JP2798342B2 - 4−tert−ブチルシクロヘキシル基含有シラン化合物 - Google Patents

4−tert−ブチルシクロヘキシル基含有シラン化合物

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JP2798342B2 JP12158693A JP12158693A JP2798342B2 JP 2798342 B2 JP2798342 B2 JP 2798342B2 JP 12158693 A JP12158693 A JP 12158693A JP 12158693 A JP12158693 A JP 12158693A JP 2798342 B2 JP2798342 B2 JP 2798342B2
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歩 清森
昭 山本
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幹夫 遠藤
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  • Aftertreatments Of Artificial And Natural Stones (AREA)
  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、木材、コンク
リート、大理石等の建材の表面撥水剤、シランカップリ
ング剤、あるいはオレフィン重合用触媒の添加剤として
有用である新規なアルコキシシラン化合物に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】木材、コンクリート、大理石等の各種基
材表面に撥水性を付与するための撥水剤として、直鎖の
アルキル基を有するアルコキシシラン化合物が有用であ
ることが知られている。またその撥水能に関しては、ア
ルキル鎖長が長くかさ高いものほど優れている、とされ
ている。しかし、長鎖のアルキル基を有するシラン化合
物は、その融点や沸点が高くなり、製造、使用の面から
その鎖長には限界がある。そこで、高い撥水能を持ち、
且つ容易に製造可能で取扱いが簡単な、かさ高い置換基
を持つアルコキシシラン化合物の開発が望まれていた。
【0003】また、かさ高く、且つ立体配座が固定され
フレキシビリティーの少ない置換基を有するアルコキシ
シラン化合物は、シランカップリング剤やオレフィン重
合用の触媒成分として有用であることが知られている。
そこで、新規な、かさ高く且つ立体配座が固定された置
換基を持つアルコキシシラン化合物の出現が望まれてい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かさ高く立
体配座が固定された置換基を有し、しかも、製造および
使用の際の取扱いが簡便な、新規なアルコキシシラン化
合物を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】発明者らは、前記の目的
を達成すべく種々検討を重ねた結果、製造および使用の
際、より簡便な取り扱いができ、建材の表面撥水剤やシ
ランカップリング剤、あるいはオレフィン重合用の触媒
添加剤として有用で、新規なシラン化合物である下記式
[I]
【0006】
【化2】
【0007】で表わされる4−tert−ブチルシクロ
ヘキシル基含有シラン化合物を見いだした。
【0008】[I] 式のR1 は、メチル基、エチル基、
n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−
ブチル基、n−ペンチル基、i−ペンチル基、シクロペ
ンチル基、シクロヘキシル基、4ーtertーブチルシ
クロヘキシル基等で例示される1級または2級のアルキ
ル基であり、R2 は、メチル基、エチル基、n−プロピ
ル基、n−ブチル基等で例示される炭素数1〜4のアル
キル基である。R1 およびR2 は同一でも異なっていて
もよい。
【0009】このような4−tert−ブチルシクロヘ
キシル基含有シラン化合物は、例えば次の方法により製
造することができる。
【0010】すなわち、下記式[II]
【0011】
【化3】
【0012】で表されるグリニャール試薬と、下記式[I
II] R1 Si(OR23 [III] で表わされるアルキルトリアルコキシシランとを、エー
テル系溶媒中、もしくはエーテル系溶媒と炭化水素系溶
媒の混合溶媒中で反応させることにより得る。
【0013】R1 、R2 は前記の化学式 [I] のところ
で説明したものと同じとする。
【0014】化学式[II]で表わされるグリニャール試薬
は、対応する塩化物から常法によって得られるものであ
る。4−tert−ブチルシクロヘキシル基含有シラン
化合物を製造する際、その使用量は、化学式[III] で表
わされるアルキルトリアルコキシシラン1モルに対し
て、通常1〜1.2モル程度である。
【0015】反応に用いられるエーテル系溶媒として
は、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒド
ロフラン等があり、炭化水素系溶媒としては、トルエ
ン、キシレン、n−ヘキサン、i−オクタン等が挙げら
れる。
【0016】反応は、通常溶媒の還流下に行うのが好ま
しい。
【0017】同様の方法で、2個の4−tert−ブチ
ルシクロヘキシル基を含有するシラン化合物を製造する
こともできる。
【0018】すなわち、下記式[IV] Si(OR24 [IV] で表わされるテトラアルコキシシランと、化学式[II]の
グリニャール試薬とを反応させる。ここでのR2 は、化
学式 [I] のところで説明したものと同じものである。
【0019】化学式[IV]のテトラアルコキシシラン1モ
ルに対して2〜2.4モルの化学式[II]のグリニャール
試薬を用いる。これ以外は前記と同じ条件で反応を行
い、2個の4−tert−ブチルシクロヘキシル基を含
有するシラン化合物を得る。
【0020】新規なシラン化合物 [I] は次の方法によ
っても製造できる。
【0021】すなわち、化学式[II]で表されるグリニャ
ール試薬と、下記式[V] R1 SiX3 [V] で表わされるアルキルトリハロシランとを反応させて、
下記式[VI]
【0022】
【化4】
【0023】で表わされるジハロシラン化合物を得る。
【0024】ここでのR1 は、化学式 [I] のところで
説明したものと同じものであり、Xはハロゲン原子であ
る。
【0025】このジハロシラン化合物を、下記式[VII] R2 OH [VII] で表わされるアルコールを用いてエステル化することに
より、新規なシラン化合物 [I] を得ることもできる。
ここでのR2 は、化学式 [I] のところで説明したもの
と同じものである。
【0026】化学式[VI]のジハロシラン化合物を得る際
の反応溶媒、反応温度等は、前記の製造方法と同様であ
る。
【0027】得られたジハロシラン化合物と、アルコー
ルとを用いてエステル化反応を行う際には、生成するハ
ロゲン化水素を中和するために、例えばトリエチルアミ
ン、トリブチルアミン等の三級アミンや、ピリジン、キ
ノリン、イミダゾール等の含窒素複素環化合物を共存さ
せておくことが好ましい。これらの脱ハロゲン化水素剤
は、ジハロシラン化合物1モルに対して2〜3モル使用
する。
【0028】エステル化に用いられるアルコールの使用
量は、ジハロシラン化合物1モルに対して通常2〜3モ
ル程度である。
【0029】同様の方法で、2個の4−tert−ブチ
ルシクロヘキシル基を有するシラン化合物を得ることも
できる。
【0030】すなわち、下記式[VIII] SiX4 [VIII] で表わされるテトラハロシラン1モルに対して、化学式
[II]のグリニャール試薬2〜2.4モルを、これ以外は
前記と同じ条件で反応させて、下記式[IX]
【0031】
【化5】
【0032】で表わされるジハロシラン化合物を得る。
ここでのXはハロゲン原子である。しかる後に、上記と
同様の方法で、このジハロシラン化合物[IX]と、化
学式[VII]のアルコールとを用いてエステル化反応を行
うことにより、2個の4−tert−ブチルシクロヘキ
シル基を有するシラン化合物が得られる。
【0033】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に何ら制約されるもの
ではない。
【0034】実施例1 撹拌機、還流冷却器、温度計、および滴下ロートを備え
た200mlガラスフラスコ中へ、cis−1−クロロ
−4−tert−ブチルシクロヘキサン17.5g(0.1
0mol)とマグネシウム2.43g(0.10gat
om)とをテトラヒドロフラン30ml中で反応させて
得られたグリニャール試薬を仕込んだ。次に、滴下ロー
トよりメチルトリメトキシシラン13.6g(0.10
mol)を60〜70℃で1時間かけて滴下し、さらに
還流下で5時間反応させた。得られた反応混合物を冷却
後、生成した塩を濾去し、濾液を蒸留して84〜86℃
/2mmHgの沸点を有する無色の液体18.3gを得
た。
【0035】得られた物質の質量スペクトルの測定を行
った。測定結果を次に示す。
【0036】質量スペクトル m/z:244(M+ ) 229((M−CH3+ ) 105((MーC1019+1 H−核磁気共鳴スペクトルと13C−核磁気共鳴スペク
トルの測定を、室温下で、重水素化したクロロホルム
(CDCl3 )溶媒中で行った。測定結果を次に示す。
【0037】1H−核磁気共鳴スペクトル δ(ppm):3.44(s、3H、OC 3 ) 1.77、1.72、1.10、0.88 (m、 各1H、 シクロヘキサン環C 2 ) 0.90(m、1H、(CH33 C−C) 0.75(s、9H、(C 3 3 C) 0.62(tt、1H、J=13Hz、3Hz、Si−
) −0.02(s、3H、Si−C 3 13 C−核磁気共鳴スペクトル δ(ppm):50.2(O3 ) 48.2((CH33 C−H) 32.4((CH33 ) 28.5(Si−H−CH2 ) 27.3((33 C) 27.1((CH33 C−CH−2 ) 24.4(Si−CH−2 ) −8.1(Si−3 ) この液体の赤外吸収スペクトルの測定結果は図1に示す
とおりであった。
【0038】以上の分析結果から、得られた液体は(t
rans−4−tert−ブチルシクロヘキシル)メチ
ルジメトキシシランであることが確認された。メチルト
リメトキシシランに対して単離収率は75%であった。
【0039】実施例2 撹拌機、還流冷却器、温度計、および滴下ロートを備え
た300mlガラスフラスコ中へ、cis−1−クロロ
−4−tert−ブチルシクロヘキサン35.0g(0.2
0mol)とマグネシウム4.86g(0.20gat
om)とをテトラヒドロフラン24mlとo−キシレン
24mlの混合溶媒中で反応させて得られたグリニャー
ル試薬を仕込んだ。これに、o−キシレン48mlを加
えた後、滴下ロートよりテトラメトキシシラン14.5
g(0.095mol)を95〜100℃で1時間かけ
て滴下し、さらに還流下で5時間反応させた。得られた
反応混合物を冷却後、生成した塩を濾去して、濾液を蒸
留して154〜155℃/0.15mmHgの沸点を有
する無色の粘稠な液体24.9gを得た。この液体は、
蒸留後、室温下で1晩放置すると、45〜46℃の融点
を有する白色の固体となった。
【0040】最初に得られた物質の質量スペクトルの測
定を行った。測定結果を次に示す。
【0041】質量スペクトル m/z:368(M+ ) 229((M−C1019+ ) 91((M−2C1019+1 H−核磁気共鳴スペクトルと13C−核磁気共鳴スペク
トルの測定を、室温下のもとで重水素化したクロロホル
ム(CDCl3 )溶媒中で行った。測定結果を次に示
す。
【0042】1H−核磁気共鳴スペクトル δ(ppm):3.53(s、6H、OC 3 ) 1.80(m、8H、シクロヘキサン環C 2 ) 1.24(m、4H、シクロヘキサン環C 2 ) 0.93(m、4H+2H シクロヘキサン環C 2 +(CH33 C−C) 0.79(s、18H、(C 3 3 C) 0.73(tt、2H、J=13Hz、3Hz、Si−
13 C−核磁気共鳴スペクトル δ(ppm):50.8(O3 ) 48.3((CH33 C−H) 32.5((CH33 ) 28.8(Si−CH−2 ) 27.6((CH33 C−CH−2 ) 27.4((33 C) 24.0(Si−H) この物質の赤外吸収スペクトルの測定結果は図2に示す
とおりであった。
【0043】以上の分析結果から、得られた固体は、ビ
ス(trans−4−tert−ブチルシクロヘキシ
ル)ジメトキシシランであることが確認された。単離収
率は用いたテトラメトキシシランに対して71%であっ
た。
【0044】実施例3 撹拌機、還流冷却器、温度計、および滴下ロートを備え
た200mlガラスフラスコ中に、cis−1−クロロ
−4−tert−ブチルシクロヘキサン17.5g(0.1
0mol)とマグネシウム2.43g(0.10gat
om)とをテトラヒドロフラン30ml中で反応させて
得られたグリニャール試薬を仕込んだ。次に、滴下ロー
トよりメチルトリクロロシシラン15.0g(0.10
mol)を室温で1時間かけて滴下し、さらに還流下で
5時間反応させた。得られた反応混合物を冷却後、生成
した塩を濾去し、濾液を蒸留して92〜93℃/3mm
Hgの沸点を有する留分を得た。
【0045】この留分を、撹拌機、還流冷却器、温度
計、および滴下ロートを備えた200mlガラスフラス
コ内に、トリエチルアミン20.2g(0.20mo
l)およびn−ヘキサン50mlと共に仕込んだ。次に、滴
下ロートよりメタノール6.4g(0.20mol)を
滴下した後、これを1時間撹拌した。得られた反応混合
物を濾過し、生成した塩を濾去した後、濾液を蒸留して
沸点88〜89℃/2.5mmHgの無色透明液体1
4.8gを得た。
【0046】得られた液体の質量スペクトル、 1Hおよ
13C−核磁気共鳴スペクトル、赤外吸収スペクトル
は、実施例1で得られた化合物のスペクトルと同様であ
り、得られた液体はtrans−4−tert−ブチル
シクロヘキシルメチルジメトキシシランであることが確
認された。単離収率はメチルトリクロロシランに対して
61%であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する実施例1において得られたシ
ラン化合物の赤外吸収スペクトルを示す図である。
【図2】本発明を適用する実施例2において得られたシ
ラン化合物の赤外吸収スペクトルを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09K 3/18 104 C09K 3/18 104 (72)発明者 久保田 透 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地 の1 信越化学工業株式会社合成技術研 究所内 (72)発明者 遠藤 幹夫 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地 の1 信越化学工業株式会社合成技術研 究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07F 7/18 C08F 4/656 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記式 [I] 【化1】 (式中のR1 は1級もしくは2級のアルキル基、R2
    炭素数1〜4のアルキル基である)で表わされる4−t
    ert−ブチルシクロヘキシル基含有シラン化合物。
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