JP2000198848A - 触媒組成物の作製方法 - Google Patents
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Abstract
スホニトリルを作製する。 【解決手段】 不活性非塩素化溶媒中で、冷却下に、P
X5およびジシラザンを反応させる第1工程および該反
応混合物を、ハロゲン化ホスホニトリルを製造するに充
分な時間、少なくとも50℃まで加熱する第2工程を含
むことを特徴とする、式:(X(PX2=N)aPX3)+A-
(式中、Xはハロゲンを示し、AはXまたは(PX6)-
を示し、さらに、aは1〜9の整数である)を有する。
Description
法、特にハロゲン化ホスホニトリル触媒組成物を作製す
る方法に関する。
合反応によりオルガノポリシロキサンを調製するに際し
て、触媒として使用することが当該分野で周知である。
例えば、英国特許明細書第765,744 号には、液状オルガ
ノシロキサン重合のための好ましいハロゲン化ホスホニ
トリルとして、式:(PNCl2)n(式中、nは少なく
とも3、最も好ましくは3〜6の整数である)で示され
る重合性クロライドを使用することが開示され、また、
英国特許明細書第910,513 号には、安定化高粘性オルガ
ノポリシロキサン油の製造法に使用するハロゲン化ホス
ホニトリル触媒が開示される。オルガノポリシロキサン
重合のための触媒として、当該分野で特に好ましいもの
は、式:(X(PX2=N)aPX3)+X-、または式:(X
(PX2=N)aPX3)+(PX6)-(式中、Xはハロゲン、
好ましくは塩素であり、およびaは1〜9の整数、好ま
しくは2である)のハロゲン化ホスホニトリル化合物で
ある。最も一般的に使用される、これら後者ハロゲン化
ホスホニトリル触媒を作製する方法は、米国特許第3,83
9,388 号に開示され、該方法は高沸点塩素化溶媒、例え
ば、トリクロロベンゼン、ジクロロベンゼンまたは1,
1,2,2−テトラクロロエタン中で、五塩化リンを塩
化アンモニウムと反応させることを含む。
うな塩素化溶媒の使用は、その毒性およびオゾン消耗を
誘因する能力から、ますます受け入れられなくなってお
り、問題は線状ハロゲン化ホスホニトリルは大抵の他の
通常の有機溶媒への溶解性が非常に低いとの事実とから
みあっている。それゆえ、塩素化溶媒を使用しないで線
状ハロゲン化ホスホニトリルを得る別な方法が必要とさ
れている。
ロキサンの調製に使用する触媒として有用であるハロゲ
ン化ホスホニトリル化合物への経路であって、塩素化溶
媒を使用しない経路を見出した。
む(comprises) 」との語は、「含む(includes)」、「包
含する(comprehends)」および「成る(consists of) 」
との概念を意味し、かつ包含するとのそのもっとも広い
意義をもって使用される。
却下に、PX5およびジシラザンを反応させる第1工程
と、ハロゲン化ホスホニトリルを製造するに充分な時
間、少なくとも50℃まで該反応混合物を加熱する第2
工程と、を含む、式:(X(PX2=N)aPX3)+A-(式
中、Xはハロゲンを示し、AはXまたは(PX6)-を示
し、さらに、aは1〜9の整数である)のハロゲン化ホ
スホニトリルを作製する方法が提供される。
種を製造する米国特許第3,839,388号の先行技術方法に
比べて、実質的に線状ハロゲン化ホスホニトリル種のみ
を製造することに利点を有する。環状ハロゲン化ホスホ
ニトリルは、オルガノポリシロキサンを重合する触媒と
して実質的に不活性であり、したがって、反応生成物と
しては望ましくない。本発明の方法は上記式を有する線
状ハロゲン化ホスホニトリル種の混合物を製造し、生成
物の大部分はa=1〜3を有し、より高い種、すなわ
ち、a>3は少量である。オルガノポリシロキサンを重
合する触媒として最も有効なハロゲン化ホスホニトリル
は、a=2または3のものである。
は式:R3SiNHSiR3(式中、基Rはそれぞれ独立
してアルキル基、好ましくはC1〜C6のアルキル基、よ
り好ましくはメチル基、アルケニル基、例えば、ビニル
またはヘキセニル基、または水素原子である)を有して
いてもよい。好ましいジシラザンはヘキサメチルジシラ
ザンである。
シラザンとの反応は、該反応が発熱反応であることか
ら、冷却下で実施される。好ましくは、該反応は0℃以
下、例えば、塩または固体CO2で冷却しながら、また
は冷蔵再循環式冷却浴を使用して実施される。不活性非
塩素化溶媒はPX5とジシラザンとの反応を阻害しない
溶媒、例えば炭化水素などの非官能性溶媒であれば、い
かなるものであってもよい。好適な溶媒としてはトルエ
ン、ヘプタン、キシレンおよびシクロヘキサンが挙げら
れ、トルエンが好ましい。
調製された反応混合物を50℃以上の温度、例えば、溶
媒還流下に加熱する。ハロゲン化ホスホニトリル生成物
を製造するに要する時間は、その反応条件に依存してい
る。しかしながら、通常の条件は1〜4時間、溶媒の還
流下に加熱することである。ハロゲン化ホスホニトリル
生成物は、該反応混合物から容易に除去可能である溶媒
から分離する。
可溶性を増加させ、取扱いを容易にし、さらに湿分感受
性を減少させるために、これらをさらに、式:((CH3)
2SiO)b(ヨ−ロッパ特許第0305737号に開示の方法参
照) (式中、bは3〜6の整数(例えば、ヘキサメチル
シクロトリシロキサンまたはオクタメチルシクロテトラ
シロキサン)、好ましくは3である)のシクロシロキサ
ンと反応させて、式:Z−((CH3)2SiO)b−Z(式
中、ZはXまたは基:OPX2(NPX2)aNPX2−であ
り、さらにXおよびaは上記したものである)の線状化
合物を得てもよい。該シクロシロキサンは上記した第1
および第2工程の実施により生成した反応混合物と単に
混合し、さらに、好ましくは溶媒の還流下に加熱しても
よい。該反応は化合物の混合物を製造し、その内のある
ものは、両末端基ZにXを有し、あるものは両末端基に
基:OPX2(NPX2)aNPX2−を有し、あるものは、
片方の末端基にXを、他方にOPX2(NPX2)aNPX2
−を有する。触媒的活性種は、少なくとも1つのホスホ
ニトリル末端基、すなわち、少なくとも1つの末端基Z
にOPX2(NPX2)aNPX2−を有する。ハロゲン化ホ
スホニトリル含有種は、いくつかの有機溶媒、例えば、
エチレングリコールジアセテートに可溶性であり、この
特定の溶媒はハロゲン化ホスホニトリル含有種に対して
不活性であり、さらにシロキサンに非常に可溶性である
との利点を有する。該ハロゲン化ホスホニトリル含有種
をエチレングリコールジアセテートに溶解して得られる
溶液は、長期に安定であり、溶解したハロゲン化ホスホ
ニトリル含有種は数ケ月間も触媒活性を保持することが
できる。上記した反応は、以下のように概略的に表され
得る。
する。比較例 4.83g(29.94ミリモル)のヘキサメチルジシ
ラザン(HMDZ)を、9.56g(46.4ミリモ
ル)のPCl5および50mlの無水トルエンを入れた
100mlフラスコに加えた。この混合物を窒素雰囲気
下に2時間、還流下に加熱した。反応生成物は2相、す
なわち上部無色液体相と下部黄色固体相を示した。上部
液体相は蒸留により除去した。固体相について31P N
MRを調べ、所望の線状塩化ホスホニトリル種:(Cl
(PNCl2=N)aPCl3)+A-(式中、AはCl-およ
び(PCl6)-の混合物である)は、a=1が2%モ
ル、a=2が23%モル、a=3が37%モル、および
a≧4が12%モルの量で、環状物10%モルとともに
存在することを確認した。
mlのトルエンをフラスコ中で混合し、4.50g(2
7.92ミリモル)のHMDZを滴下して添加する前
に、これを、固体二酸化炭素を使用して冷却した。次い
で、このフラスコを室温まで加温し、2時間の還流下に
加熱する前に、20分間放置した。生成物は黄色で透明
な液体相と黄色固体相を有していた。溶媒を除去して、
黄色固体を残し、冷却により結晶化させた。31P NM
Rを調べ、線状塩化ホスホニトリル種:(Cl(PNC
l2=N)aPCl3)+A-(式中、AはCl-および(PC
l6)-の混合物である)は、a=1が2%モル、a=2
が18%モル、a=3が40%モル、およびa≧4が2
6%モルの量で、環状物1%モルとともに存在すること
を確認した。
び250mlのトルエンをフラスコ中で混合し、31.
17g(193.14ミリモル)のHMDZを滴下して
添加する前に、これを、固体二酸化炭素を使用して冷却
した。その添加後、このフラスコを室温まで加温し、2
時間の還流下に加熱する前に、10分間放置した。生成
物は透明な液体トルエン相と黄色液体塩化ホスホニトリ
ル含有相を示した。トルエンを除去し、黄色生成物を結
晶化させて、31P NMRにより分析した。生成物は、
線状塩化ホスホニトリル種:(Cl(PNCl2=N)aP
Cl3)+A-(式中、AはCl-および(PCl6)-の混合
物である)を、a=1が2%モル、a=2が15%モ
ル、a=3が39%モル、およびa≧4が22.9%モ
ルの量で、環状物1%モルとともに含んでいた。次い
で、15mlのトルエンに25.58g(115.2ミ
リモル)の無水D 3を溶かした溶液をフラスコに加え、
反応を15時間、一夜、還流下に続けた。次いで、トル
エンを除去して、黄色液体を残し、31Pおよび29Si
NMRにより分析した。これらの調査は、OCl2PN
PCl2NPCl2OSi−基の存在を示した。
Claims (9)
- 【請求項1】 式:(X(PX2=N)aPX3)+A
-(式中、Xはハロゲンを示し、AはXまたは(PX6)
-を示し、さらに、aは1〜9の整数である)のハロゲ
ン化ホスホニトリルの作製方法であって、不活性非塩素
化溶媒中で、冷却下に、PX5およびジシラザンを反応
させる第1工程と、ハロゲン化ホスホニトリルを製造す
るに充分な時間、少なくとも50℃まで該反応混合物を
加熱する第2工程と、を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 さらに、前記ジシラザンはヘキサメチル
ジシラザンであることを特徴とする請求項1記載の方
法。 - 【請求項3】 さらに、前記Xは塩素であることを特徴
とする請求項1または2記載の方法。 - 【請求項4】 さらに、前記第1工程は0℃以下の温度
で行うことを特徴とする請求項1、2または3記載の方
法。 - 【請求項5】 さらに、前記第2工程は前記溶媒の還流
下に行うことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいず
れか1項に記載の方法。 - 【請求項6】 さらに、前記溶媒はトルエンである請求
項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項7】 さらに、前記第2工程により得られた反
応混合物へ、式:((CH3)2SiO)b(式中、bは
3〜6の整数である)のシクロシロキサンを添加して、
式:Z−((CH3)2SiO)b−Z(式中、ZはXま
たは基:OPX2(NPX2)aNPX2−である)のハロ
ゲン化ホスホニトリル含有種を生成する第3工程を含
み、該ハロゲン化ホスホニトリル含有種は、式:OPX
2(NPX2)aNPX2−の基を少なくとも1つ有する、
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項8】 さらに、前記シクロシロキサンは、実質
的にヘキサメチルシクロトリシロキサンからなることを
特徴とする請求項7記載の方法。 - 【請求項9】 さらに、前記ハロゲン化ホスホニトリル
含有種は、エチレングリコールジアセテート中に溶解さ
れていることを特徴とする請求項7または8記載の方
法。
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