JPS5949228B2 - ハロゲンシランのエステル化法 - Google Patents

ハロゲンシランのエステル化法

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JPS5949228B2
JPS5949228B2 JP8770776A JP8770776A JPS5949228B2 JP S5949228 B2 JPS5949228 B2 JP S5949228B2 JP 8770776 A JP8770776 A JP 8770776A JP 8770776 A JP8770776 A JP 8770776A JP S5949228 B2 JPS5949228 B2 JP S5949228B2
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mol
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • 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
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
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    • C07F7/1804Compounds having Si-O-C linkages
    • C07F7/1872Preparation; Treatments not provided for in C07F7/20
    • C07F7/188Preparation; Treatments not provided for in C07F7/20 by reactions involving the formation of Si-O linkages

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクロルシランをアルコールでエステル化するこ
とによりアルコキシシランを製造する方法に関する。
クロルシランのエステル化は一般に以下の反応方程式に
従つて進行する:RmSiCt4−m+n依■→ RmSi(OR’)nCt4−m−n+nHCt〔式中
:R’は1〜11個のC原子を有するアルキル基を表わ
し、mは0〜3の値であり、nは1〜4の値であり、R
はH又は1〜11個のC原子を有するアルキル基を表わ
す〕この反応を実際に実施する場合には困難が生じる。
それというのもその場合に大量に生成する塩化水素によ
つてアルコキシ基がアルコールとクロルシランに分解し
又(主としてアルカノールの存在下で)水素シラン結合
が分解して水素を分離しアルコキシシラン結合及びクロ
ルシラン結合を形成するからである。更に塩化水素が導
入アルカノールと一緒にクロルアルカンと中間体として
の水とを形成し、その水がクロルシランとアルコキシシ
ランとを加水分解させる。この様な副反応があるために
ある一定の反応条件を保持しない場合には求めるシラン
エステルが殆ど完全に失われてしまう。そのためその様
な化合物を出来るだけ経済的に製造しようとする多くの
試みが行われた。
生成した塩化水素がエステル化のために導入されたアル
コールと一緒に上記の様な副反応を起すことによる回分
法に元々付随していた凝縮物形成の欠点は最近開発され
た回分法の場合には確かに十分に避けることが出来る。
しかしそれを工業規模で行なおうとすると、特に大量に
生成し、場合により沸騰し易い出発物質と結合する塩化
水素の処理の困難さ、又反応を確実に行わせるために反
応室中においても又廃気中においても速やかで大量の熱
移行の必要があるために限界が生じる。クロルシランを
液相で最も簡単な回分法から転用した溢流管付き反応器
中でか又は向流原理による順次連結された数個の反応器
中でエステル化を行う連続法もすでに提案された。
しかしこの方法では塩化水素の除去がゆつくりすぎ又不
完全であるという欠点がある。それによつてすでに形成
されたエステル基が再び元の化合物に分解し又アルコー
ルと塩化水素との間に副反応が生じて望ましからざる加
水分解物を形成させる。別の公知法においてはアルコー
ルによるクロルシランのエステル化を気相中で行い、反
応系の全物質(出発物質及び最終生成物)の沸点以上の
温度を用いる。しかしこの方法は全く特別な欠点を有す
る。それというのも系中に存在する塩化水素が高温のた
めに特別速やかに周知の副反応、つまり特に再分解、ア
ルコール一脱水及び加水分解物生成を惹起させるからで
ある。公知のあらゆる連続式エステル化法の特別な欠点
は反応混合物からの塩化水素の分離速度が遅すぎ又分離
が不完全である点である。
そのため場合により流下フイルム形蒸発機を用い、温度
の上限を越えない様にしながら不活性ガス例えば窒素を
通じて塩化水素を吹き除く方法もすでに提案された。し
かしこの方法では塩化水素を含有する廃気容積が大きく
なり、それによつて生成物の分圧により測定される蒸発
損失が償い不可能な程高くなり又塩化水素の再利用が実
際上不可能であるという著しい欠点がある。更にこの作
業法の場合には不活性ガス流による生成物の導出量を減
少させるために強力な冷却装置が必要であり、その上こ
の種の方法のためには極度に乾燥したガスが前提条件で
ある。それというのもそうでない場合にはシロキサンの
形成が増大するからである。更にハロゲンシランにベン
ゾール一又はベンジン溶剤を添加してエステル化工程の
間の反応媒質からのハロゲン化水素の導出速度を高め、
それにより上記のシロキサンの形成を減少させる方法も
公知である。
この手段にもかかわらずこの方法の場合には反応生成物
中に少なからぬ残余酸度が残留し、これは酸結合剤を添
加することによつて塩として除去しなければならない。
そのため粗エステルの済過及び収率損失を減するための
塩の洗出などという付加的な作業工程が加わる欠点があ
る。クロル炭化水素の存在下でクロルシランをアルコー
ルでエステル化する方法も公知である。この場合にはア
ミンの存在下で第三アルコール成分の導入が行われる。
しかし同方法においてもやはり大量の塩が生成し、これ
を付加的な作業工程で除去して精製を行わなければなら
ない。ところでクロル炭化水素の存在下及び酸結合剤の
不在下で反応を行わせることを特徴とするクロルシラン
のエステル化法が見出された。
この方法は作業を著しく簡単化し、又予期せざる程の収
率上昇をもたらす。これは第一アルコール及びフエノー
ルの使用の場合にも又第二アルコール及びフエノールの
使用の場合にも言える。同反応は上記の方程式に示され
た様に進行する。
一般式RmSiCl4−の適当な出発物質は例えばトリ
クロルシラン、テトラクロルシラン、メチルジクロルシ
ラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラ
ン、エチルトリクロルシラン、エチルジクロルシラン、
n−プロピルジクロルシラン、プロピルトリクロルシラ
ン、イソブチルジクロルシラン、ビニルジクロルシラン
、ビニルトリクロルシラン、ビニルメチルジクロルシラ
ン、ジメチルジクロルシラン、プロペニルトリクロルシ
ラン、アリルトリクロルシラン、3−クロルプロピルト
リクロルシラン等である。これからRは11個まで、有
利には6個までのC原子を有する飽和及び不飽和アルキ
ル基をも又水素原子をも表わし得ることがわかる。例え
ばメチルエチルジクロルシラン又はメチルフエニルジク
ロルシランにおける様にアルキル基は種々のものである
ことも出来る。又フエニルトリクロルシランも使用する
ことが出来る。基Rをハロゲンで置換することも出来る
。例えばクロルプロピルトリクロルシラン、クロルエチ
ルトリクロルシラン、メチル−クロルエチルトリクロル
シラン又はCF3−CH2−Sict,又はCF3−C
H2−0−(CH2)3sict3を挙げることが出来
る。シランエステルを製造するための一般式R′0Hの
アルコールとしては簡単な脂肪族アルコール例えばメタ
ノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノー
ル、オクタノールが使用されるが、しかし又例えば2−
メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、テトラ
ヒドロフルフリルアルコール、2−メトキシエチルジエ
チレングリコールエーテル又はポリエチレングリコール
モノエーテルも該当する。
従つて基kはヘテロ原子例えば−0一又は−N一を含有
する直鎖又は環状アルキル基であることが出来る。
相当する第二アルコール又はフエノールも又は混合芳香
族一脂肪族アルコール例えばベンジルアルコールも使用
可能である。使用可能のクロル炭化水素としてはテトラ
クロル炭化水素、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロ
ルエタン、ジクロルエチレン、1,1,1−トリクロル
エタン、トリクロルエチレン、過クロルエチレン、テト
ラクロルエタンの様な化合物が該当する。
使用されるクロル炭化水素は標準条件下で液状で、15
0℃以下の沸点を有すべきである。
C原子数は有利に1〜3である。炭化水素基は飽和され
ていても不飽和であることも出来るエステル化の間のク
ロルシラン対クロル炭化水素の比率は広範囲内で変化さ
せることが出来る、殆どの場合中性最終生成物及び最高
収率を達成するためにはクロルシラン/クロル炭化水素
の比率は1/0.5〜1で十分である。
本発明方法により例えば以下の生成物を製造することが
出来る:トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、テ
トラエトキシシラン、トリス−2−メトキシエトキシシ
ラン、テトラ−2−メトキシエトキシシラン、メチルジ
メトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ビニルメチ
ルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、ビニルトリ−2−メトキシエト
キシシラン、3−クロルプロピルトリエトキシシラン等
本発明によるエステル化の実施は一般に公知のエステル
化法によつて行われる。
有利にはクロルシランをクロル炭化水素と一緒に導入し
、加熱した混合物にアルコールを少量ずつ添加する。ア
ルコールの添加量は所望のエステル化度により定められ
る。反応は有利にシラン/クロル炭化水素混合物の沸点
において行われる。溶剤を、有利には蒸留により、除去
した後で所望のエステルを99%までの収率で非常に大
きな純度で得る。上記の多くの珪素のエステル化合物は
工業的に次第に重要になつてきている。
例えばいくつかの珪酸オルトエステルは亜鉛末染料用の
バインダーとして又鋳物工業に使用される。多くのオル
ガノシランエステルは建築物保護剤として使用される。
別の多くのオルガノシランエステル及び水素シランエス
テルは非常に価値の高い有機官能性シランの合成用に工
業的に次第に重要になつて来ている。その上水素シラン
エステルは半導体化学のためにも重要である。例1 6t三頚フラスコをきのこ形加熱フード中におき、撹拌
機、還流冷却機及び滴下漏斗を装備する。
同フラスコ中にγ−クロルプロピルトリクロルシラン1
0609(5モル)を入れる。同液体を80℃に加熱し
た後で強力に撹拌しながらn−プロパノール930g(
15.5モル)を20m1ずつ添加する。添加は4.5
時間後に終了する。更に4時間90℃において後加熱し
、引続いて真空中で粗生成物を蒸留精製する(1−2m
mHgJ01℃)。無色生成物10159(72%)が
得られる。指示薬(メチルオレンジ)と混合されている
水100d中に同生成物1dを注入すると強い酸性反応
を呈する。例2 装置は例1と同様のものを使用する。
γ−クロルプロピルトリクロルシラン10609(5七
レ)をトリクロルエチレン900Tffと一緒にフラス
コ中に入れる。エスデル化(n−プロパノール15.5
モル)は例1に記載と同様に行う。トリクロルエチレン
を蒸留除去した後でフラスコの液体中にγ−クロルプロ
ピル−トリ−(プロポキシ)−シラン98%が含有され
ていることがガスクロマトグラフイ一により測定される
。例1と同様にして指示薬(メチルオレンジ)と混合さ
れている水中にエスデルを注入すると中性反応が示され
る。例3例1と同様の装置を使用する。
γ−クロルプロピルトリクロルシラン10609(5モ
ル)を四塩化炭素900m1と一緒にフラスコ中に入れ
る。エステル化(n−プロパノール15.5モル)は例
1に記載と同様にして行う(四塩化炭素の還流沸騰)。
四塩化炭素を蒸留除去した後で生成物中にクロルプロピ
ルトリプロポキシシラン97.5f)が含有されている
ことがガスクロマトグラフイ一により測定される。水(
メチルオ゛レンジと混合されている)中に注入すると中
性反応が示される。例4γ−クロルプロピルトリクロル
シラン1060g(5モル)をトリクロルエチレン2.
7tと一緒にフラスコ中に入れる。
エステル化(n−プロパノール15.5モル)は例1に
記載と同様にして行う。トリクロルエチレンを蒸留除去
した後でフラスコ中の生成物中にクロルプロピルトリプ
ロポキシシラン98.6%が含有されていることがガス
クロマトグラフイ一により測定される。同エステルを水
(メチルオレンジと混合されている)中に注入すると中
性反応が示される。例5 例1と同様の装置を使用する。
ジエチルジクロルシラン7859(5モル)をフラスコ
中に入れる。エステル化(n−プロパノール15.5モ
ル)は例1に記載と同様に行う。粗エステルを真空(2
011Hg、60℃)中で蒸留精製する。無色生成物7
259(71%)が得られ、これは例1と同様にして水
(メチルオレンジと混合されている)中に注入すると強
い酸性反応を呈する。例6 例1と同様の装置を使用する。
ジエチルジクロルシラン7859(5モル)をテトラク
ロルエチレン2tと一緒にフラスコ中に入れる。エステ
ル化(n−プロパノール15.5モル)は例1と同様に
して行う。テトラクロルエチレンを蒸留除去した後でフ
ラスコ内容物をガスクロマトグラフイ一分析する。ジエ
チルジプロポキシシラン97.2%の含量が測定される
。水(メチルオレンジと混合されている)中に注入する
と中性反応を示す。例7例1と同様の装置を使用する。
メチルトリクロルシラン7451(5モル)をフラスコ
中に入れ、ベンジルアルコール16809(15.5モ
ル)を用いて例1に記載の様にしてエステル化する(初
期温度:60記C:アルコール添加終了近くでは80〜
85℃に高める)。エステル化生成物を真空(1〜27
!LllLHg、120生C)中で蒸留精製する。無色
液体14109(72%)が得られ、これは水(メチル
オレンジと混合されている)中に注入すると強い酸性反
応を呈する。例8 例1と同様の装置を使用する。
メチルトリクロルシラン7459(5モル)をテトラク
ロルエタン1900m1と一緒にフラスコ中に入れ、例
1に記載と同様にしてベンジルアルコール16809(
15.5モル)でエステル化する。クロル炭化水素を蒸
留除去した後でフラスコ内容物をガスクロマトグラフイ
一分析し、メチルトリベンジルオキシシラン98%の含
量を測定する。フラスコ内容物を真空蒸留で精製するこ
とにより無色液体1750f!(96.5%)が得られ
、これは水(メチルオレンジと混合されている)中に注
入すると中性反応を呈する。例9 例1と同様の装置を使用する。
γ−クロルプロピルトリクロルシラン10609(5モ
ル)をトリクロルエチレン1900m1と一緒にフラス
コ中に入れ、例1に記載の様にしてイソプロパノール9
069(15.5モル)でエステル化する。トリクロル
エチレンを蒸留除去した後でフラスコの液体中にクロル
プロピルトリイソプロポキシシラン97.8%の含量が
ガスクロマトグラフイ一により測定される。水(メチル
オレンジと混合されている)中に注入すると中性反応が
示される。例10 例1と同様の装置を使用する。
フラスコ中にエチルトリクロルシラン8159(5モル
)を入れる。エステル化は例1に記載の様にしてメトキ
シエタノール11809(15.5モル)を用いて行う
。引続いてエステル化生成物をガスクロマトグラフイ一
分析する。エチルトリ−(メトキシエトキシ)−シラン
78%の含量が測定される。その他メトキシエタノール
がメタノールとクロルエタノールとに分解することによ
り生成される多くの混合エステルが記録される。例11 例1と同様の装置を使用する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アルコールと反応させることによりハロゲンシラン
    をエステル化するに当り、同反応をクロル炭化水素の存
    在下及び酸結合剤の不在下で行うことを特徴とするハロ
    ゲンシランのエステル化法。 2 クロル炭化水素の量がハロゲンシランの導入量の0
    .5〜3倍である特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 アルコールとして第一又は第二アルコール又はフェ
    ノールを使用する特許請求の範囲第1項又は第2項記載
    の方法。
JP8770776A 1975-07-23 1976-07-22 ハロゲンシランのエステル化法 Expired JPS5949228B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2532887A DE2532887C2 (de) 1975-07-23 1975-07-23 Verfahren zur Veresterung von Halogensilanen

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Publication Number Publication Date
JPS5214728A JPS5214728A (en) 1977-02-03
JPS5949228B2 true JPS5949228B2 (ja) 1984-12-01

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ID=5952229

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BE (1) BE844278A (ja)
CA (1) CA1067090A (ja)
CH (1) CH606038A5 (ja)
DD (1) DD125707A5 (ja)
DE (1) DE2532887C2 (ja)
FR (1) FR2318873A1 (ja)
GB (1) GB1549009A (ja)
IT (1) IT1066001B (ja)
NL (1) NL7608134A (ja)
PL (1) PL103000B1 (ja)
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