JP2021130642A - シロキサン化合物の製造方法、新規なシロキサン化合物、およびそれらの用途 - Google Patents
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Description
そのようなクロスカップリング形式の反応を用いる方法としては、たとえば、(A)クロロシランまたはアシロキシシランとシラノールとを、アシロキシシランまたはシラノールに対して当量以上の塩基を存在させて反応させる方法(特許文献1、非特許文献1)、(B)アミノシランまたはウレイドシランとシラノールとを反応させる方法(非特許文献2〜4)、(C)ヒドロシランまたはアルコキシシランとシラノールとを触媒存在下で反応させる方法(特許文献2、非特許文献4〜6)、(D)クロロシランとアルコキシシランとを触媒存在下で反応させる方法(特許文献3、非特許文献7)、(E)アシロキシシランとシラノールとを、塩基を存在させない条件下(無触媒あるいは酸触媒を用いる条件下)で反応させる方法(特許文献4)等が知られていた。
を捕捉するために塩基を大量(クロロシランまたはアシロキシシランに対して当量以上)使用する必要がある上、塩基との反応で生成する大量の塩を分離する必要がある(方法A);入手が容易でない場合も多い、アミノシラン、ウレイドシランもしくはアルコキシシラン、または、製造コストが高いヒドロシランを用いる必要がある(方法B、C、D);アシロキシランおよびシラノールの種類またはその組み合わせによっては、反応速度が遅く、目的物を効率よく製造することが困難である(方法E);などの問題点がある。
これらのことから、従来技術の問題点を解決できる、工業的により有利な方法が求められている。
すなわち、従来、塩基を使用して反応を行う場合、共生成物であるカルボン酸の中和と捕捉のために、当量以上の塩基を使用していたが(たとえば、特許文献1では、2当量のジアセトキシシランと1当量のシランジオールの反応において、約2.1当量のピリジンを使用)、本発明者等は、さまざまな塩基性化合物による反応促進効果を検討した結果、特定の塩基性化合物を使用する場合には、微量の触媒量でも、効率よく反応が進行することを見出した。
また、生成したシロキサン化合物にアシロキシ基が残存する場合、水、アルコール等の修飾剤を添加することにより、アシロキシ基をヒドロキシ基またはアルコキシ基に変換することが可能である。さらに、ヒドロキシ基を有する修飾後のシロキサン化合物をシラノールとしてアシロキシシランと反応させることにより、配列を制御したオリゴシロキサンの製造を行うこともできる。
加えて、これらの反応で生成した化合物の用途に関して、アシロキシ基等を有するシロキサン化合物は、固体材料の表面処理剤として効果的に使用できる。
<1>
触媒の存在下で、Si−OCO結合(OCOはオキシカルボニル基のO−C(=O)を示す。)を有する第1のアシロキシシランとSi−OH結合を有する第1のシラノールとを反応させる第1の反応工程を含み、
前記触媒が、下記(1)または(2)から選ばれる塩基性化合物である、Si−O−Si結合を有するシロキサン化合物の製造方法。
(1)アルカリ金属の炭酸塩または酢酸塩
(2)共役酸のpKaが6〜50である有機化合物、アミジン化合物、グアニジン化合物、脂肪族系の3級もしくは2級アミン、ホスファゼン化合物、または、それらの化合物に由来する基を有する、有機ポリマー系もしくは無機系の化合物
<2>
前記(1)の塩基性化合物が、炭酸セシウム、炭酸ルビジウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、酢酸セシウム、酢酸ルビジウム、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、および、酢酸リチウムから選ばれる化合物である、<1>に記載のシロキサン化合物の製造方法。
<3>
前記(2)の塩基性化合物が、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(DBU);1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン(DBN);7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(MTBD);トリエチルアミン;トリプロピルアミン;トリブチルアミン;トリヘキシルアミン;イソプロピルジメチルアミン;ジイソプロピルメチルアミン;ジシクロヘキシルメチルアミン;ジエチルアミン;ジブチルアミン;N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA);1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO);1−アザビシクロ[2.2.2]オクタン(ABCO);tert−ブチルイミノ−トリ(ピロリジノ)ホスホラン(BTPP);2−tert−ブチルイミノ−2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチルペルヒドロ−1,3,2−ジアザホスホリン(BEMP);1−tert−ブチル−2,2,4,4,4−ペンタキス(ジメチルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)(P2−t−Bu);1−tert−ブチル−4,4,4−トリス(ジメチルアミノ)−2,2−ビス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)(P4−t−Bu);4−ジメチルアミノピリジン(DMAP);ヘキサメチレンテトラミン(HMTA);および、トリメチルアミン、ジソプロピルメチルアミン、DBU、MTBD、または、BEMPに由来する基を有するポリマー;から選ばれる化合物である、<1>または<2>に記載のシロキサン化合物の製造方法。
<4>
前記第1のアシロキシシランが、下記一般式(IA)で表されるアシロキシシランである、<1>〜<3>の何れかに記載のシロキサン化合物の製造方法。
R1R2Si(OCOR3)2 (IA)
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよく;R3は、炭素数1〜10の炭化水素基であり、前記炭素数1〜10の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
<5>
前記第1のシラノールが、下記一般式(IIA1)または(IIA2)で表されるシラノールである、<1>〜<4>の何れかに記載のシロキサン化合物の製造方法。
R4 aR5 bR6 cSi(OH)4−(a+b+c) (IIA1)
(式中、a、b、およびcは、それぞれ独立に、0以上3以下の整数であり;a+b+cは、0以上3以下の整数であり;R4、R5、およびR6は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
HO(SiR7R8O)dH (IIA2)
(式中、dは、2以上4以下の整数であり;R7およびR8は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、またはヒドロキシ基であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
<6>
前記第1のアシロキシシランが、下記一般式(IA)で表されるアシロキシシランであり、
前記第1のシラノールが、下記一般式(IIA2)で表されるシラノールであり、
前記第1の反応工程の反応生成物が、下記一般式(IIIA1)で表される環状シロキサン化合物である、<1>〜<3>の何れかに記載のシロキサン化合物の製造方法。
R1R2Si(OCOR3)2 (IA)
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよく;R3は、炭素数1〜10の炭化水素基であり、前記炭素数1〜10の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
HO(SiR7R8O)dH (IIA2)
(式中、dは、2以上4以下の整数であり;R7およびR8は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、またはヒドロキシ基であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
前記第1のアシロキシシランが、下記一般式(IA)で表されるアシロキシシランであり、
前記第1のシラノールが、下記一般式(IIA1)または(IIA2)で表されるシラノールであり、
前記第1の反応工程の生成物が、下記一般式(IIA1)または(IIA2)で表されるシラノールのヒドロキシ基の水素原子の一部または全部を、下記一般式(IVA)で表されるアシロキシシリル基で置換した構造を有するシロキサン化合物である、<1>〜<3>の何れかに記載のシロキサン化合物の製造方法。
R1R2Si(OCOR3)2 (IA)
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよく;R3は、炭素数1〜10の炭化水素基であり、前記炭素数1〜10の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
R4 aR5 bR6 cSi(OH)4−(a+b+c) (IIA1)
(式中、a、b、およびcは、それぞれ独立に、0以上3以下の整数であり;a+b+cは、0以上3以下の整数であり;R4、R5、およびR6は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
HO(SiR7R8O)dH (IIA2)
(式中、dは、2以上4以下の整数であり;R7およびR8は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、またはヒドロキシ基であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
−SiR1R2(OCOR3) (IVA)
(式中、R1、R2、およびR3は、前記と同義である。)
<8>
水または下記一般式(VA)で表されるアルコールとの反応により、前記アシロキシシリル基のアシロキシ基を下記一般式(VIA)で表されるアルコキシ基に変換する修飾工程をさらに含む、<7>に記載のシロキサン化合物の製造方法。
ROH (VA)
(式中、Rは、炭素数1〜6のアルキル基である。)
−OR (VIA)
(式中、Rは、前記と同義である。)
<9>
前記第1の反応工程の反応生成物がアシロキシ基を有するシロキサン化合物であり、かつ、
水または下記一般式(VA)で表されるアルコールとの反応により、前記アシロキシ基をヒドロキシ基または下記一般式(VIA)で表されるアルコキシ基に変換する修飾工程をさらに含む、<1>〜<3>の何れかに記載のシロキサン化合物の製造方法。
ROH (VA)
(式中、Rは、炭素数1〜6のアルキル基である。)
−OR (VIA)
(式中、Rは、前記と同義である。)
<10>
前記修飾工程が、水との反応により、前記第1の反応工程の前記反応生成物のアシロキシ基をヒドロキシ基に変換する工程であり、
前記(1)または(2)から選ばれる塩基性化合物の存在下で、前記修飾工程の反応生成物とSi−OCO結合を有する第2のアシロキシシランとを反応させる第2の反応工程をさらに含む、<9>に記載のシロキサン化合物の製造方法。
<11>
前記第1の反応工程の反応生成物がアシロキシ基を有し、かつ、
前記(1)または(2)から選ばれる塩基性化合物の存在下で、前記第1の反応工程の前記反応生成物とSi−OH結合を有する第2のシラノールとを反応させる第3の反応工程をさらに含む、<1>〜<3>の何れかに記載のシロキサン化合物の製造方法。
<12>
前記第1のアシロキシシランが、下記一般式(IA)で表されるアシロキシシランであり、
前記第1のシラノールが、下記一般式(IIA1’)で表されるシラノールであり、
前記第1の反応工程の反応生成物が、1分子中にアシロキシ基を1個有するシロキサン化合物であり、かつ、
前記第1の反応工程の後に、
水との反応により、前工程で得たシロキサン化合物のアシロキシ基をヒドロキシ基に変換する修飾工程と、
前記(1)または(2)から選ばれる塩基性化合物の存在下で、前記修飾工程の反応生成物と下記一般式(IA)で表されるアシロキシシランとを反応させ、1分子中にアシロキシ基を1個有するシロキサン化合物を得る第4の反応工程と
を交互に行う、<1>〜<3>の何れかに記載のシロキサン化合物の製造方法。
R1R2Si(OCOR3)2 (IA)
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよく;R3は、炭素数1〜10の炭化水素基であり、前記炭素数1〜10の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
R4 aR5 bR6 cSiOH (IIA1’)
(式中、a、b、およびcは、それぞれ独立に0以上3以下の整数であり;a+b+cは、3であり;R4、R5、およびR6は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
<13>
前記第1のアシロキシシランが、下記一般式(IA)で表されるアシロキシシランであり、
前記第1のシラノールが、下記一般式(IIA1’’)または(IIA2)で表されるシラノールであり、かつ、
前記第1の反応工程の反応生成物が、R3CO2−[Si]−O−(Si)−O−[Si]−OCOR3で表される骨格を有するアシロキシ末端シロキサン化合物(前記第1のシラノール1分子に対して前記第1のアシロキシシラン2分子が反応して生成する構造であり;[Si]は、前記第1のアシロキシシランに由来するシリレン基であり;(Si)は、前記第1のシラノールに由来するシリレン基であり;R3は、式(IA)中のR3と同義である。)であり、かつ、
前記アシロキシ末端シロキサン化合物を、水および前記(1)または(2)から選ばれる塩基性化合物の存在下で反応させて、下記一般式(IIIA2)の構造を有する環状シロキサン化合物を製造する環化工程をさらに含む、<1>〜<3>の何れかに記載のシロキサン化合物の製造方法。
R1R2Si(OCOR3)2 (IA)
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよく;R3は、炭素数1〜10の炭化水素基であり、前記炭素数1〜10の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
R4 aR5 bSi(OH)4−(a+b) (IIA1’’)
(式中、aおよびbは、それぞれ独立に、0以上2以下の整数であり;a+bは、0以上2以下の整数であり;R4、R5、およびR6は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
HO(SiR7R8O)dH (IIA2)
(式中、dは、2以上4以下の整数であり;R7およびR8は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、またはヒドロキシ基であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
下記一般式(IIIB1)〜(IIIB4)で表されるシロキサン化合物。
R9R10R11Si−O−SiR12R13X1 (IIIB1)
R14R15R16Si−O−SiR17R18−O−SiR19R20X2 (IIIB2)
R21R22R23Si−O−SiR24R25−O−SiR26R27−O−SiR2
8R29X3 (IIIB3)
R30R31R32Si−O−SiR33R34−O−SiR35X4−O−SiR36R37R38 (IIIB4)
(これら式中、R9〜R38は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、フェニル基、および、ビニル基の中から選ばれる基であり、X1〜X4は、それぞれ独立に、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、またはヒドロキシ基である。)
<15>
<1>〜<13>の何れかに記載の製造方法で得られるシロキサン化合物であって、アシロキシ基およびヒドロキシ基の少なくとも一方を有するシロキサン化合物、並びに<14>に記載のシロキサン化合物から選ばれるシロキサン化合物を含有する組成物からなる、表面処理剤。
<16>
<15>に記載の表面処理剤を用いて、固体材料の表面処理を行う方法。
(1)原料および触媒が入手し易く、取り扱いが容易で安全性も高い。
(2)室温程度の温和な条件でも反応が進行する。
(3)大量の塩などの廃棄物を生じない。
(4)固体触媒を使用する場合、触媒の分離、回収、および再利用を容易に行うことができる。
(5)ジシロキサン系の化合物だけでなく、トリシロキサン系、テトラシロキサン系など、さまざまな種類のシロキサン化合物を製造できる。
(6)アシロキシ基等を有するシロキサン化合物は、固体材料の表面処理剤として、効果的に利用できる。
本実施態様に係る製造方法は、製造プロセスの低コスト化、高効率化、新規なシロキサン化合物、それらの用途の提供等を可能にするもので、従来技術に比べて経済性、低環境負荷性、高性能高機能性化学品、高性能高機能性材料等の創出等の面で、大きな利点を有する。
本発明の一実施態様に係るシロキサン化合物の製造方法は、Si−OCO結合を有する第1のアシロキシシランと、Si−OH結合を有する第1のシラノールを、特定の塩基性化合物が存在する条件下において反応させ、Si−O−Si結合を有するシロキサン化合物を生成させる第1の反応工程を含む。
第1の反応工程は、触媒である塩基性化合物の存在下で、第1のアシロキシシランに対する第1のシラノールの求核的置換反応を行う工程であり、前記求核置換反応は、カルボン酸の脱離を伴いながら進行する。
本実施態様において、原料として使用することができる第1のアシロキシシランとしては、たとえば、下記一般式(IA)で表されるアシロキシシランが挙げられる。
R1R2Si(OCOR3)2 (IA)
炭化水素基の具体例としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基等が挙げられる。
反応に関与しない基の具体例としては、炭素数が1〜6のアルコキシ基、炭素数が1〜6のアルコキシカルボニル基、ハロゲン原子等が挙げられる。アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子をより具体的に示せば、メトキシ基、エトキシ基、ヘキソキシ基等のアルコキシ基;メトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;を挙げることができる。
反応に関与しない基で置換されていてもよいアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、2−メトキシエチル基、3−エトキシプロピル基、2−メトキシカルボニルエチル基、トリフルオロメチル基、3−クロロプロピル基等が挙げられる。
アリール基の水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。反応に関与しない基の具体例としては、前記のアルキル基の場合に示したもの等を挙げることができる。また、その他の反応に関与しない基として、環上の2つの炭素原子を結合させる2価の基であるオキシエチレン基、オキシエチレンオキシ基等が挙げられる。
反応に関与しない基で置換されていてもよいアリール基の具体例としては、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ブトキシフェニル基、オクトキシフェニル基、メチル(メトキシ)フェニル基、フルオロ(メチル)フェニル基、クロロ(メトキシ)フェニル基、ブロモ(メトキシ)フェニル基、2,3−ジヒドロベンゾフラニル基、1,4−ベンゾジオキサニル基等が挙げられる。
ことができる。
反応に関与しない基で置換されていてもよいアラルキル基の具体例としては、ベンジル基、フェネチル基、2−ナフチルメチル基、9−アントリルメチル基、(4−クロロフェニル)メチル基、1−(4−メトキシフェニル)エチル基等が挙げられる。
反応に関与しない基で置換されていてもよいアルケニル基の具体例としては、ビニル基、2−プロペニル基、3−ブテニル基、5−ヘキセニル基、9−デセニル基、2−フェニルエテニル基、2−(メトキシフェニル)エテニル基、2−ナフチルエテニル基、2−アントリルエテニル基等が挙げられる。
反応に関与しない基を有していてもよいアルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、tert−ブトキシ基等が挙げられる。
反応に関与しない基を有していてもよい炭素数1〜10の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基等が挙げられる。
前記第1のアシロキシシランと反応させる第1のシラノールとしては、たとえば、下記一般式(IIA1)で表されるシラノール(以下、「シラノール(IIA1)」と称することがある。)または下記一般式(IIA2)で表されるシラノール(以下、「シラノール(IIA2)」と称することがある。)が挙げられる。
R4 aR5 bR6 cSi(OH)4−(a+b+c) (IIA1)
HO(SiR7R8O)dH (IIA2)
一般式(IIA1)中、a、b、およびcは、それぞれ独立に、0以上3以下の整数であり、a+b+cは、0以上3以下の整数である。また、R4、R5、およびR6は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子である。前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。
さらに、一般式(IIA2)中、dは、2以上4以下の整数である。また、R7およびR8は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、またはヒドロキシ基である。前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。
炭化水素基中の炭素数に関しては、炭化水素基がアルキル基の場合には、好ましくは1〜16、より好ましくは1〜12であり、さらに好ましくは1〜6であり;アリール基の場合には、好ましくは6〜18、より好ましくは6〜14であり、さらに好ましくは6〜10であり;アラルキル基の場合には、好ましくは7〜19、より好ましくは7〜15であり;アルケニル基の場合には、好ましくは2〜18、より好ましくは2〜14であり、さらに好ましくは2〜8である。
アルキル基、アリール基、アラルキル基およびアルケニル基の具体例としては、前記一般式(IA)のR1およびR2の説明において示したもの等を挙げることができる。
R4〜R8で表される炭素数1〜20のアルコキシ基は、炭素数が、好ましくは1〜16、より好ましくは1〜12であり、炭素上の水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。反応に関与しない基で置換されていてもよいアルコキシ基の具体例としては、前記一般式(IA)のR1およびR2の説明において示したもの等を挙げることができる。
iMe2O)3H)等が挙げられる。
第1のアシロキシシランと第1のシラノールを反応させてシロキサン化合物を製造する第1の反応工程では、反応を促進するために、次の(1)または(2)から選ばれる塩基性化合物を触媒として使用する。
(1)アルカリ金属の炭酸塩または酢酸塩
(2)共役酸のpKaが6〜50である有機化合物、アミジン化合物、グアニジン化合物、脂肪族系の3級もしくは2級アミン、ホスファゼン化合物、または、それらの化合物に由来する基(「基」には「ユニット」を含む。)を有する、ポリマー系もしくは無機系の化合物
共役酸のpKaが6〜50の有機化合物については、従来公知の各種の文献に示されているものなどが挙げられる。それら文献の具体例としては、たとえば、下記の参考文献(A)〜(E)が挙げられる。
(A)化学便覧基礎編II(改訂4版)、II−317、丸善、1993
(B)J.Am.Che.Soc.,79,5441(1957)
(C)Beilstein J.Org.Chem.,7,173(2011)
(D)Eur.J.Org.Chem.,4852(2006)
(E)J.Org.Chem.,70,1019(2005)
(F)メルク社ホームページのホスファゼン塩基の製品説明(https://www.sigmaaldrich.com/chemistry/chemical-synthesis/technology-spotlights/phosphazenes.html)
0.50)、tert−ブチルシクロヘキシルアミン(11.23,B)、ベンジルメチルアミン(9.58、B)、ベンジルエチルアミン(9.68、B)、ジ−sec−ブチルアミン(11.01、B)、ジメチルエチルアミン(9.99、B)、メチルジエチルアミン(10.29、B)、ジメチルプロピルアミン(9.99、B)、ジメチルブチルアミン(10.02、B)、ジメチルイソブチルアミン(9.91、B)、ジメチルイソプロピルアミン(10.30、B)、ジメチル−sec−ブチルアミン(10.40、B)、ジメチル−tert−ブチルアミン(10.52、B)、トリプロピルアミン(10.65、B)、トリブチルアミン(10.89、B)、ベンジルジメチルアミン(8.93、B)、ベンジルジエチルアミン(9.48、B)、N−エチルピペリジン(10.40、B)、N−エチルモルホリン(7.70、B)、N−メチルピペリジン(10.08、B)、N−メチルモルホリン(7.41、B)、N−メチルトリメチレンイミン(10.40、B)、N−メチルピロリジン(10.46、B)、ジイソプロピルエチルアミン(10.75、C)、1−アザビシクロ[2.2.2]オクタン(ABCO)(10.76、D)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)(8.72、D)、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)(9.42、D)、N,N,N’,N’−テトラメチルトリメチレンジアミン(9.81、D)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(DBU)(24.34*、E)、7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(MTBD)(25.49*、E)、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)(17.95*、E)、tert−ブチルイミノ−トリ(ピロリジノ)ホスホラン(BTPP)(28.4*,F)、tert−ブチルイミノトリス(ジメチルアミノ)ホスホラン(P1−t−Bu)(26.9*、F)、2−tert−ブチルイミノ−2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチルペルヒドロ−1,3,2−ジアザホスホリン(BEMP)(27.6*、F)、tert−オクチルイミノトリス(ジメチルアミノ)ホスホラン(P1−t−Oct)(26.5*、F)、1−エチル−2,2,4,4,4−ペンタキス(ジメチルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)(P2−Et)(32.9*、F)、1−tert−ブチル−2,2,4,4,4−ペンタキス(ジメチルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)(P2−t−Bu)(33.5*、F)、1−tert−ブチル−4,4,4−トリス(ジメチルアミノ)−2,2−ビス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)(P4−t−Bu)(41.9*、F)、1−tert−オクチル−4,4,4−トリス(ジメチルアミノ)−2,2−ビス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)(P4−t−Oct)(42.7*、F)等が挙げられる。
アミジン化合物、グアニジン化合物、脂肪族系の3級または2級アミン、およびホスファゼン化合物の具体例としては、共役酸のpKaが6〜50である有機化合物として例示した化合物に加え、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン(DBN)、トリヘキシルアミン、ジイソプロピルメチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、ヘキサメチレンテトラミン(HMTA)等が挙げられる。
それらの具体例としては、トリメチルアミン、ジエチルメチルアミン、ジソプロピルメチルアミン、メチルピペリジン、DBU、MTBD、BEMP、または、P2−t−Bu
に由来する基等を有する、ポリスチレンゲル(スチレンとジビニルベンゼンの共重合体)、ポリアクリル酸アミド、ポリエチレン、あるいは、シリカゲル等が挙げられる。
第1の反応工程は、反応温度または反応圧力に応じて、液相または気相状態で行うことができる。また、反応装置の形態としては、バッチ型、フロー型等、従来知られている各種形態で行うことができる。
反応温度は、通常は−20℃以上、好ましくは−10〜300℃、より好ましくは、−10〜200℃である。また、第1のアシロキシシランまたは第1のシラノールの反応性を制御するために、室温で反応を行う場合には、室温の温度範囲としては、通常は0〜40℃、好ましくは5〜40℃、より好ましくは10〜35℃である。
さらに、反応圧力は、通常は、0.1〜100気圧で、好ましくは0.1〜50気圧、より好ましくは0.1〜10気圧である。
反応時間は、原料の量、触媒の量、反応温度、反応装置の形態等に依存するが、生産性および効率を考慮すると、通常は、1分〜72時間、好ましくは1分〜48時間、より好ましくは1分〜24時間程度である。
ン、メチルイソブチルケトン等のケトン;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド;等、原料または触媒と反応するものを除いた各種の溶媒が使用可能で、2種以上混合して用いることもできる。
また、核磁気共鳴スペクトル分析で、反応液中の生成物を分析する場合、重アセトニトリル、重ベンゼン、重クロロホルム、重テトラヒドロフラン等、重水素化された化合物を反応溶媒として使用することができる。
さらに、反応を気相で行う場合には、窒素等の不活性ガスを混合して反応を行うこともできる。
また、生成したシロキサン化合物の精製も、蒸留、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の有機化学上通常用いられる手段により容易に達せられる。
本実施態様に係る製造方法は、第1の反応工程、または、後述する第2の反応工程、第3の反応工程、もしくは第4の反応工程の反応生成物が、アシロキシ基を有するシロキサン化合物である場合、その反応生成物に修飾剤を反応させることで、アシロキシ基を他の官能基に変換する修飾工程を含んでいてもよい。なお、各反応工程と、反応工程後に行う修飾工程は、精製したシロキサン化合物だけでなく、未精製のシロキサン化合物を用いて行うこともできる。すなわち、シロキサン化合物を含む反応液に、修飾剤を添加して、アシロキシ基を他の置換基にワンポットで変換することが可能である。
修飾剤として水を用いることで、アシロキシ基をヒドロキシ基に変換することができ、修飾剤としてアルコールを用いることで、アシロキシ基をアルコキシ基に変換することが
できる。
アルコールとしては、たとえば、下記一般式(VA)で表されるアルコールが挙げられ、当該アルコールとの反応により、アシロキシ基は下記一般式(VIA)で表されるアルコキシ基に変換される。
ROH (VA)
−OR (VIA)
それらの塩基性化合物は、触媒量であってもよく、各反応工程において使用するものと同一でも異なっていてもよい。触媒として使用する場合、通常は、とくに塩基を添加することなく、水、アルコール等の修飾剤を、ワンポット的に添加することにより、アシロキシ基を、ヒドロキシ基、アルコキシ基等に変換できる。
本実施態様に係る製造方法は、第1の反応工程または修飾剤として水を用いた修飾工程の反応生成物がアシロキシ基またはヒドロキシ基を有するシロキサン化合物である場合には、第1の反応工程に準じ、当該反応生成物を、シラノールまたはアシロキシシランと反応させてもよい。また、それにより得られたシロキサン化合物がアシロキシ基またはヒドロキシ基を有している場合も同様である。また、アシロキシ基またはヒドロキシ基を有するシロキサン化合物を環化反応に供してもよい。このように、反応工程、修飾工程等を組み合わせることにより、多種多様なシロキサン化合物を製造することができる。
以下に、本実施態様に係る製造方法が、第1の反応工程以外にも含み得る反応工程の例を説明する。
第1の反応工程の反応生成物がアシロキシ基を有するシロキサン化合物であり、修飾剤
として水を用いた修飾工程により該アシロキシ基をヒドロキシ基に変換すると、シラノール基を有するシロキサン化合物が得られる。本実施態様に係る製造方法は、このシラノール基を有するシロキサンを、触媒の存在下でSi−OCO結合を有する第2のアシロキシシランと反応させる第2の反応工程を含んでいてもよい。
なお、第1の反応工程、修飾工程、および第2の反応工程を、ワンポットで連続的に行う場合、第2の反応工程の反応系内には、第1の反応工程の触媒が残存している。そのため、第2の反応工程を行う際に、反応系内に触媒をさらに添加してもよいが、触媒をさらに添加することなく、第1の反応工程の触媒をそのまま用いて第2の反応工程を行ってもよい。
第1の反応工程の反応生成物がアシロキシ基を有するシロキサン化合物の場合、このアシロキシ基を有するシロキサン化合物を、触媒の存在下でSi−OH結合を有する第2のシラノール化合物と反応させる第3の反応工程を行ってもよい。
なお、第1の反応工程および第3の反応工程を、ワンポットで連続的に行う場合、第3の反応工程の反応系内には、第1の反応工程の触媒が残存している。そのため、第3の反応工程を行う際に、反応系内に触媒をさらに添加してもよいが、触媒をさらに添加することなく、第1の反応工程の触媒をそのまま用いて第3の反応工程を行ってもよい。
第1の反応工程において、第1のアシロキシシランが上記一般式(IA)で表されるアシロキシシランであり、第1のシラノールが下記一般式(IIA1’)で表されるシラノール(シラノール(IIA1)において、a+b+cが3である態様)であり、かつ、第1の反応工程の反応生成物が1分子中にアシロキシ基を1個有するシロキサン化合物である場合、修飾剤として水を用いた修飾工程により、該アシロキシ基をヒドロキシ基に変換してシラノール基を有するシロキサン化合物とした後に、このシラノール基を有するシロキサン化合物と上記一般式(IA)で表されるアシロキシシランとを、触媒の存在下で反応させる第4の反応工程を行ってもよい。
R4 aR5 bR6 cSiOH (IIA1’)
そして、第4の反応工程の反応生成物が1分子中にアシロキシ基を1個有するシロキサン化合物であれば、さらに修飾剤として水を用いた修飾工程および第4の反応工程を交互に行うことで、配列の制御された所望のオリゴシロキサン化合物またはポリシロキサン化合物を得ることができる。
第4の反応工程における触媒および反応条件としては、第1の反応工程における触媒および反応条件を採用することができる。
なお、第1の反応工程、修飾工程、第4の反応工程、ならびに必要に応じて修飾工程および第4の反応工程を交互に行う場合であって、これらの一連の反応をワンポットで行う場合、第4の反応工程の反応系内には、第1の反応工程の触媒が残存している。そのため、第4の反応工程を行う際に、反応系内に触媒をさらに添加してもよいが、触媒をさらに添加することなく、第1の反応工程の触媒をそのまま用いて第4の反応工程を行ってもよい。
第1の反応工程において、上記一般式(IA)で表されるアシロキシシランと、下記一般式(IIA1’’)で表されるシラノール(シラノール(IIA1)において、aおよびbが、それぞれ独立に0以上2以下の整数であり、a+bが0以上2以下の整数である態様)または上記一般式(IIA2)で表されるシラノールとを1:2のモル比で反応させ、第1の反応工程の反応生成物としてR3CO2−[Si]−O−(Si)−O−[Si]−OCOR3で表される骨格を有するアシロキシ末端シロキサン化合物([Si]は、前記第1のアシロキシシランに由来する下記シリレン基であり;(Si)は、前記第1のシラノールに由来する下記シリレン基であり;R3は、式(IA)中のR3と同義である。)を得た場合は、続けて環化工程を行ってもよい。
環化工程では、前記アシロキシ末端シロキサン化合物を水の存在下で反応させることで、一方の末端アシロキシ基がヒドロキシ基に変換し、続いて、触媒の存在下での分子内環化反応により、環状シロキサン化合物を合成する。かかる反応により、下記一般式(IIIA2)の構造を有する環状シロキサン化合物を製造することができる。
また、本工程において用いる触媒としては、第1の反応工程における触媒を採用することができる。
なお、第1の反応工程および環化工程をワンポットで連続的に行う場合、環化工程の反応系内には、第1の反応工程の触媒が残存している。そのため、環化工程を行う際に、反応系内に触媒をさらに添加してもよいが、触媒をさらに添加することなく、第1の反応工程の触媒をそのまま用いて環化工程を行うことができる。
また、とくに水を添加しなくても、第1のアシロキシシランと第1のシラノールとの反応を行う際に使用される溶媒に微量の水が含まれる場合は、その水によって分子内環化反応を進行させて、環状構造を有するシロキサン化合物を製造することもできる。
以下に、本実施態様に係る製造方法により、所望のシロキサン化合物を得る際の具体的な反応スキームを示す。
ジアシロキシシランとシランモノオールとの反応は、たとえば、下記スキーム1で表すことができる。
アシロキシシランとして、アシロキシ基を2個有する化合物を使用し、シラノールとして、ヒドロキシ基を1〜4個有する化合物を使用する場合、ヒドロキシ基の一部または全部に、アシロキシシランが反応した化合物が生成する。
シラノールの1個のヒドロキシ基に対して、アシロキシ基を2個有するアシロキシシランを当量以上用いて反応させて得られるシロキサン化合物には、反応性のアシロキシ基が1個以上残存するため、適当な修飾剤を反応させて、アシロキシ基を変換したシロキサン化合物を製造することができる。
たとえば、下記スキーム2に示すように、アシロキシ基を2個有するアシロキシシランと、ヒドロキシ基を1個有するシランモノオールの反応で得られるシロキサン化合物(A)において、修飾剤として水を用いた場合には、アシロキシ基をヒドロキシ基に変換したシロキサン化合物であるヒドロキシジシロキサン(B)が生成する。
下記のスキーム3に示すように、ジアシロキシシランにシランモノオールを反応させて得られる、1分子中に1個のアシロキシ基を有するシロキサン化合物(C)に、水を反応させて、アシロキシ基をヒドロキシ基に変換したシロキサン化合物(D)を製造した後、それをシラノールとして、別のジアシロキシシランを反応させることにより、シロキサン結合の鎖長を伸ばしたシロキサン化合物(E)が得られる。
このシラノールおよびジアルコキシシランの反応工程と水による修飾工程とを繰り返して行うことにより、シロキサン結合の鎖長を順次伸ばすことが可能である。たとえば、末端ケイ素原子上にアシロキシ基またはヒドロキシ基を有するテトラシロキサン化合物の(G)または(H)を得ることができる。
シラノールおよびジアルコキシシランの反応工程と修飾工程とを繰り返して行う工程は、ワンポット的な方法で行うことが可能であり、極めて簡便な操作で、配列を制御したオリゴシロキサン化合物を製造できる。
スキーム3に示したような、シラノールおよびジアルコキシシランの反応工程と修飾工程とを繰り返す工程において、アシロキシシランとしてトリアシロキシシランを用いることもできる。たとえば、スキーム4に示すように、スキーム3のシラノール(D)に、トリアシロキシシランとシランモノオールを反応させて得られるジアシロキシジシロキサン(J)を反応させることにより、内部ケイ素原子上にアシロキシ基を有するテトラシロキサン(K)を得ることができる。さらに、水による修飾工程を行うことで、内部ケイ素原子上にアシロキシ基を有するテトラシロキサン(L)を得ることもできる。
前記一般式(IA)のアシロキシシランと前記一般式(IIA2)のシラノールを、1:1のモル比で反応させた場合、一般式(IIIA1)で表される環状シロキサン化合物を製造できる。
同様の環状シロキサン化合物は、次のプロセスによっても製造できる。
前記一般式(IA)で表されるアシロキシシランと、下記一般式(IIA1’’)で表されるシラノール(シラノール(IIA1)において、aおよびbが、それぞれ独立に0以上2以下の整数であり、a+bが0以上2以下の整数である態様)または上記一般式(IIA2)表されるシラノールとを2:1のモル比で反応させて、R3CO2−[Si]−O−(Si)−O−[Si]−OCOR3で表される骨格を有するシロキサン化合物を製造し、そのシロキサン化合物を水及び触媒の存在下で反応させることにより、下記一般式(IIIA2)の構造を有する環状シロキサン化合物を製造できる。
R4 aR5 bSi(OH)4−(a+b) (IIA1’’)
このトリシロキサン化合物(N)は、水および触媒の存在下で反応させると、片方のアシロキシ基がヒドロキシ基に変換されるとともに、分子内環化反応が進行して、環状シロキサン化合物(O)が生成する。
以下、本実施態様に係る製造方法により製造されるシロキサン化合物について、より具体的に説明する。
第1のアシロキシシランおよび第1のシラノールが、それぞれ、前記一般式(IA)、および、前記一般式(IIA1)または(IIA2)で表される化合物である場合には、前記一般式(IIA1)または(IIA4)のヒドロキシ基の水素原子の一部または全部を、1価のシリル基のR1 aR2 b(R3CO2)3−(a+b)Si基(a、b、R1、R2、およびR3は、前記と同義である。)で置換した構造のシロキサン化合物を製造することができる。
−ジフェニルジシロキサン((AcO)MePhSiOSiMe2Ph)、1−アセトキシ−1,3−ジメチル−1,3,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)MePhSiOSiMePh2)、1−アセトキシ−3,3,3−トリエチル−1,1−ジフェニルジシロキサン((AcO)Ph2SiOSiEt3)、1−アセトキシ−3−tert−ブチル−3,3−ジメチル−1,1−ジフェニルジシロキサン((AcO)Ph2SiOSitBuMe2)、1−アセトキシ−3,3−ジメチル−1,1,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)Ph2SiOSiMe2Ph)、1−アセトキシ−3−メチル−1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン((AcO)Ph2SiOSiMePh2)、1−アセトキシ−1,3,3,3−テトラフェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)PhViSiOSiPh3)、1−アセトキシ−3,3,3−トリエチル−1−フェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)PhViSiOSiEt3)、1−アセトキシ−3−tert−ブチル−3,3−ジメチル−1−フェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)PhViSiOSitBuMe2)、1−アセトキシ−3,3−ジメチル−1,3−ジフェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)PhViSiOSiMe2Ph)、1−アセトキシ−3−メチル−1,3,3−トリフェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)PhViSiOSiMePh2)、1−アセトキシ−3−ヒドロキシ−1,1−ジメチル−3,3−ジフェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiPh2(OH))、1,5−ジアセトキシ−1,1,5,5−テトラメチル−3,3−ジフェニルトリシロキサン([(AcO)Me2SiO]2SiPh2)、1−アセトキシ−1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiMe3)、1−アセトキシ−1,1,3,3,3−ペンタフェニルジシロキサン((AcO)Ph2SiOSiPh3)、1−アセトキシ−1,3,3,3−テトラメチル−1−フェニルジシロキサン((AcO)MePhSiOSiMe3)、1−アセトキシ−3,3,3−トリメチル−1−フェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)PhViSiOSiMe3)、1−アセトキシ−3,3,3−トリメチル−1,1−ジフェニルジシロキサン((AcO)Ph2SiOSiMe3)、1,5−ジアセトキシ−1,1,5,5−テトラメチル−3−フェニル−3−ビニルトリシロキサン([(AcO)Me2SiO]2SiPhVi)、1−アセトキシ−3−ヒドロキシ−1,1−ジメチル−3−フェニル−3−ビニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiPhVi(OH))、1,5−ジアセトキシ−1,1,3,5,5−ペンタメチル−3−フェニルトリシロキサン(MePhSi[OSiMe2(OAc)]2)、トリス(アセトキシジメチルシロキシ)フェニルシラン(PhSi[OSiMe2(OAc)]3)等を挙げることができる。
ルジシロキサン((HO)MePhSiOSitBuMe2)、1−ヒドロキシ−1,3,3−トリメチル−1,3−ジフェニルジシロキサン((HO)MePhSiOSiMe2Ph)、1−ヒドロキシ−1,3−ジメチル−1,3,3−トリフェニルジシロキサン((HO)MePhSiOSiMePh2)、1,1,1−トリエチル−3−ヒドロキシ−3,3−ジフェニルジシロキサン((HO)Ph2SiOSiEt3)、1−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−1,1−ジメチル−3,3−ジフェニルジシロキサン((HO)Ph2SiOSitBuMe2)、1−ヒドロキシ−3,3−ジメチル−1,1,3−トリフェニルジシロキサン((HO)Ph2SiOSiMe2Ph)、1−ヒドロキシ−3−メチル−1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン((HO)Ph2SiOSiMePh2)、1−ヒドロキシ−1,3,3,3−テトラフェニル−1−ビニルジシロキサン((HO)PhViSiOSiPh3)、1,1,1−トリエチル−3−ヒドロキシ−3−フェニル−3−ビニルジシロキサン((HO)PhViSiOSiEt3)、1−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−1,1−ジメチル−3−フェニル−3−ビニルジシロキサン((HO)PhViSiOSitBuMe2)、1−ヒドロキシ−3,3−ジメチル−1,3−ジフェニル−1−ビニルジシロキサン((HO)PhViSiOSiMe2Ph)、1−ヒドロキシ−3−メチル−1,3,3−トリフェニル−1−ビニルジシロキサン((HO)PhViSiOSiMePh2)等を挙げることができる。
Ac))等を挙げることができる。
R9R10R11Si−O−SiR12R13X1 (IIIB1)
R14R15R16Si−O−SiR17R18−O−SiR19R20X2 (IIIB2)
R21R22R23Si−O−SiR24R25−O−SiR26R27−O−SiR28R29X3 (IIIB3)
R30R31R32Si−O−SiR33R34−O−SiR35X4−O−SiR36R37R38 (IIIB4)
本実施態様に係る製造方法等により提供されるシロキサン化合物の中で、反応性が高い、アシロキシ基またはヒドロキシ基を有しているシロキサン化合物は、合成中間体、表面処理剤、ゾルゲル材料の原料等、機能性化学品として高い利用価値を有する。また、ポリマー性シロキサン化合物(ポリシロキサン)が生成する場合は、シリコーン系機能性材料として使用できる。
それらのアシロキシ基が存在するシロキサン化合物を用いた表面処理は、固体表面との反応効率が高いため、ガラス等の固体材料に対して、一般に、室温で数分程度の温和な条件下で迅速に表面処理を行うことが可能である。加えて、使用するシロキサン化合物の種類に応じて、固体材料表面の親水性または疎水性を容易に制御することができる。
また、表面処理剤は、本実施態様に係る製造方法により製造されるシロキサン化合物を含有する組成物からなるところ、当該組成物は、単一のシロキサン化合物だけでなく、複数の種類のシロキサン化合物を含んでいてよい。
さらに、本実施態様に係るシロキサン化合物の製造方法では、入手容易な原料から、さまざまなシロキサン化合物を温和な条件下で簡便に製造できるため、生成したシロキサン化合物を含む反応液をそのまま表面処理剤として使用し、固体材料の表面を処理することもできる。
シロキサン化合物を含有する組成物は、必要に応じて、トルエン、ヘキサン、アセトン等のシロキサン化合物と反応しない有機溶剤を含有してもよい。
固体材料の表面処理の方法については、ディップ法(浸漬法)、キャスト法、スピンコート法、スプレーコート法等、従来公知の各種の方法により行うことができる。
なお、以下の実施例で使用した主な分析装置等は、以下の通りである。
・核磁気共鳴スペクトル分析(以下、NMRと称する場合がある。):ブルカー製 AVANCE III HD 600MHz(クライオプローブ装着)
・ガスクロマトグラフ分析(以下、GCと称する場合がある。):島津製作所製 GC−2014
・ガスクロマトグラフ質量分析(以下、GC−MSと称する場合がある。):島津製作所製 GCMS−QP2010Plus
・高分解能飛行時間型質量分析(以下、HR−TOF−MSと称する場合がある。):ブルカー製 micrOTOFII
・ショートパス蒸留:柴田科学製 ガラスチューブオーブンGTO−350RD
・分取ゲル浸透クロマトグラフ(以下、分取GPCと称する場合がある。):日本分析工業製 LC−908
・接触角測定:協和界面科学製 自動接触角計DMe−201
たとえば、アシロキシシランのジアセトキシメチルフェニルシラン(MePhSi(OAc)2)、ジアセトキシフェニルビニルシラン(PhViSi(OAc)2)、および、ジアセトキシジフェニルシラン(Ph2Si(OAc)2)、シラノールのメチルジフェニルシラノール(MePh2SiOH)、フェニルビニルシランジオール(PhViSi(OH)2)は、次の合成例等により、容易に製造できる。
メチルジ(メトキシ)フェニルシラン(MePhSi(OMe)2) 18mmol、無水酢酸 45mmol、および、ゼオライトCBV780(ゼオリスト社製) 75mgを反応容器に入れ、60℃で30分撹拌した。触媒を濾別後、トルエンで洗浄した(0.8mLで1回)。濾液と洗浄液を合わせて減圧下で濃縮して、ショートパス蒸留(100−110℃/1.5mmHg)を行った結果、ジアセトキシメチルフェニルシラン(MePhSi(OAc)2)が、16.4mmol(収率91%)得られた。
得られた化合物のスペクトルデータは、次の通りであった。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.83 (s, 3H, SiCH3), 2.14 (s, 6H, COCH3), 7.39-7.51 and 7.76-7.71 (each m, 5H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -3.0, 22.6, 128.1, 131.0, 131.3, 134.0, 170.6
29Si-NMR (CDCl3): δ -11.7
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 223 (M+-15 (Me), 67), 181 (70), 161 (30), 139 (100), 137 (34), 121 (11), 119 (95), 91 (17), 77 (51), 45 (27), 43 (23)
ジ(エトキシ)フェニルビニルシラン(PhViSi(OEt)2) 12mmol、無水酢酸 30mmol、および、ゼオライトCBV780(ゼオリスト社製) 100mgを反応容器に入れ、100℃で20分撹拌した。触媒を濾別後、トルエンで洗浄した(0.8mLで1回)。濾液と洗浄液を合わせて減圧下で濃縮して、ショートパス蒸留(
130−140℃/1.5mmHg)を行った結果、ジアセトキシフェニルビニルシラン(PhViSi(OAc)2)が、10.8mmol(収率90%)得られた。
得られた化合物のスペクトルデータは、次の通りであった。
1H-NMR (CDCl3): δ 2.18 (s, 6H, COCH3), 6.13 (dd, J = 19.7, 4.0 Hz, 1H, SiCH=CHa H b), 6.36 (dd, J = 15.1, 4.0 Hz, 1H, SiCH=CH aHb), 6.42 (dd, J = 19.7, 15.1 Hz, 1H, SiCH=CH2), 7.40-7.52 and 7.74-7.79 (each m, 5H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ 22.6, 128.1, 128.99, 129.00, 131.5, 134.8, 139.4, 170.3
29Si-NMR (CDCl3): δ -29.7
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 250 (M+, 0.54), 223 (45), 190 (39), 181 (71), 173 (21), 149 (17), 148 (12), 139 (100), 131 (58), 123 (18), 121 (16), 104 (11), 89 (26), 77 (17), 45 (25), 43 (25)
ジ(メトキシ)ジフェニルシラン(Ph2Si(OMe)2) 12mmol、無水酢酸 30mmol、および、ゼオライトCBV780(ゼオリスト社製) 240mgを反応容器に入れ、120℃で30分撹拌した。触媒を濾別後、トルエンで洗浄した(0.8mLで2回)。濾液と洗浄液を合わせて減圧下で濃縮して、ショートパス蒸留(150−160℃/0.6mmHg)を行った結果、ジアセトキシジフェニルシラン(Ph2Si(OAc)2)が、11.3mmol(収率94%)得られた。
得られた化合物のスペクトルデータは、次の通りであった。
1H-NMR (CDCl3): δ 2.23 (s, 6H, COCH3), 7.45-7.57 and 7.84-7.89 (each m, 10H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ 22.7, 128.2, 129.3, 131.6, 135.3, 170.1
29Si-NMR (CDCl3): δ -29.2
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 300 (M+, 0.12), 223 (100), 199 (14), 181 (97), 139 (87), 77 (15), 45 (11), 43 (11)
(エトキシ)メチルジフェニルシラン(MePh2Si(OEt)) 13.4mmol、水 134mmol、ゼオライトCBV780(ゼオリスト社製) 80mg、および、アセトニトリル 8mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1.5時間撹拌した。触媒を濾別後、アセトニトリルで洗浄した(0.5mLで1回)。濾液と洗浄液を合わせて減圧下で濃縮して、ショートパス蒸留(125−135℃/0.5mmHg)を行った結果、メチルジフェニルシラノール(MePh2SiOH)が、12.7mmol(収率95%)得られた。
得られた化合物のスペクトルデータは、次の通りであった。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.68 (s, 3H, CH3), 3.75 (br s, 1H, OH), 7.41-7.52 and 7.65-7.69 (each m, 10H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -1.1, 128.0, 130.0, 134.2, 137.2
29Si-NMR (CDCl3): δ -2.8
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 214 (M+, 15), 199 (100), 137 (15), 77 (14)
ジ(エトキシ)フェニルビニルシラン(PhViSi(OEt)2) 1mmol、水
20mmol、ゼオライトCBV780(ゼオリスト社製) 6mg、および、アセトニトリル 0.8mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で15分撹拌した。触媒を濾別後、アセトニトリルで洗浄した(0.5mLで1回)。濾液と洗浄液を合わせて、約0℃付近で減圧下濃縮した結果、フェニルビニルシランジオール(PhViSi(OH)2)が、0.45mmol(収率90%)得られた。
得られた化合物のスペクトルデータは、次の通りであった。
1H-NMR (CD3CN): δ 4.41 (s, 2H, OH), 5.90 (dd, J = 20.3, 4.2 Hz, 1H, SiCH=CHa H b), 6.10 (dd, J = 15.0, 4.2 Hz, 1H, SiCH=CH aHb), 6.20 (dd, J = 20.3, 15.0 Hz, 1H, SiCH=CH2), 7.39-7.47 and 7.64-7.67 (each m, 5H, C6H5)
13C-NMR (CD3CN): δ 128.8, 130.9, 135.0, 135.4, 136.4, 137.4
29Si-NMR (CD3CN): δ -32.6
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 166 (M+, 22), 139 (100), 121 (19), 104 (81), 89 (13), 78 (15), 77 (23), 63 (18), 51 (17), 45 (22)
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 1.3mmol、トリフェニルシラノール(Ph3SiOH) 1.2mmol、炭酸セシウム 0.012mmol、および、アセトニトリル 2mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間、振とう攪拌した。生成物の構造をGC、GC−MS、およびNMRで分析して、生成物の収率をNMRで測定した結果、1−アセトキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiPh3)が、94%の収率で生成したことがわかった(表1−1)。また、その生成物のNMR等の測定結果は表2−1の通りであった。
反応条件(原料、触媒の種類、溶媒、温度、時間等)を変えて、実施例1と同様に反応および分析を行い、生成物の収率をNMRで測定した結果を表1−1〜表1−6に示す。また、それらの生成物のNMRおよび/またはGC−MSの測定結果は表2−1および表2−2の通りであった。
1) Me2Si(OAc)2:ジアセトキシジメチルシラン
MePhSi(OAc)2:ジアセトキシメチルフェニルシラン
PhViSi(OAc)2:ジアセトキシフェニルビニルシラン
Ph2Si(OAc)2:ジアセトキシジフェニルシラン
2) Ph3SiOH:トリフェニルシラノール
Me3SiOH:トリメチルシラノール
Et3SiOH:トリエチルシラノール
tBuMe2SiOH:tert-ブチルジメチルシラノール
Me2PhSiOH:ジメチルフェニルシラノール
MePh2SiOH:メチルジフェニルシラノール
Ph2Si(OH)2:ジフェニルシランジオール
PhViSi(OH)2:フェニルビニルシランジオール
HO(SiPh2O)2H:1,3-ジヒドロキシ-1,1,3,3-テトラフェニルジシロキサン
HO(SiMe2O)2H:1,3-ジヒドロキシ-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン
3) Cs2CO3:炭酸セシウム
K2CO3:炭酸カリウム
Na2CO3:炭酸ナトリウム
AcOCs:酢酸セシウム
AcORb:酢酸ルビジウム
AcOK:酢酸カリウム
AcONa:酢酸ナトリウム
AcOLi:酢酸リチウム
Et3N:トリエチルアミン
Pr3N:トリプロピルアミン
Bu3N:トリブチルアミン
Hex3N:トリヘキシルアミン
iPrMe2N:イソプロピルジメチルアミン
iPr2MeN:ジイソプロピルメチルアミン
iPr2EtN:ジイソプロピルエチルアミン
Et2NH:ジエチルアミン
Bu2NH:ジブチルアミン
Cy2MeN:ジシクロヘキシルメチルアミン
TMEDA:N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン
ABCO:1-アザビシクロ[2.2.2]オクタン
DABCO:1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン
HMTA:ヘキサメチレンテトラミン
DMAP:ジメチルアミノピリジン
DBU:1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン
DBN:1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-5-ノネン
MTBD:7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン
BTPP:tert-ブチルイミノ-トリ(ピロリジノ)ホスホラン
P2-t-Bu:1-tert-ブチル-2,2,4,4,4-ペンタキス(ジメチルアミノ)-2λ5,4λ5-カテナジ(ホスファゼン)
P4-t-Bu:1-tert-ブチル-4,4,4-トリス(ジメチルアミノ)-2,2-ビス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]-2λ5,4λ5-カテナジ(ホスファゼン)
PhNH2:アニリン
PhNMe2:ジメチルアニリン
Py:ピリジン
MTBD-Pol:MTBDユニット含有ポリマー(メルク社製、製品番号358754)
BEMP-Pol:BEMPユニット含有ポリマー(メルク社製、製品番号536490)
DBU-Pol:DBUユニット含有ポリマー(メルク社製、製品番号595128)
iPr2N-Pol:ジイソプロピルアミノ基含有ポリマー(メルク社製、製品番号538736)
Amberlyst A21:ジメチルアミノ基含有ポリマー(ダウ・ケミカル社製、アンバーリストA21)
WA10:ジメチルアミノ基含有ポリマー(三菱ケミカル社製、ダイヤイオンWA10)
WA21J:アミノ基含有ポリマー(三菱ケミカル社製、ダイヤイオンWA21J)(ポリマー系の化合物は、減圧下、80℃で乾燥したものを使用)
4) 触媒が低分子の場合のモル数。触媒がポリマーの場合は、塩基性ユニットのモル数(三菱ケミカル製ダイヤイオン以外)または酸吸着量のモル数(三菱ケミカル製ダイヤイオン)。
Me2CO:アセトン
MeCN:アセトニトリル
EtCN:プロピオニトリル、
DMF:N,N-ジメチルホルムアミド
DMAc:N,N-ジメチルアセトアミド
DMSO:ジメチルスルホキシド
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
6) 25℃は、室温での反応を示す。
7) (AcO)Me2SiOSiPh3:1-アセトキシ-1,1-ジメチル-3,3,3-トリフェニルジシロキサン
(AcO)Me2SiOSiMe3:1-アセトキシ-1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサン
(AcO)Me2SiOSiEt3:1-アセトキシ-3,3,3-トリエチル-1,1-ジメチルジシロキサン
(AcO)Me2SiOSitBuMe2:1-アセトキシ-3-tert-ブチル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン
(AcO)Me2SiOSiMe2Ph:1-アセトキシ-1,1,3,3-テトラメチル-3-フェニルジシロキサン
(AcO)Me2SiOSiMePh2:1-アセトキシ-1,1,3-トリメチル-3,3-ジフェニルジシロキサン
(AcO)MePhSiOSiMe3:1-アセトキシ-1,3,3,3-テトラメチル-1-フェニルジシロキサン
(AcO)MePhSiOSiEt3:1-アセトキシ-3,3,3-トリエチル-1-メチル-1-フェニルジシロキサン
(AcO)MePhSiOSitBuMe2:1-アセトキシ-3-tert-ブチル-1,3,3-トリメチル-1-フェニルジシロキサン
(AcO)MePhSiOSiMe2Ph:1-アセトキシ-1,3,3-トリメチル-1,3-ジフェニルジシロキサン
(AcO)MePhSiOSiMePh2:1-アセトキシ-1,3-ジメチル-1,3,3-トリフェニルジシロキサン
(AcO)MePhSiOSiPh3:1-アセトキシ-1-メチル-1,3,3,3-テトラフェニルジシロキサン
(AcO)PhViSiOSiMe3:1-アセトキシ-3,3,3-トリメチル-1-フェニル-1-ビニルジシロキサン
(AcO)PhViSiOSiEt3:1-アセトキシ-3,3,3-トリエチル-1-フェニル-1-ビニルジシロキサ
(AcO)PhViSiOSitBuMe2:1-アセトキシ-3-tert-ブチル-3,3-ジメチル-1-フェニル-1-ビニルジシロキサン
(AcO)PhViSiOSiMe2Ph:1-アセトキシ-3,3-ジメチル-1,3-ジフェニル-1-ビニルジシロキサン
(AcO)PhViSiOSiMePh2:1-アセトキシ-3-メチル-1,3,3-トリフェニル-1-ビニルジシロキサン
(AcO)PhViSiOSiPh3:1-アセトキシ-1,3,3,3-テトラフェニル-1-ビニルジシロキサン
(AcO)Ph2SiOSiMe3:1-アセトキシ-3,3,3-トリメチル-1,1-ジフェニルジシロキサン
(AcO)Ph2SiOSiEt3:1-アセトキシ-3,3,3-トリエチル-1,1-ジフェニルジシロキサン
(AcO)Ph2SiOSitBuMe2:1-アセトキシ-3-tert-ブチル-3,3-ジメチル-1,1-ジフェニルジシロキサン
(AcO)Ph2SiOSiMe2Ph:1-アセトキシ-3,3-ジメチル-1,1,3-トリフェニルジシロキサン
(AcO)Ph2SiOSiMePh2:1-アセトキシ-3-メチル-1,1,3,3-テトラフェニルジシロキサン
(AcO)Ph2SiOSiPh3:1-アセトキシ-1,1,3,3,3-ペンタフェニルジシロキサン
(AcO)Me2SiOSiPh2(OH):1-アセトキシ-3-ヒドロキシ-1,1-ジメチル-3,3-ジフェニルジシロキサン
[(AcO)Me2SiO]2SiPh2:1,5-ジアセトキシ-1,1,5,5-テトラメチル-3,3-ジフェニルトリシロキサン
(AcO)Me2SiOSiPhVi(OH):1-アセトキシ-3-ヒドロキシ-1,1-ジメチル-3-フェニル-3-ビニルジシロキサン
[(AcO)Me2SiO]2SiPhVi:1,5-ジアセトキシ-1,1,5,5-テトラメチル-3-フェニル-3-ビニルトリシロキサン
(SiMe2O)(SiPh2O)2:1,1-ジメチル-3,3,5,5-テトラフェニルシクロトリシロキサン
(SiPhViO)(SiMe2O)2:1,1,3,3-テトラメチル-5-フェニル-5-ビニルシクロトリシロキサン
8) NMRによる収率(原料のシラノールに対するシロキサン生成物の収率)。
1) 各シロキサン化合物の名称は、表1−1〜表1−6の脚注7に記載。
2) 29Si NMRの化学シフト値。NMR溶媒として、CD3CNを使用。緩和試薬Cr(acac)3(クロム(III)アセチルアセトナート)を添加して測定。括弧内はピーク面積の積分比に基づくケイ素原子の個数またはその比。
3) GC-MS:ガスクロマトグラフ質量分析、EI法:電子衝撃イオン化法(70eV)。
4) HR-TOF-MS:高分解能飛行時間型質量分析、ESI法:エレクトロスプレーイオン化法。
とくに、ジアシロキシシランとシラノールの反応では、触媒の使用が効果的である。たとえば、ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2)とトリフェニルシラノール(Ph3SiOH)との反応では、触媒であるアルカリ金属の炭酸塩または酢酸塩の存在下において、アセトニトリル中、25℃で1時間撹拌の条件で、シロキサン化合物(Me3SiOSiPh3)を65〜94%の収率で得ることができた(実施例1〜7)。一方、触媒が存在しない場合は、シロキサン化合物の収率は0.5%未満であった(比較例1)。
アセトン中で反応を行った場合も、触媒であるアルカリ金属の炭酸塩または酢酸塩の存在下では、25℃で1時間撹拌の条件で、シロキサン化合物(Me3SiOSiPh3)を76〜93%の収率で得ることができたが(実施例9〜14)、触媒が存在しない場合は、シロキサン化合物の収率は20%であった(比較例2)。
たとえば、ジアセトキシジメチルシランとトリフェニルシラノールとの反応において、共役酸のpKaが10.65のトリエチルアミンまたは24.34のDBUを触媒とした場合、25℃、1時間の反応で、対応するシロキサン化合物が、それぞれ92%および96%の収率で得られた(実施例40、55)。一方、アニリン、ジメチルアニリン、およびピリジンは、その共役酸のpKaが、それぞれ。4.62、5.07、および5.25の塩基性が弱い化合物であり、それらの塩基を触媒として用いた場合は、シロキサン化合物の収率は、それぞれ、<0.5%、<0.5%、または20%の低い値であった(比較例7〜9)。したがって、共役酸のpKaとして6以上の塩基性を有する塩基性化合物を用いることで、反応を効率よく進行させることができると考えられる。
たとえば、トリエチルアミンを触媒とした場合、0.2mol%のトリエチルアミン存在下、90℃、1時間の反応で、対応するシロキサン化合物が98%の収率で得られた(実施例67)。一方、触媒が存在しない場合は、シロキサン化合物の収率は18%であった(比較例10)。
たとえば、ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2)とジフェニルシランジオール(Ph2Si(OH)2)とのモル比が2:1の反応系において、アセトン中、25℃で1時間の反応条件で、酢酸ナトリウムまたは炭酸セシウムを触媒として用いた場合、ジアセトキシジメチルシランとジフェニルシランとが2:1のモル比で反応したシロキサン化合物が、それぞれ、78%または73%の収率で生成した(実施例93、94)。一方、触媒が存在しない場合は、当該シロキサン化合物は生成しなかった(比較例11)。
たとえば、重アセトニトリル中、25℃、4時間の反応条件で、トリエチルアミンまたはDBUを触媒にした場合、両者が2:1の比で反応したシロキサン化合物が、それぞれ、81%および92%の収率で生成した(実施例95、96)。一方、触媒が存在しない場合は、当該シロキサンは、4%の収率でしか生成しなかった(比較例12)。
たとえば、ジアセトキシジメチルシランと1,3−ジヒドロキシ−1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサンとの反応系において、重アセトニトリル中、25℃、1時間の反応条件で、触媒としてジエチルアミンが存在する場合は、シクロトリシロキサンが97%の収率で生成した(実施例99)。一方、触媒が存在しない場合、シクロトリシロキサンの収率はわずか1%であった(比較例13)。
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.264mmol、トリフェニルシラノール(Ph3SiOH) 0.24mmol、MTBDユニット含有ポリマー(メルク社製、製品番号358754) 0.00096mmol、および、アセトニトリル 0.24mLを反応容器に入れ、70℃で20分撹拌した。生成物の構造と収率をNMRで分析した結果、1−アセトキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiPh3)が、97%の収率で生成したことがわかった。
固体触媒のポリマーを遠心分離で分離し、ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.264mmol、トリフェニルシラノール(Ph3SiOH) 0.24mmol、およびアセトニトリル 0.24mLの混合物を添加して、70℃で20分撹拌した。生成物を同様に分析した結果、同じシロキサン化合物が、99%の収率で生成したことがわかった。
固体触媒の遠心分離と、再利用の反応を、さらに3回繰り返して行った結果、シロキサン化合物の収率は、99%、99%、および96%であった。
これらの結果は、この固体触媒を用いた反応系では、収率の低下を伴わずに、触媒の回収と再利用を繰り返して行うことができることを示すものである。
とくに、修飾剤として、水、アルコール等を用いる場合は、反応工程で使用する塩基性化合物が、修飾工程においても触媒として作用し、修飾反応をより効率的に行うことができる。
修飾剤として、水またはメタノールを用いて、アシロキシ基が残存するシロキサン化合物の変換反応を行った結果を、次の実施例に示す。
1−アセトキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiPh3) 0.006mmol、水 0.3mmol、および、アセトニトリル 0.2mLを反応容器に入れ、90℃で1時間加熱した。生成物の構造と収率をNMRで分析した結果、1−ヒドロキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((HO)Me2SiOSiPh3)が、≧95%の収率で生成したことがわかった(表3−1)。また、その生成物のNMR等の測定結果は表4−1の通りであった。
反応条件(シロキサン化合物の種類等)を変えて、実施例103と同様に反応および分析を行い、生成物の収率をNMRで測定した結果を表3−1および表3−2に示す。また、生成物のNMR等の測定結果は表4−1および表4−2の通りであった。
実施例103〜126の修飾工程と同様の反応条件で、アシロキシ末端シロキサン化合物の環化反応を行った結果を、次の実施例に示す。
シロキサン化合物をアシロキシ末端シロキサン化合物に変え、反応条件を表3−2の通りに代えた以外は、実施例103〜126と同様の手順で反応を行い、環状シロキサン化合物を製造した。生成物の収率をNMRで測定した結果を表3−2に示す。また、生成物のNMR等の測定結果は表4−2の通りであった。
1) アシロキシ基含有シロキサンは、表1−1〜表1−6の実施例または同様の条件の反応で生成したもので、精製後のアシロキシ基含有シロキサン化合物、または、それらを製造する反応で得られた反応溶液を用いて、修飾剤との反応を行った。
2) H2O:水
MeOH:メタノール
3) 触媒の名称については、表1−1〜表1〜6の脚注3)を参照。
4) MeCN:アセトニトリル
CD3CN:重アセトニトリル
5) 25℃は、室温での反応を示す。
6) (HO)Me2SiOSiPh3:1-ヒドロキシ-1,1-ジメチル-3,3,3-トリフェニルジシロキサン
(HO)Me2SiOSiEt3:1,1,1-トリエチル-3-ヒドロキシ-3,3-ジメチルジシロキサン
(HO)Me2SiOSitBuMe2:1-tert-ブチル-3-ヒドロキシ-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン
(HO)Me2SiOSiMe2Ph:1-ヒドロキシ-1,1,3,3-テトラメチル-3-フェニルジシロキサン
(HO)MePhSiOSiEt3:1,1,1-トリエチル-3-ヒドロキシ-3-メチル-3-フェニルジシロキサン
(HO)MePhSiOSitBuMe2:1-tert-ブチル-3-ヒドロキシ-1,1,3-トリメチル-3-フェニルジシロキサン
(HO)MePhSiOSiMe2Ph:1-ヒドロキシ-1,3,3-トリメチル-1,3-ジフェニルジシロキサン
(HO)MePhSiOSiMePh2:1-ヒドロキシ-1,3-ジメチル-1,3,3-トリフェニルジシロキサン
(HO)PhViSiOSiEt3:1,1,1-トリエチル-3-ヒドロキシ-3-フェニル-3-ビニルジシロキサン
(HO)PhViSiOSitBuMe2:1-tert-ブチル-3-ヒドロキシ-1,1-ジメチル-3-フェニル-3-ビニルジシロキサン
(HO)PhViSiOSiMe2Ph:1-ヒドロキシ-3,3-ジメチル-1,3-ジフェニル-1-ビニルジシロキサン
(HO)PhViSiOSiMePh2:1-ヒドロキシ-3-メチル-1,3,3-トリフェニル-1-ビニルジシロキサン
(HO)Ph2SiOSiEt3:1,1,1-トリエチル-3-ヒドロキシ-3,3-ジフェニルジシロキサン
(HO)Ph2SiOSitBuMe2:1-tert-ブチル-3-ヒドロキシ-1,1-ジメチル-3,3-ジフェニルジシロキサン
(HO)MePhSiOSiPh3:1-ヒドロキシ-1-メチル-1,3,3,3-テトラフェニルジシロキサン
(HO)Ph2SiOSiMe2Ph:1-ヒドロキシ-3,3-ジメチル-1,1,3-トリフェニルジシロキサン
(SiMe2O)2(SiPh2O):1,1,3,3-テトラメチル-5,5-ジフェニルシクロトリシロキサン
(SiMe2O)2(SiPhViO):1,1,3,3-テトラメチル-5-ジフェニル-5-ビニルシクロトリシロキサン
(MeO)Me2SiOSiPh3:1,1-ジメチル-1-メトキシ-3,3,3-トリフェニルジシロキサン
[(MeO)Me2SiO]2SiPh2:1,1,5,5-テトラメチル-1,5-ジメトキシ-3,3-ジフェニルトリシロキサン
7) NMRによる収率(アシロキシ基含有シロキサンに対する収率)。
1) 各シロキサン化合物の名称は、表3−1および表3−2の脚注6に記載。
2) 29Si NMRの化学シフト値。NMR溶媒として、CD3CNを使用。緩和試薬Cr(acac)3(クロム(III)アセチルアセトナート)を添加して測定。括弧内はピーク面積の積分比に基づくケイ素原子の個数またはその比。
3) GC-MS:ガスクロマトグラフ質量分析、EI法:電子衝撃イオン化法(70eV)。
4) HR-TOF-MS:高分解能飛行時間型質量分析、ESI法:エレクトロスプレーイオン化法。5) NMR溶媒として、CDCl3を使用。
6) 表2−2中の化合物((SiPhViO)(SiMe2O)2)と同一の化合物である。
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 1.7mmol、トリフェニルシラノール(Ph3SiOH) 1.6mmol、酢酸セシウム 0.016mmol、および、アセトン 2.5mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で4時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(170−180℃/0.15mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiPh3)が、1.50mmol(収率94%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.30 (s, 6H, SiCH3), 1.92 (s, 3H, COCH3), 7.36-7.46 and 7.60-7.63 (each m, 15H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -0.0, 22.7, 127.8, 130.0, 135.0, 135.3, 170.9
29Si-NMR (CDCl3): δ -19.7, -6.8
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 377 (M+-15 (Me), 3), 315 (100), 273 (25), 257 (12), 195 (68), 43 (13)
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.7mmol、tert−ブチルジメチルシラノール(tBuMe2SiOH) 0.7mmol、炭酸セシウム
0.007mmol、および、アセトニトリル 1.1mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(110−120℃/40mmHg)を行った結果、1−アセトキシ―3−tert−ブチル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン((AcO)Me2SiOSitBuMe2)が、0.56mmol(収率80%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.083 and 0.28 (each s, 12H, SiCH3), 0.90 (s, 9H, C(CH3)3), 2.08 (s, 3H, COCH3)
13C-NMR (CDCl3): δ -3.3, -0.2, 18.0, 22.9, 25.5, 170.9
29Si-NMR (CDCl3): δ -9.7, 12.9
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 233 (M+-15 (Me), 10), 191 (71), 149 (100), 133 (38), 43 (22)
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 1.1mmol、ジメチル
フェニルシラノール(Me2PhSiOH) 1.1mmol、炭酸セシウム 0.011mmol、および、アセトニトリル 2.2mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(135−145℃/9mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−1,1,3,3−テトラメチル−3−フェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiMe2Ph)が、0.935mmol(収率85%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.30 and 0.60 (each s, 12H, SiCH3), 2.05 (s, 3H, COCH3), 7.38-7.43 and 7.58-7.62 (each m, 5H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -0.2, 0.4, 22.8, 127.8, 129.4, 133.0, 139.2, 171.0
29Si-NMR (CDCl3): δ -8.2, 0.1
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 253 (M+-15 (Me), 57), 211 (46), 195 (12), 193 (11), 191 (51), 149 (20), 133 (100), 43 (29)
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.5mmol、メチルジフェニルシラノール(MePh2SiOH) 0.4mmol、炭酸セシウム 0.004mmol、および、アセトニトリル 0.9mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(150−160℃/0.2mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−1,1,3−トリメチル−3,3−ジフェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiMePh2)が、0.368mmol(収率92%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.33 (s, 6H, Si(CH3)2), 0.70 (s, 3H, SiCH3), 2.00 (s, 3H, COCH3), 7.39-7.47 and 7.60-7.64 (each m, 10H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -0.9, -0.1, 22.7, 127.8, 129.7, 133.9, 137.2, 170.9
29Si-NMR (CDCl3): δ -10.0, -7.4
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 315 (M+-15 (Me), 12), 273 (11), 253 (100), 211 (25), 195 (56), 133 (31), 43 (18)
ジアセトキシメチルフェニルシラン(MePhSi(OAc)2) 0.5mmol、トリエチルシラノール(Et3SiOH) 0.5mmol、炭酸セシウム 0.005mmol、および、アセトニトリル 1.0mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(150−160℃/8mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−3,3,3−トリエチル−1−メチル−1−フェニルジシロキサン((AcO)MePhSiOSiEt3)が、0.40mmol(収率80%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.59 (s, 3H, SiCH3), 0.64 (q, J = 8.0 Hz, 6H, SiCH2), 0.98 (t, J = 8.0 Hz, 9H, SiCCH3), 2.11 (s, 3H, COCH3), 7.38-7.49 and 7.66-7.71 (each m,
5H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -1.5, 6.0, 6.6, 22.9, 127.8, 130.3, 133.6, 134.8, 170.7
29Si-NMR (CDCl3): δ -24.6, 14.0
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 295 (M+-15 (Me), 1), 281 (100), 239 (45), 181 (12), 161 (22), 133 (39), 105 (23), 43 (21)
ジアセトキシメチルフェニルシラン(MePhSi(OAc)2) 0.5mmol、tert−ブチルジメチルシラノール(tBuMe2SiOH) 0.5mmol、炭酸セシウム 0.005mmol、および、アセトニトリル 1.0mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(145−155℃/53mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−3−tert−ブチル−1,3,3−トリメチル−1−フェニルジシロキサン((AcO)MePhSiOSitBuMe2)が、0.405mmol(収率81%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.13 and 0.14 (each s, 6H, Si(CHa 3)(CHb 3)), 0.59 (s, 9H, C(CH3)3), 2.11 (s, 3H, COCH3), 7.39-7.48 and 7.67-7.70 (each m, 5H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -3.2, -1.5, 18.1, 22.9, 25.6, 127.8, 130.4, 133.7, 134.7, 170.7
29Si-NMR (CDCl3): δ -24.4, 14.3
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 295 (M+-15 (Me), 5), 253 (100), 211 (59), 195 (12), 133 (92), 43 (24)
ジアセトキシメチルフェニルシラン(MePhSi(OAc)2) 0.6mmol、ジメチルフェニルシラノール(Me2PhSiOH) 0.6mmol、炭酸セシウム 0.006mmol、および、アセトニトリル 1.2mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(170−180℃/0.9mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−1,3,3−トリメチル−1,3−ジフェニルジシロキサン((AcO)MePhSiOSiMe2Ph)が、0.48mmol(収率80%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.46 and 0.47 (each s, 6H, Si(CHa 3)(CHb 3)), 0.59 (s, 3H, SiCH3), 2.07 (s, 3H, COCH3), 7.39-7.49 and 7.62-7.70 (each m, 10H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -1.5, 0.46*, 0.50*, 22.8, 127.8, 127.9, 129.5, 130.5, 133.1, 133.7, 134.4, 138.9, 170.8 (* Si(CHa 3)(CHb 3)のシグナル)
29Si-NMR (CDCl3): δ -23.2, 1.4
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 315 (M+-15 (Me), 59), 273 (27), 253 (74), 211 (17), 195 (100), 133 (25), 91 (15), 43 (28)
ジアセトキシメチルフェニルシラン(MePhSi(OAc)2) 0.7mmol、メチルジフェニルシラノール(MePh2SiOH) 0.7mmol、炭酸セシウム 0.007mmol、および、アセトニトリル 1.4mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(190−200℃/0.15mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−1,3−ジメチル−1,3,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)MePhSiOSiMePh2)が、0.63mmol(収率90%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.62 and 0.75 (each s, 6H, SiCH3), 2.02 (s, 3H, COCH3), 7.39-7.50 and 7.64-7.71 (each m, 15H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -1.5, -0.9, 22.7, 127.8, 127.9, 129.8, 130.5, 133.8, 134.0, 134.2, 137.0*, 137.1*, 170.7 (* Si(C6H5)a(C6H5)bのipso位Cのシグナル)
29Si-NMR (CDCl3): δ -22.4, -8.8
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 377 (M+-15 (Me), 9), 315 (100), 273 (20), 257 (48), 195 (54), 43 (16)
ジアセトキシフェニルビニルシラン(PhViSi(OAc)2) 0.4mmol、トリエチルシラノール(Et3SiOH) 0.4mmol、炭酸セシウム 0.004mmol、および、アセトニトリル 0.9mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(130−140℃/1.2mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−3,3,3−トリエチル−1−フェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)PhViSiOSiEt3)が、0.30mmol(収率75%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.65 (q, J = 8.0 Hz, 6H, SiCH2), 0.98 (t, J = 8.0 Hz, 9H, SiCCH3), 2.13 (s, 3H, COCH3), 5.96 (dd, J = 20.4, 3.7 Hz, 1H, SiCH=CHa H b), 6.21 (dd, J = 15.0, 3.7 Hz, 1H, SiCH=CH aHb), 6.33 (dd, J = 20.4, 15.0 Hz, 1H, SiCH=CH2),
7.39-7.49 and 7.68-7.72 (each m, 5H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ 6.1, 6.6, 22.8, 127.8, 130.5, 132.5, 132.8, 134.3, 136.7, 170.4
29Si-NMR (CDCl3): δ -40.3, 14.8
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 293 (M+-29 (Et), 100), 251 (36), 223 (12), 195 (10), 173 (14), 147 (11), 145 (22), 117 (13), 43 (19)
ジアセトキシフェニルビニルシラン(PhViSi(OAc)2) 0.4mmol、tert−ブチルジメチルシラノール(tBuMe2SiOH) 0.4mmol、炭酸セシウム 0.004mmol、および、アセトニトリル 0.9mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(145−155℃/1.7mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−3−tert−ブチル−3,3−ジメチル−1−フェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)PhViSiOSitBuMe2)が、0.32mmol(収率80%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.138 and 0.144 (each s, 6H, Si(CHa 3)(CHb 3)), 0.93 (s, 9H, C(CH3)3), 2.14 (s, 3H, COCH3), 5.95 (dd, J = 20.3, 3.7 Hz, 1H, SiCH=CHa H b), 6.21 (dd, J = 15.0, 3.7 Hz, 1H, SiCH=CH aHb), 6.32 (dd, J = 20.3, 15.0 Hz, 1H, SiCH=CH2), 7.39-7.49 and 7.68-7.72 (each m, 5H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -3.15*, -3.14*, 18.2, 22.8, 25.6, 127.8, 130.5, 132.5, 132.7, 134.3, 136.9, 170.5 (* Si(CH3)a(CH3)bのシグナル)
29Si-NMR (CDCl3): δ -40.0, 15.1
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 307 (M+-15 (Me), 4), 265 (100), 223 (57), 195 (19), 145 (54), 119 (25), 43 (23)
ジアセトキシフェニルビニルシラン(PhViSi(OAc)2) 0.4mmol、ジメチルフェニルシラノール(Me2PhSiOH) 0.4mmol、炭酸セシウム 0.004mmol、および、アセトニトリル 0.9mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(160−170℃/0.13mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−3,3−ジメチル−1,3−
ジフェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)PhViSiOSiMe2Ph)が、0.34mmol(収率85%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.470 and 0.473 (each s, 6H, Si(CHa 3)(CHb 3)), 2.08 (s, 3H, COCH3), 5.95 (dd, J = 20.4, 3.6 Hz, 1H, SiCH=CHa H b), 6.21 (dd, J = 15.0, 3.6 Hz, 1H, SiCH=CH aHb), 6.34 (dd, J = 20.4, 15.0 Hz, 1H, SiCH=CH2), 7.38-7.50 and 7.62-7.71 (each m, 10H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ 0.48*, 0.51*, 22.7, 127.78, 127.85, 129.5, 130.6, 132.2, 132.4, 133.1, 134.3, 137.1, 138.8, 170.6 (* Si(CH3)a(CH3)bのシグナル)
29Si-NMR (CDCl3): δ -39.0, 2.1
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 327 (M+-15 (Me), 82), 285 (25), 265 (100), 223 (21), 207 (65), 195 (38), 181 (21), 145 (21), 137 (14), 91 (10), 43 (34)
ジアセトキシフェニルビニルシラン(PhViSi(OAc)2) 0.4mmol、メチルジフェニルシラノール(MePh2SiOH) 0.4mmol、炭酸セシウム 0.004mmol、および、アセトニトリル 0.9mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(195−205℃/0.2mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−3−メチル−1,3,3−トリフェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)PhViSiOSiMePh2)が、0.36mmol(収率90%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.74 (s, 3H, SiCH3), 2.00 (s, 3H, COCH3), 5.95 (dd, J = 20.4,
3.6 Hz, 1H, SiCH=CHa H b), 6.20 (dd, J = 15.0, 3.6 Hz, 1H, SiCH=CH aHb), 6.33 (dd,
J = 20.4, 15.0 Hz, 1H, SiCH=CH2), 7.36-7.50 and 7.61-7.70 (each m, 15H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -0.9, 22.6, 127.8, 127.9, 129.8, 130.7, 132.0, 132.2, 134.1, 134.4, 136.89*, 136.93*, 137.4, 170.5 (* Si(C6H5)a(C6H5)bのipso位Cのシグナル)
29Si-NMR (CDCl3): δ -38.4, -8.2
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 389 (M+-15 (Me), 7), 327 (100), 285 (16), 269 (20), 257 (15), 207 (28), 181 (12), 43 (15)
ジアセトキシジフェニルシラン(Ph2Si(OAc)2) 0.4mmol、トリエチルシラノール(Et3SiOH) 0.4mmol、炭酸セシウム 0.004mmol、および、アセトニトリル 0.7mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(170−180℃/0.1mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−3,3,3−トリエチル−1,1−ジフェニルジシロキサン((AcO)Ph2SiOSiEt3)が、0.28mmol(収率70%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.66 (q, J = 8.0 Hz, 6H, SiCH2), 0.96 (t, J = 7.9 Hz, 9H, SiCCH3), 2.18 (s, 3H, COCH3), 7.40-7.50 and 7.70-7.74 (each m, 10H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ 6.1, 6.6, 22.9, 127.8, 130.5, 133.0, 134.6, 170.2
29Si-NMR (CDCl3): δ -39.6, 15.1
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 343 (M+-29 (Et), 100), 301 (19), 243 (11), 223 (20), 195 (35), 167 (29), 43 (20)
ジアセトキシジフェニルシラン(Ph2Si(OAc)2) 0.4mmol、tert−ブチルジメチルシラノール(tBuMe2SiOH) 0.4mmol、炭酸セシウム 0.004mmol、および、アセトニトリル 0.7mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(155−165℃/0.12mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−3−tert−ブチル−3,3−ジメチル−1,1−ジフェニルジシロキサン((AcO)Ph2SiOSitBuMe2)が、0.34mmol(収率85%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.14 (s, 6H, SiCH3), 0.94 (s, 9H, C(CH3)3), 2.18 (s, 3H, COCH3), 7.40-7.50 and 7.70-7.74 (each m, 10H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -3.1, 18.2, 22.9, 25.6, 127.8, 130.6, 132.8, 134.7, 170.1
29Si-NMR (CDCl3): δ -39.3, 15.4
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 357 (M+-15 (Me), 3), 315 (100), 273 (31), 195 (86), 43 (18)
ジアセトキシジフェニルシラン(Ph2Si(OAc)2) 0.5mmol、ジメチルフェニルシラノール(Me2PhSiOH) 0.5mmol、炭酸セシウム 0.005mmol、および、アセトニトリル 1.0mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(185−195℃/0.08mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−3,3−ジメチル−1,1,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)Ph2SiOSiMe2Ph)が、0.40mmol(収率80%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.48 (s, 6H, SiCH3), 2.12 (s, 3H, COCH3), 7.38-7.51 and 7.61-7.73 (each m, 15H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ 0.5, 22.8, 127.8, 127.9, 129.5, 130.7, 132.6, 133.2, 134.7, 138.7, 170.3
29Si-NMR (CDCl3): δ -38.5, 2.4
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 377 (M+-15 (Me), 79), 335 (18), 315 (100), 273 (16), 257 (96), 195 (64), 91 (11), 43 (29)
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.49mmol、トリフェニルシラノール(Ph3SiOH) 0.46mmol、MTBDユニット含有ポリマー(メルク社製、製品番号358754) 0.0092mmol、および、アセトニトリル 0.4mLを反応容器に入れ、70℃で1時間攪拌した。固体触媒のポリマーを濾別し、アセトニトリルで触媒を洗浄した(0.15mLで2回)。濾液と洗浄液を合わせて、反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(170−180℃/0.1mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiPh3)が、0.37mmol(収率80%)得られた。
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.45mmol、トリエチルシラノール(Et3SiOH) 0.40mmol、MTBDユニット含有ポリマー(メルク社製、製品番号358754) 0.008mmol、および、アセトニトリル
0.8mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で1時間攪拌した。固体触媒のポリマーを濾別し、アセトニトリルで触媒を洗浄した(0.13mLで2回)。濾液と洗浄液を合わせて、反応液を減圧下濃縮して、ショートパス蒸留(140−150℃/53mmHg)を行った結果、1−アセトキシ−3,3,3−トリエチル−1,1−ジメチルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiEt3)が、0.34mmol(収率85%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.26 (s, 6H, SiCH3), 0.55 (q, J = 8.0 Hz, 6H, SiCH2), 0.94 (t, J = 8.0 Hz, 9H, SiCCH3), 2.05 (s, 3H, COCH3)
13C-NMR (CDCl3): δ -0.2, 6.0, 6.6, 22.9, 170.9
29Si-NMR (CDCl3): δ -9.8, 12.7
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 233 (M+-15 (Me), 5.9), 219 (100), 177 (88), 149
(43), 121 (24), 119 (21), 105 (15), 75 (11), 43 (28)
1−アセトキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiPh3) 0.06mmol、水 0.3mmol、アセトニトリル 0.2mLの混合物を反応容器に入れ、90℃で1時間撹拌した。反応溶液を、減圧下濃縮した結果、1−ヒドロキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((HO)Me2SiOSiPh3)が、0.06mmol(収率100%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.18 (s, 6H, SiCH3), 2.22 (br s, 1H, OH), 7.38-7.50 and 7.62-7.69 (each m, 15H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ 0.5, 127.9, 130.0, 135.0, 135.7
29Si-NMR (CDCl3): δ -20.9, -8.3
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 350 (M+, 9.3), 273 (40), 257 (36), 195 (100), 181 (14), 121 (11)
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C20H21O2Si2(M-H)- 349.1075, 測定値 349.1072
1−アセトキシ−1,1,3,3−テトラメチル−3−フェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiMe2Ph) 0.06mmol、水 1.2mmol、および、アセトニトリル 0.2mLを反応容器に入れ、90℃で1時間撹拌した。反応溶液を、0℃付近で冷却しながら減圧下濃縮した結果、1−ヒドロキシ−1,1,3,3−テトラメチル−3−フェニルジシロキサン((HO)Me2SiOSiMe2Ph)が、0.058mmol(収率97%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.16 and 0.40 (each s, 12H, SiCH3), 2.08 (br s, 1H, OH), 7.38-7.42 and 7.59-7.62 (each m, 5H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ 0.5, 0.7, 127.8, 129.4, 133.0, 139.6
29Si-NMR (CDCl3): δ -9.4, -1.7
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 211 (M+-15 (Me), 51), 133 (100), 89 (15)
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C10H17O2Si2(M-H)- 225.0762, 測定値 225.0766
1−アセトキシ−1,1,3−トリメチル−3,3−ジフェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiMePh2) 0.06mmol、水 0.6mmol、および、アセトニトリル 0.2mLを反応容器に入れ、60℃で1時間撹拌した。反応溶液を、減圧下濃縮した結果、1−ヒドロキシ−1,1,3−トリメチル−3,3−ジフェニルジシロキサン((HO)Me2SiOSiMePh2)が、0.06mmol(収率100%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.18 (s, 6H, Si(CH3)2), 0.68 (s, 3H, SiCH3), 2.21 (br s, 1H, OH), 7.38-7.46 and 7.60-7.64 (each m, 10H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -0.6, 0.5, 127.9, 129.7, 133.9, 137.7
29Si-NMR (CDCl3): δ -11.6, -8.7
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 288 (M+, 0.37), 273 (61), 195 (100), 133 (23), 91 (12)
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C15H19O2Si2(M-H)- 287.0918, 測定値 287.0920
1−アセトキシ−3,3,3−トリエチル−1−メチル−1−フェニルジシロキサン((AcO)MePhSiOSiEt3) 0.06mmol、水 0.6mmol、および、アセトニトリル 0.2mLを反応容器に入れ、90℃で0.5時間撹拌した。反応溶液を、減圧下濃縮した結果、3−ヒドロキシ−1,1,1−トリエチル−3−メチル−3−フェニルジシロキサン((HO)MePhSiOSiEt3)が、0.059mmol(収率98%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.40 (s, 3H, SiCH3), 0.62 (q, J = 7.9 Hz, 6H, SiCH2), 0.98 (t, J = 8.0 Hz, 9H, SiCCH3), 2.41 (br s, 1H, OH), 7.38-7.46 and 7.63-7.67 (each m,
5H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -1.0, 6.2, 6.7, 127.8, 129.9, 133.3, 137.5
29Si-NMR (CDCl3): δ -24.6, 12.4
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 253 (M+-15 (Me), 0.94), 239 (100), 181 (11), 161 (36), 137 (16), 133 (84), 105 (47), 91 (17)
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C13H23O2Si2(M-H)- 267.1231, 測定値 267.1232
1−アセトキシ−3−tert−ブチル−1,3,3−トリメチル−1−フェニルジシロキサン((AcO)MePhSiOSitBuMe2) 0.06mmol、水 0.6mmol、および、アセトニトリル 0.2mLを反応容器に入れ、60℃で1時間撹拌した。反応溶液を、減圧下濃縮した結果、1−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−1,1,3−トリメチル−3−フェニルジシロキサン((HO)MePhSiOSitBuMe2)が、0.058mmol(収率97%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.12 and 0.13 (each s, 6H, Si(CHa 3)(CHb 3)), 0.39 (s, 3H, SiCH3), 0.94 (s, 9H, C(CH3)3), 2.54 (br s, 1H, OH), 7.38-7.46 and 7.63-7.67 (each m,
5H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -3.0, -0.9, 18.1, 25.7, 127.8, 129.9, 133.4, 137.4
29Si-NMR (CDCl3): δ -24.3, 12.6
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 253 (M+-15 (Me), 0.63), 211 (52), 133 (100)
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C13H23O2Si2(M-H)- 267.1242, 測定値 267.1247
1−アセトキシ−1,3,3−トリメチル−1,3−ジフェニルジシロキサン((AcO)MePhSiOSiMe2Ph) 0.06mmol、水 0.2mmol、および、アセトニトリル 0.2mLを反応容器に入れ、90℃で0.5時間撹拌した。反応溶液を、減圧下濃縮した結果、1−ヒドロキシ−1,3,3−トリメチル−1,3−ジフェニルジシロキサン((HO)MePhSiOSiMe2Ph)が、0.057mmol(収率95%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.39 (s, 3H, SiCH3), 0.43 (s, 6H, Si(CH3)2), 2.39 (br s, 1H, OH), 7.38-7.47 and 7.60-7.66 (each m, 10H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -0.9, 0.69*, 0.72*, 127.8, 127.9, 129.5, 130.0, 133.0, 133.4, 137.0, 139.3 (* Si(CH3)a(CH3)bのシグナル)
29Si-NMR (CDCl3): δ -23.1, -0.3
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 288 (M+, 2.0), 273 (62), 195 (100), 137 (12), 133 (12), 120 (10), 91 (13)
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C15H19O2Si2(M-H)- 287.0918, 測定値 287.0919
1−アセトキシ−1,3−ジメチル−1,3,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)MePhSiOSiMePh2) 0.06mmol、水 1.2mmol、および、アセトニトリル 0.2mLを反応容器に入れ、90℃で1時間撹拌した。反応溶液を、減圧下濃縮した結果、1−ヒドロキシ−1,3−ジメチル−1,3,3−トリフェニルジシロキサン((HO)MePhSiOSiMePh2が、0.06mmol(収率100%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.40 and 0.71 (each s, 6H, SiCH3), 2.42 (br s, 1H, OH), 7.36-7.47 and 7.61-7.66 (each m, 15H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -0.9, -0.6, 127.9, 129.8, 130.0, 133.4, 134.0, 136.8, 137.39*, 137.41* (* Si(C6H5)a(C6H5)bのipso位Cのシグナル)
29Si-NMR (CDCl3): δ -22.4, -10.2
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 350 (M+, 3.8), 335 (58), 257 (100), 195 (45), 91 (11), 78 (10)
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C20H21O2Si2(M-H)- 349.1075, 測定値 349.1083
1−アセトキシ−3,3,3−トリエチル−1−フェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)PhViSiOSiEt3) 0.06mmol、水 0.6mmol、および、アセトニトリル 0.2mLを反応容器に入れ、90℃で0.5時間撹拌した。反応溶液を、減圧下濃縮した結果、1,1,1−トリエチル−3−ヒドロキシ−3−フェニル−3−ビニルジシロキサン((HO)PhViSiOSiEt3)が、0.058mmol(収率97%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.63 (q, J = 7.9 Hz, 6H, SiCH2), 0.98 (t, J = 7.9 Hz, 9H, SiCCH3), 2.49 (br s, 1H, OH), 5.96 (dd, J = 19.7, 4.5 Hz, 1H, SiCH=CHa H b), 6.14 (dd, J = 14.9, 4.5 Hz, 1H, SiCH=CH aHb), 6.20 (dd, J = 19.7, 14.9 Hz, 1H, SiCH=CH2),
7.38-7.47 and 7.64-7.70 (each m, 5H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ 6.3, 6.6, 127.8, 130.1, 134.0, 134.5, 135.5, 135.6
29Si-NMR (CDCl3): δ -39.1, 13.2
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 251 (M+-29 (Et), 100), 223 (20), 195 (19), 173 (24), 167 (12), 147 (17), 145 (47), 123 (19), 119 (11), 117 (22), 91 (16)
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C14H23O2Si2(M-H)- 279.1231, 測定値 279.1237
1−アセトキシ−3−tert−ブチル−3,3−ジメチル−1−フェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)PhViSiOSitBuMe2) 0.06mmol、水
0.6mmol、および、アセトニトリル 0.2mLを反応容器に入れ、60℃で1時間撹拌した。反応溶液を、減圧下濃縮した結果、1−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−1,1−ジメチル−3−フェニル−3−ビニルジシロキサン((HO)PhViSiOSitBuMe2)が、0.059mmol(収率98%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.13 (s, 6H, SiCH3), 0.94 (s, 9H, C(CH3)3), 2.59 (br s, 1H, OH), 5.96 (dd, J = 19.4, 4.9 Hz, 1H, SiCH=CHa H b), 6.14 (dd, J = 14.9, 4.9 Hz, 1H,
SiCH=CH aHb), 6.20 (dd, J = 19.4, 14.9 Hz, 1H, SiCH=CH2), 7.38-7.47 and 7.65-7.69 (each m, 5H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -2.9, 18.1, 25.7, 127.8, 130.1, 134.0, 134.5, 135.5, 135.6
29Si-NMR (CDCl3): δ -38.8, 13.5
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 265 (M+-15 (Me), 0.67), 223 (96), 195 (26), 145
(100), 133 (12), 119 (40), 75 (19)
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C14H23O2Si2(M-H)- 279.1242, 測定値 279.1246
1−アセトキシ−3,3−ジメチル−1,3−ジフェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)PhViSiOSiMe2Ph) 0.06mmol、水 0.6mmol、および、アセトニトリル 0.2mLを反応容器に入れ、60℃で0.5時間撹拌した。反応溶液を、減圧下濃縮した結果、1−ヒドロキシ−3,3−ジメチル−1,3−ジフェニル−1−ビニルジシロキサン((HO)PhViSiOSiMe2Phが、0.057mmol(収率95%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.441 and 0.444 (each s, 6H, Si(CHa 3)(CHb 3)), 2.51 (br s, 1H,
OH), 5.96 (dd, J = 19.5, 4.7 Hz, 1H, SiCH=CHa H b), 6.15 (dd, J = 14.9, 4.7 Hz, 1H, SiCH=CH aHb), 6.20 (dd, J = 19.5, 14.9 Hz, 1H, SiCH=CH2), 7.38-7.48 and 7.61-7.68 (each m, 10H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ 0.8, 127.8*, 129.5, 130.2, 133.1, 134.0, 134.2, 135.2, 135.9, 139.2 (* 2種類のSiC6H5のm位Cのシグナル (2C+2C))
29Si-NMR (CDCl3): δ -37.8, 0.6
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 300 (M+, 0.18), 285 (56), 257 (12), 222 (56), 207 (100), 195 (35), 181 (29), 145 (16), 137 (27), 91 (12)
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C16H19O2Si2(M-H)- 299.0918, 測定値 299.0918
1−アセトキシ−3−メチル−1,3,3−トリフェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)PhViSiOSiMePh2) 0.06mmol、水 1.2mmol、および、アセトニトリル 0.2mLを反応容器に入れ、90℃で1時間撹拌した。反応溶液を、減圧下濃縮した結果、1−ヒドロキシ−3−メチル−1,3,3−トリフェニル−1−ビニルジシロキサン((HO)PhViSiOSiMePh2)が、0.058mmol(収率97%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.71 (s, 3H, SiCH3), 2.49 (br s, 1H, OH), 5.95 (dd, J = 19.6,
4.5 Hz, 1H, SiCH=CHa H b), 6.13 (dd, J = 14.9, 4.5 Hz, 1H, SiCH=CH aHb), 6.19 (dd,
J = 19.6, 14.9 Hz, 1H, SiCH=CH2), 7.36-7.47 and 7.61-7.67 (each m, 15H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -0.6, 127.8, 127.9, 129.8, 130.2, 134.0, 134.1*, 134.9, 136.1, 137.3 (* Si(C6H5)(OH)のo位C+SiCH=CH2のCシグナル (2C+1C))
29Si-NMR (CDCl3): δ -37.2, -9.5
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 362 (M+, 0.27), 347 (48), 284 (80), 269 (100), 257 (33), 243 (25), 207 (35), 199 (28), 195 (18), 181 (22), 165 (15), 137 (15), 121 (14), 78 (18), 77 (18)
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C21H21O2Si2(M-H)- 361.1075, 測定値 361.1073
1−アセトキシ−3,3,3−トリエチル−1,1−ジフェニルジシロキサン((AcO)Ph2SiOSiEt3) 0.06mmol、水 0.6mmol、および、アセトニトリル 0.2mLを反応容器に入れ、90℃で1時間撹拌した。反応溶液を、減圧下濃縮した結果、1,1,1−トリエチル−3−ヒドロキシ−3,3−ジフェニルジシロキサン((HO)Ph2SiOSiEt3)が、0.059mmol(収率98%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.64 (q, J = 7.9 Hz, 6H, SiCH2), 0.96 (t, J = 7.9 Hz, 9H, SiCCH3), 2.72 (br s, 1H, OH), 7.38-7.47 and 7.68-7.71 (each m, 10H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ 6.3, 6.7, 127.8, 130.1, 134.3, 135.6
29Si-NMR (CDCl3): δ -38.3, 13.7
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 301 (M+-29 (Et), 100), 223 (39), 199 (12), 195 (76), 167 (49), 123 (17), 122 (16)
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C18H25O2Si2(M-H)- 329.1388, 測定値 329.1400
1−アセトキシ−3−tert−ブチル−3,3−ジメチル−1,1−ジフェニルジシロキサン((AcO)Ph2SiOSitBuMe2) 0.06mmol、水 0.6mmol、および、アセトニトリル 0.2mLを反応容器に入れ、90℃で0.5時間撹拌した。反応溶液を、減圧下濃縮した結果、1−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−1,1−ジメチル−3,3−ジフェニルジシロキサン((HO)Ph2SiOSitBuMe2)が、0.06mmol(収率100%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.12 (s, 6H, SiCH3), 0.94 (s, 9H, C(CH3)3), 2.84 (br s, 1H, OH), 7.38-7.48 and 7.67-7.71 (each m, 10H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -2.9, 18.2, 25.7, 127.8, 130.1, 134.3, 135.5
29Si-NMR (CDCl3): δ -38.0, 14.0
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 315 (M+-15 (Me), 0.35), 273 (63), 195 (100)
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C18H25O2Si2(M-H)- 329.1399, 測定値 329.1399
1−アセトキシ−3,3−ジメチル−1,1,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)Ph2SiOSiMe2Ph) 0.06mmol、水 1.2mmol、および、アセトニトリル 0.2mLを反応容器に入れ、90℃で1時間撹拌した。反応溶液を、減圧下濃縮した結果、1−ヒドロキシ−3,3−ジメチル−1,1,3−トリフェニルジシロキサン((HO)Ph2SiOSiMe2Ph)が、0.059mmol(収率98%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.43 (s, 6H, SiCH3), 2.69 (br s, 1H, OH), 7.36-7.48 and 7.60-7.70 (each m, 15H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ 0.8, 127.9, 129.5, 130.2, 133.1, 134.3, 135.2, 139.1
29Si-NMR (CDCl3): δ -37.0, 0.9
GC-MS (EI, 70eV): m/z (相対強度) 350 (M+, 3.9), 335 (64), 257 (100), 195 (34), 121 (11)
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C20H21O2Si2(M-H)- 349.1075, 測定値 349.1085
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.4mmol、ジメチルフェニルシラノール(Me2PhSiOH) 0.4mmol、炭酸セシウム 0.004mmol、および、重アセトニトリル 0.45mLを反応容器に入れ、約25℃で2時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−1,1,3,3−テトラメチル−3−フェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiMe2Ph)が93%の収率(ジメチルフェニルシラノールに対する収率で、以下の収率もそのシラノールに対する収率である。)で生成したことがわかった。
この反応溶液に、水 0.4mmolを添加して、約25℃で12時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−ヒドロキシ−1,1,3,3−テトラメチル−3−フェニルジシロキサン((HO)Me2SiOSiMe2Phが90%の収率で生成したことがわかった。
さらに、この反応溶液に、ジアセトキシメチルフェニルシラン(MePhSi(OAc)2) 0.4mmolを添加して、約25℃で7時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−1,3,3,5,5−ペンタメチル−1,5−ジフェニルトリシロキサン((AcO)MePhSiOSiMe2OSiMe2Ph)が88%の収率で生成したことがわかった。この化合物のNMRデータ等は、表5−1の通りであった。
この反応溶液に、水 0.4mmolを添加して、約25℃で6時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−ヒドロキシ−1,3,3,5,5−ペンタメチル−1,5−ジフェニルトリシロキサン((HO)MePhSiOSiMe2OSiMe2Ph)が71%の収率で生成したことがわかった。
さらに、この反応溶液に、ジアセトキシフェニルビニルシラン(PhViSi(OAc)2) 0.4mmolを添加して、約25℃で6時間放置した。生成物の構造と収率を
NMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−3,5,5,7,7−ペンタメチル−1,3,7−トリフェニル−1−ビニルテトラシロキサン((AcO)PhViSiOSiMePhOSiMe2OSiMe2Ph)が61%の収率で生成したことがわかった。この化合物のNMRデータ等は、表5−1の通りであった。
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.2mmol、メチルジフェニルシラノール(MePh2SiOH) 0.2mmol、酢酸セシウム 0.002mmol、および、重アセトニトリル 0.45mLを反応容器に入れ、60℃で30分加熱した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−1,1,3−トリメチル−3,3−ジフェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiMePh2)が85%の収率(メチルジフェニルシラノールに対する収率で、以下の収率もそのシラノールに対する収率である。)で生成したことがわかった。
この反応溶液に、水 0.2mmolを添加して、60℃で30分加熱した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−ヒドロキシ−1,1,3−トリメチル−3,3−ジフェニルジシロキサン((HO)Me2SiOSiMePh2)が80%の収率で生成したことがわかった。
さらに、この反応溶液に、ジアセトキシメチルフェニルシラン(MePhSi(OAc)2) 0.2mmolを添加して、60℃で30分加熱した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−1,3,3,5−テトラメチル−1,5,5−トリフェニルトリシロキサン((AcO)MePhSiOSiMe2OSiMePh2)が75%の収率で生成したことがわかった。
この反応溶液に、水 0.2mmolを添加して、60℃で30分加熱した。生成物の
構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−ヒドロキシ−1,3,3,5−テトラメチル−1,5,5−トリフェニルトリシロキサン((HO)MePhSiOSiMe2OSiMePh2)が72%の収率で生成したことがわかった。
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.3mmol、トリエチルシラノール(Et3SiOH) 0.3mmol、DBU 0.003mmol、および、重アセトニトリル 0.45mLを反応容器に入れ、60℃で1時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−3,3,3−トリエチル−1,1−ジメチルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiEt3)が81%(トリエチルシラノールに対する収率で、以下の収率もそのシラノールに対する収率である。)の収率で生成したことがわかった。
この反応溶液に、水 0.3mmolを添加して、60℃で2時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−ヒドロキシ−3,3,3−トリエチル−1,1−ジメチルジシロキサン((HO)Me2SiOSiEt3)が70%の収率で生成したことがわかった。
さらに、この反応溶液に、トリアセトキシビニルシラン(ViSi(OAc)3) 0.3mmolを添加して、約25℃で1時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1,1−ジアセトキシ−5,5,5−トリエチル−3,3−ジメチル−1−ビニルトリシロキサン((AcO)2ViSiOSiMe2OSiEt3)が60%の収率で生成したことがわかった。この化合物のNMRデータ等は、表5−1の通りであった。
この反応溶液に、トリエチルチルシラノール(Et3SiOH) 0.3mmolを添加して、約25℃で1日放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、3−アセトキシ−1,1,1,7,7,7−ヘキサエチル−5,5−ジメチル−3−ビニルテトラシロキサン(Et3SiOSi(OAc)ViOSiMe2SiEt3)が50%の収率で生成したことがわかった。この化合物のNMRデータ等は、表5−1の通りであった。
応系で、各段階のシロキサン化合物を簡便に製造できた。
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.3mmol、トリフェニルシラノール(Ph3SiOH) 0.3mmol、DBU 0.003mmol、および、重アセトニトリル 0.45mLを反応容器に入れ、約25℃(室温)で21時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiPh3)が99%の収率(トリフェニルシラノールに対する収率で、以下の収率もそのシラノールに対する収率である。)で生成したことがわかった。
この反応溶液に、水 0.3mmolを添加して、約25℃で24時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−ヒドロキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((HO)Me2SiOSiPh3)が92%の収率で生成したことがわかった。
さらに、この反応溶液に、トリアセトキシビニルシラン(ViSi(OAc)3) 0.3mmolを添加して、約25℃で1時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1,1−ジアセトキシ−5,5,5−トリフェニル−3,3−ジメチル−1−ビニルトリシロキサン((AcO)2ViSiOSiMe2OSiPh3)が79%の収率で生成したことがわかった。この化合物のNMRデータ等は、表5−1の通りであった。
この反応溶液に、ジメチルフェニルシラノール(Me2PhSiOH) 0.3mmolを添加して、約25℃で24時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、3−アセトキシ−1,1,5,5−テトラメチル−1,7,7,7−テトラフェニル−3−ビニルテトラシロキサン(Me2PhSiOSi(OAc)ViOSiMe2OSiPh3)が55%の収率で生成したことがわかった。この化合物のNMRデータ等は、表5−1の通りであった。
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.3mmol、トリフェニルシラノール(Ph3SiOH) 0.3mmol、DBU 0.003mmol、および、重アセトニトリル 0.45mLを反応容器に入れ、約25℃で21時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiPh3)が91%の収率(トリフェニルシラノールに対する収率で、以下の収率もそのシラノールに対する収率である。)で生成したことがわかった。
この反応溶液に、水 0.3mmolを添加して、約25℃で24時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−ヒドロキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((HO)Me2SiOSiPh3)が87%の収率で生成したことがわかった。
さらに、この反応溶液に、ジアセトキシフェニルビニルシラン(PhViSi(OAc)2) 0.3mmolを添加して、約25℃で23時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−3,3−ジメチル−1,5,5,5−テトラフェニル−1−ビニルトリシロキサン((AcO)PhViSiOSiMe2OSiPh3)が85%の収率で生成したことがわかった。この化合物のNMRデータ等は、表5−1の通りであった。
この反応溶液に、水 0.3mmolを添加して、約25℃で24時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−ヒドロキシ−3,3−ジメチル−1,5,5,5−テトラフェニル−1−ビニルトリシロキサン((HO)PhViSiOSiMe2OSiPh3)が80%の収率で生成したことがわかった。この化合物のNMRデータ等は、表5−1の通りであった。
さらに、この反応溶液に、ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.3mmolを添加して、約25℃で23時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−1,1,5,5−テトラメチル−3,7,7,7−テトラフェニル−3−ビニルテトラシロキサン((AcO)Me2SiOSiPhViOSiMe2OSiPh3)が77%の収率で生成したことがわかった。この化合物のNMRデータ等は、表5−1の通りであった。
この反応溶液に、水 0.3mmolを添加して、約25℃で20時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−ヒドロキシ−1,1,5,5−テトラメチル−3,7,7,7−テトラフェニル−3−ビニルテトラシロキサン((HO)Me2SiOSiPhViOSiMe2OSiPh3)が63%の収率で生成したこ
とがわかった。
なお、最後に生成したシロキサン化合物については、分取GPC(溶出液トルエン)で、生成物を分離精製した結果、そのシロキサン化合物が、0.15mmol(収率50%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.113 (s, 6H, Si(CH3)2OH), 0.115 and 0.127 (each s, 6H, Si(CHa 3)(CHb 3)OSi), 2.00 (br s, 1H, OH), 5.85 (dd, J = 19.4, 4.7 Hz, SiCH=CHa H b), 6.04 (dd, J = 14.9, 4.7 Hz, SiCH=CH aHb), 6.08 (dd, J = 19.4, 14.9 Hz, SiCH=CH2), 7.28-7.46 and 7.54-7.63 (each m, C6H5, 15H)
13C-NMR (CDCl3): δ 0.36, 1.39, 1.41, 127.7, 127.8, 129.85, 129.91, 133.9, 134.8, 135.1, 135.2, 135.6, 135.8
29Si-NMR (CDCl3): δ -48.6, -21.3, -18.4, -9.4
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C30H36O4Si4Na (M+Na)+ 595.1583, 測定値 595.1578
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.3mmol、トリフェニルシラノール(Ph3SiOH) 0.3mmol、DBU 0.003mmol、および、重アセトニトリル 0.45mLを反応容器に入れ、60℃で1時間加熱した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiPh3)が95%の収率(トリフェニルシラノールに対する収率で、以下の収率もそのシラノールに対する収率である。)で生成したことがわかった。
この反応溶液に、水 0.3mmolを添加して、60℃で2時間加熱した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−ヒドロキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((HO)Me2SiOSiPh3)が90%の収率で生成したことがわかった。
さらに、この反応溶液に、ジアセトキシメチルフェニルシラン(MePhSi(OAc)2) 0.3mmolを添加して、60℃で1時間加熱した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−1,3,3−トリメチル−1,5,5,5−テトラフェニルトリシロキサン((AcO)MePhSiOSiMe2OSiPh3)が75%の収率で生成したことがわかった。この化合物のNMRデータ等は、表5−2の通りであった。
この反応溶液に、水 0.3mmolを添加して、60℃で1時間加熱した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−ヒドロキシ−1,3,3−トリメチル−1,5,5,5−テトラフェニルトリシロキサン((HO)MePhSiOSiMe2OSiPh3)が73%の収率で生成したことがわかった。この化合物のNMRデータ等は、表5−2の通りであった。
さらに、この反応溶液に、ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.3mmolを添加して、約25℃で15時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−1,1,3,5,5−ペンタメチル−3,7,7,7−テトラフェニルテトラシロキサン((AcO)Me2SiOSiMePhOSiMe2OSiPh3)が60%の収率で生成したことがわかった。この化合物のNMRデータ等は、表5−2の通りであった。
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.3mmol、トリエチルシラノール(Et3SiOH) 0.3mmol、DBU 0.003mmol、および、重アセトニトリル 0.45mLを反応容器に入れ、約25℃で2時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−3,3,3−トリエチル−1,1−ジメチルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiEt3)が84%の収率(トリエチルシラノールに対する収率で、以下のトリエチルシリル基を含む化合物の収率も、そのシラノールに対する収率である。)で生成したことがわかった。
この反応溶液に、水 0.3mmolを添加して、約25℃で19時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1,1,1−トリエチル−3−ヒドロキシ−3,3−ジメチルジシロキサン((HO)Me2SiOSiEt3)が75%の収率で生成したことがわかった。この反応溶液を、反応溶液Aとする。
次に、ビニルトリアセトキシシラン(ViSi(OAc)3) 0.3mmol、トリフェニルシラノール(Ph3SiOH) 0.3mmol、重アセトニトリル 0.45mLを別の反応容器に入れ、約25℃で1時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1,1−ジアセトキシ−3,3,3−トリフェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)2ViSiOSiPh3)が95%の収率(トリフェニルシラノールに対する収率)で生成したことがわかった。この反応溶液を、反応溶液Bとする。この化合物のNMRデータ等は、表5−2の通りであった。
先に得られた反応溶液Aと反応溶液Bを混合して、約25℃で22時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、3−アセトキシ−7,7,7−トリエチル−5,5−ジメチル−1,1,1−トリフェニル−3−ビニルテトラシロキサン(Ph3SiOSi(OAc)ViOSiMe2OSiEt3)が70%の収率で生成したことがわかった。この化合物のNMRデータ等は、表5−2の通りであった。
この反応溶液に、水 0.3mmolを添加して、約25℃で3日放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、7,7,7−トリエチル−3−ヒドロキシ−5,5−ジメチル−1,1,1−トリフェニル−3−ビニルテトラシロキサン(Ph3SiOSi(OH)ViOSiMe2OSiEt3)が66%の収率で生成したことがわかった。
なお、最後に生成したシロキサン化合物については、分取GPC(溶出液トルエン)で、生成物を分離精製した結果、そのシロキサン化合物が、0.18mmol(収率60%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.001 and 0.006 (each s, 6H, Si(CHa 3)(CHb 3)), 0.50 (q, J = 7.8 Hz, 6H, SiCH2), 0.90 (t, J = 7.8 Hz, 9H, SiCCH3), 5.86-6.00 (m, 3H, SiCH=CH2),
2.24 (br s, 1H, OH), 7.33-7.45 and 7.58-7.65 (each m, 15H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ 0.92, 0.94, 6.1, 6.7, 127.8, 129.9, 131.7, 135.1, 135.4, 135.5
29Si-NMR (CDCl3): δ -70.2, -20.7, -20.2, -10.6
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C28H40O4Si4Na (M+Na)+ 575.1896, 測定値 575.1892
ジアセトキシジフェニルシラン(Ph2Si(OAc)2) 0.3mmol、トリエチルシラノール(Et3SiOH) 0.3mmol、DBU 0.003mmol、および、重アセトニトリル 0.45mLを反応容器に入れ、約25℃で2時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1−アセトキシ−3,3,3−トリエチル−1,1−ジフェニルジシロキサン((AcO)Ph2SiOSiEt3)が80%の収率(トリエチルシラノールに対する収率で、以下のトリエチルシリル基を含む化合物の収率も、そのシラノールに対する収率である。)で生成したことがわかった。
この反応溶液に、水 0.3mmolを添加して、約25℃で19時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1,1,1−トリエチル−3−ヒドロキシ−3,3−ジフェニルジシロキサン((HO)Ph2SiOSiEt3)が79%の収率で生成したことがわかった。この反応溶液を、反応溶液Aとする。
次に、ビニルトリアセトキシシラン(ViSi(OAc)3) 0.3mmol、トリフェニルシラノール(Ph3SiOH) 0.3mmol、および、重アセトニトリル 0.45mLを別の反応容器に入れ、約25℃で1時間放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、1,1−ジアセトキシ−3,3,3−トリフェニル−1−ビニルジシロキサン((AcO)2ViSiOSiPh3)が95%の収率(トリフェニルシラノールに対する収率)で生成したことがわかった。この反応溶液を、反応溶液Bとする。この化合物のNMRデータ等は、表5−2の通りであった。
先に得られた反応溶液Aと反応溶液Bを混合して、約25℃で3日放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、3−アセトキシ−7,7,7−トリエチル−1,1,1,5,5−ペンタフェニル−3−ビニルテトラシロキサン(Ph3SiOSi(OAc)ViOSiPh2OSiEt3)が65%の収率で生成したことがわかった。この化合物のNMRデータ等は、表5−2の通りであった。
この反応溶液に、水 0.3mmolを添加して、約25℃で3日放置した。生成物の構造と収率をNMR、GC−MSで分析した結果、7,7,7−トリエチル−3−ヒドロ
キシ−1,1,1,5,5−ペンタフェニル−3−ビニルテトラシロキサン(Ph3SiOSi(OH)ViOSiPh2OSiEt3)が60%の収率で生成したことがわかった。
最後に生成したシロキサン化合物については、分取GPC(溶出液トルエン)で、生成物を分離精製した結果、そのシロキサン化合物が、0.16mmol(収率53%)得られた。
1H-NMR (CDCl3): δ 0.53 (q, J = 7.9 Hz, 6H, SiCH2), 0.85 (t, J = 7.9 Hz, SiCCH3), 2.21 (br s, 1H, OH), 5.79-5.95 (m, 3H, SiCH=CH2), 7.20-7.42 and 7.50-7.59 (each m, 25H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ 6.2, 6.7, 127.6*, 127.7*, 127.8, 129.84*, 129.86*, 129.91,
131.3, 134.24*, 134.28*, 135.1, 135.2, 135.6*, 135.7*, 136.0 (* Si(C 6 H5)a(C 6 H5)bのシグナル)
29Si-NMR (CDCl3): δ -70.1, -47.6, -19.8, -13.3
HR-TOF-MS (ESI): 計算値 C38H44O4Si4Na (M+Na)+ 699.2209, 測定値 699.2212
1) 29Si NMRの化学シフト値(反応溶液中)。NMR溶媒として、CD3CNを使用。緩和試薬Cr(acac)3(クロム(III)アセチルアセトナート)を添加して測定。括弧内はピーク面積の積分比に基づくケイ素原子の個数またはその比。
2) GC-MS:ガスクロマトグラフ質量分析、EI法:電子衝撃イオン化法(70eV)。
3) HR-TOF-MS:高分解能飛行時間型質量分析、ESI法:エレクトロスプレーイオン化法。4) 2種類のジアステレオマー異性体の混合物(生成比は約1:1)。
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 0.6mmol、トリフェニルシラノール(Ph3SiOH) 0.6mmol、トリエチルアミン 0.006mmol、および、アセトニトリル 0.5mLを反応容器に入れ、約25℃で4時間攪拌した。生成物の構造と収率をNMRで分析した結果、1−アセトキシ−1,1−ジメチル−3,3,3−トリフェニルジシロキサン((AcO)Me2SiOSiPh3)が95%の収率で生成したことがわかった。
この反応溶液をトルエンで希釈して、表面処理溶液(シロキサン化合物の濃度は約0.3M)を調製した。調製溶液にガラス板(ホウケイ酸ガラス、1.8×1.8cm、ガラス板は、使用前に、アルカリ洗浄液、硝酸水溶液、および純水で順次洗浄)を室温で15分間浸漬し、トルエンおよびアセトンで順次洗浄し、80℃で5分乾燥させた。ガラス板の水に対する接触角を、接触角計(協和界面科学製 自動接触角計 DMe−201)で測定した結果、未処理の状態では約20°であり、処理後の状態では76°であった。これにより、ガラス板の表面が、シロキサン化合物により疎水的に修飾されたことが示された。
ジアセトキシジメチルシラン(Me2Si(OAc)2) 1.2mmol、ジフェニルシランジオール(Ph2Si(OH)2 0.6mmol、トリエチルアミン 0.006mmol、および、アセトニトリル 0.5mLを反応容器に入れ、約25℃で1時間攪拌した。生成物の構造と収率をNMRで分析した結果、1,5−ジアセトキシ−1,1,5,5−テトラメチル−3,3−ジフェニルトリシロキサン([(AcO)Me2SiO]2SiPh2)が96%の収率で生成したことがわかった。
この反応溶液をトルエンで希釈して、表面処理溶液(シロキサン化合物の濃度は約0.3M)を調製した。この溶液を用いて、実施例171と同様に、ガラス板の表面処理を行い、水に対する接触角を測定した結果、未処理の状態では約20°であり、処理後の状態では70°であった。これにより、ガラス板の表面が、シロキサン化合物により疎水的に修飾されたことが示された。
Claims (16)
- 触媒の存在下で、Si−OCO結合(OCOはオキシカルボニル基のO−C(=O)を示す。)を有する第1のアシロキシシランとSi−OH結合を有する第1のシラノールとを反応させる第1の反応工程を含み、
前記触媒が、下記(1)または(2)から選ばれる塩基性化合物である、Si−O−Si結合を有するシロキサン化合物の製造方法。
(1)アルカリ金属の炭酸塩または酢酸塩
(2)共役酸のpKaが6〜50である有機化合物、アミジン化合物、グアニジン化合物、脂肪族系の3級もしくは2級アミン、ホスファゼン化合物、または、それらの化合物に由来する基を有する、有機ポリマー系もしくは無機系の化合物 - 前記(1)の塩基性化合物が、炭酸セシウム、炭酸ルビジウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、酢酸セシウム、酢酸ルビジウム、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、および、酢酸リチウムから選ばれる化合物である、請求項1に記載のシロキサン化合物の製造方法。
- 前記(2)の塩基性化合物が、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(DBU);1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン(DBN);7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(MTBD);トリエチルアミン;トリプロピルアミン;トリブチルアミン;トリヘキシルアミン;イソプロピルジメチルアミン;ジイソプロピルメチルアミン;ジシクロヘキシルメチルアミン;ジエチルアミン;ジブチルアミン;N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA);1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO);1−アザビシクロ[2.2.2]オクタン(ABCO);tert−ブチルイミノ−トリ(ピロリジノ)ホスホラン(BTPP);2−tert−ブチルイミノ−2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチルペルヒドロ−1,3,2−ジアザホスホリン(BEMP);1−tert−ブチル−2,2,4,4,4−ペンタキス(ジメチルアミノ)−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)(P2−t−Bu);1−tert−ブチル−4,4,4−トリス(ジメチルアミノ)−2,2−ビス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]−2λ5,4λ5−カテナジ(ホスファゼン)(P4−t−Bu);4−ジメチルアミノピリジン(DMAP);ヘキサメチレンテトラミン(HMTA);および、トリメチルアミン、ジソプロピルメチルアミン、DBU、MTBD、または、BEMPに由来する基を有するポリマー;から選ばれる化合物である、請求項1または2に記載のシロキサン化合物の製造方法。
- 前記第1のアシロキシシランが、下記一般式(IA)で表されるアシロキシシランである、請求項1〜3の何れか1項に記載のシロキサン化合物の製造方法。
R1R2Si(OCOR3)2 (IA)
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよく;R3は、炭素数1〜10の炭化水素基であり、前記炭素数1〜10の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。) - 前記第1のシラノールが、下記一般式(IIA1)または(IIA2)で表されるシラノールである、請求項1〜4の何れか1項に記載のシロキサン化合物の製造方法。
R4 aR5 bR6 cSi(OH)4−(a+b+c) (IIA1)
(式中、a、b、およびcは、それぞれ独立に、0以上3以下の整数であり;a+b+c
は、0以上3以下の整数であり;R4、R5、およびR6は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
HO(SiR7R8O)dH (IIA2)
(式中、dは、2以上4以下の整数であり;R7およびR8は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、またはヒドロキシ基であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。) - 前記第1のアシロキシシランが、下記一般式(IA)で表されるアシロキシシランであり、
前記第1のシラノールが、下記一般式(IIA2)で表されるシラノールであり、
前記第1の反応工程の反応生成物が、下記一般式(IIIA1)で表される環状シロキサン化合物である、請求項1〜3の何れか1項に記載のシロキサン化合物の製造方法。
R1R2Si(OCOR3)2 (IA)
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよく;R3は、炭素数1〜10の炭化水素基であり、前記炭素数1〜10の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
HO(SiR7R8O)dH (IIA2)
(式中、dは、2以上4以下の整数であり;R7およびR8は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、またはヒドロキシ基であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
- 前記第1のアシロキシシランが、下記一般式(IA)で表されるアシロキシシランであり、
前記第1のシラノールが、下記一般式(IIA1)または(IIA2)で表されるシラノールであり、
前記第1の反応工程の生成物が、下記一般式(IIA1)または(IIA2)で表されるシラノールのヒドロキシ基の水素原子の一部または全部を、下記一般式(IVA)で表されるアシロキシシリル基で置換した構造を有するシロキサン化合物である、請求項1〜3の何れか1項に記載のシロキサン化合物の製造方法。
R1R2Si(OCOR3)2 (IA)
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよく;R3は、炭素数1〜10の炭化水素基であり、前記炭素数1〜10の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、
反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
R4 aR5 bR6 cSi(OH)4−(a+b+c) (IIA1)
(式中、a、b、およびcは、それぞれ独立に、0以上3以下の整数であり;a+b+cは、0以上3以下の整数であり;R4、R5、およびR6は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
HO(SiR7R8O)dH (IIA2)
(式中、dは、2以上4以下の整数であり;R7およびR8は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、またはヒドロキシ基であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
−SiR1R2(OCOR3) (IVA)
(式中、R1、R2、およびR3は、前記と同義である。) - 水または下記一般式(VA)で表されるアルコールとの反応により、前記アシロキシシリル基のアシロキシ基を下記一般式(VIA)で表されるアルコキシ基に変換する修飾工程をさらに含む、請求項7に記載のシロキサン化合物の製造方法。
ROH (VA)
(式中、Rは、炭素数1〜6のアルキル基である。)
−OR (VIA)
(式中、Rは、前記と同義である。) - 前記第1の反応工程の反応生成物がアシロキシ基を有するシロキサン化合物であり、かつ、
水または下記一般式(VA)で表されるアルコールとの反応により、前記アシロキシ基をヒドロキシ基または下記一般式(VIA)で表されるアルコキシ基に変換する修飾工程をさらに含む、請求項1〜3の何れか1項に記載のシロキサン化合物の製造方法。
ROH (VA)
(式中、Rは、炭素数1〜6のアルキル基である。)
−OR (VIA)
(式中、Rは、前記と同義である。) - 前記修飾工程が、水との反応により、前記第1の反応工程の前記反応生成物のアシロキシ基をヒドロキシ基に変換する工程であり、
前記(1)または(2)から選ばれる塩基性化合物の存在下で、前記修飾工程の反応生成物とSi−OCO結合を有する第2のアシロキシシランとを反応させる第2の反応工程をさらに含む、請求項9に記載のシロキサン化合物の製造方法。 - 前記第1の反応工程の反応生成物がアシロキシ基を有し、かつ、
前記(1)または(2)から選ばれる塩基性化合物の存在下で、前記第1の反応工程の前記反応生成物とSi−OH結合を有する第2のシラノールとを反応させる第3の反応工程をさらに含む、請求項1〜3の何れか1項に記載のシロキサン化合物の製造方法。 - 前記第1のアシロキシシランが、下記一般式(IA)で表されるアシロキシシランであり、
前記第1のシラノールが、下記一般式(IIA1’)で表されるシラノールであり、
前記第1の反応工程の反応生成物が、1分子中にアシロキシ基を1個有するシロキサン化合物であり、かつ、
前記第1の反応工程の後に、
水との反応により、前工程で得たシロキサン化合物のアシロキシ基をヒドロキシ基に変換する修飾工程と、
前記(1)または(2)から選ばれる塩基性化合物の存在下で、前記修飾工程の反応生成物と下記一般式(IA)で表されるアシロキシシランとを反応させ、1分子中にアシロキシ基を1個有するシロキサン化合物を得る第4の反応工程と
を交互に行う、請求項1〜3の何れか1項に記載のシロキサン化合物の製造方法。
R1R2Si(OCOR3)2 (IA)
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよく;R3は、炭素数1〜10の炭化水素基であり、前記炭素数1〜10の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
R4 aR5 bR6 cSiOH (IIA1’)
(式中、a、b、およびcは、それぞれ独立に0以上3以下の整数であり;a+b+cは、3であり;R4、R5、およびR6は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。) - 前記第1のアシロキシシランが、下記一般式(IA)で表されるアシロキシシランであり、
前記第1のシラノールが、下記一般式(IIA1’’)または(IIA2)で表されるシラノールであり、かつ、
前記第1の反応工程の反応生成物が、R3CO2−[Si]−O−(Si)−O−[Si]−OCOR3で表される骨格を有するアシロキシ末端シロキサン化合物(前記第1のシラノール1分子に対して前記第1のアシロキシシラン2分子が反応して生成する構造であり;[Si]は、前記第1のアシロキシシランに由来するシリレン基であり;(Si)は、前記第1のシラノールに由来するシリレン基であり;R3は、式(IA)中のR3と同義である。)であり、かつ、
前記アシロキシ末端シロキサン化合物を、水および前記(1)または(2)から選ばれる塩基性化合物の存在下で反応させて、下記一般式(IIIA2)の構造を有する環状シロキサン化合物を製造する環化工程をさらに含む、請求項1〜3の何れか1項に記載のシロキサン化合物の製造方法。
R1R2Si(OCOR3)2 (IA)
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよく;R3は、炭素数1〜10の炭化水素基であり、前記炭素数1〜10の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
R4 aR5 bSi(OH)4−(a+b) (IIA1’’)
(式中、aおよびbは、それぞれ独立に、0以上2以下の整数であり;a+bは、0以上2以下の整数であり;R4、R5、およびR6は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または水素原子であり、前記炭素数1〜20の炭化水素基および前記炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
HO(SiR7R8O)dH (IIA2)
(式中、dは、2以上4以下の整数であり;R7およびR8は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、またはヒドロキシ基であり、前
記炭素数1〜20の炭化水素基および炭素数1〜20のアルコキシ基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
- 下記一般式(IIIB1)〜(IIIB4)で表されるシロキサン化合物。
R9R10R11Si−O−SiR12R13X1 (IIIB1)
R14R15R16Si−O−SiR17R18−O−SiR19R20X2 (IIIB2)
R21R22R23Si−O−SiR24R25−O−SiR26R27−O−SiR28R29X3 (IIIB3)
R30R31R32Si−O−SiR33R34−O−SiR35X4−O−SiR36R37R38 (IIIB4)
(これら式中、R9〜R38は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、フェニル基、および、ビニル基の中から選ばれる基であり、X1〜X4は、それぞれ独立に、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、またはヒドロキシ基である。) - 請求項1〜13の何れか1項に記載の製造方法で得られるシロキサン化合物であって、アシロキシ基およびヒドロキシ基の少なくとも一方を有するシロキサン化合物、並びに請求項14に記載のシロキサン化合物から選ばれるシロキサン化合物を含有する組成物からなる、表面処理剤。
- 請求項15に記載の表面処理剤を用いて、固体材料の表面処理を行う方法。
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