説明

シリルシアニド類の製造方法

【課題】操作性や安全性よく、良好な品質で、シリルシアニド類を製造しうる方法を提供すること。
【解決手段】ポリエーテルの存在下に、ジシラザン類、シリルクロリド類及びシアン化水素を反応させることにより、シリルシアニド類を製造する。ジシラザン類としては、1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザンが好ましく、シリルクロリド類としては、トリメチルシリルクロリドが好ましい。また、ポリエーテルとしては、ポリエチレングリコールが好ましく、中でも、平均分子量が200〜1000のポリエチレングリコールが好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シリルシアニド類を製造する方法に関する。シリルシアニド類は医農薬等の原料として有用である。
【背景技術】
【0002】
シリルシアニド類を製造する方法として、例えば、特開平6−316582号公報(特許文献1)には、ジシラザン類、シリルクロリド類及びシアン化水素を反応させる方法が記載されている。
【0003】
【特許文献1】特開平6−316582号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記文献に記載の方法では、上記反応の副産物である塩化アンモニウムが反応器の内壁に付着しやすく、操作性や反応熱の除熱効率の点で必ずしも十分なものではなかった。また、該反応後に、未反応のジシラザン類が残存しやすく、シリルシアニド類の品質面においても、必ずしも十分なものではなかった。
【0005】
そこで、本発明の目的は、操作性や安全性よく、良好な品質で、シリルシアニド類を製造しうる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者は鋭意研究を行った結果、ポリエーテルの存在下に、上記反応を行うことにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明は、ポリエーテルの存在下に、ジシラザン類、シリルクロリド類及びシアン化水素を反応させることを特徴とするシリルシアニド類の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、操作性や安全性よく、良好な品質で、シリルシアニド類を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】
【0009】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明で用いるジシラザン類は、ケイ素原子にアルキル基やアリール基等が結合しているものであることができ、その典型的な例は、次の式(1)で示すことができる。
【0010】
【化1】

【0011】
(式中、R1〜R3は、それぞれアルキル基又はアリール基を表す。)
【0012】
ここで、アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基等が挙げられ、その炭素数は、通常1〜6程度である。また、アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられ、その炭素数は、通常6〜10程度である。
【0013】
ジシラザン類の具体例としては、1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、1,1,1,3,3,3−ヘキサエチルジシラザン、1,1,1,3,3,3−ヘキサイソプロピルジシラザン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジ(t−ブチル)ジシラザン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,3−ジエチル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザンの如きヘキサアルキルジシラザンや、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジフェニルジシラザンの如きテトラアルキルジアリールジシラザン等が挙げられ、中でも、ヘキサアルキルジシラザンが好ましく、1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザンがより好ましい。
【0014】
本発明で用いるシリルクロリド類は、上記ジシラザン類と同様、ケイ素原子にアルキル基やアリール基等が結合しているものであることができ、その典型的な例は、次の式(2)で示すことができる。
【0015】
【化2】

【0016】
(式中、R1〜R3は、それぞれ前記と同じ意味を表す。)
【0017】
シリルクロリド類の具体例としては、トリメチルシリルクロリド、トリエチルシリルクロリド、トリイソプロピルクロリド、ジメチル(t−ブチル)シリルクロリド、イソプロピルジメチルシリルクロリド、エチルジメチルシリルクロリドの如きトリアルキルシリルクロリドや、ジメチルフェニルシリルクロリドの如きジアルキルアリールシリルクロリド等が挙げられ、中でも、トリアルキルシリルクロリドが好ましく、トリメチルシリルクロリドがより好ましい。
【0018】
シアン化水素は、ガス状であってもよく、液状であってもよいが、液状であるのが好ましい。
【0019】
本発明では、ポリエーテルの存在下に、ジシラザン類、シリルクロリド類及びシアン化水素を反応させる。このようにポリエーテルの存在下に該反応を行うことにより、操作性や安全性よく、良好な品質で、シリルシアニド類を製造することができる。
【0020】
ここでいうポリエーテルは、エーテル結合を2つ以上有するエーテルであることができ、例えば、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、1,3−ジメトキシプロパン、1,3−ジエトキシプロパンの如きジアルコキシアルカン;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルの如きジエチレングリコールジアルキルエーテル;トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテルの如きトリエチレングリコールジアルキルエーテル;ポリエチレングリコール;ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールジエチルエーテルの如きポリエチレングリコールジアルキルエーテル;1,4−ジオキサンの如き環状エーテル等が挙げられる。また、必要に応じてこれらの2種以上を用いることもできる。中でも、ポリエチレングリコールが好ましく、平均分子量が200〜1000のポリエチレングリコールがより好ましい。
【0021】
シリルクロリド類の使用量は、ジシラザン類1モルに対して、通常0.8〜2.0モル、好ましくは1.0〜1.2モルである。シアン化水素の使用量は、ジシラザン類1モルに対して、通常2.4〜3.9モル、好ましくは3.0〜3.3モルである。また、ポリエーテルの使用量は、ジシラザン類に対して、通常0.001〜0.5重量倍、好ましくは0.005〜0.2重量倍である。
【0022】
反応には、溶媒を用いてもよいし、用いなくてもよいが、溶媒を用いないほうが好ましい。尚、溶媒を用いる場合は、反応に影響を及ぼすものでなければ特に制限はなく、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランの如きエーテル、ヘキサン、ヘプタンの如き脂肪族炭化水素、ジクロロメタン、クロロホルムの如き塩素化脂肪族炭化水素、トルエン、キシレンの如き芳香族炭化水素、モノクロロベンゼンの如き塩素化芳香族炭化水素等が挙げられる。
【0023】
反応は、常圧、減圧又は加圧条件下で行うことができる。反応温度は、通常0〜100℃、好ましくは10〜50℃である。また、反応方法は適宜選択されるが、例えば、ジシラザン類、シリルクロリド類及びポリエーテルの混合物に、シアン化水素を供給する方法等が挙げられる。
【0024】
反応の経過はガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、核磁気共鳴スペクトル等で追跡することができる。
【0025】
反応後の後処理操作は適宜選択されるが、例えば、反応混合物をろ過して得られる液体を、蒸留や洗浄等の既知の方法で精製することができる。本発明の方法は、かかる後処理の際、反応器の内壁に、固体がほとんど付着することなく、反応混合物を容易に反応器内から抜き出すことができる点で有利である。尚、ろ過残渣がシリルシアニド類を含む場合、適当な溶媒で洗浄することで、シリルシアニド類を回収することもできる。
【0026】
かくして、操作性や安全性よく、シリルシアニド類を製造することができる。また、未反応のジシラザン類の残存量も少なく、良好な品質のシリルシアニド類を製造することができる。
【0027】
本発明の製造方法により得られるシリルシアニド類は、上記ジシラザン類やシリルクロリド類と同様、ケイ素原子にアルキル基やアリール基等が結合しているものであることができ、その典型的な例は、次の式(3)で示すことができる。
【0028】
【化3】

【0029】
(式中、R1〜R3は、それぞれ前記と同じ意味を表す。)
【0030】
シリルシアニド類の具体例としては、トリメチルシリルシアニド、トリエチルシリルシアニド、トリイソプロピルシリルシアニド、エチルジメチルシリルシアニドの如きトリアルキルシリルシアニドや、ジメチルフェニルシリルシアニドの如きジアルキルアリールシリルシアニド等が挙げられ、中でも、本発明は、トリアルキルシリルシアニドを得るのに有利に採用され、トリメチルシリルシアニドを得るのにより有利に採用される。
【実施例】
【0031】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【0032】
実施例1
冷却管を備えた300mL4つ口フラスコに、1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン(以下、ヘキサメチルジシラザンという)55g、トリメチルシリルクロリド37g及びポリエチレングリコール(平均分子量300)5gを入れ、50℃に加熱した。その中に、シアン化水素27gを3時間かけて滴下した後、50℃で1時間、保温攪拌した。反応器の内壁に、固体の付着はほとんど見られなかった。得られた反応混合物は、反応器内から全量を抜き出すことができた。抜き出し後の反応混合物をろ過し、ろ液として純度92%のトリメチルシリルシアニドを68g得た。また、該トリメチルシリルシアニドに含まれるヘキサメチルジシラザンは、トリメチルシリルシアニドに対して1.8%であった。
【0033】
ろ過残渣をヘキサン25gで3回洗浄し、この洗液と洗浄後のろ過残渣をガスクロマトグラフィーで分析したところ、該洗液及び該残渣に、あわせて36gのトリメチルシリルシアニドが含まれていた。これと、先に得られたろ液分を合計することにより、反応により得られたトリメチルシリルシアニドは98gであると算出された。ヘキサメチルジシラザンに対する収率は94%であった。
【0034】
ろ液として得られたトリメチルシリルシアニド(純度92%)を単蒸留することにより、純度97%のトリメチルシリルシアニドが得られた。また、該トリメチルシリルシアニドに含まれるヘキサメチルジシラザンは1.8%であった。
【0035】
実施例2
冷却管を備えた300mL4つ口フラスコに、ヘキサメチルジシラザン55g、トリメチルシリルクロリド37g及びポリエチレングリコール(平均分子量600)5gを入れ、50℃に加熱した。その中に、シアン化水素27gを3時間かけて滴下した後、50℃で1時間、保温攪拌した。反応器の内壁に、固体の付着はほとんど見られなかった。得られた反応混合物は、反応器内から全量を抜き出すことができた。抜き出し後の反応混合物をろ過し、ろ液として純度87%のトリメチルシリルシアニドを83g得た。また、該トリメチルシリルシアニドに含まれるヘキサメチルジシラザンは、トリメチルシリルシアニドに対して0.6%であった。
【0036】
ろ過残渣をヘキサン25gで3回洗浄し、この洗液と洗浄後のろ過残渣をガスクロマトグラフィーで分析したところ、該洗液及び該残渣に、あわせて23gのトリメチルシリルシアニドが含まれていた。これと、先に得られたろ液分を合計することにより、反応により得られたトリメチルシリルシアニドは94gであると算出された。ヘキサメチルジシラザンに対する収率は95%であった。
【0037】
比較例1
冷却管を備えた300mL4つ口フラスコに、ヘキサメチルジシラザン55g、トリメチルシリルクロリド37g及びヘキサン50gを入れ、50℃に加熱した。その中に、シアン化水素27gを4時間かけて滴下した後、50℃で1時間、保温攪拌した。反応器の内壁に、固体が大量に付着していた。得られた反応混合物は、反応器内から全量抜き出すことができず、抜き出せた反応混合物をろ過したところ、このろ液には、ヘキサメチルジシラザンに対する収率換算で65%のトリメチルシリルシアニドが含まれていた。
【0038】
次に、反応器内をヘキサン50gで2回洗浄し、反応器の内壁に付着していた固体を掻き落とした後、これを反応器内から抜き出して、ろ過した。このろ液と、先に得られたろ液をあわせて、トリメチルシリルシアニドを含む溶液とした。該溶液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、該溶液に93gのトリメチルシリルシアニドが含まれていた。ヘキサメチルジシラザンに対する収率は94%であった。また、該溶液に含まれるヘキサメチルジシラザンは、トリメチルシリルシアニドに対して3.6%であった。
【0039】
上記溶液を単蒸留することにより、純度94%のトリメチルシリルシアニドが得られた。また、該トリメチルシリルシアニドに含まれるヘキサメチルジシラザンは3.9%であった。
【0040】
比較例2
冷却管を備えた300mL4つ口フラスコに、ヘキサメチルジシラザン55g及びトリメチルシリルクロリド37gを入れ、20℃に保持した。その中に、シアン化水素27gを2時間かけて滴下した後、20℃で1時間、保温攪拌した。反応器の内壁に、固体が大量に付着していた。得られた反応混合物は、反応器内から全量を抜き出すことができず、抜き出せた反応混合物をろ過したところ、このろ液には、ヘキサメチルジシラザンに対する収率換算で38%のトリメチルシリルシアニドが含まれていた。
【0041】
次に、反応器内をヘキサン50gで3回洗浄し、反応器の内壁に付着していた固体を掻き落とした後、これを反応器内から抜き出して、ろ過した。このろ液と、先に得られたろ液をあわせて、トリメチルシリルシアニドを含む溶液とした。該溶液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、該溶液に91gのトリメチルシリルシアニドが含まれていた。ヘキサメチルジシラザンに対する収率は92%であった。また、該溶液に含まれるヘキサメチルジシラザンは、トリメチルシリルシアニドに対して4.0%であった。
【0042】
上記溶液を単蒸留することにより、純度94%のトリメチルシリルシアニドが得られた。また、該トリメチルシリルシアニドに含まれるヘキサメチルジシラザンは4.1%であった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリエーテルの存在下に、ジシラザン類、シリルクロリド類及びシアン化水素を反応させることを特徴とするシリルシアニド類の製造方法。
【請求項2】
ジシラザン類が1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザンである請求項1に記載の方法。
【請求項3】
シリルクロリド類がトリメチルシリルクロリドである請求項1又は2に記載の方法。
【請求項4】
ポリエーテルがポリエチレングリコールである請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
【請求項5】
ポリエーテルが、平均分子量が200〜1000のポリエチレングリコールである請求項1〜3のいずれかに記載の方法。

【公開番号】特開2008−297225(P2008−297225A)
【公開日】平成20年12月11日(2008.12.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−143090(P2007−143090)
【出願日】平成19年5月30日(2007.5.30)
【出願人】(000002093)住友化学株式会社 (8,981)
【Fターム(参考)】