JP2020147588A - カルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物およびその製造方法 - Google Patents

カルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物およびその製造方法 Download PDF

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直紀 山内
Naoki Yamauchi
直紀 山内
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Yoichi Tonomura
洋一 殿村
久保田 透
Toru Kubota
透 久保田
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Abstract

【課題】 加水分解および脱保護が進行しにくいカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物およびその製造方法を提供すること。【解決手段】下記一般式(1)で表されるカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物。(式中、R1およびR2は、互いに独立して炭素数1〜10のアルキル基を表し、R3はイソプロピル基またはtert−ブチル基であり、R4およびR5は、互いに独立して炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基を表し、mは、0、1または2の整数を表す。)【選択図】 なし

Description

本発明は、カルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物およびその製造方法に関し、さらに詳述すると、各種シラン化合物の中間体、シランカップリング剤、表面処理剤、樹脂変性剤、接着剤、塗料添加剤、およびコーティング剤等として有用なカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物およびその製造方法に関する。
カルボキシル基を有するアルコキシシランは、シランカップリング剤や表面処理剤、樹脂変性剤、接着剤、塗料添加剤、およびコーティング剤等として有用であるが、カルボキシル基とアルコキシシリル基との間で反応する可能性があるため、カルボキシル基が保護されて用いられる場合もある。
例えば、特許文献1では、トリメチルシリル保護されたカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシランが提案されている。
特開平8−325276号公報
しかしながら、特許文献1記載のトリメチルシリル基で保護されたカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシランでは、容易に保護基であるトリメチルシリル基が外れてしまい、処理表面が選択的にアルコキシシリル基と反応できない可能性が考えられる。
また、脱保護を伴わないような用途の場合、トリメチルシリル基では処理後に表れる疎水性や有機溶媒中の分散性が十分に発揮されない場合がある。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、加水分解および脱保護が進行しにくいカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、1つ以上の2級または3級アルキル基含有シリル基で保護することで、シリル基の加水分解が進行しにくくなるとともに、シリルエステル基のα位にメチル基を導入してエステル基付近を嵩高くすることで、脱保護が進行しにくくなることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、
1. 下記一般式(1)で表されるカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物、
(式中、R1およびR2は、互いに独立して炭素数1〜10のアルキル基を表し、R3はイソプロピル基またはtert−ブチル基であり、R4およびR5は、互いに独立して炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基を表し、mは、0、1または2の整数を表す。)
2. 前記R4およびR5が、イソプロピル基またはtert−ブチル基である1のカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物、
3. 前記R3〜R5が、イソプロピル基である1または2のカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物、
4. 下記一般式(2)
(式中、R3〜R5は、前記と同じ意味を表す。)
で表されるカルボン酸シリルエステル基含有化合物と、下記一般式(3)
(式中、R1、R2およびmは、前記と同じ意味を表す。)
で表されるヒドロアルコキシシラン化合物とを触媒存在下にて反応させることを特徴とする1〜3のいずれかのカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物の製造方法
を提供する。
本発明のカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物は、カルボキシル基が2級または3級アルキル基含有シリル基で保護され、また、シリルエステル基のα位にメチル基が導入された嵩高い構造を有していることから、容易に脱保護されることがないため、処理表面とアルコキシシリル基とを選択的に反応させることができるという利点を有している。
また、処理条件を調整することによって脱保護の程度を調節できるうえ、脱保護を伴わないような用途の場合でも、トリメチルシリル基に比べて疎水性や有機溶媒中の分散性が十分に発揮されるという利点をも有している。
実施例1で得られた3−メチルジメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリイソプロピルシリルの1H−NMRスペクトルである。 実施例1で得られた3−メチルジメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリイソプロピルシリルのIRスペクトルである。 実施例2で得られた3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリイソプロピルシリルの1H−NMRスペクトルである。 実施例2で得られた3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリイソプロピルシリルのIRスペクトルである。 実施例3で得られた3−メチルジエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリイソプロピルシリルの1H−NMRスペクトルである。 実施例3で得られた3−メチルジエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリイソプロピルシリルのIRスペクトルである。 実施例4で得られた3−メチルジメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジメチル−tert−ブチルシリルの1H−NMRスペクトルである。 実施例4で得られた3−メチルジメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジメチル−tert−ブチルシリルのIRスペクトルである。
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明に係るカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物は、下記一般式(1)で表される。
式(1)において、R1、R2、R4、およびR5は、互いに独立して、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜8、より好ましくは炭素数1〜6のアルキル基を表す。
アルキル基としては、直鎖状、分岐状または環状のいずれでもよく、その具体例としては、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、デシル基等の直鎖状のアルキル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、tert−ペンチル基、2−エチルヘキシル基等の分岐状のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の環状アルキル基などが挙げられる。
これらの中でも、R1およびR2としては、直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
4およびR5としては、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基がより好ましく、特に後述のR3と同様、分岐鎖状である、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基がより一層好ましい。
mは、0、1または2の整数を表すが、0または1が好ましい。
本発明では、カルボン酸の保護基が容易に外れてしまうことによって、選択的にアルコキシシリル基と処理表面とを反応させることができなくなることを防ぐため、式(1)のR3として、2級または3級アルキル基を採用する。
3としては、好ましくは炭素数3〜10、より好ましくは炭素数3〜8、より一層好ましくは炭素数3〜6の2級または3級アルキル基が挙げられ、その具体例としては、イソプロピル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、tert−ペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられるが、これらの中でも、イソプロピル基、tert−ブチル基が好ましい。
上記一般式(1)で表されるシラン化合物の具体例としては、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジメチルイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジエチルイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジプロピルイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジブチルイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジイソブチルイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジ−sec−ブチルイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジ−tert−ブチルイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジペンチルイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジヘキシルイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジシクロペンチルイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジシクロヘキシルイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸メチルジイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸エチルジイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸プロピルジイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ブチルジイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸イソブチルジイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸−sec−ブチルジイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸−tert−ブチルジイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ペンチルジイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ヘキシルジイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸シクロペンチルジイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸シクロヘキシルジイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリイソプロピルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジメチル−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジエチル−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジプロピル−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジブチル−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジイソブチル−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジ−tert−ブチル−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジペンチル−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジヘキシル−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジシクロペンチル−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジシクロヘキシル−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸メチルジ−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸エチルジ−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸プロピルジ−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ブチルジ−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸イソブチルジ−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸−tert−ブチルジ−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ペンチルジ−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ヘキシルジ−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸シクロペンチルジ−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸シクロヘキシルジ−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリ−sec−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジメチル−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジエチル−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジプロピル−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジブチル−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジイソブチル−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジペンチル−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジヘキシル−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジシクロペンチル−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジシクロヘキシル−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸メチルジ−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸エチルジ−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸プロピルジ−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ブチルジ−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸イソブチルジ−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ペンチルジ−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ヘキシルジ−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸シクロペンチルジ−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸シクロヘキシルジ−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリ−tert−ブチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジメチルシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジエチルシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジプロピルシクロペンチルシリル、
3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジブチルシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジイソブチルシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジペンチルシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジヘキシルシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジシクロヘキシルシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸メチルジシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸エチルジシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸プロピルジシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ブチルジシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ペンチルジシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ヘキシルジシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸シクロヘキシルジシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリシクロペンチルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジメチルシクロヘキシルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジエチルシクロヘキシルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジプロピルシクロヘキシルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジブチルシクロヘキシルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジイソブチルシクロヘキシルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジペンチルシクロヘキシルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジヘキシルシクロヘキシルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸メチルジシクロヘキシルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸エチルジシクロヘキシルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸プロピルジシクロヘキシルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ブチルジシクロヘキシルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸イソブチルジシクロヘキシルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ペンチルジシクロヘキシルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ヘキシルジシクロヘキシルシリル、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリシクロヘキシルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジメチルイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジエチルイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジプロピルイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジブチルイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジイソブチルイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジ−sec−ブチルイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジ−tert−ブチルイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジペンチルイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジヘキシルイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジシクロペンチルイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジシクロヘキシルイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸メチルジイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸エチルジイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸プロピルジイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ブチルジイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸イソブチルジイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸−sec−ブチルジイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸−tert−ブチルジイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ペンチルジイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ヘキシルジイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸シクロペンチルジイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸シクロヘキシルジイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリイソプロピルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジメチル−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジエチル−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジプロピル−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジブチル−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジイソブチル−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジ−tert−ブチル−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジペンチル−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジヘキシル−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジシクロペンチル−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジシクロヘキシル−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸メチルジ−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸エチルジ−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸プロピルジ−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ブチルジ−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸イソブチルジ−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸−tert−ブチルジ−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ペンチルジ−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ヘキシルジ−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸シクロペンチルジ−sec−ブチルシリル、3−トリエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸シクロヘキシルジ−sec−ブチルシリル、
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これらの中でも、構造中に嵩高さを持たせる観点から、R3〜R5が2級または3級のアルキル基が好ましく、特にイソプロピル基が好ましい。
本発明における上記一般式(1)で示されるカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物は、例えば、下記一般式(2)で表されるカルボン酸シリルエステル基含有化合物と、下記一般式(3)で表されるヒドロアルコキシシラン化合物とを触媒存在下にて反応させて製造することができる。
(式中、R1〜R5およびmは、上記と同じ意味を表す。)
上記一般式(2)で表されるカルボン酸シリルエステル基含有化合物の具体例としては、メタクリル酸ジメチルイソプロピルシリル、メタクリル酸ジエチルイソプロピルシリル、メタクリル酸ジプロピルイソプロピルシリル、メタクリル酸ジブチルイソプロピルシリル、メタクリル酸ジイソブチルイソプロピルシリル、メタクリル酸ジ−sec−ブチルイソプロピルシリル、メタクリル酸ジ−tert−ブチルイソプロピルシリル、メタクリル酸ジペンチルイソプロピルシリル、メタクリル酸ジヘキシルイソプロピルシリル、メタクリル酸ジシクロペンチルイソプロピルシリル、メタクリル酸ジシクロヘキシルイソプロピルシリル、メタクリル酸メチルジイソプロピルシリル、メタクリル酸エチルジイソプロピルシリル、メタクリル酸プロピルジイソプロピルシリル、メタクリル酸ブチルジイソプロピルシリル、メタクリル酸−sec−ブチルジイソプロピルシリル、メタクリル酸−tert−ブチルジイソプロピルシリル、メタクリル酸ペンチルジイソプロピルシリル、メタクリル酸ヘキシルジイソプロピルシリル、メタクリル酸シクロペンチルジイソプロピルシリル、メタクリル酸シクロヘキシルジイソプロピルシリル、メタクリル酸トリイソプロピルシリル、メタクリル酸ジメチル−sec−ブチルシリル、メタクリル酸ジエチル−sec−ブチルシリル、メタクリル酸ジプロピル−sec−ブチルシリル、メタクリル酸ジブチル−sec−ブチルシリル、メタクリル酸ジイソブチル−sec−ブチルシリル、メタクリル酸ジ−tert−ブチル−sec−ブチルシリル、メタクリル酸ジペンチル−sec−ブチルシリル、メタクリル酸ジヘキシル−sec−ブチルシリル、メタクリル酸ジシクロペンチル−sec−ブチルシリル、メタクリル酸ジシクロヘキシル−sec−ブチルシリル、メタクリル酸メチルジ−sec−ブチルシリル、メタクリル酸エチルジ−sec−ブチルシリル、メタクリル酸プロピルジ−sec−ブチルシリル、メタクリル酸ブチルジ−sec−ブチルシリル、メタクリル酸イソブチルジ−sec−ブチルシリル、メタクリル酸−tert−ブチルジ−sec−ブチルシリル、メタクリル酸ペンチルジ−sec−ブチルシリル、メタクリル酸ヘキシルジ−sec−ブチルシリル、メタクリル酸シクロペンチルジ−sec−ブチルシリル、メタクリル酸シクロヘキシルジ−sec−ブチルシリル、メタクリル酸トリ−sec−ブチルシリル、メタクリル酸ジメチル−tert−ブチルシリル、メタクリル酸ジエチル−tert−ブチルシリル、メタクリル酸ジプロピル−tert−ブチルシリル、メタクリル酸ジブチル−tert−ブチルシリル、メタクリル酸ジイソブチル−tert−ブチルシリル、メタクリル酸ジペンチル−tert−ブチルシリル、メタクリル酸ジヘキシル−tert−ブチルシリル、メタクリル酸ジシクロペンチル−tert−ブチルシリル、メタクリル酸ジシクロヘキシル−tert−ブチルシリル、メタクリル酸メチルジ−tert−ブチルシリル、メタクリル酸エチルジ−tert−ブチルシリル、メタクリル酸プロピルジ−tert−ブチルシリル、メタクリル酸ブチルジ−tert−ブチルシリル、メタクリル酸イソブチルジ−tert−ブチルシリル
、メタクリル酸ペンチルジ−tert−ブチルシリル、メタクリル酸ヘキシルジ−tert−ブチルシリル、メタクリル酸シクロペンチルジ−tert−ブチルシリル、メタクリル酸シクロヘキシルジ−tert−ブチルシリル、メタクリル酸トリ−tert−ブチルシリル、メタクリル酸ジメチルシクロペンチルシリル、メタクリル酸ジエチルシクロペンチルシリル、メタクリル酸ジプロピルシクロペンチルシリル、メタクリル酸ジブチルシクロペンチルシリル、メタクリル酸ジイソブチルシクロペンチルシリル、メタクリル酸ジペンチルシクロペンチルシリル、メタクリル酸ジヘキシルシクロペンチルシリル、メタクリル酸ジシクロヘキシルシクロペンチルシリル、メタクリル酸メチルジシクロペンチルシリル、メタクリル酸エチルジシクロペンチルシリル、メタクリル酸プロピルジシクロペンチルシリル、メタクリル酸ブチルジシクロペンチルシリル、メタクリル酸ペンチルジシクロペンチルシリル、メタクリル酸ヘキシルジシクロペンチルシリル、メタクリル酸シクロヘキシルジシクロペンチルシリル、メタクリル酸トリシクロペンチルシリル、メタクリル酸ジメチルシクロヘキシルシリル、メタクリル酸ジエチルシクロヘキシルシリル、メタクリル酸ジプロピルシクロヘキシルシリル、メタクリル酸ジブチルシクロヘキシルシリル、メタクリル酸ジイソブチルシクロヘキシルシリル、メタクリル酸ジペンチルシクロヘキシルシリル、メタクリル酸ジヘキシルシクロヘキシルシリル、メタクリル酸メチルジシクロヘキシルシリル、メタクリル酸エチルジシクロヘキシルシリル、メタクリル酸プロピルジシクロヘキシルシリル、メタクリル酸ブチルジシクロヘキシルシリル、メタクリル酸イソブチルジシクロヘキシルシリル、メタクリル酸ペンチルジシクロヘキシルシリル、メタクリル酸ヘキシルジシクロヘキシルシリル、メタクリル酸トリシクロヘキシルシリル等が挙げられる。
上記一般式(3)で表されるヒドロアルコキシシラン化合物の具体例としては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、トリイソプロポキシシラン、メチルジメトキシシラン、エチルジメトキシシラン、プロピルジメトキシシラン、イソプロピルジメトキシシラン、ブチルジメトキシシラン、イソブチルジメトキシシラン、sec−ブチルジメトキシシラン、tert−ブチルジメトキシシラン、ペンチルジメトキシシラン、ヘキシルジメトキシシラン、オクチルジメトキシラン、デシルジメトキシシラン、シクロペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、エチルジエトキシシラン、プロピルジエトキシシラン、イソプロピルジエトキシシラン、ブチルジエトキシシラン、イソブチルジエトキシシラン、sec−ブチルジエトキシシラン、tert−ブチルジエトキシシラン、ペンチルジエトキシシラン、ヘキシルジエトキシシラン、オクチルジエトキシラン、デシルジエトキシシラン、シクロペンチルジエトキシシラン、シクロヘキシルジエトキシシラン、メチルジプロポキシシラン、エチルジプロポキシシラン、プロピルジプロポキシシラン、イソプロピルジプロポキシシラン、ブチルジプロポキシシラン、イソブチルジプロポキシシラン、sec−ブチルジプロポキシシラン、tert−ブチルジプロポキシシラン、ペンチルジプロポキシシラン、ヘキシルジプロポキシシラン、オクチルジプロポキシラン、デシルジプロポキシシラン、シクロペンチルジプロポキシシラン、シクロヘキシルジプロポキシシラン、メチルジイソプロポキシシラン、エチルジイソプロポキシシラン、プロピルジイソプロポキシシラン、
イソプロピルジイソプロポキシシラン、ブチルジイソプロポキシシラン、イソブチルジイソプロポキシシラン、sec−ブチルジイソプロポキシシラン、tert−ブチルジイソプロポキシシラン、ペンチルジイソプロポキシシラン、ヘキシルジイソプロポキシシラン、オクチルジイソプロポキシラン、デシルジイソプロポキシシラン、シクロペンチルジイソプロポキシシラン、シクロヘキシルジイソプロポキシシラン、ジメチルメトキシシラン、ジエチルメトキシシラン、ジプロピルメトキシシラン、ジイソプロピルメトキシシラン、ジブチルメトキシシラン、ジイソブチルメトキシシラン、ジ−sec−ブチルメトキシシラン、ジ−tert−ブチルメトキシシラン、ジペンチルメトキシシラン、ジヘキシルメトキシシラン、ジオクチルメトキシラン、ジデシルメトキシシラン、ジシクロペンチルメトキシシラン、ジシクロヘキシルメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジエチルエトキシシラン、ジプロピルエトキシシラン、ジイソプロピルエトキシシラン、ジブチルエトキシシラン、ジイソブチルエトキシシラン、ジ−sec−ブチルエトキシシラン、ジ−tert−ブチルエトキシシラン、ジペンチルエトキシシラン、ジヘキシルエトキシシラン、ジオクチルエトキシラン、ジデシルエトキシシラン、ジシクロペンチルエトキシシラン、ジシクロヘキシルエトキシシラン、ジメチルプロポキシシラン、ジエチルプロポキシシラン、ジプロピルプロポキシシラン、ジイソプロピルプロポキシシラン、ジブチルプロポキシシラン、ジイソブチルプロポキシシラン、ジ−sec−ブチルプロポキシシラン、ジ−tert−ブチルプロポキシシラン、ジペンチルプロポキシシラン、ジヘキシルプロポキシシラン、ジオクチルプロポキシラン、ジデシルプロポキシシラン、ジシクロペンチルプロポキシシラン、ジシクロヘキシルプロポキシシラン、ジメチルイソプロポキシシラン、ジエチルイソプロポキシシラン、ジプロピルイソプロポキシシラン、ジイソプロピルイソプロポキシシラン、ジブチルイソプロポキシシラン、ジイソブチルイソプロポキシシラン、ジ−sec−ブチルイソプロポキシシラン、ジ−tert−ブチルイソプロポキシシラン、ジペンチルイソプロポキシシラン、ジヘキシルイソプロポキシシラン、ジオクチルイソプロポキシラン、ジデシルイソプロポキシシラン、ジシクロペンチルイソプロポキシシラン、ジシクロヘキシルイソプロポキシシラン等が挙げられる。
上記反応に用いられる触媒としては、白金含有触媒を用いることが好ましく、白金化合物含有触媒としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、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またはキシレン溶液、テトラキストリフェニルホスフィン白金、ジクロロビストリフェニルホスフィン白金、ジクロロビスアセトニトリル白金、ジクロロビスベンゾニトリル白金、ジクロロシクロオクタジエン白金、ビス(アセチルアセトナト)白金、白金−炭素、白金−アルミナ、白金−シリカ等の担持触媒等が例示される。選択性の点から、塩化白金酸のアルコール溶液、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またはキシレン溶液が好ましい。
触媒の使用量に特に制限はないが、反応性や生産性の点から、カルボン酸シリルエステル基含有化合物1molに対して、0.000001〜0.1molが好ましく、0.000005〜0.05molがより好ましく、0.00001〜0.01molがより一層好ましい。
本発明の反応は無溶媒でも進行するが、溶媒を用いることもできる。
使用可能な溶媒の具体例としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム等の塩素化炭化水素系溶媒などが挙げられ、これらの溶媒は単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。
反応の反応温度は特に限定されないが、常圧または加圧下で、0〜200℃が好ましく、10〜150℃がより好ましい。
また、反応時間は、通常1〜100時間程度であるが、1〜20時間が好ましい。
なお、反応雰囲気は、特に限定されないが、安全上、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが好ましい。
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
[実施例1]3−メチルジメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリイソプロピルシリルの製造
300mLの4つ口ガラスフラスコに、還流冷却器、温度計および撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコにメタクリル酸トリイソプロピルシリル145.4g(0.6mol)、白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの白金3質量%トルエン溶液0.78g(1.2×10-4mol)、ジブチルヒドロキシトルエン0.15gを仕込んだ。内温を60〜70℃に温調しながらメチルジメトキシシラン63.7g(0.6mol)を7.3時間かけて滴下し、3時間熟成した。この反応液にジブチルヒドロキシトルエン0.20gを添加して減圧下にて蒸留し、沸点133℃/0.4kPaの目的物を純分で147.0g(0.42mol)得た。
得られた留分の質量スペクトル、1H−NMRスペクトル(重クロロホルム溶媒)、IRスペクトルを測定した。1H−NMRスペクトルを図1に、IRスペクトルを図2にそれぞれ示す。
質量スペクトル:m/z 348,305,235,207,105,75
以上の結果より、得られた化合物は、3−メチルジメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリイソプロピルシリルであることが確認された。
[実施例2]3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリイソプロピルシリルの製造
300mLの4つ口ガラスフラスコに、還流冷却器、温度計および撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコにメタクリル酸トリイソプロピルシリル145.4g(0.6mol)、白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの白金3質量%トルエン溶液1.76g(2.7×10-4mol)、ジブチルヒドロキシトルエン0.15gを仕込んだ。内温を60〜70℃に温調しながらトリメトキシシラン55.0g(0.45mol)を7.4時間かけて滴下し、2.5時間熟成した。この反応液にジブチルヒドロキシトルエン0.20gを添加して減圧下にて蒸留し、沸点145℃/0.4kPaの目的物を純分で96.9g(0.27mol)得た。
得られた留分の質量スペクトル、1H−NMRスペクトル(重クロロホルム溶媒)、IRスペクトルを測定した。1H−NMRスペクトルを図3に、IRスペクトルを図4にそれぞれ示す。
質量スペクトル:m/z 364,321,251,223,121,91
以上の結果より、得られた化合物は、3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリイソプロピルシリルであることが確認された。
[実施例3]3−メチルジエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリイソプロピルシリルの製造
300mLの4つ口ガラスフラスコに、還流冷却器、温度計および撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコにメタクリル酸トリイソプロピルシリル145.4g(0.6mol)、白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの白金3質量%トルエン溶液1.37g(2.1×10-4mol)、ジブチルヒドロキシトルエン0.15gを仕込んだ。内温を60〜70℃に温調しながらメチルジエトキシシラン80.6g(0.6mol)を7時間かけて滴下し、5時間熟成した。この反応液にジブチルヒドロキシトルエン0.20gを添加して減圧下にて蒸留し、沸点144℃/0.4kPaの目的物を純分で164.8g(0.44mol)得た。
得られた留分の質量スペクトル、1H−NMRスペクトル(重クロロホルム溶媒)、IRスペクトルを測定した。1H−NMRスペクトルを図5に、IRスペクトルを図6にそれぞれ示す。
質量スペクトル:m/z 376,333,263,219,133,77
以上の結果より、得られた化合物は、3−メチルジエトキシシリル−2−メチルプロピオン酸トリイソプロピルシリルであることが確認された。
[実施例4]3−メチルジメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジメチル−tert−ブチルシリルの製造
300mLの4つ口ガラスフラスコに、還流冷却器、温度計および撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコにメタクリル酸ジメチル−tert−ブチルシリル90.0g(0.45mol)、白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの白金3質量%トルエン溶液0.88g(1.4×10-4mol)、ジブチルヒドロキシトルエン0.09gを仕込んだ。内温を60〜70℃に温調しながらメチルジメトキシシラン47.7g(0.45mol)を8.5時間かけて滴下し、8.7時間熟成した。この反応液にジブチルヒドロキシトルエン0.13gを添加して減圧下にて蒸留し、沸点98℃/0.4kPaの目的物を純分で83.7g(0.27mol)得た。
得られた留分の質量スペクトル、1H−NMRスペクトル(重クロロホルム溶媒)、IRスペクトルを測定した。1H−NMRスペクトルを図7に、IRスペクトルを図8にそれぞれ示す。
質量スペクトル:m/z 306,249,179,149,105,75
以上の結果より、得られた化合物は、3−メチルジメトキシシリル−2−メチルプロピオン酸ジメチル−tert−ブチルシリルであることが確認された。

Claims (4)

  1. 下記一般式(1)で表されるカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物。
    (式中、R1およびR2は、互いに独立して炭素数1〜10のアルキル基を表し、R3はイソプロピル基またはtert−ブチル基であり、R4およびR5は、互いに独立して炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基を表し、mは、0、1または2の整数を表す。)
  2. 前記R4およびR5が、イソプロピル基またはtert−ブチル基である請求項1記載のカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物。
  3. 前記R3〜R5が、イソプロピル基である請求項1または2記載のカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物。
  4. 下記一般式(2)
    (式中、R3〜R5は、前記と同じ意味を表す。)
    で表されるカルボン酸シリルエステル基含有化合物と、下記一般式(3)
    (式中、R1、R2およびmは、前記と同じ意味を表す。)
    で表されるヒドロアルコキシシラン化合物とを触媒存在下にて反応させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のカルボン酸シリルエステル基含有アルコキシシラン化合物の製造方法。
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