JP3131216B2 - Organopolysiloxane and method for producing the same - Google Patents
Organopolysiloxane and method for producing the sameInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は新規なオルガノポリシロキサンに関し、詳し
くは、星型の化学構造を有し、かつ、分子鎖末端に官能
基を有する新規なオルガノポリシロキサンおよびその製
造方法に関する。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel organopolysiloxane, and more particularly, to a novel organopolysiloxane having a star-shaped chemical structure and having a functional group at a molecular chain terminal. The present invention relates to a siloxane and a method for producing the siloxane.
[従来の技術] 従来、化学構造が星型に制御されており、かつ、分子
鎖末端に官能基を有するオルガノポリシロキサンについ
ては、ディクステイン(William.H.Dickstein)らによ
る報告がある[マクロモレキュルズ(Macromolecules)
22巻(1989年)3886頁]。これは、シリル化したアミノ
基を有する有機リチウム化合物を重合触媒として、ヘキ
サメチルシクロトリシロキサンのリビングアニオン重合
反応を行い、四塩化ケイ素により重合反応を停止させ、
その後アミノ基の脱シリル化を行うものである。この製
造方法を化学反応式で示した。式中、Meはメチル基を示
し、nは正の整数を示す。[Prior Art] Conventionally, an organopolysiloxane having a chemical structure controlled in a star shape and having a functional group at a molecular chain terminal has been reported by Dickstein (William. H. Dickstein) et al. Macromolecules
22 (1989) 3886]. In this method, a living anionic polymerization reaction of hexamethylcyclotrisiloxane is performed using a silylated organolithium compound having an amino group as a polymerization catalyst, and the polymerization reaction is stopped by silicon tetrachloride.
Thereafter, desilylation of the amino group is performed. This production method is represented by a chemical reaction formula. In the formula, Me represents a methyl group, and n represents a positive integer.
[発明が解決しようとする課題] しかし、上記製造方法により得られたオルガノポリシ
ロキサンは、分子鎖末端の官能基が、製造方法に由来す
る、式: に限定されるという欠点があり、分子鎖末端に種々の官
能基を有する星型化学構造のオルガノポリシロキサンは
得られなかった。また、重合触媒の有機リチウム化合物
を調製するために、取扱いの困難なs−ブチルリチウム
を大量に使用しなければならず、上記製造方法は大量合
成には適さなかった。 [Problems to be Solved by the Invention] However, the organopolysiloxane obtained by the above-mentioned production method has a formula in which a functional group at a molecular chain terminal is derived from the production method. However, an organopolysiloxane having a star-shaped chemical structure having various functional groups at the molecular chain terminals could not be obtained. In addition, in order to prepare an organolithium compound as a polymerization catalyst, a large amount of s-butyllithium, which is difficult to handle, must be used, and the above production method is not suitable for mass synthesis.
本発明者らは、上記の問題点を解決すべく鋭意研究し
た結果、本発明に到達した。The present inventors have made intensive studies to solve the above problems, and have reached the present invention.
即ち、本発明の目的は、化学構造が星型に制御されて
おり、かつ、分子鎖末端に官能基を有する新規なオルガ
ノポリシロキサンおよびその製造方法を提供することに
ある。That is, an object of the present invention is to provide a novel organopolysiloxane having a chemical structure controlled in a star shape and having a functional group at a molecular chain terminal, and a method for producing the same.
[課題の解決手段とその作用] 本発明の目的は、 「一般式: (式中、R1は脂肪族不飽和結合を含まない同種または異
種の一価炭化水素基であり、R2は炭素数が2個以上のア
ルキレン基であり、R3は同種または異種の一価炭化水素
基であり、Aは水素原子、ジメチルシリル基、ジメチル
ビニルシリル基、ジメチル(γ−アクリロキシプロピ
ル)シリル基、ジメチル(γ−グリシドキシプロピル)
シリル基、またはジメチル(γ−メルカプトプロピル)
シリル基であり、aは0または1であり、mは3以上の
整数である。) で示されるオルガノポリシロキサン。」 により達成される。[Means for Solving the Problems and Actions] The object of the present invention is to provide a compound represented by the following general formula (Wherein, R 1 is the same or different monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated bond, R 2 is an alkylene group having 2 or more carbon atoms, and R 3 is the same or different monovalent hydrocarbon group) A is a hydrogen atom, dimethylsilyl group, dimethylvinylsilyl group, dimethyl (γ-acryloxypropyl) silyl group, dimethyl (γ-glycidoxypropyl)
Silyl group or dimethyl (γ-mercaptopropyl)
A is a silyl group, a is 0 or 1, and m is an integer of 3 or more. ) An organopolysiloxane represented by the formula: Is achieved.
以下、本発明のオルガノポリシロキサンについて説明
する。Hereinafter, the organopolysiloxane of the present invention will be described.
本発明のオルガノポリシロキサンは、一般式: で示される。上式中、R1は脂肪族不飽和結合を含まない
同種または異種の一価炭化水素基であり、具体的には、
メチル基,エチル基,プロピル基等のアルキル基;フェ
ニル基,トリル基等のアリール基;ベンジル基,フェネ
チル基等のアラルキル基が挙げられ、オルガノポリシロ
キサンを製造する上からメチル基,フェニル基が好まし
い。R2は炭素数が2個以上のアルキレン基であり、具体
的には、メチルメチレン基,エチレン基,プロピレン
基,ブチレン基,ペンチレン基,ヘキシレン基等が挙げ
られる。R3は同種または異種の一価炭化水素基であり、
具体的には、メチル基,エチル基,プロピル基等のアル
キル基;ビニル基,アリル基,ブテニル基,ヘキセニル
基,デセニル基等のアルケニル基;フェニル基,トリル
基,キシリル基等のアリール基;ベンジル基,フェネチ
ル基等のアラルキル基が挙げられる。Aは水素原子、ジ
メチルシリル基、ジメチルビニルシリル基、ジメチル
(γ−アクリロキシプロピル)シリル基、ジメチル(γ
−グリシドキシプロピル)シリル基、またはジメチル
(γ−メルカプトプロピル)シリル基である。aは0ま
たは1であり、aが0である場合は本発明のオルガノポ
リシロキサンは4方に分岐した星型化学構造を有し、a
が1である場合には3方に分岐した星型化学構造を有す
る。また、mは3以上の整数である。このような本発明
のオルガノポリシロキサンは化学構造が星型であり、か
つ、分子鎖末端に官能基を有しているので各種有機樹脂
の改質剤としてまた、硬化性オルガノポリシロキサン組
成物の架橋剤または可塑剤として期待される。The organopolysiloxane of the present invention has the general formula: Indicated by In the above formula, R 1 is the same or different monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated bond, specifically,
Alkyl groups such as methyl group, ethyl group and propyl group; aryl groups such as phenyl group and tolyl group; aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group; and methyl group and phenyl group from the production of organopolysiloxane. preferable. R 2 is an alkylene group having 2 or more carbon atoms, and specific examples include a methylmethylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, and a hexylene group. R 3 is the same or different monovalent hydrocarbon group,
Specifically, alkyl groups such as methyl group, ethyl group and propyl group; alkenyl groups such as vinyl group, allyl group, butenyl group, hexenyl group and decenyl group; aryl groups such as phenyl group, tolyl group and xylyl group; And aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group. A is a hydrogen atom, a dimethylsilyl group, a dimethylvinylsilyl group, a dimethyl (γ-acryloxypropyl) silyl group, a dimethyl (γ
-Glycidoxypropyl) silyl group or dimethyl (γ-mercaptopropyl) silyl group. a is 0 or 1, and when a is 0, the organopolysiloxane of the present invention has a four-branched star chemical structure;
Is 1 and has a star-shaped chemical structure branched in three directions. M is an integer of 3 or more. Such an organopolysiloxane of the present invention has a star-shaped chemical structure, and has a functional group at a molecular chain terminal. Therefore, the organopolysiloxane is also used as a modifier for various organic resins, as a curable organopolysiloxane composition. Expected as a crosslinker or plasticizer.
このような本発明のオルガノポリシロキサンは、 (A)一般式: {式中、R1は脂肪族不飽和結合を含まない同種または異
種の一価炭化水素基であり、R2は炭素数が2個以上のア
ルキレン基であり、Bはアルカリ金属または水素原子
(但し、Bの少なくとも1個はアルカリ金属である。)
であり、aは0または1であり、nは0以上の整数であ
る。} で示されるオルガノポリシロキサンのアルカリ金属塩を
重合触媒として、 (B)一般式: (式中、R1は脂肪族不飽和結合を含まない同種または異
種の一価炭化水素基であり、R2は炭素数が2個以上のア
ルキレン基であり、aは0または1であり、nは0以上
の整数である。) で示されるオルガノポリシロキサンの存在下または不存
在下で、 (C)一般式: (式中、R3は同種または異種の一価炭化水素基であ
る。) で示されるオルガノシクロシロキサンを重合反応させた
後、 (D)酸、ジメチルクロロシラン、ジメチルフェニルク
ロロシラン、またはジメチルビニルクロロシラン により重合反応を停止することにより容易に製造でき
る。Such an organopolysiloxane of the present invention has the following general formula (A): In the formula, R 1 is the same or different monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated bond, R 2 is an alkylene group having 2 or more carbon atoms, and B is an alkali metal or hydrogen atom ( However, at least one of B is an alkali metal.)
And a is 0 or 1, and n is an integer of 0 or more. Using an alkali metal salt of an organopolysiloxane represented by 重合 as a polymerization catalyst, (B) a general formula: (Wherein, R 1 is a same or different monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated bond, R 2 is an alkylene group having 2 or more carbon atoms, a is 0 or 1, n is an integer of 0 or more.) In the presence or absence of an organopolysiloxane represented by the following formula (C): (Wherein, R 3 is the same or different monovalent hydrocarbon group.) After the polymerization reaction of the organocyclosiloxane represented by the following formula (D), acid, dimethylchlorosilane, dimethylphenylchlorosilane, or dimethylvinylchlorosilane is used. It can be easily produced by stopping the polymerization reaction.
本発明の製造方法について詳細に説明する。 The production method of the present invention will be described in detail.
(A)成分のオルガノポリシロキサンのアルカリ金属
塩は、重合触媒として働き、このようなオルガノポリシ
ロキサンのアルカリ金属塩は、一般式: で示される。上式中、R1は脂肪族不飽和結合を含まない
同種または異種の一価炭化水素基であり、前記同様の有
機基が挙げられる。R2は炭素数が2個以上のアルキレン
基であり、前記同様の有機基が挙げられる。Bはアルカ
リ金属または水素原子であり、具体的には、ナトリウ
ム,カリウム,リチウムが挙げられ、特に重合反応が非
平衡的である点でリチウムが好ましい。ここで、(A)
成分中、Bの少なくとも1個はアルカリ金属である必要
がある。aは0または1であり、nは0以上の整数であ
る。このようなオルガノポリシロキサンのアルカリ金属
塩は、テトラキス(ジオルガノシロキシ)シランおよび
ジオルガノアルケニルクロロシランを白金系触媒の存在
下でヒドロシリル化反応を行い、得られた生成物を塩基
性希薄水溶液中で加水分解し、その後この加水分解して
得られたシラノール基を有するオルガノポリシロキサン
をアルカリ金属化合物と反応させることにより容易に得
られる。また、ジオルガノアルケニルクロロシランの代
わりに、分子鎖片末端がケイ素原子結合アルケニル基で
あり、他方の分子鎖片末端がケイ素原子結合塩素原子を
有するオルガノポリシロキサンを使用しても同様にして
得られる。ヒドロシリル化の際、アルケニル基を有する
シランまたはオルガノポリシロキサンをテトラキス(ジ
オルガノシロキシ)シランに対して化学量論量より若干
過剰に使用することが好ましい。また、シラノール基を
有するオルガノポリシロキサンとアルカリ金属化合物と
の反応を行う際、アルカリ金属化合物としては、経済性
および反応性の点からn−ブチルリチウムが最も好まし
い。このような、(A)成分のオルガノポリシロキサン
のアルカリ金属塩の量は特に限定されず、本発明の製造
方法において重合反応を行うに十分な量があればよい。The alkali metal salt of the organopolysiloxane of the component (A) functions as a polymerization catalyst, and the alkali metal salt of such an organopolysiloxane has a general formula: Indicated by In the above formula, R 1 is the same or different monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated bond, and includes the same organic groups as described above. R 2 is an alkylene group having 2 or more carbon atoms, and examples thereof include the same organic groups as described above. B is an alkali metal or hydrogen atom, and specifically includes sodium, potassium, and lithium, and lithium is particularly preferable because the polymerization reaction is non-equilibrium. Here, (A)
In the components, at least one of B must be an alkali metal. a is 0 or 1, and n is an integer of 0 or more. Such an alkali metal salt of an organopolysiloxane is obtained by subjecting tetrakis (diorganosiloxy) silane and diorganoalkenylchlorosilane to a hydrosilylation reaction in the presence of a platinum-based catalyst, and subjecting the resulting product to a basic dilute aqueous solution. It is easily obtained by hydrolyzing and then reacting the organopolysiloxane having a silanol group obtained by the hydrolysis with an alkali metal compound. Further, instead of diorganoalkenylchlorosilane, one end of the molecular chain is a silicon-bonded alkenyl group, and the other end of the molecular chain is obtained similarly using an organopolysiloxane having a silicon-bonded chlorine atom. . In the hydrosilylation, it is preferable to use a silane having an alkenyl group or an organopolysiloxane in a slight excess of the stoichiometric amount with respect to tetrakis (diorganosiloxy) silane. Further, when the organopolysiloxane having a silanol group is reacted with an alkali metal compound, n-butyllithium is most preferable as the alkali metal compound from the viewpoint of economy and reactivity. The amount of the alkali metal salt of the organopolysiloxane as the component (A) is not particularly limited as long as it is sufficient to carry out the polymerization reaction in the production method of the present invention.
(B)成分のオルガノポリシロキサンは分子量調節剤
として働き、また(B)成分中のシラノール基が非常に
速い速度で(A)成分中のアルカリ金属シラノレートと
交換反応をおこすので反応促進剤としても働く。このよ
うな(B)成分のオルガノポリシロキサンは、一般式: で示される。上式中、R1は脂肪族不飽和結合を含まない
同種または異種の一価炭化水素基であり、前記同様の有
機基が挙げられる。R2は炭素数が2個以上のアルキレン
基であり、前記同様の有機基が挙げられる。aは0また
は1であり、nは0以上の整数である。(B)成分のオ
ルガノポリシロキサンは、テトラキス(ジオルガノシロ
キシ)シランおよびジオルガノアルケニルクロロシラン
を白金系触媒の存在下でヒドロシリル化反応を行い、こ
れを塩基性希薄水溶液中で加水分解することにより容易
に得られる。またジオルガノアルケニルクロロシランの
代わりに、分子鎖片末端がケイ素原子結合アルケニル基
であり、他方の分子鎖片末端がケイ素原子結合塩素原子
を有するオルガノポリシロキサンを使用しても同様にし
て得られる。The organopolysiloxane of the component (B) functions as a molecular weight regulator, and the silanol group in the component (B) causes an exchange reaction with the alkali metal silanolate in the component (A) at a very high rate. work. The organopolysiloxane of the component (B) has a general formula: Indicated by In the above formula, R 1 is the same or different monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated bond, and includes the same organic groups as described above. R 2 is an alkylene group having 2 or more carbon atoms, and examples thereof include the same organic groups as described above. a is 0 or 1, and n is an integer of 0 or more. The organopolysiloxane of the component (B) can be easily prepared by subjecting tetrakis (diorganosiloxy) silane and diorganoalkenylchlorosilane to a hydrosilylation reaction in the presence of a platinum-based catalyst, and hydrolyzing this in a basic dilute aqueous solution. Is obtained. Alternatively, instead of diorganoalkenylchlorosilane, an organopolysiloxane having a silicon-bonded alkenyl group at one end of the molecular chain and a silicon-bonded chlorine atom at the other end of the molecular chain can be obtained in the same manner.
本発明の製造方法において(A)成分および(B)成
分を別々に調製する必要はなく、(A)成分のオルガノ
ポリシロキサンのアルカリ金属塩を製造する際に、原料
のオルガノポリシロキサン中のシラノール基のモル数よ
りもリチウム金属化合物のモル数を少なくして反応させ
ることにより、(A)成分および(B)成分の混合物と
して調製することができる。(B)成分の配合量は、
(A)成分中のアルカリ金属のモル数と(B)成分中の
シラノール基のモル数との比が100:0〜0.1:100の範囲で
あることが好ましく、0.5:99.5〜100:0の範囲であると
良好な重合反応速度が得られ、また、高価な(A)成分
の重合触媒を節約できる点で好ましい。In the production method of the present invention, it is not necessary to separately prepare the component (A) and the component (B), and when producing the alkali metal salt of the organopolysiloxane of the component (A), the silanol in the starting organopolysiloxane is used. By reacting with a smaller number of moles of the lithium metal compound than the number of moles of the group, the mixture can be prepared as a mixture of the component (A) and the component (B). The blending amount of the component (B)
The ratio of the number of moles of the alkali metal in the component (A) to the number of moles of the silanol group in the component (B) is preferably in the range of 100: 0 to 0.1: 100, and 0.5: 99.5 to 100: 0. Within this range, a favorable polymerization reaction rate can be obtained, and the expensive polymerization catalyst of the component (A) can be saved, which is preferable.
(C)成分のオルガノシクロシロキサンは、非平衡重
合反応用モノマーとして公知のものであり、一般式: で示される。上式中、R3は同種または異種の一価炭化水
素基であり、前記同様の有機基が挙げられ、(C)成分
の入手が容易である点で、R3はメチル基、フェニル基ま
たはビニル基であることが好ましい。ここで、本発明の
製造方法における重合反応条件は使用する、(C)成分
のオルガノシクロシロキサンによって異なるが、例え
ば、ヘキサメチルシクロトリシロキサンを使用する場
合、溶媒中で、0〜30℃の温度で1〜50時間反応させる
ことが好ましい。この場合使用できる溶媒としては、非
プロトン性であればよく、具体的には、ベンゼン,トル
エン,キシレン等の芳香族系溶媒;テトラヒドロフラ
ン,ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒;ヘキサン,
ヘプタン等の脂肪族系溶媒;アセトン,メチルエチルケ
トン等のケトン系溶媒;酢酸エチル,酢酸ブチル等のエ
ステル系溶媒、さらにはジメチルホルムアミド,ジメチ
ルスルホキシド,ヘキサメチルリン酸トリアミドが例示
される。また、2種類以上の溶媒を組合わせて使用する
ことがしばしばよい結果をもたらすが、例えば、トルエ
ンのような極性の低い溶媒を使用する場合、反応を促進
させる目的で、ジメチルホルムアミド,ジメチルスルホ
キシド,ヘキサメチルリン酸トリアミド等の極性の高い
溶媒を添加することが好ましい。重合反応条件のうち反
応温度及び時間は、再配列反応の起こる割合をできるだ
け少なくするために十分注意して調節する必要があり、
これは重合反応が非平衡重合ではなく、再分配による平
衡重合であると、分子鎖中にただ一個の分岐を有する星
型化学構造のオルガノポリシロキサンだけでなく、分子
鎖中に多数の分岐を有するオルガノポリシロキサンと直
鎖状のオルガノポリシロキサンとが副生してしまうから
である。ここで、重合反応は、通常、ガスクロマトグラ
フィー等の分析装置により、(C)成分のオルガノシク
ロシロキサンの転化率を追跡し、一定の値に達したとこ
ろで(D)成分を添加することにより重合反応を停止す
ることが好ましい。上記副反応を抑えるため、好ましい
転化率は95%以下である。得られるオルガノポリシロキ
サンの収量の点で転化率は70〜95%の範囲であることが
好ましく、80〜95%の範囲であることがさらに好まし
い。一方、得られるオルガノポリシロキサンの分子量は
(A)成分および(B)成分の合計重量に対して重合反
応する(C)成分の比率で決定される。The organocyclosiloxane of the component (C) is known as a monomer for a non-equilibrium polymerization reaction, and has a general formula: Indicated by In the above formula, R 3 is the same or different monovalent hydrocarbon group, and includes the same organic group as described above. In view of easy availability of the component (C), R 3 is a methyl group, a phenyl group or It is preferably a vinyl group. Here, the polymerization reaction conditions in the production method of the present invention vary depending on the organocyclosiloxane used as the component (C). For example, when hexamethylcyclotrisiloxane is used, the temperature is 0 to 30 ° C. in a solvent. At 1 to 50 hours. In this case, the solvent that can be used may be an aprotic solvent, and specific examples thereof include aromatic solvents such as benzene, toluene, and xylene; ether solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether; hexane;
Examples include aliphatic solvents such as heptane; ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; and dimethylformamide, dimethylsulfoxide and hexamethylphosphoric triamide. The use of a combination of two or more solvents often gives good results. For example, when a low-polarity solvent such as toluene is used, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, It is preferable to add a highly polar solvent such as hexamethylphosphoric triamide. Of the polymerization reaction conditions, the reaction temperature and time need to be carefully controlled to minimize the rate of rearrangement reaction,
This means that if the polymerization reaction is not a non-equilibrium polymerization but an equilibrium polymerization by redistribution, not only a polyorganosiloxane having a star-shaped chemical structure with only one branch in the molecular chain but also many branches in the molecular chain. This is because the organopolysiloxane and the straight-chain organopolysiloxane are by-produced. Here, in the polymerization reaction, the conversion of the organocyclosiloxane of the component (C) is usually tracked by an analyzer such as gas chromatography, and when a certain value is reached, the polymerization is carried out by adding the component (D). It is preferred to stop the reaction. The preferred conversion is 95% or less to suppress the side reaction. The conversion is preferably from 70 to 95%, more preferably from 80 to 95%, from the viewpoint of the yield of the obtained organopolysiloxane. On the other hand, the molecular weight of the obtained organopolysiloxane is determined by the ratio of the component (C) that undergoes a polymerization reaction to the total weight of the components (A) and (B).
(D)成分の酸または官能基結合クロロシランは、本
発明の製造方法において重合反応を停止する中和剤とし
て働く。このような(D)成分としては、アルカリ金属
シラノレートと反応して安定なアルカリ金属塩を形成す
るものであればよく、炭酸,塩酸,硫酸等の鉱酸;酢
酸,プロピオン酸,アクリル酸等のカルボン酸等の酸、
ジメチルクロロシラン、ジメチルフェニルクロロシラ
ン、またはジメチルビニルクロロシランである。本発明
の製造方法において、炭酸,鉱酸,カルボン酸等の酸に
より重合反応を停止した場合には、得られたオルガノポ
リシロキサンの分子鎖末端はシラノールとなり、一方、
クロロシランにより重合反応を停止した場合には、得ら
れたオルガノポリシロキサンの分子鎖末端は使用したク
ロロシランから塩素原子を除いたシロキシ基となる。従
って、本発明のオルガノポリシロキサンの分子鎖末端を
(D)成分により選択できる。また、酸により重合反応
を停止して得られた分子鎖末端にシラノール基を有する
本発明のオルガノポリシロキサンに、さらに各種のクロ
ロシラン類を添加することによって、脱塩酸反応によっ
て本発明のオルガノポリシロキサンの分子鎖末端に官能
基を導入することもできる。この際、アミンなどの塩酸
捕捉剤を使用することが推奨される。さらに、シラノー
ル基停止のオルガノポリシロキサンとシラザン類、シリ
ルアミド類、アルコキシシラン類との反応により各種の
官能基を導入することもできる。また、ジメチルクロロ
シランを使用して得られた分子鎖末端にケイ素原子結合
水素原子を有する本発明のオルガノポリシロキサンに種
々の官能基を有する脂肪族不飽和炭化水素を白金系触媒
の存在下で、ヒドロシリル化反応によって付加反応する
ことにより、種々の有機官能基を有するオルガノポリシ
ロキサンを得ることができる。The acid or the functional group-bonded chlorosilane as the component (D) functions as a neutralizing agent for stopping the polymerization reaction in the production method of the present invention. Such a component (D) may be any component as long as it reacts with an alkali metal silanolate to form a stable alkali metal salt. Mineral acids such as carbonic acid, hydrochloric acid and sulfuric acid; acetic acid, propionic acid and acrylic acid Acids such as carboxylic acids,
Dimethylchlorosilane, dimethylphenylchlorosilane, or dimethylvinylchlorosilane. In the production method of the present invention, when the polymerization reaction is stopped by an acid such as carbonic acid, mineral acid, or carboxylic acid, the molecular chain terminal of the obtained organopolysiloxane becomes silanol, while
When the polymerization reaction is stopped by chlorosilane, the terminal of the molecular chain of the obtained organopolysiloxane becomes a siloxy group obtained by removing a chlorine atom from chlorosilane used. Therefore, the molecular chain terminal of the organopolysiloxane of the present invention can be selected by the component (D). Further, by adding various chlorosilanes to the organopolysiloxane of the present invention having a silanol group at the molecular chain terminal obtained by terminating the polymerization reaction with an acid, the organopolysiloxane of the present invention is obtained by a dehydrochlorination reaction. A functional group can also be introduced at the end of the molecular chain. In this case, it is recommended to use a hydrochloric acid scavenger such as an amine. Further, various functional groups can also be introduced by reacting the silanol-terminated organopolysiloxane with silazanes, silylamides, or alkoxysilanes. Further, in the presence of a platinum-based catalyst, an aliphatic unsaturated hydrocarbon having various functional groups is added to the organopolysiloxane of the present invention having a silicon-bonded hydrogen atom at the molecular chain terminal obtained using dimethylchlorosilane, By performing an addition reaction by a hydrosilylation reaction, organopolysiloxanes having various organic functional groups can be obtained.
本発明の製造方法は、得られたオルガノポリシロキサ
ンの分子量分布が狭いオルガノポリシロキサンを得るこ
とができる。According to the production method of the present invention, an organopolysiloxane having a narrow molecular weight distribution of the obtained organopolysiloxane can be obtained.
[実施例] 本発明を実施例を用いて説明する。実施例中、「Me」
はメチル基を示し、「Vi」はビニル基を示す。[Example] The present invention will be described using an example. In the examples, "Me"
Represents a methyl group, and “Vi” represents a vinyl group.
実施例1 攪拌装置付きの4つ口フラスコに、テトラキス(ジメ
チルシロキシ)シラン10.89グラム(33.12ミリモル、Vi
Me2Si(OSiMe2)3Cl50グラム(145.72ミリモル)、トル
エン100ミリリットル、白金とテトラメチルジビニルジ
シロキサンとの錯体{錯体中の白金金属量がテトラキス
(ジメチルシロキシ)シランとViMe2Si(OSiMe2)3Clの
合計重量に対して40ppmである。}を投入し、トルエン
還流温度にて2時間加熱還流した後、反応混合物をガス
クロマトグラフィー分析(以下、GLCと略記する。)に
より分析したところ、テトラキス(ジメチルシロキシ)
シランは完全に消費されていることが判った。また、反
応混合物を赤外分光分析(以下、IRと略記する。)によ
り分析したところケイ素原子結合水素原子の特性吸収は
消失していることが判った。反応混合物を加熱して減圧
下で過剰のViMe2Si(OSiMe2)3Clを留去して、次の式で
示されるオルガノポリシロキサン(I)を得た。Example 1 In a four-necked flask equipped with a stirrer, 10.89 g of tetrakis (dimethylsiloxy) silane (33.12 mmol, Vi
Me 2 Si (OSiMe 2 ) 3 Cl 50 g (145.72 mmol), toluene 100 ml, complex of platinum and tetramethyldivinyldisiloxane. The amount of platinum metal in the complex is tetrakis (dimethylsiloxy) silane and ViMe 2 Si (OSiMe 2 ) 40 ppm based on the total weight of 3 Cl.投入 was added thereto, and the mixture was heated under reflux at the reflux temperature of toluene for 2 hours, and then the reaction mixture was analyzed by gas chromatography (hereinafter abbreviated as GLC) to find tetrakis (dimethylsiloxy).
The silane was found to be completely consumed. The reaction mixture was analyzed by infrared spectroscopy (hereinafter abbreviated as IR), and it was found that the characteristic absorption of silicon-bonded hydrogen atoms had disappeared. The reaction mixture was heated and excess ViMe 2 Si (OSiMe 2 ) 3 Cl was distilled off under reduced pressure to obtain an organopolysiloxane (I) represented by the following formula.
攪拌装置付きの4つ口フラスコに、水250グラム、氷2
50グラム、ジエチルエーツル125ミリリットル、炭酸水
素ナトリウム15グラムを投入し、冷却及び攪拌しながら
得られたオルガノポリシロキサン(I)53.9グラム(3
1.68ミリモル)とジエチルエーテル50ミリリットルの混
合物を滴下し、加水分解を行った。加水分解後、エーテ
ル層を分液し、無水硫酸ナトリウムを添加してエーテル
層を乾燥した後、室温で減圧下、エーテルを留去して、
次の式で示されるオルガノポリシロキサン(II)を得
た。 In a four-necked flask with a stirrer, add 250 g of water and 2 ice
50 grams, 125 milliliters of diethyl ether and 15 grams of sodium bicarbonate were charged, and 53.9 grams of the obtained organopolysiloxane (I) was added while cooling and stirring.
A mixture of 1.68 mmol) and 50 ml of diethyl ether was added dropwise to carry out hydrolysis. After hydrolysis, the ether layer was separated, anhydrous sodium sulfate was added, and the ether layer was dried.The ether was distilled off under reduced pressure at room temperature.
An organopolysiloxane (II) represented by the following formula was obtained.
得られたオルガノポリシロキサン(II)を一部サンプ
リングし、テトラメチルジシラザンでシリル化した後、
反応混合物を加熱して過剰のテトラメチルジシラザンを
減圧下で留去した。生成物のケイ素原子結合水素原子の
量をヨードメトリーで定量したところ、0.214重量%
(計算値0.215重量%)であった。 After a part of the obtained organopolysiloxane (II) was sampled and silylated with tetramethyldisilazane,
The reaction mixture was heated and excess tetramethyldisilazane was distilled off under reduced pressure. The amount of silicon-bonded hydrogen atoms in the product was determined by iodometry to be 0.214% by weight.
(Calculated value: 0.215% by weight).
攪拌装置付きの4つ口フラスコ、オルガノポリシロキ
サン(II)5グラム(3.07ミリモル)、n−ブチルリチ
ウムのn−ヘキサン溶液0.12ミリモルを投入し、全シラ
ノール基の4%がリチオ化された重合触媒混合物を得
た。これにヘキサメチルシクロトリシロキサン17.07グ
ラム(76.73ミリモル)、テトラヒドロフラン17.07グラ
ムを投入し、窒素雰囲気下で、7時間かけて重合反応さ
せた。GLCにより転化率が79%になったところで、トリ
エチルアミン2.24グラム(22.10ミリモル)、ジメチル
クロロシラン1.39グラム(14.74ミリモル)を順に加え
て重合反応を停止させた。反応混合物を1時間室温で攪
拌した後、ろ過を行い、濾液を加熱して減圧下で未反応
の原料を留去した。得られた生成物は、GPC、核磁気共
鳴分液、IR、ヨードメトリーによるケイ素原子結合水素
原子の定量から、次の平均式で示されるオルガノポリシ
ロキサンであることが確認された。A four-necked flask equipped with a stirrer, charged with 5 g (3.07 mmol) of organopolysiloxane (II) and 0.12 mmol of n-butyllithium in n-hexane, and a polymerization catalyst in which 4% of all silanol groups were lithiated A mixture was obtained. To this, 17.07 g (76.73 mmol) of hexamethylcyclotrisiloxane and 17.07 g of tetrahydrofuran were added, and a polymerization reaction was carried out for 7 hours under a nitrogen atmosphere. When the conversion was 79% by GLC, 2.24 g (22.10 mmol) of triethylamine and 1.39 g (14.74 mmol) of dimethylchlorosilane were sequentially added to terminate the polymerization reaction. After stirring the reaction mixture at room temperature for 1 hour, filtration was performed, and the filtrate was heated to remove unreacted raw materials under reduced pressure. The obtained product was determined to be an organopolysiloxane represented by the following average formula from the determination of silicon-bonded hydrogen atoms by GPC, nuclear magnetic resonance separation, IR, and iodometry.
得られたオルガノポリシロキサンの数平均分子量はポ
リメチルシロキサン換算で6335(計算値6269)、分散度
1.26、ケイ素原子結合水素原子0.062重量%(計算値0.0
64重量%)であった。 The number average molecular weight of the obtained organopolysiloxane was 6335 (calculated value 6269) in terms of polymethylsiloxane, and the degree of dispersion was
1.26, silicon-bonded hydrogen atom 0.062% by weight (calculated value 0.0
64% by weight).
実施例2 攪拌装置付きの4つ口フラスコに、メチルトリス(ジ
メチルシロキシ)シラン10.87グラム(40.48ミリモ
ル)、ViMe2Si(OSiMe2)3Cl50グラム(145.72ミリモ
ル)、トルエン100ミリリットル、白金とテトラメチル
ジビニルジシロキサンとの錯体{錯体中の白金金属量が
メチルトリス(ジメチルシロキシ)シランとViMe2Si(O
SiMe2)3Clの合計に対して20ppmである。}を投入し、
トルエン還流温度に加熱して2時間加熱還流した後、反
応混合物をGLCで分析すると、メチルトリス(ジメチル
シロキシ)シランは完全に消費されていることが判っ
た。また、反応混合物をIRで分析したところケイ素原子
結合水素原子の特性吸収は消失していることが判った。
反応混合物を加熱して、減圧下で過剰のViMe2Si(OSiMe
2)3Clを留去して、次の式で示されるオルガノポリシロ
キサン(III)を得た。Example 2 In a four-necked flask equipped with a stirrer, 10.87 g (40.48 mmol) of methyltris (dimethylsiloxy) silane, 50 g (145.72 mmol) of ViMe 2 Si (OSiMe 2 ) 3 Cl, 100 ml of toluene, platinum and tetramethyldivinyl Complex with disiloxane: The amount of platinum metal in the complex is methyltris (dimethylsiloxy) silane and ViMe 2 Si (O
It is 20 ppm based on the total amount of SiMe 2 ) 3 Cl. }
After heating to the reflux temperature of toluene and heating to reflux for 2 hours, the reaction mixture was analyzed by GLC, and it was found that methyltris (dimethylsiloxy) silane was completely consumed. In addition, IR analysis of the reaction mixture showed that the characteristic absorption of silicon-bonded hydrogen atoms had disappeared.
The reaction mixture is heated and the excess ViMe 2 Si (OSiMe
2) 3 was distilled off to Cl, to give the organopolysiloxane (III) represented by the following formula.
攪拌装置付きの4つ口フラスコに、水250グラム、氷2
50グラム、ジエチルエーテル125ミリリットル、炭酸水
素ナトリウム13.3グラムを投入し、冷却及び攪拌しなが
ら得られたオルガノポリシロキサン(III)51.5グラム
(39.68ミリモル)とジエチルエーテル50ミリリットル
の混合物を滴下し、加水分解を行った。加水分解後、エ
ーテル層を分液し、無水硫酸ナトリウムを添加してエー
テル層を乾燥した後、室温で減圧下、エーテルを留去し
て、次の式で示されるオルガノポリシロキサン(IV)を
得た。 In a four-necked flask with a stirrer, add 250 g of water and 2 ice
50 g, 125 ml of diethyl ether and 13.3 g of sodium bicarbonate were added, and a mixture of 51.5 g (39.68 mmol) of the obtained organopolysiloxane (III) and 50 ml of diethyl ether was added dropwise while cooling and stirring, followed by hydrolysis. Was done. After the hydrolysis, the ether layer was separated, anhydrous sodium sulfate was added, and the ether layer was dried. The ether was distilled off at room temperature under reduced pressure to remove the organopolysiloxane (IV) represented by the following formula. Obtained.
このオルガノポリシロキサン(IV)を一部サンプリン
グし、テトラメチルジシラザンでシリル化した後、反応
混合物を加熱し過剰のテトラメチルジシラザンを減圧下
に留去した。生成物のケイ素原子結合水素原子をヨード
メトリーで定量したところ、0.206重量%(計算値0.215
重量%)であった。 After a part of the organopolysiloxane (IV) was sampled and silylated with tetramethyldisilazane, the reaction mixture was heated and excess tetramethyldisilazane was distilled off under reduced pressure. The silicon-bonded hydrogen atoms of the product were determined by iodometry to be 0.206% by weight (calculated 0.215%).
Wt%).
攪拌装置付きの4つ口フラスコに、オルガノポリシロ
キサン(IV)10グラム(8.05ミリモル)、n−ブチルリ
チウムのn−ヘキサン溶液0.32ミリモルを投入し、全シ
ラノール基の4%がリチオ化された重合触媒混合物を得
た。ここにヘキサメチルシクロトリシロキサン33.58グ
ラム(150.95ミリモル)、テトラヒドロフラン33.58グ
ラムを投入し、窒素雰囲気下で4.5時間反応させた。GLC
により転化率が79.9%になったところでトリエチルアミ
ン4.40グラム(43.47ミリモル)、ジメチルクロロシラ
ン2.74グラム(28.98ミリモル)を順に加えて、重合反
応を停止させた。1時間室温で攪拌した後、反応混合物
をろ過し、濾液を加熱し減圧下で未反応の原料を留去し
た。得られたオルガノポリシロキサンは、GPC、核磁気
共鳴分析、IR、ヨードメトリーによるケイ素原子結合水
素原子の定量から、次の平均式で示されるオルガノポリ
シロキサンであることが確認された。Into a four-necked flask equipped with a stirrer, 10 g (8.05 mmol) of organopolysiloxane (IV) and 0.32 mmol of an n-hexane solution of n-butyllithium were charged, and polymerization in which 4% of all silanol groups were lithiated. A catalyst mixture was obtained. 33.58 g (150.95 mmol) of hexamethylcyclotrisiloxane and 33.58 g of tetrahydrofuran were added thereto, and the mixture was reacted under a nitrogen atmosphere for 4.5 hours. GLC
When the conversion reached 79.9%, 4.40 g (43.47 mmol) of triethylamine and 2.74 g (28.98 mmol) of dimethylchlorosilane were sequentially added to stop the polymerization reaction. After stirring for 1 hour at room temperature, the reaction mixture was filtered, the filtrate was heated, and unreacted raw materials were distilled off under reduced pressure. The obtained organopolysiloxane was confirmed to be an organopolysiloxane represented by the following average formula from the determination of silicon-bonded hydrogen atoms by GPC, nuclear magnetic resonance analysis, IR, and iodometry.
このオルガノポリシロキサンはポリジメチルシロキサ
ン換算の数平均分子量が5526(計算値4754)、分散度1.
23、ケイ素原子結合水素原子0.064重量%(計算値0.064
重量%)であった。 This organopolysiloxane had a number average molecular weight in terms of polydimethylsiloxane of 5526 (calculated value of 4754) and a dispersity of 1.
23, silicon-bonded hydrogen atoms 0.064% by weight (calculated value 0.064
Wt%).
[発明の効果] 本発明のオルガノポリシロキサンは新規であり、本発
明の製造方法はこのような新規なオルガノポリシロキサ
ンを容易に製造できるという特徴を有する。[Effect of the Invention] The organopolysiloxane of the present invention is novel, and the production method of the present invention is characterized in that such a novel organopolysiloxane can be easily produced.
Claims (2)
種の一価炭化水素基であり、R2は炭素数が2個以上のア
ルキレン基であり、R3は同種または異種の一価炭化水素
基であり、Aは水素原子、ジメチルシリル基、ジメチル
ビニルシリル基、ジメチル(γ−アクリロキシプロピ
ル)シリル基、ジメチル(γ−グリシドキシプロピル)
シリル基、またはジメチル(γ−メルカプトプロピル)
シリル基であり、aは0または1であり、mは3以上の
整数である。) で示されるオルガノポリシロキサン。(1) a general formula: (Wherein, R 1 is the same or different monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated bond, R 2 is an alkylene group having 2 or more carbon atoms, and R 3 is the same or different monovalent hydrocarbon group) A is a hydrogen atom, dimethylsilyl group, dimethylvinylsilyl group, dimethyl (γ-acryloxypropyl) silyl group, dimethyl (γ-glycidoxypropyl)
Silyl group or dimethyl (γ-mercaptopropyl)
A is a silyl group, a is 0 or 1, and m is an integer of 3 or more. ) An organopolysiloxane represented by the formula:
種の一価炭化水素基であり、R2は炭素数が2個以上のア
ルキレン基であり、Bはアルカリ金属または水素原子
(但し、Bの少なくとも1個はアルカリ金属である。)
であり、aは0または1であり、nは0以上の整数であ
る。} で示されるオルガノポリシロキサンのアルカリ金属塩を
重合触媒として、 (B)一般式: (式中、R1は脂肪族不飽和結合を含まない同種または異
種の一価炭化水素基であり、R2は炭素数が2個以上のア
ルキレン基であり、aは0または1であり、nは0以上
の整数である。) で示されるオルガノポリシロキサンの存在下または不存
在下で、 (C)一般式: (式中、R3は同種または異種の一価炭化水素基であ
る。) で示されるオルガノシクロシロキサンを重合反応させた
後、 (D)酸、ジメチルクロロシラン、ジメチルフェニルク
ロロシラン、またはジメチルビニルクロロシラン により重合反応を停止することによる特許請求の範囲第
1項記載のオルガノポリシロキサンの製造方法。(A) General formula: In the formula, R 1 is the same or different monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated bond, R 2 is an alkylene group having 2 or more carbon atoms, and B is an alkali metal or hydrogen atom ( However, at least one of B is an alkali metal.)
And a is 0 or 1, and n is an integer of 0 or more. Using an alkali metal salt of an organopolysiloxane represented by 重合 as a polymerization catalyst, (B) a general formula: (Wherein, R 1 is a same or different monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated bond, R 2 is an alkylene group having 2 or more carbon atoms, a is 0 or 1, n is an integer of 0 or more.) In the presence or absence of an organopolysiloxane represented by the following formula (C): (Wherein, R 3 is the same or different monovalent hydrocarbon group.) After the polymerization reaction of the organocyclosiloxane represented by the following formula (D), acid, dimethylchlorosilane, dimethylphenylchlorosilane, or dimethylvinylchlorosilane is used. The method for producing an organopolysiloxane according to claim 1, wherein the polymerization reaction is stopped.
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JP02308323A JP3131216B2 (en) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | Organopolysiloxane and method for producing the same |
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JPH04180933A JPH04180933A (en) | 1992-06-29 |
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