JP2023505497A - 安定なシリレン前駆体としてのシリラン化合物及びシロキサンの触媒不使用調製におけるその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
シリコーンは、その傑出した化学特性及び物理特性ゆえに、非常に興味深く、したがって、広く使用されている。炭素系のプラスチックによる状況と対照的に、シロキサンの場合、ホモポリマー鎖間のファンデルワールス力は、非常に弱い。シロキサンホモポリマーにおいて、このことは、非常に高い分子量であってさえも、流動挙動及び非常に貧弱な特性をもたらす。それゆえに、シロキサンは架橋されて、そのゴム弾性状態を獲得する。
本発明の主題は、少なくとも2つの式(I)のシリラン基が共有結合している基質からなる、シリラン官能性付与化合物であって:
そしてここで、基Raは、二価のC1~C20炭化水素基であり;
そしてここで、基R1は、以下からなる群より選択される:(i)C1~C20炭化水素基、(ii)C1~C20ハイドロカーボンオキシ基、(iii)シリル基-SiRaRbRc、ここで、基Ra、Rb、Rcは、互いに独立してC1~C6炭化水素基である、(iv)アミン基-NRx 2、ここで、基Rxは、互いに独立して以下からなる群より選択される:(iv.i)水素、(iv.ii)C1~C20炭化水素基、及び(iv.iii)シリル基-SiRaRbRc、ここで、基Ra、Rb、Rcは、互いに独立してC1~C6炭化水素基である、ならびに(v)イミン基-N=CR1R2、ここで、基R1、R2は、互いに独立して以下からなる群より選択される:(v.i)水素、(v.ii)C1~C20炭化水素基及び(v.iii)シリル基-SiRaRbRc、ここで、基Ra、Rb、Rcは、互いに独立してC1~C6炭化水素基である;そして
ここで、基R2、R3、R4、R5は、互いに独立して以下からなる群より選択される:(i)水素、(ii)ハロゲン、及び(iii)C1~C20炭化水素基、ここで、基R2及びR4はまた、環状基の一部であってもよい。
そしてここで、符号a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’、d’’’は、化合物のそれぞれのシロキサン単位の数を示し、互いに独立して0~100000の範囲内の整数であり、但しここで、a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’、d’’’の合計は、少なくとも2の値であり、そして符号b’、c’、d’の少なくとも1つは2以上であるか、又は符号c’’、d’’又はd’’’の少なくとも1つは、0以外である;
そして基R’は、式(IIa)のシリラン基である:
ここで、基Raは、二価のC1~C20炭化水素基であり;そして
ここで、基R1は、以下からなる群より選択される:(i)C1~C20炭化水素基、(ii)C1~C20ハイドロカーボンオキシ基、(iii)シリル基-SiRaRbRc、ここで、基Ra、Rb、Rcは、互いに独立してC1~C6炭化水素基である、(iv)アミン基-NRx 2、ここで、基Rxは、互いに独立して以下からなる群より選択される:(iv.i)水素、(iv.ii)C1~C6炭化水素基、及び(iv.iii)シリル基-SiRaRbRc、ここで、基Ra、Rb、Rcは、互いに独立してC1~C6炭化水素基である、及び(v)イミン基-N=CR1R2、ここで、基R1、R2は、互いに独立して以下からなる群より選択される:(v.i)水素、(v.ii)C1~C20炭化水素基及び(v.iii)シリル基-SiRaRbRc、ここで、基Ra、Rb、Rcは、互いに独立してC1~C6炭化水素基である;そして
ここで、基R2、R3、R4、R5は、互いに独立して以下からなる群より選択される:(i)水素、(ii)ハロゲン、及び(iii)C1~C20炭化水素基、ここで、基R2及びR4はまた、環状基の一部であってもよい。
a)少なくとも1つの、本発明のシリラン官能性付与化合物;及び
b)少なくとも1つの、各々の場合において少なくとも2つの基R’を有する化合物Aであって、ここで、基R’は、互いに独立して以下からなる群より選択される:(i)-Si-H、(ii)-OH、(iii)-CxH2x-OH、ここで、xは1~20の範囲内の整数である、(iv)-CxH2x-NH2、ここで、xは1~20の範囲内の整数である、(v)-SH、及び(vi)-Ra n-CR=CR2、ここで、Raは、二価のC1~C20炭化水素基であり、そして符号nは、0又は1の値であり、そして基Rは、互いに独立して(vi.i)水素及び(vi.ii)C1~C6炭化水素基からなる群より選択される。
(SiO4/2)a(RxSiO3/2)b(R’SiO3/2)b’(Rx 2SiO2/2)c(RxR’SiO2/2)c’
(R’2SiO2/2)c’’(Rx 3SiO1/2)d(R’Rx 2SiO1/2)d’(R’2RxSiO1/2)d’’
(R’3SiO1/2)d’’’ (III)、
ここで、基Rxは、互いに独立して(i)ハロゲン、及び(ii)非置換又は置換C1~C20炭化水素基からなる群より選択され;そして
ここで、基R’は、互いに独立して以下からなる群より選択される:(i)水素、(ii)-OH、(iii)-CxH2x-OH、ここで、xは1~20の範囲内の整数である、(iv)-CxH2x-NH2、ここで、xは1~20の範囲内の整数である、(v)-SH、及び(vi)-Ra n-CR=CR2、ここで、Raは、二価のC1~C20炭化水素基であり、そして符号nは、0又は1の値であり、そして基Rは、互いに独立して(i)水素及び(ii)C1~C6炭化水素基からなる群より選択され;そして
ここで、符号a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’、d’’’は、化合物におけるそれぞれのシロキサン単位の数を示し、そして互いに独立して0~100000の範囲内の整数であり、但しここで、a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’、d’’’の合計は、少なくとも2の値であり、そして符号b’、c’、d’の少なくとも1つは、2以上であるか、又は符号c’’、d’’又はd’’’の少なくとも1つは、0以外である。
(i)特定の実施形態にしたがって、本発明にしたがう混合物を提供すること、及び
(ii)熱による活性化、光化学的活性化又は触媒による活性化によって、上記混合物を還元すること。
質量分析を、Linden CMSからのイオン供給源を備えたLIFDI-MS 700を用いて行った。
元素分析を、Munich Technical University所属Faculty of Chemistryの微量分析実験室によって、ElementarからのVario ELを用いて行った。
29Si-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=8.14(SiO),13.84(SiCl3).
EA[%]:計算値:C=21.01,H=4.41,実測値:C=20.93,H=4.63
29Si-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=8.22(Si-O),38.47(Si-tBuCl2).
EA[%]:計算値:C=38.39,H=7.65,実測値:C=38.25,H=7.76
1H-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=0.12-0.14(m,12H,Si-CH3),0.46-0.52(m,4H,SiCH2),0.74-0.78(m,4H,Si-CH2),1.12(s,18H,SiC-CH3),(m,4H,Si-CH),1.43-1.45(m,12H,SiCH-CH3).
29Si-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=-53.11(CH-Si-CH),8.01(Si-O).
1H-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=0.14-0.16(m,12H,Si-CH3),0.86-0.88(m,8H,CH2),1.03(s,18H,SiC-CH3),1.08-1.11(m,4H,Si-CH),1.43-1.45(m,12H,SiCH-CH3).
29Si-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=-49.70(CH-Si-CH),7.30(Si-O).
1H-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=0.07-0.10(m,12H,Si-CH3),0.59-0.68(m,4H,Si-CH2),0.79-0.81(m,4H,Si-CH2),1.08(s,18H,SiC-CH3),1.18-1.19(m,2H,CH2Si-CH-CH2CH3),1.19-1.20(m,4H,CHSi-CH2),1.39-1.40(m,4H,SiCH-CH2-CH3),1.47-1.49(m,6H,SiCHCH2-CH3).
29Si-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=-42.34(CH2-Si-CH),6.89(Si-O).
EA[%]:計算値:C=61.20,H=11.56,実測値:C=58.13,H=11.31
LIFDI-MS:(THF)m/z=471.95[M]+,415.99[M-C4H8]+,360.01[M-C8H16]+.
1H-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=0.13-0.15(m,12H,Si-CH3),0.90(m,8H,Si-CH2),1.03(s,18H,SiC-CH3),1.49-1.54(m,8H,SiCHCH2-CH2),1.71-1.78(m,8H,SiCH-CH2),1.98-2.05(m,4H,Si-CH).
29Si-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=-49.09(Si-CH),7.27(Si-O).
1H-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=0.12-0.13(m,12H,Si-CH3),0.47-0.52(m,4H,Si-CH2),0.77-0.81(m,4H,Si-CH2),1.15(s,18H,SiC-CH3),1.64-1.67(m,4H,Si-CH),1.78-1.83(m,8H,SiCHCH2-CH2),1.88-1.97(m,8H,SiCH-CH2).
29Si-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=-53.75(Si-CH),7.89(Si-O).
29Si-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=2.19(Si-Cl2),6.38(Si-Me3),8.45(Si-O).
EA[%]:計算値:C=33.97,H=07.98,N=03.96,実測値:C=33.39,H=07.96,N=03.94
1H-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=0.12-0.13(m,12H,OSi-CH3),0.22(s,36H,NSiCH3),0.77-0.80(m,8H,CH2),1.12-1.15(m,4H,Si-CH),1.19-1.21(m,12H,CH-CH3).
29Si-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=-50.01(CH-Si-CH),4.71(N-Si-TMS),7.81(Si-O).
1H-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=0.11-0.12(m,12H,Si-CH3),0.25-0.26(m,36H,NSiCH3),0.47-0.52(m,4H,CH2),0.81-0.85(m,4H,CH2),1.17-1.18(m,4H,Si-CH),1.27-1.30(m,12H,CH-CH3).
29Si-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=-44.90(CH-Si-CH),4.70(N-Si-TMS),7.68(Si-O).
1H-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=0.09-0.10(m,12H,Si-CH3),0.23-0.24(m,36H,NSiCH3),0.52-0.57(m,4H,SiCH2),0.67-0.71(m,4H,SiCH2),0.93-0.99(m,4H,SiCH-CH2),1.27(m,2H,CH2Si-CH),1.34-1.35(m,6H,SiCHCH2-CH3).
29Si-NMR:(294K,500MHz,C6D6)δ=-41.12(CH-Si-CH),5.31(N-Si-TMS),7.86(Si-O).
EA[%]:計算値:C=49.63,H=10.71,N=4.13,実測値:C=47.34,H=10.60,N=3.98
LIFDI-MS:(THF)m/z=675.69[M]+,619.75[M-C4H8]+,564.25[M-C8H16]+,244.06[M-C20H52N2Si4]+.
Claims (12)
- 少なくとも2つの式(I)のシリラン基が共有結合している基質からなる、シリラン官能性付与化合物であって:
そしてここで、基Raは、二価のC1~C20炭化水素基であり;
そしてここで、基R1は、以下からなる群より選択される:(i)C1~C20炭化水素基、(ii)C1~C20ハイドロカーボンオキシ基、(iii)シリル基-SiRaRbRc、ここで、基Ra、Rb、Rcは、互いに独立してC1~C6炭化水素基からなる群より選択される、(iv)アミン基-NRx 2、ここで、基Rxは、互いに独立して以下からなる群より選択される:(iv.i)水素、(iv.ii)C1~C20炭化水素基、及び(iv.iii)シリル基-SiRaRbRc、ここで、基Ra、Rb、Rcは、互いに独立してC1~C6炭化水素基である、ならびに(v)イミン基-N=CR1R2、ここで、基R1、R2は、互いに独立して以下からなる群より選択される:(v.i)水素、(v.ii)C1~C20炭化水素基及び(v.iii)シリル基-SiRaRbRc、ここで、基Ra、Rb、Rcは、互いに独立してC1~C6炭化水素基である;そして
ここで、基R2、R3、R4、R5は、互いに独立して以下からなる群より選択される:(i)水素、(ii)ハロゲン、及び(iii)C1~C20炭化水素基、ここで、基R2及びR4はまた、環状基の一部であってもよい、シリラン官能性付与化合物。 - 前記基質は、有機ケイ素化合物、炭化水素、シリカ、ガラス、砂、石、金属、半金属、金属酸化物、混合金属酸化物、ならびに炭素系のオリゴマー及びポリマーからなる群より選択される、請求項1に記載のシリラン官能性付与化合物。
- 前記基質は、シラン、シロキサン、沈降シリカ、フュームドシリカ、ガラス、炭化水素、ポリオレフィン、アクリレート、ポリアクリレート、ポリビニルアセテート、ポリウレタンならびに酸化プロピレン単位及び/又は酸化エチレン単位から構成されるポリエーテルからなる群より選択される、請求項2に記載のシリラン官能性付与化合物。
- 一般式(II)の化合物からなる群より選択されるシリラン官能性付与有機ケイ素化合物である、請求項1に記載のシリラン官能性付与化合物:
(SiO4/2)a(RxSiO3/2)b(R’SiO3/2)b’(Rx 2SiO2/2)c(RxR’SiO2/2)c’
(R’2SiO2/2)c’’(Rx 3SiO1/2)d(R’Rx 2SiO1/2)d’(R’2RxSiO1/2)d’’
(R’3SiO1/2)d’’’ (II)、
ここで、基Rxは、互いに独立して(i)水素、(ii)ハロゲン、(iii)非置換又は置換C1~C20炭化水素基及び(iv)非置換又は置換C1~C20ハイドロカーボンオキシ基からなる群より選択され;
そしてここで、符号a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’、d’’’は、化合物のそれぞれのシロキサン単位の数を示し、互いに独立して0~100000の範囲内の整数であり、但しここで、a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’、d’’’の合計は、少なくとも2の値であり、そして符号b’、c’、d’の少なくとも1つは2以上であるか、又は符号c’’、d’’又はd’’’の少なくとも1つは0以外である;
そして基R’は、式(IIa)のシリラン基である:
ここで、基Raは、二価のC1~C20炭化水素基であり;
そしてここで、基R1は、以下からなる群より選択される:(i)C1~C20炭化水素基、(ii)C1~C20ハイドロカーボンオキシ基、(iii)シリル基-SiRaRbRc、ここで、基Ra、Rb、Rcは、互いに独立してC1~C6炭化水素基である、(iv)アミン基-NRx 2、ここで、基Rxは、互いに独立して以下からなる群より選択される:(iv.i)水素、(iv.ii)C1~C20炭化水素基、及び(iv.iii)シリル基-SiRaRbRc、ここで、基Ra、Rb、Rcは、互いに独立してC1~C6炭化水素基である、及び(v)イミン基-N=CR1R2、ここで、基R1、R2は、互いに独立して以下からなる群より選択される:(v.i)水素、(v.ii)C1~C20炭化水素基及び(v.iii)シリル基-SiRaRbRc、ここで、基Ra、Rb、Rcは、互いに独立してC1~C6炭化水素基である;そして
ここで、基R2、R3、R4、R5は、互いに独立して以下からなる群より選択される:(i)水素、(ii)ハロゲン、及び(iii)C1~C20炭化水素基、ここで、基R2及びR4はまた、環状基の一部であってもよい、シリラン官能性付与化合物。 - 請求項4に記載のシリラン官能性付与化合物であって、式(II)において、符号a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’’及びd’’’は、0の値であり、そして符号d’は、2の値であり;そしてここで、式(IIa)符号において、nは、1の値であり、そして基Raは、C1~C3アルキレン基であり、そして基R1は、以下からなる群より選択される:(i)C1~C6炭化水素基及び(ii)アミン基-N(SiRaRbRc)2、ここで、基Ra、Rb、Rcは、互いに独立してC1~C6炭化水素基であり、そして基R2、R3、R4、R5は、互いに独立して(i)水素及び(ii)C1~C6アルキル基からなる群より選択され、ここで、基R2及びR4はまた、環状基の一部であってもよい、シリラン官能性付与化合物。
- 請求項5に記載のシリラン官能性付与化合物であって、式(IIa)において、基Raは、エチレン基であり;そして基R1は、(i)C1~C6アルキル基及び(ii)-N(SiMe3)2からなる群より選択され;そして基R2、R3、R4、R5は、互いに独立して(i)水素及び(ii)C1~C6アルキル基からなる群より選択され、ここで、基R2及びR4はまた、ヘキセニル基の一部であってもよい、シリラン官能性付与化合物。
- 以下:
a)少なくとも1つの、請求項1~7のいずれか1項に記載のシリラン官能性付与化合物;及び
b)少なくとも1つの、各々の場合において少なくとも2つの基R’を有する化合物Aであって、ここで、基R’は、互いに独立して以下からなる群より選択される:(i)-Si-H、(ii)-OH、(iii)-CxH2x-OH、ここで、xは1~20の範囲内の整数である、(iv)-CxH2x-NH2、ここで、xは1~20の範囲内の整数である、(v)-SH、及び(vi)-Ra n-CR=CR2、ここで、Raは、二価のC1~C20炭化水素基であり、そして符号nは、0又は1の値であり、そして基Rは、互いに独立して(vi.i)水素及び(vi.ii)C1~C6炭化水素基からなる群より選択される
を含む、混合物。 - 請求項8に記載の混合物であって、前記化合物Aが、一般式(III)の官能性付与シロキサンから選択される:
(SiO4/2)a(RxSiO3/2)b(R’SiO3/2)b’(Rx 2SiO2/2)c(RxR’SiO2/2)c’
(R’2SiO2/2)c’’(Rx 3SiO1/2)d(R’Rx 2SiO1/2)d’(R’2RxSiO1/2)d’’
(R’3SiO1/2)d’’’ (III)、
ここで、基Rxは、互いに独立して(i)ハロゲン、及び(ii)非置換又は置換C1~C20炭化水素基からなる群より選択され;そして
ここで、基R’は、互いに独立して以下からなる群より選択される:(i)水素、(ii)-OH、(iii)-CxH2x-OH、ここで、xは、1~20の範囲内の整数である、(iv)-CxH2x-NH2、ここで、xは、1~20の範囲内の整数である、(v)-SH、及び(vi)-Ra n-CR=CR2、ここで、Raは、二価のC1~C20炭化水素基であり、そして符号nは、0又は1の値であり、そして基Rは、互いに独立して(vi.i)水素及び(vi.ii)C1~C6炭化水素基からなる群より選択され;そして
ここで、符号a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’、d’’’は、化合物におけるそれぞれのシロキサン単位の数を示し、そして互いに独立して0~100000の範囲内の整数であり、但しここで、a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’、d’’’の合計は、少なくとも2の値であり、そして符号b’、c’、d’の少なくとも1つは、2以上であるか、又は符号c’’、d’’又はd’’’の少なくとも1つは、0以外である、混合物。 - 以下の工程:
(i)請求項9に記載の混合物を提供すること、及び
(ii)熱による活性化、光化学的活性化又は触媒による活性化によって前記混合物を反応させること
を含む、シロキサンを調製するための方法。 - 前記活性化は熱によって起こり、かつ温度は60℃~200℃の範囲内である、請求項10に記載の方法。
- シリラン基対シロキサンにおける官能基のモル比は、4:1~1:4の範囲内である、請求項10又は11に記載の方法。
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