(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
Ｒ1ＭｇＸ      （１）
（式中、Ｒ1はイソプロピル基又はｓｅｃ−ブチル基、Ｘはハロゲン原子である。）
で示されるグリニャール試薬とトリクロロシランとをヨウ化銅（Ｉ）の存在下、反応させることを特徴とする下記一般式（２）
ＨＳｉＲ13    （２）
（式中、Ｒ1は上記の通りである。）
で示されるトリ（第２級アルキル）シラン化合物の製造方法。
【請求項２】
ヨウ化銅（Ｉ）以外の銅塩と、ヨウ化銅（Ｉ）以外のヨウ化物とを混合し、調製したヨウ化銅（Ｉ）を用いることを特徴とする請求項１記載のトリ（第２級アルキル）シラン化合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリル化剤、還元剤、クロロシランタイプのシリル化剤であるトリ（第２級アルキル）クロロシラン化合物の原料等として有用な、トリ（第２級アルキル）シラン化合物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリル化剤、還元剤、クロロシランタイプのシリル化剤であるトリ（第２級アルキル）クロロシラン化合物の原料として有用な、トリ（第２級アルキル）シラン化合物の製造方法としては、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，６９，１５００（１９４７）（非特許文献１）記載のトリクロロシランと第２級アルキルリチウムとを反応させる方法、ケミカルアブストラクト８４（２１）：１５００３０ｈ（非特許文献２）記載のトリクロロシランと第２級アルキルグリニャール試薬とを反応させる方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、第２級アルキルリチウムを用いる方法は高活性の金属リチウムの取り扱いに十分な注意が必要であり、第２級アルキルリチウムが自然発火性を有しているため工業的に製造することが困難である。一方、第２級アルキルグリニャール試薬を用いる方法は、第２級アルキルグリニャール試薬は第２級アルキルリチウムに比べ合成容易であり、自然発火性を有しないため、アルキルリチウムを用いる方法での問題点は解決される。しかしながら、トリクロロシランとの反応を行った場合、トリクロロシランに対し２当量の第２級アルキルグリニャール試薬とは容易に反応するものの、３当量目の反応が非常に遅く、反応完結まで長時間必要であり、アルキルグリニャール試薬の種類によっては目的物がほとんど得られないという問題点を有しているため工業的には有利でない。
【０００４】
このアルキルグリニャール試薬を用いる方法の改良法として、特許第２８６４９８５号公報（特許文献１）記載のトリアルコキシシランと第２級アルキルグリニャール試薬とを反応させる方法がある。トリアルコキシシランを用いることにより反応性は向上するものの、トリアルコキシシランは、アルカリ存在下では自然発火性のモノシランを生成する可能性があるため、工業的に実施することは困難である。
【０００５】
【特許文献１】特許第２８６４９８５号公報
【非特許文献１】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，６９，１５００（１９４７）
【非特許文献２】ケミカルアブストラクト８４（２１）：１５００３０ｈ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、工業的に製造可能なアルキルグリニャール試薬及びトリクロロシランを用いて、収率よく安全にトリ（第２級アルキル）シラン化合物を製造することができる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、下記一般式（１）
Ｒ1ＭｇＸ      （１）
（式中、Ｒ1はイソプロピル基又はｓｅｃ−ブチル基、Ｘはハロゲン原子である。）
で示されるグリニャール試薬とトリクロロシランを反応させる際に、反応系中に銅化合物、特にヨウ化銅（Ｉ）を添加することにより、反応性が著しく向上し、収率よく下記一般式（２）
ＨＳｉＲ13    （２）
（式中、Ｒ1は上と同様である。）
で示されるトリ（第２級アルキル）シラン化合物を製造できることを知見し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】
従って、本発明は、下記一般式（１）
Ｒ1ＭｇＸ      （１）
（式中、Ｒ1はイソプロピル基又はｓｅｃ−ブチル基、Ｘはハロゲン原子である。）
で示されるグリニャール試薬とトリクロロシランとをヨウ化銅（Ｉ）の存在下に反応させることを特徴とする下記一般式（２）
ＨＳｉＲ13    （２）
（式中、Ｒ1は上と同様である。）
で示されるトリ（第２級アルキル）シラン化合物の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、シリル化剤、還元剤、クロロシランタイプのシリル化剤であるトリ（第２級アルキル）クロロシラン化合物の原料等として有用なトリ（第２級アルキル）シラン化合物を、工業的に実施可能な第２級アルキルグリニャール試薬とトリクロロシランとの反応を用いて収率よく安全に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明のトリ（第２級アルキル）シラン化合物の製造方法において、原料として用いられるグリニャール試薬は下記一般式（１）
Ｒ1ＭｇＸ      （１）
（式中、Ｒ1は炭素数３〜１０の２級炭化水素基又は環状炭化水素基、Ｘはハロゲン原子である。）
で示されるものである。
【００１１】
ここで、Ｒ1は具体的にはイソプロピル基、ｓｅｃ−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が例示される。Ｘのハロゲン原子としては塩素、臭素、ヨウ素等が例示される。
【００１２】
上記一般式（１）で示されるグリニャール試薬としては、具体的にはイソプロピルマグネシウムクロライド、ｓｅｃ−ブチルマグネシウムクロライド、シクロペンチルマグネシウムクロライド、シクロヘキシルマグネシウムクロライド、イソプロピルマグネシウムブロマイド、ｓｅｃ−ブチルマグネシウムブロマイド、シクロペンチルマグネシウムブロマイド、シクロヘキシルマグネシウムブロマイド、イソプロピルマグネシウムアイオダイド、ｓｅｃ−ブチルマグネシウムアイオダイド、シクロペンチルマグネシウムアイオダイド、シクロヘキシルマグネシウムアイオダイド等が例示される。
【００１３】
上記一般式（１）で示されるグリニャール試薬の使用量は特に限定されないが、反応性、生産性の点から、トリクロロシラン１モルに対して３．０〜６．０モル、特に３．０〜５．０モルが好ましい。
【００１４】
また、本発明においては触媒として銅化合物を用いる。用いられる銅化合物としては、具体的にはヨウ化銅（Ｉ）であり、反応性向上、触媒活性、安全性の点からヨウ化銅（Ｉ）を用いる。
【００１５】
上記銅化合物は化合物そのものを用いてもよいが、例えば上記銅化合物の中でより好ましいヨウ化銅（Ｉ）を用いる場合、塩化銅（Ｉ）等のヨウ化銅（Ｉ）以外の銅塩と、ヨウ化ナトリウムやヨウ化カリウム等のヨウ化銅（Ｉ）以外のヨウ化物とを反応系内において調製したヨウ化銅（Ｉ）、又は予め混合し調製したヨウ化銅（Ｉ）を用いてもよい。
【００１６】
上記銅化合物の使用量は特に限定されないが、反応性及び生産性の点から、上記一般式（２）で示されるグリニャール試薬１モルに対し、０．００１モル〜０．１モル、特に０．００３〜０．０５モルの範囲が好ましい。触媒が０．００１モル未満だと触媒の充分な効果が発現しない可能性があり、０．１モルを超えると、触媒の量に見合うだけの反応促進効果がみられない可能性がある。
【００１７】
上記反応の反応温度は特に限定されないが、０〜１２０℃、特に３０〜１００℃が好ましい。
【００１８】
上記反応は、非プロトン性の有機溶媒中で行うことが好ましい。用いられる溶媒としては、例えばジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジグライム等のエーテル系溶媒、ペンタン、ヘキサン、イソオクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒等が例示される。これらの溶媒は単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１９】
また、上記反応は反応系中に酸素が存在すると、グリニャール試薬と酸素が反応し、収率低下の原因となるので、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。
【００２０】
このような本発明の製造法では、下記一般式（２）
ＨＳｉＲ13    （２）
（式中、Ｒ1は炭素数３〜１０の２級炭化水素基又は環状炭化水素基である。）
で示されるトリ（第２級アルキル）シラン化合物を高収率で得ることができる。
【００２１】
式（２）で示されるハイドロジェンシラン化合物としては、具体的にはトリイソプロピルシラン、トリｓｅｃ−ブチルシラン、トリシクロペンチルシラン、トリシクロヘキシルシラン等が例示される。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例と比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００２３】
［実施例１］
撹拌器、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、金属マグネシウム７７．８ｇ（３．２モル）、テトラヒドロフラン２０００ｍｌを仕込み、窒素ガス雰囲気下でイソプロピルクロライド２３９．４ｇ（３．０５モル）を内温４０〜５０℃で２時間かけて滴下し、更に６０℃で１時間撹拌した。グリニャール試薬としてのイソプロピルマグネシウムクロライド液が得られた。
次に、このグリニャール試薬にヨウ化銅（Ｉ）３．８ｇ（０．０２モル）を添加した後、３０〜４０℃にてトリクロロシラン１３５．５ｇ（１．０モル）を２時間かけて滴下し、更に４０〜５０℃で１時間撹拌した。得られた反応液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、目的物であるトリイソプロピルシランと反応中間体であるジイソプロピルクロロシランとのガスクロマトグラフィーチャートの面積比は９９．５：０．５であった。
この反応液に２０％塩酸６００ｇを添加し、塩を溶解した後、有機層を分液し、蒸留した。トリイソプロピルシランを７５−７６℃／４ｋＰａの留分として１１７．３ｇ得た（収率７４％）。
【００２４】
［参考例１］
撹拌器、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、金属マグネシウム７７．８ｇ（３．２モル）、テトラヒドロフラン２０００ｍｌを仕込み、窒素ガス雰囲気下でイソプロピルクロライド２３９．４ｇ（３．０５モル）を内温４０〜５０℃で２時間かけて滴下し、更に６０℃で１時間撹拌した。グリニャール試薬としてのイソプロピルマグネシウムクロライド液が得られた。
次に、このグリニャール試薬に塩化銅（Ｉ）２．０ｇ（０．０２モル）を添加した後、３０〜４０℃にてトリクロロシラン１３５．５ｇ（１．０モル）を２時間かけて滴下し、更に４０〜５０℃で３時間撹拌した。得られた反応液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、目的物であるトリイソプロピルシランと反応中間体であるジイソプロピルクロロシランとのガスクロマトグラフィーチャートの面積比は９８：２であった。
この反応液に２０％塩酸６００ｇを添加し、塩を溶解した後、有機層を分液し、蒸留した。トリイソプロピルシランを７５−７６℃／４ｋＰａの留分として１１３．８ｇ得た（収率７２％）。
【００２５】
［実施例２］
撹拌器、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、金属マグネシウム７７．８ｇ（３．２モル）、テトラヒドロフラン２０００ｍｌを仕込み、窒素ガス雰囲気下でイソプロピルクロライド２３９．４ｇ（３．０５モル）を内温４０〜５０℃で２時間かけて滴下し、更に６０℃で１時間撹拌した。グリニャール試薬としてのイソプロピルマグネシウムクロライド液が得られた。
次に、このグリニャール試薬に塩化銅（Ｉ）２．０ｇ（０．０２モル）、ヨウ化カリウム３．３ｇ（０．０２モル）を添加し、反応系中でヨウ化銅（Ｉ）を調製した後、３０〜４０℃にてトリクロロシラン１３５．５ｇ（１．０モル）を２時間かけて滴下し、更に４０〜５０℃で１時間撹拌した。得られた反応液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、目的物であるトリイソプロピルシランと反応中間体であるジイソプロピルクロロシランとのガスクロマトグラフィーチャートの面積比は９９．４：０．６であった。
この反応液に２０％塩酸６００ｇを添加し、塩を溶解した後、有機層を分液し、蒸留した。トリイソプロピルシランを７５−７６℃／４ｋＰａの留分として１１２．６ｇ得た（収率７１％）。
【００２６】
［比較例１］
ヨウ化銅（Ｉ）を添加しなかった以外は実施例１と同様にしてグリニャール試薬とトリクロロシランとの反応を行った。トリクロロシラン添加後４０〜５０℃で３時間撹拌した反応液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、目的物であるトリイソプロピルシランと反応中間体であるジイソプロピルクロロシランとのガスクロマトグラフィーチャートの面積比は７５：２５であり、さらに６０〜７０℃で６時間撹拌を行ったところ９６：４となった。
この反応液に２０％塩酸６００ｇを添加し、塩を溶解した後、有機層を分液し、蒸留した。トリイソプロピルシランを７５−７６℃／４ｋＰａの留分として９６．２ｇ得た（収率６０％）。
【００２７】
［実施例３］
撹拌器、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、金属マグネシウム７７．８ｇ（３．２モル）、テトラヒドロフラン２０００ｍｌを仕込み、窒素ガス雰囲気下でｓｅｃ−ブチルクロライド２８２．４ｇ（３．０５モル）を内温４０〜５０℃で２時間かけて滴下し、更に６０℃で１時間撹拌した。グリニャール試薬としてのｓｅｃ−ブチルマグネシウムクロライド液が得られた。
次に、このグリニャール試薬にヨウ化銅（Ｉ）５．７ｇ（０．０３モル）を添加した後、３０〜４０℃にてトリクロロシラン１３５．５ｇ（１．０モル）を２時間かけて滴下し、更に６０〜７０℃で８時間撹拌した。得られた反応液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、目的物であるトリｓｅｃ−ブチルシランと反応中間体であるジｓｅｃ−ブチルクロロシランとのガスクロマトグラフィーチャートの面積比は８４：１６であった。
この反応液に２０％塩酸６００ｇを添加し、塩を溶解した後、有機層を分液し、蒸留した。トリｓｅｃ−ブチルシランを９０−９１℃／１ｋＰａの留分として１０９．４ｇ得た（収率５５％）。
【００２８】
［比較例２］
ヨウ化銅（Ｉ）を添加しなかった以外は実施例３と同様にしてグリニャール試薬とトリクロロシランとの反応を行った。トリクロロシラン添加後６０〜７０℃で８時間撹拌した反応液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、目的物であるトリｓｅｃ−ブチルシランと反応中間体であるジｓｅｃ−ブチルクロロシランとのガスクロマトグラフィーチャートの面積比は３２：６８であり、反応の進行は非常に遅かった。