JP2005179663A - 有機ケイ素化合物の製造法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カルビノール基の存在で、脂肪族不飽和炭素−炭素−多重結合とエーテル酸素原子とを含有する化合物に、Si−結合された水素を付加させるための方法において、反応混合物が他の成分として少なくとも1種の環式エーテルを含有することを特徴とする、肪族不飽和炭素−炭素−多重結合とエーテル酸素原子とを有する化合物に、Si−結合された水素を付加させるための方法。
【選択図】なし
Description
Ra(R1O)bHcSiO(4−a−b−c)/2 (I)
[式中、
Rは、同じか又は異なっていてよく、一価のSiC−結合された置換されたか又は置換されていない炭化水素基を表し、前記炭化水素基は酸素原子により中断されていてよく、
R1は、同じか又は異なっていてよく、水素原子か、又は、一価の置換されたか又は置換されていない炭化水素基を表し、前記炭化水素基はヘテロ原子により中断されていてよく、
aは、0、1、2又は3であり、
bは、0、1、2又は3であり、かつ
cは、0、1、2又は3、有利に0又は1であるが、
但し、合計a+b+c≦4であり、式(I)の有機ケイ素化合物は1分子当たり少なくとも1個のSi−結合された水素原子を有するという条件付きである]
の単位を含有する有機ケイ素化合物である。
A)ジオール及びポリオールのアルケニルエーテル、例えば1,2−エタンジオール−モノアリルエーテル、ジエチレングリコール−モノアリルエーテル、1,3−プロパンジオール−モノアリルエーテル、3−アリルオキシ−1,2−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール−モノアリルエーテル、2−(アリルオキシメチル)−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ビス(アリルオキシメチル)−1−ブタノール、ヘキサントリオールモノアリルエーテル、ヘキサントリオールジアリルエーテル、ペンタエリトリトールモノアリルエーテル、ペンタエリトリトールジアリルエーテル及びペンタエリトリトールトリアリルエーテル、
B)式
R2−{[C2H4O]d−[C3H6O]e−[(CH2)4O]f−H}y (II)
[式中、
R2は、少なくとも2個の炭素原子を有する、一価又は二価の脂肪族不飽和有機基、有利に
yは、基R2の原子価に相応して1又は2であり、
d、e、fは、その都度互いに無関係に、0、又は1〜200、有利に0〜100、殊に有利に0〜50の整数であるが、
但し、合計d+e+f≧1であるという条件付きである]
のポリオキシアルキレンのアルケニルエーテル、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ−(1,4−ブタンジオール)及びその混合ポリマーのビニルエーテル又はアリルエーテル、
並びに、
C)アルキニルエーテル、例えばエチレングリコール−モノプロパルギルエーテル、並びに、ポリオキシアルキレンのアルキニルエーテル、例えばブチン−1,4−ジオール−エトキシレート
である。
R3−{[C2H4O]g−[C3H6O]h−[(CH2)4O]i−R4}z (III)
[式中、
R3は、R2のために記載された意味を有し、
R4は、1〜20個の炭素原子を有する一価の炭化水素基、又はアセチル基、有利にメチル基、1−ブチル基、ミリスチル基、セチル基、ステアリル基又はアセチル基であり、
zは、基R3の原子価に相応して1又は2であり、
g、h、iは、その都度互いに無関係に、0、又は1〜200、有利に0〜100、殊に有利に0〜50の整数であるが、
但し、合計g+h+i≧0であるという条件付きである]
であり、例えば、アルケニルエーテル、例えばメチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、メチルアリルエーテル及びエチルアリルエーテル、又はアルキニルエーテル、例えばプロパルギルアルコール−メチルエーテルである。
殊に有利に、成分(4)は、1個以上の環式エーテルを含有する、飽和又は不飽和の置換されたか又は置換されていない炭化水素基である。
エチレングリコールモノアリルエーテル204.0gに、ヘキサクロロ白金酸(Pt−含分0.48%)の溶液0.46g及びTHF500ppm(0.22g)を添加する。澄明な均質混合物を80℃に加熱し、これに、約2時間の期間に亘り、活性水素含分0.64%及び粘度3.7mm2/sを有するジメチルシロキシ単位、水素メチルシロキシ単位及びトリメチルシロキシ単位から成る直鎖シロキサン合計で250.0gを、80〜100℃の温度範囲内で供給する。90℃で更に2時間後、99%を上回る変換率が達成される。油ポンプ真空中で130℃で、粗生成物から揮発性成分を除去し、冷却する。シロキサン鎖1つ当たり平均で約4個の2−ヒドロキシエトキシプロピル基を有する、褐色の澄明なカルビノール官能性シロキサンが得られる。ポリマー粘度は25℃で389mm2/sである。
実施例1に記載された処理方法を繰り返したが、但し、500ppmTHFを、シクロヘキセンオキシド0.22gに代える。同一の反応及び後処理後、25℃でたった335mm2/sの粘度を有する澄明なポリマーが得られる。
公知技術に従い、シクロヘキセンオキシドの代わりに、炭酸水素ナトリウム2000ppmを安定剤として使用する。不溶性の塩を、強力な撹拌により浮遊させたままにしなければならない。反応、濾過及び揮発性成分の除去後、25℃で868mm2/sの粘度を有する澄明な褐色の生成物が得られる。NMR−分光法による油状物の試験は、実施例2と比較して明らかにより高い生成物粘度のための原因としての、相当の量のアセタール及びSiOC−結合分を有する。従って、関連の副反応及び逐次反応によって高分子の生成物の合成を防ぐのには、NaHCO3は本質的により低い程度で適当であるに過ぎない。
以下の出発物質を25℃で均質に混合する:
活性水素含分0.089%及び粘度91mm2/sを有するジメチルシロキシ単位、水素メチルシロキシ単位及びトリメチルシロキシ単位から成るポリシロキサン224.7g、平均式CH2=CHCH2O(C2H4O)10.2Hのアリルポリエーテル132.1g、並びにリモネンオキシド0.18g(500ppmに相当)。100℃に加熱した後、ヘキサクロロ白金酸−溶液(Pt−含分=0.48%)0.37gを添加する。遅延のない124℃への加熱下に、反応混合物が澄明となる。100℃で更に1時間後、98%のSiH−変換率が達成される。澄明な油状物は25℃で1590mm2/sの粘度を有する。1H−NMR−スペクトルで、アセタールプロトン(4.45ppmでの−O−CHR−O)は検出不可能である(検出限界:使用するアリル−原料130モル%に対して0.2モル%)。
実施例3を、合理的に、安定剤としてのリモネンオキシドなしで実施する。著しくより高い粘度:25℃で2086mm2/sを有する澄明な油状物が得られる。検出可能なアセタール含分は、使用するアリル−原料130モル%に対して1.1モル%である。
平均式CH2=CHCH2O(C2H4O)10.6Hのアリルポリエーテル153gに、ヘキサクロロ白金酸(Pt−含分0.48%)の溶液0.45g及びシクロヘキセンオキシド500ppm(0.109g)を添加する。澄明な均質混合物を110℃に加熱し、これに、約0.5時間の期間に亘り、活性水素含分0.31%及び粘度39mm2/sを有するジメチルシロキシ単位、水素メチルシロキシ単位及びトリメチルシロキシ単位から成る直鎖シロキサン合計で65gを110〜115℃の温度範囲内で供給する。110℃で更に2.5時間後、98%を上回る変換率が達成される。油ポンプ真空中で130℃で、粗生成物から揮発性成分を除去し、冷却する。シロキサン鎖1つ当たり平均で約10個のポリエーテル基を有する、金色の澄明なポリエーテル官能性シロキサンが得られる。ポリマー粘度は25℃で1050mm2/sである。1H−NMR−スペクトルで、アセタールプロトンは検出不可能である(検出限界:使用するアリル−原料130モル%に対して0.15モル%)。29Si−NMRでは、SiOC−結合されたD−単位の示唆は存在しない(検出限界:1分子当たりのD−単位の全数に対して0.08モル%)。
実施例4を、合理的に、安定剤としてのシクロヘキセンオキシドなしで実施する。ポリエーテルにシロキサンを完全に添加した直後に既に、反応混合物の完全なゲル化が生じる。
実施例4を、合理的に、安定化剤としての炭化水素ナトリウム500ppmの使用下に実施し、その際、固体を強力な撹拌により浮遊させたままにする。反応、濾過及び揮発成分の除去後、25℃での著しくより高い粘度:4170mm2/sを有する褐色の油状物が得られる。検出可能なアセタール含分は、使用するアリル−原料130モル%に対して34モル%である。従って、関連の副反応及び逐次反応によって高分子の生成物の合成を防ぐのには、NaHCO3は本質的により何倍も低い程度で適当であるに過ぎない。
実施例4を、合理的に、安定化剤としての0.2%酢酸ナトリウムの使用下に実施し、その際、固体を強力な撹拌により浮遊させたままにする。反応、濾過及び揮発成分の除去後、25℃で1960mm2/sの粘度を有する褐色の油状物が得られる。検出可能なアセタール含分は、使用するアリル−原料130モル%に対して1.95モル%である。SiOC−結合されたD−単位の検出可能な割合は、1分子当たりのD−単位の全数に対して1.6%である。
実施例4を、合理的に、安定化剤としての0.5%リン酸水素二ナトリウム二水和物の使用下に実施し、その際、固体を強力な撹拌により浮遊させたままにする。反応、濾過及び揮発成分の除去後、25℃で1760mm2/sの粘度を有する褐色の油状物が得られる。検出可能なアセタール含分は、使用するアリル−原料130モル%に対して1.6モル%である。SiOC−結合されたD−単位の検出可能な割合は、1分子当たりのD−単位の全数に対して1.4%である。
エチレングリコールモノアリルエーテル55.7gに、ヘキサクロロ白金酸(Pt−含分0.48%)の溶液0.54g及びビニルシクロヘキセンモノエポキシド250ppm(0.064g)を添加する。澄明な均質混合物を60℃に加熱し、これに、約2時間の期間に亘り、活性水素含分0.21%及び粘度7.5mm2/sを有するジメチルシロキシ単位及び水素ジメチルシロキシ単位から成る直鎖シロキサン合計で200gを60〜70℃の温度範囲内で供給する。ヘキサクロロ白金酸(Pt−含分0.48%)の溶液0.27gを再度添加し、60℃で更に2時間の反応時間の後、99%を上回る変換率が達成される。油ポンプ真空中で140℃で、粗生成物から揮発性成分を除去し、冷却する。シロキサン鎖1つ当たり2個の2−ヒドロキシエトキシプロピル基を有する、帯褐色の澄明なカルビノール官能性シロキサンが得られる。ポリマー粘度は25℃で285mm2/sである。
エチレングリコールモノアリルエーテル13.3gに、ヘキサクロロ白金酸(Pt−含分0.48%)の溶液0.12g及びリモネン−1,2−エポキシド500ppm(0.123g)を添加する。澄明な均質混合物を80℃に加熱し、これに、約2時間の期間に亘り、活性水素含分0.052%及び粘度57mm2/sを有するジメチルシロキシ単位及び水素ジメチルシロキシ単位から成る直鎖シロキサン合計で200gを80〜85℃の温度範囲内で供給する。ヘキサクロロ白金酸(Pt−含分0.48%)の溶液0.12gを再度添加し、80℃で更に2時間の反応時間の後、98%を上回る変換率が達成される。油ポンプ真空中で140℃で、粗生成物から揮発性成分を除去し、冷却する。シロキサン鎖1つ当たり2個の2−ヒドロキシエトキシプロピル基を有する、帯褐色の澄明なカルビノール官能性シロキサンが得られる。ポリマー粘度は25℃で396mm2/sである。
エチレングリコールモノアリルエーテル136.8gに、ヘキサクロロ白金酸(Pt−含分0.48%)の溶液2.84g及びシクロヘキセンオキシド250ppm(0.362g)を添加する。澄明な均質混合物を60℃に加熱し、これに、約0.5時間の期間に亘り、活性水素含分0.086%及び粘度102mm2/sを有するジメチルシロキシ単位及び水素メチルシロキシ単位及びトリメチルシロキシ単位から成る直鎖シロキサン合計で1200gを60〜70℃の温度範囲内で供給する。60℃で更に1時間の反応時間の後、99%を上回る変換率が達成される。油ポンプ真空中で140℃で、粗生成物から揮発性成分を除去し、冷却する。シロキサン鎖1つ当たり平均して4.5個の2−ヒドロキシエトキシプロピル基を有する、薄褐色の澄明なカルビノール官能性シロキサンが得られる。ポリマー粘度は25℃で248mm2/sである。生成物の1H−NMR−スペクトルでも29Si−NMR−スペクトルでも、関連の副反応及び逐次反応による副生成物の形成の示唆は与えられない。
エチレングリコールモノアリルエーテル43gに、ヘキサクロロ白金酸(Pt−含分0.48%)の溶液2.64g及びシクロヘキセンオキシド250ppm(0.337g)を添加する。澄明な均質混合物を60℃に加熱し、これに、約0.5時間の期間に亘り、活性水素含分0.027%及び粘度425mm2/sを有するジメチルシロキシ単位及び水素メチルシロキシ単位及びトリメチルシロキシ単位から成る直鎖シロキサン合計で1200gを60〜70℃の温度範囲内で供給する。60℃で更に1時間の反応時間の後、98%を上回る変換率が達成される。油ポンプ真空中で140℃で、粗生成物から揮発性成分を除去し、冷却する。シロキサン鎖1つ当たり平均して2.8個の2−ヒドロキシエトキシプロピル基を有する、薄褐色の澄明なカルビノール官能性シロキサンが得られる。ポリマー粘度は25℃で492mm2/sである。生成物の1H−NMR−スペクトルでも29Si−NMR−スペクトルでも、関連の副反応及び逐次反応による副生成物の形成の示唆は与えられない。
以下の出発物質を25℃で均質に混合する:
活性水素含分0.21%及び粘度6.5mm2/sを有するジメチルシロキシ単位及び水素ジメチルシロキシ単位から成る直鎖シロキサン102g、シクロヘキセンオキシド500ppm(0.068g)、トルエン17.1g及びアリルアルコール17.4g。110℃に加熱した後、ヘキサクロロ白金酸−溶液(Pt−含分=0.48%)0.29gを添加する。110℃で1時間の反応時間後、ヘキサクロロ白金酸−溶液(Pt−含分=0.48%)を更に0.145g添加し、110℃で撹拌する。2時間後、>99%のSiH−変換率が達成される。油ポンプ真空中で110℃で、粗生成物から揮発性成分を除去し、冷却する。シロキサン鎖1つ当たり2個の2−ヒドロキシプロピル基を有する、金色の澄明なカルビノール官能性シロキサンが得られる。ポリマー粘度は25℃で51mm2/sである。
Claims (10)
- カルビノール基の存在で、脂肪族不飽和炭素−炭素−多重結合とエーテル酸素原子とを含有する化合物に、Si−結合された水素を付加させるための方法において、反応混合物が他の成分として少なくとも1種の環式エーテルを含有することを特徴とする、肪族不飽和炭素−炭素−多重結合とエーテル酸素原子とを有する化合物に、Si−結合された水素を付加させるための方法。
- Si−結合された水素を有する化合物(1)が、式
Ra(R1O)bHcSiO(4−a−b−c)/2 (I)
[式中、
Rは、同じか又は異なっていてよく、一価のSiC−結合された置換されたか又は置換されていない炭化水素基を表し、前記炭化水素基は酸素原子により中断されていてよく、
R1は、同じか又は異なっていてよく、水素原子か、又は、一価の置換されたか又は置換されていない炭化水素基を表し、前記炭化水素基はヘテロ原子により中断されていてよく、
aは、0、1、2又は3であり、
bは、0、1、2又は3であり、かつ
cは、0、1、2又は3であるが、
但し、合計a+b+c≦4であり、式(I)の有機ケイ素化合物は1分子当たり少なくとも1個のSi−結合された水素原子を有するという条件付きである]
の単位を含有する有機ケイ素化合物である、請求項1記載の方法。 - 脂肪族不飽和炭素−炭素−多重結合とエーテル酸素原子とを含有する化合物(2)が、脂肪族不飽和の直鎖又は分枝鎖エーテル、及び脂肪族不飽和の直鎖又は分枝鎖エーテルカルビノールから選択された化合物であり、その際、コポリマーのエーテル及びエーテルカルビノール成分が、例えば有機ポリシロキサンブロックを有する成分であってよい、請求項1又は2記載の方法。
- 脂肪族不飽和のエーテル酸素原子とカルビノール基とを含有する化合物が、1個以上の1級又は2級カルビノール基を有し、かつ脂肪族末端が不飽和である化合物である、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
- 脂肪族不飽和化合物(2)を、その都度、Si−結合された水素1モルに対して、0.001〜5モル、殊に有利に0.01〜2モルの量で使用する、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
- 本発明において使用されるエーテルが、エーテル環が3〜10個の環原子を有する化合物である、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- 成分(4)を、成分(1)及び(2)の全質量に対して0.1〜50000質量ppm(1000000質量部当たりの質量部)の量で使用する、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
- 脂肪族不飽和炭素−炭素−多重結合へのSi−結合された水素の付加を促進する触媒(5)の存在で実施する、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
- カルビノール基なしのエーテルが、
R3−{[C2H4O]g−[C3H6O]h−[(CH2)4O]i−R4}z (III)
[式中、
R3は、R2のために記載された意味を有し、
R4は、1〜20個の炭素原子を有する一価の炭化水素基、又はアセチル基、有利にメチル基、1−ブチル基、ミリスチル基、セチル基、ステアリル基又はアセチル基であり、
zは、基R3の原子価に相応して1又は2であり、
g、h、iは、その都度互いに無関係に、0、又は1〜200の整数であるが、
但し、合計g+h+i≧0であるという条件付きである]
である、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 - 成分(1)を、成分(2)としてのカルビノール基なしのエーテル及びカルビノール基を有する化合物(3)と反応させ、その際、反応混合物は、他の成分として、少なくとも1種の環式エーテル並びに場合により触媒(5)を含有する、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
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