JPH10182660A - アルコキシシランの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、金属ケイ素と１価脂肪族アルコール
とを塩化銅系触媒の存在下に低温で効率よく反応させて
アルコキシシランを製造する事を目的としている。 【構成】金属ケイ素と１価脂肪族アルコールとを塩化銅
系触媒の存在下に１０９〜２３０℃で反応させてアルコ
キシシランを製造する方法において、反応溶媒としてビ
フェニルを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は塩化銅触媒の存在下にケ
イ素とアルコールからアルコキシシラン特にトリアルコ
キシシランを製造する改良法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルコキシシランの製造法としては、ク
ロロシランとアルコールとを反応させる方法と、金属ケ
イ素とアルコールを直接反応させる方法が知られてい
る。クロロシランを用いる方法は、副生物として塩酸が
生成し、反応装置を腐食させるほか、生成したアルコキ
シシランの加水分解を促進し、且つ塩酸を含む廃液の処
理にも多大の費用を要する欠点を持っている。金属ケイ
素を用いる方法は液相反応で銅系触媒を用いた場合、ア
ルコキシ基が３〜４個導入されたシランの混合物が得ら
れるが、ケイ素の転化率が低い。改良反応法として反応
溶媒としてアリールメタン化合物やイソパラフィンを溶
媒として用いる方法が知られているが高転化率で、トリ
アルコキシシランの選択率の更に高い製法の開発が望ま
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属ケイ素
を使用する従来の欠点を解消し、高転化率でトリアルコ
キシシランの選択率の高い製造方法を提供するものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ケイ素と炭素
数１〜４の１価脂肪族アルコールとをハロゲン化銅系触
媒の存在下に液相反応させてアルコキシシランを製造す
る方法において、反応溶媒としてビフェニルを用いる事
を特徴とするアルコキシシランの製造法である。

【０００５】本発明において、原料であるケイ素として
は通常純度が９０％以上の金属ケイ素を２００μ以下、
好ましくは１００μ以下の平均粒度に微細化したものが
用いられ、その表面が酸化されないように不活性ガスで
シールされた状態で保存されているものが好ましい。

【０００６】１価脂肪族アルコールとしては、炭素数が
１〜４個のものが用いられ、具体的にはメタノール、エ
タノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール等があげ
られるが特にメタノール、エタノールが好ましい。アル
コールの使用量は金属ケイ素１モルに対して２〜５倍モ
ルの範囲から選ばれ、３倍モル程度が好ましい。

【０００７】ハロゲン化銅系触媒としては、具体的に
は、塩化第１銅、塩化第２銅、臭化第１銅、臭化第２
銅、よう化第１銅、よう化第２銅等があげられる。これ
ら触媒の使用量は金属ケイに対し０．１〜５０モル％、
好ましくは０．５〜１０モル％が用いられる。触媒の添
加法は、予め溶媒に一括して溶解もしくはけん濁させて
おくのが良いが、時として触媒が失括する事があるので
反応の途中で間欠的に添加してもよい。

【０００８】本発明で溶媒として用いるビフェニルの使
用量は特に制限はないが金属ケイ素に対１００〜４００
重量％用いるのが好ましい。

【０００９】反応温度は１９０〜２３０℃、特に１９５
〜２２５℃が好ましい。反応は、溶媒中に金属ケイ素と
触媒を溶解もしくはけん濁させ、攪拌下、これにメタノ
ールまたはエタノールなどのアルコールを滴下添加する
ことで好適に進行する。生成物はほとんどがトリアルコ
キシシラン及びテトラアルコキシシランであり、両者と
もに有用なものであるが、現在の経済的価値はトリアル
コキシシランが大きい。本発明の溶媒の使用によってト
リアルコキシシランの割合が８０〜９６％に達するほど
に選択性が良好である。一方、トリアルコキシシランは
未反応アルコールと反応してテトラアルコキシシランに
転換し易いので、アルコリシス反応の禁止剤を添加した
り、１０℃以下の低温、特に５℃以下に保持する事が好
ましい。

【００１０】

【実施例】以下、具体的に本発明を説明するが、特記し
ない限り部は重量部を示す。 実施例１ ジムロート冷却管を備えた受器と、滴下ロートをＹ字型
連結管接続したフラスコに金属ケイ素４０．０部、塩化
第１銅２．０部、ビフェニル８０部を加え、攪拌子を入
れて攪拌しながらオイルバスを用いて２２０℃に加熱し
た。滴下ロートにメタノールをローラーポンプで供給し
ながら、該滴下ロートからフラスコ内に２７４．６部の
メタノールを１０．５時間かけて滴下供給した。メタノ
ールの総添加量は２７５部であった。生成物は速やかに
気化され、ジムロート冷却管で冷却され、受器に貯留さ
れた。

【００１１】受器に溜まった留分を１時間毎に取り出
し、ガスクロマトグラフィー分析を行った。反応開始か
ら７時間目までは生成物中のトリメトキシシランの割合
（選択率）は９０〜９６％という高率であり、８時間目
以後はやや低下し、７８〜８６％となった。反応終了
後、残存金属ケイ素量からケイ素の転化率を求めたとこ
ろ、８５％であり、生成物中のトリメトキシシランの割
合は平均で８７．８％であった。

【００１２】実施例２ 実施例１と同様にして、ただし、加えた塩化第１銅の量
を１．０部とし、反応時間は９．５時間とした。メタノ
ールの添加量は２７５部となった。この時のケイ素の転
化率は７８％でトリメトキシシランの平均選択率は８２
％であった。

【００１３】実施例３ 実施例１と同様にして、ただし、加えた塩化第１銅の量
を０．５部とし、反応時間は１０．３時間とした。メタ
ノールの添加量は２９０部となった。この時の金属ケイ
素の転化率は７２％でトリメトキシシランの平均選択率
は８０％であった。このことから、原料である金属ケイ
素に対し１．２５Ｗｔ％（０．３５モル％）という少量
の触媒使用量でも効率的に反応を進行させることができ
ることがわかる。

【００１４】実施例４ 実施例１と同様にして、ただし、使用したビフェニルの
量を６５部と少なくし、反応時間は１０．５時間とし
た。メタノールの添加量は２８３部となった。この時の
金属ケイ素の転化率は６７％であり、溶媒使用量を減少
すると転化率が低下する傾向がみられる。一方トリメト
キシシランの平均選択率は８６％で溶媒使用量にはほと
んど影響されないことがわかった。

【００１５】実施例５ 実施例１と同様にして、ただし、反応温度のみを次のよ
うに変えて反応した。反応結果を次に示す。 反応温度 ケイ素転化率 選択率＊ １８０℃ ３８％ ５５％ １９０ ６２ ４８ ２００ ８４ ７１ ２１０ ８２ ７９ ２２０ ８５ ８８ ２３０ ６３ ８２ ２４０ ３５ ８９ ＊選択率は、生成物中のトリメトキシシランの割合（Ｇ
Ｃによる面積％）を示す。

【００１６】実施例６ 実施例１と同様にして、ただし、メタノールをエタノー
ルに変え、その合計添加量は３７８部となった。この時
の金属ケイ素の転化率は７２％でトリメトキシシランの
平均選択率は５７％であった。

【００１７】比較例 使用溶媒を下記に示すものに変えて、実施例１と同じに
して実験を行った。結果を以下に示す。使用した触媒は
塩化第１銅で、原料である金属ケイ素に対し、５重量％
であった。 溶媒 反応温度（℃）反応時間 ケイ素転化率 選択率＊ イソパラフィン １８０ １１時間 ２５％ ４８％ 同上 ２２０ １０ ７３ ８０ ジフェニルメタン １８０ １１ １８ ４４ ジベンジルトルエン ２２０ １０ ８４ ６１ ＊選択率は、生成物中のトリメトキシシランの割合（ＧＣによる面積％）を 示す。

【００１８】

【発明の効果】本発明によって、金属ケイ素の転化率が
高く、かつ生成物中のトリアルコキシシランの選択率も
極めて高い反応を、従来用いられていなかった溶媒を用
いることで効率よく進行させる事が出来る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケイ素と炭素数１〜４の１価脂肪族アルコ
   ールとをハロゲン化銅系触媒の存在下に反応させてアル
   コキシシランを製造する方法において、反応溶媒として
   ビフェニルを用いる事を特徴とするアルコキシシランの
   製造法。
2. 【請求項２】１価脂肪族アルコールがメチルアルコール
   であることを特徴とする請求項１のアルコキシシランの
   製造法。
3. 【請求項３】反応温度が１９０〜２３０℃であることを
   特徴とする請求項１のアルコキシシランの製造法。