JP2530512B2 - 有機珪素化合物の製造方法 - Google Patents

有機珪素化合物の製造方法

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1804Compounds having Si-O-C linkages

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は有機珪素化合物の製造方法に関し、特にシラ
ンカップリング剤に好適な有機珪素化合物の、新規な製
造方法に関する。
《従来の技術》 接着性を改善するために、反応性の低分子化合物や高
分子化合物の比較的固形分の低い低粘度溶液を接着用プ
ライマーとして用いる被着体のプライマー処理は、実際
的な表面処理法の一つであり、係るプライマーの1種と
してシランカップリング剤が良く知られている。上記プ
ライマー処理には、基本的に被着体の表面と接着剤と
の親和性を増大せしめる作用、被着体表面の補強作用
及びいったん形成された接着界面を保護することによ
って接着の耐久性を増大させる作用が期待させる。これ
らの作用のうち、特に及びの作用効果の観点から、
シランカップリング剤として、近年(メタ)アクリル基
含有有機シラン化合物が賞用されており、特にγ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシランのような(メ
タ)アクリロキシアルキルアルコキシシランは、種々の
樹脂と各種の無機物質との接着剤として使用できるのみ
ならず、これを樹脂にグラフト化することによって該樹
脂を湿気硬化性とすることができる点で優れている。
《発明が解決しようとする課題》 しかしながら、このシランカップリング剤は、耐熱性
の点で満足できるものではないという欠点があった。
上記の欠点は、アルコキシシリル基と(メタ)アクリ
ル基とをフェニル基を介して結合せしめることにより改
善されるが、上記フェニル基を介して結合した有機珪素
化合物の効率的な製造方法は未だ知られていない。
従って本発明の目的は、耐熱性に優れたシランカップ
リング剤を効率良く製造するための方法を提供すること
にある。
《課題を解決するための手段》 本発明の上記の目的は、一般式 で表される化合物と、一般式 で表される化合物とを反応させることを特徴とする、一
般式 で表される有機珪素化合物の製造方法によって達成され
た。
上記の一般式中、R1は炭素数1〜2の1価の炭化水素
基、R2は炭素数2〜3の2価の炭化水素、Xはハロゲ
ン、R3はH又はCH3、Mはアルカリ金属又はアルカリ土
類金属化合物を表し、mは1〜3の整数、nは0又は1
を表す。
R1の炭素数1〜2の1価の炭化水素基の具体例として
は、例えばCH3−及びCH3CH2−が例示される。R2は炭素
数2〜3の2価の炭化水素基の具体例としては、例えば −CH2CH2−、−CH2CH2CH2−、 等が例示される。
又、フェニル基の置換の位置はオルト、メタ、パラ位
のいずれでも良い。本発明で製造する、前記一般式で表
される有機珪素化合物の代表例としては下記のものが例
示される。
本発明によって得られる有機珪素化合物は、種々の樹
脂と各種の無機物質との接着剤として使用することがで
きる上、グラフト化又は共重合して該有機珪素化合物を
各種の樹脂中に導入せしめることにより、それらの樹脂
を湿気硬化性とすることができるので、シランカップリ
ング剤として極めて有用である。
本発明によって得られる有機珪素化合物はアルコキシ
シリル基と(メタ)アクリル基との間にフェニル基を有
しているので、これをシランカップリング剤として応用
した場合には、従来のアクリル官能性シランカップリン
グ剤を用いた場合より耐熱性が改善される。
《発明の効果》 本発明の製造方法は副反応が少ないので、70%以上の
収率で、容易に、耐熱性に優れたアクリル官能性シラン
カップリング剤を得るのに好適である。
《実施例》 以下、本発明を実施例によって更に詳述するが、本発
明はこれによって限定されるものではない。
合成例1. 攪拌機、温度計、還流冷却器及び滴下ロートを取りつ
けた1のセパラブルフラスコに、式 で表されるクロロメチルスチレン152.5g(m体70%とp
体30%を含む混合物:1.0モル)、トルエン150.0g、白金
濃度2重量%の塩化白金酸の1−ブタノール溶液0.5g並
びにBHT0.5gを仕込み、攪拌下50℃にてH−SiCl3で表さ
れるトリクロロシラン135.5g(1.0モル)を滴下した。
滴下に際しては反応系中の温度が60℃以上とならないよ
うに調整した。滴下終了後、70℃で更に2時間攪拌を続
けた。反応混合物430gに尿素270.0g(4.5モル)を添加
し、50℃にてメタノール192.0g(6.0モル)を反応系中
の温度が80℃以上とならないように調整しながら滴下し
た。
滴下終了後80℃にて2時間攪拌を続けた後、冷却する
と2層に分離した。この上層部分を濃縮し、蒸留したと
ころ沸点142℃/4Torrで208.0gの無色透明な液体が得ら
れた。
赤外線吸収スペクトル分析、核磁気共鳴スペクトル分
析及びマススペクトル分析の結果から、得られた化合物
は、式 であることが判明した。収率は75.7%であった。
合成例2. 合成例1で使用したメタノールの代わりにエタノール
276.0g(6.0モル)を使用した他は同様に反応を行った
ところ、沸点125℃/0.003Torrで無色透明な液体220.6g
が得られた。
赤外線吸収スペクトル分析、核磁気共鳴スペクトル分
析及びマススペクトル分析の結果から、得られた化合物
は、式 であることが判明した。収率は69.6%であった。
合成例3. 合成例1で使用したトリクロロシランの代わりに で表されるジメチルクロロシラン94.5g(1.0モル)を使
用した他は同様に反応を行ったところ、沸点129℃/4Tor
rで無色透明な液体181.2gが得られた。
赤外線吸収スペクトル分析、核磁気共鳴スペクトル分
析及びマススペクトル分析の結果から、得られた化合物
は、式 であることが判明した。収率は73.4%であった。
合成例4. 合成例1で使用した の代わりに で表されるクロロメチルアリルベンゼン166.5g(1.0モ
ル)を使用した他は同様に反応を行ったところ、沸点11
0℃/0.01Torrで無色透明な液体215.6gが得られた。
赤外線吸収スペクトル分析、核磁気共鳴スペクトル分
析及びマススペクトル分析の結果から、得られた化合物
は、式 であることが判明した。収率は74.7%であった。
実施例1. 攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下ロートを取りつけ
た1セパラブルフラスコ中に式 で表されるメタクリル酸カリウムを72.4g(0.5モル)と
N,N−ジメチルホルムアミド223g、2.6−ジ−t−ブチル
−4−メチルフェノール0.8gを仕込み、合成例1にて得
られた物質 (m体70%とp体30%を含む混合物) 137.4g(0.5モル)を100℃で滴下した。滴下終了後100
℃にて5時間攪拌を続けた。このものを濃縮したとこ
ろ、濃褐色の透明な液体が154g得られた。
ガスクロマトグラフ分析による純度は88.7%(m体62.5
%とp体26.2%の合計値)であった。
又、このものを蒸留したところ沸点145℃/0.001Torr
で62.7gの淡黄色透明な液体が得られた。ガスクロマト
グラフ分析による純度は95.4%(m体67.1%とp体28.3
%の合計値)であった。
赤外線吸収スペクトル分析、核磁気共鳴スペクトル分
析、マススペクトル分析及び元素分析の結果から、この
化合物は下記の であることが確認された。
収率は、濃縮時83.7%で蒸留後は36.8%であった。
〈分析結果〉 元素分析 Si C H 理論値 8.66% 59.23% 7.46% 分析値 8.71% 59.12% 7.29% H1−NMRスペクトル分析 第1図参照 0.75〜1.25ppm(m,2H):Si−CH 2−CH2 3.50 ppm(S,9H):CH 3−O−Si IRスペクトル分析 第2図参照 1,087cm-1:Si−O−C 1,638cm-1:−C=C− 1,453cm-1:C−H 2,840cm-1:C−H 2,942cm-1:C−H 実施例2. 実施例1で使用したメタアクリル酸カリウムの代わり
にアクリル酸カリウム 72.4g(0.5モル)を使用した他は実施例1と全く同様に
反応を行ったところ、130.0gの濃褐色で透明な液体が得
られた。
ガスクロマトグラフ分析による純度は92.5%(m体6
5.3%とp体27.2%の合計値)であった。更にこれを蒸
留したところ、沸点140℃/0.002Torrで淡黄色透明な液
体が52.3g得られた。ガスクロマトグラフ分析による純
度は95.0%(m体67.4%とp体27.6%の合計値)であっ
た。
赤外線吸収スペクトル分析、核磁気共鳴スペクトル分
析、マススペクトル分析及び元素分析の結果から、得ら
れた化合物は であることが確認された。
濃縮時の収率は77.6%、蒸留後の収率は32.1%であっ
た。
〈分析結果〉 元素分析 Si C H 理論値 9.05% 58.04% 7.14% 分析値 9.23% 57.91% 7.05% H1−NMRスペクトル分析 δ=0.70〜1.20ppm(m,2H):SiCH 2−CH2 3.50 ppm(S,9H):CH 3−O−Si IRスペクトル分析 第2図参照 1,087cm-1:Si−O−C 1,637cm-1:−C=C− 1,454cm-1:C−H 2,841cm-1:C−H 2,942cm-1:C−H 実施例3. 実施例1で使用した の代わりに合成例2で合成した を158.3g(0.5モル)使用した他は実施例1と全く同様
に反応を行ったところ、140.3gの濃褐色透明な液体が得
られた。
ガスクロマトグラフ分析による純度は、88.0%(m体
64.3%とp体23.7%の合計値)であった。これを更に蒸
留したところ、沸点169℃/0.001Torrで淡黄色透明の液
体が21.0g得られた。ガスクロマトグラフ分析による純
度は、94.5%(m体68.0%とp体26.5%の合計値)であ
った。
赤外線吸収スペクトル分析、核磁気共鳴スペクトル分
析、マススペクトル分析及び元素分析の結果から、得ら
れた化合物は であることが認識された。濃縮時の収率は67.5%、蒸留
後の収率は10.9%であった。
実施例4. 実施例1で使用した の代わりに合成例3で合成した を121.3g(0.5モル)使用した他は実施例1と全く同様
に反応を行ったところ、136.2gの濃褐色透明な液体が得
られた。
ガスクロマトグラフ分析による純度は、87.9%(m体
64.3%とp体23.6%の合計値)であった。更にこれを蒸
留したところ、沸点136℃/0.001Torrで淡黄色透明の液
体が38.5g得られた。ガスクロマトグラフ分析による純
度は、95.4%(m体68.0%とp体27.4%の合計値)であ
った。
赤外線吸収スペクトル分析、核磁気共鳴スペクトル分
析、マススペクトル分析及び元素分析の結果から、得ら
れた化合物は であることが確認された。濃縮時の収率は82.0%、蒸留
後の収率は22.8%であった。
実施例5. 実施例1で使用した の代わりに合成例4で合成した を144.3g(0.50モル)使用した他は実施例1と全く同様
にして反応を行ったところ、131.3gの濃褐色透明な液体
が得られた。
ガスクロマトグラフ分析による純度は、89.8%であっ
た。次にこれを蒸留したところ、沸点157℃/0.003Torr
で淡黄色透明の液体が28.4g得られた。ガスクロマトグ
ラフ分析による純度は、93.8%であった。
赤外線吸収スペクトル分析、核磁気共鳴スペクトル分
析、マススペクトル分析及び元素分析の結果から、得ら
れた化合物は、 であることが確認された。濃縮時の収率は69.8%、蒸留
後の収率は15.8%であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1で得られた化合物のH1−NMRスペクト
ルである。 第2図は実施例1で得られた化合物のIR(赤外吸収)ス
ペクトルである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 Interfaces Polym. Ceram.,Met.Matrix Compos.,Proc.Int.C onf.Compos.Interfa ces,2nd(1988),Elsevi er 発行,PP.279−289

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 (式中、R1は炭素数1〜2の1価炭化水素基、R2は炭素
    数2〜3の2価炭化水素基、Xはハロゲン、mは1〜3
    の整数、nは0又は1を表す。) で、表される化合物と、一般式 (式中、R3はH若しくはCH3を示し、Mはアルカリ金属
    又はアルカリ土類金属化合物を表す。)で表される化合
    物とを反応させることを特徴とする、 一般式 で表される有機珪素化合物の製造方法。
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