JP2584772B2 - Method for producing trialkoxysilane - Google Patents
Method for producing trialkoxysilaneInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、トリアルコキシシランの製造法に係り、
特に、銅触媒の存在下に金属硅素とアルコール類とを反
応させてトリアルコキシシランを高収率で製造する方法
に関する。The present invention relates to a method for producing trialkoxysilane,
In particular, the present invention relates to a method for producing trialkoxysilane in a high yield by reacting metal silicon and an alcohol in the presence of a copper catalyst.
[従来の技術] 例えばトリメトキシシランやトリエトキシシランのよ
うに、1つの硅素原子に3つのアルコキシ基と1つの水
素原子が結合したトリアルコキシシランは、それ自体極
めて不安定で反応性に富み、多くの有機化合物に対して
付加、共重合、共縮合等の反応をして有用な物質を生成
し、例えばシランカップリング剤、コーティング剤、耐
熱塗料等を製造する際の原料物質として使用されてい
る。[Prior art] Trialkoxysilanes in which three alkoxy groups and one hydrogen atom are bonded to one silicon atom, such as trimethoxysilane and triethoxysilane, are extremely unstable and highly reactive in themselves. Addition, copolymerization, co-condensation, etc. of many organic compounds to produce useful substances, for example, silane coupling agents, coating agents, used as a raw material when manufacturing heat-resistant paints, etc. I have.
このようなトリアルコキシシランを製造するための方
法としては、トリクロルシランとアルコールとを反応さ
せる方法: HSiCl3+3ROH →HSi(OR)3+3HCl (但し、式中Rはアルキル基を示す。)や、反応条件に
応じて以下に示す5種類の反応が複雑に起ると考えられ
ている銅触媒の存在下に気相あるいは液相で金属硅素と
アルコールとを直接反応させる方法: (1)Si+4ROH→Si(OR)4+2H2 (2)Si+3ROH→HSi(OR)3+H2 (3)Si+2ROH→H2Si(OR)2 (4)Si+2ROH→SiO2+2RH (5)ROH+H2→RH+H2O (6)その他の生成物 RSi(OR)3、 (RO)3Si−O−Si(OR)3等(但し、式中Rはアルキ
ル基を示す。)が知られている。Examples of a method for producing such trialkoxysilane include a method of reacting trichlorosilane with an alcohol: HSiCl 3 + 3ROH → HSi (OR) 3 + 3HCl (where R represents an alkyl group), or According to the reaction conditions, the following five types of reactions are considered to occur in a complicated manner. The method of directly reacting silicon metal and alcohol in a gas phase or a liquid phase in the presence of a copper catalyst: (1) Si + 4ROH → Si (OR) 4 + 2H 2 (2) Si + 3ROH → HSi (OR) 3 + H 2 (3) Si + 2ROH → H 2 Si (OR) 2 (4) Si + 2ROH → SiO 2 + 2RH (5) ROH + H 2 → RH + H 2 O (6 ) Other products RSi (OR) 3 , (RO) 3 Si—O—Si (OR) 3 (where R represents an alkyl group) is known.
しかしながら、前者の方法においては、副生したハロゲ
ン化水素がアルコールと反応してハロゲン化アルキルと
水を生成し、この生成した水により原料のトリクロルシ
ランが加水分解して高縮合物が生成するためと考えられ
るが、目的物のトリアルコキシシランの収率が低く、ま
た、副生したハロゲン化水素が反応装置を腐蝕するとい
う製造上の問題があった。However, in the former method, the by-produced hydrogen halide reacts with the alcohol to produce an alkyl halide and water, and the produced water hydrolyzes the raw material trichlorosilane to form a high condensate. However, there is a problem in the production that the yield of the trialkoxysilane as a target product is low and that hydrogen by-products corrode the reactor.
また、後者の方法においては、金属硅素の反応率とし
て反応速度を高くするために通常金属硅素に対して過剰
のアルコールが使用されるが、反応が気相反応であると
上記一般式(1)の反応が優先し、また、反応温度が高
いために一般式(4)及び(5)の反応が起り、この際
に生成した水が金属硅素あるいは触媒である銅と反応
し、金属硅素についてはその表面に硅酸若しくは酸化硅
素(シリカ)の被膜が形成され、また、銅については酸
化銅になってそのいずれも不活性になり、結局途中で反
応が停止し、金属硅素の反応率が低くて目的物であるト
リアルコキシシランの収率が低いという問題があった。In the latter method, an excess of alcohol is usually used relative to silicon metal in order to increase the reaction rate as the reaction rate of silicon metal. However, if the reaction is a gas phase reaction, the above general formula (1) The reaction of formula (4) and (5) occurs because the reaction temperature is high, and the water generated at this time reacts with metal silicon or copper which is a catalyst. A film of silicic acid or silicon oxide (silica) is formed on the surface, and copper becomes copper oxide, which becomes inactive, and eventually stops the reaction halfway, resulting in a low reaction rate of silicon metal. Thus, there is a problem that the yield of the trialkoxysilane, which is the target, is low.
ところで、液相反応で行う後者の方法においては、反
応開始当初は上記一般式(2)で示される反応が優先し
て目的物であるトリアルコキシシランの選択率が向上す
るが、反応が進行するにつれて次第にトリアルコキシシ
ランの選択率が低下し、目的物のトリアルコキシシラン
について依然として満足し得る収率を達成することがで
きないという問題があった。この原因については定かで
はないが、このように反応が進行するにつれてトリアル
コキシシランの選択率が低下する原因については、工業
原料として使用される金属硅素中に不純物として各々約
1重量%以下の濃度で含有されている種々のアルカリ金
属及び1又はアルカリ土類金属がアルコールと反応して
金属アルコラートを生成し、反応が進行するにつれて生
成した金属アルコラートが徐々に蓄積し、金属アルコラ
ートの蓄積が増加するにつれて反応系内の酸性度が徐々
に中性あるいはアルカリ性側に移行し、これが原因で一
旦生成したトリアルコキシシランがテトラアルコキシシ
ランに分解するためであると考えられ、また、反応率に
関してはその反応にあずかる金属硅素と銅触媒とを極力
活性化させて比較的低温で反応させ、上記一般式(4)
及び(5)の反応を極力抑制することが重要であると思
われる。By the way, in the latter method performed by a liquid phase reaction, at the beginning of the reaction, the reaction represented by the general formula (2) takes precedence, and the selectivity of the trialkoxysilane as the target substance is improved, but the reaction proceeds. As a result, the selectivity of trialkoxysilane gradually decreases, and there was a problem that a satisfactory yield of the target trialkoxysilane could not be achieved. Although the cause is not clear, the cause of the decrease in the selectivity of trialkoxysilane as the reaction proceeds as described above is that the metal silicon used as an industrial raw material has a concentration of about 1% by weight or less as an impurity. The various alkali metals and one or alkaline earth metals contained in the above react with the alcohol to form a metal alcoholate, and as the reaction proceeds, the formed metal alcoholate gradually accumulates, and the accumulation of the metal alcoholate increases. As the acidity in the reaction system gradually shifts to the neutral or alkaline side as a result, it is considered that the trialkoxysilane once formed due to this is decomposed into tetraalkoxysilane, and the reaction rate is Activate the metallic silicon and copper catalyst as much as possible and react at a relatively low temperature. (4)
It is considered important to suppress the reactions of (5) and (5) as much as possible.
このため、この液相反応で行う後者の方法において、
上述した問題を解決するための一つの解決策としては、
例えば、原料として使用する金属硅素それ自体の純度の
向上あるいはアルコール類と反応しないものへの変換を
図り、この反応系内の酸性度を常に一定の酸性度に維持
できるようにすればよいと考えられるが、金属硅素の精
製には多大の手間と費用を要し、トリアルコキシシラン
を製造する際に工業的規模で使用する金属硅素について
反応に悪影響を及ぼさない程度にまでその純度を上げる
ことはほとんど不可能に近いことである。For this reason, in the latter method performed in this liquid phase reaction,
One solution to solve the above mentioned problem is:
For example, we believe that it is necessary to improve the purity of metal silicon itself used as a raw material, or to convert it to a substance that does not react with alcohols, so that the acidity in this reaction system can always be maintained at a constant acidity. However, refining silicon metal requires a great deal of time and money, and it is not possible to increase the purity of silicon metal used on an industrial scale when producing trialkoxysilane to such an extent that the reaction is not adversely affected. It is almost impossible.
また、銅触媒の存在下に気相又は液相で金属硅素とア
ルコール類とを直接反応させる方法において、トリアル
コキシシランの収率を向上させるためにフッ化水素や酸
性フッ化アンモンを反応系に導入することも提案されて
いる(特開昭48−39442号公報)。この方法において
は、反応生成物中におけるトリアルコキシシランの選択
率が改善されてトリアルコキシシランの収率が向上する
が、反応生成物中のトリアルコキシシランが不安定であ
って効率良く分離精製することが難しく、結局は収率良
くトリアルコキシシランを得るのが困難である。In the method of directly reacting silicon metal and alcohol in a gas phase or a liquid phase in the presence of a copper catalyst, hydrogen fluoride or ammonium acid fluoride is added to the reaction system in order to improve the yield of trialkoxysilane. It has also been proposed to introduce it (JP-A-48-39442). In this method, the selectivity of trialkoxysilane in the reaction product is improved, and the yield of trialkoxysilane is improved. However, the trialkoxysilane in the reaction product is unstable and the separation and purification can be performed efficiently. It is difficult to obtain trialkoxysilane with high yield.
[発明が解決しようとする問題点] そこで、本発明者等は、かかる観点に鑑みて鋭意研究
を重ねた結果、反応に使用する金属硅素と銅触媒とを予
め液相又は気相で有機ハロゲン化物と接触させる前処理
を行うことにより、トリアルコキシシランの選択率及び
金属硅素の反応率の低下を防止できることを見出し、本
発明に到達したものである。[Problems to be Solved by the Invention] Accordingly, the present inventors have conducted intensive studies in view of the above viewpoints, and as a result, the metal silicon and the copper catalyst used for the reaction were previously converted into an organic halogen in a liquid or gaseous phase. The present inventors have found that by performing a pretreatment for bringing the compound into contact with a halide, it is possible to prevent a decrease in the selectivity of trialkoxysilane and the conversion of metal silicon, thereby achieving the present invention.
従って、本発明の目的は、金属硅素の反応率とトリア
ルコキシシランの選択率とが共に優れており、しかも反
応生成物が安定性に優れていて収率良くトリアルコキシ
シランを製造することができるトリアルコキシシランの
製造方法を提供することにある。Therefore, it is an object of the present invention to provide both excellent reaction rate of metal silicon and selectivity of trialkoxysilane, and furthermore, the reaction product is excellent in stability and trialkoxysilane can be produced with high yield. An object of the present invention is to provide a method for producing trialkoxysilane.
[問題点を解決するための手段] すなわち、本発明は、銅触媒の存在下に金属硅素とア
ルコール類とを液相又は気相で反応させてトリアルコキ
シシランを製造するに際し、上記反応に先駆けて金属硅
素及び銅触媒と有機ハロゲン化物とを液相又は気相で接
触させて前処理するトリアルコキシシランの製造法であ
る。[Means for Solving the Problems] That is, the present invention precedes the above reaction in producing trialkoxysilane by reacting silicon metal and an alcohol in a liquid phase or a gas phase in the presence of a copper catalyst. The method is a method for producing trialkoxysilane in which a metal silicon or copper catalyst and an organic halide are brought into contact in a liquid phase or a gas phase to perform a pretreatment.
本発明方法において、原料として使用する金属硅素
は、その純度が80重量%以上であってその平均粒径が20
0μm以下の粉末であればよく、例えば振動ミル、ボー
ルミル等の手段で製造され、その純度が80〜99重量%で
あって平均粒径50〜100μmの安価な一般市販品をその
まま使用することができる。このような金属硅素中に
は、通常、Fe、Ca、Mg、Zn、Al、Ti、Cr、Ni、Mn、Ba、
Cu、Zr等の金属が多いもので1重量%前後、少ないもの
で数ppm程度含有されている。In the method of the present invention, the metal silicon used as a raw material has a purity of 80% by weight or more and an average particle diameter of 20%.
Any powder having a particle size of 0 μm or less may be used.For example, an inexpensive general commercial product having a purity of 80 to 99% by weight and an average particle size of 50 to 100 μm, which is produced by means such as a vibration mill or a ball mill, may be used as it is. it can. Such metal silicon typically contains Fe, Ca, Mg, Zn, Al, Ti, Cr, Ni, Mn, Ba,
Metals such as Cu and Zr are contained in a large amount of about 1% by weight, and small amounts of about several ppm.
また、原料のアルコール類としては、通常アルキルア
ルコールが使用され、好ましくはメチルアルコール、エ
チルアルコール、n−プロピルアルコール、iso−プロ
ピルアルコール、n−ブチルアルコール、iso−ブチル
アルコール、アミルアルコール等の炭素数1〜6の低級
アルキルアルコールが使用される。これらのアルコール
類については、その純度が98重量%以上、好ましくは9
9.9重量%以上であって、その水分含有量が0.2重量%以
下、好ましくは0.1重量%以下のものがよい。このアル
コール類の使用量は、金属硅素1モルに対して通常3〜
10モルであるが、金属硅素の反応率を向上させるために
は金属硅素に対して過剰に使用するのがよく、好ましく
は4〜8モルである。Alkyl alcohol is usually used as a raw material alcohol, and preferably has a carbon number such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol, iso-butyl alcohol, and amyl alcohol. 1-6 lower alkyl alcohols are used. These alcohols have a purity of 98% by weight or more, preferably 9% by weight.
The content is preferably not less than 9.9% by weight and the water content is not more than 0.2% by weight, preferably not more than 0.1% by weight. The amount of the alcohol used is usually 3 to 1 mol per 1 mol of silicon metal.
Although it is 10 mol, it is preferable to use it in excess with respect to the metal silicon in order to improve the reaction rate of the metal silicon, and it is preferably 4 to 8 mol.
本発明方法で使用する銅触媒としては、従来公知のも
のでよく、例えば、金属銅粉末や、塩化第一銅、塩化第
二銅、臭化第一銅、臭化第二銅、沃化第一銅、沃化第二
銅、弗化第一銅、蟻酸銅、銅アセチルアセトナート、酢
酸第一銅、酢酸第二銅、酸化第一銅、酸化第二銅等の銅
化合物等を挙げることができる。これら金属銅粉末や銅
化合物についてはその1種のみを使用してもよく、ま
た、2種以上を組合せて使用してもよい。これらの銅触
媒は、金属硅素1モルに対して通常0.005〜0.5モル、好
ましくは0.01〜0.1モルの範囲で使用され、この使用量
が0.005モルより少ないと金属硅素の反応率の低下とい
う問題が生じ、また、0.5モルより多くしても金属硅素
の反応率やトリアルコキシシランの選択率の向上はみら
れず、かえって不経済である。また、この銅触媒につい
ては、これを上記金属硅素と予め混合粉砕し、窒素気流
中200〜600℃、好ましくは200〜400℃で熱処理して活性
化させてから使用してもよい。The copper catalyst used in the method of the present invention may be a conventionally known one, for example, metal copper powder, cuprous chloride, cupric chloride, cuprous bromide, cupric bromide, copper iodide. Copper compounds such as cuprous, cupric iodide, cuprous fluoride, copper formate, copper acetylacetonate, cuprous acetate, cupric acetate, cuprous oxide, cupric oxide and the like. Can be. One of these metallic copper powders and copper compounds may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. These copper catalysts are usually used in an amount of 0.005 to 0.5 mol, preferably 0.01 to 0.1 mol, per 1 mol of silicon metal. If the amount is less than 0.005 mol, there is a problem that the reaction rate of silicon metal is reduced. However, even if the amount exceeds 0.5 mol, the conversion of metal silicon and the selectivity of trialkoxysilane are not improved, which is uneconomical. The copper catalyst may be mixed with the above-mentioned metal silicon in advance, pulverized and heat-treated at 200 to 600 ° C., preferably 200 to 400 ° C. in a nitrogen stream to activate the copper catalyst.
さらに、本発明で使用する有機ハロゲン化物として
は、例えば、塩化メチル、臭化メチル、弗化メチル、沃
化メチル、塩化エチル、臭化エチル、弗化エチル、沃化
エチル、塩化n−プロピル、臭化n−プロピル等のハロ
ゲン化アルキルや、ジクロルメタン、ジクロルエタン等
のハロゲン化アルケニルや、クロルベンゼン、ジクロル
ベンゼン等のハロゲン化アリールや、その他クロロホル
ム、四塩化炭素、酢酸クロライド等の有機酸ハロゲン化
物等を挙げることができる。Further, as the organic halide used in the present invention, for example, methyl chloride, methyl bromide, methyl fluoride, methyl iodide, ethyl chloride, ethyl bromide, ethyl fluoride, ethyl iodide, n-propyl chloride, Alkyl halides such as n-propyl bromide, alkenyl halides such as dichloromethane and dichloroethane, aryl halides such as chlorobenzene and dichlorobenzene, and other organic acid halides such as chloroform, carbon tetrachloride and acetic chloride. And the like.
そして、この有機ハロゲン化物の使用量については、
上記金属硅素1モルに対して通常0.0001〜1モル、好ま
しくは0.001〜0.5モルであり、0.0001モルより少ないと
金属硅素及び銅触媒が充分に活性化されず、また、金属
硅素の不純物であるアルカリ及びアルカリ土類金属のア
ルコラートができ、反応系内がアルカリ性になってトリ
アルコキシシランの選択率が低下するという問題があ
り、また、1モルより多くなると逆に酸性度が強くなり
すぎてトリアルコキシシランの選択率が低下し、同時に
経済的にも不利であるという問題が生じる。この有機ハ
ロゲン化物については、それ単独で使用することもでき
るが、使用量を調整したり取扱い易くする上で、好まし
くは窒素ガス等の不活性ガスや水素ガスで希釈して使用
するのがよい。And about the usage of this organic halide,
The amount is usually 0.0001 to 1 mol, preferably 0.001 to 0.5 mol, per 1 mol of the above metal silicon. If the amount is less than 0.0001 mol, the metal silicon and the copper catalyst are not sufficiently activated, and the alkali which is an impurity of the silicon metal is used. In addition, alcoholates of alkaline earth metals can be formed, and the reaction system becomes alkaline and the selectivity of trialkoxysilane decreases. On the other hand, if it exceeds 1 mol, the acidity becomes too strong, and The problem arises that the selectivity of silane is reduced and at the same time it is economically disadvantageous. This organic halide can be used alone, but it is preferable to use the organic halide diluted with an inert gas such as a nitrogen gas or a hydrogen gas in order to adjust the amount of use or to facilitate handling. .
また、本発明方法を液相で行う場合に使用する溶媒と
しては、それが反応系で安定であって所定の反応温度に
まで上昇可能なものであればよく、種々の炭化水素化合
物を使用することができ、例えば、オクタン、デカン、
ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカ
ン、エイコサン等のパラフィン系炭化水素、エチルベン
ゼン、トリメチルベンゼン、シメン、ジエチルベンゼ
ン、ブチルベンゼン、ブチルトルエン、オクチルベンゼ
ン、ドデシルベンゼン、ジドデシルベンゼン等のアルキ
ルベンゼン系炭化水素あるいはその水素化物、ジフェニ
ル、ジフェニルエーテル、モノエチルジフェニル、ジエ
チルジフェニル、トリエチルジフェニル等のジフェニル
系炭化水素あるいはその水素化物、アルキルナフタリン
系炭化水素あるいはその水素化物、トリフェニル系炭化
水素あるいはその水素化物等を挙げることができ、その
1種のみを使用してもよく、また、2種以上を組合せて
使用してもよい。これらの溶媒のうち好ましいのは、反
応中に発泡しないものであってその沸点が常圧で100〜4
00℃、好ましくは150〜300℃のものである。なお、金属
硅素及び銅触媒の前処理で使用する溶媒と金属硅素とア
ルコール類との反応で使用する溶媒との関係について
は、それぞれ別個のものを使用してもよいが、これら前
処理と反応とを連続して行うのがよく、従って使用する
溶媒についても同じものであることが好ましい。The solvent used when the method of the present invention is carried out in the liquid phase may be any solvent as long as it is stable in the reaction system and can be raised to a predetermined reaction temperature, and various hydrocarbon compounds are used. For example, octane, decane,
Paraffinic hydrocarbons such as dodecane, tetradecane, hexadecane, octadecane, eicosane, etc .; alkylbenzene hydrocarbons such as ethylbenzene, trimethylbenzene, cymene, diethylbenzene, butylbenzene, butyltoluene, octylbenzene, dodecylbenzene, didodecylbenzene and hydrides thereof And diphenyl-based hydrocarbons such as diphenyl, diphenylether, monoethyldiphenyl, diethyldiphenyl and triethyldiphenyl or hydrides thereof, alkylnaphthalene-based hydrocarbons and hydrides thereof, triphenyl-based hydrocarbons and hydrides thereof and the like. , May be used alone, or two or more may be used in combination. Preferred among these solvents are those that do not foam during the reaction and have a boiling point of 100 to 4 at normal pressure.
00 ° C, preferably 150-300 ° C. The relationship between the solvent used in the pretreatment of the metal silicon and the copper catalyst and the solvent used in the reaction of the metal silicon and the alcohol may be different from each other. Is preferably performed continuously, and it is therefore preferable that the same solvent be used.
本発明方法を液相中で行う場合、その反応は例えば以
下のような方法で行う。すなわち、撹拌機付反応容器に
アルコール導入管、ハロゲン化物導入管、生成物留出管
及び温度計をセットし、反応容器内には金属硅素、銅触
媒及び反応溶媒を仕込み、必要により窒素ガス等の不活
性ガスや水素ガスを吹込みながら、あるいは、この不活
性ガスや水素ガスと混合して有機ハロゲン化物を撹拌下
に反応溶媒の沸点(通常100〜400℃の範囲内)、好まし
くは150〜300℃に加熱しながら導入し、金属硅素及び銅
触媒と有機ハロゲン化物とを所定時間接触させ、必要に
より不活性ガスや水素ガス雰囲気下に加熱を継続しなが
ら熟成させてこれら金属硅素及び銅触媒を活性化させる
ための前処理を行う。When the method of the present invention is carried out in a liquid phase, the reaction is carried out, for example, by the following method. That is, an alcohol inlet tube, a halide inlet tube, a product distilling tube, and a thermometer are set in a reaction vessel equipped with a stirrer, metal silicon, a copper catalyst, and a reaction solvent are charged in the reaction vessel, and nitrogen gas or the like is used as necessary. The boiling point of the reaction solvent (usually within the range of 100 to 400 ° C.), preferably 150 ° C., while blowing the inert gas or hydrogen gas, or mixing with the inert gas or hydrogen gas to stir the organic halide. To 300 ° C. while heating, bringing the metal silicon and copper catalysts into contact with the organic halide for a predetermined period of time, and, if necessary, aging under an atmosphere of an inert gas or hydrogen gas while aging the metal silicon or copper catalyst. A pretreatment for activating the catalyst is performed.
このようにして前処理が終了した後、アルコール導入
管からアルコールを反応容器内に一定の速度で流し込ん
で反応させ、生成物留出管より留出してくる反応生成物
をこの生成物留出管の出口に接続した冷却器で冷却し、
目的物のトリアルコキシシランと未反応アルコールとを
凝縮して捕集する。この際、導入されるアルコール類に
有機ハロゲン化物を溶解して、あるいは、上記ハロゲン
化物導入管を利用して不活性ガスや水素ガスで希釈し又
は希釈することなくこの反応系内に微量の有機ハロゲン
化物を導入し、反応系内及び目的物であるトリアルコキ
シシラン等の留出物の酸性度がpH1〜6、好ましくはpH2
〜4になるように調節するのがよく、これによってトリ
アルコキシシランの選択率がより一層向上する。After the pretreatment is completed in this way, alcohol is poured into the reaction vessel at a constant speed from the alcohol introduction tube to cause a reaction, and the reaction product distilled out from the product distillation tube is subjected to the product distillation tube. Cool with a cooler connected to the outlet of
The desired trialkoxysilane and unreacted alcohol are condensed and collected. At this time, a small amount of organic halide is dissolved in the reaction system by dissolving the organic halide in the alcohol to be introduced, or diluting or diluting with an inert gas or hydrogen gas using the halide introducing tube. The halide is introduced, and the acidity of the distillate in the reaction system and the target substance such as trialkoxysilane is adjusted to pH 1 to 6, preferably pH 2.
It is preferable to adjust the value to に な る 4, which further improves the selectivity of trialkoxysilane.
さらに、本発明方法を気相中で行う場合、その反応は
縦型反応器あるいは横型反応器を使用する従来公知の方
法と同じでよいが、その前処理の方法としては、金属硅
素及び銅触媒が充填された反応器を通常150〜600℃、好
ましくは200〜400℃に加熱しながら、液相反応の場合と
同程度の有機ハロゲン化物を不活性ガスや水素ガスで希
釈しあるいは希釈することなく導入し、好ましくはその
後所定時間不活性ガスや水素ガスを導入しながら加熱熟
成させることにより行うことができる。Further, when the method of the present invention is carried out in the gas phase, the reaction may be the same as a conventionally known method using a vertical reactor or a horizontal reactor. While the reactor filled with is usually heated to 150 to 600 ° C., preferably 200 to 400 ° C., an organic halide equivalent to that in the case of the liquid phase reaction is diluted or diluted with an inert gas or hydrogen gas. The reaction can be carried out by heating and aging while preferably introducing an inert gas or hydrogen gas for a predetermined time thereafter.
さらにまた、金属硅素及び銅触媒の前処理から金属硅
素とアルコール類との反応に至る一連の工程を経て金属
硅素が消費された後、新しい金属硅素を追加し(必要に
より銅触媒の追加をしてもよいが、通常はこの新たな銅
触媒の追加は不要である)、再度上記と同じ前処理及び
反応を繰返すことにより、同じ反応容器で目的物のトリ
アルコキシシランを繰返し製造することができる。Furthermore, after the metal silicon is consumed through a series of steps from the pretreatment of the metal silicon and the copper catalyst to the reaction between the metal silicon and the alcohol, a new metal silicon is added (if necessary, the copper catalyst is added). However, the addition of a new copper catalyst is usually unnecessary.) By repeating the same pretreatment and reaction as above, the target trialkoxysilane can be repeatedly produced in the same reaction vessel. .
[作 用] 本発明方法においては、金属硅素及び銅触媒とハロゲ
ン化物とを加熱下に接触させて前処理することにより、
おそらく以下の反応 CuCl+Si→SiCl4+Cu 2Cu+RCl→CuCl+RCu 3(Si+2RCl)→R2SiCl2+RSiCl3+R3SiCl等が系内で
起り、また、金属硅素及び銅触媒が活性化されてアルコ
ール類との反応性が向上し、これによって好ましからざ
る副反応が抑制され、金属硅素の反応率とトリアルコキ
シシランの選択率が向上するものと思われる。[Operation] In the method of the present invention, the metal silicon and copper catalyst and the halide are brought into contact with each other under heating to carry out a pretreatment,
Probably the following reaction: CuCl + Si → SiCl 4 + Cu 2Cu + RCl → CuCl + RCu 3 (Si + 2RCl) → R 2 SiCl 2 + RSiCl 3 + R 3 SiCl etc. occurs in the system, and the metal silicon and copper catalysts are activated and react with alcohols It is believed that this improves the reactivity and suppresses undesired side reactions, thereby improving the conversion of silicon metal and the selectivity of trialkoxysilane.
また、有機ハロゲン化物あるいはこの有機ハロゲン化
物と金属硅素及び銅触媒とが金属硅素に不純物として随
伴されてくるアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属
とアルコール類とが反応して生成するアルコラートを中
和し、反応系内を常時酸性状態に維持し、これによって
一旦生成したトリアルコキシシランがテトラアルコキシ
シランに分解するのを防止し、トリアルコキシシランの
選択率を高い水準に維持すると考えられ、また、その理
論的根拠は明らかではないが、得られた反応生成物の安
定性も向上する。In addition, the organic halide or the organic halide and a metal silicon and a copper catalyst neutralize an alcoholate formed by a reaction of an alkali metal and / or an alkaline earth metal accompanied by an impurity with the metal silicon and an alcohol with an alcohol. However, it is considered that the inside of the reaction system is always maintained in an acidic state, thereby preventing the once generated trialkoxysilane from being decomposed into tetraalkoxysilane, and maintaining the selectivity of trialkoxysilane at a high level. Although the rationale is not clear, the stability of the obtained reaction product is also improved.
[実施例] 以下、実施例及び比較例に基いて、本発明方法を具体
的に説明する。[Examples] Hereinafter, the method of the present invention will be specifically described based on examples and comparative examples.
実施例1 500mlの撹拌機付反応容器にアルコール導入管、ハロ
ゲン化物導入管、生成物留出管及び温度計をセットし、
反応容器内には純度98重量%{不純物:Fe:0.83wt%、C
a:0.35wt%、Mg:150ppm、Zn:320ppm、Al:0.60wt%、Ti:
860ppm、Cr:40ppm、Ni:43ppm、Mn:240ppm、Ba:50ppm、C
u:32ppm、Zr:180ppm(ICP発光分光分析法により測
定)}の平均粒径約50μmの金属硅素150gと、沸点280
℃のアルキルベンゼン系炭化水素(三菱油化(株)製商
品名:AB−HL)300mlと、塩化第一銅7.5gと仕込み、ま
た、留出管出口には冷却器をセットした。Example 1 An alcohol introduction tube, a halide introduction tube, a product distillation tube, and a thermometer were set in a 500 ml reaction vessel equipped with a stirrer.
98% pure by weight in the reaction vessel {Impurity: 0.83wt% Fe, C
a: 0.35 wt%, Mg: 150 ppm, Zn: 320 ppm, Al: 0.60 wt%, Ti:
860 ppm, Cr: 40 ppm, Ni: 43 ppm, Mn: 240 ppm, Ba: 50 ppm, C
u: 32 ppm, Zr: 180 ppm (measured by ICP emission spectroscopy), 150 g of metallic silicon with an average particle size of about 50 μm, and a boiling point of 280
300 ml of an alkylbenzene-based hydrocarbon (manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd .: AB-HL) at 7.5 ° C. and 7.5 g of cuprous chloride were charged, and a condenser was set at the outlet of the distillation pipe.
次に、反応容器内に30ml/min.の流速で窒素ガスを流
しながら60分間かけて撹拌下に200℃まで昇温させ、引
続いて窒素ガス20ml/min.と塩化メチル(気体として)1
0ml/min.とを200〜260℃の温度で10時間導入し、さらに
塩化メチルの導入をストップして窒素ガス20ml/min.を
導入しながら200〜230℃の温度で4時間熟成させた。Next, the temperature was raised to 200 ° C. with stirring over a period of 60 minutes while flowing nitrogen gas at a flow rate of 30 ml / min. In the reaction vessel, followed by nitrogen gas 20 ml / min. And methyl chloride (as gas) 1
0 ml / min. Was introduced at a temperature of 200 to 260 ° C. for 10 hours. Further, introduction of methyl chloride was stopped, and aging was performed at a temperature of 200 to 230 ° C. for 4 hours while introducing 20 ml / min. Of nitrogen gas.
このようにして金属硅素と塩化第一銅の前処理を行っ
た後、反応容器内にはアルコール導入管から純度99.9重
量%以上のメチルアルコールを液として25g/hr.の速度
で導入すると共に、ハロゲン化物導入管からは塩化メチ
ル(気体として)2ml/min.と窒素ガス10ml/min.とを導
入しながら、反応容器内を160〜170℃に保って40時間反
応を行い、生成物留出管の出口から留出してくる反応生
成物をその出口に接続した冷却器で冷却し、980gの反応
生成物を得た。After the pretreatment of silicon metal and cuprous chloride in this way, methyl alcohol having a purity of 99.9% by weight or more is introduced into the reaction vessel at a rate of 25 g / hr. While introducing 2 ml / min. Of methyl chloride (as gas) and 10 ml / min. Of nitrogen gas from the halide inlet tube, the reaction was carried out for 40 hours while maintaining the inside of the reaction vessel at 160-170 ° C, and the product was distilled off. The reaction product discharged from the outlet of the tube was cooled by a cooler connected to the outlet to obtain 980 g of a reaction product.
得られた反応生成物は、ガスクロマトグラフィによる
分析の結果、目的物のトリメトアルコキシシラン46.4重
量%、テトラメトキシシラン9.5重量%、未反応メチル
アルコール39.1重量%、ジメトキシシラン0.2重量%、
メチルジメトキシシラン0.6重量%、メチルトリメトキ
シシラン1.1重量%、3種類の二量体の合計1.1重量%及
び溶媒3.0重量%の組成を有し、また、金属硅素の反応
率は81.0重量%であって、トリメトキシシランの選択率
は88.2モル%であった。The obtained reaction product was analyzed by gas chromatography to find that the target product, trimethalkoxysilane, 46.4% by weight, tetramethoxysilane 9.5% by weight, unreacted methyl alcohol 39.1% by weight, dimethoxysilane 0.2% by weight,
It has a composition of 0.6% by weight of methyldimethoxysilane, 1.1% by weight of methyltrimethoxysilane, a total of 1.1% by weight of three kinds of dimers and 3.0% by weight of a solvent, and a reaction rate of silicon metal of 81.0% by weight. The selectivity for trimethoxysilane was 88.2 mol%.
さらに、得られた反応生成物を20℃で15日間密栓して
放置した後、再度ガスクロマトグラフィ分析を行った
が、この反応生成物の組成変化は認められず、反応生成
物の安定性が良好であることが判明した。Further, after the obtained reaction product was sealed and allowed to stand at 20 ° C. for 15 days, gas chromatography analysis was performed again, but no change in the composition of the reaction product was observed, and the stability of the reaction product was good. Turned out to be.
比較例1 塩化メチルを導入する前処理をしなかった以外は上記
実施例1と同様にして反応を行い、970gの反応生成物を
得た。Comparative Example 1 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the pretreatment for introducing methyl chloride was not performed, and 970 g of a reaction product was obtained.
得られた反応生成物は、ガスクロマトグラフィによる
分析の結果、目的物のトリメトキシシラン25.1重量%、
テトラメトキシシラン24.2重量%、未反応メチルアルコ
ール46.1重量%、その他4.6重量%の組成を有し、ま
た、金属硅素の反応率は66.3重量%であって、トリメト
キシシランの選択率は56.7モル%であった。The obtained reaction product was analyzed by gas chromatography to find that the target product, trimethoxysilane, 25.1% by weight,
It has a composition of 24.2% by weight of tetramethoxysilane, 46.1% by weight of unreacted methyl alcohol, and 4.6% by weight of others. The conversion of silicon metal is 66.3% by weight, and the selectivity of trimethoxysilane is 56.7% by mole. Met.
実施例2 実施例1で使用した金属硅素150gと塩化第一銅7.5gと
を30mmφのパイレックスガラス管に充填し、これに窒素
ガス20ml/min.を流しながらバンドヒーターで加熱しつ
つ2時間で250℃まで昇温させ、引続いて窒素ガス20ml/
min.と塩化メチル(気体として)10ml/min.とを250〜30
0℃の温度で4時間導入し、さらに塩化メチルの導入と
加熱をストップして窒素ガス20ml/min.を導入しながら5
0℃になるまで3時間熟成させた。Example 2 150 g of the metal silicon used in Example 1 and 7.5 g of cuprous chloride were filled in a 30 mm φ Pyrex glass tube, and heated with a band heater for 2 hours while flowing nitrogen gas at 20 ml / min. The temperature was raised to 250 ° C, followed by nitrogen gas 20ml /
min. and methyl chloride (as gas) at 10 ml / min.
Introduce for 4 hours at a temperature of 0 ° C, further stop introduction of methyl chloride and heating, and introduce nitrogen gas at 20 ml / min.
The mixture was aged for 3 hours until the temperature reached 0 ° C.
このようにして得られた金属硅素及び塩化第一銅を反
応容器に入れ、実施例1と全く同じ条件でメチルアルコ
ールを導入し、990gの反応生成物を得た。The thus obtained metal silicon and cuprous chloride were put into a reaction vessel, and methyl alcohol was introduced under exactly the same conditions as in Example 1 to obtain 990 g of a reaction product.
得られた反応生成物は、ガスクロマトグラフィによる
分析の結果、目的物のトリメトキシシラン44.5重量%、
テトラメトキシシラン10.3重量%、未反応メチルアルコ
ール37.6重量%、その他2.2重量%の組成を有し、ま
た、金属硅素の反応率は80.4重量%であって、トリメト
キシシランの選択率は84.3モル%であった。The obtained reaction product was analyzed by gas chromatography to find that the target product, trimethoxysilane, 44.5% by weight,
It has a composition of 10.3% by weight of tetramethoxysilane, 37.6% by weight of unreacted methyl alcohol, and 2.2% by weight. The conversion of silicon metal is 80.4% by weight, and the selectivity of trimethoxysilane is 84.3% by mole. Met.
実施例3 実施例1で使用したと同様な容積8の撹拌機付ステ
ンレス製反応容器に実施例1と同様な金属硅素2kg、塩
化第一銅100g及びアルキルベンゼン系炭化水素4を仕
込み、撹拌しながら200〜260℃で窒素ガス20ml/min.と
塩化メチル(気体として)10ml/min.とを6時間導入
し、さらに200〜230℃で窒素ガス30ml/min.と塩化メチ
ル(気体として)10ml/min.とを6時間導入し、引続き
加熱と塩化メチルの導入をストップして160℃になるま
で窒素ガス30ml/min.を2時間導入し熟成させた。Example 3 The same stainless steel reaction vessel with a stirrer having a capacity of 8 as used in Example 1 was charged with 2 kg of metal silicon, 100 g of cuprous chloride and alkylbenzene hydrocarbon 4 as in Example 1, and stirred. At 200 to 260 ° C., nitrogen gas 20 ml / min. And methyl chloride (as gas) 10 ml / min. Are introduced for 6 hours, and at 200 to 230 ° C., nitrogen gas 30 ml / min. And methyl chloride (as gas) 10 ml / min. min. was introduced for 6 hours, then heating and introduction of methyl chloride were stopped, and nitrogen gas 30 ml / min. was introduced for 2 hours until the temperature reached 160 ° C., followed by aging.
このようにして金属硅素と塩化第一銅の前処理を行っ
た後、実施例1と同様に反応容器内にメチルアルコール
を液として145g/hr.の速度で導入すると共に、ハロゲン
化物導入管からは塩化メチル(気体として)3ml/min.と
窒素ガス20ml/min.とを導入しながら、反応温度160〜17
0℃で40時間反応を行い、第1回目反応として5,750gの
反応生成物を得た。After pretreatment of silicon metal and cuprous chloride in this way, as in Example 1, methyl alcohol was introduced into the reaction vessel as a liquid at a rate of 145 g / hr. Is introduced at a reaction temperature of 160 to 17 while introducing 3 ml / min. Of methyl chloride (as gas) and 20 ml / min. Of nitrogen gas.
The reaction was performed at 0 ° C. for 40 hours to obtain 5,750 g of a reaction product as a first reaction.
得られた反応生成物は、ガスクロマトグラフィによる
分析の結果、目的物のトリメトキシシラン71.0重量%、
テトラメトキシシラン18.5重量%、未反応メチルアルコ
ール5.1重量%、その他4.5重量%の組成を有し、また、
金属硅素の反応率は56.7重量%であって、トリメトキシ
シランの選択率は82.7モル%であった。The obtained reaction product was analyzed by gas chromatography to find that the target product, trimethoxysilane, 71.0% by weight,
It has a composition of 18.5% by weight of tetramethoxysilane, 5.1% by weight of unreacted methyl alcohol and 4.5% by weight of others,
The conversion of silicon metal was 56.7% by weight, and the selectivity for trimethoxysilane was 82.7% by mole.
次に、引続いて反応容器内にメチルアルコールを液と
して94g/hr.の速度で導入しながら上記と同様にして30
時間反応を行い、第2回目反応として2,680gの反応生成
物を得た。Next, while introducing methyl alcohol as a liquid into the reaction vessel at a rate of 94 g / hr.
The reaction was conducted for a time, and 2,680 g of a reaction product was obtained as a second reaction.
得られた反応生成物は、ガスクロマトグラフィによる
分析の結果、目的物のトリメトキシシラン51.2重量%、
テトラメトキシシラン33.5重量%、未反応メチルアルコ
ール9.8重量%、その他6.5重量%の組成を有し、また、
上記第1回目及び第2回目の反応の合計として金属硅素
の反応率は80.7重量%であって、トリメトキシシランの
選択率は65.5モル%であった。The obtained reaction product was analyzed by gas chromatography to find that the target product, trimethoxysilane, 51.2% by weight,
It has a composition of 33.5% by weight of tetramethoxysilane, 9.8% by weight of unreacted methyl alcohol and 6.5% by weight of others,
As a sum of the first and second reactions, the conversion of silicon metal was 80.7% by weight, and the selectivity for trimethoxysilane was 65.5 mol%.
このようにして反応終了後、反応容器内に再度金属硅
素1.5kgを投入し、銅触媒については追加することな
く、上記と同様の前処理を行い、次いで上記と同様に、
反応容器内にメチルアルコールを液として140g/hr.の速
度で導入すると共に塩化メチル(気体として)3ml/min.
と窒素ガス20ml/min.とを導入しながら、反応温度160〜
180℃で30時間反応を行い、第3回目反応として4,100g
の反応生成物を得た。得られた反応生成物は、ガスクロ
マトグラフィによる分析の結果、目的物のトリメトキシ
シラン68.0重量%、テトラメトキシシラン21.0重量%、
未反応メチルアルコール7.8重量%、その他3.2重量%の
組成を有し、また、金属硅素の反応率は新たに添加した
金属硅素を基準にして53.2重量%であって、トリメトキ
シシランの選択率は80.1モル%であった。After completion of the reaction in this way, 1.5 kg of metal silicon is again charged into the reaction vessel, and the same pretreatment as described above is performed without adding the copper catalyst, and then, as in the above,
Methyl alcohol is introduced into the reaction vessel as a liquid at a rate of 140 g / hr., And methyl chloride (as gas) is 3 ml / min.
And nitrogen gas 20 ml / min.
Perform the reaction at 180 ° C for 30 hours.
The reaction product of was obtained. The obtained reaction product was analyzed by gas chromatography to find that the target product, trimethoxysilane 68.0% by weight, tetramethoxysilane 21.0% by weight,
It has a composition of unreacted methyl alcohol of 7.8% by weight and other 3.2% by weight. The reaction rate of silicon metal is 53.2% by weight based on newly added metal silicon, and the selectivity of trimethoxysilane is 80.1 mol%.
さらに、引続いて反応容器内にメチルアルコールを液
として90g/hr.の速度で導入しながら上記と同様にして2
5時間反応を行い、第4回目反応として2,140gの反応生
成物を得た。得られた反応生成物は、ガスクロマトグラ
フィによる分析の結果、目的物のトリメトキシシラン5
0.0重量%、テトラメトキシシラン31.0重量%、未反応
メチルアルコール11.6重量%、その他7.4重量%の組成
を有し、また、上記第3回目及び第4回目の反応の合計
として金属硅素の反応率は新たに添加した金属硅素を基
準にして78.4重量%であって、トリメトキシシランの選
択率は67.3モル%であった。Further, while introducing methyl alcohol as a liquid into the reaction vessel at a rate of 90 g / hr.
The reaction was performed for 5 hours, and as a fourth reaction, 2,140 g of a reaction product was obtained. The obtained reaction product was analyzed by gas chromatography to find that the target product, trimethoxysilane 5
It has a composition of 0.0% by weight, 31.0% by weight of tetramethoxysilane, 11.6% by weight of unreacted methyl alcohol, and 7.4% by weight of others, and the reaction rate of metal silicon as the sum of the third and fourth reactions is It was 78.4% by weight, based on the newly added metal silicon, and the selectivity for trimethoxysilane was 67.3% by mole.
比較例2 塩化メチルの導入による前処理を行わず、また、反応
温度を200℃とした以外は上記実施例3と同様にして、
第1回目反応で反応生成物5,680gを得、また、第2回目
反応で反応生成物2,590gを得た。Comparative Example 2 The same procedure as in Example 3 was performed except that the pretreatment was not performed by introducing methyl chloride, and that the reaction temperature was set to 200 ° C.
In the first reaction, 5,680 g of a reaction product was obtained, and in the second reaction, 2,590 g of a reaction product was obtained.
ガスクロマトグラフィによる分析の結果、第1回目反
応生成物の組成が目的物のトリメトキシシラン29.0重量
%、テトラメトキシシラン33.4重量%、未反応メチルア
ルコール32.5重量%、その他5.1重量%で、第2回目反
応生成物の組成が目的物のトリメトキシシラン21.2重量
%、テトラメトキシシラン31.4重量%、未反応メチルア
ルコール39.4重量%、その他8.0重量%であり、上記第
1回目及び第2回目の反応の合計として金属硅素の反応
率は50.2重量%であって、トリメトキシシランの選択率
は46.4モル%であった。As a result of analysis by gas chromatography, the composition of the first reaction product was 29.0% by weight of trimethoxysilane, 33.4% by weight of tetramethoxysilane, 32.5% by weight of unreacted methyl alcohol, and other components were 5.1% by weight. The composition of the reaction product was 21.2% by weight of trimethoxysilane, 31.4% by weight of tetramethoxysilane, 39.4% by weight of unreacted methyl alcohol, and 8.0% by weight of the other target substances, and the total of the first and second reactions described above. The reaction rate of silicon metal was 50.2% by weight, and the selectivity of trimethoxysilane was 46.4 mol%.
実施例4 メチルアルコールに代えてエチルアルコールを使用
し、塩化メチルに代えて塩化エチルを使用し、エチルア
ルコールの供給速度を25g/min.とし、また、反応温度を
200〜220℃とした以外は上記実施例1と同様にして反応
生成物940gを得た。得られた反応生成物は、ガスクロマ
トグラフィによる分析の結果、目的物のトリエトキシシ
ラン43.2重量%、テトラエトキシシラン15.4重量%、未
反応エチルアルコール35.3重量%、その他6.1重量%の
組成を有し、また、金属硅素の反応率は60.2重量%であ
って、トリエトキシシランの選択率は78.4モル%であっ
た。Example 4 Ethyl alcohol was used in place of methyl alcohol, ethyl chloride was used in place of methyl chloride, the supply rate of ethyl alcohol was 25 g / min., And the reaction temperature was
940 g of a reaction product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature was changed to 200 to 220 ° C. As a result of analysis by gas chromatography, the obtained reaction product had the following composition: 43.2% by weight of triethoxysilane, 15.4% by weight of tetraethoxysilane, 35.3% by weight of unreacted ethyl alcohol, and 6.1% by weight of other products. The conversion of silicon metal was 60.2% by weight, and the selectivity of triethoxysilane was 78.4% by mole.
比較例3 塩化エチルによる前処理を行わなかった以外は上記実
施例4と同様にして反応を行い、反応生成物930gを得
た。得られた反応生成物は、ガスクロマトグラフィによ
る分析の結果、目的物のトリエトキシシラン17.1重量
%、テトラエトキシシラン21.0重量%、未反応エチルア
ルコール54.8重量%、その他7.1重量%の組成を有し、
また、金属硅素の反応率は35.0重量%であって、トリエ
トキシシランの選択率は50.3モル%であった。Comparative Example 3 A reaction was carried out in the same manner as in Example 4 except that the pretreatment with ethyl chloride was not performed, and 930 g of a reaction product was obtained. As a result of analysis by gas chromatography, the obtained reaction product had the following composition: 17.1% by weight of triethoxysilane, 21.0% by weight of tetraethoxysilane, 54.8% by weight of unreacted ethyl alcohol, and 7.1% by weight of other components.
The conversion of silicon metal was 35.0% by weight, and the selectivity of triethoxysilane was 50.3% by mole.
比較例4 前処理工程で塩化メチルに代えて塩化水素を使用した
以外は実施例1と全く同様にして金属硅素及び塩化第一
銅の前処理並びに金属硅素とメチルアルコールとの反応
を行い、反応時間40時間で反応生成物955gを得た。得ら
れた反応生成物は、ガスクロマトグラフィによる分析の
結果、目的物のトリメトキシシラン45.5重量%、テトラ
メトキシシラン10.6重量%、未反応メチルアルコール3
8.5重量%、その他5.4重量%の組成を有し、また、金属
硅素の反応率は78.9重量%であって、トリメトキシシラ
ンの選択率は84.2モル%であった。Comparative Example 4 A pretreatment of silicon metal and cuprous chloride and a reaction between silicon metal and methyl alcohol were performed in exactly the same manner as in Example 1 except that hydrogen chloride was used instead of methyl chloride in the pretreatment step. In 40 hours, 955 g of a reaction product was obtained. As a result of analysis by gas chromatography, the obtained reaction product was analyzed to be 45.5% by weight of trimethoxysilane, 10.6% by weight of tetramethoxysilane,
It had a composition of 8.5% by weight and another 5.4% by weight. The conversion of silicon metal was 78.9% by weight, and the selectivity for trimethoxysilane was 84.2% by mole.
さらに、得られた反応生成物を20℃で15日間密栓して
放置した後、再度ガスクロマトグラフィ分析を行ったと
ころ、目的物のトリメトキシシラン20.4重量%、テトラ
メトキシシラン41.7重量%、メチルアルコール29.8重量
%、ジメトキシシラン0.02重量%、メチルジメトキシシ
ラン0.08重量%、メチルトリメトキシシラン1.4重量
%、3種類の二量体の合計3.6重量%及び溶媒3.0重量%
であった。この結果、塩化メチルを用いた実施例1と比
較し、目的物のトリメトキシシランの割合が大幅に低下
しており、反応生成物の安定性に劣ることが判明した。Further, after the obtained reaction product was sealed and allowed to stand at 20 ° C. for 15 days, it was subjected to gas chromatography analysis again. As a result, trimethoxysilane (20.4% by weight), tetramethoxysilane (41.7% by weight), and methyl alcohol (29.8%) were obtained. % By weight, 0.02% by weight of dimethoxysilane, 0.08% by weight of methyldimethoxysilane, 1.4% by weight of methyltrimethoxysilane, a total of 3.6% by weight of three kinds of dimers and 3.0% by weight of solvent
Met. As a result, as compared with Example 1 using methyl chloride, the ratio of the target product, trimethoxysilane, was significantly reduced, and it was found that the stability of the reaction product was poor.
[発明の効果] 本発明方法によれば、金属硅素の反応率及びトリアル
コキシシランの選択率が共に向上し、しかも反応生成物
が安定性に優れていて収率良くトリアルコキシシランを
製造することができる。[Effects of the Invention] According to the method of the present invention, both the reaction rate of metal silicon and the selectivity of trialkoxysilane are improved, and the reaction product is excellent in stability to produce trialkoxysilane in good yield. Can be.
Claims (6)
とを液相又は気相で反応させてトリアルコキシシランを
製造するに際し、上記反応に先駆けて金属硅素及び銅触
媒と有機ハロゲン化物とを液相又は気相で接触させて前
処理することを特徴とするトリアルコキシシランの製造
法。In producing a trialkoxysilane by reacting a metal silicon and an alcohol in a liquid phase or a gas phase in the presence of a copper catalyst, prior to the reaction, the metal silicon and the copper catalyst and the organic halide are reacted with each other. A pretreatment by contacting the compound in a liquid phase or a gaseous phase.
で行う特許請求の範囲第1項記載のトリアルコキシシラ
ンの製造法。2. The process for producing trialkoxysilane according to claim 1, wherein the pretreatment in the liquid phase is carried out at a temperature of 100 to 400 ° C.
で行う特許請求の範囲第1項記載のトリアルコキシシラ
ンの製造法。3. The process for producing trialkoxysilane according to claim 1, wherein the pretreatment in the gas phase is carried out at a temperature of 150 to 600 ° C.
ハロゲン化アルケニル又はハロゲン化アリールである特
許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載のト
リアルコキシシランの製造法。4. The organic halide is an alkyl halide,
The method for producing a trialkoxysilane according to any one of claims 1 to 3, wherein the method is an alkenyl halide or an aryl halide.
ある特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記
載のトリアルコキシシランの製造法。5. The method for producing trialkoxysilane according to claim 1, wherein the alcohol is a lower alkyl alcohol.
00℃で行う特許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれ
かに記載のトリアルコキシシランの製造法。6. The reaction between silicon metal and alcohols is carried out by 100 to 3 times.
The method for producing a trialkoxysilane according to any one of claims 1 to 5, which is performed at 00 ° C.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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