JPH107683A - モノシランの製造方法 - Google Patents

モノシランの製造方法

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JPH107683A
JPH107683A JP9016314A JP1631497A JPH107683A JP H107683 A JPH107683 A JP H107683A JP 9016314 A JP9016314 A JP 9016314A JP 1631497 A JP1631497 A JP 1631497A JP H107683 A JPH107683 A JP H107683A
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allyl
monosilane
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マービン バンク ハワード
Brian M Naasz
マイケル ナーツ ブライアン
Binh T Nguyen
サン グエン ビン
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Dow Corning Corp
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    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/12Organo silicon halides
    • C07F7/121Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20
    • C07F7/122Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20 by reactions involving the formation of Si-C linkages
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 工業的価値の低いジシランをモノシランへ転
化する方法の提供。 【解決手段】 一般式R1 n Si2 Cl6-n で示される
ジシラン及び一般式R1Xで示される有機ハロゲン化物
を含む混合物と、一般式PdR2 2又はPdX2 で示され
る二置換パラジウム系触媒とを100〜250℃の温度
で接触させる工程を含むジシランからモノシランを製造
するための方法であって、R1 は各々独立に炭素原子数
1〜18個の一価の炭化水素基であり、R2 は各々独立
に、炭素原子数1〜18個の飽和線状又は飽和分岐状炭
化水素基、アリール基及びオキソカルボキシル基から選
ばれた一価の基であり、Xは各々独立に塩素原子又は臭
素原子から選ばれ、そしてn=0〜6である、モノシラ
ンの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機ハロゲン化物
とジシランを反応させてモノシランを得るための方法に
関する。本発明の方法では、触媒として二置換パラジウ
ム系化合物が用いられる。本発明の方法は、塩化アリル
のような塩化アルケニルとジシランとを反応させて、ア
ルケニル置換を有するモノシランを製造する場合に特に
有用である。本発明はまた、有機シランを得るための直
接法から派生する高沸点ジシラン画分を、より有用なモ
ノシランへ転化する場合にも有用である。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】有機シ
ランの主要な工業製法には、有機ハロゲン化物と元素状
珪素との反応が含まれる。生成物を含む混合物から蒸留
法により所望の有機シランを回収した後には、とりわけ
ジシランを含む高沸点残留物が残る。これらのジシラン
の工業的価値はほとんどないため、これらをより有用な
モノシランへ転化することが望まれる。本発明は、二置
換パラジウム系触媒の存在下で有機ハロゲン化物を接触
させることによりジシランをモノシランへ転化する。本
発明の方法では、ジシランのSi−Si結合が切断され
て二つのモノシランが生成するが、その際、有機ハロゲ
ン化物の有機基が珪素原子の一方で置換を起こし、且
つ、有機ハロゲン化物のハロゲン基が他方の珪素原子で
置換を起こす。
【0003】米国特許第3,772,347号明細書
に、ジシランと有機ハロゲン化物とを反応させてモノシ
ランを得るための触媒としてパラジウム/ホスフィン系
化合物を使用することが記載されている。このような触
媒は、例えば、ヘキサクロロジシランと塩化アリルとを
反応させてアリルトリクロロシランを得る場合に有用で
ある。EabornらのJ.Organometall
ic Chem.225:331−341(1982)
に、ホスフィン配位子を含有するパラジウム系触媒の存
在下、トルエン中でヘキサメチルジシラン又はヘキサク
ロロジシランと一連の有機ハロゲン化物とを反応させる
ことが記載されている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、一般式
1 n Si2 Cl6-n で示されるジシラン及び一般式R
1 Xで示される有機ハロゲン化物を含む混合物と、一般
式PdR2 2又はPdX 2 で示される二置換パラジウム系
触媒とを100〜250℃の温度で接触させる工程を含
む方法である。式中、R1 は各々独立に炭素原子数1〜
18個の一価の炭化水素基であり、R2 は各々独立に、
炭素原子数1〜18個の飽和線状又は飽和分岐状炭化水
素基、アリール基及びオキソカルボキシル基から選ばれ
た一価の基であり、Xは各々独立に塩素原子又は臭素原
子から選ばれ、そしてn=0〜6である。
【0005】上記混合物と二置換パラジウム系触媒との
接触工程は、ハロシランとの接触に適したものであれば
加圧可能ないずれの標準的反応器においても実施され
る。本発明の方法はバッチ式でも、半連続式でも又は連
続式でも実施可能である。
【0006】本発明の方法における混合物は一般式R1
n Si2 Cl6-n で示されるジシランを含む。ここでR
1 は、各々独立に選ばれた炭素原子数1〜18個の一価
の炭化水素基であり、n=0〜6である。R1 の例とし
て、メチル、エチル、プロピル及びt−ブチルのような
アルキル基、シクロペンチル及びシクロヘキシルのよう
なシクロアルキル基、ビニル、アリル及びヘキセニルの
ようなアルケニル基、並びにフェニル、トリル及びナフ
チルのようなアリール基が挙げられる。R1 はメチル基
であることが好ましい。nは0〜6の範囲で任意の値を
とることができるが、好ましくは2〜6の範囲の値をと
る。最も好ましいnの値は6である。本発明において使
用することが好ましいジシランはヘキサメチルジシラン
である。また、本発明の方法を使用して、ジシランの混
合物をモノシランへ転化することもできる。
【0007】さらに、本発明の方法は、有機ハロゲン化
物と元素状珪素との反応から得られる高沸点ジシラン画
分を、より有用なモノシランへ転化する場合に有用であ
る。有機ハロゲン化物と元素状珪素の反応工程では、適
当な触媒の存在下、300〜350℃の温度で反応を行
い、気体生成物、過剰供給成分及び微粒子を連続的に取
り出す。続いて、取り出した材料を蒸留処理してモノシ
ランを回収し、「高沸点画分」は放置する。本発明にお
いて使用するのに好適な高沸点画分は、塩化メチルと元
素状珪素との直接プロセス反応で得られたモノシランを
蒸留することにより得られる沸点が70℃よりも高い画
分である。このような高沸点画分として典型的な組成物
は、ジシランを50〜60重量%含む。本願の特許請求
の対象となる方法において有用な高沸点画分の組成物に
ついては、例えば、米国特許第5,430,168号明
細書に詳細に説明されている。場合によっては、濾過な
どの処理により高沸点画分を前処理して粒状物を除去す
ることが望ましい。
【0008】本発明の方法における混合物は、ジシラン
の他、一般式R1 Xで示される有機ハロゲン化物を含
む。ここでR1 は、上記の定義と同じであり、Xは臭素
原子又は塩素原子である。R1 はアルケニル基であるこ
とが好ましい。Xは塩素原子であることが好ましい。本
発明の方法において好ましい有機ハロゲン化物は、塩化
アリルである。
【0009】有機ハロゲン化物対ジシランのモル比は、
本発明の方法では特に問題とはならないが、0.1:1
〜10:1の範囲で変動しうる。しかしながら、有機ハ
ロゲン化物対ジシランのモル比は少なくとも1:1にす
ることが好ましい。さらに好ましい場合は、有機ハロゲ
ン化物が化学量論的に多少過剰に存在する場合、すなわ
ち、対ジシランのモル比が1:1〜3:1の範囲にある
場合である。
【0010】上記のジシランと有機ハロゲン化物を含む
混合物に、一般式PdR2 2又はPdX2 で示される二置
換パラジウム系触媒を接触させる。ここでR2 は、各々
独立に、炭素原子数1〜18個の飽和線状又は飽和分岐
状の一価の炭化水素基、アリール基及びオキソカルボキ
シル基から成る群より選ばれた一価の基である。Xは各
々独立に塩素原子又は臭素原子から選ばれる。R2 は、
メチル、エチル、プロピル、t−ブチル及びヘキシルの
ようなアルキル基、シクロペンチル及びシクロヘキシル
のようなシクロアルキル基、フェニル、トリル及びナフ
チルのようなアリール基、又はグリオキシロイル、ピル
ボイル及びアセトアセチルのようなオキソカルボキシル
である。R2 はアセトアセチルであることが好ましい。
Xは塩素原子であることが好ましい。好適な二置換パラ
ジウム系触媒は、二塩化パラジウム又はビス−アセトア
セチルパラジウムから選ばれる。
【0011】本発明の方法における触媒濃度は、元素状
パラジウムの重量を基準として、混合物の総重量に対し
て10ppm〜2×105 ppmの範囲内とすることが
できる。好適な触媒濃度範囲は、同じ基準で、100〜
10,000ppmである。最も好適な触媒濃度範囲
は、100〜1,000ppmである。本発明の方法
は、100〜250℃の温度範囲内で実施される。好適
な温度範囲は150〜200℃である。
【0012】
【実施例】以下、本発明を例証するため、実施例を提供
する。実施例に記載した反応は、封止したPyrex
(商標)ガラス管の中で行った。各実施例に記載した反
応混合物は、上記ガラス管に入れ、そしてイソプロピル
アルコール(IPA)/ドライアイス浴で冷却した。次
いで、そのガラス管を熱封止し、各実施例に記載した温
度及び時間条件で加熱した。反応期間終了後、ガラス管
の内容物を冷却し、そして水素炎イオン化型検出器を具
備したガスクロマトグラフィー(GC−FID)による
分析を行った。結果は、GC−FIDチャートの面積率
(面積%)として報告した。下記実施例中、Meはメチ
ル基を、AcAcはアセトアセチル基をそれぞれ表す。
【0013】実施例1(比較例) 反応混合物は、0.43g(0.003モル)のMe3
SiSiMe3 と0.3g(0.0039モル)の塩化
アリルを含むものとした。この混合物を150℃で21
時間加熱した後、冷却し、GC−FIDで分析した。分
析結果によると、Me3 SiSiMe3 が12面積%、
塩化アリルが12面積%、アリルSiMe3 が47面積
%、そしてMe3 SiClが25面積%存在していた。
【0014】実施例2 反応混合物は、0.43gのMe3 SiSiMe3
0.3gの塩化アリル及び0.003gのPd(AcA
c)2 を含むものとした。この混合物を150℃で21
時間加熱した後、冷却し、GC−FIDで分析した。分
析結果によると、Me3 SiSiMe3 は全く含まれ
ず、塩化アリルが4.8面積%、アリルSiMe3 が5
9.3面積%、そしてMe3 SiClが31.3面積%
存在していた。
【0015】実施例3 反応混合物は、0.43gのMe3 SiSiMe3
0.3gの塩化アリル及び0.004gのPdCl2
含むものとした。この混合物を150℃で21時間加熱
した後、冷却し、GC−FIDで分析した。分析結果に
よると、Me3 SiSiMe3 は全く含まれず、塩化ア
リルが3.5面積%、アリルSiMe3 が60.2面積
%、そしてMe3 SiClが31.9面積%存在してい
た。
【0016】実施例4(比較例) 反応混合物は、0.56g(0.003モル)のMe3
SiSiMeCl2 と0.3g(0.0039モル)の
塩化アリルを含むものとした。この混合物を150℃で
48時間加熱した後、冷却し、GC−FIDで分析し
た。分析結果によると、反応は全く起こらなかった。
【0017】実施例5 反応混合物は、0.56g(0.003モル)のMe3
SiSiMeCl2 と、0.3gの塩化アリル及び0.
0026gのPd(AcAc)2 を含むものとした。こ
の混合物を150℃で15時間加熱した後、冷却し、G
C−FIDで分析した。分析結果によると、Me3 Si
SiMeCl2 は全く含まれず、塩化アリルが10.2
面積%、アリルSiMeCl2 が41.7面積%、Me
3 SiClが38.3面積%、そしてアリルSiMe3
が0.8面積%存在していた。
【0018】実施例6(比較例) 反応混合物は、0.68g(0.003モル)のCl2
MeSiSiMeCl 2 と0.3g(0.0039モ
ル)の塩化アリルを含むものとした。この混合物を20
0℃で17時間加熱した後、冷却し、GC−FIDで分
析した。分析結果によると、Cl2 MeSiSiMeC
2 が17.2面積%、塩化アリルが20.2面積%、
アリルSiMeCl2 が31.9面積%、そしてMeS
iCl3 が12面積%存在していた。
【0019】実施例7 反応混合物は、0.68gのCl2 MeSiSiMeC
2 、0.3gの塩化アリル及び0.0035gのPd
Cl2 を含むものとした。この混合物を200℃で17
時間加熱した後、冷却し、GC−FIDで分析した。分
析結果によると、MeCl2 SiSiMeCl2 は全く
存在せず、塩化アリルが0.4面積%、アリルSiMe
Cl2 が48面積%、そしてMeSiCl3 が25面積
%存在していた。
【0020】実施例8 反応混合物は、0.68gのCl2 MeSiSiMeC
2 、0.3gの塩化アリル及び0.0032gのPd
(AcAc)2 を含むものとした。この混合物を200
℃で17時間加熱した後、冷却し、GC−FIDで分析
した。分析結果によると、Cl2 MeSiSiMeCl
2 は全く存在せず、塩化アリルが3.7面積%、アリル
SiMeCl2 が50面積%、そしてMeSiCl3
23面積%存在していた。
【0021】実施例9(比較例) 反応混合物は、塩化メチルと元素状珪素との反応から得
られた0.55gの高沸点(>70℃)蒸留画分及び
0.3g(0.0039モル)の塩化アリルを含むもの
とした。この高沸点画分中に存在する主要ジシラン成分
は、GC−FID分析によると、24.7面積%のCl
2 MeSiSiMeCl2 、25.4面積%のMe2
lSiSiMeCl2 、11.6面積%のMe2 ClS
iSiMe 2 Cl及び2.8面積%のMe3 SiSiM
eCl2 であった。この混合物を200℃で17時間加
熱した後、冷却し、GC−FIDで分析した。分析結果
によると、ジシランが6面積%、塩化アリルが19.6
面積%、アリルSiCl2 Meが23面積%、そしてア
リルSiMe2 Clが5.9面積%存在していた。
【0022】実施例10 反応混合物は、実施例9に記載の0.55gの高沸点蒸
留画分、0.3gの塩化アリル及び0.0038gのP
d(AcAc)2 を含むものとした。この混合物を20
0℃で17時間加熱した後、冷却し、GC−FIDで分
析した。分析結果によると、ジシランは全く存在せず、
塩化アリルが1.2面積%、アリルSiMeCl2 が1
6面積%、そしてアリルSiMe2 Clが1.2面積%
存在していた。
【0023】実施例11 反応混合物は、実施例9に記載の0.55gの高沸点蒸
留画分、0.3gの塩化アリル及び0.0038gのP
dCl2 を含むものとした。この混合物を200℃で1
7時間加熱した後、冷却し、GC−FIDで分析した。
分析結果によると、ジシランは全く存在せず、塩化アリ
ルが0面積%、アリルSiMeCl2 が18面積%、そ
してアリルSiMe2 Clが1面積%存在していた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブライアン マイケル ナーツ アメリカ合衆国,ミシガン 48820,デウ ィット,ウエスト プラット ロード 1350 (72)発明者 ビン サン グエン アメリカ合衆国,ミシガン 48640,ミッ ドランド,オタワ ストリート 4511

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式R1 n Si2 Cl6-n で示される
    ジシラン及び一般式R1 Xで示される有機ハロゲン化物
    を含む混合物と、一般式PdR2 2又はPdX 2 で示され
    る二置換パラジウム系触媒とを100〜250℃の温度
    で接触させる工程を含むジシランからモノシランを製造
    するための方法であって、R1 は各々独立に炭素原子数
    1〜18個の一価の炭化水素基であり、R2 は各々独立
    に、炭素原子数1〜18個の飽和線状又は飽和分岐状炭
    化水素基、アリール基及びオキソカルボキシル基から選
    ばれた一価の基であり、Xは各々独立に塩素原子又は臭
    素原子から選ばれ、そしてn=0〜6である、モノシラ
    ンの製造方法。
JP9016314A 1996-01-31 1997-01-30 モノシランの製造方法 Withdrawn JPH107683A (ja)

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US08/593317 1996-01-31
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