JP2004250506A - Method for producing organopolysiloxane having perfluoroalkyl group at terminal - Google Patents

Method for producing organopolysiloxane having perfluoroalkyl group at terminal Download PDF

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JP2004250506A JP2003040267A JP2003040267A JP2004250506A JP 2004250506 A JP2004250506 A JP 2004250506A JP 2003040267 A JP2003040267 A JP 2003040267A JP 2003040267 A JP2003040267 A JP 2003040267A JP 2004250506 A JP2004250506 A JP 2004250506A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently producing an organopolysiloxane having a perfluoroalkyl group at the terminal. <P>SOLUTION: This method for efficiently producing the organopolysiloxane having the perfluoroalkyl group at the terminal is characterized by reacting (A) a chain organopolysiloxane and / or a cyclic siloxane oligomer with (B) a fluorine-containing disiloxane compound represented by general formula (2) [Rf is a 1 to 10C perfluoroalkyl (may contain an ether bond in the chain); (a) is an integer of 3 to 6]. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はパーフロロアルキル基を末端に有するオルガノポリシロキサンを効率よく製造する方法に関する。前記オルガノポリシロキサンは、撥水性・撥油性に優れたものであり、潤滑剤、コーティング剤、樹脂または塗料等の添加剤、フロロシリコーンゴムの架橋剤等の用途に好適に使用される。
【0002】
【従来の技術】
両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサンまたは環状のジメチルシロキサンオリゴマー(環状3〜5量体)とヘキサメチルジシロキサンとを、酸性または塩基性触媒の存在下で平衡化反応させて、所望の分子量の両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサンを製造する方法は、よく知られている。前記触媒としては濃硫酸、トリフロロメタンスルホン酸、アルカリ金属水酸化物、水酸化第四級アンモニウム、水酸化テトラブチルホスホニウム等が一般に使用される。
【0003】
上記ジメチルシポリシロキサンに代えてメチルハイドロジェンポリシロキサンを用いて、または、上記ヘキサメチルジシロキサンに代えて1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンを用いて、側位または末端にケイ素原子結合水素原子を有する所望の分子量のメチルハイドロジェンポリシロキサンを得ることもできる。また、上記ヘキサメチルジシロキサンに代えて、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン等を用いて、末端にビニル基を有するオルガノポリシロキサンを得ることもできる。
【0004】
また、従来、パーフロロアルキル基を有する環状シロキサンの開環(特許文献1,2参照)、またはパーフロロアルキル基とともにアルケニル基を有するオルガノシロキサンのヒドロシリル化付加反応(特許文献3参照)によってパーフロロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンを得ること、或いは、パーフロロアルキル基を導入するためにクロルシラン化合物を用いる方法(特許文献4,5参照)が知られている。
【0005】
しかしながら、従来、エチレン基を介してケイ素原子に結合するパーフロロアルキル基を有する含フッ素ジシロキサン化合物、例えば、下記一般式(3):
【0006】
【化3】

Figure 2004250506
で表される含フッ素ジシロキサン化合物を用いて、この含フッ素ジシロキサン化合物と、例えば、下記一般式(4):
【0007】
【化4】
Figure 2004250506
で表される環状シロキサンオリゴマーとを、濃硫酸等の酸触媒を用いて反応させ、末端にパーフロロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンを得ようとしてしても、含フッ素ジシロキサン化合物の多くが未反応のまま残存してしまうという問題があった。
【0008】
上記問題点は、含フッ素ジシロキサン化合物が有するパーフロロアルキル基の鎖長にかかわらず、また、環状シロキサンオリゴマーに代えて、鎖状のオルガノポリシロキサンを用いた場合においても、同様であった。
【0009】
そのため、目的生成物である末端にパーフロロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンの実際の生成量は、仕込み反応原料の組成から計算される量よりもはるかに少なくなってしまうという結果となっていた。その原因は、おそらく含フッ素ジシロキサン化合物中のエチレン基を介してケイ素原子に結合するパーフロロアルキル基が強い電子吸引性を有していることから、含フッ素ジシロキサン化合物中のシロキサン結合の酸触媒による切断が起こりにくくなっているためであると考えられる。
【0010】
したがって、従来は、所要量の末端にパーフロロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンを製造するため、計算量よりもはるかに多くの上記ジシロキサン化合物を使用して反応を行わねばならず、さらに反応生成物から未反応の上記ジシロキサン化合物を除去する必要があり、効率性の点で問題とされていた。
【0011】
【特許文献1】
特開平5−1150号公報
【特許文献2】
特開平6−293831号公報
【特許文献3】
特開平10−338749号公報
【特許文献4】
特開平3−197484号公報
【特許文献5】
特公平3−75558号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術に鑑みて、本発明の課題とするところは、末端にパーフロロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンを効率よく製造する方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討した結果、パーフロロアルキル基導入用原料であるジシロキサン化合物の構造を改変し、パーフロロアルキル基とケイ素原子の間の連結基を炭素原子数3〜6のアルキレン基とすることにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0014】
即ち、本発明は、
(A)下記構造式(1):
【0015】
【化5】
Figure 2004250506
(式中、Rは炭素原子数1〜6のアルキル基であり、Rはメチル基または水素原子である)
で表される単位を有する、鎖状のオルガノポリシロキサンおよび/または環状シロキサンオリゴマーと、
(B)下記一般式(2):
【0016】
【化6】
Figure 2004250506
(式中、Rfは炭素原子数1〜10のパーフロロアルキル基(鎖中にエーテル結合を含んでいてもよい)であり、aは3〜6の整数である)
で表される含フッ素ジシロキサン化合物とを、触媒存在下で反応させることを特徴とするパーフロロアルキル基を末端に有するオルガノポリシロキサンの製造方法を提供するものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき詳しく説明する。
【0018】
[(A)成分]
本発明方法で反応原料として用いる(A)成分は、上記構造式(1)で表される2価シロキサン単位を有する鎖状のオルガノポリシロキサンおよび/または環状シロキサンオリゴマーである。
上記構造式(1)中のRは、炭素原子数1〜6のアルキル基であり、例えば、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、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等を挙げることができる。
【0019】
上記2価シロキサン単位の具体例としては、例えば、下記のものを好適例として挙げることができる。ただし、これらに限定されるものではない。
【0020】
【化7】
Figure 2004250506
【0021】
(A)成分として、鎖状のオルガノポリシロキサンを用いる場合、上記構造式(1)で表される2価シロキサン単位を主たる構成単位とし、末端基として1価シロキサン単位有していれば特に制約されず、単独重合体であっても、他のケイ素原子結合置換基を有する2価シロキサン単位との共重合体であってもよい。また、1種単独でも2種以上のオルガノポリシロキサンを組み合わせても使用することができる。このオルガノポリシロキサンの分子量としては、200〜100,000程度のものを用いるのがよい。前記分子量が小さすぎると導入しようとしている2価シロキサン単位に対して、末端基である1価シロキサン単位の比率が多いため、2価シロキサン単位を有していないものが多量に生成してしまうので好ましくない。また、大きすぎると粘度が高くなるため反応操作が困難なるという問題があり、好ましくない。
【0022】
この鎖状のオルガノポリシロキサンである(A)成分の具体例としては、例えば、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、
【0023】
【化8】
Figure 2004250506
(上記各式中、nは分子量が 200〜100,000となる数である)
等が挙げられる。これらは、1種単独でも2種以上組み合わせても使用することができる。
【0024】
(A)成分として、環状シロキサンオリゴマーを用いる場合、2価シロキサン単位として3〜8量体程度の環状体であればよく、1種単独でも2種以上組み合わせても使用することができる。
【0025】
この環状シロキサンオリゴマーである(A)成分の具体例としては、例えば、下記のものが挙げられる。
【0026】
【化9】
Figure 2004250506
(式中、nは3〜8の整数である)
【0027】
【化10】
Figure 2004250506
(式中、nは4〜8の整数である)
【0028】
【化11】
Figure 2004250506
(式中、nは3〜8の整数である)
なお、これらは1種単独でも2種以上組み合わせても使用することができる。
更に、(A)成分として、前記鎖状のオルガノポリシロキサンと前記環状シロキサンオリゴマーとを組み合わせて使用しても差し支えない。
【0029】
[(B)成分]
本発明方法で反応原料として用いる下記一般式(2)で表される(B)成分は、パーフロロアルキル基を末端に有するオルガノポリシロキサンを効率的に得るために用いられる原料化合物であって、本発明方法を特徴づける重要な成分である。
【0030】
【化12】
Figure 2004250506
(式中、Rfは炭素原子数1〜10、好ましくは3〜10のパーフロロアルキル基(鎖中にエーテル結合を含んでいてもよい)であり、aは3〜6、好ましくは3〜4の整数であり、特に好ましくは3である)
aは上記のとおりであるが、7以上であると原料の合成が困難となるので、好ましくない。
上記Rfとしては、下記構造式で表される基を例示することができる。
−、C13−、C15−、C17−、
【0031】
【化13】
Figure 2004250506
【0032】
【化14】
Figure 2004250506
【0033】
【化15】
Figure 2004250506
【0034】
この(B)成分としては、具体的には下記のものが例示される。
【0035】
【化16】
Figure 2004250506
【0036】
[触媒]
本発明の方法においては、シロキサン結合の開裂および再結合を含む平衡化反応を促進するために触媒を用いる。この触媒としては、濃硫酸、メタンスルホン酸、トリフロロメタンスルホン酸等の酸触媒が好ましく、特にトリフロロメタンスルホン酸が好適である。
【0037】
[反応条件]
本発明の方法における反応は、上記(A)および(B)の原料化合物を混合し、触媒を添加して加熱することにより行われる。反応温度は、通常、40〜150℃、好ましくは 80〜140℃程度とすればよく、また、所要反応時間については、原料化合物の量、反応温度等の条件によって異なり、一概にいえないが、通常、1〜10時間、好ましくは1〜6時間程度とするのがよい。
【0038】
原料混合物の粘度調整のために必要であれば溶媒を用いることもできる。この溶媒としては、ヘキサン、イソオクタン、トルエン、キシレン、1,3−ビストリフロロメチルベンゼン等が好適である。
【0039】
反応終了後には、触媒を不活性にするために炭酸水素ナトリウム、酸化マグネシウム、合成ハイドロタルサイト等の塩基性化合物を反応系に投入して中和する。その後、場合により溶媒をストリップして除去し、目的とするパーフロロアルキル基を末端に有するオルガノポリシロキサン化合物を得ることができる。
【0040】
【実施例】
[実施例1]
(A)下記一般式(5)で表される環状シロキサンオリゴマー 76.6g(0.32モル)、
【0041】
【化17】
Figure 2004250506
(B)下記一般式(6)で表される含フッ素ジシロキサン化合物 104.5g(0.16モル)、および
【0042】
【化18】
Figure 2004250506
溶媒としてトルエン 17.6gを反応器に仕込んだ。
【0043】
攪拌しながらトリフロロメタンスルホン酸 0.17gを添加し、120℃に加熱して2時間反応させた。反応終了後、室温まで冷却した後、炭酸水素ナトリウム 2.0gを加えて中和を行った。反応混合物をろ過して中和反応生成物である固形分を取り除き、100℃/20mmHgの条件でストリップしてトルエンおよび環状シロキサンオリゴマーの一部を除去した。このようにして無色透明の液体状生成物 172gを得た。得られた生成物についてGC(ガスクロマトイグラフィー)により組成分析を行った。その結果を表1に示した。
【0044】
[比較例1]
実施例1の(B)上記一般式(6)で表される化合物 104.5g(0.16モル)、に代えて、(B’)下記一般式(7)で表される含フッ素ジシロキサン化合物 100g(0.16モル)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、無色透明の液体状生成物 165gを得た。得られた生成物について同様に組成分析を行い、その結果を表1に示した。
【0045】
【化19】
Figure 2004250506
【0046】
【表1】
Figure 2004250506
(上記表中、GC組成は、GCチャートに現れたピーク面積を100分率で表したものである)
【0047】
*注
上記表1中の「n」は、下記一般式(8)で示す構造における「n」の数を意味する。従って、上記「n=0」の欄の数(%)は、実施例1および比較例1で用いた原料化合物(B)および(B’)が未反応のまま残存している量を意味する。
【0048】
【化20】
Figure 2004250506
(式中、Qは、実施例1については、式:−CHCHCH−で表されるトリメチレン基を、また、比較例1については、式:−CHCH−で表されるエチレン基を示す)**注
環状シロキサンオリゴマーは、原料を含む下記構造の物質である。
【0049】
【化21】
Figure 2004250506
(式中、nは4〜8の整数である)
【0050】
[評価]
表1の結果から明らかなように、実施例1の場合は、比較例1よりも未反応のまま残存する原料の含フッ素ジシロキサン化合物の量が明らかに少なく、末端にパーフロロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンが効率よく得られていることがわかる。
【0051】
[実施例2]
(A)下記一般式(9)で表される環状シロキサンオリゴマー 59.2g(0.2モル)、
【0052】
【化22】
Figure 2004250506
および、(B)下記一般式(6)で表される含フッ素ジシロキサン化合物 65.4g(0.1モル)、
【0053】
【化23】
Figure 2004250506
を反応器に仕込んだ。
【0054】
攪拌しながらトリフロロメタンスルホン酸 0.12gを添加し、130℃に加熱して2時間反応させた。反応終了後、室温まで冷却した後、炭酸水素ナトリウム 2.0gを加えて中和を行った。反応混合物をろ過して無色透明の液体状生成物 122gを得た。得られた生成物についてGC(ガスクロマトイグラフィー)により組成分析を行った。その結果を表2に示した。
【0055】
[比較例2]
実施例2の(B)上記一般式(6)で表される化合物 65.4g(0.1モル)、に代えて、(B’)下記一般式(7)で表される含フッ素ジシロキサン化合物 62.6g(0.1モル)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、無色透明の液体状生成物 119gを得た。得られた生成物について同様にGC組成分析を行い、その結果を表2に示した。
【0056】
【化24】
Figure 2004250506
【0057】
【表2】
Figure 2004250506
【0058】
*注
上記表2中の「n」は、下記一般式(10)で示す構造における「n」の数を意味する。従って、上記「n=0」の欄の数(%)は、実施例2および比較例2で用いた原料化合物(B)および(B’)が未反応のまま残存している量を意味する。
【0059】
【化25】
Figure 2004250506
(式中、Qは、実施例2については、式:−CHCHCH−で表されるトリメチレン基を、また、比較例2については、式:−CHCH−で表されるエチレン基を示す)**注
環状シロキサンオリゴマーは、原料を含む下記構造の物質である。
【0060】
【化26】
Figure 2004250506
(式中、nは4〜8の整数である)
【0061】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、反応原料である含フッ素ジシロキサン化合物が未反応のまま残存する傾向が顕著に抑制され、目的生成物であるパーフロロアルキル基を末端に有するオルガノポリシロキサンを効率よく得ることができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for efficiently producing a perfluoroalkyl group-terminated organopolysiloxane. The organopolysiloxane is excellent in water repellency and oil repellency, and is suitably used for applications such as lubricants, coating agents, additives such as resins or paints, and crosslinkers for fluorosilicone rubber.
[0002]
[Prior art]
Trimethylsiloxy-terminated dimethylpolysiloxane or cyclic dimethylsiloxane oligomer (cyclic 3- to pentamer) at both ends and hexamethyldisiloxane are allowed to equilibrate in the presence of an acidic or basic catalyst to give a desired molecular weight. Methods for producing dimethylpolysiloxane having capped trimethylsiloxy groups at both ends are well known. As the catalyst, concentrated sulfuric acid, trifluoromethanesulfonic acid, alkali metal hydroxide, quaternary ammonium hydroxide, tetrabutylphosphonium hydroxide and the like are generally used.
[0003]
Using methyl hydrogen polysiloxane in place of the above dimethylsipolysiloxane, or 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane in place of the above hexamethyldisiloxane, silicon atom at the side position or terminal It is also possible to obtain a methyl hydrogen polysiloxane having a desired molecular weight and having a bonded hydrogen atom. Alternatively, organopolysiloxane having a vinyl group at a terminal can be obtained by using 1,3-divinyltetramethyldisiloxane or the like instead of the above hexamethyldisiloxane.
[0004]
In addition, conventionally, perfluoroalkyl ring-opening of a cyclic siloxane having a perfluoroalkyl group (see Patent Documents 1 and 2) or perfluoroalkylation of an organosiloxane having an alkenyl group together with a perfluoroalkyl group (see Patent Document 3). There is known a method of obtaining an organopolysiloxane having an alkyl group or using a chlorosilane compound to introduce a perfluoroalkyl group (see Patent Documents 4 and 5).
[0005]
However, conventionally, a fluorine-containing disiloxane compound having a perfluoroalkyl group bonded to a silicon atom via an ethylene group, for example, the following general formula (3):
[0006]
Embedded image
Figure 2004250506
And a fluorine-containing disiloxane compound represented by the following general formula (4):
[0007]
Embedded image
Figure 2004250506
Is reacted with an acid catalyst such as concentrated sulfuric acid to obtain an organopolysiloxane having a perfluoroalkyl group at the terminal, but most of the fluorinated disiloxane compound is unreacted. There is a problem that the reaction remains.
[0008]
The above-mentioned problem was the same regardless of the chain length of the perfluoroalkyl group of the fluorinated disiloxane compound, and also when a chain organopolysiloxane was used instead of the cyclic siloxane oligomer.
[0009]
As a result, the actual amount of organopolysiloxane having a perfluoroalkyl group at the end, which is the target product, is much smaller than the amount calculated from the composition of the charged reacting raw materials. This is probably because the perfluoroalkyl group bonded to the silicon atom via the ethylene group in the fluorinated disiloxane compound has a strong electron-withdrawing property. This is considered to be because cleavage by the catalyst is less likely to occur.
[0010]
Therefore, conventionally, in order to produce a required amount of an organopolysiloxane having a perfluoroalkyl group at a terminal, the reaction must be performed using a much larger amount of the disiloxane compound than the calculated amount, and further, the reaction product It is necessary to remove the unreacted disiloxane compound from the product, which has been a problem in terms of efficiency.
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-1150 [Patent Document 2]
JP-A-6-293831 [Patent Document 3]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-338849 [Patent Document 4]
JP-A-3-197484 [Patent Document 5]
Japanese Patent Publication No. 3-75558
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above prior art, it is an object of the present invention to provide a method for efficiently producing an organopolysiloxane having a perfluoroalkyl group at a terminal.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors have modified the structure of the disiloxane compound, which is a raw material for introducing a perfluoroalkyl group, and changed the linking group between the perfluoroalkyl group and the silicon atom to an alkylene group having 3 to 6 carbon atoms. As a result, the inventors have found that the above problem can be solved, and have completed the present invention.
[0014]
That is, the present invention
(A) The following structural formula (1):
[0015]
Embedded image
Figure 2004250506
(Wherein, R 1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 2 is a methyl group or a hydrogen atom)
A chain organopolysiloxane and / or cyclic siloxane oligomer having a unit represented by:
(B) The following general formula (2):
[0016]
Embedded image
Figure 2004250506
(Wherein, Rf is a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms (which may contain an ether bond in the chain), and a is an integer of 3 to 6)
A process for producing an organopolysiloxane having a perfluoroalkyl group at the terminal, characterized by reacting a fluorine-containing disiloxane compound represented by the formula (1) in the presence of a catalyst.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0018]
[(A) component]
The component (A) used as a reaction raw material in the method of the present invention is a linear organopolysiloxane and / or cyclic siloxane oligomer having a divalent siloxane unit represented by the above structural formula (1).
R 1 in the above structural formula (1) is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, Examples thereof include a pentyl group and a hexyl group.
[0019]
Preferred examples of the divalent siloxane unit include, for example, the following. However, it is not limited to these.
[0020]
Embedded image
Figure 2004250506
[0021]
In the case where a chain organopolysiloxane is used as the component (A), there is no particular restriction as long as the divalent siloxane unit represented by the above structural formula (1) is the main constituent unit and the compound has a monovalent siloxane unit as a terminal group. However, it may be a homopolymer or a copolymer with another divalent siloxane unit having a silicon-bonded substituent. Further, one kind alone or a combination of two or more kinds of organopolysiloxanes can be used. The molecular weight of the organopolysiloxane is preferably about 200 to 100,000. If the molecular weight is too small, the ratio of the monovalent siloxane unit, which is the terminal group, to the divalent siloxane unit to be introduced is large. Not preferred. On the other hand, if it is too large, there is a problem that the reaction operation becomes difficult because the viscosity becomes high, which is not preferable.
[0022]
Specific examples of the component (A) which is the chain organopolysiloxane include, for example, a dimethylpolysiloxane capped at both ends with a trimethylsiloxy group, a dimethylsiloxane / methylhydrogensiloxane copolymer capped at both ends with a trimethylsiloxy group,
[0023]
Embedded image
Figure 2004250506
(In each of the above formulas, n is a number that gives a molecular weight of 200 to 100,000.)
And the like. These can be used alone or in combination of two or more.
[0024]
When a cyclic siloxane oligomer is used as the component (A), it may be a cyclic body of about 3 to octamer as a divalent siloxane unit, and one type may be used alone or two or more types may be used in combination.
[0025]
Specific examples of the component (A) which is the cyclic siloxane oligomer include the following.
[0026]
Embedded image
Figure 2004250506
(Where n is an integer of 3 to 8)
[0027]
Embedded image
Figure 2004250506
(Where n is an integer of 4 to 8)
[0028]
Embedded image
Figure 2004250506
(Where n is an integer of 3 to 8)
These can be used alone or in combination of two or more.
Further, as the component (A), the chain organopolysiloxane and the cyclic siloxane oligomer may be used in combination.
[0029]
[Component (B)]
The component (B) represented by the following general formula (2) used as a reaction raw material in the method of the present invention is a raw material compound used for efficiently obtaining a perfluoroalkyl group-terminated organopolysiloxane, It is an important component that characterizes the method of the present invention.
[0030]
Embedded image
Figure 2004250506
(Wherein, Rf is a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 3 to 10 carbon atoms (which may contain an ether bond in the chain), and a is 3 to 6, preferably 3 to 4 And particularly preferably 3)
Although a is as described above, it is not preferable that a is 7 or more, because it becomes difficult to synthesize a raw material.
As the Rf, a group represented by the following structural formula can be exemplified.
C 4 F 9 -, C 6 F 13 -, C 7 F 15 -, C 8 F 17 -,
[0031]
Embedded image
Figure 2004250506
[0032]
Embedded image
Figure 2004250506
[0033]
Embedded image
Figure 2004250506
[0034]
Specific examples of the component (B) include the following.
[0035]
Embedded image
Figure 2004250506
[0036]
[catalyst]
In the method of the present invention, a catalyst is used to promote an equilibration reaction involving cleavage and recombination of siloxane bonds. As the catalyst, an acid catalyst such as concentrated sulfuric acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid and the like are preferable, and trifluoromethanesulfonic acid is particularly preferable.
[0037]
[Reaction conditions]
The reaction in the method of the present invention is carried out by mixing the starting compounds (A) and (B), adding a catalyst, and heating. The reaction temperature may be usually about 40 to 150 ° C., preferably about 80 to 140 ° C., and the required reaction time varies depending on conditions such as the amount of the starting compound and the reaction temperature, and cannot be determined unconditionally. Usually, it is 1 to 10 hours, preferably about 1 to 6 hours.
[0038]
If necessary for adjusting the viscosity of the raw material mixture, a solvent can be used. As this solvent, hexane, isooctane, toluene, xylene, 1,3-bistrifluoromethylbenzene and the like are suitable.
[0039]
After the completion of the reaction, a basic compound such as sodium hydrogen carbonate, magnesium oxide, synthetic hydrotalcite or the like is charged into the reaction system to neutralize the catalyst so as to deactivate the catalyst. Thereafter, if necessary, the solvent is removed by stripping to obtain the desired perfluoroalkyl group-terminated organopolysiloxane compound.
[0040]
【Example】
[Example 1]
(A) 76.6 g (0.32 mol) of a cyclic siloxane oligomer represented by the following general formula (5),
[0041]
Embedded image
Figure 2004250506
(B) 104.5 g (0.16 mol) of a fluorine-containing disiloxane compound represented by the following general formula (6), and
Embedded image
Figure 2004250506
17.6 g of toluene was charged into the reactor as a solvent.
[0043]
While stirring, 0.17 g of trifluoromethanesulfonic acid was added, and the mixture was heated to 120 ° C. and reacted for 2 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and neutralized by adding 2.0 g of sodium hydrogen carbonate. The reaction mixture was filtered to remove the solid content as a neutralization reaction product, and stripped at 100 ° C./20 mmHg to remove toluene and part of the cyclic siloxane oligomer. Thus, 172 g of a colorless and transparent liquid product was obtained. The composition of the obtained product was analyzed by GC (gas chromatography). The results are shown in Table 1.
[0044]
[Comparative Example 1]
Instead of (B) 104.5 g (0.16 mol) of the compound represented by the general formula (6) in Example 1, (B ′) a fluorine-containing disiloxane represented by the following general formula (7) 165 g of a colorless and transparent liquid product was obtained in the same manner as in Example 1, except that 100 g (0.16 mol) of the compound was used. The composition of the obtained product was analyzed in the same manner, and the results are shown in Table 1.
[0045]
Embedded image
Figure 2004250506
[0046]
[Table 1]
Figure 2004250506
(In the above table, the GC composition represents the peak area appearing on the GC chart as a percentage.)
[0047]
* Note “n” in the above Table 1 means the number of “n” in the structure represented by the following general formula (8). Therefore, the number (%) in the column of “n = 0” means the amount of the raw material compounds (B) and (B ′) used in Example 1 and Comparative Example 1 remaining unreacted. .
[0048]
Embedded image
Figure 2004250506
(In the formula, Q is a trimethylene group represented by the formula: —CH 2 CH 2 CH 2 — for Example 1, and Q is represented by the formula: —CH 2 CH 2 — for Comparative Example 1. ** Note The cyclic siloxane oligomer is a substance having the following structure including a raw material.
[0049]
Embedded image
Figure 2004250506
(Where n is an integer of 4 to 8)
[0050]
[Evaluation]
As is evident from the results in Table 1, in the case of Example 1, the amount of the fluorinated disiloxane compound as the raw material remaining unreacted was significantly smaller than that of Comparative Example 1, and the terminal had a perfluoroalkyl group. It can be seen that the organopolysiloxane was obtained efficiently.
[0051]
[Example 2]
(A) 59.2 g (0.2 mol) of a cyclic siloxane oligomer represented by the following general formula (9),
[0052]
Embedded image
Figure 2004250506
And (B) 65.4 g (0.1 mol) of a fluorine-containing disiloxane compound represented by the following general formula (6),
[0053]
Embedded image
Figure 2004250506
Was charged to the reactor.
[0054]
While stirring, 0.12 g of trifluoromethanesulfonic acid was added, and the mixture was heated to 130 ° C. and reacted for 2 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and neutralized by adding 2.0 g of sodium hydrogen carbonate. The reaction mixture was filtered to obtain 122 g of a colorless and transparent liquid product. The composition of the obtained product was analyzed by GC (gas chromatography). The results are shown in Table 2.
[0055]
[Comparative Example 2]
In place of (B) 65.4 g (0.1 mol) of the compound represented by the above general formula (6) in Example 2, (B ′) a fluorine-containing disiloxane represented by the following general formula (7) 119 g of a colorless and transparent liquid product was obtained in the same manner as in Example 2 except that 62.6 g (0.1 mol) of the compound was used. The obtained product was similarly subjected to GC composition analysis, and the results are shown in Table 2.
[0056]
Embedded image
Figure 2004250506
[0057]
[Table 2]
Figure 2004250506
[0058]
* Note “n” in Table 2 above indicates the number of “n” in the structure represented by the following general formula (10). Therefore, the number (%) in the column of “n = 0” means the amount of the raw material compounds (B) and (B ′) used in Example 2 and Comparative Example 2 remaining unreacted. .
[0059]
Embedded image
Figure 2004250506
(In the formula, Q represents a trimethylene group represented by the formula: —CH 2 CH 2 CH 2 — in Example 2, and Q represents the formula: —CH 2 CH 2 — in Comparative Example 2. ** Note The cyclic siloxane oligomer is a substance having the following structure including a raw material.
[0060]
Embedded image
Figure 2004250506
(Where n is an integer of 4 to 8)
[0061]
【The invention's effect】
According to the method of the present invention, the tendency that the fluorine-containing disiloxane compound as a reaction raw material remains unreacted is remarkably suppressed, and an organopolysiloxane having a perfluoroalkyl group at a terminal as a target product is efficiently produced. Obtainable.

Claims (1)

(A)下記構造式(1):
Figure 2004250506
(式中、Rは炭素原子数1〜6のアルキル基であり、Rはメチル基または水素原子である)
で表される単位を有する、鎖状のオルガノポリシロキサンおよび/または環状シロキサンオリゴマーと、
(B)下記一般式(2):
Figure 2004250506
(式中、Rfは炭素原子数1〜10のパーフロロアルキル基(鎖中にエーテル結合を含んでいてもよい)であり、aは3〜6の整数である)
で表される含フッ素ジシロキサン化合物とを、
触媒存在下で反応させることを特徴とするパーフロロアルキル基を末端に有するオルガノポリシロキサンの製造方法。
(A) The following structural formula (1):
Figure 2004250506
(Wherein, R 1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 2 is a methyl group or a hydrogen atom)
A chain organopolysiloxane and / or cyclic siloxane oligomer having a unit represented by:
(B) The following general formula (2):
Figure 2004250506
(Wherein, Rf is a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms (which may contain an ether bond in the chain), and a is an integer of 3 to 6)
And a fluorine-containing disiloxane compound represented by
A method for producing an organopolysiloxane having a perfluoroalkyl group at a terminal, characterized by reacting in the presence of a catalyst.
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