JP2002037792A - 有機ケイ素化合物の製造方法およびその精製方法 - Google Patents

有機ケイ素化合物の製造方法およびその精製方法

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JP2002037792A
JP2002037792A JP2000222487A JP2000222487A JP2002037792A JP 2002037792 A JP2002037792 A JP 2002037792A JP 2000222487 A JP2000222487 A JP 2000222487A JP 2000222487 A JP2000222487 A JP 2000222487A JP 2002037792 A JP2002037792 A JP 2002037792A
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organosilicon compound
silane coupling
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Katsuyoshi Tsuchiya
勝義 土屋
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JNC Corp
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Chisso Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】白濁現象の原因物質とシランカップリング化合
物とを含有する組成物から容易に効率よく原因物質を除
く精製方法、および原因物質を含まないシランカップリ
ング化合物含有液を容易に効率よく製造する方法の提
供。 【解決手段】一般式2の白濁現象の原因物質と一般式1
のシランカップリング化合物とを含有する液体に水を添
加し、次いで該液体を蒸留し留出液を得る。 (nは0〜2の整数、Rはメチルまたはエチル基、R
はメトキシまたはエトキシ基、Rは水素またはメチ
ル基である。) (mは0または1、Rはメチルまたはエチル基、R
はメトキシまたはエトキシ基である。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は有機ケイ素化合物の
製造方法およびその精製方法に関する。
【0002】
【従来の技術】分子内に無機物と反応する加水分解基と
有機官能基とを有する化合物である下記一般式(1)で
表される有機ケイ素化合物(以下「シランカップリング
化合物」と記述する。)は、有機重合体と無機材料表面
とを化学的に結合させることができることから、有機重
合体と無機材料との複合材料における物理・機械的強
度、加工性などの種々の特性を飛躍的に向上させること
が可能な資材(カップリング剤)である。その用途とし
て具体的には、繊維強化プラスチック(FRP)、繊維
強化熱可塑性プラスチック(FRTP)、積層板、塗
料、およびシーリング剤などがあげられる。
【0003】 (式中、nは0〜2の整数であり、R1はメチル基また
はエチル基であり、R2はメトキシ基またはエトキシ基
であり、R3は水素またはメチル基である。)
【0004】該シランカップリング化合物は、メタクリ
ル酸アリルエステルもしくはアクリル酸アリルエステル
とケイ素原子結合水素原子を有する有機ケイ素化合物と
を反応させることによって得られる。通常は該反応によ
って得られる反応液を蒸留し、その留出液(一次留出
液)の状態で使用されている。
【0005】
【発明が解決する課題】しかしながら、該留出液(一次
留出液)は空気中の水分にさらされると白濁するという
現象が起こり、この白濁した留出液(一次留出液)をカ
ップリング剤として使用した場合には、その用途の最終
製品の外観に好ましくない影響を与える場合があった。
【0006】該留出液(一次留出液)に含まれこの白濁
現象を引き起こす原因物質は、下記一般式(2)で表さ
れる化合物であることが知られている。 (式中、mは0または1の整数であり、R4はメチル基
またはエチル基であり、R5はメトキシ基またはエトキ
シ基である。) 一方、この白濁現象緩和のため薄膜式蒸留装置を用いて
該化合物を取り除く方法が特開2000−72785に
おいて開示されているが、より容易な方法で且つより効
率的な該物質の除去方法の確立が望まれていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は前述の従来
技術の問題点に鑑み、鋭意研究を重ねた。その結果、シ
ランカップリング化合物の製造の際に発生する白濁現象
の原因物質である前述の一般式(2)で表される化合物
とシランカップリング化合物とを含む液体(例えば前述
の一次留出液)に水を添加し、次いで該液体を蒸留する
方法であれば、該原因物質の除去が容易に且つ効率よく
達成されることを見出し、この知見に基づいて本発明を
完成させた。
【0008】本発明は下記の構成を有する。 1)下記(1)〜(4)の工程を実施することを特徴と
する一般式(1)で表される有機ケイ素化合物の製造方
法。 (1)一般式(1)で表される有機ケイ素化合物を合成
し該有機ケイ素化合物を含有する粗反応液を得る第1工
程。 (2)該粗反応液を蒸留し一般式(1)で表される有機
ケイ素化合物を含有する留出液を得る第2工程。 (3)該一次留出液に水を添加する第3工程。 (4)水を添加した該一次留出液を蒸留し一般式(1)
で表される有機ケイ素化合物を含有する二次留出液を得
る第4工程。 (式中、nは0〜2の整数であり、R1はメチル基また
はエチル基であり、R2はメトキシ基またはエトキシ基
であり、R3は水素またはメチル基である。)
【0009】2)前記第1項に記載の一般式(1)で表
される有機ケイ素化合物と下記一般式(2)で表される
化合物とを含有する液体に水を添加し、次いで該液体を
蒸留することを特徴とする有機ケイ素化合物の精製方
法。 (式中、mは0または1の整数であり、R4はメチル基
またはエチル基であり、R5はメトキシ基またはエトキ
シ基である。)
【0010】
【発明実施の形態】本発明におけるシランカップリング
化合物の具体的な例としては、γ−アクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリ
エトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルメチルジメ
トキシシラン、γ−アクリロキシプロピルジメチルメト
キシシラン、γ−アクリロキシプロピルメチルジエトキ
シシラン、γ−アクリロキシプロピルジメチルエトキシ
シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、
γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、
γ−メタクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、
γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、
およびγ−メタクリロキシプロピルジメチルエトキシシ
ランなどを挙げることができる。
【0011】本発明の製造方法における第1工程は、該
シランカップリング化合物を合成し該シランカップリン
グ化合物を含有する粗反応液を得る工程である。該粗反
応液は、メタクリル酸アリルエステルもしくはアクリル
酸アリルエステルとケイ素原子結合水素原子を有する有
機ケイ素化合物とを反応させることによって得られる。
該ケイ素原子結合水素原子を有する有機ケイ素化合物と
しては、トリクロルシラン、ジメチルクロロシラン、メ
チルクロロシラン、トリメトキシシラン、およびトリエ
トキシシランなどを挙げることができる。
【0012】該反応は重合禁止剤および白金系の触媒の
存在下行われる。重合禁止剤の具体例としては、フェノ
チアジン、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチル
フェノール(BHT)などが挙げられる。白金系触媒と
しては塩化白金酸のアルコール溶液などが挙げられる。
反応に使用したケイ素原子結合水素原子を有する有機ケ
イ素化合物がトリクロロシランなどのクロロシラン類で
あれば、メタクリル酸アリルエステルもしくはアクリル
酸アリルエステルとの反応後、アルコールとの反応が必
要となる。
【0013】本発明の製造方法における第2工程は、該
粗反応液を蒸留し該シランカップリング化合物を含有す
る一次留出液を得る工程である。本発明において蒸留方
法および蒸留装置は特に限定されるものではないが、具
体的には単蒸留、回分多段蒸留、充填塔連続蒸留、分子
蒸留などを挙げることができる。
【0014】該一次留出液に含まれるシランカップリン
グ化合物の含有割合は特に限定されるものではないが、
該一次留出液に対し95重量%以上の範囲であることが
好ましい。また、該一次留出液に含まれる不純物の含有
割合は5重量%以下であることが好ましいが、さらに好
ましくは1重量%以下である。
【0015】本発明の製造方法における第3工程は、該
一次留出液に水を添加する工程である。本工程に使用さ
れる水は特に限定されるものではないが、中性であるこ
とが好ましく、具体的には蒸留水、純水、超純水などを
挙げることができる。
【0016】添加する水の量は、シランカップリング化
合物100重量部に対して0.001〜5重量部の割合
であることが好ましく、さらに好ましくは0.01〜1
重量部の割合である。上記割合を超える量の水を添加す
るとシランカップリング化合物が加水分解されアルコー
ルと一般式(1)で示される有機ケイ素化合物のシラノ
ール化合物が生成することがある。
【0017】また、該一次留出液に水を添加した後は撹
拌することが好ましく、攪拌時間は0.5〜3時間の範
囲であることが好ましい。更に、該一次留出液並びに水
の温度は室温であることが好ましい。
【0018】本発明における第4工程は、水を添加した
該一次留出液を蒸留しシランカップリング化合物を含有
する二次留出液を得る工程である。この工程においても
蒸留方法、蒸留工程ともに限定されるものではないが、
具体的には単蒸留、回分多段蒸留、充填塔連続蒸留、分
子蒸留などが挙げられ、蒸留時には従来公知の重合禁止
剤を添加してもかまわない。さらに、必要に応じて重合
防止のため蒸留系内に分子状の酸素を含有した不活気体
を導入してもよい。
【0019】本発明の精製方法におけるシランカップリ
ングリング化合物と一般式(2)で表される化合物とを
含有する液体としては、前述の一次留出液を挙げること
ができる。
【0020】該組成物に添加する水の量は、シランカッ
プリング化合物100重量部に対して0.001〜5重
量部の割合であることが好ましく、さらに好ましくは
0.01〜1重量部の割合である。上記割合を超える量
の水を添加するとシランカップリング化合物が加水分解
されアルコールと一般式(1)で示される有機ケイ素化
合物のシラノール化合物が生成することがある。
【0021】また、該液体に水を添加した後は撹拌する
ことが好ましく、攪拌時間は0.5〜3時間の範囲であ
ることが好ましい。更に、該液体並びに水の温度は室温
であることが好ましい。
【0022】本発明の精製方法にて行う蒸留において
は、蒸留方法、蒸留工程ともに限定されるものではない
が、具体的には単蒸留、回分多段蒸留、充填塔連続蒸
留、分子蒸留などが挙げられ、蒸留時には従来公知の重
合禁止剤を添加してもかまわない。さらに、必要に応じ
て重合防止のため蒸留系内に分子状の酸素を含有した不
活気体を導入してもよい。精製の目的物であるシランカ
ップリング化合物は該蒸留によって得られる留出液に含
有されている。
【0023】
【実施例】以下実施例をもって本発明を詳細に説明す
る。二次留出物中に含まれる白濁原因物質の有無を判断
する試験として白濁試験を行った。該白濁試験とは、3
0mlのスクリュー管にシランカップリング化合物を含
む二次留出液20mlを投入し、次いで純水0.1ml
を添加して数回振盪したのち1時間静置し、一次間経過
後該二次留出液の濁度を測定するものである。濁度測定
には日本電色工業株式会社製 濁度計NDH−300A
を使用した。
【0024】実施例1 塩化白金酸を触媒とし、重合禁止剤としてフェノチアジ
ンおよび、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチル
フェノール存在下、アリルメタクリレートとトリクロロ
シランを反応、続いてメタノールと反応させた。得られ
た粗反応液をラッシヒリングを充填した充填塔を持つ蒸
留装置にて蒸留を行い、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン一次留出液(γ−メタクリロキシプロ
ピルトリメトキシシラン99重量%含有)650gを得
た。この一次留出液に、室温下純水0.65g(1次留
出液に対して0.1重量%に相当)を添加し、1時間攪
拌後、ラッシヒリングを充填した充填塔を持つ蒸留装置
にて蒸留を行い二次留出液を得た。得られた二次留出液
(γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン製
品)の収量は615gであった。該一次留出液の白濁試
験の結果、63.17Haze(ヘイズ)で外観は白濁
した状態であった。該二次留出液の白濁試験の結果、
0.00Hazeで外観は透明であった。
【0025】実施例2 純水の添加量を3.25gにした以外は実施例1に準じ
て操作を行った。得られた二次留出液(γ−メタクリロ
キシプロピルトリメトキシシラン製品)の収量は598
gであった。該一次留出液の白濁試験の結果は90.4
0Haze(ヘイズ)で外観は白濁した状態であった。
該二次留出液の白濁試験の結果は0.00Hazeで外
観は透明であった。
【0026】比較例1 水処理を行わなかった以外は実施例1に準じて操作を行
った。得られた二次留出液(γ−メタクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン製品)の収量は620gであっ
た。二次留出液の白濁試験の結果は53.25Haze
で外観は微白濁していた。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、一般式(2)で示され
る白濁現象の原因物質とシランカップリング化合物とを
含有する組成物から容易且つ効率よく該原因物質を除く
こと、更に該原因物質を含まないシランカップリング化
合物含有液を容易且つ効率よく得ることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記(1)〜(4)の工程を実施するこ
    とを特徴とする下記一般式(1)で表される有機ケイ素
    化合物の製造方法。 (1)一般式(1)で表される有機ケイ素化合物を合成
    し該有機ケイ素化合物を含有する粗反応液を得る第1工
    程。 (2)該粗反応液を蒸留し一般式(1)で表される有機
    ケイ素化合物を含有する留出液(以下「一次留出液」と
    記述する。)を得る第2工程。 (3)該一次留出液に水を添加する第3工程。 (4)水を添加した該一次留出液を蒸留し一般式(1)
    で表される有機ケイ素化合物を含有する二次留出液を得
    る第4工程。 (式中、nは0〜2の整数であり、R1はメチル基また
    はエチル基であり、R2はメトキシ基またはエトキシ基
    であり、R3は水素またはメチル基である。)
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の一般式(1)で表され
    る有機ケイ素化合物と下記一般式(2)で表される化合
    物とを含有する液体に水を添加し、次いで該液体を蒸留
    することを特徴とする有機ケイ素化合物の精製方法。 (式中、mは0または1の整数であり、R4はメチル基
    またはエチル基であり、R5はメトキシ基またはエトキ
    シ基である。)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015515449A (ja) * 2012-03-01 2015-05-28 ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフトWacker Chemie AG 有機ケイ素化合物及び親水性表面を生成するための該有機ケイ素化合物の使用

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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