JP2010100544A - アミノ基と保護された水酸基を有する有機ケイ素化合物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
(R1及びR2は炭素数1〜10の置換又は非置換の脂肪族1価炭化水素基であって、R1とR2が結合してこれらが結合する窒素原子と共に環を形成しても良く、各々同一又は異なっていても良い。また、R1及びR2はヘテロ原子を含んでも良い。R3、R4、R5、R6及びR7は炭素数1〜10の置換又は非置換の1価炭化水素基で、各々同一又は異なっていても良い。Aは炭素数1〜10の置換又は非置換の2価炭化水素基であり、炭素原子の1個以上がN、O、Sで置き換えられていても良い。nは0〜2の整数である。)
で示されるアミノ基と保護された水酸基を有する有機ケイ素化合物。
【効果】本発明によれば、上記アミノ基と保護された水酸基を有する有機ケイ素化合物を用いることで、高分子材料に剛直性、高い機械的強度を付与することができる。
【選択図】なし
Description
(式中、R1及びR2は炭素数1〜10の置換又は非置換の脂肪族1価炭化水素基であって、R1とR2が結合してこれらが結合する窒素原子と共に環を形成しても良く、各々同一又は異なっていても良い。また、R1及びR2はヘテロ原子を含んでも良い。R3、R4、R5、R6及びR7は炭素数1〜10の置換又は非置換の1価炭化水素基で、各々同一又は異なっていても良い。Aは炭素数1〜10の置換又は非置換の2価炭化水素基であり、炭素原子の1個以上がN、O、Sで置き換えられていても良い。nは0〜2の整数である。)
で示されるアミノ基と保護された水酸基を有する有機ケイ素化合物を用いた場合に、シランカップリング剤、表面処理剤、高分子変性剤として用いた後で、脱保護することにより、任意で水酸基を発生することができ、アミノ基と水酸基を有する有機ケイ素化合物を用いたのと同等の効果が発現し、剛直性、高い機械的強度等の物性を高分子材料に付与することができることを知見した。更に、アニオン重合末端変性剤として用いた場合、アニオン重合末端は保護された水酸基とは反応せず、選択的にアルコキシケイ素部位と反応するため、定量的にアニオン重合末端に保護された水酸基を導入することができ、その後脱保護することにより容易にアミノ基及び水酸基変性高分子を製造できることを知見し、本発明を完成するに至った。
請求項1:
下記一般式(1)
(式中、R1及びR2は炭素数1〜10の置換又は非置換の脂肪族1価炭化水素基であって、R1とR2が結合してこれらが結合する窒素原子と共に環を形成しても良く、各々同一又は異なっていても良い。また、R1及びR2はヘテロ原子を含んでも良い。R3、R4、R5、R6及びR7は炭素数1〜10の置換又は非置換の1価炭化水素基で、各々同一又は異なっていても良い。Aは炭素数1〜10の置換又は非置換の2価炭化水素基であり、炭素原子の1個以上がN、O、Sで置き換えられていても良い。nは0〜2の整数である。)
で示されるアミノ基と保護された水酸基を有する有機ケイ素化合物。
請求項2:
下記一般式(5)
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及びnは請求項1で定義した通りである。)
で示される請求項1記載のアミノ基と保護された水酸基を有する有機ケイ素化合物。
請求項3:
下記一般式(2)
(式中、R1、R2、R3、R4及びR5は請求項1で定義した通りである。A’は炭素数1〜8の置換又は非置換の2価炭化水素基であり、炭素原子の1個以上がN、O、Sで置き換えられていても良い。)
で示される化合物と、下記一般式(3)
HSiR6 n(OR7)3-n (3)
(式中、R6、R7及びnは請求項1で定義した通りである。)
で示されるハイドロジェンシラン化合物を反応させることを特徴とする請求項1記載のアミノ基と保護された水酸基を有する有機ケイ素化合物の製造方法。
請求項4:
式(2)の化合物1モルに対し、式(3)の化合物を0.5〜2モルの割合で反応させると共に、反応温度が0〜120℃である請求項3記載の製造方法。
請求項5:
反応を遷移金属触媒の存在下で行う請求項3又は4記載の製造方法。
請求項6:
下記一般式(4)
(式中、R1、R2、R6、R7、A及びnは請求項1で定義した通りである。)
で示される化合物をR3R4R5Si−基(R3、R4及びR5は請求項1で定義した通りである。)を有するシリル化剤によってシリル化することを特徴とする請求項1記載のアミノ基と保護された水酸基を有する有機ケイ素化合物の製造方法。
請求項7:
式(4)の化合物1モルに対し、シリル化剤をシリル基のモル数で1〜4モルの割合で反応させると共に、反応温度が0〜150℃である請求項6記載の製造方法。
(式中、R1及びR2は炭素数1〜10の置換又は非置換の脂肪族1価炭化水素基であって、R1とR2が結合してこれらが結合する窒素原子と共に環を形成しても良く、各々同一又は異なっていても良い。また、R1及びR2はヘテロ原子を含んでも良い。R3、R4、R5、R6及びR7は炭素数1〜10の置換又は非置換の1価炭化水素基で、各々同一又は異なっていても良い。Aは炭素数1〜10の置換又は非置換の2価炭化水素基であり、炭素原子の1個以上がN、O、Sで置き換えられていても良い。nは0〜2の整数である。)
で示されるアミノ基と保護された水酸基を有する有機ケイ素化合物である。
(式中、R1、R2、R3、R4及びR5は上記の通りである。A’は炭素数1〜8の置換又は非置換の2価炭化水素基であり、炭素原子の1個以上がN、O、Sで置き換えられていても良い。)
で示される化合物と、下記一般式(3)
HSiR6 n(OR7)3-n (3)
(式中、R6、R7及びnは一般式(1)で定義した通りである。)
で示されるハイドロジェンシラン化合物を反応させる。反応は、遷移金属触媒の存在下で行うのが好ましく、遷移金属触媒としては白金触媒が好ましい。
A’は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状の2価炭化水素基であり、炭素原子の1個以上がN、O、Sで置き換えられていても良い。例えば、アルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基等が挙げられ、具体的には、メチレン基、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、イソブチレン基等が例示され、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、アミノ基、エステル基、アミド基、ウレア基、スルフィド基、ジスルフィド基等を含んでも良い。具体的には、−(CH2)2−、−(CH2)4−、−(CH2)6−、−CH2−O−CH2−等が挙げられ、特に、−CH2−O−CH2−が好ましい。
(式中、R1、R2、R6、R7、A及びnは一般式(1)で定義した通りである。)
で示される化合物をR3R4R5Si−基(R3、R4及びR5は一般式(1)で定義した通りである。)を有するシリル化剤によってシリル化する方法も例示される。
但し、化合物E及び化合物F中のRa並びにRcは、上記のRa並びにRcの組み合わせが例示される。
撹拌機、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、メチルピペラジン33g(0.33モル)を仕込み、アリルグリシジルエーテル34g(0.30モル)を85〜95℃で4時間かけて滴下し、その温度で1時間撹拌した。60℃まで冷却後、ヘキサメチルジシラザン36g(0.23モル)を60〜70℃で1時間かけて滴下、その温度で1時間撹拌した。反応液を蒸留することで、7−(4−メチルピペラジノ)−6−トリメチルシロキシ−4−オキサ−1−ヘプテンを沸点96〜97℃/0.3kPaの留分として78.4g得た。
質量スペクトル
m/z 286,271,245,215,113
以上の結果より、得られた化合物は7−(4−メチルピペラジノ)−6−トリメチルシロキシ−4−オキサ−1−ヘプテンであることが確認された。
撹拌機、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、7−(4−メチルピペラジノ)−6−トリメチルシロキシ−4−オキサ−1−ヘプテン70g(0.25モル)、白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン溶液(白金含量3質量%)0.16gを仕込み、50℃に加熱した。内温が安定した後、トリメトキシシラン24g(0.20モル)を45〜55℃で3時間かけて滴下し、その温度で2時間撹拌した。反応液を蒸留し、沸点154〜155℃/0.3kPaの無色透明留分を73g得た。
質量スペクトル
m/z 408,393,318,229,121,113
以上の結果より、得られた化合物は1−トリメトキシシリル−7−(4−メチルピペラジノ)−6−トリメチルシロキシ−4−オキサヘプタンであることが確認された。
撹拌機、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、7−(4−メチルピペラジノ)−6−トリメチルシロキシ−4−オキサ−1−ヘプテン70g(0.25モル)、白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン溶液(白金含量3質量%)0.16gを仕込み、50℃に加熱した。内温が安定した後、メチルジエトキシシラン27g(0.20モル)を45〜55℃で3時間かけて滴下し、その温度で2時間撹拌した。反応液を蒸留し、沸点162〜163℃/0.3kPaの無色透明留分を76g得た。
質量スペクトル
m/z 420,405,330,229,133,113
以上の結果より、得られた化合物は1−メチルジエトキシシリル−7−(4−メチルピペラジノ)−6−トリメチルシロキシ−4−オキサヘプタンであることが確認された。
撹拌機、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、メチルピペラジン33g(0.33モル)を仕込み、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン71g(0.30モル)を80〜90℃で4時間かけて滴下し、その温度で2時間撹拌した。
質量スペクトル
m/z 336,318,273,143,121,113
以上の結果より、得られた化合物は6−ヒドロキシ−1−トリメトキシシリル−7−(4−メチルピペラジノ)−4−オキサヘプタンを含む混合物であることが確認された。
撹拌機、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド85g(0.33モル)を仕込み、水冷しながら、合成例2で合成した反応液123gを1時間かけて滴下し、室温で1時間撹拌した。反応液を蒸留することで、沸点154〜155℃/0.3kPaの無色透明留分を55g得た。
撹拌機、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、メチルピペラジン20g(0.20モル)を仕込み、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン71g(0.20モル)を90〜100℃で5時間かけて滴下し、その温度で2時間撹拌した。
質量スペクトル
m/z 348,330,287,257,143,113
以上の結果より、得られた化合物は6−ヒドロキシ−1−メチルジエトキシシリル−7−(4−メチルピペラジノ)−4−オキサヘプタンを含む混合物であることが確認された。
撹拌機、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコにビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド57g(0.22モル)を仕込み、合成例3で合成した反応液91gを65〜75℃で4時間かけて滴下し、室温で2時間撹拌した。反応液を蒸留することで、沸点162〜163℃/0.3kPaの無色透明留分を52g得た。
撹拌機、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、ジエチルアミン37g(0.50モル)を仕込み、還流下〜95℃でアリルグリシジルエーテル52g(0.46モル)を9時間かけて滴下し、95℃で5時間撹拌した。70℃まで冷却後、ヘキサメチルジシラザン44g(0.28モル)を70〜75℃で2時間かけて滴下、その温度で1時間撹拌した。反応液を蒸留することで、7−ジエチルアミノ−6−トリメチルシロキシ−4−オキサ−1−ヘプテンを沸点93〜94℃/0.8kPaの留分として101g得た。
質量スペクトル
m/z 259,244,218,188,86
以上の結果より、得られた化合物は7−ジエチルアミノ−6−トリメチルシロキシ−4−オキサ−1−ヘプテンであることが確認された。
撹拌機、還流器、滴下ロート及び温度計を備えたフラスコに、7−ジエチルアミノ−6−トリメチルシロキシ−4−オキサ−1−ヘプテン52g(0.20モル)、白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン溶液(白金含量3質量%)0.13gを仕込み、60℃に加熱した。内温が安定した後、メチルジエトキシシラン22g(0.16モル)を55〜65℃で3時間かけて滴下し、その温度で1時間撹拌した。反応液を蒸留し、沸点146〜147℃/0.4kPaの無色透明留分を55g得た。
質量スペクトル
m/z 378,303,202,133,86
以上の結果より、得られた化合物は1−メチルジエトキシシリル−7−ジエチルアミノ−6−トリメチルシロキシ−4−オキサヘプタンであることが確認された。
Claims (7)
- 式(2)の化合物1モルに対し、式(3)の化合物を0.5〜2モルの割合で反応させると共に、反応温度が0〜120℃である請求項3記載の製造方法。
- 反応を遷移金属触媒の存在下で行う請求項3又は4記載の製造方法。
- 式(4)の化合物1モルに対し、シリル化剤をシリル基のモル数で1〜4モルの割合で反応させると共に、反応温度が0〜150℃である請求項6記載の製造方法。
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JP2008271619A JP5359185B2 (ja) | 2008-10-22 | 2008-10-22 | アミノ基と保護された水酸基を有する有機ケイ素化合物及びその製造方法 |
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JP2008271619A Active JP5359185B2 (ja) | 2008-10-22 | 2008-10-22 | アミノ基と保護された水酸基を有する有機ケイ素化合物及びその製造方法 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011051926A (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | 保護された水酸基を有する有機ケイ素化合物及びその製造方法 |
JP2012017291A (ja) * | 2010-07-08 | 2012-01-26 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | ピペラジニル基含有シラノール化合物水溶液及びその製造方法 |
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JPH10237079A (ja) * | 1997-02-21 | 1998-09-08 | Japan Energy Corp | 表面処理剤または樹脂への添加剤 |
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2008
- 2008-10-22 JP JP2008271619A patent/JP5359185B2/ja active Active
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Title |
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