JP2014521813A - (ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの調製方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、一般式(II)のシラノール含有オルガノシロキサンを一般式(III)の少なくとも1個の単位を含む環式または非環式化合物と反応させる(式中、R、R、R、Q、Q、X、Y、k、m、p、q、o、s、r、n、a、tおよびyは請求項1に規定した意味を有するものであり得る。)、一般式(I)の懸垂型ヒドロキシメチル基を有する(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの調製方法に関する。さらに、本発明は、懸垂型および末端型ヒドロキシメチル基を有する(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンに関する。

Description

本発明は、側鎖型ヒドロキシメチル基を有する(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの調製方法、ならびに側鎖型および末端ヒドロキシメチル基を有する(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンに関する。
(ヒドロキシアルキル)ポリシロキサン、例えば(ヒドロキシアルキル)ポリシロキサン樹脂は、構造要素として式
Figure 2014521813
の単位が組み込まれたものであり、
式中、Rは、アルキルまたはアリール基、一般的にはメチル基であり、Riiは炭化水素基であり、該炭化水素基は、ヘテロ原子を含むものまたはヘテロ原子で置換されているものであり得、基SiR 2−xのケイ素原子に炭素原子によって結合しており、x=0、1または2である。
「ヘテロ原子」は、以下において、炭素と水素以外のすべての原子、特に、窒素、酸素、ハロゲン、ケイ素、リンおよびイオウを意味すると理解されたい。
x=0の場合は、構造要素
Figure 2014521813
に相当し、これは、末端ヒドロキシアルキル基を有するポリシロキサンまたはポリシロキサン樹脂である。x=1または2の場合は、構造要素
Figure 2014521813
または
Figure 2014521813
に相当し、これは、側鎖型ヒドロキシアルキル基を有するポリシロキサンまたはポリシロキサン樹脂である。
ポリシロキサン分子内の末端ヒドロキシアルキル基の数は該分子内の末端基の数によって制限される。ポリシロキサン分子内の側鎖型ヒドロキシアルキル基の数は、対照的に、該分子を構成しているモノマー単位の数によってのみ制限される。例えば、10員鎖と2個の末端基を有する線状ポリシロキサン分子は、最大限で2個しか末端ヒドロキシアルキル基を有することができないが、1個から最大10個までの側鎖型ヒドロキシアルキル基を有することができる。従って、末端ヒドロキシアルキル基と比べると側鎖型ヒドロキシアルキル基は、かなり柔軟性が高くて厳密に調整可能なポリシロキサンの官能化が可能である。
ケイ素原子と、表示されたOH基との間におけるRiiの存在は、該OH基をシロキサン骨格に結合させる結合が加水分解に対して安定になるという効果を有する。該OH基が他の化合物と、例えば、重付加反応において例えばイソシアネートと、または重縮合反応において例えばカルボン酸と反応すると、得られる生成物を該シロキサン骨格に結合させる結合も同様に加水分解に対して安定になる。
基Riiは、事実上、構造付与要素であり、(ヒドロキシアルキル)ポリシロキサンの特性だけでなく、(ヒドロキシアルキル)ポリシロキサンを使用することにより調製される変換生成物の特性をも同時に決定する。このような特性(例えば、硬度または可燃性)に影響を及ぼすのは、特に、Riiの可動性とRiiの有機性の両方である。例えば、Riiの可動性および/または(ヒドロキシアルキル)ポリシロキサンもしくはこの変換生成物の有機性が最小限に維持されると、可能な限り最小のRii基が理想的であり、RiiにCHを選択することが特に好都合である。Riiに対するこの選択のさらなる利点は、構造単位が小さいことは、Rii結合OH基を有する同じ量の物質での反応容量が少なくなり、従って(ヒドロキシアルキル)ポリシロキサンおよびこの変換生成物の両方の調製において空時収量が向上することを意味することである。CH基は、この点において、最も効率的な解決策である。
iiがCHである(ヒドロキシアルキル)ポリシロキサンは、以下の(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンで知られている。
(ヒドロキシアルキル)ポリシロキサンの調製方法は文献に示されている。しかしながら、多くの方法では、主に、少なくとも2個の炭素原子を有するヒドロキシアルキル鎖しか得られない。例えば、US3879433には、ヒドロキシオレフィンのヒドロシリル化による側鎖型ヒドロキシアルキルシロキサンの調製が記載されている。しかしながら、この様式では、少なくとも3個の炭素原子を有するヒドロキシアルキル基しか得られ得ない。(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの調製に適しているのは数例の方法にすぎない。ほとんどの場合、該方法は、末端(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの調製方法である。しかしながら、側鎖型(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの調製もまた報告されている。
側鎖型ヒドロキシメチル基を有するシロキサンの調製は、対応するクロロメチルシロキサンと金属マグネシウムとの反応、対応するグリニャール化合物の酸素での酸化および得られたマグネシウムアルコキシドの加水分解によって可能である(US2837550)。この方法は、金属マグネシウムが必要とされるため費用がかかる。該酸化反応は発熱性が強く、従って、工業的規模で管理することは困難であり、危険を伴う。さらに、側鎖型シロキサンは低収率でしか形成されない。
また、シロキサンにおける側鎖型ヒドロキシメチル基は、対応する(アシルオキシ)メチルシロキサン(例えば、DE879839)または(アシルオキシ)メチルシラン(例えば、DE1236505)の酸触媒型アルコール分解によっても得られ易く、後者の場合は、さらなるシランとの共加水分解および共縮合を併用する。しかしながら、このような条件下では、シロキサン骨格の転位およびヒドロキシメチル基のエーテル化も起こる。
シロキサンにおける末端ヒドロキシメチル基のためのさらなる方法:
−DE879839:同時アルコール分解性エステル切断を伴う、さらなるシランとの1,3−ビス(アシルオキシメチル)テトラメチルジシロキサンの酸−または塩基−触媒型平衡化
−DE1213406:金属水酸化物でのブロモメチルシロキサンのヒドロキシル化
−DE1227456:さらなるシランとの1,3−ビス(ヒドロキシメチル)テトラメチルジシロキサンの酸−触媒型平衡化
−DE1233395:三フッ化ホウ素の存在下におけるボロネートでの(アシルオキシ)メチルシロキサンの還元的切断
が報告されている。
これらの方法の共通の特徴は、記載の条件下で、特に平衡化方法においてシロキサン骨格の転位が起こることである。さらに、酸−触媒反応の場合、ヒドロキシメチル基のエーテル化もまた起こり得る。さらに、ボロネートは高価で危険な試薬である。
これまでに報告されている(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの調製方法に共通しているのは、反応条件下で、わずかなシロキサン骨格の転位が起こり、このため該方法では規定の生成物がもたらされないことである。さらに、対応する前駆体化合物(例えば、≡SiCH−Oアシルもしくは≡SiCH−ハロゲン)からの≡SiCHOH基の遊離が高頻度で定量的に進行しない、および/または対応する≡SiCHOH基が反応条件下でさらに反応する(例えば、HClとにより≡SiCHCl基に、硫酸とにより≡SiCHOCHSi≡基に、もしくは水酸化物とによりSiCHOH基のSi−C結合の切断によってSi−OH基になる。)ため、生成物は理論的に予測される数および濃度の≡SiCHOH基を有しない。さらに、生成物中の試薬基および/または触媒基により、高頻度でシロキサン骨格の転位、切断、縮合または平衡化がもたらされ、このため、これまでに報告されている方法によって調製された(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの生成物特性は高頻度で保存時に変化する。これらはすべて、これまでに報告されている方法によって調製された(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンを規定の変換生成物にさらに加工処理することを複雑にするか、または妨げ、これは、特に、SiCHOH基の後続反応についてあてはまる。
DE102009046254には、末端OH官能性ポリシロキサンを環式または非環式のアルコキシシランと反応させて末端(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンを得るための方法が記載されている。この方法では、該骨格の転位は起こらず、規定の生成物が形成される。
米国特許第3879433号明細書 米国特許第2837550号明細書 独国特許出願公開第879839号明細書 独国特許出願公開第1236505号明細書 独国特許出願公開第1213406号明細書 独国特許出願公開第1227456号明細書 独国特許出願公開第1233395号明細書 独国特許出願公開第102009046254号明細書
従って、本発明の目的は、先行技術に対して改善を行なうこと、および側鎖型ヒドロキシメチル基を有する(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの調製方法を改善し、好ましくは高い純度を有し、好ましくは高い生成物安定性を有する規定の生成物を得ることである。
驚くべきことに、DE102009046254に記載の方法により側鎖型ヒドロキシメチルポリシロキサンもまた得られ易いことがわかった。
本発明は、
一般式I
Figure 2014521813
の側鎖型ヒドロキシメチル基を有する(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの調製方法であって、一般式II
Figure 2014521813
のシラノール含有オルガノシロキサンを、一般式III
Figure 2014521813
の単位を少なくとも1個有する環式または非環式化合物と反応させることを含み、
式中、
は、水素原子であるか、または環式もしくは非環式、線状もしくは分枝状、芳香族もしくは脂肪族もしくはオレフィン性、飽和もしくは不飽和のC−C20炭化水素基もしくはC−C20炭化水素オキシ基もしくはC−C40ポリエーテル基(各々は、場合によりQで置換されている、場合により1個以上の基Qが割り込んでいる、または1個以上の
基Qを含む。)であり、
は、ヒドロキシル基であるか、または環式もしくは非環式、線状もしくは分枝状、芳香族もしくは脂肪族もしくはオレフィン性、飽和もしくは不飽和のC−C20炭化水素基もしくはC−C20炭化水素オキシ基もしくはC−C40ポリエーテル基もしくはSi−Si20シロキサンオキシ基(各々は、場合によりQで置換されている、場合により1個以上の基Qが割り込んでいる、または1個以上の基Qを含む。)であり、
は、水素であるか、環式もしくは非環式、線状もしくは分枝状、芳香族もしくは脂肪族もしくはオレフィン性、飽和もしくは不飽和のC−C20炭化水素基またはC−C40ポリエーテル基もしくはSi−Si20シロキサニル基(各々は、場合によりQで置換されている、場合により1個以上の基Qが割り込んでいる、または1個以上の基Qを含む。)であり、
は、ヘテロ原子を含有する一価の基であり、
は、ヘテロ原子を含有する二価の基またはヘテロ原子を含有する三価の基であり、
Xは、基RもしくはQであるか、または加水分解性基、例えば、ヒドロキシル基、アルコキシ基およびアシルオキシ基であるか、またはYと一体となって結合である(環式の式IIIの化合物)が、Xは、n=1の場合、加水分解性基であるか、または少なくとも1個の加水分解性基を含むシロキサン基であるか、またはYと一体となって結合である(環式の式IIIの化合物)ものとし、
Yは、水素原子、アシル基、シリル基、シロキサニル基であるか、またはXと一体となって結合であり(環式の式IIIの化合物)、
k、m、pおよびqはゼロ以上であるが、k+m+p+qの和はゼロより大きいものとし、
o、s、rおよびnはゼロより大きく、
aおよびtはゼロ以上であり、
yは0または1である、
方法を提供する。
一般式Iの化合物における変数k、m、p、qおよびtは、各oセグメント{(SiO4/2(RSiO3/2(R SiO2/2(R SiO1/2[O1/2H]}において異なる値を有していてもよい。一般式Iの化合物における変数yおよびaは、各sセグメント[(O1/22+ySiR 1−y−CH−O−(SiR(OR)−CH−O)−H]において異なる値を有していてもよい。
また、式Iおよび式IIにおける単位(SiO4/2)、(RSiO3/2)および(R SiO2/2)を、例えば、ブロック、個々の単位または交互の単位として反復して存在させてもよい。
式Iにおける単位[(O1/22+ySiR 1−y−CH−O−(SiR(OR)−CH−O)−H]、(R SiO1/2)および[O1/2H]ならびに式IIにおける単位(R SiO1/2)および[O1/2H]は、例えばポリマー主鎖上の多数の部位に存在させてもよく、例えば規則正しく、またはランダムに分布させてもよい。
また、式IIIにおける単位[SiR(OR)−CH−O]も、例えば、ブロック、個々の単位または交互の単位として反復して存在させてもよく、式中、RおよびRは、すべての単位において同じ意味を有しているわけではない。
一般式IIIの単位を少なくとも1個有する化合物を、以下、単に「式IIIの化合物」と称する。
本発明による方法では、式IIおよび式IIIの化合物またはこのような化合物を含む混合物は、互いに任意のシーケンスで調製、混合および添加され得、また、場合により反復して、また、場合により交互に添加され得る。本発明による方法では、少なくとも1種類の式IIの化合物と少なくとも1種類の式IIIの化合物が使用され;また、2種類以上の式IIまたは式IIIの化合物を同時に使用しても逐次使用してもよく、また、場合により反復して、また、場合により交互に使用してもよい。本発明による方法では、少なくとも1種類の式Iの(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンが調製され;また、2種類以上の式Iの化合物を並行して調製してもよい。使用される式IIIの化合物は、加溶媒分解物を含有していないものであってもよく、例えばアルコール、水またはシラノールによるこの加溶媒分解物が含まれていてもよい。
式IIIの化合物を一般式IIのオルガノシロキサンのSi−OH基の官能化に使用すると、該化合物は、シラノール基と驚くほど容易に特異的に反応してカルビノールを良好な収率で形成する。
アルコールROHまたは水および適切な場合はアルコールRHもまた、副生成物として反応中にOR基から、および適切な場合はR基(Rが加水分解性基である場合)から形成され、これらは反応混合物中に残存し、または例えば蒸留によって反応混合物から除去してもよい。
本発明による方法では、ゼロより大きい特定のaの値を有する式Iの中間化合物を式IIの化合物と反応させてもよく、より小さいaの値(ゼロであってもよい。)を有する式Iの化合物が得られ得る。
本発明による方法は、このように、これまでに知られている側鎖型(ヒドロキシメチル)−ポリシロキサンの調製方法とは異なる。これまでに知られている(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの調製方法では、シロキサン−CH−Aの構造部分を有するシロキサンを使用するか、または前駆体として生成させる。この場合のA基は、アシルオキシ基またはハロゲン原子であり、過酷な条件下で例えばアルカリ金属水酸化物(A=ハロゲン)により、またはアルコールにより酸触媒反応下で、またはボロヒドリド(A=アシルオキシ)によりOH基に変換される。過酷な反応条件では、高頻度でシロキサン骨格の転位または生じた(ヒドロキシメチル)基に対して不要な後続反応(Si−C結合の切断など)がもたらされる。さらに、シロキサン−CH−A(A=ハロゲンまたはアシルオキシ)部分を有するシロキサンは標準的な生成物ではなく、前駆体として特異的に生成させなければならない。これとは対照的に、本発明による方法では、SiOH基を側鎖型(ヒドロキシメチル)シロキサン単位に驚くほど容易に、例えば、(ヒドロキシメチル)シロキサン単位に変換させる官能化対象のSiOH基が、これ自体が充分に反応性であり、記載のCHOH基を生成するように変換させることが可能であるが、場合により促進剤または触媒を使用してもよい。さらに、本発明による方法において使用される式IIのオルガノポリシロキサンは、ケイ素工業の標準的な生成物であり、従って、(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの合成のための前駆体として別途調製する必要はない。
本発明による方法において生成される側鎖型ヒドロキシメチル基を有する(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンは、まだシラノール基を含有していてもよい。これをシリル化剤と、例えば、DE102009046254に記載の方法(低シラノール含有量型またはシラノール無含有型の側鎖型ヒドロキシメチル基を有する(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンが形成される。)に従って反応させてもよい。また、DE102009046254に記載の別の方法に従って反応させ、低シラノール含有量型またはシラノール無含有型の側鎖型および末端ヒドロキシメチル基を有する(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンが生成され得るように、さらに末端ヒドロキシメチル基を得てもよい。また、これは、本発明による方法の実施と同時に行なっても実施前に行なってもよい。また、この目的のためには、使用される式IIIの化合物は、末端ヒドロキシメチル基をもたらす[SiR −CH−O]単位を含むものであるのがよい。
さらに、本発明は、一般式Ia
Figure 2014521813
(式中
、R、Q、Q、k、m、p、o、yおよびsは、上記に規定した意味および値を有するものであり得、
22は、環式もしくは非環式、線状もしくは分枝状、芳香族もしくは脂肪族もしくはオレフィン性、飽和もしくは不飽和のC−C20炭化水素基もしくはC−C20炭化水素オキシ基もしくはC−C40ポリエーテル基(各々は、場合によりQで置換されている、場合により1個以上の基Qが割り込んでいる、または1個以上の基Qを含む。)であり、
lは、ゼロより大きく、
uおよびvは、ゼロ以上である。)
の側鎖型および末端ヒドロキシメチル基を有する(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンに関する。
一般式Iaの化合物における変数k、m、p、uおよびvは、各oセグメント{(SiO4/2(RSiO3/2(R SiO2/2(R SiO1/2[O1/2H]}において異なる値を有していてもよい。一般式Iaの化合物における変数yは、各sセグメント[(O1/22+ySiR 1−y−CH−OH]において異なる値を有していてもよい。
式Iaの化合物は式Iの化合物に由来し、少なくとも一部のセグメント(R SiO1/2)において2個のR基がR22であり、1個のR基がヒドロキシメチルであり、qがuの値を有し、tがvの値を有し、aがゼロであるものである。
式Iaの化合物におけるR、R、Q、Q、k、m、p、o、yおよびsは、式Iの化合物において好ましい、より好ましい、または特に好ましいと記載した好ましい、より好ましい、または特に好ましい意味を有する。R22は、Rについて好ましい、より好ましい、または特に好ましいと記載した好ましい、より好ましい、または特に好ましい意味を有する。
u、vおよびlは、それぞれq、tおよびsについて好ましい、より好ましい、または特に好ましいと記載した好ましい、より好ましい、または特に好ましい意味を有する。
本発明による方法は、側鎖型ヒドロキシメチル基をポリシロキサンに穏やかな条件下で、従って、該骨格に対する変化を伴うことなく導入できる可能性を提供する。さらに、該方法は、官能化の度合が広い範囲で自由に選択可能な規定の様式にて、例えば、Si(CH基に対して特定の比率のSiCHOH基を有する線状シロキサンの調製が可能となるように調整され得るという利点を有する。このような厳密に規定されたシロキサンは、A−A+B−B型(「A」=SiCHOH,「B」=例えば、イソシアネート)の重付加反応に特によく適している。
、RおよびRは、好ましくは、1から12個の炭素原子、特に1から6個の炭素原子、好ましくは炭素原子と水素原子のみ、またはアルコキシ酸素原子およびこれ以外は炭素原子と水素原子のみを有するものである。
およびRは、好ましくは、直鎖または分枝状または環式のC−C炭化水素基またはC−C炭化水素オキシ基である。Rは、好ましくは、直鎖もしくは分枝状もしくは環式のC−C炭化水素基である。R基は、好ましくは、メチル、エチル、フェニル、アリルおよびビニル、特に好ましくはメチルである。R基は、好ましくは、メチル、エチル、フェニル、アリル、ビニル、メトキシおよびエトキシ、特に好ましくはメチル、メトキシおよびエトキシである。R基は、好ましくは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチルおよびフェニル、特に好ましくはメチルおよびエチルである。
およびRがメチル、メトキシまたはエトキシ基であり、Rがメチルまたはエチル基である一般式Iの化合物の調製が好ましい。Rがメチル基である一般式IIの化合物の使用が好ましい。Rがメチル、メトキシまたはエトキシ基であり、Rがメチルまたはエチル基である一般式IIIの化合物の使用が好ましい。
は、好ましくは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、シアナト、イソシアナト、シアノ、ニトロ、シリル、シリルアルキル、シリルアリール、シロキシ、シロキサンオキシ、シロキシアルキル、シロキサンオキシアルキル、シロキシアリール、シロキサンオキシアリール、ヒドロキシル、アルコキシ、アリールオキシ、アシルオキシ、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、ジアルキルアミノ、ジアリールアミノ、アリールアルキルアミノ、アシルアミノ、イミド、イミノ、メルカプト、アルキルチオもしくはアリールチオ置換基、O−アルキル−N−カルバマト、O−アリール−N−カルバマト、N−アルキル−O−カルバマト、N−アリール−O−カルバマト、ヒドロキシカルボニル、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニルまたは環式もしくは非環式のカルボナト、アルキルカルボナトもしくはアリールカルボナト置換基である。
は、好ましくはヘテロ原子を含有する二価の基、例えば、−O−、−S−、−N(R)−、−C(O)−、エポキシ、−C(O)−O−、−O−C(O)−O−、−O−C(O)−N(R)−、−C(O)−N(R)−、−N[C(O)R]−、シランジイル、シロキサンジイルもしくはシロキサンオキシジイル(式中、Rは水素であるか、または場合により置換されているC−C20−アルキルもしくはC−C20−アリール基である。)であるか、またはヘテロ原子を含有する三価の基、例えば、−N=もしくは−P=である。
一般式Iの(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンは、例えば、線状、環式または分枝状であり得る。これは、単峰性、二峰性もしくは多峰性のモル質量分布で存在させてもよく、同時に、モル質量分布は狭くても非常に広くてもよい。
一般式Iの(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンにおいて、k、m、pおよびqの和に対する(全oセグメントにおける)sの比率は、好ましくは、1:10000から10000:1の範囲、好ましくは1:1000から1000:1の範囲、特に好ましくは1:100から100:1の範囲である。sに対するt(全oセグメントにおける)の比率は、この場合、好ましくは、0から10000:1の範囲、好ましくは0から1000:1の範囲、特に好ましくは0から100:1の範囲であるが、tは、特別にはゼロであり得る。変数sは、好ましくは、1から100000、好ましくは1から10000、特に好ましくは1から1000の数字である。
式Iにおける変数aおよびyは、好ましくは0の値を有するものである。[O1/2H]基および[(O1/22+ySiR 1−y−CH−O−(SiR(OR)−CH−O)−H]基は、好ましくは(R SiO2/2)基に結合している。
一般式IIのヒドロキシ官能性オルガノシロキサンは、例えば、線状、環式または分枝状であり得る。これは、単峰性、二峰性もしくは多峰性のモル質量分布で存在させてもよく、同時に、モル質量分布は狭くても非常に広くてもよい。
一般式IIのヒドロキシ官能性オルガノシロキサンにおいて、k、m、pおよびqの和に対するrの比率は、好ましくは、1:10000から10000:1の範囲、好ましくは1:1000から1000:1の範囲、特に好ましくは1:100から100:1の範囲である。[O1/2H]基は、好ましくは(R SiO2/2)基に結合している。
一般式IIのオルガノシロキサンの好ましい変形体は、kおよびmが0、pが1以上、qが0または1およびrが1または2であるがr+qが2であることを条件とし、特に好ましくは、qが0、pが2以上およびrが2である線状ケイ素ポリマーである。pは、好ましくは、3から10000、好ましくは4から1000、特に好ましくは5から200である。指定したpの値は、該シロキサンの平均鎖長(数平均)を示す。この場合、一般式IIの好ましいオルガノシロキサンは、単峰性、二峰性または多峰性の分布を有するものであり得、同時に、狭いかまたは非常に広いモル質量分布を有するものであり得る。
使用される一般式IIの分枝状オルガノシロキサンのさらに好ましい変形体は有機ケイ素樹脂である。これは、一般式IIに示したような複数の単位からなるものであり得、式中、存在する単位のモルパーセントを添字k、m、p、q、r、sおよびtで表示している。k、m、p、qおよびrの和に対して単位rは0.1から20mol%の値が好ましい。同時に、k+mは>0でなければならない。
これとの関連において、k、m、p、q、sおよびtの和に対してk+mが:5mol%、好ましくは10mol%<k+m<90mol%、好ましくは80mol%である樹脂が好ましく調製される。特に好ましい場合では、基Rがメチル基である。
(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの好ましい調製方法は、使用される式IIのケイ素含有オルガノシロキサンが以下の式IIa
Figure 2014521813
(式中、αは、2から20000の整数であり、R11はメチル、エチル、ビニル、アリルまたはフェニルである。)
の化合物であることを特徴とする。
αは、好ましくは、3から10000、好ましくは4から1000、特に好ましくは5から200の値を有する。
指定したαの値は、該シロキサンの平均鎖長(数平均)を示す。
11は、好ましくは、メチル、エチル、ビニルまたはフェニル、好ましくはメチルまたはビニル、特に好ましくはメチルである。
式IIaは、式IIにおいて基RがR11であり、k、mおよびqがすべて値0を有し、rが2の値を有し、pがαの値(ここで、αは上記に規定した値を有するものであり得る。)のとき、式IIに由来する。
式IIIにおいて、変数nは、好ましくは、1以上の値、好ましくは1から100の値、特に好ましくは1から30、特に1から10を有する。変数nは、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10もしくは11から30またはこれ以上の値を有し得る。Yと一体となったXは、好ましくは結合である。この場合、排他的に[SiR(OR)−CH−O]単位からなる式IIIの環式化合物が得られる。式IIIの化合物は、基RまたはR内にさらなる[SiR(OR)−CH−O]単位が含有されていてもよい。
(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの好ましい調製方法は、使用される式IIIの化合物が以下の式IIIa
Figure 2014521813
(式中、R12はメチル、エチル、ビニル、アリル、フェニル、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシまたはtert−ブトキシであり得、R13はメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチルまたはtert−ブチルであり得、n、XおよびYは上記に規定した同じ意味を有するものであり得る。)
の化合物であることを特徴とする。
12は、好ましくは、メチル、エチル、ビニル、アリル、フェニル、メトキシまたはエトキシ、好ましくはメチル、エチル、ビニル、フェニル、メトキシまたはエトキシ、特に好ましくはメチルまたはメトキシである。
13は、好ましくは、メチルまたはエチル、特に好ましくはメチルである。
式IIIaにおけるn、XおよびYは、式IIIについて好ましい、より好ましい、または特に好ましいと規定した好ましい、より好ましい、または特に好ましい意味を有する。
式IIIaは、式IIIにおいて基RがR12であり、基RがR13である場合(ここで、n、XおよびYは、式IIIについて規定したものと同じ値を有するものであり得る。)、式IIIに由来する。
使用される一般式IIIの単位を1個有する化合物は、以下の一般式IVまたはV
Figure 2014521813
(式中
式IVおよびVにおけるRおよびRは上記に規定した同じ意味を有するものであり得、RおよびRについて好ましい、より好ましい、もしくは特に好ましいと上記に規定した好ましい、より好ましい、もしくは特に好ましい意味を有し、または好ましい実施形態においてRがR12であり、RがR13である場合は、R12およびR13について上記に規定した好ましい、より好ましい、または特に好ましい意味を有し、
nは上記に規定した同じ意味を有するものであり得、好ましくは1から100、好ましくは1から30、特に好ましくは1から10であり、
は、加水分解性基、例えばヒドロキシル基、アルコキシ基およびアシルオキシ基、好ましくはヒドロキシル基、C−C20アルコキシ基、C−C20アリールオキシ基またはC−C40ポリエーテル基、特にヒドロキシル基、メトキシ基またはエトキシ基であり、
は、水素原子、アシル基、シリル基またはシロキサニル基、好ましくは水素原子である。)
の化合物である。
nは、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはこれ以上の値を有するものであり得る。
好ましい方法の一例は、使用される式IIIの化合物の少なくとも1種類が、以下の式IIIb
Figure 2014521813
(式中、R12およびR13は上記に規定した同じ意味を有するものであり得、式IIIbにおけるR12およびR13は、R12およびR13について好ましい、より好ましい、または特に好ましいと上記に規定した好ましい、より好ましい、または特に好ましい意味を有し、φは、1以上の整数値を有するものであり得、好ましくは、1から10の値、好ましくは1または2の値、特に好ましくは1を有する。)
の化合物から選択されることを特徴とする。
特に好ましくは使用される一般式IIIの単位を少なくとも1個有する化合物は、以下の1から14の番号付けした特定の化合物
Figure 2014521813
であり、式中、dは、2以上の整数値、好ましくは、2から100、好ましくは2から30、特に2から10の値を有する。
式IIIの化合物、IIIa、IIIb、IVまたはV、また化合物1から6は、適切な(アシルオキシメチル)アルコキシシランからの低分子量エステルの脱離を伴う金属触媒型エステル交換によって調製され得る(DE102010003108)。化合物7から14は、以下にさらに記載するようにして得られ得る。
式Iの生成物としての(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの好ましい調製方法は、以下の式Ib
Figure 2014521813
(式中、αは2から20000の整数であり、βは1から10000の整数であり、R11およびR12は上記に規定した意味を有する。)
の化合物を調製し、式IIaの化合物を式IIIaの化合物と反応させることを特徴とする。
αは、好ましくは、3から10000、好ましくは4から1000、特に好ましくは5から200の値を有する。指定したαの値は、該シロキサンの平均鎖長(数平均)を示す。βは好ましくは、1から1000、好ましくは1から100、特に好ましくは1から20の値を有する。
式IIIの化合物(式IIIaについて規定した可能性から選択されたもの)に対する式IIの化合物(式IIaについて規定した可能性から選択されたもの)の定量的比率は、好ましくは、式IIIaにおける存在数nを基準として、式IIIaの[SiR12(OR13)−CH−O]単位の定量的比率に対する式IIaにおける、式Ibの化合物の残留末端シラノール基2個分少ないシラノール基の定量的比率が、好ましくは、1.6から2.4、好ましくは1.8から2.2、特に好ましくは2.0となるように選択される。「式Ibの化合物の残留末端シラノール基2個分少ない」とは、例えばβ=1では、2分子の式IIaの対応する4個のシラノール基より式Ibの生成物の残留シラノール基2個分少ない2個の反応性シラノール基が、1個の[SiR12(OR13)−CH−O]単位と反応することを意味する。例えばβ=4では、これは、5分子の式IIaの対応する10個のシラノール基より式Ibの生成物の残留シラノール基2個分少ない8個の反応性シラノール基が、4個の[SiR12(OR13)−CH−O]単位と反応することを意味する。「式IIIaにおける存在数nを基準として」とは、例えばn=2では、単位[SiR12(OR13)−CH−O]が2個の[SiR12(OR13)−CH−O]単位として計算されること、例えばn=3では、3個の[SiR12(OR13)−CH−O]単位として計算されること、などを意味する。
式IIの化合物を式IIIの化合物と、式Iの化合物に必要とされるものと異なる定量的比率で反応させる場合、続いて、不足している成分が後の時点で任意のシーケンスにて、場合により多数回にわけて所望の定量的比率に達するまで添加され得る。この手順はまた、DE102009046254に末端(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの一例として詳細に記載されている。
さらに、式Iの化合物の[(O1/22+ySiR 1−y−CH−O−(SiR(OR)−CH−O)−H]セグメント内の過剰の(SiR(OR)−CH−O)単位は、例えばプロトン性試薬、水またはアルコールでの加溶媒分解によって切断され場合により続いて除去され得る。この手順は、同様にDE102009046254に末端(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの一例として詳細に記載されている。
また、[(O1/22+ySiR 1−y−CH−O−(SiR(OR)−CH−O)−H]セグメントは、式IIの化合物内のシラノール基に対する式IIIの化合物内の構造要素[SiR(OR)−CH−O]の定量的比率に対して過剰の式IIIの化合物が使用されない場合、該調製方法の反応過程中にも存在することがあり得る。
前述の方法は、好ましくは0℃から250℃の温度で行なわれ得る。しかしながら、少なくとも0℃から150℃、特に0℃から120℃の反応温度が好ましく使用される。該方法を触媒なしで行なってもよい。該方法は、触媒を添加することにより改善され得る。このような触媒は、酸性もしくは塩基性の化合物または金属化合物であり、これは、反応時間と反応温度の両方が低減され得ることを意味する。
この場合、使用される触媒は、好ましくは、無機もしくは有機のルイス酸もしくはルイス塩基、または無機もしくは有機のブレンステッド酸もしくはブレンステッド塩基、有機金属化合物またはハロゲン化物塩である。
好ましく使用される酸は、カルボン酸、部分エステル化カルボン酸、特にモノカルボン酸、好ましくはギ酸もしくは酢酸、非エステル化もしくは部分エステル化モノ−、オリゴ−もしくはポリリン酸、非加水分解もしくは部分加水分解ホスホニトリルクロリド、スルホン酸、硫酸水素アルキルまたは酸性イオン交換体である。好ましい塩基としては、水酸化アルキルアンモニウム、アンモニウムアルコキシド、アルキルアンモニウムフルオリドまたはアミン塩基、グアニジン塩基またはアミジン塩基が挙げられる。好ましい金属化合物はスズ化合物、亜鉛化合物、アルミニウム化合物、ビスマス化合物またはチタン化合物である。好ましい有機金属化合物は有機スズ化合物、有機亜鉛化合物、有機アルミニウム化合物、有機ビスマス化合物または有機チタン化合物である。好ましい塩はテトラアルキルアンモニウムフルオリドである。
使用される触媒は、シラノール基の官能化反応後に、好ましくはいわゆる抗触媒または触媒毒の添加によって失活させ、抗触媒または触媒毒は、Si−O−Si基の切断を引き起こし得る前に蒸留、デカンテーション、遠心分離もしくは濾過によって除去するか、または支持体物質上に吸着させるか、沈降させるか、複合体形成させるか、もしくは抽出する。この副反応は、使用される触媒に依存性であり、必ずしも起こるとは限らず、このため適切な場合は、触媒の失活または除去を省いてもよい。触媒毒の例は、塩基を使用する場合は例えば酸、および酸を使用する場合は例えば塩基であり、最後には単純な中和反応に至る。触媒および触媒毒の対応する反応生成物は、生成物の用途に応じて、生成物から除去するか、または生成物中に残存させるかのいずれかであり得る。蒸留によって除去され得る触媒の例は、カルボン酸、例えばギ酸もしくは酢酸、またはアミン塩基、アミジン塩基もしくはグアニジン塩基、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、エチルジイソプロピルアミン、エチレンジアミン、テトラメチルグアニジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エンもしくは1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンである。デカンテーション、濾過または遠心分離によって除去され得る触媒の例は、不均一系触媒、例えば、ポリマー担持型の酸もしくは塩基、酸性もしくは塩基性イオン交換体、または酸性もしくは塩基性の酸化アルミニウムである。吸着、複合体形成または沈降させ得る触媒の例は、スズ化合物、亜鉛化合物またはチタン化合物である。生成物から蒸留によって除去され得る触媒、特に好ましくは、蒸留で除去され得る窒素塩基を使用することが好ましい。蒸留によって除去され得る触媒は、該触媒を純粋な物質として測定したとき、最大限で300℃、好ましくは最大限で250℃、好ましくは最大限で210℃、特に好ましくは最大限で180℃までの温度で、少なくとも1hPa、好ましくは少なくとも10hPa、好ましくは少なくとも100hPa、特に好ましくは少なくとも1000hPaの蒸気圧を有することを特徴とするものである。
一般式Iの(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの調製方法において、使用される一般式IIIの単位を有する化合物の量は、一般式IIのオルガノシロキサン内の官能化されるシラノール基の量rに依存性である。該OH基の完全な官能化がなされることが所望される場合、一般式IIIの単位を有する化合物が、nに対して少なくとも等価な量で添加される。一般式IIIの単位を有する化合物を過剰で使用する場合、反応した該化合物を、続いて留去するか、または加溶媒分解(好ましくは加水分解)してもよく、場合により熱分解的切断後、次いでまた場合により留去してもよく、未反応の過剰の式IIIの化合物を、例えば記載の方法によって除去してもよい。例えば、a>0である式Iの化合物は中間体として存在することがあり得、該中間体から過剰反応当量の式IIIの化合物が熱分解または加溶媒分解によって切断され得、このためa=0である式Iの化合物が得られ得る。
さらに、本発明による方法において使用される式IIのオルガノポリシロキサンには水分が含有されていることがあり得、この水分は、加水分解反応において式IIIの化合物と、または該方法の実施中に場合により中間体として存在するa>0である式Iの化合物と反応することがあり得る。これは、式IIIの化合物の対応するさらなる消費をもたらす。これは、相応してより多くの量の一般式IIIの化合物を使用することにより考慮され得、このとき、Rが非加水分解性基である場合はnに対して1モル単位の式IIIが、またはRが加水分解性基である場合はnに対して2/3モル単位の式IIIが水1モルに対して、好ましくはさらに添加される。水分測定法は一般的に知られており、例えば、カール・フィッシャー滴定またはヘッドスペースGCである。式IIIの化合物を例えば加水分解生成物として存在させてもよく、これをさらに本発明による方法において反応させてもよい。本発明による方法を行なった後、該加水分解生成物は、場合により生成物中に残存させてもよく、例えば蒸留法によって、または真空の適用によって、好ましくは加熱により除去してもよい。または、本発明による方法を行なう前に、水分を適切な方法によって、使用される式IIのオルガノポリシロキサンから、例えば、蒸留、真空の適用、加熱、捕水試薬との反応、吸水性媒体(モレキュラーシーブスなど)もしくは酸化アルミニウム上への吸着、塩(硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、塩化カルシウムもしくは炭酸カリウムなど)での乾燥によって、または乾燥方法を併用すること、例えば記載の方法を併用すること、例えば加熱と真空の適用を併用すること(これは、例えば、薄膜エバポレータもしくは短行程エバポレータにて可能である。)により除去してもよい。本発明による方法を行なう前に水分を除去することが好ましい。乾燥は、この場合、好ましくは、残留水分含有量が10000ppm未満、好ましくは1000ppm未満、特に好ましくは500ppm未満になるまで行なう。
該方法は、溶媒を含めるか、または溶媒の使用なしでもいずれかで適切な反応器内にて行なわれ得る。この場合、該方法は、場合により減圧下もしくは高圧下または雰囲気圧(絶対圧力0.1MPa)で行なわれる。該方法は、連続的に行なってもバッチ方式として行なってもよい。
使用される溶媒は、例えば、環式もしくは非環式の炭化水素、エーテル、エステル、アルコール、アミド、尿素誘導体またはハロゲン化有機化合物または溶媒混合物であり得る。不活性溶媒、特に非プロトン性溶媒、例えば、脂肪族炭化水素(ヘプタンなど)、および芳香族炭化水素(トルエンなど)を使用することが好ましい。また、エーテル、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルまたはメチルtert−ブチルエーテルも使用され得る。溶媒の量は、反応混合物の充分なホモジネーションを確実にするために充分な量であるのがよい。絶対圧力0.1MPaで120℃までの沸点または沸点範囲を有する溶媒または溶媒混合物が好ましい。
プロトン性溶媒(特にアルコール)を使用すると、該溶媒により、種々の式IIIの化合物が互いに変換され得る。従って、例えば、環式の式IIIの化合物が反応して非環式の式IIIの化合物がもたらされ得、このとき、Yは水素に変換され、場合によりnが減少し、場合によりn=1までになる。さらに、非環式の式IIIの化合物は、より低値のn、場合によりn=1までの低値を有する他の非環式の式IIIの化合物に変換され得る。さらに、式IIIの化合物において、加溶媒分解性OR基ならびに場合によりR、XおよびYは、プロトン性溶媒によって切断され得るか、または他の基と交換され得る。式IIIの化合物に対するプロトン性溶媒(特にアルコール)の効果によって得られるこの新規な式IIIの化合物(例えば化合物7から14)もまた、本発明による方法において使用され得る。
適切なアシルオキシメチルシランの酸触媒型アルコール分解による化合物8、10、12および14の調製はDE4407437に記載されている。該方法は幾つかの不都合点を有する:高温および長い反応時間が必要とされる。反応が不完全であり得る。酸性触媒が必要であり、これは、生成物中に残存し、上記に説明したようにヒドロキシメチル基に対して厄介な副反応もしくは後続反応をもたらし得るか、または複雑なさらなる方法工程にて中和および除去しなければならないかのいずれかである。触媒が生成物中に残存する場合、これにより生成物の品質および耐久性の低下が起こし得る。
従って、本発明は、さらに、式IIIc
Figure 2014521813
の環式化合物を化合物ROHと反応させ、式IIId
Figure 2014521813
の非環式化合物を得ることを含み、
式中
、Rおよびnは、上記にさらに記載した意味および値を有するものであり得、
は、水素であるか、または環式もしくは非環式、線状もしくは分枝状、芳香族もしくは脂肪族もしくはオレフィン性、飽和もしくは不飽和のC−C20炭化水素基、C−C40ポリエーテル基またはC−C20アシル基(各々は、場合によりQで置換されている、場合により1個以上の基Qが割り込んでいる、または1個以上の基Qを含む。)であり、
は、ヘテロ原子を含有する一価の基であり、
は、ヘテロ原子を含有する二価基またはヘテロ原子を含有する三価の基であり、
bは、ゼロより大きい、
式IIIの化合物の調製方法を提供する。
本発明による方法では、式IIIcの化合物および化合物ROHまたはこれらの化合物を含む混合物は、互いに任意の順序で調製、混合および添加され得、また、場合により反復して、また、場合により交互に添加され得る。本発明による方法では、少なくとも1種類の式IIIcの化合物と少なくとも1種類の化合物ROHが使用され;また、2種類以上の式IIIcの化合物またはROHを同時に使用しても逐次使用してもよく、また、場合により反復して、また、場合により交互に使用してもよい。本発明による方法では、少なくとも1種類の非環式の式IIIdの化合物が調製され;また、2種類以上の式IIIdの化合物を並行して調製してもよい。
式IIIcの化合物を化合物ROHと反応させると、これらは容易に特異的に反応して良好な収率で式IIIdの化合物になる。この場合の変数bの大きさは、IIIc内の[SiR(OR)−CH−O]単位に対するROH内のOH基の定量的比率によって支配される。この比率が大きいほど、bは小さくなる(b=1まで)。
該反応では、OR基および場合によりRが、式IIIcの化合物および式IIIdの化合物の両方においてOR基と交換され得る。この場合、Rがアルコキシ基である場合は、アルコールROHおよび適切な場合はRHが副生成物として形成される。
本発明による方法は、このように、DE4407437に記載の(ヒドロキシメチル)トリアルコキシシランの調製方法とは異なる。高温、長い反応時間または酸性触媒は必要でない。生成物は、容易に速やかに高い収率および純度で形成される。従って、本発明による方法により、式IIIdの化合物(例えば、化合物7から14)が穏やかな条件下で調製できる可能性が提供される。このような化合物は、シロキサンの官能化のためだけでなく、粒子もしくは表面の官能化のためにも使用され得る。
式IIIc、IIIdおよびROHにおける基R、R、QおよびQ、また変数nは、上記の式IIIにおいて好ましい、より好ましい、または特に好ましいとさらに規定した好ましい、より好ましい、または特に好ましい意味を有する。
化合物ROHにおける基Rは、好ましくは、1から12個の炭素原子、特に1から8個の炭素原子、好ましくは炭素原子と水素原子のみ、またはカルボニル酸素原子およびこれ以外は炭素原子と水素原子のみを有するものである。Rは、好ましくは、直鎖もしくは分枝状もしくは環式のC−C炭化水素基である。Rに好ましい基は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、アリル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2−メチル−1−ブチル、3−メチル−1−ブチル、3−メチル−2−ブチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、シクロペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、n−オクチル、ベンジル、フェニル、2−メチルフェニル、3−メチルフェニルおよび4−メチルフェニルであり、特に好ましいのはメチルおよびエチルである。
がメチル、メトキシまたはエトキシ基であり、RおよびRがメチルまたはエチル基である式IIIdの化合物を調製することが特に好ましい。
変数bは、好ましくは、1以上の値、好ましくは1から100の値、特に好ましくは1から30、特に1から10を有する。変数bは、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10もしくは11から30またはこれ以上の値を有し得る。
式IIIcの化合物は、好ましくは化合物1から6である。化合物ROHは、好ましくはメタノールおよびエタノールである。式IIIdの化合物は、好ましくは化合物7から14(変数dは上記の意味を有する。)である。指定したdの値は、化合物11から14の平均鎖長(数平均)を示す。この場合、該化合物は、単峰性、二峰性または多峰性の分布を有するものであり得、同時に、狭いかまたは非常に広いモル質量分布を有するものであり得る。
また、式IIIcおよびIIIdにおける単位[SiR(OR)−CH−O]を、例えば、ブロック、個々の単位または交互の単位として反復して存在させてもよく、式中、RおよびRは、すべての単位において同じ意味を有しているわけではない。
式IIIcの化合物を化合物ROHと、所望の式IIIdの化合物に必要とされるものと異なる定量的比率で反応させる場合、続いて、不足している成分が後の時点で任意のシーケンスにて、場合により多数回にわけて所望の定量的比率に達するまで添加され得る。
また、b>1である式IIIdの化合物は、本発明による方法の過程において、式IIIcの化合物をb=1である式IIIdの化合物に完全に反応させるために使用する化合物ROH中に充分なOH基が存在する場合、一過的または安定的に存在し得る。
前述の方法は、好ましくは0℃から250℃の温度で行なわれ得る。少なくとも0℃から150℃、特に0℃から120℃の反応温度を使用することが好ましい。該方法は、好ましくは触媒なしで行なわれる。しかしながら、また、酸性もしくは塩基性の化合物または金属化合物を触媒として使用してもよい。
この場合に好ましく使用される触媒は、無機もしくは有機のブレンステッド酸もしくはブレンステッド塩基または無機もしくは有機のルイス酸もしくはルイス塩基である。
ブレンステッド酸の例は、カルボン酸、部分エステル化カルボン酸、特にモノカルボン酸、好ましくはギ酸もしくは酢酸、非エステル化もしくは部分エステル化モノ−、オリゴ−もしくはポリリン酸、スルホン酸、硫酸水素アルキルまたは酸性イオン交換体である。ルイス酸の例は、鉄化合物、スズ化合物、亜鉛化合物、アルミニウム化合物、ビスマス化合物またはチタン化合物である。塩基の例は、水酸化アルキルアンモニウム、アンモニウムアルコキシド、アルキルアンモニウムフルオリドまたはアミン塩基、グアニジン塩基またはアミジン塩基である。
使用される触媒は、反応後に、好ましくは抗触媒または触媒毒の添加によって失活させ、抗触媒または触媒毒は、副反応を引き起こし得る前に蒸留、デカンテーション、遠心分離もしくは濾過によって除去するか、または支持体物質上に吸着させるか、沈降させるか、複合体形成させるか、もしくは抽出する。このような副反応は使用される触媒に依存性であり、必ずしも起こるとは限らず、このため適切な場合は、触媒の失活または除去を省いてもよい。触媒毒の例は、塩基を使用する場合は例えば酸、および酸を使用する場合は例えば塩基であり、最後には単純な中和反応に至る。触媒および触媒毒の対応する反応生成物は、生成物の用途に応じて、生成物から除去するか、または生成物中に残存させるかのいずれかであり得る。蒸留によって除去され得る触媒の例は、カルボン酸、例えばギ酸もしくは酢酸、またはアミン塩基、アミジン塩基もしくはグアニジン塩基、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、エチルジイソプロピルアミン、エチレンジアミン、テトラメチルグアニジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エンもしくは1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンである。デカンテーション、濾過または遠心分離によって除去され得る触媒の例は、不均一系触媒、例えば、ポリマー担持型の酸もしくは塩基、酸性もしくは塩基性イオン交換体、または酸性もしくは塩基性の酸化アルミニウムである。吸着、複合体形成または沈降させ得る触媒の例は、スズ化合物、亜鉛化合物またはチタン化合物である。失活なしで、または失活後にデカンテーション、遠心分離または濾過によって除去され得る触媒を使用することが好ましい。
本発明による方法において使用されるROH化合物には水分が含有されていることがあり得、この水分は加水分解反応において式IIIcまたはIIIdの化合物と、該方法の実施中または実施後に反応することがあり得る。これは、式IIIcの化合物の対応するさらなる消費をもたらす。これは、相応してより多くの量の一般式IIIcの化合物を使用することにより考慮され得、このとき、Rが非加水分解性基である場合はnに対して1モル単位の式IIIcが、またはRが加水分解性基である場合はnに対して2/3モル単位の式IIIが水1モルに対して、好ましくはさらに添加される。水分測定法は一般的に知られており、例えば、カール・フィッシャー滴定またはヘッドスペースGCである。式IIIcの化合物を例えば加水分解生成物として存在させてもよく、これをさらに本発明による方法において反応させてもよい。本発明による方法を行なった後、該加水分解生成物は、場合により生成物中に残存させてもよく、適切な方法によって除去してもよい。または、水分を使用されるROH化合物から、上記にさらに記載した適切な方法によって、本発明による方法を行なう前に除去してもよい。本発明による方法を行なう前に水分を除去することが好ましい。乾燥は、この場合、好ましくは、残留水分含有量が10000ppm未満、好ましくは1000ppm未満、特に好ましくは500ppm未満になるまで行なう。
該方法は、溶媒を含めるか、または溶媒の使用なしのいずれかで行なわれ得る。さらなる溶媒は全くなしで過剰のROH化合物を溶媒として使用することが好ましい。この場合、該方法は、場合により減圧下もしくは高圧下または雰囲気圧(絶対圧力0.1MPa)で行なわれる。該方法は、連続的に行なってもバッチ方式として行なってもよい。
使用される溶媒は、例えば、環式もしくは非環式の炭化水素、エーテル、エステル、ケトン、ニトリル、アミド、尿素誘導体またはハロゲン化有機化合物または溶媒混合物であり得る。不活性溶媒、特に非プロトン性溶媒、例えば、脂肪族炭化水素(例えばヘプタン)、芳香族炭化水素(例えばトルエン)、またはエーテル、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルもしくはメチルtert−ブチルエーテルを使用することが好ましい。溶媒の量は、反応混合物の充分なホモジネーションを確実にするために充分な量であるのがよい。
前述の方法の1つに従って調製される(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンまたは(ヒドロキシメチル)ポリシロキサン樹脂は、イソシアネートとの反応、ウレタン、ポリウレタンもしくはポリウレタンコポリマーの調製、カルボン酸もしくはカルボン酸誘導体との反応、またはエステル、ポリエステルもしくはポリエステルコポリマーの調製に使用され得る。
前述の式のすべての前述の記号の意味は、明示していない限り、各々、互いに独立している。
以下の実施例において、特に記載のない限り、圧力はすべて0.10MPa(絶対)であり、温度はすべて20℃である。粘度はすべて25℃で測定した。
[実施例1]
一般式Iの化合物の調製
a)α=11.8およびβ=1である式Ibの化合物
11.8個のMeSiO単位の平均鎖長を有する133.6gのα,ω−ビス(ヒドロキシ)末端ポリジメチルシロキサン(H−NMR分光法によって測定,893.0g/molの平均モル質量に相当,299.2mmolのSiOH基を有するポリジメチルシロキサン149.6mmolに相当,粘度32.6mPas,90ppmの水分)を20℃で、34mg(0.3mmol)のテトラメチルグアニジン(触媒,ポリジメチルシロキサンに対して0.2mol%)および2,5−ジメトキシ−2,5−ジメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサン(1)とこの高次オリゴマーの7.8g(37.4mmol)の混合物とともに撹拌した。7日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。次いで、反応中に形成されたMeOHを室温で減圧下除去した。式Iaの化合物が無色の油状物として残存した。ゲル浸透クロマトグラム(PDMS較正)により、使用したOH末端ポリジメチルシロキサンと比べるとモル質量のおよそ2倍増が示された。式Iaの化合物はMALDI−TOF MSによって検出可能であった。
粘度:51.4mPas
H−NMR:−0.2…0.2ppm(129.0 H,SiCH),2.43ppm(broad,3H,OH),3.14ppm(2H,SiCHO)
〜>平均鎖長:22.0=2×10.5+1
b)k,m,u,v,y=0;p=11.8;o,l=2;s=1;R=R=R22=Meである式Iaの化合物(本発明のものでない。)
実施例Iaで調製した式Iaの化合物を室温で、13.2g(74.8mmol)の2,2,5,5−テトラメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサンとともに撹拌した。2日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。続いて、触媒および揮発性物質を50℃で減圧除去した。139g(68.3mmol,91%)の式Ibの化合物が無色の油状物として残存した。ゲル浸透クロマトグラム(PDMS較正)により、使用したOH末端ポリジメチルシロキサンと比べるとモル質量のおよそ2倍増が示された。
粘度:51.9mPas
H−NMR:−0.2…0.2ppm(135.5 H,SiCH),1.11ppm(broad,3H,OH),3.14ppm(2H,SiCHO lateral),3.21ppm(4H,SiCHO terminal)
〜>平均鎖長:23.1=2×10.1+3
[実施例2]
一般式Iの化合物の調製
a)α=11.8およびβ=4である式Ibの化合物
11.8個のMeSiO単位の平均鎖長を有する133.6gのα,ω−ビス(ヒドロキシ)末端ポリジメチルシロキサン(H−NMR分光法によって測定,893.0g/molの平均モル質量に相当,299.2mmolのSiOH基を有するポリジメチルシロキサン149.6mmolに相当,粘度32.6mPas,90ppmの水分)を20℃で、17mg(0.15mmol)のテトラメチルグアニジン(触媒,ポリジメチルシロキサンに対して0.1mol%)および2,5−ジメトキシ−2,5−ジメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサン(1)とこの高次オリゴマーの12.5g(60.0mmol)の混合物とともに撹拌した。5日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。次いで、反応中に形成されたMeOHを室温で減圧下除去した。134.7g(28.3mmol,94%)の式Iaの化合物が無色の油状物として残存した。ゲル浸透クロマトグラム(PDMS較正)により、使用したOH末端ポリジメチルシロキサンと比べるとモル質量のおよそ5倍増が示された。
粘度:99.5mPas
H−NMR:−0.2…0.2ppm(367.2 H,SiCH),0.5...2.5ppm(very broad,6H,OH),3.14ppm(8H,SiCHO)
〜>平均鎖長:63.2=5×11.8+4
b)k,m,u,v,y=0;p=11.8;o=5;l=2;s=4;R=R=R22=Meである式Iaの化合物(本発明のものでない。)
実施例2aで調製した式Iaの化合物を室温で、さらに17mg(0.15mmol)のテトラメチルグアニジン(触媒,ポリジメチルシロキサンに対して0.1mol%)および2,2,5,5−テトラメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサンとこの高次オリゴマーの6.8g(38.6mmol,過剰)の混合物とともに撹拌した。16日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。続いて、触媒および揮発性物質を50℃で減圧除去した。132g(26.8mmol,使用した式Iaの化合物に対して94%,全体で89%)の式Ibの化合物が無色の油状物として残存した。ゲル浸透クロマトグラム(PDMS較正)により、使用したOH末端ポリジメチルシロキサンと比べるとモル質量のおよそ5倍増が示された。
粘度:107.5mPas
H−NMR:−0.2…0.2ppm(392.6 H,SiCH),1.09ppm(broad,6H,OH),3.14ppm(8H,SiCHO lateral),3.21ppm(4H,SiCHO terminal)
〜>平均鎖長:67.4=5×12.3+6
[実施例3]
一般式Iの化合物の調製
a)α=30.6およびβ=1である式Ibの化合物
30.6個のMeSiO単位の平均鎖長を有する141.6gのα,ω−ビス(ヒドロキシ)末端ポリジメチルシロキサン(H−NMR分光法によって測定,2287.2g/molの平均モル質量に相当,123.8mmolのSiOH基を有するポリジメチルシロキサン61.9mmolに相当,粘度75.2mPas,865ppmの水分)を20℃で、35mg(0.3mmol)のテトラメチルグアニジン(触媒,ポリジメチルシロキサンに対して0.5mol%)および2,5−ジメトキシ−2,5−ジメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサン(1)とこの高次オリゴマーの3.6g(17.3mmol,ポリジメチルシロキサンの水分含有量のため過剰)の混合物とともに撹拌した。2日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。次いで、反応中に形成されたMeOHを室温で減圧下除去した。式Iaの化合物が無色の油状物として残存した。ゲル浸透クロマトグラム(PDMS較正)により、使用したOH末端ポリジメチルシロキサンと比べるとモル質量の2倍増が示された。式Iaの化合物はMALDI−TOF MSによって検出可能であった。
粘度:156mPas
H−NMR:−0.2…0.2ppm(316.4 H,SiCH),1.47ppm(broad,3H,OH),3.14ppm(2H,SiCHO)
〜>平均鎖長:53.2=2×26.1+1
b)k,m,u,v,y=0;p=30.6;o,l=2;s=1;R=R=R22=Meである式Iaの化合物(本発明のものでない。)
実施例3aで調製した式Iaの化合物を室温で、2,2,5,5−テトラメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサンとこの高次オリゴマーの5.2g(29.4mmol)の混合物とともに撹拌した。19日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。続いて、触媒および他の揮発性物質を50℃/0.04mbarで除去した。120.8g(25.0mmol,81%)の式Ibの化合物が無色の油状物として得られた。ゲル浸透クロマトグラム(PDMS較正)により、使用したOH末端ポリジメチルシロキサンと比べるとモル質量の2倍増が示された。
粘度:142.6mPas
H−NMR:−0.2…0.2ppm(399.1 H,SiCH),1.07ppm(broad,2H,OH terminal),1.55ppm(broad,1H,OH lateral),3.14ppm(2H,SiCHO lateral),3.21ppm(4H,SiCHO terminal)
〜>平均鎖長:67.0=2×32.0+3
[実施例4]
一般式Iの化合物の調製
a)α=30.6およびβ=1である式Ibの化合物
30.6個のMeSiO単位の平均鎖長を有する324.4gのα,ω−ビス(ヒドロキシ)末端ポリジメチルシロキサン(H−NMR分光法によって測定,2287.2g/molの平均モル質量に相当,243.6mmolのSiOH基を有するポリジメチルシロキサン141.8mmolに相当,粘度75.2mPas,865ppmの水分)を20℃で、0.8g(6.9mmol)のテトラメチルグアニジン(触媒,ポリジメチルシロキサンに対して4.9mol%)および8.39g(40.3mmol,ポリジメチルシロキサンの水分含有量のため過剰)の2,5−ジメトキシ−2,5−ジメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサン(1)とともに撹拌した。1日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。次いで、反応中に形成されたMeOHを室温で減圧下除去した。式Iaの化合物が無色の油状物として残存した。
H−NMR:−0.2…0.2ppm(307.8 H,SiCH),2.0ppm(very broad,3H,OH),3.14ppm(2H,SiCHO)
〜>平均鎖長:51.8=2×25.4+1
b)k,m,u,v,y=0;p=30.6;o,l=2;s=1;R=R=R22=Meである式Iaの化合物(本発明のものでない。)
実施例4aで調製した式Iaの化合物を室温で、2,2,5,5−テトラメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサンとこの高次オリゴマーの12.3g(69.7mmol)の混合物とともに撹拌した。18日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。続いて、触媒および他の揮発性物質を薄膜蒸留によって120℃/1−2mbarで除去した。337g(69.9mmol,99%)の式Ibの化合物が無色の油状物として得られた。ゲル浸透クロマトグラム(PDMS較正)により、使用したOH末端ポリジメチルシロキサンと比べるとモル質量の2倍増が示された。
粘度:152.1mPas
H−NMR:−0.2…0.2ppm(371.7 H,SiCH),1.03ppm(broad,2H,OH terminal),1.49ppm(broad,1H,OH lateral),3.14ppm(2H,SiCHO lateral),3.22ppm(4H,SiCHO terminal)
〜>平均鎖長:62.5=2×29.7+3
[実施例5]
一般式Iの化合物の調製
a)α=30.6およびβ=1である式Ibの化合物
30.6個のMeSiO単位の平均鎖長を有する324.4gのα,ω−ビス(ヒドロキシ)末端ポリジメチルシロキサン(H−NMR分光法によって測定,2287.2g/molの平均モル質量に相当,243.6mmolのSiOH基を有するポリジメチルシロキサン141.8mmolに相当,粘度75.2mPas,865ppmの水分)を20℃で、0.8g(6.9mmol)のテトラメチルグアニジン(触媒,ポリジメチルシロキサンに対して4.9mol%)および8.75g(42.0mmol,ポリジメチルシロキサンの水分含有量のため過剰)の2,5−ジメトキシ−2,5−ジメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサン(1)とともに撹拌した。1日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。次いで、反応中に形成されたMeOHを室温で減圧下除去した。式Iaの化合物が無色の油状物として残存した。ゲル浸透クロマトグラム(PDMS較正)により、使用したOH末端ポリジメチルシロキサンと比べるとモル質量の2倍増が示された。
H−NMR:−0.2…0.2ppm(283.1 H,SiCH),1.6ppm(very broad,3H,OH),3.14ppm(2H,SiCHO)
〜>平均鎖長:47.7=2×23.3+1
b)k,m,u,v,y=0;p=30.6;o,l=2;s=1;R=R=R22=Meである式Iaの化合物(本発明のものでない。)
実施例5aで調製した式Iaの化合物を室温で、2,2,5,5−テトラメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサンとこの高次オリゴマーの12.3g(69.7mmol)の混合物とともに撹拌した。7日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。続いて、触媒および他の揮発性物質を薄膜蒸留によって120℃/1−2mbarで除去した。289.5g(60.0mmol,85%)の式Ibの化合物が無色の油状物として得られた。ゲル浸透クロマトグラム(PDMS較正)により、使用したOH末端ポリジメチルシロキサンと比べるとモル質量の2倍増が示された。式Ibの化合物はMALDI−TOF MSによって検出可能であった。
粘度:137.5mPas
H−NMR:−0.2…0.2ppm(332.8 H,SiCH),1.03ppm(broad,2H,OH terminal),1.52ppm(broad,1H,OH lateral),3.14ppm(2H,SiCHO lateral),3.21ppm(4H,SiCHO terminal)
〜>平均鎖長:56.0=2×26.5+3
[実施例6]
一般式Iの化合物の調製
a)α=45.8およびβ=1である式Ibの化合物
45.8個のMeSiO単位の平均鎖長を有する240.0gのα,ω−ビス(ヒドロキシ)末端ポリジメチルシロキサン(H−NMR分光法によって測定,3414.3g/molの平均モル質量に相当,140.6mmolのSiOH基を有するポリジメチルシロキサン70.3mmolに相当,粘度83.7mPas,500ppmの水分)を20℃で、40mg(0.35mmol)のテトラメチルグアニジン(触媒,ポリジメチルシロキサンに対して0.5mol%)および3.6g(17.3mmol)の2,5−ジメトキシ−2,5−ジメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサン(1)とともに撹拌した。1日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。次いで、反応中に形成されたMeOHを室温で減圧下除去した。式Iaの化合物が無色の油状物として残存した。
H−NMR:−0.2…0.2ppm(581.3H, SiCH),1.45ppm(broad,1H,SiCOH),2.20ppm(broad,2H,SiOH),3.13ppm(2H,SiCHO)
〜>平均鎖長:97.4=2×48.2+1
b)k,m,u,v,y=0;p=45.8;o,l=2;s=1;R=R=R22=Meである式Iaの化合物(本発明のものでない。)
実施例6aで調製した式Iaの化合物を室温で、2,2,5,5−テトラメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサンとこの高次オリゴマーの9.3g(52.7mmol,過剰)の混合物とともに撹拌した。5日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。続いて、触媒、過剰の2,2,5,5−テトラメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサンおよび続いて他の揮発性物質を薄膜蒸留によって120℃/1−2mbarで除去した。241.6g(34.1mmol,97%)の式Ibの化合物が無色の油状物として得られた。ゲル浸透クロマトグラム(PDMS較正)により、使用したOH末端ポリジメチルシロキサンと比べるとモル質量の2倍増が示された。式Ibの化合物はMALDI−TOF MSによって検出可能であった。
粘度:174.8mPas
H−NMR:−0.2…0.2ppm(608.1 H,SiCH),0.98ppm(broad,2H,OH terminal),1.03ppm(broad,1H,OH lateral),3.13ppm(d,HH=5.0Hz,2H,SiCHO lateral),3.21ppm(d,HH=4.5Hz,4H,SiCHO terminal)
〜>平均鎖長:101.4=2×49.2+3
[実施例7]
一般式Iの化合物の調製
a)k,m,q,a=0;p=13.0;o=3;s,t,y=1;R=Meである式Iの化合物
13.0個のMeSiO単位の平均鎖長を有する99.4gのα,ω−ビス(ヒドロキシ)末端ポリジメチルシロキサン(H−NMR分光法によって測定,982.0g/molの平均モル質量に相当,202.6mmolのSiOH基を有するポリジメチルシロキサン101.3mmolに相当,粘度32.6mPas,90ppmの水分)を20℃で、17mg(0.15mmol)のテトラメチルグアニジン(触媒,ポリジメチルシロキサンに対して0.15mol%)および2,2,5,5−テトラメトキシ−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサン(5)とこの高次オリゴマーの4.18g(17.4mmol)の混合物とともに撹拌した。1日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。次いで、反応中に形成されたMeOHを室温で減圧下除去した。式Iの化合物が無色の油状物として残存し、MALDI−TOF MSによって同定した。
粘度:88.3mPas
H−NMR:−0.2…0.2ppm(190.1 H,SiCH),1...3ppm(very broad,4H,OH),3.17ppm(2H,SiCHO)
〜>平均鎖長:32.7=3×10.6+1
b)k,m,u,v=0;p=13.0;o,l=3;s,y=1;R=R22=Meである式Iaの化合物(本発明のものでない。)
実施例7aで調製した式Iの化合物を室温で、2,2,5,5−テトラメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサンとこの高次オリゴマーの8.87g(50.3mmol)の混合物とともに撹拌した。7日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。続いて、触媒および他の揮発性物質を50℃/0.6mbarで減圧除去した。81.9g(25.1mmol,74%)の式Ibの化合物が無色の油状物として得られ、MALDI−TOF MSによって同定した。
粘度:80.2mPas
H−NMR:−0.2…0.2ppm(194.6 H,SiCH),1.00ppm(broad,1H,OH lateral),1.48ppm(broad,3H,OH terminal),3.15ppm(d,HH=5.1Hz,2H,SiCHO lateral),3.20ppm(6H,SiCHO terminal)
〜>平均鎖長:33.4=3×9.8+3
[実施例8]
一般式Iの化合物の調製
a)k,m,q,a=0;p=24.5;o=3;s,t,y=1;R=Meである式Iの化合物
24.5個のMeSiO単位の平均鎖長を有する86.3gのα,ω−ビス(ヒドロキシ)末端ポリジメチルシロキサン(H−NMR分光法によって測定,1834.8g/molの平均モル質量に相当,94.0mmolのSiOH基を有するポリジメチルシロキサン47.0mmolに相当,1500ppmの水分)を20℃で、1.4mg(0.012mmol)のテトラメチルグアニジン(触媒,ポリジメチルシロキサンに対して260mol ppm)および2,2,5,5−テトラメトキシ−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサン(5)とこの高次オリゴマーの1.9g(7.9mmol)の混合物とともに撹拌した。1日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。次いで、反応中に形成されたMeOHを室温で減圧下除去した。式Iの化合物が無色の油状物として残存した。ゲル浸透クロマトグラム(PDMS較正)により、使用したOH末端ポリジメチルシロキサンと比べるとモル質量の3倍増が示された。式Iの化合物はMALDI−TOF MSによって検出可能であった。
粘度:163.7mPas
H−NMR:−0.2…0.2ppm(384.9 H,SiCH),1.47ppm(broad,4H,OH),3.19ppm(2H,SiCHO)
〜>平均鎖長:65.1=3×21.4+1
b)k,m,u,v=0;p=24.5;o,l=3;s,y=1;R=R22=Meである式Iaの化合物(本発明のものでない。)
実施例8aで調製した式Iの化合物を室温で、2,2,5,5−テトラメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサンとこの高次オリゴマーの4.6g(26.1mmol,過剰)の混合物とともに撹拌した。22日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。続いて、触媒および他の揮発性物質を50℃/0.5mbarで減圧除去した。80.9g(13.9mmol,89%)の式Ibの化合物が無色の油状物として得られ、MALDI−TOF MSによって同定した。
粘度:121.7mPas
H−NMR:−0.2…0.2ppm(365.7 H,SiCH),1.01ppm(broad,3H,OH terminal),1.49ppm(broad,1H,OH lateral),3.17ppm(d,HH=5.3Hz,2H,SiCHO lateral),3.22ppm(6H,SiCHO terminal)
〜>平均鎖長:62.0=3×19.3+3
[実施例9]
一般式Iの化合物の調製
a)k,m,q,a=0;p=45.8;o=3;s,t,y=1;R=Meである式Iの化合物
45.8個のMeSiO単位の平均鎖長を有する247gのα,ω−ビス(ヒドロキシ)末端ポリジメチルシロキサン(H−NMR分光法によって測定,3414.3g/molの平均モル質量に相当,144.6mmolのSiOH基を有するポリジメチルシロキサン72.3mmolに相当,粘度83.7mPas,500ppmの水分)を20℃で、40mg(0.35mmol)のテトラメチルグアニジン(触媒,ポリジメチルシロキサンに対して0.48mol%)および2,2,5,5−テトラメトキシ−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサン(5)とこの高次オリゴマーの2.9g(12.1mmol)の混合物とともに撹拌した。2日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。次いで、反応中に形成されたMeOHを室温で減圧下除去した。式Iの化合物が無色の油状物として残存した。
H−NMR:−0.2…0.2ppm(718.8 H,SiCH),1...2.5ppm(very broad,4H,OH),3.17ppm(2H,SiCHO)
〜>平均鎖長:120.8=3×39.9+1
b)k,m,u,v=0;p=45.8;o,l=3;s,y=1;R=R22=Meである式Iaの化合物(本発明のものでない。)
実施例9aで調製した式Iの化合物を室温で、2,2,5,5−テトラメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサンとこの高次オリゴマーの9.4g(53.3mmol,過剰)の混合物とともに撹拌した。5日後、H−NMRスペクトルにより完全変換が示された。続いて、触媒および他の揮発性物質を薄膜蒸留によって120℃/1−2mbarで除去した。246.5g(23.3mmol,97%)の式Ibの化合物が無色の油状物として得られた。
粘度:373.3mPas
H−NMR:−0.2…0.2ppm(624.4 H,SiCH),0.97ppm(t,HH=4.6Hz,3H,OH terminal),1.46ppm(broad,1H,OH lateral),3.15ppm(d,HH=5.5Hz,2H,SiCHO lateral),3.20ppm(d,HH=4.7Hz,6H,SiCHO terminal)
〜>平均鎖長:105.1=3×34.7+3
[実施例10]
一般式IIIdの化合物の調製
化合物7
2.1g(10mmol)の2,5−ジメトキシ−2,5−ジメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサン(1)を16.2ml(12.8g,400mmol)のメタノール(99.8%)に溶解させ、室温で撹拌した。1日後、化合物7(ケイ素化合物の総含有量に対して85面積%(GCによる。),29Si−NMRにおいて71%強度)と化合物11(d=2)が反応混合物中に、NMR、GCおよびGC−MSによって検出された。
化合物7:
H−NMR:0.05ppm(SiCH),3.22ppm(SiCHOH),3.41ppm(SiOCH
13C−NMR:−7.6ppm(SiCH),50.8ppm(SiCHOH),50.1ppm(SiOCH
29Si−NMR:−8.6ppm
MS(M=136g/mol):121,105(base peak),91,75,59,45m/z
[実施例11]
一般式IIIdの化合物の調製
化合物8
2,2,5,5−テトラメトキシ−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサン(5)とこの高次オリゴマーの2.4g(10mmol)の混合物を16.2ml(12.8g,400mmol)のメタノール(99.8%)に溶解させ、室温で撹拌した。1日後、化合物8(ケイ素化合物の総含有量に対して79.4面積%(GCによる。),29Si−NMRにおいて77%強度)と化合物12(d=2)が反応混合物中に、NMR、GCおよびGC−MSによって検出された。
化合物8:
H−NMR:3.20ppm(SiCHOH),3.40ppm(SiOCH
13C−NMR:47.5ppm(SiCHOH),50.2ppm(SiOCH
29Si−NMR:−51.1ppm
MS(M=152g/mol):152(molecular peak),151,137,121(base peak),107,91,77,61,59,45m/z
[実施例12]
一般式IIIdの化合物の調製
化合物9
2,5−ジメトキシ−2,5−ジメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサン(1)とこの高次オリゴマーの2.1g(10mmol)の混合物を35.1ml(27.7g,600mmol)のエタノール(99.8%)に溶解させ、室温で撹拌した。5日後、化合物9(ケイ素化合物の総含有量に対して77面積%(GCによる。)、29Si−NMRにおいて49%強度)、ヒドロキシメチル(エトキシ)メトキシメチルシラン(29Si−NMRにおいて11%強度)、化合物2である2−エトキシ−5−メトキシ−2,5−ジメチル−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサンおよび化合物13(d=2)が反応混合物中に、NMR、GCおよびGC−MSによって検出された。
化合物9:
H−NMR:0.06ppm(SiCH),1.08ppm(CH),3.20ppm(SiCHOH),3.68ppm(SiOCH
13C−NMR:−6.5ppm(SiCH),17.9ppm(CH),51.5ppm(SiCHOH),58.3ppm(SiOCH
29Si−NMR:−11.9ppm
MS(M=164g/mol):149,133,121,105,91,89,77(base peak),63,61,45m/z
[実施例13]
一般式IIIdの化合物の調製
化合物10
2,2,5,5−テトラメトキシ−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサン(5)とこの高次オリゴマーの2.4g(10mmol)の混合物を23.4ml(18.4g,400mmol)のエタノール(99.8%)に溶解させ、室温で撹拌した。1日後、化合物10(ケイ素化合物の総含有量に対して64.4面積%(GCによる。),29Si−NMRにおいて42%強度)、ヒドロキシメチル(ジエトキシ)メトキシシラン(18.4面積%(GCによる。),29Si−NMRにおいて19%強度)、ヒドロキシメチル(エトキシ)ジメトキシシラン(1.6面積%(GCによる。),29Si−NMRにおいて4%強度)、化合物6(6.3面積%(GCによる。))、2,2,5−トリエトキシ−5−メトキシ−1,4−ジオキサ−2,5−ジシラシクロヘキサン(2.1面積%(GCによる。))と化合物14(d=2)が反応混合物中に、NMR、GCおよびGC−MSによって検出された。
化合物10:
H−NMR:1.12ppm(CH),3.77ppm(SiOCH),(SiCHOH hidden)
13C−NMR:17.8ppm(CH),49.5ppm(SiCHOH),58.6ppm(SiOCH
29Si−NMR:−54.0ppm
MS(M=194g/mol):193,179,165,163,151,137,135,121,119,107,93,91,79(base peak),77,63,45m/z

Claims (10)

  1. 一般式I
    Figure 2014521813
    の側鎖型ヒドロキシメチル基を有する(ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの調製方法であって、一般式II
    Figure 2014521813
    のシラノール含有オルガノシロキサンを、一般式III
    Figure 2014521813
    の単位を少なくとも1個有する環式または非環式化合物と反応させることを含み、
    式中、
    は、水素原子であるか、または環式もしくは非環式、線状もしくは分枝状、芳香族もしくは脂肪族もしくはオレフィン性、飽和もしくは不飽和のC−C20炭化水素基もしくはC−C20炭化水素オキシ基もしくはC−C40ポリエーテル基であり、各々は、場合によりQで置換されており、場合により1個以上の基Qが割り込んでいるかまたは1個以上の基Qを含み、
    は、ヒドロキシル基であるか、または環式もしくは非環式、線状もしくは分枝状、芳香族もしくは脂肪族もしくはオレフィン性、飽和もしくは不飽和のC−C20炭化水素基もしくはC−C20炭化水素オキシ基もしくはC−C40ポリエーテル基もしくはSi−Si20シロキサンオキシ基であり、各々は、場合によりQで置換されており、場合により1個以上の基Qが割り込んでいるかまたは1個以上の基Qを含み、
    は、環式もしくは非環式、線状もしくは分枝状、芳香族もしくは脂肪族もしくはオレフィン性、飽和もしくは不飽和のC−C20炭化水素基またはC−C40ポリエーテル基もしくはSi−Si20シロキサニル基であり、各々は、場合によりQで置換されており、場合により1個以上の基Qが割り込んでいるかまたは1個以上の基Qを含み、
    は、ヘテロ原子を含有する一価の基であり、
    は、ヘテロ原子を含有する二価の基またはヘテロ原子を含有する三価の基であり、
    Xは、基RもしくはQであるか、またはヒドロキシル基、アルコキシ基およびアシルオキシ基を含む加水分解性基であるか、またはYと一体となって結合であり、但しn=1の場合、Xは、加水分解性基であるか、または少なくとも1個の加水分解性基を含むシロキサン基であるか、またはYと一体となって結合であり、
    Yは、水素原子、アシル基、シリル基、シロキサニル基であるか、またはXと一体となって結合であり、
    k、m、pおよびqはゼロ以上であり、但しk+m+p+qの和はゼロより大きく、
    o、s、rおよびnはゼロより大きく、
    aおよびtはゼロ以上であり、
    yは0または1である、
    方法。
  2. およびRが直鎖または分枝状または環式のC−C炭化水素基またはC−C炭化水素オキシ基であり、ならびにRが直鎖または分枝状または環式のC−C炭化水素基である、請求項1に記載の方法。
  3. [O1/2H]基が(R SiO2/2)基に結合している、請求項1または2に記載の方法。
  4. 式Iにおける変数aおよびyが0の値を有する、請求項1から3に記載の方法。
  5. 使用される式IIIの化合物が、以下の式IIIa
    Figure 2014521813
    による化合物であり、式中
    12は、メチル、エチル、ビニル、アリル、フェニル、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシまたはtert−ブトキシであり得、ならびに
    13は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチルまたはtert−ブチルであり得、n、XおよびYは請求項1に規定した意味を有するものであり得る、
    請求項1から4に記載の方法。
  6. XがYと一体となって結合である、請求項1から5に記載の方法。
  7. 使用される一般式IIIの単位を有する化合物が一般式IVまたはV
    Figure 2014521813
    の化合物であり、式中
    は、加水分解性基であり、ならびに
    は、水素原子、アシル基、シリル基またはシロキサニル基であり、ならびに
    、Rおよびnは、請求項1に規定した意味を有するものであり得る、
    請求項1から6に記載の方法。
  8. 式Ib
    Figure 2014521813
    の化合物が調製され、ここで、式IIa
    Figure 2014521813
    の化合物が請求項6に記載の式IIIaの化合物と反応させられ、
    式中
    αは、2から20000の整数であり、
    βは、1から10000の整数であり、
    11は、メチル、エチル、ビニル、アリルまたはフェニルであり、ならびに
    12は、請求項5に規定した意味を有するものであり得る、
    請求項1から7に記載の方法。
  9. 式IIIの化合物の調製方法であって、
    式IIIc
    Figure 2014521813
    の環式化合物をROH化合物と反応させ、式IIId
    Figure 2014521813
    の非環式化合物を得ることを含み、 式中
    、R、Q、Qおよびnは、請求項1に記載の意味および値を有するものであり得、ならびに
    は、水素であるか、または環式もしくは非環式、線状もしくは分枝状、芳香族もしくは脂肪族もしくはオレフィン性、飽和もしくは不飽和のC−C20炭化水素基、C−C40ポリエーテル基、C−C20アシル基であり、場合によりQで置換されており、場合により1個以上の基Qが割り込んでいるかまたは1個以上の基Qを含み、ならびに
    bは、ゼロより大きい、
    方法。
  10. 一般式Ia
    Figure 2014521813
    (式中
    、R、Q、Q、k、m、p、o、yおよびsは請求項1に規定した意味を有するものであり得、
    22は、環式もしくは非環式、線状もしくは分枝状、芳香族もしくは脂肪族もしくはオレフィン性、飽和もしくは不飽和のC−C20炭化水素基もしくはC−C20炭化水素オキシ基もしくはC−C40ポリエーテル基であり、各々は、場合によりQで置換されている、場合により1個以上の基Qが割り込んでいる、または1個以上の基Qを含み、
    lは、ゼロより大きく、
    uおよびvは、ゼロ以上である。)
    の、側鎖型および末端ヒドロキシメチル基を有する(ヒドロキシメチル)ポリシロキサン。
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