JPH0662645B2 - メチルクロロシランの製法 - Google Patents
メチルクロロシランの製法Info
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- JPH0662645B2 JPH0662645B2 JP4276890A JP27689092A JPH0662645B2 JP H0662645 B2 JPH0662645 B2 JP H0662645B2 JP 4276890 A JP4276890 A JP 4276890A JP 27689092 A JP27689092 A JP 27689092A JP H0662645 B2 JPH0662645 B2 JP H0662645B2
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- JP
- Japan
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- palladium
- methylchlorodisilane
- mixture
- methylchlorosilane
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-
- 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
- C07F7/12—Organo silicon halides
- C07F7/121—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20
- C07F7/123—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20 by reactions involving the formation of Si-halogen 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
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- C07F7/128—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20 by reactions covered by more than one of the groups C07F7/122 - C07F7/127 and of which the starting material is unknown or insufficiently determined
-
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
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- C07F7/16—Preparation thereof from silicon and halogenated hydrocarbons direct synthesis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、メチルクロロジシラン
を分解することによる、メチルクロロシランの製法に関
する。
を分解することによる、メチルクロロシランの製法に関
する。
【0002】
【従来の技術】メチルクロロシランは、ロコウ−工程
(Rochow-Prozess)において、塩化メチルとケイ素元素
との反応により得られる。その際、副産物としてジシラ
ンが生じる。
(Rochow-Prozess)において、塩化メチルとケイ素元素
との反応により得られる。その際、副産物としてジシラ
ンが生じる。
【0003】米国特許(US-A)第3772347号明細
書(1973年11月13日発行、W.H.Atwell等、Dow
Corning Corporation)中には、ジシランの分解法が記載
されているが、これは、次の反応式: ≡SiSi≡+R′Cl→≡SiR′+≡SiCl [式中、R′は、アルキル基又は水素を表わす]による
ケイ素-炭素-結合及びケイ素-塩素-結合の形成下での、
ジシランのSi-Si-結合の分解である。触媒として
は、担体、例えば木炭上に存在していてもよい遷移金属
錯体、例えばホスフィンパラジウム錯体、又は微細粉末
化された白金又はパラジウムを使用する。
書(1973年11月13日発行、W.H.Atwell等、Dow
Corning Corporation)中には、ジシランの分解法が記載
されているが、これは、次の反応式: ≡SiSi≡+R′Cl→≡SiR′+≡SiCl [式中、R′は、アルキル基又は水素を表わす]による
ケイ素-炭素-結合及びケイ素-塩素-結合の形成下での、
ジシランのSi-Si-結合の分解である。触媒として
は、担体、例えば木炭上に存在していてもよい遷移金属
錯体、例えばホスフィンパラジウム錯体、又は微細粉末
化された白金又はパラジウムを使用する。
【0004】米国特許(US-A)第3772347号明細
書の例3によれば、メチルクロロジシラン混合物を、ホ
スフィンパラジウム錯体の存在下で塩化水素と反応させ
ている。得られたメチルクロロモノシラン約25重量%
は、Si-結合した水素を含有している。
書の例3によれば、メチルクロロジシラン混合物を、ホ
スフィンパラジウム錯体の存在下で塩化水素と反応させ
ている。得られたメチルクロロモノシラン約25重量%
は、Si-結合した水素を含有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Si-結合
した水素不含のメチルクロロモノシランが得られる、メ
チルクロロジシランの分解法を提供することを課題とす
る。
した水素不含のメチルクロロモノシランが得られる、メ
チルクロロジシランの分解法を提供することを課題とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、触媒と
しての周期系副族第VIII族の金属の存在下で、メチルク
ロロジシランと塩素とを反応させることよる、メチルク
ロロシランの製法である。
しての周期系副族第VIII族の金属の存在下で、メチルク
ロロジシランと塩素とを反応させることよる、メチルク
ロロシランの製法である。
【0007】本発明方法の利点は、次の点である;得ら
れるモノシランがシラン直接合成の目的生成物である
点、すなわち、ロコウ-工程において副産物として生じ
るジシランは、技術的に利用可能なモノシランに変えら
れ、ジシランの燃焼が省略され、このことは、環境保護
に寄与する;この方法のために、短い反応時間のみが必
要である点;所望のモノシランが高い収率で得られる
点;触媒が固体形で存在する点、すなわち反応は、均一
触媒作用され、これにより、反応残分からの触媒の簡単
な除去並びに触媒を充填した蒸留反応塔の使用を可能に
する。
れるモノシランがシラン直接合成の目的生成物である
点、すなわち、ロコウ-工程において副産物として生じ
るジシランは、技術的に利用可能なモノシランに変えら
れ、ジシランの燃焼が省略され、このことは、環境保護
に寄与する;この方法のために、短い反応時間のみが必
要である点;所望のモノシランが高い収率で得られる
点;触媒が固体形で存在する点、すなわち反応は、均一
触媒作用され、これにより、反応残分からの触媒の簡単
な除去並びに触媒を充填した蒸留反応塔の使用を可能に
する。
【0008】周期系副族第VIII族の金属の例は、白金、
パラジウム、ロジウム及びルテニウムであり、ここでパ
ラジウムが有利な例である。
パラジウム、ロジウム及びルテニウムであり、ここでパ
ラジウムが有利な例である。
【0009】金属は、特に、微細粉末化された形で使用
され、その際、これは、有利には、担体上に存在してい
る。
され、その際、これは、有利には、担体上に存在してい
る。
【0010】担体の例は、次のものである:活性炭、木
炭、無機酸化物、例えば二酸化ケイ素、酸化アルミニウ
ム、二酸化チタン、二酸化ジルコン及びケイ酸塩;炭酸
塩、例えば炭酸カルシウム及び炭酸バリウム;硫酸塩、
例えば硫酸バリウム;及び有機担体、例えば二酸化ケイ
素を充填したポリエチレンイミン;その際、木炭及び活
性炭が有利な例である。
炭、無機酸化物、例えば二酸化ケイ素、酸化アルミニウ
ム、二酸化チタン、二酸化ジルコン及びケイ酸塩;炭酸
塩、例えば炭酸カルシウム及び炭酸バリウム;硫酸塩、
例えば硫酸バリウム;及び有機担体、例えば二酸化ケイ
素を充填したポリエチレンイミン;その際、木炭及び活
性炭が有利な例である。
【0011】微細粉末化された金属が担体上にあるよう
な触媒は、例えばストレム・ケミカルス社(Strem Chem
icals GmbH)の硫酸バリウム上のパラジウム(パラジウ
ム5重量%/硫酸バリウム95重量%)又は例えばジョ
ンソン・マッセイ社(JohnsonMatthey GmbH)の活性炭上
の白金(白金3重量%/活性炭97重量%)のように、
市販で入手可能である。
な触媒は、例えばストレム・ケミカルス社(Strem Chem
icals GmbH)の硫酸バリウム上のパラジウム(パラジウ
ム5重量%/硫酸バリウム95重量%)又は例えばジョ
ンソン・マッセイ社(JohnsonMatthey GmbH)の活性炭上
の白金(白金3重量%/活性炭97重量%)のように、
市販で入手可能である。
【0012】担体上の金属の濃度は、通常、市販で得ら
れる製品においてそうであるように、触媒の全重量に対
して0.8〜10重量%が有利であるが、それより高い
濃度又は低い濃度を使用することもできる。
れる製品においてそうであるように、触媒の全重量に対
して0.8〜10重量%が有利であるが、それより高い
濃度又は低い濃度を使用することもできる。
【0013】本発明方法では、メチルクロロジシランと
して、一般式: (CH3)nSi2Cl6-n [式中、nは、2〜6の整数を表わす]のものを使用す
る。
して、一般式: (CH3)nSi2Cl6-n [式中、nは、2〜6の整数を表わす]のものを使用す
る。
【0014】メチルクロロジシランの例は、次の式のも
のである: MeCl2SiSiCl2Me Me2ClSiSiCl2Me Me2ClSiSiClMe2 Me3SiSiCl2Me Me3SiSiClMe2及び Me3SiSiMe3[式中、Meは、メチル基を表わ
す]。
のである: MeCl2SiSiCl2Me Me2ClSiSiCl2Me Me2ClSiSiClMe2 Me3SiSiCl2Me Me3SiSiClMe2及び Me3SiSiMe3[式中、Meは、メチル基を表わ
す]。
【0015】メチルクロロジシランは、塩化メチルとケ
イ素元素とからのシラン直接合成、ロコウ-工程におい
て、副産物として高沸点残分中に生じ、かつそれから単
離し、かつ本発明方法において使用することができる。
イ素元素とからのシラン直接合成、ロコウ-工程におい
て、副産物として高沸点残分中に生じ、かつそれから単
離し、かつ本発明方法において使用することができる。
【0016】メチルクロロジシラン1種又はメチルクロ
ロジシラン少なくとも2種の混合物を使用することがで
きる。メチルジクロロジシランもしくはそれらの混合物
は、液体形又は気体形で使用することができる。
ロジシラン少なくとも2種の混合物を使用することがで
きる。メチルジクロロジシランもしくはそれらの混合物
は、液体形又は気体形で使用することができる。
【0017】本発明方法において、塩素は特に、使用メ
チルクロロジシラン1モル当たり、それぞれ少なくとも
2モル、有利には2.5〜10モルの量で使用される。
チルクロロジシラン1モル当たり、それぞれ少なくとも
2モル、有利には2.5〜10モルの量で使用される。
【0018】本発明方法で、一般式: (CH3)mSiCl4-m [式中、mは、1、2又は3を表わす]のメチルクロロ
シランが特に製造される。
シランが特に製造される。
【0019】メチルクロロシランの例は、次の式のもの
である: MeSiCl3 Me2SiCl2及び Me3SiCl[式中、Meは、メチル基を表わす]。
である: MeSiCl3 Me2SiCl2及び Me3SiCl[式中、Meは、メチル基を表わす]。
【0020】本発明方法は、特に、不活性ガス雰囲気、
例えば窒素-、アルゴン-又はヘリウム雰囲気下で、有利
には、窒素-又はアルゴン雰囲気下で実施される。本発
明方法は、50〜250℃、有利には100〜200℃
の温度で、かつ特に環境雰囲気の圧力で実施する。しか
しながらこれより高いか、又はこれより低い圧力も使用
することができる。
例えば窒素-、アルゴン-又はヘリウム雰囲気下で、有利
には、窒素-又はアルゴン雰囲気下で実施される。本発
明方法は、50〜250℃、有利には100〜200℃
の温度で、かつ特に環境雰囲気の圧力で実施する。しか
しながらこれより高いか、又はこれより低い圧力も使用
することができる。
【0021】本発明方法において、不活性有機溶剤、例
えばトルオール、キシロール、オクタン、デカン又は種
々異なる沸騰留分の石油エーテルを使用することができ
るが、その共使用は、有利ではない。
えばトルオール、キシロール、オクタン、デカン又は種
々異なる沸騰留分の石油エーテルを使用することができ
るが、その共使用は、有利ではない。
【0022】本発明により使用される触媒は、液相又は
気相で使用することができる。
気相で使用することができる。
【0023】液相で実施する方法では、触媒を、金属元
素及び使用液体メチルクロロジシランの全モル量に対し
て、それぞれ、特に、0.1モル%より少ない量で、有
利には0.01〜0.05モル%の量で使用する。
素及び使用液体メチルクロロジシランの全モル量に対し
て、それぞれ、特に、0.1モル%より少ない量で、有
利には0.01〜0.05モル%の量で使用する。
【0024】触媒は、高沸点残分から、例えば濾過によ
り、簡単に分離することができる。
り、簡単に分離することができる。
【0025】気相で実施する方法では、触媒金属が担体
上に存在している触媒物質を充填した蒸留反応塔を使用
することができる。この反応操作の有利な点は、高沸点
反応残分からの触媒の分離を必要とせず、かつ反応の際
に形成されたメチルクロロシランは、塔を通過する際
に、その場で蒸留精製もされる点である。
上に存在している触媒物質を充填した蒸留反応塔を使用
することができる。この反応操作の有利な点は、高沸点
反応残分からの触媒の分離を必要とせず、かつ反応の際
に形成されたメチルクロロシランは、塔を通過する際
に、その場で蒸留精製もされる点である。
【0026】本発明方法は、段階的に、半連続的に、又
は完全連続的に実施することができる。
は完全連続的に実施することができる。
【0027】
例1 温度計、ガス導入管及び蒸留塔頂(Destillationskopf)
を備えた鏡面ガラス塔を装備する3首フラスコ中に、窒
素雰囲気下で、ペンタメチルクロロジシラン1.0重量
%、1,1,1,2-テトラメチルジクロロジシラン
5.2重量%、1,1,2,2-テトラメチルジクロロ
シラン87.5重量%、1,1,2-トリメチルトリク
ロロジシラン2.3重量%及び1,2-ジメチルテトラ
クロロジシラン3.4重量%からなるメチルクロロジシ
ラン混合物310g及び使用ジシランの全モル量に対し
てパラジウム0.03モル%を、活性炭上のパラジウム
(パラジウム5重量%/活性炭95重量%)1.06g
の形で装入した。混合物を撹拌下に、140℃間で加熱
し、かつ塩化水素を、毎時約25lの量で、混合物中に
導入した。反応生成物を反応フラスコの塔上から留去
し、凝縮し、かつガスクロマトグラフィー並びに1H-N
MR-スペクトルにより分析した。4.5時間の反応時
間後に、留出物271gが次の組成を有して得られた:
ジメチルジクロロシラン(Me2SiCl2)95.6重量% メチルトリクロロシラン(MeSiCl3)2.3重量及びト
リメチルクロロシラン(Me3SiCl)1.3重量%。
を備えた鏡面ガラス塔を装備する3首フラスコ中に、窒
素雰囲気下で、ペンタメチルクロロジシラン1.0重量
%、1,1,1,2-テトラメチルジクロロジシラン
5.2重量%、1,1,2,2-テトラメチルジクロロ
シラン87.5重量%、1,1,2-トリメチルトリク
ロロジシラン2.3重量%及び1,2-ジメチルテトラ
クロロジシラン3.4重量%からなるメチルクロロジシ
ラン混合物310g及び使用ジシランの全モル量に対し
てパラジウム0.03モル%を、活性炭上のパラジウム
(パラジウム5重量%/活性炭95重量%)1.06g
の形で装入した。混合物を撹拌下に、140℃間で加熱
し、かつ塩化水素を、毎時約25lの量で、混合物中に
導入した。反応生成物を反応フラスコの塔上から留去
し、凝縮し、かつガスクロマトグラフィー並びに1H-N
MR-スペクトルにより分析した。4.5時間の反応時
間後に、留出物271gが次の組成を有して得られた:
ジメチルジクロロシラン(Me2SiCl2)95.6重量% メチルトリクロロシラン(MeSiCl3)2.3重量及びト
リメチルクロロシラン(Me3SiCl)1.3重量%。
【0028】比較例1:例1の操作方法を繰り返すが、
活性炭上のパラジウムの形のパラジウム0.03モル%
の代わりに、テトラキストリフェニルホスフィンパラジ
ウム0.053gの形のパラジウム0.03モル%(使
用ジシランの全モル量に対して)を使用した。4.5時
間の反応時間後に、留出物26gが次の組成を有して得
られた:メチルトリクロロシラン(MeSiCl3)6.5重
量%、ジメチルジクロロシラン(Me2SiCl2)74.2重
量%、メチルジクロロシラン(MeHSiCl2)2.8重量%
及びジメチルクロロシラン(Me2HSiCl)15.3重量
%。
活性炭上のパラジウムの形のパラジウム0.03モル%
の代わりに、テトラキストリフェニルホスフィンパラジ
ウム0.053gの形のパラジウム0.03モル%(使
用ジシランの全モル量に対して)を使用した。4.5時
間の反応時間後に、留出物26gが次の組成を有して得
られた:メチルトリクロロシラン(MeSiCl3)6.5重
量%、ジメチルジクロロシラン(Me2SiCl2)74.2重
量%、メチルジクロロシラン(MeHSiCl2)2.8重量%
及びジメチルクロロシラン(Me2HSiCl)15.3重量
%。
【0029】比較例2:例1の操作方法を繰り返すが、
例1からのメチルクロロジシラン混合物の代わりに、
1,2-ジメチルテトラクロロジシラン0.8重量%、
1,1,2-トリメチルトリクロロジシラン0.9重量
%、1,1,2,2-テトラメチルジクロロジシラン9
1.2重量%、1,1,1,2-テトラメチルジクロロ
ジシラン1.3重量%及び1,1,1,2,2-ペンタ
メチルクロロジシラン1.0重量%からなるメチルクロ
ロジシラン混合物75g及び活性炭上のパラジウム形の
パラジウム0.03モル%の代わりにテトラキストリフ
ェニルホスフィンパラジウム1.5gの形のパラジウム
(使用ジシラン混合物の全モル量に対して)パラジウム
0.35モル%を使用した。混合物を、撹拌下に、14
3℃まで加熱し、塩化水素を毎時15lの量で、混合物
中に導入した。3時間の反応時間後に、留出物29gが
次の組成を有して得られた:トリメチルクロロシラン(M
e3SiCl)16.2重量%、ジメチルジクロロシラン(Me2S
iCl2)50.0重量% メチルジクロロシラン(MeHSiCl2)1.2重量%及びジメ
チルクロロシラン(Me2HSiCl)30.1重量%。
例1からのメチルクロロジシラン混合物の代わりに、
1,2-ジメチルテトラクロロジシラン0.8重量%、
1,1,2-トリメチルトリクロロジシラン0.9重量
%、1,1,2,2-テトラメチルジクロロジシラン9
1.2重量%、1,1,1,2-テトラメチルジクロロ
ジシラン1.3重量%及び1,1,1,2,2-ペンタ
メチルクロロジシラン1.0重量%からなるメチルクロ
ロジシラン混合物75g及び活性炭上のパラジウム形の
パラジウム0.03モル%の代わりにテトラキストリフ
ェニルホスフィンパラジウム1.5gの形のパラジウム
(使用ジシラン混合物の全モル量に対して)パラジウム
0.35モル%を使用した。混合物を、撹拌下に、14
3℃まで加熱し、塩化水素を毎時15lの量で、混合物
中に導入した。3時間の反応時間後に、留出物29gが
次の組成を有して得られた:トリメチルクロロシラン(M
e3SiCl)16.2重量%、ジメチルジクロロシラン(Me2S
iCl2)50.0重量% メチルジクロロシラン(MeHSiCl2)1.2重量%及びジメ
チルクロロシラン(Me2HSiCl)30.1重量%。
【0030】例2:例1に記載したのと同様の方法合成
を使用したが、粒状にした木炭12gをパラジウム1.
4重量%で被覆した触媒を塔中に入れ、かつジシラン混
合物を連続的に反応フラスコ中へ配量し、その際、流入
ジシラン混合物の量は、留去されるモノシラン混合物の
量に相当した。塩化水素を、毎時約78lの量で供給し
た。次の組成のジシラン混合物を使用した:MeCl2SiSiC
l2Me35.7重量%、Me2ClSiSiCl2Me42.6重量%、
Me2ClSiSiClMe26.9重量%、Me3SiSiCl2Me0.9重量
%、Me3SiSiClMe21.4重量%(残りは、主に、モノシ
ラン及びシロキサンからなる)。13時間後に、連続的
に実施した反応を中断した。全部で、ジシラン混合物9
50g及び次の組成の留出物980gが得られた:Me3S
iCl1重量%、Me2SiCl231重量%及びMeSiCl367重量
%(Meは、それぞれメチル基を表わす)。
を使用したが、粒状にした木炭12gをパラジウム1.
4重量%で被覆した触媒を塔中に入れ、かつジシラン混
合物を連続的に反応フラスコ中へ配量し、その際、流入
ジシラン混合物の量は、留去されるモノシラン混合物の
量に相当した。塩化水素を、毎時約78lの量で供給し
た。次の組成のジシラン混合物を使用した:MeCl2SiSiC
l2Me35.7重量%、Me2ClSiSiCl2Me42.6重量%、
Me2ClSiSiClMe26.9重量%、Me3SiSiCl2Me0.9重量
%、Me3SiSiClMe21.4重量%(残りは、主に、モノシ
ラン及びシロキサンからなる)。13時間後に、連続的
に実施した反応を中断した。全部で、ジシラン混合物9
50g及び次の組成の留出物980gが得られた:Me3S
iCl1重量%、Me2SiCl231重量%及びMeSiCl367重量
%(Meは、それぞれメチル基を表わす)。
Claims (5)
- 【請求項1】 触媒としての周期系副族第VIII族の金属
の存在下で、メチルクロロジシランと塩化水素とを反応
させることによる、メチルクロロシランの製法。 - 【請求項2】 金属が担体上にある、請求項1記載の方
法。 - 【請求項3】 金属としてパラジウムを使用する、請求
項1又は2記載の方法。 - 【請求項4】 メチルクロロシランとして、一般式: (CH3)mSiCl4-m [式中、mは1〜3の整数を表わす]のものが得られ
る、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項5】 メチルクロロジシランとして、一般式: (CH3)nSi2Cl6-n [式中nは、2〜6の整数を表わす]のものを使用す
る、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4134422.7 | 1991-10-17 | ||
| DE4134422A DE4134422A1 (de) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | Verfahren zur herstellung von methylchlorsilanen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05222061A JPH05222061A (ja) | 1993-08-31 |
| JPH0662645B2 true JPH0662645B2 (ja) | 1994-08-17 |
Family
ID=6442910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4276890A Expired - Lifetime JPH0662645B2 (ja) | 1991-10-17 | 1992-10-15 | メチルクロロシランの製法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5210255A (ja) |
| EP (1) | EP0537740B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0662645B2 (ja) |
| CN (1) | CN1032536C (ja) |
| DE (2) | DE4134422A1 (ja) |
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