JP2000169488A - 環状オリゴシロキサンの製造方法 - Google Patents
環状オリゴシロキサンの製造方法Info
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Abstract
して平易な条件で反応を実施でき、特殊な条件下におい
ても反応系のゲル化を抑えることができ、工業的に実用
性の高い方法で、収率よく環状オリゴシロキサンを製造
する方法を提供すること。 【解決手段】鎖状あるいは環状のポリシロキサンを金属
アルコキシドの存在下に加熱することを特徴とする環状
オリゴシロキサンの製造方法において、反応条件として
特定の触媒量および反応温度を選択することにより上記
課題が解決できる。
Description
ン工業で原料として用いられる下記一般式(III)
応残さのゲル化が抑制された製造方法に関する。
は、酸性あるいはアルカリ性触媒を用いる方法が一般的
に知られている。しかしながら、このような酸性あるい
はアルカリ性触媒を用いる方法は反応条件が過酷であ
り、工業的に安定に製造するためには有利とは言えな
い。中性条件での不均化方法については例えばポリシロ
キサンの加熱分解によるシクロシロキサンの生成が知ら
れているが、この方法は300℃程度の非常に高い温度
が必要であり、この方法もまた工業的に安定に製造する
ために有利な方法とは言えない。その他に、中性条件で
の不均化方法として遷移金属触媒を用いる方法が知られ
ているが、この方法はPt、Pdといった高価な金属の
触媒を用いる必要があり、コスト的な観点も考慮すると
工業的に有利な方法とは言えない。
おいて高分子量ポリシロキサン製造の原料として使用さ
れる。また、Si−H基を含有する環状オリゴシロキサ
ンはシリコーン工業においてシーラント等に用いられる
室温架橋型シリコーンゴムの製造原料として使用され
る。室温架橋型シリコーンゴムはSi−H基を含有する
環状オリゴシロキサンとビニル基を含有するポリシロキ
サンとを白金触媒の存在下で反応させ架橋させることに
より得られる。また、Si−H基を含有する環状オリゴ
シロキサンは接着性促進剤等として用いられる有機官能
基結合オリゴシロキサンの製造原料としても用いられ
る。有機官能基結合オリゴシロキサンはSi−H基を含
有する環状オリゴシロキサンとビニル基を含有する有機
基を白金触媒の存在下で反応させることにより得られ
る。
は、例えばジメチルジクロロシランなどのケイ素上に2
個の加水分解性基を有するオルガノシラン類を加水分解
縮合する方法が一般的に知られている。しかしながら、
このような加水分解縮合反応条件下では反応系が酸性の
過酷な状態になり、工業的に安定に製造するためには有
利とは言えない。
ゴシロキサンの製造においては、Si−H基はかかる酸
性条件下では反応性が非常に高く、反応系内に共存する
水あるいはシラノール基と反応を起こし、目的とする化
合物の収率は低い。そこで、この問題を解決するために
以下の(イ)あるいは(ロ)の方法が提案されている。
テトラヒドロフランと炭化水素溶剤との混合溶剤の存在
下で加水分解する方法(特開平6ー80680号公
報)、および、(ロ)ジクロロジシロキサンをt−ブチ
ルアルコールの存在下で加水分解する方法(特開平7ー
285974号公報)である。
収率で生成物である環状オリゴシロキサンを得るために
は、炭化水素溶剤としてベンゼンを用いる必要がある
が、ベンゼンに対する安全性の点から、本方法を工業的
に実用化する場合には問題となることがある。また、前
記(ロ)の方法では、原料として用いられるジクロロジ
シロキサンが汎用品として流通している原料ではないた
めに、一般に本技術を実施しようとする場合に原料の入
手性が問題となり、工業的な技術の汎用性に欠ける点で
問題がある。
れもクロロシランを加水分解することによるが、その際
副生成物として塩化水素が生成するため、製品中にも微
量の塩化水素が混入することが知られている。しかしな
がら、塩化水素を含んだ製品を電子材料等の用途に用い
た場合、塩化物イオン等のイオン成分を含有する製品は
電極の腐食等の観点から好ましくない。このことからか
かる方法で製造された製品は電子材料等の用途には適さ
ず、その工業的利用価値が低下するものである。また、
(イ)および(ロ)の方法はいずれも強酸性条件下に反
応を行うので、後工程でpHを調整する等、工程が繁雑
となるだけでなく、原料を取り扱う上でも慎重さが要求
されルという問題点もある。
て、種々の条件で、鎖状ポリシロキサンあるいは高重合
度環状ポリシロキサンを酸性あるいはアルカリ性の触媒
の存在下に反応させることによる方法が提案されてい
る。
(ハ)Si−H基含有ポリシロキサンを水および活性白
土の存在下に反応させる方法(特告昭54ー13480
号公報)、(ニ)メチルハイドロジェンポリシロキサン
を酸触媒の存在下に加熱し反応させる方法(特告昭55
ー11697号公報)、(ホ)オルガノポリシロキサン
を減圧下、加熱した固定触媒床に接触させて反応させる
方法(特開平2ー129192号公報)、(ヘ)メチル
ハイドロジェンポリシロキサンを反応させる際に高沸点
のオルガノジシロキサン存在下で行う方法(特開平7ー
242678号公報)、(ト)オルガノハイドロジェン
ポリシロキサンを塩化アルミニウムの存在下に反応させ
る方法(特開平7ー316167号公報)がある。
にSi−H基が酸性状態で水と反応性が高いために反応
系がゲル化するという工業的に大きな問題を有し、工業
的に用いる場合には問題がある。前記(ニ)および
(ホ)の方法では、反応に250〜500℃という非常
に高い温度を必要とし、工業的に用いる場合に問題があ
る。前記(ヘ)の方法では主原料の他に副原料として高
沸点のジシロキサンを用いる必要がある。ところが、こ
れらの特殊ジシロキサンは、汎用品として流通している
原料ではないために、一般に本技術を実施しようとする
場合に原料の入手という点で工業的な技術の汎用性に欠
ける。また、コストの観点からも工業的に有利な方法で
はない。
れも酸触媒を使用する。特に前記(ト)の方法は塩化ア
ルミニウムという非常に酸性の強い触媒を使用する。こ
れらの方法ではまた、Si−H基を含有する系において
は酸性条件下ではSi−H基が水等に本質的に不安定で
あることから、酸性触媒を用いることは好ましくなく、
例えば、原料あるいは空気中等から系内に微量でも水分
が混入した場合に、Si−Hが水分と反応し生成物であ
る環状オリゴシロキサンの収率を低下させるだけでな
く、反応系のゲル化をひきおこす原因となる。従って、
酸性触媒を用いる前記(ハ)乃至(ト)の方法は、安定
に製造するという工業的観点から実用性に問題がある技
術である。
ば、(チ)アルカリ金属の炭酸塩を触媒に用いる方法
(特公昭45−15036号公報)、(リ)アルカリ金
属シラノーレトを触媒に用いる方法(特公昭33−21
49号公報)がある。
いているため、酸性触媒の場合と同様に後工程でpHを
調整する等、工程が繁雑となるだけでなく、原料を取り
扱う上でも慎重さが要求されるという工業的に安定に製
造するためには問題点がある。また、Si−H基を含有
する系においてはアルカリ性条件下ではSi−H基が非
常に不安定であることから実質的にこれらの方法は適用
することが出来ない。従って、アルカリ性触媒を用いる
前記(チ)、(リ)のような方法は、安定に製造すると
いう工業的観点から実用性に問題がある技術であり、ま
た汎用性にも欠ける技術である。
を使用し、中性条件かつ比較的低温という平易な条件で
反応を実施でき、特にSi−H基を含有する系の場合に
も反応系のゲル化を伴わない、工業的に実施する際に実
用的な、環状オリゴシロキサンの製造方法として、鎖状
あるいは環状のポリシロキサンを金属アルコキシドの存
在下に加熱することを特徴とする環状オリゴシロキサン
の製造方法を見出したが、特定の条件(例えば高濃度の
金属アルコキシドを用い、高温度で反応を行った場合)
では、やはり反応液残さのゲル化が見られることがわか
った。
の問題を解決するため、安価に入手できる原料を使用
し、中性条件かつ比較的低温という平易な条件で反応を
実施できる前記の環状オリゴシロキサンの製造方法にお
いて、特に反応系のゲル化を抑えることができ、工業的
に実施する際に実用的な、製造方法を提供することを目
的とする。
めに本発明者らは鋭意研究の結果、金属アルコキシドの
存在下に反応を行い、用いる金属アルコキシドの量を原
料であるポリシロキサンに対し少ない触媒量(0.01
重量部〜1.0重量部)および低い反応温度(140℃
〜190℃)で行うことで反応系のゲル化を低く抑えら
れることを見出し本発明に至った。
ポリシロキサンを金属アルコキシドの存在下に加熱する
ことを特徴とする環状オリゴシロキサンの製造方法であ
って、用いる金属アルコキシドの量が原料ポリシロキサ
ンに対して0.01重量部〜1.0重量部の範囲であり
かつ反応温度が140℃〜190℃の範囲である反応条
件で反応を行なうか、あるいは金属アルコキシドの量が
原料ポリシロキサンに対して0.01重量部〜0.5重
量部の範囲でありかつ反応温度が140℃〜200℃の
範囲である反応条件で反応を行なうことによる環状オリ
ゴシロキサンの製造方法(請求項1)であり、下記一般
式(I)
R2は水酸基または一価の置換または非置換の炭化水素
基、R3は水素原子または一価の置換または非置換の炭
化水素基、R4乃至R6は同種または異種の一価置換また
は非置換の炭化水素基を表し、kおよびlはそれぞれ独
立に0または1〜1000の数であり、かつkおよびl
は4≦k+l≦1000を満足する数を表す。)で表さ
れる鎖状ポリシロキサンおよび/または下記一般式(I
I)
非置換の炭化水素基を表し、mおよびnはそれぞれ独立
に0または1〜1000の数であり、かつmおよびnは
3≦m+n≦1000を満足する数を表す。)で表され
る環状ポリシロキサンを金属アルコキシドの存在下に加
熱することを特徴とする、下記一般式(III)
非置換の炭化水素基を表し、pおよびqはそれぞれ独立
に0または1〜10の数であり、かつpおよびqは3≦
p+q≦10を満足する数を表す。)で表される環状ポ
リシロキサンの製造方法であって、用いる金属アルコキ
シドの量が原料ポリシロキサンに対して0.01重量部
〜1.0重量部の範囲でありかつ反応温度が140℃〜
190℃の範囲である反応条件で反応を行なうか、ある
いは金属アルコキシドの量が原料ポリシロキサンに対し
て0.01重量部〜0.5重量部の範囲でありかつ反応
温度が140℃〜200℃の範囲である反応条件で反応
を行なうことによる環状オリゴシロキサンの製造方法
(請求項2)であり、前記kおよびmがそれぞれ独立に
0または1〜999の数であり、かつ前記lおよびnが
それぞれ独立に1〜1000の数であり、かつ前記pが
0または1〜9の数であり、かつ前記qが1〜10の数
である請求項2記載の環状オリゴシロキサンの製造方法
(請求項3)であり、前記k、l、m、n、p、qが5
≦m+n≦1000かつp+q<k+lかつp+q<m
+nを満足する数である請求項3記載の環状オリゴシロ
キサンの製造方法(請求項4)であり、前記R1、R4お
よびR6がメチル基、R2は水酸基またはメチル基、R3
は水素原子またはメチル基である請求項2乃至請求項4
いずれか記載の環状オリゴシロキサンの製造方法(請求
項5)であり、前記k、l、m、n、p、qがk<lか
つm<nかつp<qである請求項2乃至請求項5いずれ
か記載の環状オリゴシロキサンの製造方法(請求項6)
であり、k=m=p=0である請求項3乃至請求項5い
ずれか記載の環状オリゴシロキサン製造方法(請求項
7)であり、[1]下記一般式(IV)
R2は水酸基または一価の置換または非置換の炭化水素
基、R3は水素原子または一価の置換または非置換の炭
化水素基、R4は一価の置換または非置換の炭化水素基
を表し、kは4〜1000の数を表す。)で表される鎖
状ポリシロキサンおよび/または下記一般式(V)
の炭化水素基を表し、lは4〜1000の数を表す。)
で表される環状ポリシロキサンで構成されるポリシロキ
サン成分と、[2]下記一般式(VI)
炭化水素基、R7乃至R10は同種または異種の一価置換
または非置換の炭化水素基を表し、mは4〜1000の
数を表す。)で表される鎖状ポリシロキサンおよび/ま
たは下記一般式(VII)
非置換の炭化水素基を表し、nは4〜1000の数を表
す。)で表される環状ポリシロキサンで構成されるポリ
シロキサン成分とを、金属アルコキシドの存在下に加熱
することを特徴とする、下記一般式(VIII)
は異種の一価置換または非置換の炭化水素基を表し、
p、q、r、sは0〜9の数であり、かつp、q、r、
sは3≦p+q+r+s≦10、かつ1≦p+q、かつ
1≦r+sを満足する数を表す。)で表される環状オリ
ゴシロキサンの製造方法であって、用いる金属アルコキ
シドの量が原料ポリシロキサンに対して0.01重量部
〜1.0重量部の範囲でありかつ反応温度が140℃〜
190℃の範囲である反応条件で反応を行なうか、ある
いは金属アルコキシドの量が原料ポリシロキサンに対し
て0.01重量部〜0.5重量部の範囲でありかつ反応
温度が140℃〜200℃の範囲である反応条件で反応
を行なうことによる環状オリゴシロキサンの製造方法
(請求項8)であり、下記一般式(IV)
R2は水酸基または一価の置換または非置換の炭化水素
基、R3は水素原子または一価の置換または非置換の炭
化水素基、R4は一価の置換または非置換の炭化水素基
を表し、kは4〜1000の数を表す。)で表される鎖
状ポリシロキサンと、下記一般式(VI)
炭化水素基、R7乃至R10は同種または異種の一価置換
または非置換の炭化水素基を表し、mは4〜1000の
数を表す。)で表される鎖状ポリシロキサンとを、金属
アルコキシドの存在下に加熱することを特徴とする、下
記一般式(IX)
たは非置換の炭化水素基を表し、p、rは1〜9の数で
あり、かつpおよびrは3≦p+r≦10を満足する数
を表す。)で表される環状オリゴシロキサンの製造方法
であって、用いる金属アルコキシドの量が原料ポリシロ
キサンに対して0.01重量部〜1.0重量部の範囲で
ありかつ反応温度が140℃〜190℃の範囲である反
応条件で反応を行なうか、あるいは金属アルコキシドの
量が原料ポリシロキサンに対して0.01重量部〜0.
5重量部の範囲でありかつ反応温度が140℃〜200
℃の範囲である反応条件で反応を行なうことによる環状
オリゴシロキサンの製造方法(請求項9)であり、前記
R1、R4、R5、R7、R8、R9、R10、R11、R12がメ
チル基、R2、R6は水酸基またはメチル基、R3は水素
原子またはメチル基である請求項8あるいは請求項9い
ずれか記載の環状オリゴシロキサンの製造方法(請求項
10)であり、前記金属アルコキシドがアルミニウムア
ルコキシド、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコ
キシド、スズアルコキシド、マグネシウムアルコキシ
ド、あるいは亜鉛のアルコキシドである請求項1乃至請
求項10いずれか記載の環状オリゴシロキサンの製造方
法(請求項11)であり、前記金属アルコキシドがアルミ
ニウムアルコキシドである請求項1乃至請求項10いず
れか記載の環状オリゴシロキサンの製造方法(請求項1
2)であり、減圧下で生成する環状オリゴシロキサンを
留去することによる請求項1乃至請求項12いずれか記
載の環状オリゴシロキサンの製造方法(請求項13)で
ある。
キサンのR1、前記一般式(IV)で表される鎖状ポリシ
ロキサンのR1および前記一般式(VI)で表される鎖状
ポリシロキサンのR7およびR8は一価の置換または非置
換の炭化水素基であり、炭化水素基の例としてはハロゲ
ン化アルキル基、アルキル基、シクロアルキル基、アル
ケニル基、シクロアルケニル基、あるいはアリール基等
が挙げられる。これらの内、好ましくはメチル基、エチ
ル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-
ブチル基、t-ブチル基、シクロヘキシル基、ビニル
基、フェニル基が挙げられ、さらに好ましくはメチル
基、フェニル基が挙げられる。最も好ましいものはメチ
ル基である。
キサンのR2、前記一般式(IV)で表される鎖状ポリシ
ロキサンのR2および前記一般式(VI)で表される鎖状
ポリシロキサンのR6は水酸基または一価の置換または
非置換の炭化水素基であり、一価置換または非置換の炭
化水素基の例は前記R1と同じである。
キサンのR3および前記一般式(IV)で表される鎖状ポ
リシロキサンのR3は水素原子または一価の置換または
非置換の炭化水素基であり、一価置換または非置換の炭
化水素基の例は前記R1と同じである。
キサンのR4、R6、前記一般式(II)で表される環状ポ
リシロキサンのR4、R6、前記一般式(III)で表され
る環状オリゴシロキサンのR4、R6、前記一般式(IV)
で表される鎖状オリゴシロキサンのR4、前記一般式
(V)で表される環状ポリシロキサンのR5、前記一般式
(VI)で表される鎖状ポリシロキサンR9、前記一般式
(VII)で表される環状ポリシロキサンのR11、前記一
般式(VIII)で表される環状オリゴシロキサンのR 4、
R5、R9、R11および前記一般式(IX)で表される環状
オリゴシロキサンのR4、R9は一価の置換または非置換
の炭化水素基であり、例は前記R1と同じである。ま
た、前記一般式(I)、(II)、(III)のR4、R6およ
び前記一般式(IV)、(V)、(VI)、(VII)、(VII
I)、(IX)のR4、R5、R9、R11はそれぞれ繰り返し
単位ごとに同一であっても異なっていても構わない。
キサンのR5、前記一般式(II)で表される環状ポリシ
ロキサンのR5、および前記一般式(III)で表される環
状オリゴシロキサンのR5、前記一般式(VI)で表され
る鎖状ポリシロキサンのR10、前記一般式(VII)で表
される環状ポリシロキサンのR12、前記一般式(VIII)
で表される環状オリゴシロキサンのR10、R12および前
記一般式(IX)で表される環状オリゴシロキサンのR10
は一価の置換または非置換の炭化水素基であり、炭化水
素基の例としてはアルキル基、シクロアルキル基、アル
ケニル基、シクロアルケニル基、あるいはアリール基等
が挙げられる。これらの内、好ましくはメチル基、エチ
ル基、CH2CH2X1で表される置換アルキル基(ここ
でいうX1はハロゲン原子、シアノ基、フェニル基、ア
ルコキシ基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボ
ニル基等の一価の有機基を表す。)、CH2CH(C
H3)X2で表される置換アルキル基(ここでいうX2は
ハロゲン原子、フェニル基、アルキルカルボニル基、ア
ルコキシカルボニル基等の一価の有機基を表す。)、C
H 2CH2CH2X3で表される置換アルキル基(ここでい
うX3はハロゲン原子、水酸基、置換あるいは非置換ア
ルコキシ基等の一価の有機基を表す。)、ビニル基、フ
ェニル基が挙げられる。また、前記一般式(I)、(I
I)、(III)のR5および前記一般式(VI)、(VII)、
(VIII)、(IX)のR10、R12はそれぞれ繰り返し単位
ごとに同一であっても異なっていても構わない。
キサンの具体例としては、 Me3SiO−(Me3SiO)x−SiMe3、Me3S
iO−(Ph2SiO)x−SiMe3、Me3SiO−
(MePhSiO)x−SiMe3、Me2PhSiO−
(Me2SiO)x−SiMe2Ph、MePh2SiO−
(Me2SiO)x−SiMePh2、Me2Si(OH)
O−(Me2SiO)x−SiMe2(OH)、Me3Si
O−(MeHSiO)x−SiMe3、Me2PhSiO
−(MeHSiO)x−SiMe2Ph、MeHSi(O
H)O−(MeHSiO)x−SiMe(OH)H、
(ここでいうxは4〜1000の数を表し、好ましくは
20〜500の数を表し、さらに好ましくは35〜20
0の数を表す。) Me3SiO−(MeSi(CH2CH2C6H4CH3)
O)5−(MeHSiO)5−SiMe3、MeHSi
(OH)O−(MeSi(CH2CH2C6H4CH3)
O)5−(MeHSiO)5−SiMe(OH)H、Me
3SiO−(Me2SiO) x−(MeHSiO)y−Si
Me3、Me3SiO−(MePhSiO)x−(MeH
SiO)y−SiMe3、Me3SiO−(MeSi(C
H2CH(CH3)C6H5)O)x−(MeHSiO)y−
SiMe3、Me3SiO−(MeSi(CH2CH2CH
2(OCH2CH2)nOMe)O)x−(MeHSiO)y−
SiMe3、(ここでいうx、yは4〜1000の数を
表し、好ましくはx+yが20〜500の数を表し、さ
らに好ましくはx+yが35〜200の数を表し、ま
た、ここでいうnは0または1〜100の数を表し、好
ましくは1〜20の数を表し、さらに好ましくは5〜1
0の数を表す。)等が挙げられる。
キサンの例としては、
し、好ましくはx+yが4〜100の数を表し、さらに
好ましくはx+yが4〜10の数を表し、また、ここで
いうnは0または1〜100の数を表し、好ましくは1
〜20の数を表し、さらに好ましくは5〜10の数を表
す。)等が挙げられる。
シロキサンの例としては、
+yが3〜10の数を表す。好ましくはx、yが0また
は1〜6の数を表し、x+yが3〜6の数を表す。より
好ましくはx、yが0または1〜4の数を表し、x+y
が4である。また、ここでいうnは0または1〜100
の数を表し、好ましくは1〜20の数を表し、さらに好
ましくは5〜10の数を表す。)等が挙げられる。
キサンの具体例としては、 Me3SiO−(MeHSiO)x−SiMe3、Me2P
hSiO−(MeHSiO)x−SiMe2Ph、MeH
Si(OH)O−(MeHSiO)x−SiMe(O
H)H、Me3SiO−(PhHSiO)x−SiM
e3、Me2PhSiO−(PhHSiO)x−SiMe2
Ph、MeHSi(OH)O−(PhHSiO) x−S
iMe(OH)H、(ここでいうxは4〜1000の数
を表し、好ましくは20〜500の数を表し、さらに好
ましくは35〜200の数を表す。)等が挙げられる。
キサンの例としては、
4〜100の数を表し、さらに好ましくは4〜10の数
を表す。)等が挙げられる。
キサンの例としては、 Me3SiO−(Me2SiO)x−SiMe3、Me3S
iO−(Ph2SiO)x−SiMe3、Me3SiO−
(MePhSiO)x−SiMe3、Me2PhSiO−
(Me2SiO)x−SiMe2Ph、MePh2SiO−
(Me2SiO)x−SiMePh2、Me2Si(OH)
O−(Me2SiO)x−SiMe2(OH)、Me3Si
O−(MeSi(CH2CH2CH2(OCH2CH2)nO
Me)O)x−SiMe3(ここでいうxは4〜1000
の数を表し、好ましくは20〜500の数を表し、さら
に好ましくは35〜200の数を表し、また、ここでい
うnは0または1〜100の数を表し、好ましくは1〜
20の数を表し、さらに好ましくは5〜10の数を表
す。)等が挙げられる。
ロキサンの具体例としては、
4〜100の数を表し、さらに好ましくは4〜10の数
を表し、また、ここでいうnは0または1〜100の数
を表し、好ましくは1〜20の数を表し、さらに好まし
くは5〜10の数を表す。)等が挙げられる。
X)で表される環状オリゴシロキサンの例としては、
10の数を表す。好ましくはx、yが1〜5の数を表
し、x+yが3〜6の数を表す。より好ましくはx、y
が1〜3dの数を表し、x+yが4である。また、ここ
でいうnは0または1〜100の数を表し、好ましくは
1〜20の数を表し、さらに好ましくは5〜10の数を
表す。)等が挙げられる。
ドは例えば下記一般式(X)
り、炭化水素基の例としては前記一般式(I)のR1に
同じであり、Y1およびY2は炭素数が1〜8のアルキル
基、アリール基、あるいはアルコキシ基、Mは2価乃至
4価の金属元素で表され、rおよびsは0、1、2、
3、4であり、r+sは2乃至4である)で表すことが
できる。これらのうち、好ましくはMがAl、Ti、Z
r、Sn、Mg、Znである金属アルコキシドが用いら
れ、さらに好ましくはMがAl、Ti、Zrである金属
アルコキシドが用いられ、最も好ましくはアルミニウム
アルコキシドが用いられる。
トキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミ
ニウムトリブトキシド、アルミニウムトリ第2ブトキシ
ド、アルミニウムジイソプロポキシ第2ブトキシド、ア
ルミニウムジイソプロポキシアセチルアセトナート、ア
ルミニウムジ第2ブトキシアセチルアセトナート、アル
ミニウムジイソプロポキシエチルアセトアセタート、ア
ルミニウムジ第2ブトキシエチルアセトアセタート、ア
ルミニウムトリスアセチルアセトナート、アルミニウム
トリスエチルアセトアセタート、アルミニウムアセチル
アセトナートビスエチルアセトアセタート、チタンテト
ラエトキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタン
テトラブトキシド、チタンジイソプロポキシビスアセチ
ルアセトナート、チタンジイソプロポキシビスエチルア
セトアセタート、チタンテトラ2―エチルヘキシルオキ
シド、チタンジイソプロポキシビス(2―エチル−1、
3−ヘキサンジオラート)、チタンジブトキシビス(ト
リエタノールアミナート)、ジルコニウムテトラブトキ
シド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニ
ウムテトラメトキシド、ジルコニウムトリブトキシドモ
ノアセチルアセトナート、ジルコニウムジブトキシドビ
スアセチルアセトナート、ジルコニウムブトキシドトリ
スアセチルアセトナート、ジルコニウムテトラアセチル
アセトナート、ジルコニウムトリブトキシドモノエチル
アセトアセタート、ジルコニウムジブトキシドビスエチ
ルアセトアセタート、ジルコニウムブトキシドトリスエ
チルアセトアセタート、ジルコニウムテトラエチルアセ
トアセタート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルス
ズジオクトエート、ジブチルスズジラウレート、ジブチ
ルスズビスアセチルアセトナート、ジブチルスズビスエ
チルアセトアセテート、スズ(II)ジアセテート、スズ
(II)ジオクトエート、スズ(II)ジラウレート、スズ
(II)ビスアセチルアセトナート、スズ(II)ビスエチ
ルアセトアセテート、亜鉛ジアセテート、マグネシウム
ジアセテート、マグネシウムジメトキシド、マグネシウ
ムジエトキシド等である。その他、環状の1、3、5―
トリイソプロポキシシクロトリアルミノキサン等も使用
することもできる。これらのうち好ましくはアルミニウ
ムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリ第2ブトキ
シド、アルミニウムジイソプロポキシエチルアセトアセ
タート、アルミニウムジ第2ブトキシエチルアセトアセ
タート、アルミニウムトリスアセチルアセトナート、チ
タンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシ
ド、ジルコニウムテトラブトキシドが用いられる。もっ
とも好ましいものはアルミニウムトリイソプロポキシド
である。
も良いし、任意の割合で組み合わせて用いても良い。
および反応温度は、金属アルコキシドの量が原料ポリシ
ロキサンに対して0.01重量部〜1.0重量部の範囲
でありかつ反応温度が140℃〜190℃の範囲か、あ
るいは金属アルコキシドの量が原料ポリシロキサンに対
して0.01重量部〜0.5重量部の範囲でありかつ反
応温度が140℃〜200℃の範囲であれば、反応速度
等に応じ種々選択できるが、反応性が高くかつよりゲル
化を抑えるために好ましくは金属アルコキシドの量が原
料ポリシロキサンに対して0.05重量部〜0.5重量
部の範囲でありかつ反応温度が140℃〜190℃の範
囲、さらに好ましくは金属アルコキシドの量が原料ポリ
シロキサンに対して0.05重量部〜0.2重量部の範
囲でありかつ反応温度が140℃〜190℃の範囲を選
択することができる。
することが可能であるが、生成物を逐次留去して比較的
低温で反応を効率よく進めるためには減圧下に行うこと
が好ましい。この場合例えば10〜300mmHgの減
圧下に反応を実施できる。
の目的に応じ適切な溶媒あるいは添加剤を使用すること
ができる。溶媒としては金属アルコキシドあるいはヒド
ロシリル基等と化学的な反応性を有さず、生成する環状
オリゴシロキサンよりも沸点の高いものを用いることが
できる。溶媒の具体例としては、ノナン、デカン、ドデ
カン、オクタデカン、デカヒドロナフタレン等の脂肪族
飽和炭化水素類、デセン、デカジエン、ジペンテン等の
脂肪族不飽和炭化水素類、メシチレン、ジエチルベンゼ
ン、クメン、ジフェニル、テトラヒドロナフタレン、ジ
フェニルベンゼン(およびその水素化物)、2,2'-ジメチ
ルビベンジル、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化
水素類、ミネラルオイル等のオイル類、ジクロロベンゼ
ン等のハロゲン化炭化水素類、ジフェニルエーテル、ジ
エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリ
コールジブチルエーテル等のエーテル類、アセトフェノ
ン等のケトン類等を挙げることができる。これらの溶媒
は単独で用いてもよいし混合物で用いてもよい。
観点から、原料と相溶性を有するものが好ましい。
が、例えば原料に対して10〜200重量部、さらに好
ましくは50から100重量部が用いられる。
収して再使用することもできる。
シロキサン類を用いることもできる。具体例としては、
ヘキサエチルジシロキサン、1,3-ジフェニル-1,1,3,3-
テトラメチルジシロキサン、1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチ
ルトリシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、1,3,
3,5-テトラメチル-1,1,5,5-テトラフェニルトリシロキ
サン等が挙げられる。これらのジシロキサンあるいはト
リシロキサン類は単独で用いてもよいし混合物で用いて
もよい。
使用量としては特に限定されないが、例えば原料に対し
て0.1〜20重量部、さらに好ましくは1から10重
量部が用いられる。
できる。具体例としては、ヘキサノール、オクタノー
ル、2-エチルヘキシルルアルコール、ラウリルアルコー
ル、ステアリルアルコール、シクロヘキシルアルコール
等の脂肪族アルコール類、ベンジルアルコール、フェネ
チルアルコール、3-フェニル-1-プロパノール等の芳香
族アルコール類等が挙げられる。これらのアルコール類
は単独で用いてもよいし混合物で用いてもよい。
れないが、例えば原料に対して0.1〜20重量部、さ
らに好ましくは0.5から10重量部が用いられる。
酸エステル類あるいはオルトエステル類も用いることが
できる。具体例としては、前記添加剤として用いること
ができるアルコール類として例示したアルコール類の蟻
酸、酢酸、プロピオン酸、安息香酸等のエステル類ある
いはオルトエステル類が挙げられる。これらのカルボン
酸エステル類あるいはオルトエステル類は単独で用いて
もよいし混合物で用いてもよい。
テル類の使用量としては特に限定されないが、例えば原
料に対して0.1〜20重量部、さらに好ましくは0.
5から10重量部が用いられる。
を効率良く進行させるために、反応により得ようとする
環状オリゴシロキサンの沸点より高い沸点を有するもの
が好ましく、さらに反応により得ようとする環状オリゴ
シロキサンの沸点より常圧で10℃以上高い沸点を有する
ものがより好ましい。
始前、あるいは開始時から全量添加してもよいが、反応
の釜効率を良くするため、使用する溶媒の一部あるいは
全量を反応途中で逐次あるいは一括で添加しても良い。
を少量共存させても本件の実施は可能であるが、アルコ
キシシランの添加量が多いほど目的とするシクロシロキ
サンの収率が低下するので、実用性が低くなる。
アルコキシドを混合加熱し反応させた後生成物を蒸留等
により精製することもできるし、反応進行中に生成物を
逐次留去しながら反応を行うこともできる。副反応を抑
制するためには、生成物を逐次留去しながら反応を行う
ことが望ましい。 生成物を留去する場合には必要に応
じ各種充填塔などの精留塔を使用することができる。精
留塔を用いた場合には製品の純度を高くすることができ
る。
部を留去して得られる反応残さに原料であるポリシロキ
サンを追加してさらに反応を継続するセミ連続法や、生
成する環状オリゴシロキサンの留去と原料であるポリシ
ロキサンの追加を同時に行ないながら反応を実施するセ
ミ連続あるいは連続法によって製造を行なうこともでき
る。
は環状のポリシロキサンから低分子量の環状オリゴシロ
キサンを製造することができるが、逆に低分子量体を高
分子量体へと変換することもできる。
明する。ただし、本発明は下記の実施例に限定されるも
のではない。
0cm)つきの留出管、および留出物の捕集器を備えた
200mLの三首丸底フラスコを、トラップを通じて減
圧ポンプに接続した。フラスコ中にMe3SiO−(M
eHSiO)40−SiMe3で表される両末端トリメチ
ルシリルポリメチルハイドロジェンシロキサン150
g、およびアルミニウムトリイソプロポキシド0.15
g(0.1重量部)を入れ、常圧にて150℃の油浴中で
1時間加熱した。つづいてフラスコを170〜190℃
の油浴中で加熱しながら系を50mmHgの減圧度に保
ち、留出温度50〜60℃で留出する留分を12時間に
わたって回収して、136g(回収率91%)の1,3,
5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンを主成分
として含む留分を得た。残さは白濁した液状物であっ
た。
m)つきの留出管、および留出物の捕集器を備えた20
0mlの三首丸底フラスコを、トラップを通じて減圧ポ
ンプに接続した。フラスコ中にMe3SiO−(MeH
SiO)40−SiMe3で表される両末端トリメチルシ
リルポリメチルハイドロジェンシロキサン150g、お
よびアルミニウムトリイソプロポキシド0.75g(0.
5重量部)を入れ、常圧にて150℃の油浴中で1時間
加熱した。つづいてフラスコを170〜190℃の油浴
中で加熱しながら系を50mmHgの減圧度に保ち、留
出温度50〜60℃で留出する留分を7時間にわたって
回収して、135g(回収率90%)の1,3,5,7
−テトラメチルシクロテトラシロキサンを主成分として
含む留分を得た。残さは白濁した液状物であった。
m)つきの留出管、および留出物の捕集器を備えた20
0mlの三首丸底フラスコを、トラップを通じて減圧ポ
ンプに接続した。フラスコ中にMe3SiO−(MeH
SiO)40−SiMe3で表される両末端トリメチルシ
リルポリメチルハイドロジェンシロキサン150g、お
よびアルミニウムトリイソプロポキシド0.15g(0.
1重量部)を入れ、常圧にて170℃の油浴中で1時間
加熱した。つづいてフラスコを190〜200℃の油浴
中で加熱しながら系を50mmHgの減圧度に保ち、留
出温度50〜60℃で留出する留分を6時間にわたって
回収して、135g(回収率90%)の1,3,5,7
−テトラメチルシクロテトラシロキサンを主成分として
含む留分を得た。残さは白濁した液状物であった。
m)つきの留出管、および留出物の捕集器を備えた20
0mlの三首丸底フラスコを、トラップを通じて減圧ポ
ンプに接続した。フラスコ中にMe3SiO−(MeH
SiO)40−SiMe3で表される両末端トリメチルシ
リルポリメチルハイドロジェンシロキサン150g、お
よびアルミニウムトリイソプロポキシド1.50g
(1.0重量部)を入れ、常圧にて150℃の油浴中で1
時間加熱した。つづいてフラスコを170〜190℃の
油浴中で加熱しながら系を50mmHgの減圧度に保
ち、留出温度50〜60℃で留出する留分を5時間にわ
たって回収して、123g(回収率82%)の1,3,
5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンを主成分
として含む留分を得た。残さは白濁した液状物であっ
た。
m)つきの留出管、および留出物の捕集器を備えた20
0mlの三首丸底フラスコを、トラップを通じて減圧ポ
ンプに接続した。フラスコ中にMe3SiO−(MeH
SiO)40−SiMe3で表される両末端トリメチルシ
リルポリメチルハイドロジェンシロキサン150g、お
よびアルミニウムトリイソプロポキシド1.50g
(1.0重量部)を入れ、常圧にて170℃の油浴中で1
時間加熱した。つづいてフラスコを190〜200℃の
油浴中で加熱しながら系を50mmHgの減圧度に保
ち、留出温度50〜60℃で留出する留分を4時間にわ
たって回収して、111g(回収率74%)の1,3,
5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンを主成分
として含む留分を得た。残さは39gのゲルであった。
m)つきの留出管、および留出物の捕集器を備えた20
0mlの三首丸底フラスコを、トラップを通じて減圧ポ
ンプに接続した。フラスコ中にMe3SiO−(MeH
SiO)40−SiMe3で表される両末端トリメチルシ
リルポリメチルハイドロジェンシロキサン150g、お
よびアルミニウムトリイソプロポキシド7.50g(5.
0重量部)を入れ、常圧にて150℃の油浴中で1時間
加熱した。つづいてフラスコを170〜190℃の油浴
中で加熱しながら系を50mmHgの減圧度に保ち、留
出温度50〜62℃で留出する留分を1時間にわたって
回収して、69g(回収率46%)の1,3,5,7−
テトラメチルシクロテトラシロキサンを主成分として含
む留分を得た。残さは81gのゲルであった。
を使用して、中性条件かつ比較的低温という平易な条件
で反応を実施でき、金属アルコキシドの量、反応温度を
的確に設定することで反応系のゲル化をともわなず、高
い回収率で環状オリゴシロキサンを製造することができ
る。
Claims (13)
- 【請求項1】鎖状あるいは環状のポリシロキサンを金属
アルコキシドの存在下に加熱することを特徴とする環状
オリゴシロキサンの製造方法であって、用いる金属アル
コキシドの量が原料ポリシロキサンに対して0.01重
量部〜1.0重量部の範囲でありかつ反応温度が140
℃〜190℃の範囲である反応条件で反応を行なうか、
あるいは金属アルコキシドの量が原料ポリシロキサンに
対して0.01重量部〜0.5重量部の範囲でありかつ
反応温度が140℃〜200℃の範囲である反応条件で
反応を行なうことによる環状オリゴシロキサンの製造方
法。 - 【請求項2】下記一般式(I) 【化1】 (式中、R1は一価の置換または非置換の炭化水素基、
R2は水酸基または一価の置換または非置換の炭化水素
基、R3は水素原子または一価の置換または非置換の炭
化水素基、R4乃至R6は同種または異種の一価置換また
は非置換の炭化水素基を表し、kおよびlはそれぞれ独
立に0または1〜1000の数であり、かつkおよびl
は4≦k+l≦1000を満足する数を表す。)で表さ
れる鎖状ポリシロキサンおよび/または下記一般式(I
I) 【化2】 (式中、R4乃至R6は同種または異種の一価置換または
非置換の炭化水素基を表し、mおよびnはそれぞれ独立
に0または1〜1000の数であり、かつmおよびnは
3≦m+n≦1000を満足する数を表す。)で表され
る環状ポリシロキサンを金属アルコキシドの存在下に加
熱することを特徴とする、下記一般式(III) 【化3】 (式中、R4乃至R6は同種または異種の一価置換または
非置換の炭化水素基を表し、pおよびqはそれぞれ独立
に0または1〜10の数であり、かつpおよびqは3≦
p+q≦10を満足する数を表す。)で表される環状ポ
リシロキサンの製造方法であって、用いる金属アルコキ
シドの量が原料ポリシロキサンに対して0.01重量部
〜1.0重量部の範囲でありかつ反応温度が140℃〜
190℃の範囲である反応条件で反応を行なうか、ある
いは金属アルコキシドの量が原料ポリシロキサンに対し
て0.01重量部〜0.5重量部の範囲でありかつ反応
温度が140℃〜200℃の範囲である反応条件で反応
を行なうことによる環状オリゴシロキサンの製造方法。 - 【請求項3】前記kおよびmがそれぞれ独立に0または
1〜999の数であり、かつ前記lおよびnがそれぞれ
独立に1〜1000の数であり、かつ前記pが0または
1〜9の数であり、かつ前記qが1〜10の数である請
求項2記載の環状オリゴシロキサンの製造方法。 - 【請求項4】前記k、l、m、n、p、qが5≦m+n
≦1000かつp+q<k+lかつp+q<m+nを満
足する数である請求項3記載の環状オリゴシロキサンの
製造方法。 - 【請求項5】前記R1、R4およびR6がメチル基、R2は
水酸基またはメチル基、R3は水素原子またはメチル基
である請求項2乃至請求項4いずれか記載の環状オリゴ
シロキサンの製造方法。 - 【請求項6】前記k、l、m、n、p、qがk<lかつ
m<nかつp<qである請求項2乃至請求項5いずれか
記載の環状オリゴシロキサンの製造方法。 - 【請求項7】k=m=p=0である請求項3乃至請求項
5いずれか記載の環状オリゴシロキサン製造方法。 - 【請求項8】[1]下記一般式(IV) 【化4】 (式中、R1は一価の置換または非置換の炭化水素基、
R2は水酸基または一価の置換または非置換の炭化水素
基、R3は水素原子または一価の置換または非置換の炭
化水素基、R4は一価の置換または非置換の炭化水素基
を表し、kは4〜1000の数を表す。)で表される鎖
状ポリシロキサンおよび/または下記一般式(V) 【化5】 (式中、R5は同種または異種の一価置換または非置換
の炭化水素基を表し、lは4〜1000の数を表す。)
で表される環状ポリシロキサンで構成されるポリシロキ
サン成分と、[2]下記一般式(VI) 【化6】 (式中、R6は水酸基または一価の置換または非置換の
炭化水素基、R7乃至R10は同種または異種の一価置換
または非置換の炭化水素基を表し、mは4〜1000の
数を表す。)で表される鎖状ポリシロキサンおよび/ま
たは下記一般式(VII) 【化7】 (式中、R11、R12は同種または異種の一価置換または
非置換の炭化水素基を表し、nは4〜1000の数を表
す。)で表される環状ポリシロキサンで構成されるポリ
シロキサン成分とを、金属アルコキシドの存在下に加熱
することを特徴とする、下記一般式(VIII) 【化8】 (式中、R4、R5、R9、R10、R11、R12は同種また
は異種の一価置換または非置換の炭化水素基を表し、
p、q、r、sは0〜9の数であり、かつp、q、r、
sは3≦p+q+r+s≦10、かつ1≦p+q、かつ
1≦r+sを満足する数を表す。)で表される環状オリ
ゴシロキサンの製造方法であって、用いる金属アルコキ
シドの量が原料ポリシロキサンに対して0.01重量部
〜1.0重量部の範囲でありかつ反応温度が140℃〜
190℃の範囲である反応条件で反応を行なうか、ある
いは金属アルコキシドの量が原料ポリシロキサンに対し
て0.01重量部〜0.5重量部の範囲でありかつ反応
温度が140℃〜200℃の範囲である反応条件で反応
を行なうことによる環状オリゴシロキサンの製造方法。 - 【請求項9】下記一般式(IV) 【化9】 (式中、R1は一価の置換または非置換の炭化水素基、
R2は水酸基または一価の置換または非置換の炭化水素
基、R3は水素原子または一価の置換または非置換の炭
化水素基、R4は一価の置換または非置換の炭化水素基
を表し、kは4〜1000の数を表す。)で表される鎖
状ポリシロキサンと、下記一般式(VI) 【化10】 (式中、R6は水酸基または一価の置換または非置換の
炭化水素基、R7乃至R10は同種または異種の一価置換
または非置換の炭化水素基を表し、mは4〜1000の
数を表す。)で表される鎖状ポリシロキサンとを、金属
アルコキシドの存在下に加熱することを特徴とする、下
記一般式(IX) 【化11】 (式中、R4、R9、R10は同種または異種の一価置換ま
たは非置換の炭化水素基を表し、p、rは1〜9の数で
あり、かつpおよびrは3≦p+r≦10を満足する数
を表す。)で表される環状オリゴシロキサンの製造方法
であって、用いる金属アルコキシドの量が原料ポリシロ
キサンに対して0.01重量部〜1.0重量部の範囲で
ありかつ反応温度が140℃〜190℃の範囲である反
応条件で反応を行なうか、あるいは金属アルコキシドの
量が原料ポリシロキサンに対して0.01重量部〜0.
5重量部の範囲でありかつ反応温度が140℃〜200
℃の範囲である反応条件で反応を行なうことによる環状
オリゴシロキサンの製造方法。 - 【請求項10】前記R1、R4、R5、R7、R8、R9、R
10、R11、R12がメチル基、R2、R6は水酸基またはメ
チル基、R3は水素原子またはメチル基である請求項8
あるいは請求項9いずれか記載の環状オリゴシロキサン
の製造方法。 - 【請求項11】前記金属アルコキシドがアルミニウムア
ルコキシド、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコ
キシド、スズアルコキシド、マグネシウムアルコキシ
ド、あるいは亜鉛のアルコキシドである請求項1乃至請
求項10いずれか記載の環状オリゴシロキサンの製造方
法。 - 【請求項12】前記金属アルコキシドがアルミニウムア
ルコキシドである請求項1乃至請求項10いずれか記載
の環状オリゴシロキサンの製造方法。 - 【請求項13】減圧下で生成する環状オリゴシロキサン
を留去することによる請求項1乃至請求項12いずれか
記載の環状オリゴシロキサンの製造方法。
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---|---|---|---|
JP34477498A JP3816683B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 環状オリゴシロキサンの製造方法 |
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JP34477498A JP3816683B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 環状オリゴシロキサンの製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000169488A true JP2000169488A (ja) | 2000-06-20 |
JP3816683B2 JP3816683B2 (ja) | 2006-08-30 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP34477498A Expired - Lifetime JP3816683B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 環状オリゴシロキサンの製造方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7678871B2 (en) | 2005-03-30 | 2010-03-16 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Preparation of cyclic oligosiloxane |
CN115135698A (zh) * | 2020-02-21 | 2022-09-30 | 信越化学工业株式会社 | 环状聚硅氧烷的制造方法 |
-
1998
- 1998-12-04 JP JP34477498A patent/JP3816683B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7678871B2 (en) | 2005-03-30 | 2010-03-16 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Preparation of cyclic oligosiloxane |
CN115135698A (zh) * | 2020-02-21 | 2022-09-30 | 信越化学工业株式会社 | 环状聚硅氧烷的制造方法 |
CN115135698B (zh) * | 2020-02-21 | 2024-04-26 | 信越化学工业株式会社 | 环状聚硅氧烷的制造方法 |
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---|---|
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