JP2612996B2 - Method for producing isocyanurate containing organosilicon group - Google Patents
Method for producing isocyanurate containing organosilicon groupInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は有機けい素基含有イソシ
アヌレートの製造方法、特には接着促進剤、繊維処理用
添加剤、ガラスのサイジング剤などとして有用とされる
有機けい素基含有イソシアヌレートの製造方法に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for producing an organosilicon group-containing isocyanurate, particularly an organosilicon group-containing isocyanurate which is useful as an adhesion promoter, a fiber treatment additive, a glass sizing agent, and the like. And a method for producing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】有機けい素基含有イソシアヌレートの製
造方法としては、一般式 （Ｒ1 Ｏ）3-a Ｒ2 aＳｉＨ （ここにＲ1 は炭素数１〜４のアルキル基、Ｒ2 は炭素
数１〜４のアルキル基またはフェニル基、ａは０，１ま
たは２）で示されるハイドロジェンけい素化合物と、一
般式2. Description of the Related Art As a method for producing an isocyanurate containing an organosilicon group, a general formula (R 1 O) 3-a R 2 a SiH (where R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and R 2 is A hydrogen silicon compound represented by an alkyl group or a phenyl group having 1 to 4 carbon atoms, a represents 0, 1 or 2);
【化２】 （ここにＲ4 は炭素数２〜４のアルケニル基）で示され
る脂肪族不飽和イソシアヌレートとを白金系またはロジ
ウム系の触媒の存在下に反応させる方法が公知とされて
いる。Embedded image (Where R 4 is an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms) is known to react with an aliphatic unsaturated isocyanurate in the presence of a platinum-based or rhodium-based catalyst.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法では
脂肪族不飽和イソシアヌレートが反応の抑制剤として作
用するために多量の触媒が必要とされるし、製造工程中
に反応が停止することがあって触媒の追加が必要とされ
る場合もあるので、これにはその反応制御が非常に困難
であり、製造する毎に反応率が変動するという不利もあ
る。However, in this method, a large amount of catalyst is required for the aliphatic unsaturated isocyanurate to act as a reaction inhibitor, and the reaction is stopped during the production process. In some cases, the addition of a catalyst is required, which makes it very difficult to control the reaction, and has the disadvantage that the reaction rate varies with each production.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不利
を解決した有機けい素基含有イソシアヌレートの製造方
法に関するものであり、これは一般式（１） （Ｒ1 Ｏ）3-a Ｒ2 aＳｉＲ3 ＮＣＯ・・・・・・（１） （ここにＲ1 は炭素数１〜４のアルキル基、Ｒ2 は炭素
数１〜４のアルキル基またはフェニル基、Ｒ3 は炭素数
２〜４のアルキレン基、ａは０，１または２）で示され
るイソシアン酸エステルと、一般式（２） Ｒ4 ＮＣＯ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２） （ここにＲ4 は炭素数２〜４のアルケニル基）で示され
るイソシアン酸エステルとを一般式（３） ＭＯＲ5 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３） （ここにＲ5 は水素原子または炭素数１〜５のアルキル
基、Ｍはアルカリ金属）で示される塩基性触媒の存在下
で反応させることによって、一般式（４）SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing an organosilicon group-containing isocyanurate which solves such disadvantages, and which is represented by the general formula (1) (R 1 O) 3-a R 2 a SiR 3 NCO ······ (1 ) ( here R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 is an alkyl group or a phenyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 3 is 2 carbon atoms And alkylene groups (a) to (a) are an isocyanate ester represented by 0, 1 or 2), and R 4 NCO of the general formula (2): (2) (where R 4 is an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms) and an isocyanate represented by the following general formula (3): MOR 5 (3) (where R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, M is an alkali metal) by reacting in the presence of a basic catalyst represented by the general formula (4)
【化３】 （ここにＲ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 およびａは前記に同
じ、Ｒ6 は（Ｒ1 Ｏ）3-a Ｒ2 aＳｉＲ3 基またはＲ4 ）
で示される化合物を得ることを特徴とするものである。Embedded image (Where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and a are the same as above, and R 6 is (R 1 O) 3-a R 2 a SiR 3 group or R 4 )
Wherein the compound represented by the formula is obtained.
【０００５】すなわち、本発明者らは従来法による不利
を解決することができる有機けい素基含有イソシアヌレ
ートの製造方法を開発すべく種々検討した結果、上記し
た一般式（１）で示されるイソシアン酸エステルと一般
式（２）で示されるイソシアン酸エステルを、一般式
（３）で示される塩基性触媒の存在下で加熱処理して反
応させると、容易に一般式（４）で示される有機けい素
基含有イソシアヌレートの得られることを見出して本発
明を完成させた。以下にこれをさらに詳述する。That is, the present inventors have conducted various studies to develop a method for producing an organic silicon group-containing isocyanurate capable of solving the disadvantages of the conventional method. As a result, the isocyanate represented by the above-mentioned general formula (1) was obtained. When an acid ester and an isocyanate represented by the general formula (2) are reacted by heating in the presence of a basic catalyst represented by the general formula (3), the organic compound represented by the general formula (4) can be easily obtained. The inventors have found that a silicon group-containing isocyanurate can be obtained and completed the present invention. This will be described in more detail below.
【０００６】[0006]
【作用】本発明は有機けい素基含有イソシアヌレートの
製造方法に関するものであり、これは前記した一般式
（１）で示されるイソシアン酸エステルと一般式（２）
で示されるイソシアン酸エステルを一般式（３）で示さ
れる塩基性触媒の存在下で反応させて一般式（４）で示
される有機けい素基含有イソシアヌレートを製造すると
いうものであるが、これによれば反応停止などなしで短
時間内で容易に目的物を収率よく製造することができる
という有利性が与えられる。The present invention relates to a process for producing an organosilicon group-containing isocyanurate, which comprises an isocyanate ester represented by the aforementioned general formula (1) and a general formula (2)
Is reacted in the presence of a basic catalyst represented by the general formula (3) to produce an organosilicon group-containing isocyanurate represented by the general formula (4). According to this, there is provided an advantage that the desired product can be easily produced in a short time without stopping the reaction in good yield.
【０００７】本発明の有機けい素基含有イソシアヌレー
トの製造方法における始発材は前記した一般式（１）お
よび（２）で示される２種類のイソシアン酸エステルと
される。この一つは一般式（１）としての （Ｒ1 Ｏ）3-a Ｒ2 aＳｉＲ3 ＮＣＯ で示され、このＲ1 はメチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基で例示される炭素数１〜４のアルキル基で
あるが、用途上加水分解速度が早いことが好ましいとい
う理由からメチル基、エチル基が好ましいものであり、
Ｒ2 はこのＲ1 と同様の炭素数１〜４のアルキル基また
はフェニル基、Ｒ3 はエチレン基、プロピレン基、ブチ
レン基で例示される炭素数が２〜４のアルキレン基、ａ
は０，１または２で加水分解速度の点から０または１が
好ましいとされるイソシアン酸エステルとされる。The starting material in the method for producing an organosilicon group-containing isocyanurate of the present invention is two kinds of isocyanate esters represented by the above-mentioned general formulas (1) and (2). One of them is represented by (R 1 O) 3-a R 2 a SiR 3 NCO as the general formula (1), wherein R 1 is a carbon number exemplified by a methyl group, an ethyl group, a propyl group and a butyl group. Although it is an alkyl group of 1 to 4, a methyl group and an ethyl group are preferable because a hydrolysis rate is preferably high in use,
R 2 is the same alkyl group or phenyl group having 1 to 4 carbon atoms as R 1 , R 3 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms exemplified by ethylene group, propylene group and butylene group, a
Is an isocyanate ester of 0, 1 or 2, which is preferably 0 or 1 from the viewpoint of hydrolysis rate.
【０００８】また、他のイソシアン酸エステルは一般式
（２）としての Ｒ4 ＮＣＯ で示され、Ｒ4 はビニル基、アリル基、メタリル基、１
−ブテニル基で例示される炭素数２〜４のアルケニル基
とされるものである。この２種類のイソシアン酸エステ
ルは事前に混合されて反応に供されるが、この両者の混
合比は目的とする有機けい素基含有イソシアヌレートの
種類に応じて任意に設定すればよい。The other isocyanate is represented by R 4 NCO as the general formula (2), wherein R 4 is a vinyl group, an allyl group, a methallyl group,
-An alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms exemplified by -butenyl group. The two types of isocyanates are mixed in advance and subjected to the reaction, and the mixing ratio of the two may be set arbitrarily according to the type of the target organic silicon group-containing isocyanurate.
【０００９】このイソシアン酸エステルの混合物はつい
で一般式（３）としての ＭＯＲ5 で示され、Ｒ5 は水素原子または、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基などで例示され
る炭素数１〜５のアルキル基、Ｍはリチウム、ナトリウ
ム、カリウムまたはセシウムなどのアルカリ金属であ
る、塩基性触媒の存在下に反応させられる。This mixture of isocyanates is then represented by MOR 5 as the general formula (3), wherein R 5 is exemplified by a hydrogen atom or a methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl or the like. The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, M, is reacted in the presence of a basic catalyst, which is an alkali metal such as lithium, sodium, potassium or cesium.
【００１０】なお、この触媒は塩基性のものとされる
が、これが酢酸カリウム、プロピオン酸カリウムなどの
ようなカルボン酸アルカリであると触媒活性が低いし、
Ｒ5 が芳香族基であるフェノキシ基である場合は塩基性
が弱く、かつ目的とするイソシアヌレートや溶媒に対す
る溶解性が高く、したがって反応後の除去が難しいとい
う不利が生ずるので、これはＲ5 が水素原子または炭素
数１〜５のアルキル基である水酸化物またはアルコキシ
誘導体とする必要があり、このアルコキシ基としてはメ
トキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペ
ンタノキシ基とすることが好ましい。The catalyst is considered to be basic, but if it is an alkali carboxylate such as potassium acetate or potassium propionate, the catalytic activity is low,
R 5 is weak basic If a phenoxy group is an aromatic group, and high solubility isocyanurate or solvent of interest, therefore than disadvantage arises that it is difficult removal after the reaction, which R 5 Must be a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a hydroxide or an alkoxy derivative, and the alkoxy group is preferably a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, or a pentanoxy group. .
【００１１】この塩基性触媒の使用量は上記したイソシ
アン酸エステル混合物 100重量部に対して 0.1重量部以
上とすればよいが、これは反応時間、分離工程の面から
0.1〜5.0 重量部とすればよい。The basic catalyst may be used in an amount of 0.1 part by weight or more based on 100 parts by weight of the above isocyanate mixture.
The amount may be 0.1 to 5.0 parts by weight.
【００１２】上記した一般式（１）と一般式（２）で示
されるイソシアン酸エステルの混合物から一般式（４）
で示される有機けい素基含有イソシアヌレートを合成す
る反応はこのイソシアン酸エステル混合物を一般式
（３）で示される塩基性触媒の存在下に加熱処理するこ
とによって進行するが、この加熱温度は触媒の種類、溶
媒の有無、種類によって異なるけれども60〜 150℃の範
囲とすればよく、好ましい温度範囲は80〜 130℃とされ
る。From the mixture of the isocyanate represented by the general formula (1) and the general formula (2), the compound represented by the general formula (4)
The reaction for synthesizing the organosilicon group-containing isocyanurate represented by the formula (1) proceeds by subjecting this isocyanate mixture to a heat treatment in the presence of a basic catalyst represented by the general formula (3). Although it depends on the type, presence or absence of solvent, and type, the temperature may be in the range of 60 to 150 ° C, and the preferred temperature range is 80 to 130 ° C.
【００１３】なお、この反応は無溶媒で行なうことがで
きるが、溶媒中で行なってもよく、この溶媒としてはベ
ンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタンなど
のように沸点が60〜 150℃である非極性の炭素水素系の
ものが使用でき、この種の溶媒は反応後の除去が容易で
あるし、これを使用すれば反応後のろ過で触媒を容易に
除去することができる。Although this reaction can be carried out without a solvent, it may be carried out in a solvent, such as benzene, toluene, xylene, hexane, heptane, etc., having a boiling point of 60 to 150 ° C. A non-polar hydrocarbon-based solvent can be used, and this type of solvent can be easily removed after the reaction, and if it is used, the catalyst can be easily removed by filtration after the reaction.
【００１４】この反応はその工程中に反応が停止するこ
とがないので、これを短時間で進行させるができ、これ
によれば目的とする有機けい素基含有イソシアヌレート
を容易に、かつ収率よく得ることができる。この反応に
よって得られた有機けい素基含有イソシアヌレートは硬
化性オルガノポリシロキサン組成物の接着促進剤として
有用とされるが、これはまた、繊維処理用アルガノポリ
シロキサン組成物用添加剤として、さらにはガラスのサ
イジング剤として有用とされる。Since this reaction does not stop during the process, the reaction can proceed in a short time, whereby the desired organosilicon group-containing isocyanurate can be easily obtained at a high yield. Can get well. The organosilicon group-containing isocyanurate obtained by this reaction is considered to be useful as an adhesion promoter for the curable organopolysiloxane composition. Further, it is useful as a sizing agent for glass.
【００１５】[0015]
【実施例】つぎに本発明の実施例をあげる。 実施例１ カリウム・ｔ−ブトキシド0.5gを反応フラスコに仕込ん
で 100℃に加熱し、よく撹拌しながらここにイソシアン
酸アリル 16.6g（0.2 モル）とイソシアン酸３−トリメ
トキシシリルプロピル 20.5g（0.1 モル）との混合物を
25〜30分で適下し、適下終了後も５〜10分間撹拌を続
け、その後室温に冷却してからｎ−ヘキサン 100mlで希
釈し触媒を析出させてろ別した。Next, examples of the present invention will be described. Example 1 A reaction flask was charged with 0.5 g of potassium t-butoxide, heated to 100 ° C., and with good stirring, 16.6 g (0.2 mol) of allyl isocyanate and 20.5 g (0.1 mol) of 3-trimethoxysilylpropyl isocyanate were added thereto. Mol) with the mixture
The mixture was lowered for 25 to 30 minutes, and stirring was continued for 5 to 10 minutes after the completion of the lowering. After that, the mixture was cooled to room temperature, diluted with 100 ml of n-hexane, and the catalyst was separated by filtration.
【００１６】ついで、このろ液を減圧下に濃縮し、分留
したところ、沸点が 182〜 184℃（1.4 mmHg）の液体生
成物が 29.7g（収率80％）得られたので、この生成物を
分析したところ、このものは赤外線吸収スペクトルでイ
ソシアナート基に由来するピーク（2,275cm-1 ）がな
く、イソシアヌレート基に由来するピーク（1,690c
m-1）が観察されたこと、また核磁気共鳴スペクトルに
おけるアリル基とトリメトキシシリルプロピル基の存在
比からみて、この生成物は１−トリメトシキシリルプロ
ピル−３，５−ジアリルイソシアヌレートであることが
確認された。Then, the filtrate was concentrated under reduced pressure and fractionated. As a result, 29.7 g (yield 80%) of a liquid product having a boiling point of 182 to 184 ° C. (1.4 mmHg) was obtained. When the product was analyzed, it was found that there was no peak (2,275 cm -1 ) derived from the isocyanate group in the infrared absorption spectrum, and the peak derived from the isocyanurate group (1,690 c
This product is 1-trimethoxysilylpropyl-3,5-diallyl isocyanurate, based on the observation of m.sup.- 1 ) and the ratio of allyl groups to trimethoxysilylpropyl groups in the nuclear magnetic resonance spectrum. It was confirmed that.
【００１７】実施例２ 実施例１におけるイソシアン酸エステルの混合量をイソ
シアン酸アリル8.3g（0.1 モル）とイソシアン酸３−ト
リメトキシシリルプロピル 41.0g（0.2 モル）としたほ
かは実施例１と同様に処理したところ、沸点が 214〜21
6 ℃（0.25mmHg）の液体生成物が 37.0g（収率75％）で
得られたので、このものを実施例１と同様に赤外線吸収
スペクトル、核磁気共鳴スペクトルで同定したところ、
このものは１，３−ビス（トリメトキシシリルプロピ
ル）−５−アリルイソシアヌレートであることが確認さ
れた。Example 2 The procedure of Example 1 was repeated except that the mixing amount of the isocyanate was 8.3 g (0.1 mol) of allyl isocyanate and 41.0 g (0.2 mol) of 3-trimethoxysilylpropyl isocyanate. The boiling point was 214-21.
Since 37.0 g (yield 75%) of a liquid product at 6 ° C. (0.25 mmHg) was obtained, the product was identified by infrared absorption spectrum and nuclear magnetic resonance spectrum in the same manner as in Example 1.
This was confirmed to be 1,3-bis (trimethoxysilylpropyl) -5-allyl isocyanurate.
【００１８】[0018]
【発明の効果】本発明は有機けい素基含有イソシアヌレ
ートの製造方法に関するものであり、これは前記したよ
うに一般式（１）と一般式（２）で示されるイソシアン
酸エステルの混合物を一般式（３）で示される塩基性触
媒の存在下で反応させて一般式（４）で示される有機け
い素含有イソシアヌレートを製造するというものである
が、これによればこの反応が容易に、かつ効率よく進行
するので目的とする有機けい素基含有イソシアヌレート
を反応の停止、中断なく 容易に得ることができるとい
う有利性が与えられる。The present invention relates to a method for producing an organic silicon group-containing isocyanurate, which comprises, as described above, a mixture of an isocyanate represented by the general formulas (1) and (2). The reaction is carried out in the presence of a basic catalyst represented by the formula (3) to produce an organosilicon-containing isocyanurate represented by the general formula (4). Since the reaction proceeds efficiently, the desired isocyanurate containing an organic silicon group can be easily obtained without stopping or interrupting the reaction.
Claims (1)
数１〜４のアルキル基またはフェニル基、Ｒ3 は炭素数
２〜４のアルキレン基、ａは０，１または２）で示され
るイソシアン酸エステルと、一般式Ｒ4 ＮＣＯ（ここに
Ｒ4 は炭素数２〜４のアルケニル基）で示されるイソシ
アン酸エステルを一般式ＭＯＲ5 （ここにＲ5 は水素原
子または炭素数１〜５のアルキル基、Ｍはアルカリ金
属）で示される塩基性触媒の存在下で反応させて、一般
式 【化１】 （ここにＲ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 、ａは前記に同じ、Ｒ
6 は（Ｒ1 Ｏ）3-a Ｒ2 aＳｉＲ3 基またはＲ4 ）で示さ
れる化合物を得ることを特徴とする有機けい素基含有イ
ソシアヌレートの製造方法。1. A compound of the general formula (R 1 O) 3-a R 2 a SiR 3 NCO wherein R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group. , R 3 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, a is an isocyanate ester represented by 0, 1 or 2) and a general formula R 4 NCO (where R 4 is an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms). The isocyanate represented by the general formula MOR 5 (where R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, M is an alkali metal) is reacted in the presence of a basic catalyst represented by the general formula: Formula 1 (Where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and a are the same as above,
6 is a method for producing an organosilicon group-containing isocyanurate, which comprises obtaining a compound represented by the formula (R 1 O) 3-a R 2 a SiR 3 group or R 4 ).
Priority Applications (1)
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| JP4180331A JP2612996B2 (en) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | Method for producing isocyanurate containing organosilicon group |
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