(57)【要約】【課題】発がん性等の、安全衛生上、問題のある化合物を使用することなく、ジアルキルクロロシラン化合物を高収率で得られる製造方法を提供すること。【解決手段】１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物とジアルキルジクロロシラン化合物との反応によるジアルキルクロロシラン化合物の製造方法において、環状ウレア化合物を使用するか、環状ウレア化合物と共に、水又はアルコール化合物を使用する。好ましくは１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物１モルに対して、ジアルキルジクロロシラン化合物を１．５〜３モル、環状ウレア化合物を０．０１〜０．２モル、並びに水又はアルコール化合物を０．１〜５モル使用する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物とジアルキルジクロロシラン化合物との反応によるジアルキルクロロシラン化合物の製造方法において、環状ウレア化合物を使用することを特徴とするジアルキルクロロシラン化合物の製造方法。
【請求項２】
１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物とジアルキルジクロロシラン化合物との反応によるジアルキルクロロシラン化合物の製造方法において、環状ウレア化合物、並びに水又はアルコール化合物を使用することを特徴とするジアルキルクロロシラン化合物の製造方法。
【請求項３】
１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物１モルに対して、ジアルキルジクロロシラン化合物を１．５〜３モル、環状ウレア化合物を０．０１〜０．２モル、並びに水又はアルコール化合物を０．１〜５モル使用することを特徴とするジアルキルクロロシラン化合物の請求項２に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジアルキルクロロシラン化合物の工業的な製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジメチルクロロシラン等のジアルキルクロロシラン化合物は、官能基としてＳｉＨ基を分子の末端に有するポリシロキサン化合物の原料として、また種々の有機ケイ素化合物を合成するための中間体として広く利用されている。しかしながら、ジアルキルクロロシラン化合物の工業的な製法は未だ確立されておらず、例えば、ジメチルクロロシランの場合には、ジメチルジクロロシランを製造する際の副生物として少量得られるだけであることから高価であり、供給の面で問題があった。
ジアルキルクロロシラン化合物の製法としては、ヘキサメチルホスホアミドを用いて１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンとジメチルジクロロシランとを反応させる方法（例えば、特許文献１、２を参照）、ジメチルジクロロシランとメチルクロロシラン及び／又はメチルシランとの不均化反応（例えば、特許文献３を参照）、ジメチルジクロロシランとトリアルキルシランとの不均化反応（例えば、特許文献４、５を参照）等が知られている。しかしながら、ヘキサメチルホスホアミドを使用する方法は、収率が低く、発ガン物質であるヘキサメチルホスホアミドを使用するという欠点があり、不均化反応では、目的物以外に利用価値の低い副生成物をどうするかという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭４７−０１３３１５号公報
【特許文献２】特開平１−２４６２９０号公報
【特許文献３】特開平６−９６５６号公報
【特許文献４】特開平８−２４５６５４号公報
【特許文献５】特開平８−２９１１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、発がん性等の、安全衛生上、問題のある化合物を使用することなく、ジアルキルクロロシラン化合物を高収率で得られる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、鋭意検討を行った結果、環状ウレア化合物を使用することにより、１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物とジアルキルジクロロシラン化合物から、収率良くジアルキルクロロシラン化合物が得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物とジアルキルジクロロシラン化合物との反応によるジアルキルクロロシラン化合物の製造方法において、環状ウレア化合物を使用することを特徴とするジアルキルクロロシラン化合物の製造方法を提供するものである。
また、本発明は、１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物とジアルキルジクロロシラン化合物との反応によるジアルキルクロロシラン化合物の製造方法において、環状ウレア化合物、並びに水又はアルコール化合物を使用することを特徴とするジアルキルクロロシラン化合物の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、発がん性等の、安全衛生上、問題のある化合物を用いることなく、ジアルキルクロロシラン化合物を高収率で製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の製造方法は、１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物とジアルキルジクロロシラン化合物との反応によるジアルキルクロロシラン化合物の製造方法において、環状ウレア化合物を使用することに特徴がある。以下、本発明の製造方法について説明する。
【０００８】
本発明の製造方法に好適に使用できる１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物のアルキル基としては、反応性が良好であることから、炭素数１〜４のアルキル基が好ましく、直鎖のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基が更に好ましく、メチル基が最も好ましい。
１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物の好ましい具体例としては、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラエチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラプロピルジシロキサン、１，１，３，３−テトラブチルジシロキサン、１，３−ジメチル−１，３−ジエチルジシロキサン、１，３−ジメチル−１，３−ジエチルジシロキサン等が挙げられ、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンが好ましい。
本発明の製造方法では、使用する１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物と得られるジアルキルクロロシラン化合物のアルキル基は同一であることから、本発明の製造方法はアルキル基の炭素数が１〜４であるジアルキルクロロシラン化合物に好適な製造方法と言い換えることができる。
【０００９】
本発明の製造方法に好適に使用できるジアルキルジクロロシラン化合物のアルキル基としては、反応性が良好であることから、炭素数１〜４のアルキル基が好ましく、直鎖のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基が更に好ましく、メチル基が最も好ましい。
ジアルキルジクロロシラン化合物の好ましい具体例としては、ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、ジプロピルジクロロシラン、ジブチルジクロロシラン、メチルエチルジクロロシラン、メチルプロピルクロロシラン、メチルブチルジクロロシラン等が挙げられ、ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシランが好ましく、ジメチルジクロロシランが更に好ましい。
【００１０】
本発明の製造方法において、１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物１モルに対するジアルキルジクロロシラン化合物の反応割合は、１．５〜３モルが好ましく、２〜２．９モルが更に好ましく、２．２〜２．７モルが最も好ましい。この反応割合が１．５モルよりも少ない場合には、１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物に対するジアルキルクロロシラン化合物の収率が低くなり、３モルより多い場合にはジアルキルジクロロシラン化合物の割合を上げたことによる収率の向上効果が少なくなり、経済的に不利である。
【００１１】
本発明において、環状ウレア化合物とは、環内にウレア結合を有する環状化合物をいい、１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物とジアルキルジクロロシラン化合物との触媒として機能する。環状ウレア化合物としては、例えば、エチレンウレア、Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンウレア、Ｎ，Ｎ’−ジメチロールエチレンウレア、Ｎ，Ｎ’−ジメトキシメチルエチレンウレア、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンウレア、プロピレンウレア、Ｎ，Ｎ’−ジメチルプロピレンウレア、Ｎ，Ｎ’−ジメチロールプロピレンウレア等が挙げられる。これらの中でも、触媒としての効果が高いことか、Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンウレア、Ｎ，Ｎ’−ジメチルプロピレンウレアが好ましく、Ｎ，Ｎ’−ジメチルプロピレンウレアが更に好ましい。環状ウレア化合物の使用量は、ジアルキルクロロシラン化合物の収率高くなることから、１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物１モルに対して、０．０１〜０．２モルが好ましく、０．０３〜０．１５モルが更に好ましく、０．０５〜０．１モルが最も好ましい。
【００１２】
本発明の製造方法では、収率が向上することから、水又はアルコール化合物を使用することが好ましい。アルコール化合物としては、アルコールの炭素数があまりに多い場合には収率があまり向上しないことから、水酸基あたりの炭素数が１〜８であるアルコールが好ましい。本発明の製造方法に好ましく使用できるアルコール化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、２−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、４−メチル−２−ペンタノール、オクタノール、２−エチルヘキサノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。水及びはアルコール化合物の中では、水、メタノール、エタノールが好ましく、メタノールが更に好ましい。水又はアルコール化合物の使用量は、１，１，３，３−テトラアルキルジシロキサン化合物１モルに対して、０．１〜５モルが好ましく、０．２〜２モルが更に好ましく、０．５〜１．５モルが最も好ましい。
【００１３】
本発明の製造方法の反応機構は明らかではないが、環状ウレア化合物と塩酸との複合体が反応に関与しているものと考えられる。本発明の製造方法において、このような複合体は、ジアルキルジクロロシラン化合物と環状ウレア化合物の反応により生成するが、水又はアルコール化合物を使用した場合には、ジアルキルジクロロシラン化合物が水又はアルコール化合物によりに分解して、このような複合体が容易に生成することにより、収率が向上するものと考えられる。また、水又はアルコール化合物を使用した場合には、反応温度を低く抑えることができるため、本発明の製造方法において、水又はアルコール化合物を使用しない場合には、反応温度を６５〜１２０℃程度で行う必要があるのに対し、水又はアルコール化合物を使用した場合には、反応温度を通常０〜１００℃、好ましくは５０〜６０℃、更に好ましくは１０〜５０℃で行うことができる。反応時間は、１０分〜５時間程度である。水又はアルコール化合物は、一度に添加してもよいし、分割して添加してもよい。
【００１４】
反応終了後、ジアルキルクロロシラン化合物は蒸留等の方法により反応液から分離し精製することができ、ジアルキルクロロシラン化合物がジアルキルジクロロシラン化合物との混合物として分離された場合は、再度蒸留してジアルキルクロロシラン化合物を単離すればよい。
【実施例】
【００１５】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらの実施例及び比較例によって限定されるものではない。尚、〔表１〕又は〔表２〕中の、各原料の数字は、使用した原料のモル数を表す。また、生成物の分析はガスクロ分析により行い、収率は１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン１モルから、ジメチルクロロシラン２モルが生成するものとして計算した。
【００１６】
〔実施例１〕
温度計、攪拌装置及び冷却還流管を備えたガラス製反応容器に、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン１３４ｇ（１モル）、ジメチルジクロロシラン３２３ｇ（２．５モル）及び触媒としてＮ，Ｎ’−ジメチルプロピレンウレア１０．３ｇ（０．０８モル）を仕込み、攪拌しながら２０〜２５℃で、メタノール１６ｇ（０．５モル）を１０分かけて滴下し、更に４０℃で８時間撹拌を続け、反応を完結させた。生成物にはガスクロ分析の結果、８６．６ｇのジメチルクロロシランを含有していることがわかった。（収率９１．６％）
【００１７】
〔実施例２〜８〕
１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ジメチルジクロロシラン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルプロピレンウレア又はメタノールの使用量を〔表１〕に示す使用量に変更した以外は、実施例１と同様の操作を行いジメチルクロロシランを製造し、その収率を求めた。収率を〔表１〕に示す。
【００１８】
〔実施例９〕
Ｎ，Ｎ’−ジメチルプロピレンウレアの代わりにＮ，Ｎ’−ジメチルエチレンウレアを使用した以外は、実施例１と同様の操作を行いジメチルクロロシランを製造し、その収率を求めた。収率を〔表１〕に示す。
【００１９】
〔実施例１０〕
メタノールの代わりにエタノールを使用した以外は、実施例１と同様の操作を行いジメチルクロロシランを製造し、その収率を求めた。収率を〔表１〕に示す。
【００２０】
〔実施例１１〕
メタノールの代わり水を使用した以外は、実施例１と同様の操作を行いジメチルクロロシランを製造し、その収率を求めた。収率を〔表１〕に示す。
【００２１】
【表１】
2014084311.tif 000002
【００２２】
〔比較例１〕
触媒としてＮ，Ｎ’−ジメチルプロピレンウレアの代わりにヘキサメチルホスホリックトリアミドを使用した以外は、実施例１と同様の操作を行いジメチルクロロシランを製造し、その収率を求めた。収率を〔表２〕に示す。
【００２３】
〔比較例２〕
メタノールの代わり水を使用した以外は、比較例１と同様の操作を行いジメチルクロロシランを製造し、その収率を求めた。収率を〔表２〕に示す。
【００２４】
〔比較例３〕
触媒としてＮ，Ｎ’−ジメチルプロピレンウレアの代わりにテトラメチルウレアを使用した以外は、実施例１と同様の操作を行いジメチルクロロシランを製造し、その収率を求めた。収率を〔表２〕に示す。
【００２５】
〔比較例４〕
触媒としてＮ，Ｎ’−ジメチルプロピレンウレアの代わりにテトラブチルウレアを使用した以外は、実施例１と同様の操作を行いジメチルクロロシランを製造し、その収率を求めた。収率を〔表２〕に示す。
【００２６】
〔比較例５〕
触媒としてＮ，Ｎ’−ジメチルプロピレンウレアの代わりにＮ−メチルピロリドンを使用した以外は、実施例１と同様の操作を行いジメチルクロロシランの収率を求めた。収率を〔表２〕に示す。
【００２７】
〔比較例６〕
触媒としてＮ，Ｎ’−ジメチルプロピレンウレアの代わりにジメチルホルムアミドを使用した以外は、実施例１と同様の操作を行いジメチルクロロシランを製造し、その収率を求めた。収率を〔表２〕に示す。
【００２８】
〔比較例７〕
触媒としてＮ，Ｎ’−ジメチルプロピレンウレアの代わりにピリジンを使用した以外は、実施例１と同様の操作を行いジメチルクロロシランを製造し、その収率を求めた。収率を〔表２〕に示す。
【００２９】
〔比較例８〕
触媒としてＮ，Ｎ’−ジメチルプロピレンウレアの代わりにトリエチルアミンを使用した以外は、実施例１と同様の操作を行いジメチルクロロシランを製造し、その収率を求めた。収率を〔表２〕に示す。
【００３０】
〔比較例９〕
触媒としてＮ，Ｎ’−ジメチルプロピレンウレアの代わりにジメチルスルホキシドを使用した以外は、実施例１と同様の操作を行いジメチルクロロシランを製造し、その収率を求めた。収率を〔表２〕に示す。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
〔表２〕より、発ガン物質であるヘキサメチルホスホリックトリアミド以外は、高い収率でジメチルクロロシランが得られる触媒はないことがわかる。〔表１〕より、本発明の製造方法によれば、ヘキサメチルホスホリックトリアミドを使用した場合と、同等又はそれ以上の高い収率で目的とするジメチルクロロシランが得られることがわかる。