JP2558164B2 - 新規な環状オルガノポリシロキサン及びその製造法 - Google Patents

新規な環状オルガノポリシロキサン及びその製造法

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は環状オルガノポリシロキサンに関し、更に詳
細にはシリル化剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム
の原料等として有用な新規環状オルガノポリシロキサン
に関する。
〔従来の技術及びその課題〕
従来、数多くの環状オルガノポリシロキサン、例えば
環状ジメチルポリシロキサンがシリコーンゴム、シリコ
ーン油、シリコーンワニス等の原料として広く用いられ
ている。そして、これらの誘導体についても種々の報告
がある。
一方、分子内にCH3HSiO単位を1個有する環状オルガ
ノポリシロキサンとしては、ペンタメチルシクロトリシ
ロキサン、ヘプタメチルシクロテトラシロキサン、ノナ
メチルシクロペンタシロキサン、ウンデカメチルシクロ
ヘキサシロキサン及びトリデカメチルシクロヘプタシロ
キサンのみが知られており、これらはシリル化剤、シリ
コーンオイル、シリコーンゴムの原料等として有用であ
る。しかし、これらの環状オルガノポリシロキサンにお
いては未だシロキサン単位が8個以上のものが合成され
ておらず、シリル化剤、シリコーンオイル、シリコーン
ゴムの原料供給等の点において充分満足すべきものでは
なかった。
従って本発明の目的はシリル化剤、シリコーンオイ
ル、シリコーンゴムの原料として有用な新規オルガノポ
リシロキサンを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
そこで本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究
した結果、原料としてシロキサン鎖長が一定のα,ω−
ジハイドロジェンオルガノポリシロキサンを用いれば、
R3HSiO単位を1個有する新規な環状オルガノポリシロキ
サンが得られ、これがシリル化剤、シリコーンオイル、
シリコーンゴムの原料として極めて有用であることを見
出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は次の一般式(I) 〔式中、R1、R2及びR3は同一でも異なっていてもよいア
ルキル基、アルケニル基、アリール基又はハロゲン化ア
ルキル基を示し、nは7〜9の整数を示す〕 で表わされる環状オルガノポリシロキサン及びその製造
法を提供するものである。
一般式(I)におけるR1、R2及びR3は同一でも異なっ
ていてもよいアルキル基、アルケニル基、アリール基又
はハロゲン化アルキル基であるが、アルキル基としては
炭素数1〜6のもの、具体的にはメチル基、エチル基、
プロピル基、ブチル基などを;アルケニル基としては炭
素数2〜6のもの、具体的にはビニル基、アリル基など
を;アリール基の具体例としてはフェニル基などを;ハ
ロゲン化アルキル基の具体例としては3,3,3−トリクロ
ロプロピル基などを挙げることができる。
本発明の環状オルガノポリシロキサン(I)は例えば
次の反応式に従って製造される。
〔式中、mは5〜7の整数を示し、R1、R2、R3及びnは
前記と同じ意味を有する〕 すなわち、α,ω−ジハイドロジェンオルガノポリシ
ロキサン(II)にパラジウムカーボンを作用させてα,
ω−ジハイドロキシオルガノポリシロキサン(III)と
なし、次いでこれにジクロロシラン(IV)を反応させる
ことによって本発明の環状オルガノポリシロキサン
(I)を製造することができる。
原料となるα,ω−ジハイドロジェンオルガノポリシ
ロキサン(III)は、下記反応式いに従って製造され
る。
〔式中、R1、R2及びmは前記と同じ意味を有する〕 すなわち、環状シリコーン(V)、クロロシラン(V
I)及び水を無機固体化合物の存在下で反応させれば、
α,ω−ジハイドロジェンオルガノポリシロキサン(II
I)が得られる。
本反応において、α,ω−ジハイドロジェンオルガノ
ポリシロキサン(III)製造のための出発原料である環
状シリコーン(V)としては、例えばデカメチルシクロ
ペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサ
ン、ウンデカメチルシクロヘプタシロキサン等が挙げら
れる。
また、クロロシラン(VI)としては、例えばジメチル
クロロシラン、ジエチルクロロシラン、ジフェニルクロ
ロシラン、ジビニルクロロシラン等が挙げられる。
更に本反応で触媒として用いる無機固体化合物として
は、反応溶液に不溶性で、かつ均一に分散するものが好
ましく、例えばシリカゲル、二酸化チタン、シリカ・ア
ルミナ等が挙げられるが、特にシリカゲルが好ましい。
ここでシリカゲルとは無定型珪酸重合物を言い、本反応
ではいかなる種類のものも用い得るが、粒度の小さいも
のほど少ない使用量において反応速度を速めることがで
きるため好ましい。
本反応により、α,ω−ジハイドロジェンオルガノポ
リシロキサン(III)を製造するには上記環状シリコー
ン(V)、無機固体化合物及び水の混合物中に上記クロ
ロシラン(VI)を添加するのが好ましい。
反応に用いられるクロロシラン(VI)の使用量は、環
状シリコーン(V)に対し、2〜10倍モル、さらに2〜
4倍モル、特に3倍モル程度が好ましく、無機固体化合
物の使用量は環状シリコーン(V)に対して1〜50重量
%であることが好ましく、水の使用量は環状シリコーン
(V)に対して1〜500倍モル、特に5〜20倍モルの範
囲であることが好ましい。
反応溶媒は使用してもしなくてもよいが、用いられる
溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼ
ン、トルエン等の水と混じり合わない炭化水素系溶媒が
挙げられる。
本発明製造法における反応は、環状シリコーン(V)
の反応性によっても異なるが、通常、クロロシラン(V
I)添加後は室温条件下で1〜5時間で終了する。
α,ω−ジハイドロジェンオルガノポリシロキサン
(II)とパラジウムカーボンとの反応は、例えばJourna
l of Organic Chemistry、第31巻、885ページ(1966
年)の記載に従い、ジオキサン−緩衝液中、0℃〜室温
で1〜10時間行えばよい。
α,ω−ジハイドロキシオルガノポリシロキサン(II
I)とジクロロシラン(IV)との反応は、ピリジンなど
の酸捕捉剤の存在下、ベンゼン、トルエンなどの芳香族
炭化水素系溶媒中で0〜50℃で1〜10時間撹拌すればよ
い。
本発明化合物は反応終了後減圧蒸留などの手段により
容易に反応混合物より単離精製することができる。
〔実施例〕
以下に参考例及び実施例を挙げて本発明を説明する。
参考例1 1,13−ジハイドロジェンテトラデカメチルヘプタシロキ
サンの合成〔一般式(III)中、R1=R2=メチル、m=
5〕: 滴下ロートを備えた200mlフラスコにデカメチルシク
ロペンタシロキサン92.5g、水13.5g、シリカゲル(メル
ク社製キーゼルゲル60、250〜400メッシュ)15gを装入
する。充分な撹拌を行いながらジメチルクロロシラン7
0.9gを30分かけて滴下する。30分後フラスコを室温にも
どし撹拌を継続する。1.5時間後撹拌を停止しキーゼル
ゲルを濾過する。得られた濾液を蒸留して過剰なジメチ
ルクロロシランを留去する。得られた溶液を分液ロート
に移し100mlの水で2回、飽和炭酸水素ナトリウム水溶
液100mlさらに100mlの水で2回分液する。ベンゼンとの
共沸により溶液中の水を完全に除去した後、減圧蒸留す
ると1,13−ジハイドロジェンテトラデカメチルヘプタシ
ロキサンが38.3g(収率30%)得られる。原料のデカメ
チルシクロペンタシロキサンは31.3g(33.7%)回収さ
れた。反応したデカメチルシクロペンタシロキサンを基
に算出した収率は45.2%である。
b.p. 107℃/2.0mmHg MS 489(M+−15) IR 2128cm-1(Si−H)29 Si−NMR;ppm(δ)(重ベンゼン中,TMS基準) −6.75(1及び13−Si) −19.83(3及び11−Si) −21.64(5,7及び9−Si)1 H−NMR;ppm(δ)(重ベンゼン中,TMS基準) 0.16(12H,s) 0.19(12H,d,J=2.7Hz) 0.20(12H,s) 0.21(6H,s) 4.96(2H,Sept,J=2.7Hz) 参考例2 1,15−ジハイドロジェンヘキサデカメチルオクタシロキ
サンの合成〔一般式(III)中、R1=R2メチル、m=
6〕: 滴下ロートを備えた2lフラスコにドデカメチルシクロ
ヘキサシロキサン300g、水122.4g、シリカゲル(メルク
社製キーゼルゲル60、250〜400メッシュ)30gを装入す
る。充分な撹拌を行いながらジメチルクロロシラン193g
を30分かけて滴下する。30分後フラスコを室温にもどし
撹拌を継続する。4時間後撹拌を停止しキーゼルゲルを
濾過する。得られた瀘液を蒸留して過剰なジメチルクロ
ロシランを留去する。得られた溶液を分液ロートに移し
200mlの水で2回、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液200ml
さらに200mlの水で2回分液する。ベンゼンとの共沸に
より溶液中の水を完全に除去した後、減圧蒸留すると1,
15−ジハイドロジェンヘキサデカメチルオクタシロキサ
ンが128g(収率32.8%)得られる。原料のドデカメチル
シクロヘキサシロキサンは153.4g(51.1%)回収され
た。反応したドデカメチルシクロヘキサシロキサンを基
に算出した収率は67%である。
b.p. 105℃/0.14mmHg MS 563(M+−15) IR 2132cm-1(Si−H)29 Si−NMR;ppm(δ)(重ベンゼン中,TMS基準) −6.68(1及び15−Si) −19.76(3及び13−Si) −21.58(5及び11−Si) −21.60(7及び9−Si)1 H−NMR;ppm(δ)(重ベンゼン中,C6H6,δ=7.15基
準) 0.17(12H,s) 0.19(12H,d,J=2.8Hz) 0.21(12H,s) 0.22(12H,s) 4.97(2H,Sept,J=2.8Hz) 実施例1 ペンタデカメチルシクロオクタシロキサンの合成〔一般
式(I)中R1=R2=R3=メチル、n=7〕: ジオキサン200ml、緩衝液(pH=7.3)40g及びパラジ
ウムカーボン2gを装入した500ml二口フラスコを氷冷し
た後、1,13−ハイドロジェンテトラデカメチルヘプタシ
ロキサン15.1gを1時間かけて滴下する。滴下終了後パ
ラジウムカーボンを濾過し、ベンゼン200mlを加え分液
する。溶液に含まれる水をベンゼンとの共沸により除去
し粗α,ω−ジハイドロキシオルガノポリシロキサンを
得る。ジクロロメチルシラン3.45g、ピリジン4.25g及び
ベンゼン40mlの溶液と、先に得た粗α,ω−ジハイドロ
キシオルガノポリシロキサンのベンゼン溶液を500ml三
口フラスコに装入したベンゼン300ml中に同時に滴下す
る。滴下終了後1時間撹拌を継続する。200mlの水によ
り2回分液した後、ベンゼンによる共沸脱水で乾燥した
のち減圧蒸留するとペンタデカメチルシクロオクタシロ
キサンが6.9g(収率40%)得られる。得られた化合物の
物性値及びスペクトルデータを以下に示す。
b.p. 91℃/0.12mmHg MS 557(M+−1),563(M+−15) IR 2156cm-1(Si−H)29 Si−NMR;ppm(δ)(重ベンゼン中,TMS基準) −20.85(1及び15−Si) −22.03(7及び11−Si) −22.24(5及び13−Si) −22.21(3及び15−Si) −37.69(1−Si)1 H−NMR;ppm(δ)(重ベンゼン中,C6H6,δ=7.15基
準) 0.20(42H,BS) 0.23(3H,d) 5.04(1H,g) 実施例2 ヘプタデカメチルシクロノナシロキサンの合成〔一般式
(I)中、R1=R2=R3=メチル、n=8〕: 1,15−ジハイドロジェンヘキサデカメチルオクタシロ
キサン14.5g、ジクロロメチルシラン3.16g、ピリジン4.
55gを用いた以外は実施例1と同様に反応を行い、ヘプ
タデカメチルシクロノナシロキサンを7.5g(収率46%)
得た。得られた化合物の物性値及びスペクトルデータを
以下に示す。
b.p. 104℃/0.13mmHg MS 637(M+−15) IR 2156cm-1 29 Si−NMR;ppm(δ)(重ベンゼン中,TMS基準) −20.71(7,9,11及び13−Si) −21.85(5及び15−Si) −22.03(3及び17−Si) −37.46(1−Si)1 H−NMR;ppm(δ)(重ベンゼン中,C6H6,δ=7.15基
準) 0.22(48H,BS) 0.25(3H,d) 5.07(1H,q) 実施例3 ノナデカメチルシクロデカシロキサンの合成〔一般式
(I)中、R1=R2=R3=メチル、n=9〕: 1,17−ジハイドロジェンオクタデカメチルノナシロキ
サン14.5g、ジクロロメチルシラン2.9g、ピリジン4.0g
を用いた以外は実施例1と同様に反応を行い、ノナデカ
メチルシクロデカシロキサンを5.8g(収率32%)得た。
得られた化合物の物性値及びスペクトルデータを以下に
示す。
b.p. 114℃/5×10-5mmHg MS 711(M+−15) IR 2156cm-1 29 Si−NMR;ppm(δ)(重ベンゼン中,TMS基準) −20.65(7,9,11,13及び15−Si) −21.78(5及び17−Si) −22.95(3及び19−Si) −37.40(1−Si)1 H−NMR;ppm(δ)(重ベンゼン中,C6H6,δ=7.15基
準) 0.22(54H,BS) 0.25(3H,d) 5.05(1H,q) 〔発明の効果〕 本発明の環状オルガノポリシロキサンは、シリコーン
工業界において、特にシリル化剤、シリコーンオイル、
シリコーンゴム原料等として極めて有用である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】次の一般式(I) 〔式中、R1、R2及びR3は同一でも異なっていてもよいア
    ルキル基、アルケニル基、アリール基又はハロゲン化ア
    ルキル基を示し、nは7〜9の整数を示す〕 で表わされる環状オルガノポリシロキサン。
  2. 【請求項2】次の一般式(II) HR1R2SiO(R1R2SiO)mSiR1R2H (II) 〔式中、R1及びR2は同一でも異なっていてもよいアルキ
    ル基、アルケニル基、アリール基又はハロゲン化アルキ
    ル基を示し、mは5〜7の整数を示す〕 で表わされるα,ω−ジハイドロジェンオルガノポリシ
    ロキサンにパラジウムカーボンを作用させて次の一般式
    (III) HOR1R2SiO(R1R2SiO)mSiR1R2OH (III) 〔式中、R1、R2及びmは前記と同じ意味を有する〕 で表わされるα,ω−ジハイドロキシオルガノポリシロ
    キサンとなし、次いでこれに次の一般式(IV) R3SiHCl2 (IV) 〔式中、R3はアルキル基、アルケニル基、アリール基又
    はハロゲン化アルキル基を示す〕 で表わされるジクロロシランを反応させることを特徴と
    する請求項1記載の環状オルガノポリシロキサンの製造
    法。
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