JP2002212189A - 1,3−ビス(3−(n−置換アミノ)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの製造方法 - Google Patents
1,3−ビス(3−(n−置換アミノ)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの製造方法Info
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Abstract
1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンを用いてヒ
ドロシリル化した後、得られた生成物をN−脱シリル化
することを特徴とする1,3−ビス(3−(N−置換ア
ミノ)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシ
ロキサンの製造方法。 【効果】 本発明によれば、アミノ変性シリコーンオイ
ル等の原料として、またポリアミドやポリウレタン等の
変性に有用な1,3−ビス(3−(N−置換アミノ)プ
ロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン
を高純度・高収率で製造できる。
Description
ーンオイル等の原料として、またポリアミドやポリウレ
タン等のポリマー変性用材料などとして有用な、1,3
−ビス(3−(N−置換アミノ)プロピル)−1,1,
3,3−テトラメチルジシロキサンの製造方法に関す
る。
−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テト
ラメチルジシロキサンは、繊維処理剤などとして使用さ
れるアミノ変性シリコーンオイルの原料として、またポ
リイミド等のポリマー変性用材料などとして工業的に広
く用いられている有用な化合物である。一方、両末端の
窒素原子に一個の置換基を導入し、二級アミンとした
1,3−ビス(3−(N−置換アミノ)プロピル)−
1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンは、アミノ
変性シリコーンオイル等の原料として、またポリアミド
やポリウレタン等の変性に有用である。
ノ)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロ
キサンの合成方法として、N−アルキルアリルアミンを
1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンを用いて白
金触媒によりヒドロシリル化する方法(J.L.Spe
ierら、J.Org.Chem.1971年、36
巻、3120〜3126頁及び特開平4−66586号
公報)が公知である。
子上の置換基が一級アルキル基、二級アルキル基、三級
アルキル基の場合についての合成例が記載されている。
非置換のアリルアミンに1,1,3,3−テトラメチル
ジシロキサンを白金触媒存在下に反応させた場合には全
くヒドロシリル化生成物が得られないのに対して、N−
置換アリルアミンの場合にはヒドロシリル化生成物を得
ることができる。ところが、窒素原子上の置換基が立体
的に嵩高い三級アルキル基である場合を除いて、生成物
は目的の1,3−ビス(3−(N−置換アミノ)プロピ
ル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンと、
その異性体である1−(3−(N−置換アミノ)プロピ
ル)−3−(2−(N−置換アミノ)−1−メチルエチ
ル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの混
合物である。特に置換基が一級アルキル基であるN−ブ
チルアリルアミンを用いたときには、目的物と異性体の
比率が1:1である。即ち、ヒドロシリル化反応の位置
選択性が非常に低く、目的物を高収率で得ることはでき
なかった。また、この異性体は目的物と沸点や極性など
が近く、異性体混合物から目的物を高純度で分離するこ
とは困難である。
1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンとの反応で
は、一分子のN−アルキルアリルアミンがヒドロシリル
化された後に、N−HとSi−Hの間で分子内脱水素反
応が起こり、環状生成物を与える副反応が見られる。こ
れによって収率の低下及び触媒の失活を招くという問題
点があった。
1,3−ビス(3−(N−置換アミノ)プロピル)−
1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンを高純度・
高収率で簡便に製造できる方法を提供することを目的と
する。
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、下記一般式(1)で示されるN−置換−N−シリル
アリルアミンを、1,1,3,3−テトラメチルジシロ
キサンを用いてヒドロシリル化した後、得られた一般式
(2)で表される生成物をN−脱シリル化することによ
り、一般式(3)で表される1,3−ビス(3−(N−
置換アミノ)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチ
ルジシロキサンが高純度かつ高収率で簡便に得られるこ
とを見出し、本発明をなすに至った。
級アルキル基、炭素数3〜7のシクロアルキル基、炭素
数6〜10のアリール基、炭素数7〜10のアラルキル
基より選ばれる置換基を表し、R1、R2、R3は同一
でも異なってもよく、それぞれ炭素数1〜6のアルキル
基、炭素数3〜7のシクロアルキル基、又はフェニル基
より独立に選ばれる置換基を表す。式(2)及び式
(3)において、R、R1、R2、R3は式(1)の
R、R1、R2、R3と同じ置換基を表す。Meはメチ
ル基を表す。)
本発明の1,3−ビス(3−(N−置換アミノ)プロピ
ル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの製
造方法では、第一段階において一般式(1)で表される
N−置換−N−シリルアリルアミンと1,1,3,3−
テトラメチルジシロキサンとを触媒存在下に反応させ、
高位置選択的にヒドロシリル化し、一般式(2)の生成
物を得る。
〜10の一級又は二級アルキル基、炭素数3〜7のシク
ロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7
〜10のアラルキル基より選ばれる置換基を表し、
R1、R2、R3は同一でも異なってもよく、それぞれ
炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜7のシクロアル
キル基、又はフェニル基より独立に選ばれる置換基を表
す。Rの具体例としては、メチル基、エチル基、プロピ
ル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル
基、オクチル基、ノニル基、デシル基、イソブチル基、
2−メチルブチル基、イソペンチル基、イソヘキシル
基、イソプロピル基、sec−ブチル基、2−ペンチル
基、3−ペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル
基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプ
チル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル
基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、ベンジル基、α
−フェネチル基、β−フェネチル基等が挙げられる。
リルアミンをR1R2R3Si−で表されるケイ素置換
基を有する適当なシリル化剤を用いてシリル化すること
により一段階で得られる。シリル化反応は対応するクロ
ロシラン類、シラザン類、ビスシリルアセタミド類など
のシリル化剤を用いて行われる。例えばクロロシラン類
をシリル化剤として用いる場合には、塩基の存在下に対
応するクロロシラン類とN−置換アリルアミンを反応さ
せる。塩基はトリエチルアミンに代表される三級アミン
が典型的であるが、反応基質であるN−置換アリルアミ
ンを過剰量用いて塩基として作用させることもできる。
また、予めN−置換アリルアミンにブチルリチウム等の
有機リチウム試薬やメチルマグネシウムクロライド等の
グリニャール試薬を作用させた後、これに対応するクロ
ロシランを反応させる方法も有効である。
基の具体例として、トリメチルシリル基、トリエチルシ
リル基、トリイソブチルシリル基、tert−ブチルジ
メチルシリル基、テキシルジメチルシリル基、ジメチル
フェニルシリル基、プロピルジメチルシリル基、ブチル
ジメチルシリル基、ペンチルジメチルシリル基、ヘキシ
ルジメチルシリル基、シクロヘキシルジメチルシリル
基、メチルジフェニルシリル基、トリイソプロピルシリ
ル基等が挙げられる。
属遷移金属触媒を用いて行われるが、なかでも白金化合
物を適当な溶媒に溶解させた、例えば白金(0)テトラ
メチルジビニルジシロキサン錯体のトルエンないしキシ
レン溶液や、塩化白金酸のアルコール溶液などを反応液
に添加する方法が簡便で高効率である。白金化合物の添
加量は、式(1)の化合物に対して通常0.0001〜
1モル%の範囲であるが、触媒コストと反応速度を考慮
して0.001〜0.1モル%が好ましい。
れるが、ヘキサン、イソオクタンなどの脂肪族炭化水素
系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶
媒などを用いることもできる。反応温度は0〜200℃
の範囲であるが、副反応を抑えつつ効率的に反応を行う
ため40〜100℃が好ましい。式(1)の化合物と
1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの混合比は
任意の比率で反応を行うことができるが、好ましくはモ
ル比で2.5:1〜2.0:1の範囲である。反応基質
は任意の順で加えることができる。例えば、反応器に式
(1)の化合物と白金触媒を仕込み、所定の温度で1,
1,3,3−テトラメチルジシロキサンをフィードす
る、あるいは逆に1,1,3,3−テトラメチルジシロ
キサンと白金触媒を反応器に仕込み、式(1)の化合物
をフィードする等の方法が好ましい。
一般式(2)で表されるヒドロシリル化生成物を単離す
ることも可能であるが、より簡便には反応液を第二段階
の反応にそのまま用いるのが好ましい。
ミノ)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシ
ロキサンの製造方法では、第二段階において式(2)の
化合物をN−脱シリル化することにより、式(3)で表
される目的化合物を得る。
にプロトン性の化合物を作用させることにより行われ
る。プロトン性の化合物としては水、アルコール類、フ
ェノール類、カルボン酸類等を用いることが可能である
が、酸性の高いプロトンを有するフェノールやカルボン
酸では目的物と結合して塩を形成するため、酸性度が比
較的低く、アミン類と塩を形成しない水やアルコールを
用いることが好ましい。アルコールを用いる場合、その
種類は任意であるが、なかでもメタノールを用いると最
も反応が速く、好ましい。
の添加量は、式(2)の化合物1モルに対して2モル以
上であれば任意であるが、通常2〜4モルを添加する。
脱シリル化反応の典型的な反応温度は0〜200℃、よ
り好ましくは20〜120℃である。反応は無触媒でも
進行するが、ドデシルベンゼンスルホン酸、メタンスル
ホン酸等の酸類、塩化アンモニウムや硫酸アンモニウム
等の塩類を触媒として添加することによって加速され
る。触媒の添加量は通常、式(2)の化合物に対して
0.1〜50モル%であるが、単離の妨げとなることが
あるため0.1〜5モル%が好ましい。生成した目的化
合物(3)は反応液から蒸留等通常の精製法によって単
離することができる。
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。
チルアミノ)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチ
ルジシロキサンの合成 滴下ロート、還流冷却器、温度計、撹拌機を備えた20
0mL四つ口フラスコを窒素置換した。N−メチル−N
−トリメチルシリルアリルアミン28.7g(200m
mol)と白金(0)テトラメチルジビニルジシロキサ
ン錯体のトルエン溶液(白金含量3wt%、以下Pt−
TMDVSと略す)130mg(白金20μmol)を
反応器に仕込み、内容物を撹拌しながら内温を71℃に
調整した。滴下ロートより1,1,3,3−テトラメチ
ルジシロキサン13.4g(100mmol)を1.5
時間で滴下して反応させた。滴下中、内温は最高77℃
まで上昇した。滴下終了後、60〜61℃で3時間撹拌
すると、原料のN−メチル−N−トリメチルシリルアリ
ルアミン及び1,1,3,3−テトラメチルジシロキサ
ンは完全に消費されていることがGC分析により確認さ
れた。GC−MS分析により、1,3−ビス(3−(N
−メチル−N−トリメチルシリルアミノ)プロピル)−
1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンが主生成物
であることがわかった。
6.7g(210mmol)を15分間で滴下したとこ
ろ、内温は最高32℃まで上昇した。内容物を23〜3
2℃で2時間撹拌すると脱シリル化反応は完結した。G
C−MS分析により、1,3−ビス(3−(N−メチル
アミノ)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジ
シロキサンが主生成物であることがわかった。異性体で
ある1−(3−(N−メチルアミノ)プロピル)−3−
(2−(N−メチルアミノ)−1−メチルエチル)−
1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンとのGCピ
ーク面積(以下、同じ)比は1:0.031であった。
反応液を減圧蒸留して124〜126℃/0.7kPa
の無色透明留分22.3gを得た。質量スペクトル及び
1H−NMRスペクトルによりこの液体が1,3−ビス
(3−(N−メチルアミノ)プロピル)−1,1,3,
3−テトラメチルジシロキサンであることが確認され
た。収率は81%であった。
m)2.43−2.38(4H,m),2.28(6
H,s),1.40−1.30(4H,m),0.93
(2H,brs),0.39−0.33(4H,m),
−0.10(12H,s) EI−MS:m/z 276(M+),261,24
6,233,204,133,130,44
チルアミノ)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチ
ルジシロキサンの合成 滴下ロート、還流冷却器、温度計、撹拌機を備えた10
0mL四つ口フラスコを窒素置換した。N−ブチル−N
−トリエチルシリルアリルアミン22.8g(100m
mol)とPt−TMDVS65mg(白金10μmo
l)を反応器に仕込み、内容物を撹拌しながら内温を5
2℃に調整した。滴下ロートより1,1,3,3−テト
ラメチルジシロキサン6.7g(50mmol)を45
分間で滴下して反応させた。滴下中、内温は最高72℃
まで上昇した。滴下終了後、53〜56℃で4時間撹拌
すると、原料のN−ブチル−N−トリエチルシリルアリ
ルアミン及び1,1,3,3−テトラメチルジシロキサ
ンは完全に消費されていることがGC分析により確認さ
れた。GC−MS分析により、1,3−ビス(3−(N
−ブチル−N−トリエチルシリルアミノ)プロピル)−
1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンが主生成物
であることがわかった。
4.8g(150mmol)を5分間で滴下し、ドデシ
ルベンゼンスルホン酸0.16g(0.5mmol)を
加えた。内容物を105℃で3時間撹拌すると脱シリル
化反応は完結した。GC−MS分析により、1,3−ビ
ス(3−(N−ブチルアミノ)プロピル)−1,1,
3,3−テトラメチルジシロキサンが主生成物であるこ
とがわかった。異性体である1−(3−(N−ブチルア
ミノ)プロピル)−3−(2−(N−ブチルアミノ)−
1−メチルエチル)−1,1,3,3−テトラメチルジ
シロキサンとの比は1:0.013であった。反応液を
減圧蒸留して140〜142℃/0.2kPaの無色透
明留分13.8gを得た。質量スペクトル及び1H−N
MRスペクトルによりこの液体が1,3−ビス(3−
(N−ブチルアミノ)プロピル)−1,1,3,3−テ
トラメチルジシロキサンであることが確認された。収率
は77%であった。
m)2.54(4H,t,J=7.3Hz),2.53
(4H,t,J=7.3Hz),1.50−1.23
(12H,m),1.05(2H,brs),0.87
(6H,t,J=7.3Hz),0.48−0.42
(4H,m),−0.01(12H,s) EI−MS:m/z 360(M+),317,27
5,246,232,172,133,128,86
チルアミノ)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチ
ルジシロキサンの合成(N−ブチルアリルアミンから) 滴下ロート、還流冷却器、温度計、撹拌機を備えた20
0mL四つ口フラスコを窒素置換した。N−ブチルアリ
ルアミン23.8g(210mmol)とPt−TMD
VS130mg(白金20μmol)を反応器に仕込
み、内容物を撹拌しながら内温を65℃に調整した。滴
下ロートより1,1,3,3−テトラメチルジシロキサ
ン13.4g(100mmol)を0.5時間で滴下し
て反応させた。内温は最高95℃まで上昇した。滴下終
了後、65〜70℃で1時間、90〜95℃で更に1時
間撹拌すると1,1,3,3−テトラメチルジシロキサ
ンの転化率はほぼ100%に達した。二当量目のN−ブ
チルアリルアミンの転化率は約50%であった。Pt−
TMDVS130mgを添加して4時間90〜100℃
で撹拌を続けたところ、転化率は約60%に達した。P
t−TMDVS130mgを追加し、85〜95℃で更
に2時間撹拌したが、転化率は約65%であり、N−ブ
チルアリルアミンが残存した。反応液のGC及びGC−
MS分析により目的の1,3−ビス(3−(N−ブチル
アミノ)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジ
シロキサンが生成していたが、そのほかに異性体である
1−(3−(N−ブチルアミノ)プロピル)−3−(2
−(N−ブチルアミノ)−1−メチルエチル)−1,
1,3,3−テトラメチルジシロキサン及び1,3−ビ
ス(2−(N−ブチルアミノ)−1−メチルエチル)−
1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンが生成して
いた。目的物と異性体との比は1:1.74:1.18
であり、異性体の生成が優先した。
オイル等の原料として、またポリアミドやポリウレタン
等の変性に有用な1,3−ビス(3−(N−置換アミ
ノ)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロ
キサンを高純度・高収率で製造できる。
Claims (1)
- 【請求項1】 下記一般式(1)で示されるN−置換−
N−シリルアリルアミンを、1,1,3,3−テトラメ
チルジシロキサンを用いてヒドロシリル化した後、得ら
れた一般式(2)で表される生成物をN−脱シリル化す
ることを特徴とする、一般式(3)で表される1,3−
ビス(3−(N−置換アミノ)プロピル)−1,1,
3,3−テトラメチルジシロキサンの製造方法。 【化1】 (式(1)において、Rは炭素数1〜10の一級又は二
級アルキル基、炭素数3〜7のシクロアルキル基、炭素
数6〜10のアリール基、炭素数7〜10のアラルキル
基より選ばれる置換基を表し、R1、R2、R3は同一
でも異なってもよく、それぞれ炭素数1〜6のアルキル
基、炭素数3〜7のシクロアルキル基、又はフェニル基
より独立に選ばれる置換基を表す。式(2)及び式
(3)において、R、R1、R2、R3は式(1)の
R、R1、R2、R3と同じ置換基を表す。Meはメチ
ル基を表す。)
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---|---|---|---|
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