JPH02160792A - テトラアルコキシシランの製造方法 - Google Patents
テトラアルコキシシランの製造方法Info
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- JPH02160792A JPH02160792A JP31579688A JP31579688A JPH02160792A JP H02160792 A JPH02160792 A JP H02160792A JP 31579688 A JP31579688 A JP 31579688A JP 31579688 A JP31579688 A JP 31579688A JP H02160792 A JPH02160792 A JP H02160792A
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- tetraalkoxysilane
- tetramethoxysilane
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産粟上夙■五分互
本発明は、アルコキシ基の炭素数が２以上である高次の
テトラアルコキシシランの製造方法に関する。
テトラアルコキシシランの製造方法に関する。
の び が しよ と る従来、ア
ルコキシ基の炭素数が２以上の高次テトラアルコキシシ
ラン５ｉ（ＯＲ）、（但し、Ｒは炭素数２以上のアルキ
ル基である（以下同じ）〕の製造方法としては次の３つ
の方法が知られている。
ルコキシ基の炭素数が２以上の高次テトラアルコキシシ
ラン５ｉ（ＯＲ）、（但し、Ｒは炭素数２以上のアルキ
ル基である（以下同じ）〕の製造方法としては次の３つ
の方法が知られている。
■ ５ｉＣｆｆｉ４とアルキルアルコールとを反応させ
て５Ｌ（ＯＲ）４を製造する方法。
て５Ｌ（ＯＲ）４を製造する方法。
■ アルカリ触媒の存在下、金属ケイ素とアルキルアル
コールとを反応させて５ｉ（ＯＲ）、を製造する方法（
例えば、特開昭５５−１４９２９０号公報）。
コールとを反応させて５ｉ（ＯＲ）、を製造する方法（
例えば、特開昭５５−１４９２９０号公報）。
■ アルカリ触媒の存在下、テトラメトキシシランＳ
ｉ（ＯＭｅＬ （Ｍｅ ： ＣＨ，、以下同じ）にＲＯ
Ｈを反応させてエステル交換反応で５Ｌ（ＯＲ）、を製
造する方法（例えば、Ｃｈｅｗ、 Ｂｅｒ、 ８０ １
６３〜４（’４７））。
ｉ（ＯＭｅＬ （Ｍｅ ： ＣＨ，、以下同じ）にＲＯ
Ｈを反応させてエステル交換反応で５Ｌ（ＯＲ）、を製
造する方法（例えば、Ｃｈｅｗ、 Ｂｅｒ、 ８０ １
６３〜４（’４７））。
しかしながら、■の方法で製造される高次テトラアルコ
キシシランは不純物として０党を含有するため、半導体
用などの高純度を要求される電子材料用用途には不向き
である。
キシシランは不純物として０党を含有するため、半導体
用などの高純度を要求される電子材料用用途には不向き
である。
また、■の方法はアルコールがメタノールのときは常圧
条件下で製造可能であるが、炭素数２以上のアルコール
を使用して高次テトラアルコキシシランを製造するとき
は、常圧反応下では反応速度が遅すぎて実用的でないの
で、加圧反応とする必要がある。しかしながら、常圧反
応と比較して加圧反応では設備や装置への投資を多く必
要とするばかりでなく、商業生産に欠くことのできない
装置の連続化及び大型化が困難となる。その上、初期の
反応速度をその後も持続することが離しいという問題が
ある。
条件下で製造可能であるが、炭素数２以上のアルコール
を使用して高次テトラアルコキシシランを製造するとき
は、常圧反応下では反応速度が遅すぎて実用的でないの
で、加圧反応とする必要がある。しかしながら、常圧反
応と比較して加圧反応では設備や装置への投資を多く必
要とするばかりでなく、商業生産に欠くことのできない
装置の連続化及び大型化が困難となる。その上、初期の
反応速度をその後も持続することが離しいという問題が
ある。
一方、■の高次テトラアルコキシシランをテトラメトキ
シシランからエステル交換反応によって製造する方法は
、不純物としてＣＵを含まない高次テトラアルコキシシ
ランを製造でき、また加圧が不要で、簡便に高純度テト
ラアルコキシシランを得ることができる方法であるが、
高次テトラアルコキシシランが生成し、反応系に蓄積し
てくると１反応器度が遅くなる上、連続生産できず、生
産性の劣るものである。
シシランからエステル交換反応によって製造する方法は
、不純物としてＣＵを含まない高次テトラアルコキシシ
ランを製造でき、また加圧が不要で、簡便に高純度テト
ラアルコキシシランを得ることができる方法であるが、
高次テトラアルコキシシランが生成し、反応系に蓄積し
てくると１反応器度が遅くなる上、連続生産できず、生
産性の劣るものである。
即ち、■の方法は下記に示すエステル交換反応により行
なうもので、 Ｓｉ（ＯＭｅ）、 ＋ ４ＲＯＨ→５ｉ（ＯＲ）、 ＋
４Ｍｅ○Ｈ次式で示されるような逐次平衡反応による
ものである。
なうもので、 Ｓｉ（ＯＭｅ）、 ＋ ４ＲＯＨ→５ｉ（ＯＲ）、 ＋
４Ｍｅ○Ｈ次式で示されるような逐次平衡反応による
ものである。
Ｓｉ（ＯＭｅ）、 ＋ ＲＯＨ’；ｉ Ｓｉ（ＯＭｅ
）、（ＯＲ） ＋ＭｅＯＨ８ｉ（ＯＭｅ）、ＯＲ＋ Ｒ
ＯＭ ’；！ Ｓｉ（ＯＭｅ）、（ＯＲ）、 ＋ Ｍｅ
ＯＨ８ｉ（ＯＭｅ）２（ＯＲ）、 ＋ ＲＯＨ’ｄ
Ｓｉ（ＯＭｅ）（ＯＲ）、 ＋ ＭｅＯＨ８ｉ（ＯＭａ
）（ＯＲ）、 ＋ ＲＯＭ ’；ｉ ５ｉ（ＯＲ）
、 ＋ ＭｅＯＨ従って、反応系に生成物（右辺）
の濃度が増加し、平衡に近づくと反応の進行が遅くなる
。この場合、反応生成物のうち、メタノールはアルキル
アルコール（ＲＯＭ）に比較して沸点が低いので反応系
外へ容易に蒸留除去でき、また、中間生成物ＳＬ（ＯＭ
ａ）３０ Ｒ−Ｓ ｌ（ＯＭａ）２（ＯＲ）ｚ 、Ｓ
ｌ（ＯＭａ）（ＯＲ）ｘはエステル交換反応が進行する
と消費されるため。
）、（ＯＲ） ＋ＭｅＯＨ８ｉ（ＯＭｅ）、ＯＲ＋ Ｒ
ＯＭ ’；！ Ｓｉ（ＯＭｅ）、（ＯＲ）、 ＋ Ｍｅ
ＯＨ８ｉ（ＯＭｅ）２（ＯＲ）、 ＋ ＲＯＨ’ｄ
Ｓｉ（ＯＭｅ）（ＯＲ）、 ＋ ＭｅＯＨ８ｉ（ＯＭａ
）（ＯＲ）、 ＋ ＲＯＭ ’；ｉ ５ｉ（ＯＲ）
、 ＋ ＭｅＯＨ従って、反応系に生成物（右辺）
の濃度が増加し、平衡に近づくと反応の進行が遅くなる
。この場合、反応生成物のうち、メタノールはアルキル
アルコール（ＲＯＭ）に比較して沸点が低いので反応系
外へ容易に蒸留除去でき、また、中間生成物ＳＬ（ＯＭ
ａ）３０ Ｒ−Ｓ ｌ（ＯＭａ）２（ＯＲ）ｚ 、Ｓ
ｌ（ＯＭａ）（ＯＲ）ｘはエステル交換反応が進行する
と消費されるため。
反応系に蓄積されることはない。これに対し、最終生成
物の５ｉ（ＯＲ）、は反応系中で沸点が最も高く、反応
系外へ蒸留除去できずに、次第に反応系内に蓄積する。
物の５ｉ（ＯＲ）、は反応系中で沸点が最も高く、反応
系外へ蒸留除去できずに、次第に反応系内に蓄積する。
このため、反応速度が遅くなり、系内のＳｉ（ＯＲ）４
濃度が高くなるにつれ、第４図に示したように極端にエ
ステル交換反応が遅くなり、その直近の中間生成物Ｓｉ
（ＯＭａ）（ＯＲ）３が消失しなくなる。
濃度が高くなるにつれ、第４図に示したように極端にエ
ステル交換反応が遅くなり、その直近の中間生成物Ｓｉ
（ＯＭａ）（ＯＲ）３が消失しなくなる。
ここで、このテトラメトキシシランのエステル交換反応
は、例えば第３図に示すような装置で行なわれる。これ
を具体的に説明すると、Ｓｉ（ＯＭｅ）４及びＮａ、
ＮａＯＲ、パラトルエンスルフォン酸等の触媒を入れた
反応器ＡにＲＯＨを連続的に導入し、沸点下で上記の平
衡反応を進行させる。この場合、平衡反応を生成側へ進
めるため、副生ずるＭ ｅ ＯＨを含む蒸気を分離塔Ｂ
に導入し、ここでＲＯＨ１中間生成物Ｓ Ｌ（ＯＭｅ）
４−ｘ（ＯＲ）Ｘ及び高次テトラアルコキシシランＳｉ
（ＯＲ）４をＭ ｅ ＯＨと分離し、これらを反応系へ
戻すと共に、Ｍ ｅ ＯＨを系外に排出するものである
が、上述したように反応液中に高次テトラアルコキシシ
ランが蓄積し、その濃度が上昇してくると反応速度は極
端に低下するので、ＲＯＨの導入速度を漸次減少させる
必要がある。もしＲＯＨの導入速度が高いと、反応で消
費される以上のＲＯＭが加えられることとなり、このた
めＲＯＨの反応液中の濃度が上昇し、反応温度（沸点）
が低下するため、反応速度も更に低下する。それ故、上
記方法ではＲＯＨの導入速度を極端に低下させねばなら
ず、そのため生産性が極めて低いものである。
は、例えば第３図に示すような装置で行なわれる。これ
を具体的に説明すると、Ｓｉ（ＯＭｅ）４及びＮａ、
ＮａＯＲ、パラトルエンスルフォン酸等の触媒を入れた
反応器ＡにＲＯＨを連続的に導入し、沸点下で上記の平
衡反応を進行させる。この場合、平衡反応を生成側へ進
めるため、副生ずるＭ ｅ ＯＨを含む蒸気を分離塔Ｂ
に導入し、ここでＲＯＨ１中間生成物Ｓ Ｌ（ＯＭｅ）
４−ｘ（ＯＲ）Ｘ及び高次テトラアルコキシシランＳｉ
（ＯＲ）４をＭ ｅ ＯＨと分離し、これらを反応系へ
戻すと共に、Ｍ ｅ ＯＨを系外に排出するものである
が、上述したように反応液中に高次テトラアルコキシシ
ランが蓄積し、その濃度が上昇してくると反応速度は極
端に低下するので、ＲＯＨの導入速度を漸次減少させる
必要がある。もしＲＯＨの導入速度が高いと、反応で消
費される以上のＲＯＭが加えられることとなり、このた
めＲＯＨの反応液中の濃度が上昇し、反応温度（沸点）
が低下するため、反応速度も更に低下する。それ故、上
記方法ではＲＯＨの導入速度を極端に低下させねばなら
ず、そのため生産性が極めて低いものである。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、エステル交
換反応による高次テトラアルコキシシランの生成速度を
向上させ、生産性を高め、連続的に高次テトラアルコキ
シシランを製造できる方法を提供することを目的とする
。
換反応による高次テトラアルコキシシランの生成速度を
向上させ、生産性を高め、連続的に高次テトラアルコキ
シシランを製造できる方法を提供することを目的とする
。
を するための び
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行なっ
た結果、テトラメトキシシラン又はこれを主成分とする
アルコキシシランと炭素数２以上のアルコールとのエス
テル交換反応により高次テトラアルコキシシランを製造
する方法において、反応系より発生する蒸気もしくはそ
の凝縮液又は反応液の一部を反応系外に取り出し、分留
等の手段により目的物質である高次テトラアルコキシシ
ランを分離した後、再び反応系へ戻すことにより、反応
液中の高次テトラアルコキシシラン濃度を制御すると、
平衡反応であるエステル交換反応が生成側に進み、高次
テトラアルコキシシランの生成速度を向上せしめると共
に、連続的に高次テトラアルコキシシランを製造できる
ことを見出した。
た結果、テトラメトキシシラン又はこれを主成分とする
アルコキシシランと炭素数２以上のアルコールとのエス
テル交換反応により高次テトラアルコキシシランを製造
する方法において、反応系より発生する蒸気もしくはそ
の凝縮液又は反応液の一部を反応系外に取り出し、分留
等の手段により目的物質である高次テトラアルコキシシ
ランを分離した後、再び反応系へ戻すことにより、反応
液中の高次テトラアルコキシシラン濃度を制御すると、
平衡反応であるエステル交換反応が生成側に進み、高次
テトラアルコキシシランの生成速度を向上せしめると共
に、連続的に高次テトラアルコキシシランを製造できる
ことを見出した。
本発明者は、更に、エステル交換反応により生成するメ
タノールを利用して金属ケイ素と反応させ、この反応物
を上述したエステル交換反応の原料として使用すること
が有効であることを知見したものである。
タノールを利用して金属ケイ素と反応させ、この反応物
を上述したエステル交換反応の原料として使用すること
が有効であることを知見したものである。
本発明によれば、従来はエステル交換反応の速度がネッ
クでシステム全体の生産速度が極めて遅く、かつ連続化
が困難で実用化レベルには達していなかった高次テトラ
アルコキシシランを製造する次の２段階反応法 Ｓｉ ＋ ４ＭｅＯＨ→Ｓｉ（ＯＭｅ）４＋ ２Ｈ。
クでシステム全体の生産速度が極めて遅く、かつ連続化
が困難で実用化レベルには達していなかった高次テトラ
アルコキシシランを製造する次の２段階反応法 Ｓｉ ＋ ４ＭｅＯＨ→Ｓｉ（ＯＭｅ）４＋ ２Ｈ。
Ｓｉ ＋ ４ＲＯＨ← ５ｉ（ＯＲ）、＋ ２Ｈ。
のシステムトータルの生産速度を大巾に向上させること
ができ、加圧を必要とし、工業的に問題の多かった金属
ケイ素と高次アルコールとの直接反応法 ＳＬ ＋ ４ＲＯＨ→Ｓｉ（ＯＲ）４＋ ２Ｈ。
ができ、加圧を必要とし、工業的に問題の多かった金属
ケイ素と高次アルコールとの直接反応法 ＳＬ ＋ ４ＲＯＨ→Ｓｉ（ＯＲ）４＋ ２Ｈ。
に対し、常圧という工業的に有利な条件下で、かつ高い
生産性でトータルシステムとして連続的な製造を可能と
するものである。
生産性でトータルシステムとして連続的な製造を可能と
するものである。
従って、本発明は、テトラメトキシシラン又はこれを主
成分とするアルコキシシランと炭素数２以上のアルコー
ルとを用いてエステル交換反応によりアルコキシ基の炭
素数が２以上の高次テトラアルコキシシランを製造する
方法において１反応系より発生する蒸気もしくはその凝
縮液又は反応液の一部を反応系外に取り出し、該蒸気も
しくはその凝縮液又は反応液から高次テトラアルコキシ
シランの一部又は全部を分離した後、再びこの蒸気もし
くはその凝縮液又は反応液を反応系へ戻すことにより、
反応液中の高次テトラアルコキシシラン濃度を制御する
ことを特徴とするテトラアルコキシシランの製造方法、
及びテトラメトキシシラン又はこれを主成分とするアル
コキシシランと炭素数２以上のアルコールとを用いてエ
ステル交換反応によりアルコキシ基の炭素数が２以上の
高次テトラアルコキシシランを製造する方法において、
反応系より発生する蒸気もしくはその凝縮液又は反応液
の一部を反応系外に取り出し、該蒸気もしくはその凝縮
液又は反応液から高次テトラアルコキシシランの一部又
は全部を分離した後、再びこの蒸気もしくはその凝縮液
又は反応液を反応系へ戻すことにより、反応液中の高次
テトラアルコキシシラン濃度を制御すると共に、上記エ
ステル交換反応で生成するメタノールを金属ケイ素と反
応させて上記テトラメトキシシラン又はこれを主成分と
するアルコキシシランを製造することを特徴とするテト
ラアルコキシシランの製造方法を提供するものである。
成分とするアルコキシシランと炭素数２以上のアルコー
ルとを用いてエステル交換反応によりアルコキシ基の炭
素数が２以上の高次テトラアルコキシシランを製造する
方法において１反応系より発生する蒸気もしくはその凝
縮液又は反応液の一部を反応系外に取り出し、該蒸気も
しくはその凝縮液又は反応液から高次テトラアルコキシ
シランの一部又は全部を分離した後、再びこの蒸気もし
くはその凝縮液又は反応液を反応系へ戻すことにより、
反応液中の高次テトラアルコキシシラン濃度を制御する
ことを特徴とするテトラアルコキシシランの製造方法、
及びテトラメトキシシラン又はこれを主成分とするアル
コキシシランと炭素数２以上のアルコールとを用いてエ
ステル交換反応によりアルコキシ基の炭素数が２以上の
高次テトラアルコキシシランを製造する方法において、
反応系より発生する蒸気もしくはその凝縮液又は反応液
の一部を反応系外に取り出し、該蒸気もしくはその凝縮
液又は反応液から高次テトラアルコキシシランの一部又
は全部を分離した後、再びこの蒸気もしくはその凝縮液
又は反応液を反応系へ戻すことにより、反応液中の高次
テトラアルコキシシラン濃度を制御すると共に、上記エ
ステル交換反応で生成するメタノールを金属ケイ素と反
応させて上記テトラメトキシシラン又はこれを主成分と
するアルコキシシランを製造することを特徴とするテト
ラアルコキシシランの製造方法を提供するものである。
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の高次テトラアルコキシシランの製造方法は、原
料としてテトラメトキシシラン又はテトラメトキシシラ
ンを主成分とするアルコキシシラン及び炭素数２以上の
アルコールを使用するものである。
料としてテトラメトキシシラン又はテトラメトキシシラ
ンを主成分とするアルコキシシラン及び炭素数２以上の
アルコールを使用するものである。
ここで、テトラメトキシシラン又はこれを主成分とする
アルコキシシランの製造法は特に制限されず、公知の方
法を採用し得るが、メタノール又はこれと炭素数が２以
上の脂肪族低級アルコールとの混合物をアルカリ触媒の
存在下で常圧下でケイ素と反応させる方法が好適に採用
され、メタノールとしては本発明に係るエステル交換反
応で副生するものを使用することが有効である。なお、
アルカリ触媒としては公知のものが使用でき、その反応
条件も常法を採用し得る。
アルコキシシランの製造法は特に制限されず、公知の方
法を採用し得るが、メタノール又はこれと炭素数が２以
上の脂肪族低級アルコールとの混合物をアルカリ触媒の
存在下で常圧下でケイ素と反応させる方法が好適に採用
され、メタノールとしては本発明に係るエステル交換反
応で副生するものを使用することが有効である。なお、
アルカリ触媒としては公知のものが使用でき、その反応
条件も常法を採用し得る。
一方、テトラメトキシシラン又はこれを主成分とするア
ルコキシシランと交換反応させる炭素数２以上のアルコ
ールは、エタノール、プロパツール等、目的とする高次
テトラアルコキシシランにより選定されるが、通常炭素
数２〜４の脂肪族アルコールが使用される。
ルコキシシランと交換反応させる炭素数２以上のアルコ
ールは、エタノール、プロパツール等、目的とする高次
テトラアルコキシシランにより選定されるが、通常炭素
数２〜４の脂肪族アルコールが使用される。
また、上記エステル交換反応には公知のアルカリ触媒と
して、例えばナトリウムメチラート、カリウムメチラー
トなどのアルカリ金属アルコキシド、ナトリウム、カリ
ウムなどのアルカリ金属、またトリフルオロ酢酸、パラ
トルエンスルホン酸などの酸触媒等を触媒量添加するこ
とができる。
して、例えばナトリウムメチラート、カリウムメチラー
トなどのアルカリ金属アルコキシド、ナトリウム、カリ
ウムなどのアルカリ金属、またトリフルオロ酢酸、パラ
トルエンスルホン酸などの酸触媒等を触媒量添加するこ
とができる。
本発明において、エステル交換反応条件は常法に従って
行なうことができるが、常圧において沸点で行なうこと
が好適である。
行なうことができるが、常圧において沸点で行なうこと
が好適である。
而して、本発明はかかるエステル交換反応において、こ
の反応系より発生する蒸気もしくはその凝縮液又は反応
液の一部を反応系外に抜き出し、これから目的物質であ
る高次テトラアルコキシシランの一部又は全部を分離し
、またメタノールを除去した後、この蒸気もしくはその
凝縮液又は反応液を再度反応系に戻すもので、これによ
り反応液中の高次テトラアルコキシシラン濃度を制御す
る。ここで、蒸気もしくはその凝縮液又は反応液の抜き
出しは連続的に行なっても間欠的に行なってもよいが、
反応液中の高次テトラアルコキシシランの濃度が１０〜
５０％になるように制御して行なうことが好ましく、こ
れにより高い反応速度で連続的に効率よく高次テトラア
ルコキシシランを製造することができる。これに対し、
高次テトラアルコキシシランの濃度が５０％を越えると
反応速度が低下し、一方、１０％より低いと反応速度は
高くなるが、抜き出した蒸気もしくはその凝縮液又は反
応液の一部中に高次テトラアルコキシシラン以外の量が
増加するので、エネルギーコスト上不利をきたす場合が
ある。
の反応系より発生する蒸気もしくはその凝縮液又は反応
液の一部を反応系外に抜き出し、これから目的物質であ
る高次テトラアルコキシシランの一部又は全部を分離し
、またメタノールを除去した後、この蒸気もしくはその
凝縮液又は反応液を再度反応系に戻すもので、これによ
り反応液中の高次テトラアルコキシシラン濃度を制御す
る。ここで、蒸気もしくはその凝縮液又は反応液の抜き
出しは連続的に行なっても間欠的に行なってもよいが、
反応液中の高次テトラアルコキシシランの濃度が１０〜
５０％になるように制御して行なうことが好ましく、こ
れにより高い反応速度で連続的に効率よく高次テトラア
ルコキシシランを製造することができる。これに対し、
高次テトラアルコキシシランの濃度が５０％を越えると
反応速度が低下し、一方、１０％より低いと反応速度は
高くなるが、抜き出した蒸気もしくはその凝縮液又は反
応液の一部中に高次テトラアルコキシシラン以外の量が
増加するので、エネルギーコスト上不利をきたす場合が
ある。
次に、上記方法につき本発明の一実施態様を示す第１，
２図を参照して具体的に説明する。
２図を参照して具体的に説明する。
第１図において、Ａは反応器、Ｂは第一分離塔、Ｃは第
二分離塔であり、まず反応器ＡにＮａ。
二分離塔であり、まず反応器ＡにＮａ。
ＮａＯＲ，パラトルエンスルフォン酸等の触媒を仕込み
、原料シラン供給管１からテトラメトキシシラン又はこ
れを主成分とするアルコキシシランを導入すると共に、
原料アルコール供給管２から炭素数が２以上のアルコー
ルＲＯＨを導入し、エステル交換反応を行なう。そして
、その蒸気は第一分離塔Ｂに送り、ここでメタノールを
分離して。
、原料シラン供給管１からテトラメトキシシラン又はこ
れを主成分とするアルコキシシランを導入すると共に、
原料アルコール供給管２から炭素数が２以上のアルコー
ルＲＯＨを導入し、エステル交換反応を行なう。そして
、その蒸気は第一分離塔Ｂに送り、ここでメタノールを
分離して。
メタノールは排出管３より糸外に排出すると共に、メタ
ノールを除去した液は返送管４より反応器Ａに返送し、
又は必要に応じ適宜導入管５より第二分離塔Ｃに導入す
る。また、場合により反応器Ａより蒸気もしくはその凝
縮液又は反応液の一部を直接導入管６より第二分離塔Ｃ
に送る。この第二分離塔Ｃでは、高次テトラアルコキシ
シランを分離し、これは塔底に設けられた抜出管７から
抜き出す。一方、高次テトラアルコキシシランを分離し
、低沸点成分Ｓ Ｌ（ＯＭｅ）ｎ−ｘ（ＯＲ）ｘ （但
し、Ｏ≦Ｘ≦３）、ＲＯＭ等を含む処理物は塔頂より返
送管８によって再び反応器Ａに戻す。これにより、反応
器Ａの反応液中の高次テトラアルフキジシランＳｉ（Ｏ
Ｒ）４の濃度が制御され、反応が効率よく進行し、この
反応の進行に応じて、上述した管１゜２から減少した原
料シラン、原料アルコールを導入するものである。
ノールを除去した液は返送管４より反応器Ａに返送し、
又は必要に応じ適宜導入管５より第二分離塔Ｃに導入す
る。また、場合により反応器Ａより蒸気もしくはその凝
縮液又は反応液の一部を直接導入管６より第二分離塔Ｃ
に送る。この第二分離塔Ｃでは、高次テトラアルコキシ
シランを分離し、これは塔底に設けられた抜出管７から
抜き出す。一方、高次テトラアルコキシシランを分離し
、低沸点成分Ｓ Ｌ（ＯＭｅ）ｎ−ｘ（ＯＲ）ｘ （但
し、Ｏ≦Ｘ≦３）、ＲＯＭ等を含む処理物は塔頂より返
送管８によって再び反応器Ａに戻す。これにより、反応
器Ａの反応液中の高次テトラアルフキジシランＳｉ（Ｏ
Ｒ）４の濃度が制御され、反応が効率よく進行し、この
反応の進行に応じて、上述した管１゜２から減少した原
料シラン、原料アルコールを導入するものである。
この場合、分離塔Ｃへ供給する液を反応液とすると、触
媒が目的物質である高次テトラアルコキシシランに同伴
し、後に精製工程が必要になることから、分離塔Ｃへは
反応器より発生する沸点蒸気の凝縮液の一部を導入する
方が好ましい。
媒が目的物質である高次テトラアルコキシシランに同伴
し、後に精製工程が必要になることから、分離塔Ｃへは
反応器より発生する沸点蒸気の凝縮液の一部を導入する
方が好ましい。
第２図は本発明の他の実施態様を示すもので、第１図の
装置に原料シランの製造装置を組み合わせたものであり
、エステル交換反応により副生ずるＭ ｅ ＯＨを利用
し、Ｍ ｅ ＯＨをクローズド化することによりＳｉと
Ｍ ｅ ＯＨから高次テトラアルコキシシランを連続的
に生産するものである。
装置に原料シランの製造装置を組み合わせたものであり
、エステル交換反応により副生ずるＭ ｅ ＯＨを利用
し、Ｍ ｅ ＯＨをクローズド化することによりＳｉと
Ｍ ｅ ＯＨから高次テトラアルコキシシランを連続的
に生産するものである。
即ち、第２図において、Ｄは原料シランを生成するため
の反応器であり、この反応器りには上記メタノールの排
出管３が連結されており、Ｓｉ供給管９から導入された
Ｓｉと排出管３から送られてくるメタノールとの反応に
よりテトラメトキシシランが製造されるものである。そ
して、このようにして得られた反応生成物は導入管１０
より第三分離塔Ｅに導入され、ここで未反応のメタノー
ルが分離されて、その塔頂から返送管１１より再び反応
器りに戻される一方、テトラメトキシシランはこの第三
分離塔Ｅの塔底に接続された上記原料シラン供給管１よ
りエステル交換反応器Ａに導入されるもので、それ以降
の工程は第１図に示す実施態様と同様であるのでその説
明を省略する。
の反応器であり、この反応器りには上記メタノールの排
出管３が連結されており、Ｓｉ供給管９から導入された
Ｓｉと排出管３から送られてくるメタノールとの反応に
よりテトラメトキシシランが製造されるものである。そ
して、このようにして得られた反応生成物は導入管１０
より第三分離塔Ｅに導入され、ここで未反応のメタノー
ルが分離されて、その塔頂から返送管１１より再び反応
器りに戻される一方、テトラメトキシシランはこの第三
分離塔Ｅの塔底に接続された上記原料シラン供給管１よ
りエステル交換反応器Ａに導入されるもので、それ以降
の工程は第１図に示す実施態様と同様であるのでその説
明を省略する。
従って、この第２図に示す方法によれば、従来はエステ
ル交換反応の速度が遅いため、連続システムが困難であ
った金属ケイ素とＲＯＭとから高次テトラアルコキシシ
ランを連続的しこ生産性良く製造することが可能となる
ものである。
ル交換反応の速度が遅いため、連続システムが困難であ
った金属ケイ素とＲＯＭとから高次テトラアルコキシシ
ランを連続的しこ生産性良く製造することが可能となる
ものである。
見班夏勉呈
本発明方法は、平衡反応であるエステル交換反応系中の
高次テトラアルコキシシランの存在量を制御したことに
より、エステル交換反応を生成側へ進め、高次テトラア
ルコキシシランの生成速度を向上させることができると
共に、高次テトラアルコキシシランを連続的に効率よく
生産でき、従来生産性の低いエステル交換反応による高
次テトラアルコキシシランの製造方法の生産性を高める
ことができるものである。更に、金属ケイ素とメタノー
ルとからテトラメトキシシランを得る工程を上記工程と
組み合わせると、特にこの場合メタノールとして上記エ
ステル交換反応で副生するメタノールを用いる場合には
、金属ケイ素から高次テトラアルコキシシランを得る２
段階反応法を連続システムとすることができ、高い生産
性で連続的に製造することができる。
高次テトラアルコキシシランの存在量を制御したことに
より、エステル交換反応を生成側へ進め、高次テトラア
ルコキシシランの生成速度を向上させることができると
共に、高次テトラアルコキシシランを連続的に効率よく
生産でき、従来生産性の低いエステル交換反応による高
次テトラアルコキシシランの製造方法の生産性を高める
ことができるものである。更に、金属ケイ素とメタノー
ルとからテトラメトキシシランを得る工程を上記工程と
組み合わせると、特にこの場合メタノールとして上記エ
ステル交換反応で副生するメタノールを用いる場合には
、金属ケイ素から高次テトラアルコキシシランを得る２
段階反応法を連続システムとすることができ、高い生産
性で連続的に製造することができる。
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない
。
るが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない
。
第１図の装置に準じ、反応器Ａ（ガラス製フラスコ）に
テトラメトキシシラン１００ｇ、エタノール１４５ｇ及
びナトリウム０．７６ｇを仕込み。
テトラメトキシシラン１００ｇ、エタノール１４５ｇ及
びナトリウム０．７６ｇを仕込み。
撹拌しながら６時間還流した。この時１反応液中の全ア
ルコキシシランに対しテトラエトキシシランの生成率は
３１．９％であった。
ルコキシシランに対しテトラエトキシシランの生成率は
３１．９％であった。
次いで、第一分離塔Ｂで副生するメタノールを連続的に
蒸留除去すると共に、反応器Ａにエタノールを２５ｇ／
Ｈｒの割合で追加し、かつ反応液を第三分離塔Ｃに送り
、テトラエトキシシランを塔底より分離し、それ以外の
Ｓ ｘ （ＯＭｅ）４−１ （ｏ Ｅ ｔ）ｘ及びエタ
ノールを反応器Ａに戻し、１２時間連続的にテトラエト
キシシランを製造した。
蒸留除去すると共に、反応器Ａにエタノールを２５ｇ／
Ｈｒの割合で追加し、かつ反応液を第三分離塔Ｃに送り
、テトラエトキシシランを塔底より分離し、それ以外の
Ｓ ｘ （ＯＭｅ）４−１ （ｏ Ｅ ｔ）ｘ及びエタ
ノールを反応器Ａに戻し、１２時間連続的にテトラエト
キシシランを製造した。
テトラエトキシシランの全収量は１１６．２ｇ、時間当
りの平均収量は９．７ｇ／）Ｉｒ、消費したエタノール
量は２３５ｇ （理論量は１２１ｇ）であり、効率良く
テトラエトキシシランを得ることができた。
りの平均収量は９．７ｇ／）Ｉｒ、消費したエタノール
量は２３５ｇ （理論量は１２１ｇ）であり、効率良く
テトラエトキシシランを得ることができた。
第３図の装置に準じ、反応器Ａ（ガラス製フラスコ）に
実施例と同量のテトラメトキシシラン１００ｇ、エタノ
ール１４５ｇ及びナトリウム０．７６ｇを仕込み、撹拌
しながら還流した。エステル交換反応の進行に伴い、反
応生成物中の副生メタノールの割合が多くなり、蒸気温
度が変化するが、５時間後に蒸気温度が一定になったの
で、分離塔Ｂでメタノールを分離し、反応器中のメタノ
ールを全て留出させた。
実施例と同量のテトラメトキシシラン１００ｇ、エタノ
ール１４５ｇ及びナトリウム０．７６ｇを仕込み、撹拌
しながら還流した。エステル交換反応の進行に伴い、反
応生成物中の副生メタノールの割合が多くなり、蒸気温
度が変化するが、５時間後に蒸気温度が一定になったの
で、分離塔Ｂでメタノールを分離し、反応器中のメタノ
ールを全て留出させた。
次いで、エタノールを５０ｇ加え、同様に蒸気温度が一
定になるまで還流を続け、８時間後に同様に反応器から
副生メタノールを全て留出させた。
定になるまで還流を続け、８時間後に同様に反応器から
副生メタノールを全て留出させた。
以上のエタノール添加及び副生メタノール留出の操作を
更に４回繰返し、全部で５０時間かけてエステル交換反
応を行なった。
更に４回繰返し、全部で５０時間かけてエステル交換反
応を行なった。
この結果、テトラエトキシシランの収量は１１０．３ｇ
、時間当りの平均収量は２．２ｇ／Ｈｒ、消費したエタ
ノール量は３９５ｇであり、実施例と比較して非常に効
率の悪いものであった。
、時間当りの平均収量は２．２ｇ／Ｈｒ、消費したエタ
ノール量は３９５ｇであり、実施例と比較して非常に効
率の悪いものであった。
なお、比較例で得られた反応速度とテトラエトキシシラ
ン濃度との関係を第４図に示す、第４図から反応生成物
であるテトラエトキシシランの濃度が５０％を越えると
、 Ｅ：ＳｉＯＭｅ ＋ ＥｔＯＨ→：’５ｉＯＥｔ ＋
ＭｅＯＨの反応速度が非常に遅くなることがわかる。例
えば、テトラエトキシシラン濃度が約３０％のとき。
ン濃度との関係を第４図に示す、第４図から反応生成物
であるテトラエトキシシランの濃度が５０％を越えると
、 Ｅ：ＳｉＯＭｅ ＋ ＥｔＯＨ→：’５ｉＯＥｔ ＋
ＭｅＯＨの反応速度が非常に遅くなることがわかる。例
えば、テトラエトキシシラン濃度が約３０％のとき。
反応速度は０．２５モルＥｔａ／Ｈｒであるのに対し、
テトラエトキシシラン濃度が約８０％を越えると１反応
器度は約０．０２モルＥｔＯ／）Ｉｒとなり約１／１ｏ
に低下することがわかる。
テトラエトキシシラン濃度が約８０％を越えると１反応
器度は約０．０２モルＥｔＯ／）Ｉｒとなり約１／１ｏ
に低下することがわかる。
第１図及び第２図はそれぞれ本発明の製造方法の一実施
態様を説明する工程図、第３図は従来の製造方法を説明
する工程図、第４図は反応液中のテトラエトキシシラン
の生成率に対するエステル交換反応速度を示すグラフで
ある。 Ａ・・・エステル交換反応器、 Ｂ・・・第一分離塔、 Ｃ・・・第二分離塔、Ｄ・・・
アルコキシシラン生成反応器。 Ｅ・・・第三分離塔。 出願人 信越化学工業株式会社 代理人 弁理士 小 島 隆 司 ｅＯＨ 第２図 ５ｉ（Ｑｇ）１ １１１１１ｅＯＨ 第４図 友に暇イ
態様を説明する工程図、第３図は従来の製造方法を説明
する工程図、第４図は反応液中のテトラエトキシシラン
の生成率に対するエステル交換反応速度を示すグラフで
ある。 Ａ・・・エステル交換反応器、 Ｂ・・・第一分離塔、 Ｃ・・・第二分離塔、Ｄ・・・
アルコキシシラン生成反応器。 Ｅ・・・第三分離塔。 出願人 信越化学工業株式会社 代理人 弁理士 小 島 隆 司 ｅＯＨ 第２図 ５ｉ（Ｑｇ）１ １１１１１ｅＯＨ 第４図 友に暇イ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、テトラメトキシシラン又はこれを主成分とするアル
コキシシランと炭素数２以上のアルコールとを用いてエ
ステル交換反応によりアルコキシ基の炭素数が２以上の
高次テトラアルコキシシランを製造する方法において、
反応系より発生する蒸気もしくはその凝縮液又は反応液
の一部を反応系外に取り出し、該蒸気もしくはその凝縮
液又は反応液から高次テトラアルコキシシランの一部又
は全部を分離した後、再びこの蒸気もしくはその凝縮液
又は反応液を反応系へ戻すことにより、反応液中の高次
テトラアルコキシシラン濃度を制御することを特徴とす
るテトラアルコキシシランの製造方法。 ２、テトラメトキシシラン又はこれを主成分とするアル
コキシシランと炭素数２以上のアルコールとを用いてエ
ステル交換反応によりアルコキシ基の炭素数が２以上の
高次テトラアルコキシシランを製造する方法において、
反応系より発生する蒸気もしくはその凝縮液又は反応液
の一部を反応系外に取り出し、該蒸気もしくはその凝縮
液又は反応液から高次テトラアルコキシシランの一部又
は全部を分離した後、再びこの蒸気もしくはその凝縮液
又は反応液を反応系へ戻すことにより、反応液中の高次
テトラアルコキシシラン濃度を制御すると共に、上記エ
ステル交換反応で生成するメタノールを金属ケイ素と反
応させて上記テトラメトキシシラン又はこれを主成分と
するアルコキシシランを製造することを特徴とするテト
ラアルコキシシランの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31579688A JPH02160792A (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | テトラアルコキシシランの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31579688A JPH02160792A (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | テトラアルコキシシランの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02160792A true JPH02160792A (ja) | 1990-06-20 |
Family
ID=18069656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31579688A Pending JPH02160792A (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | テトラアルコキシシランの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02160792A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06228165A (ja) * | 1993-01-29 | 1994-08-16 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 有機けい素化合物及びその製造方法 |
| US7323582B2 (en) | 2001-08-06 | 2008-01-29 | Degussa Ag | Organosilicon compounds |
| CN106866723A (zh) * | 2017-01-25 | 2017-06-20 | 湖北新蓝天新材料股份有限公司 | 一种醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5511538A (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-26 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | Production of methoxysilane |
-
1988
- 1988-12-14 JP JP31579688A patent/JPH02160792A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5511538A (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-26 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | Production of methoxysilane |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06228165A (ja) * | 1993-01-29 | 1994-08-16 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 有機けい素化合物及びその製造方法 |
| US7323582B2 (en) | 2001-08-06 | 2008-01-29 | Degussa Ag | Organosilicon compounds |
| CN106866723A (zh) * | 2017-01-25 | 2017-06-20 | 湖北新蓝天新材料股份有限公司 | 一种醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法 |
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