトキシシランが有利に用いられる。

原料として用いられるトリアルコキシシランは、例えば
特開昭５グー／Ａ３り２９、特開昭り左−７１，ｇ９／
等に記載の方法により、下式に従い金属ケイ素とアルコ
ールより容易に製造される。

Ｓｉ　＋　３ＲＯＨ−＋Ｈ８ｉ　（ＯＲ）３　＋　８２
本発明における不均化反応は、一般式（ｎ）で示される
、芳香族アルコキシドを、触媒として使用して実施され
る。

Ｍ　ＯＡ　ｒ　　　　　　・・・・・・・・・・・・（
ＩＩ）式中、Ｍは、周期律表Ｉａ族金属であり、具体的
には、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、
セシウム、フランシウム、好ましくは、ナトリウム、カ
リウムが挙げられる。Ａｒは、置換もしくは非置換の芳
香族炭化水素基であり、その置換基としては、アミン基
、ニトロ基、ハロゲン原子、゛水酸基、アルコキシ基、
フェノキシ基等が挙げられる。具体的には、例えばフェ
ニル、α−またはβナフチル、あるいは、ｏ−）リル、
ｍ−）リル、り一）リル等非置換の芳香族炭化水素基、
例えば。−アミノフェニル、ｍ−アミノフェニル、ｐ−
アミノフェニル、０−ニトロフェニル、ｍ−ニトロフェ
ニル、ｐ−ニトロフェニル、ｏ−クロロフェニル、ｍ−
りｏｏフェニル、ｐ−クロロフェニル、ｏ−ヒドロキシ
フェニル、ｍ−ヒドロキシフェニル、ｐ−ヒドロキシフ
ェニル、０−メトキシフェニル、ｍ−メトキシフェニル
、ｐ−メトキシフェニル、０−フェノキシフェニル、ｍ
−フェノキシフェニル、ｐ−フェノキシフェニル等のア
ミン基、ニトロ基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、メト
キシ基、フェノキシ基等で置換された芳香族炭化水素基
が挙げられ、好ましくはフェニル基が挙げられる。

Ｍ　ＯＡ　ｒの具体的な例としては、リチウムフェノキ
シト、ナトリウムフェノキシト、カリウムフェノキシト
、セシウムフェノキシト、ナトリウム−〇−メチルフェ
ノキシト、ナトリウム−ｍ−メチルフェノキシト、ナト
リウム−ｐ−メチルフェノキシト、ナトリウム−〇−ア
ミノフェノキシト、ナトリウム−ｍ−アミノフェノキシ
ト、ナトリウム−ｐ−アミノフェノキシト、ナトリウム
−〇−二トロフェノキシド、ナトリウム−ｍ−ニトロフ
ェノキシト、ナトリウム−ｐ−ニトロフェノキシト、ナ
トリウム−〇−クロロフェノキシト、ナトリウム−ｍ−
クロロフェノキシト、ナトリウム−ｐ−クロロフェノキ
シト、ナトリウム−〇−メトキシフェノキシド、ナトリ
ウム−ｍ−メトキシフェノキシド、ナトリウム−ｐ−メ
トキシフェノキシド、ナトリウム−〇−フェノキジフェ
ノキシド、ナトリウム−ｍ−フェノキジフェノキシド、
ナトリウム−ｐ−フェノキジフェノキシド、カテコール
モノナトリウム塩、カテコールジナトリウム塩、レゾル
シノールモノナトリウム塩、レゾルシノールジナトリウ
ム塩、ヒドロキノンモノナトリウム塩、ヒドロキノンジ
ナトリウム塩等を挙げることができるが、通常、ナトリ
ウムフェノキシト、カリウムフェノキシトが用いられる
。

触媒としての芳香族アルコキシドの使用Ｉは、原料アル
コキシシランだ対して０．００　／重量％以上であれば
よいが、通常Ｑθ／〜り０重量％、好ましくは０．０７
〜１０重量％の範囲で行なうとよい。

反応の形式としては、回分式でも連続式でも実施しつる
。

反応圧力は、減圧下から加圧下まで任意の圧力で実施し
つるが、生成物モノシランが空気と接触すると瞬時に着
火することより、常圧条件が好ましい。

反応温度は、常温で実施しても充分目的を達成すること
が可能であるが、−船釣には３０℃〜ｇθ℃の加温下で
実施することが好ましい。

反応は通常、窒素やアルゴンの不活性ガス雰囲気下で実
施される。

本発明において、原料であるアルコキシシランは、必ず
しも純粋である必要はない。たとえば、テトラアルコキ
シシラン等が共存していてもよい。

さらに溶媒を用いて反応を行なうこともできる。例文ば
、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、テトラヒドロ
フラン、Ｎ−メチル−ニーピロリドン、Ｎ、Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、／、３−ジメ
チルーニーイミダゾリドンや、不均化反応生成物の１つ
であるテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等
のテトラアルコキシシラン等を溶媒として共に用いるこ
ともできる。特に、Ｎ−メチルーニーピロリドン、Ｎ、
Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ｌ
、３−ジメチルーニーイミダゾリドン等の非プロトン性
極性溶媒を用いることは、触媒の溶解性、反応性からみ
て好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明方法を実施例により更に具体的に説明する
が、本発明はその要旨をこえない限り、以下の実施例に
限定されるものではない。

実施例／ 窒素ガス導入管、冷却管付ガス排出管及び液仕込み管を
備えた、ｌｏｏｍｌ内容積の５ＵＳ−３／６芙オートク
レーブに、テフロン製攪拌子と、ナトリウムフェノキシ
ト、Ｓ−ｍ９を入れ窒素でオートクレーブ系内を充分置
換した。さらに液仕込み管よりＮ−メチルーコービロＩ
Ｊ　）”　７２　ｋｌをオートクレーブ内に導入し、ダ
０℃に加温した。しかる後トリメトキシシラン＋、　ｒ
　ｑ　ｇ（ｘｉ　ｏ、　Ｏｍｍｏｌ　）を液仕込み管よ
り導入し、マグネチックスターラーにより、攪拌した。

触媒とトリメトキシシランが接触した時点より反応が起
こり、モノシランが生成した。生成したモノシランは窒
素と共に取り出し経時的にガスクロマトグラフィーで定
量した。９０℃でコ時間反応を行なったところ、トリメ
トキシシランの転換率は１００％、モノシラン生成量は
、１０．０ｍ　ｍ　ｏ　ｌであった。

比較例／ 実施例／と同様の反応装置に、ナトリウムメトキシドｌ
ｌｌｌｍ９を仕込み、窒素ガスで充分置換後、トリメト
キシシラン４ｔ、ｇ９９（１１０，０ｍｍｏｌ　）を導
入し、実施例／と同様に反応を行なったところ、ユ時間
後のトリメトキシシランの転換率はり友ｇ％、モノシラ
ン生成量は７．５ｇｍｍｏｉであった。

比較例コ 実施例／と同様の反応装置にナトリウムメトキシド１１
１１ｍ９、Ｎ−メチル−ニーピロリドン２５ｇ、トリメ
トキシシラング８ｇｑｇｃケ０．０ｍｍｏｌ　）を仕込
み、実施例／と同様に反応を行なった。２時間後のトリ
メトキシシランの転換率はｇ　３．４％、モノシランの
生成量はｇ、３６ｍｍｏｌであった。

実施例コ ナトリウムメトキシドにかえ、カリウムフェノギシドＳ
ｍ９を用いたことを除き、実施例１と同様に反応を行な
ったところ、トリメトキシシランの転換率は１００％、
モノシラン生成量は／　０．０　ｍｍｏｌであった〇 〔効　果〕 本発明方法によれば、上記したように少量の触媒量で、
アルコキシシランからモノシランを収率よく得ることが
できる。反応生成物及び副生成物であるテトラアルコキ
シシランは種々のケイ素製品の原料、例えば半導体基板
、感光体材料、光ファイバー、■Ｃ封止剤等の用途に用
いられる高純度ケイ素の原料として有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式 ＨｎＳｉ（ＯＲ）＿４＿−＿ｎ・・・・・・・・・・・
   ・（ I ） （式中、Ｒは炭素数１〜６のアルキル基またはシクロア
   ルキル基を示し、ｎは１、２あるいは３を表わす） で示されるアルコキシシランを、触媒の存在下不均化し
   てモノシランを製造する方法において、触媒として、一
   般式 ＭＯＡｒ・・・・・・・・・・・・（II） （式中、Ｍは周期律表 I ａ族金属を示し、Ａｒは置換
   もしくは、非置換の芳香族炭化水素基を表わす） で示される芳香族アルコキシドを用いることを特徴とす
   るモノシランの製法。