JP2024059323A - Method for producing oxadisilacyclopentane compound - Google Patents

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洋一 殿村
Yoichi Tonomura
隆弘 小嶋
Takahiro Kojima
歩 清森
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Abstract

To provide a method for enabling efficient high-yield production of an oxadisilacyclopentane compound.SOLUTION: A method for producing an oxadisilacyclopentane compound represented by the general formula (4) comprises reacting a bisilylethane compound having an acyloxy group represented by the general formula (1) with an amine compound such as allylamine. (In the formulas, R1 to R4 each independently represent an unsubstituted C1-4 monovalent hydrocarbon group; and R5 represents H, or a substituted or unsubstituted C1-20 monovalent hydrocarbon group.)SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、オキサジシラシクロペンタン化合物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an oxadisilacyclopentane compound.

オキサジシラシクロペンタン化合物は、耐熱材料、電子材料、光学材料、化粧品等の原料化合物として有用である。 Oxadisilacyclopentane compounds are useful as raw materials for heat-resistant materials, electronic materials, optical materials, cosmetics, etc.

オキサジシラシクロペンタン化合物の製造方法としては、例えば、クロロジメチルビニルシランとクロロジメチルシランのヒドロシリル化反応により得られる、1,2-ビス(クロロジメチルシリル)エタンと水とを反応させ、生成した高分子化合物を熱分解する方法(特許文献1参照)、1,3-ビス(クロロメチル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサンとマグネシウムとを反応させる方法(非特許文献1参照)、2,2,5,5-テトラメチル-1-アザ-2,5-ジシラシクロペンタンと塩化スズ(II)から合成されるビス(2,2,5,5-テトラメチル-1-アザ-2,5-ジシラシクロペンチル)スズと二酸化炭素とを反応させ、スズの多核錯体を合成する際の副生物として得る方法(非特許文献2参照)等が提案されている。 As a method for producing an oxadisilacyclopentane compound, for example, a method of reacting 1,2-bis(chlorodimethylsilyl)ethane, obtained by the hydrosilylation reaction of chlorodimethylvinylsilane and chlorodimethylsilane, with water and thermally decomposing the resulting polymer compound (see Patent Document 1), a method of reacting 1,3-bis(chloromethyl)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane with magnesium (see Non-Patent Document 1), and a method of reacting bis(2,2,5,5-tetramethyl-1-aza-2,5-disilacyclopentyl)tin, synthesized from 2,2,5,5-tetramethyl-1-aza-2,5-disilacyclopentane and tin(II) chloride, with carbon dioxide to obtain the compound as a by-product in the synthesis of a polynuclear tin complex (see Non-Patent Document 2), etc. have been proposed.

特開平5-25182号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-25182

Pet.Chem.56,798,2016年Pet. Chem. 56,798, 2016 Inorg.Chem.49,11133,2010年Inorg. Chem. 49, 11133, 2010

特許文献1の方法では、1,2-ビス(クロロジメチルシリル)エタンと水との反応により2,2,5,5-テトラメチル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタンが生成すると考えられる。しかし、使用する水およびこの反応により生成する塩化水素が触媒となり、上記生成物の開環反応が進行し、速やかに高分子化合物となるため、この反応では目的の2,2,5,5-テトラメチル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタンはほとんど得られない。この高分子化合物から2,2,5,5-テトラメチル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタンを得るためには、さらに2段階目の反応として熱分解反応が必要となり、工程数が多くなるため工業的には有利ではない。
さらに、上記熱分解により目的のオキサジシラシクロペンタン化合物を得るためには、最低でも200℃以上、実用的な反応速度で目的物を得るには300℃以上の温度での熱分解反応が必要であり、製造において大量のエネルギーを必要とするため、工業的には有利ではない。
In the method of Patent Document 1, it is believed that 2,2,5,5-tetramethyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane is produced by the reaction of 1,2-bis(chlorodimethylsilyl)ethane with water. However, the water used and the hydrogen chloride produced by this reaction act as catalysts to promote a ring-opening reaction of the above product, which quickly produces a polymer compound, and the target 2,2,5,5-tetramethyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane is hardly obtained by this reaction. In order to obtain 2,2,5,5-tetramethyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane from this polymer compound, a thermal decomposition reaction is further required as a second-stage reaction, which increases the number of steps and is therefore not industrially advantageous.
Furthermore, in order to obtain the target oxadisilacyclopentane compound by the above-mentioned pyrolysis, the pyrolysis reaction must be carried out at a temperature of at least 200° C., and in order to obtain the target compound at a practical reaction rate, a temperature of 300° C. or higher is required. Since a large amount of energy is required for the production, this is not industrially advantageous.

また、非特許文献1の方法では、副反応を抑制するためにマグネシウムを随時添加しながら反応を実施しなければならず、操作が煩雑となり、工業的に有利でない。
さらに、非特許文献2の方法では、目的のオキサジシラシクロペンタン化合物を得るのに2段階の反応が必要なだけでなく、収率が低く、毒性の高いスズ化合物を使用しなければならないため、工業的に有利ではない。
Moreover, in the method of Non-Patent Document 1, the reaction must be carried out while adding magnesium from time to time in order to suppress side reactions, which makes the operation complicated and not industrially advantageous.
Furthermore, the method of Non-Patent Document 2 not only requires two-step reactions to obtain the target oxadisilacyclopentane compound, but also has a low yield and requires the use of a highly toxic tin compound, making it industrially unadvantageous.

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、オキサジシラシクロペンタン化合物を、効率的かつ収率よく製造できる方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a method for producing oxadisilacyclopentane compounds efficiently and with high yield.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、アシロキシ基を有するビスシリルエタン化合物とアミン化合物とを反応させる方法により、煩雑な操作を必要とせずにオキサジシラシクロペンタン化合物を得られることを見出すとともに、この方法では、水を使用しないため、反応系中でのオキサジシラシクロペンタン化合物の開環反応による高分子化合物の生成反応が抑制され、高温での反応を必要とせずに、収率よくオキサジシラシクロペンタン化合物を得ることができることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive research conducted by the present inventors to achieve the above object, they discovered that an oxadisilacyclopentane compound can be obtained without the need for complicated operations by reacting a bissilylethane compound having an acyloxy group with an amine compound, and that because this method does not use water, the reaction to produce a polymer compound due to the ring-opening reaction of the oxadisilacyclopentane compound in the reaction system is suppressed, and the oxadisilacyclopentane compound can be obtained in good yield without the need for a high-temperature reaction, thus completing the present invention.

すなわち、本発明は、
1. 下記一般式(1)

Figure 2024059323000001
(式中、R1~R4は、それぞれ独立して、非置換の炭素数1~4の1価炭化水素基を表し、R5は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数1~20の1価炭化水素基を表す。)
で示されるアシロキシ基を有するビスシリルエタン化合物と、下記一般式(2)
Figure 2024059323000002
[式中、R6は、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数1~20の1価炭化水素基または下記一般式(3)で示される基を表す。
Figure 2024059323000003
(式中、mは、0~5の整数を表し、nは、1~5の整数を表し、破線は、結合手を表す。)]
で示されるアミン化合物とを反応させる、下記一般式(4)
Figure 2024059323000004
(式中、R1~R4は、前記と同じ意味を表す。)
で示されるオキサジシラシクロペンタン化合物の製造方法、
2. 反応温度が、0~100℃である1のオキサジシラシクロペンタン化合物の製造方法
を提供する。 That is, the present invention provides
1. The following general formula (1)
Figure 2024059323000001
(In the formula, R 1 to R 4 each independently represent an unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.)
and a bissilylethane compound having an acyloxy group represented by the following general formula (2):
Figure 2024059323000002
In the formula, R 6 represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a group represented by the following general formula (3):
Figure 2024059323000003
(In the formula, m represents an integer of 0 to 5, n represents an integer of 1 to 5, and the dashed line represents a bond.)
and reacting an amine compound represented by the following general formula (4):
Figure 2024059323000004
(In the formula, R 1 to R 4 have the same meanings as above.)
A method for producing an oxadisilacyclopentane compound represented by the formula:
2. The present invention provides a method for producing the oxadisilacyclopentane compound of 1, in which the reaction temperature is 0 to 100° C.

本発明によれば、高分子化合物を生成することなく、また煩雑な操作を必要とせずに、オキサジシラシクロペンタン化合物を効率的かつ収率よく製造することができる。 According to the present invention, oxadisilacyclopentane compounds can be produced efficiently and with high yield without producing polymeric compounds or requiring complicated operations.

以下、本発明について具体的に説明する。
本発明のオキサジシラシクロペンタン化合物の製造方法は、下記一般式(1)で示されるアシロキシ基を有するビスシリルエタン化合物(以下、「化合物(1)」という。)と、下記一般式(2)で示されるアミン化合物(以下、「化合物(2)」という。)とを反応させるものである。
The present invention will be specifically described below.
The method for producing an oxadisilacyclopentane compound of the present invention comprises reacting a bissilylethane compound having an acyloxy group represented by the following general formula (1) (hereinafter referred to as "compound (1)") with an amine compound represented by the following general formula (2) (hereinafter referred to as "compound (2)").

Figure 2024059323000005
Figure 2024059323000005

Figure 2024059323000006
Figure 2024059323000006

一般式(1)において、R1~R4は、それぞれ独立して、非置換の炭素数1~4の1価炭化水素基を表す。
ここで、R1~R4の1価炭化水素基は、直鎖状、分岐状または環状のいずれでもよく、アルキル、アルケニル基等が挙げられる。
その具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル基の直鎖状のアルキル基;イソプロピル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル基の分岐状のアルキル基;シクロプロピル、シクロブチル基の環状のアルキル基;ビニル、アリル、1-プロペニル、イソプロペニル、1-ブテニル基等のアルケニル基等が挙げられる。
これらの中でも、炭素数1~3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。
In formula (1), R 1 to R 4 each independently represent an unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
Here, the monovalent hydrocarbon groups of R 1 to R 4 may be linear, branched or cyclic, and examples of such groups include alkyl and alkenyl groups.
Specific examples thereof include linear alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, and n-butyl groups; branched alkyl groups such as isopropyl, isobutyl, sec-butyl, and tert-butyl groups; cyclic alkyl groups such as cyclopropyl and cyclobutyl groups; and alkenyl groups such as vinyl, allyl, 1-propenyl, isopropenyl, and 1-butenyl groups.
Among these, alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms are preferred, with methyl and ethyl groups being more preferred.

一般式(1)において、R5は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数1~20の1価炭化水素基を表す。 In general formula (1), R 5 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.

ここで、R5の1価炭化水素基は、直鎖状、分岐状または環状のいずれでもよく、炭素数1~20、好ましくは炭素数1~10、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基;炭素数2~20、好ましくは炭素数2~10、より好ましくは炭素数2~6のアルケニル基;炭素数6~20、好ましくは炭素数6~10のアリール基;炭素数7~20、好ましくは炭素数7~10のアラルキル基等が挙げられる。
その具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-デシル、n-ドデシル、n-テトラデシル、n-ヘキサデシル、n-オクタデシル、n-イコシル基等の直鎖状のアルキル基;イソプロピル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、テキシル、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、シクロヘキシル基等の環状のアルキル基;ビニル、アリル、1-ブテニル、1-ペンテニル基等のアルケニル基;フェニル、トリル基等のアリール基;ベンジル基等のアラルキル基等が挙げられる。
また、これらの1価炭化水素基の水素原子の一部または全部が置換されていてもよく、当該置換基の具体例としては、メトキシ、エトキシ、(n-またはイソ)プロポキシ基等のアルコキシ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;シアノ基;アミノ基;炭素数2~10のアシル基等が挙げられる。
これらの中でも、R5の1価炭化水素基としては、原料の入手容易性、生成物の有用性の観点から、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル基等の炭素数1~3のアルキル基;アリル、1-ブテニル、1-ペンテニル基等の炭素数3~5のアルケニル基;フェニル基等の炭素数6~8のアリール基が好ましい。
Here, the monovalent hydrocarbon group for R5 may be linear, branched, or cyclic, and examples thereof include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 6 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms, and more preferably 2 to 6 carbon atoms; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms; and an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, preferably 7 to 10 carbon atoms.
Specific examples thereof include linear alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-decyl, n-dodecyl, n-tetradecyl, n-hexadecyl, n-octadecyl, and n-icosyl groups; branched alkyl groups such as isopropyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, thexyl, and 2-ethylhexyl groups; cyclic alkyl groups such as cyclopentyl and cyclohexyl groups; alkenyl groups such as vinyl, allyl, 1-butenyl, and 1-pentenyl groups; aryl groups such as phenyl and tolyl groups; and aralkyl groups such as benzyl groups.
In addition, some or all of the hydrogen atoms of these monovalent hydrocarbon groups may be substituted, and specific examples of the substituents include alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, (n- or iso)propoxy groups; halogen atoms such as fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms; cyano groups; amino groups; and acyl groups having 2 to 10 carbon atoms.
Among these, from the viewpoints of availability of raw materials and usefulness of the product, preferred monovalent hydrocarbon groups for R5 are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, and isopropyl groups; alkenyl groups having 3 to 5 carbon atoms, such as allyl, 1-butenyl, and 1-pentenyl groups; and aryl groups having 6 to 8 carbon atoms, such as phenyl groups.

化合物(1)の具体例としては、1,2-ビス(アセトキシジメチルシリル)エタン、1,2-ビス(プロピオニルオキシジメチルシリル)エタン、1,2-ビス(ブチリルオキシジメチルシリル)エタン、1,2-ビス(イソブチリルオキシジメチルシリル)エタン、1,2-ビス(ステアロイルオキシジメチルシリル)エタン、1,2-ビス(ベンゾイルオキシジメチルシリル)エタン、1,2-ビス(アクリロイルオキシジメチルシリル)エタン、1,2-ビス(メタクリロイルオキシジメチルシリル)エタン、1,2-ビス(アセトキシジエチルシリル)エタン、1,2-ビス(プロピオニルオキシジエチルシリル)エタン、1,2-ビス(ブチリルオキシジエチルシリル)エタン、1,2-ビス(イソブチリルオキシジエチルシリル)エタン、1,2-ビス(ステアロイルオキシジメチルシリル)エタン、1,2-ビス(ベンゾイルオキシジエチルシリル)エタン、1,2-ビス(アクリロイルオキシジエチルシリル)エタン、1,2-ビス(メタクリロイルオキシジエチルシリル)エタン、1,2-ビス(アセトキシジプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(プロピオニルオキシジプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(ブチリルオキシジプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(イソブチリルオキシジプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(ステアロイルオキシジプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(ベンゾイルオキシジプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(アクリロイルオキシジプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(メタクリロイルオキシジプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(アセトキシジイソプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(プロピオニルオキシジイソプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(ブチリルオキシジイソプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(イソブチリルオキシジイソプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(ステアロイルオキシジイソプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(ベンゾイルオキシジイソプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(アクリロイルオキシジイソプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(メタクリロイルオキシジイソプロピルシリル)エタン、1,2-ビス(アセトキシジブチルシリル)エタン、1,2-ビス(プロピオニルオキシジブチルシリル)エタン、1,2-ビス(ブチリルオキシジブチルシリル)エタン、1,2-ビス(イソブチリルオキシジブチルシリル)エタン、1,2-ビス(ステアロイルオキシジブチルシリル)エタン、1,2-ビス(ベンゾイルオキシジブチルシリル)エタン、1,2-ビス(アクリロイルオキシジブチルシリル)エタン、1,2-ビス(メタクリロイルオキシジブチルシリル)エタン等が挙げられる。 Specific examples of compound (1) include 1,2-bis(acetoxydimethylsilyl)ethane, 1,2-bis(propionyloxydimethylsilyl)ethane, 1,2-bis(butyryloxydimethylsilyl)ethane, 1,2-bis(isobutyryloxydimethylsilyl)ethane, 1,2-bis(stearoyloxydimethylsilyl)ethane, 1,2-bis(benzoyloxydimethylsilyl)ethane, 1,2-bis(acryloyloxydimethylsilyl)ethane, 1,2-bis(methacryloyloxydimethylsilyl)ethane, 1,2-bis(acetoxydiethylsilyl)ethane, 1,2-bis(propionyloxydiethylsilyl)ethane, 1 ,2-bis(butyryloxydiethylsilyl)ethane, 1,2-bis(isobutyryloxydiethylsilyl)ethane, 1,2-bis(stearoyloxydimethylsilyl)ethane, 1,2-bis(benzoyloxydiethylsilyl)ethane, 1,2-bis(acryloyloxydiethylsilyl)ethane, 1,2-bis(methacryloyloxydiethylsilyl)ethane, 1,2-bis(acetoxydipropylsilyl)ethane, 1,2-bis(propionyloxydipropylsilyl)ethane, 1,2-bis(butyryloxydipropylsilyl)ethane, 1,2-bis(isobutyryloxydipropyl ... 1,2-bis(benzoyloxydipropylsilyl)ethane, 1,2-bis(acryloyloxydipropylsilyl)ethane, 1,2-bis(methacryloyloxydipropylsilyl)ethane, 1,2-bis(acetoxydiisopropylsilyl)ethane, 1,2-bis(propionyloxydiisopropylsilyl)ethane, 1,2-bis(butyryloxydiisopropylsilyl)ethane, 1,2-bis(isobutyryloxydiisopropylsilyl)ethane, 1,2-bis(stearoyloxydiisopropylsilyl)ethane, 1,2-bis(benzoyloxydiisopropylsilyl)ethane, 1, Examples include 2-bis(acryloyloxydiisopropylsilyl)ethane, 1,2-bis(methacryloyloxydiisopropylsilyl)ethane, 1,2-bis(acetoxydibutylsilyl)ethane, 1,2-bis(propionyloxydibutylsilyl)ethane, 1,2-bis(butyryloxydibutylsilyl)ethane, 1,2-bis(isobutyryloxydibutylsilyl)ethane, 1,2-bis(stearoyloxydibutylsilyl)ethane, 1,2-bis(benzoyloxydibutylsilyl)ethane, 1,2-bis(acryloyloxydibutylsilyl)ethane, and 1,2-bis(methacryloyloxydibutylsilyl)ethane.

これらの中でも、原料の入手性、生成物の有用性の観点から、1,2-ビス(アセトキシジメチルシリル)エタン、1,2-ビス(プロピオニルオキシジメチルシリル)エタンが好ましい。
なお、これらの化合物は、市販されているものを用いてもよいし、製造してもよい。製造する場合、公知の方法に従えばよく、例えば、カルボン酸化合物と1,2-ビス(クロロシリル)エタン化合物を脱塩化水素反応させる方法等によって得ることができる。また、製造する場合は、反応生成物をそのまま用いてもよいし、蒸留等の精製を行ったものを用いてもよい。
Among these, 1,2-bis(acetoxydimethylsilyl)ethane and 1,2-bis(propionyloxydimethylsilyl)ethane are preferred from the viewpoints of availability of raw materials and usefulness of the product.
These compounds may be commercially available or may be produced. When produced, they may be obtained according to a known method, for example, by a method of subjecting a carboxylic acid compound and a 1,2-bis(chlorosilyl)ethane compound to a dehydrochlorination reaction. When produced, the reaction product may be used as it is, or may be used after purification such as distillation.

一般式(2)において、R6は水素原子、置換もしくは非置換の炭素数1~20の1価炭化水素基または下記一般式(3)で示される基を表す。 In formula (2), R 6 represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a group represented by the following formula (3).

Figure 2024059323000007
Figure 2024059323000007

ここで、R6の1価炭化水素基は、直鎖状、分岐状または環状のいずれでもよく、炭素数1~20、好ましくは炭素数1~10、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基;炭素数2~20、好ましくは炭素数2~10、より好ましくは炭素数2~6のアルケニル基;炭素数6~20、好ましくは炭素数6~10のアリール基;炭素数7~20、好ましくは炭素数7~10のアラルキル基等が挙げられる。
その具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-デシル、n-ドデシル、n-テトラデシル、n-ヘキサデシル、n-オクタデシル、n-イコシル基等の直鎖状のアルキル基;イソプロピル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、テキシル、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、シクロヘキシル基等の環状のアルキル基;ビニル、アリル、1-ブテニル、1-ペンテニル基等のアルケニル基;フェニル、トリル基等のアリール基;ベンジル基等のアラルキル基等が挙げられる。
また、これらの1価炭化水素基の水素原子の一部または全部が置換されていてもよく、該置換基の具体例としては、メトキシ、エトキシ、(n-またはイソ)プロポキシ基等のアルコキシ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;シアノ基;アミノ基;炭素数2~10のアシル基等が挙げられる。
これらの中でも、R6の1価炭化水素基としては、原料の入手容易性、生成物の有用性の観点から、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル基等の炭素数1~3のアルキル基、アリル、1-ブテニル、1-ペンテニル基等の炭素数3~5のアルケニル基、フェニル基等の炭素数6~8のアリール基が好ましい。
Here, the monovalent hydrocarbon group of R6 may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 6 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms, and more preferably 2 to 6 carbon atoms; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms; and an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, preferably 7 to 10 carbon atoms.
Specific examples thereof include linear alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-decyl, n-dodecyl, n-tetradecyl, n-hexadecyl, n-octadecyl, and n-icosyl groups; branched alkyl groups such as isopropyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, thexyl, and 2-ethylhexyl groups; cyclic alkyl groups such as cyclopentyl and cyclohexyl groups; alkenyl groups such as vinyl, allyl, 1-butenyl, and 1-pentenyl groups; aryl groups such as phenyl and tolyl groups; and aralkyl groups such as benzyl groups.
In addition, some or all of the hydrogen atoms of these monovalent hydrocarbon groups may be substituted, and specific examples of the substituents include alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, (n- or iso)propoxy groups; halogen atoms such as fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms; cyano groups; amino groups; and acyl groups having 2 to 10 carbon atoms.
Among these, from the viewpoints of availability of raw materials and usefulness of the product, preferred monovalent hydrocarbon groups for R6 are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, and isopropyl groups; alkenyl groups having 3 to 5 carbon atoms, such as allyl, 1-butenyl, and 1-pentenyl groups; and aryl groups having 6 to 8 carbon atoms, such as phenyl groups.

一般式(3)において、mは、0~5の整数、好ましくは0、1または2の整数、より好ましくは0または1の整数である。
一般式(3)において、nは、1~5の整数、好ましくは1、2、3または4の整数、より好ましくは2または3の整数である。
mとnの好ましい組み合わせは、mが、0または1の整数であり、nが、2または3の整数の場合である。
In formula (3), m is an integer of 0 to 5, preferably an integer of 0, 1 or 2, and more preferably an integer of 0 or 1.
In formula (3), n is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1, 2, 3 or 4, and more preferably an integer of 2 or 3.
A preferred combination of m and n is when m is an integer of 0 or 1, and n is an integer of 2 or 3.

一般式(3)で表される基の具体例としては、アミノエチル基、アミノプロピル基、アミノエチルアミノエチル基、アミノプロピルアミノプロピル基、アミノエチルアミノエチルアミノエチル基等が挙げられる。
これらの中でも、R6の一般式(3)で表される基としては、原料の入手容易性、生成物の有用性の観点から、アミノエチル基、アミノエチルアミノエチル基が好ましい。
Specific examples of the group represented by formula (3) include an aminoethyl group, an aminopropyl group, an aminoethylaminoethyl group, an aminopropylaminopropyl group, and an aminoethylaminoethylaminoethyl group.
Among these, as the group represented by general formula (3) for R 6 , an aminoethyl group and an aminoethylaminoethyl group are preferred from the viewpoints of availability of the raw materials and usefulness of the product.

化合物(2)の具体例としては、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、ブチルアミン、アリルアミン、アニリン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン、トリプロピレンテトラミン等が挙げられる。
これらの中でも、原料の入手性の観点から、アリルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンが好ましい。
Specific examples of the compound (2) include ammonia, methylamine, ethylamine, butylamine, allylamine, aniline, ethylenediamine, propylenediamine, diethylenetriamine, dipropylenetriamine, triethylenetetramine, and tripropylenetetramine.
Among these, allylamine, ethylenediamine, and diethylenetriamine are preferred from the viewpoint of availability of raw materials.

上記反応で得られる上記一般式(4)で示されるオキサジシラシクロペンタン化合物(以下、「化合物(4)」という。)の具体例としては、2,2,5,5-テトラメチル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタン、2,2,5,5-テトラエチル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタン、2,2,5,5-テトラプロピル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタン、2,2,5,5-テトライソプロピル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタン、2,2,5,5-テトラブチル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタン、2,5-ジエチル-2,5-ジメチル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタン、2,5-ジtert-ブチル-2,5-ジメチル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタン等が挙げられる。 Specific examples of the oxadisilacyclopentane compound represented by the above general formula (4) (hereinafter referred to as "compound (4)") obtained by the above reaction include 2,2,5,5-tetramethyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane, 2,2,5,5-tetraethyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane, 2,2,5,5-tetrapropyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane, 2,2,5,5-tetraisopropyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane, 2,2,5,5-tetrabutyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane, 2,5-diethyl-2,5-dimethyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane, 2,5-ditert-butyl-2,5-dimethyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane, and the like.

上記化合物(1)と、化合物(2)との配合比は特に限定されないが、反応性、生産性の点から、化合物(1)のアシロキシ基1モルに対して、化合物(2)0.6~20.0モルが好ましく、0.8~10.0モルがより好ましい。 The mixing ratio of the above compound (1) and compound (2) is not particularly limited, but from the standpoint of reactivity and productivity, 0.6 to 20.0 moles of compound (2) per mole of acyloxy group of compound (1) is preferred, and 0.8 to 10.0 moles is more preferred.

上記反応は、無溶媒で行うことができる。
この場合、化合物(1)を化合物(2)に添加しても、化合物(2)を化合物(1)に添加してもよい。
The above reaction can be carried out without a solvent.
In this case, compound (1) may be added to compound (2), or compound (2) may be added to compound (1).

また、上記反応は、溶媒を用いて行うこともできる。
溶媒の具体例としては、反応を阻害しないものであれば任意であり、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、シクロヘキサン、ヘプタン、イソオクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリ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、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル等のエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒;アセトニトリル、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシ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;メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒等が挙げられ、これらは、1種を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
The above reaction can also be carried out using a solvent.
Specific examples of the solvent include any solvent that does not inhibit the reaction, such as pentane, hexane, octane, decane, dodecane, tetradecane, cyclohexane, heptane, isooctane, benzene, toluene, xylene, mesitylene, tetralin, and other hydrocarbon solvents; diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, and other ether solvents; ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and other ester solvents; acetonitrile, N,N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, and other aprotic polar solvents; dichloromethane, chloroform, and other chlorinated hydrocarbon solvents; and methanol, ethanol, and other alcohol solvents. These may be used alone or in combination of two or more.

溶媒を用いる場合、化合物(1)、化合物(2)および溶媒の配合順序は任意であるが、化合物(2)および溶媒の混合液と化合物(1)とを混合することが好ましく、化合物(2)および溶媒の混合液に化合物(1)を添加することがより好ましい。 When a solvent is used, the order of compound (1), compound (2), and the solvent may be arbitrary, but it is preferable to mix a mixture of compound (2) and the solvent with compound (1), and it is more preferable to add compound (1) to a mixture of compound (2) and the solvent.

上記反応の反応温度は特に限定されないが、0~100℃が好ましく、15~85℃がより好ましく、20~80℃がより一層好ましく、20~70℃がさらに好ましい。
また、反応時間も特に限定されないが、1~15時間が好ましく、1~10時間がより好ましく、1~7時間がより一層好ましく、1~5時間がさらに好ましい。
なお、上記反応は、大気下で行っても、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。
The reaction temperature of the above reaction is not particularly limited, but is preferably 0 to 100°C, more preferably 15 to 85°C, even more preferably 20 to 80°C, and even more preferably 20 to 70°C.
The reaction time is not particularly limited, but is preferably 1 to 15 hours, more preferably 1 to 10 hours, even more preferably 1 to 7 hours, and even more preferably 1 to 5 hours.
The above reaction may be carried out in air or in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.

本発明において、化合物(1)が目的物とする化合物(4)に変換される反応は、以下の反応式のように進行していると推測される。 In the present invention, the reaction in which compound (1) is converted into the target compound (4) is presumed to proceed as shown in the following reaction formula.

Figure 2024059323000008
Figure 2024059323000008

まず、化合物(1)と化合物(2)が反応し、中間体化合物(5)とアミド化合物(6)が生成し、続く中間体化合物(5)の閉環反応において化合物(4)とカルボン酸化合物(7)に変換される。この反応においては、反応時に水を使用せず、また反応時に水が生成しないため、水によるオキサジシラシクロペンタン化合物の開環反応による重合反応が進行しない。そのため、高収率でオキサジシラシクロペンタン化合物を得ることができる。 First, compound (1) reacts with compound (2) to produce intermediate compound (5) and amide compound (6), which are then converted into compound (4) and carboxylic acid compound (7) in a ring-closing reaction. In this reaction, water is not used during the reaction, and water is not produced during the reaction, so a polymerization reaction due to a ring-opening reaction of the oxadisilacyclopentane compound by water does not proceed. Therefore, the oxadisilacyclopentane compound can be obtained in high yield.

このようにして得られた反応液からは、必要に応じてろ過、分液操作を行い、蒸留、低沸点化合物の留去等の通常の方法で目的物を得ることができる。 The reaction liquid thus obtained can be filtered or separated as necessary, and the desired product can be obtained by conventional methods such as distillation or removal of low-boiling compounds.

以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
撹拌機、還流器、滴下ロートおよび温度計を備えたフラスコに、ジエチレントリアミン227.0g(2.2モル)を仕込み、65~75℃で1,2-ビス(アセトキシジメチルシリル)エタン262.5g(1.0モル)を30分かけて滴下し、その温度のままで5時間撹拌した。2層分離した下層を除去後、上層を蒸留した。2,2,5,5-テトラメチル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタンを沸点49-50℃/6.0kPaの留分として、131.0g得た(収率82%)。
[Example 1]
A flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dropping funnel and thermometer was charged with 227.0 g (2.2 mol) of diethylenetriamine, and 262.5 g (1.0 mol) of 1,2-bis(acetoxydimethylsilyl)ethane was added dropwise over 30 minutes at 65-75°C, followed by stirring for 5 hours at that temperature. After removing the lower layer which separated into two layers, the upper layer was distilled. 131.0 g of 2,2,5,5-tetramethyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane was obtained as a fraction with a boiling point of 49-50°C/6.0 kPa (yield 82%).

[実施例2]
撹拌機、還流器、滴下ロートおよび温度計を備えたフラスコに、ジエチレントリアミン227.0g(2.2モル)を仕込み、1,2-ビス(プロピオニルオキシジメチルシリル)エタン290.5g(1.0モル)を30分かけて滴下し、その温度のままで5時間撹拌した。2層分離した下層を除去後、上層を蒸留した。2,2,5,5-テトラメチル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタンを沸点49-50℃/6.0kPaの留分として、132.1g得た(収率82%)。
[Example 2]
A flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dropping funnel and thermometer was charged with 227.0 g (2.2 mol) of diethylenetriamine, and 290.5 g (1.0 mol) of 1,2-bis(propionyloxydimethylsilyl)ethane was added dropwise over 30 minutes, and the mixture was stirred for 5 hours at the same temperature. After removing the lower layer, which separated into two layers, the upper layer was distilled. 132.1 g of 2,2,5,5-tetramethyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane was obtained as a fraction with a boiling point of 49-50°C/6.0 kPa (yield 82%).

[実施例3]
撹拌機、還流器、滴下ロートおよび温度計を備えたフラスコに、1,2-ビス(クロロジメチルシリル)エタン215.3g(1.0モル)を仕込み、100~110℃でプロピオン酸163.0g(2.2モル)を1時間かけて滴下し、165~170℃15時間撹拌し、1,2-ビス(プロピオニルオキシジメチルシリル)エタンの反応液を得た。引き続いて、65~75℃でジエチレントリアミン258.0g(2.5モル)を30分かけて滴下し、その温度のままで5時間撹拌した。2層分離した下層を除去後、上層を蒸留した。2,2,5,5-テトラメチル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタンを沸点49-50℃/6.0kPaの留分として、116.2g得た(収率72%)。
[Example 3]
A flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dropping funnel and thermometer was charged with 215.3g (1.0 mol) of 1,2-bis(chlorodimethylsilyl)ethane, and 163.0g (2.2 mol) of propionic acid was added dropwise at 100-110°C over 1 hour, followed by stirring at 165-170°C for 15 hours to obtain a reaction solution of 1,2-bis(propionyloxydimethylsilyl)ethane. Subsequently, 258.0g (2.5 mol) of diethylenetriamine was added dropwise at 65-75°C over 30 minutes, and the mixture was stirred at that temperature for 5 hours. After removing the lower layer, which separated into two layers, the upper layer was distilled. 116.2g of 2,2,5,5-tetramethyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane was obtained as a fraction with a boiling point of 49-50°C/6.0kPa (yield 72%).

[比較例1]
撹拌機、還流器、滴下ロートおよび温度計を備えたフラスコに、1,2-ビス(クロロジメチルシリル)エタン215.3g(1.0モル)を仕込み、50~60℃で水900g(50.0モル)を1時間で滴下し、その温度のままで1時間撹拌した。反応後、2層分離した下層を除去し、上層に50質量%水酸化カリウム水溶液6.4gを添加し、生成した高分子化合物の熱分解反応を行った。目的の2,2,5,5-テトラメチル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタンの生成が確認できたのは、内温250℃以上となってからであった。370℃で5時間反応の後、蒸留を行った。2,2,5,5-テトラメチル-1-オキサ-2,5-ジシラシクロペンタンを沸点49-50℃/6.0kPaの留分として、78.3g得た(収率49%)。
[Comparative Example 1]
215.3g (1.0 mol) of 1,2-bis(chlorodimethylsilyl)ethane was charged into a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a dropping funnel and a thermometer, and 900g (50.0 mol) of water was dropped at 50-60°C over 1 hour, and the mixture was stirred at that temperature for 1 hour. After the reaction, the lower layer, which separated into two layers, was removed, and 6.4g of a 50% by mass aqueous potassium hydroxide solution was added to the upper layer, and the generated polymer compound was subjected to a thermal decomposition reaction. The generation of the target 2,2,5,5-tetramethyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane was confirmed when the internal temperature reached 250°C or higher. After a 5-hour reaction at 370°C, distillation was performed. 78.3g of 2,2,5,5-tetramethyl-1-oxa-2,5-disilacyclopentane was obtained as a fraction with a boiling point of 49-50°C/6.0kPa (yield 49%).

Claims (2)

下記一般式(1)
Figure 2024059323000009
(式中、R1~R4は、それぞれ独立して、非置換の炭素数1~4の1価炭化水素基を表し、R5は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数1~20の1価炭化水素基を表す。)
で示されるアシロキシ基を有するビスシリルエタン化合物と、下記一般式(2)
Figure 2024059323000010
[式中、R6は、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数1~20の1価炭化水素基または下記一般式(3)で示される基を表す。
Figure 2024059323000011
(式中、mは、0~5の整数を表し、nは、1~5の整数を表し、破線は、結合手を表す。)]
で示されるアミン化合物とを反応させる、下記一般式(4)
Figure 2024059323000012
(式中、R1~R4は、前記と同じ意味を表す。)
で示されるオキサジシラシクロペンタン化合物の製造方法。
The following general formula (1)
Figure 2024059323000009
(In the formula, R 1 to R 4 each independently represent an unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.)
and a bissilylethane compound having an acyloxy group represented by the following general formula (2):
Figure 2024059323000010
In the formula, R 6 represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a group represented by the following general formula (3):
Figure 2024059323000011
(In the formula, m represents an integer of 0 to 5, n represents an integer of 1 to 5, and the dashed line represents a bond.)
and reacting an amine compound represented by the following general formula (4):
Figure 2024059323000012
(In the formula, R 1 to R 4 have the same meanings as above.)
A method for producing an oxadisilacyclopentane compound represented by the following formula:
反応温度が、0~100℃である請求項1記載のオキサジシラシクロペンタン化合物の製造方法。 The method for producing an oxadisilacyclopentane compound according to claim 1, wherein the reaction temperature is 0 to 100°C.
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