JP3150880B2 - グリコールエーテル基を有する有機けい素化合物の製造方法 - Google Patents
グリコールエーテル基を有する有機けい素化合物の製造方法Info
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水溶性を有し且つ加水
分解速度が遅いが故に水溶液安定性に優れるグリコール
エーテル基を有する有機けい素化合物を効率的にしかも
安価に製造する方法に関する。この有機けい素化合物
は、各種建材、例えばコンクリート、モルタル等の表面
撥水剤として有用である。
分解速度が遅いが故に水溶液安定性に優れるグリコール
エーテル基を有する有機けい素化合物を効率的にしかも
安価に製造する方法に関する。この有機けい素化合物
は、各種建材、例えばコンクリート、モルタル等の表面
撥水剤として有用である。
【0002】
【従来の技術】従来、有機けい素化合物の製造方法とし
ては、第3級アミン又は窒素含有複素環化合物等の塩基
性物質存在下、クロロシランとアルコールとの脱塩酸反
応による製造方法が知られているが、場合によっては低
収率となり、しかも、アミン塩酸塩の除去が困難且つ煩
雑であり効率的でない。
ては、第3級アミン又は窒素含有複素環化合物等の塩基
性物質存在下、クロロシランとアルコールとの脱塩酸反
応による製造方法が知られているが、場合によっては低
収率となり、しかも、アミン塩酸塩の除去が困難且つ煩
雑であり効率的でない。
【0003】この方法をグリコールエーテルに適応した
場合、得られたシラン化合物の水溶液安定性は、アミン
若くはアミン塩酸塩の残存量の影響で製造ロットごとに
異なり品質安定性に欠き好ましくない。また、トリエチ
レングリコール等OH基を2つ有するグリコールを用い
た反応は分子間架橋が進行してゲル化を伴う。
場合、得られたシラン化合物の水溶液安定性は、アミン
若くはアミン塩酸塩の残存量の影響で製造ロットごとに
異なり品質安定性に欠き好ましくない。また、トリエチ
レングリコール等OH基を2つ有するグリコールを用い
た反応は分子間架橋が進行してゲル化を伴う。
【0004】さらに、アルカリ金属アルコキシド等塩基
性若くはトルエンスルホン酸等酸性触媒存在下、又はジ
ブチル錫ジオクチレート等有機錫化合物触媒存在下での
アルコール交換による製造方法が知られているが、これ
らの方法をグリコールエーテルに適応した場合、反応速
度が遅く、しかも、グリコールを用いた反応は前述同様
ゲル化を伴う。また、得られたシラン化合物を用いて水
溶液を調製した際、触媒がシラン化合物の加水分解縮合
を促進してしまい長期にわたる安定性が得られない。
性若くはトルエンスルホン酸等酸性触媒存在下、又はジ
ブチル錫ジオクチレート等有機錫化合物触媒存在下での
アルコール交換による製造方法が知られているが、これ
らの方法をグリコールエーテルに適応した場合、反応速
度が遅く、しかも、グリコールを用いた反応は前述同様
ゲル化を伴う。また、得られたシラン化合物を用いて水
溶液を調製した際、触媒がシラン化合物の加水分解縮合
を促進してしまい長期にわたる安定性が得られない。
【0005】一方、テトラアルキルチタネート等有機チ
タン化合物存在下でのアルコール交換による製造方法が
知られているが、有機錫化合物に比べ触媒活性が低いた
め用いるアルコールによっては反応が進行しないという
問題点がある。
タン化合物存在下でのアルコール交換による製造方法が
知られているが、有機錫化合物に比べ触媒活性が低いた
め用いるアルコールによっては反応が進行しないという
問題点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みなされた発明であり、安価に且つ効率的に水溶性
および水溶液安定性に優れたグリコールエーテル基を有
する有機けい素化合物の製造方法を提供することを、目
的とするものである。
に鑑みなされた発明であり、安価に且つ効率的に水溶性
および水溶液安定性に優れたグリコールエーテル基を有
する有機けい素化合物の製造方法を提供することを、目
的とするものである。
【0007】すなわち、本発明は、下記化学式(1) R1Si(OR2)3 (1) で示される有機けい素化合物と、 下記化学式(2) HO(CH2CH2O)pR3 (2) で示されるグリコールエーテルとをアルキルチタネート
触媒存在下に反応させて、 一般式(3) R1Si[O(CH2CH2O)pR3]3 (3) [式中、R1は炭素原子数6〜20のアルキル基(直鎖
又は分枝でありその水素原子の一部若くは全部がハロゲ
ン置換されてもよい)、R2は水素原子、メチル又はエ
チル基、R3は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル
基(直鎖又は分枝)である。Pは3〜50の整数であ
る。]で示されるグリコールエーテル基を有する有機け
い素化合物の製造方法を提供するものである。
触媒存在下に反応させて、 一般式(3) R1Si[O(CH2CH2O)pR3]3 (3) [式中、R1は炭素原子数6〜20のアルキル基(直鎖
又は分枝でありその水素原子の一部若くは全部がハロゲ
ン置換されてもよい)、R2は水素原子、メチル又はエ
チル基、R3は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル
基(直鎖又は分枝)である。Pは3〜50の整数であ
る。]で示されるグリコールエーテル基を有する有機け
い素化合物の製造方法を提供するものである。
【0008】また本発明は、上記アルキルチタネート触
媒がテトラブチルチタネートである上記記載の有機けい
素化合物の製造方法を提供するものである。
媒がテトラブチルチタネートである上記記載の有機けい
素化合物の製造方法を提供するものである。
【0009】さらに、本発明は、上記アルキルチタネー
ト触媒がテトラプロピルチタネートである上記記載の有
機けい素化合物の製造方法を提供するものである。
ト触媒がテトラプロピルチタネートである上記記載の有
機けい素化合物の製造方法を提供するものである。
【0010】上記式中、R1は炭素原子数6〜20、好
ましくは6〜12のアルキル基(直鎖又は分枝でありそ
の水素原子の一部若くは全部がハロゲン置換されてもよ
い)であり、特に有用なものは、ヘキシル基、ヘプチル
基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、
ドデシル基である。
ましくは6〜12のアルキル基(直鎖又は分枝でありそ
の水素原子の一部若くは全部がハロゲン置換されてもよ
い)であり、特に有用なものは、ヘキシル基、ヘプチル
基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、
ドデシル基である。
【0011】R2は水素原子、メチル又はエチル基であ
り、少なくとも1つはメチル基又はエチル基であること
が好ましい。R3は水素原子、炭素原子数1〜4のアル
キル基(直鎖又は分枝)であるが、特に有用なものは、
水素原子、メチル基、エチル基である。
り、少なくとも1つはメチル基又はエチル基であること
が好ましい。R3は水素原子、炭素原子数1〜4のアル
キル基(直鎖又は分枝)であるが、特に有用なものは、
水素原子、メチル基、エチル基である。
【0012】Pは3〜50、好ましくは3〜25の整数
である。Pが3より小さいと得られるグリコールエーテ
ル基を有するけい素化合物の水溶性が不十分となり、5
0より大きいと原料が固体となり取り扱い難くなる。
である。Pが3より小さいと得られるグリコールエーテ
ル基を有するけい素化合物の水溶性が不十分となり、5
0より大きいと原料が固体となり取り扱い難くなる。
【0013】化学式(1)で表わされる有機けい素化合
物は、例えばヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルト
リエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシル
トリエトキシシランなどが挙げられる。
物は、例えばヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルト
リエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシル
トリエトキシシランなどが挙げられる。
【0014】化学式(2)で表わされるグリコールエー
テルは、トリエチレングリコール、テトラエチレングリ
コール、ドデカエチレングリコール、メチルトリグリコ
ール、エチルトリグリコール、ブチルトリグリコールな
どが挙げられる。
テルは、トリエチレングリコール、テトラエチレングリ
コール、ドデカエチレングリコール、メチルトリグリコ
ール、エチルトリグリコール、ブチルトリグリコールな
どが挙げられる。
【0015】一般式(3)で表わされる水溶液安定性に
優れたグリコール基を有する有機けい素化合物は、具体
例を以下に示す。 CH3CH2CH2CH2CH2CH2Si[O(CH2CH2O)3CH3]3 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2Si[O(CH2CH2O)15CH2CH3]3 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2Si[O(CH2CH2O)3CH3]3 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2Si[O(CH2CH2O)40CH3]3 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2Si[O(CH2CH2O)50CH2CH3]3
優れたグリコール基を有する有機けい素化合物は、具体
例を以下に示す。 CH3CH2CH2CH2CH2CH2Si[O(CH2CH2O)3CH3]3 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2Si[O(CH2CH2O)15CH2CH3]3 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2Si[O(CH2CH2O)3CH3]3 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2Si[O(CH2CH2O)40CH3]3 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2Si[O(CH2CH2O)50CH2CH3]3
【0016】本発明の化合物は、グリコールエーテル基
を3つ有する構造のものである。水溶液安定性に優れた
グリコールエーテル基を有する有機けい素化合物(3)
の製造方法は、有機けい素化合物(1)とグリコールエ
ーテル(2)とをアルキルチタンネート触媒存在下で反
応させるものである。
を3つ有する構造のものである。水溶液安定性に優れた
グリコールエーテル基を有する有機けい素化合物(3)
の製造方法は、有機けい素化合物(1)とグリコールエ
ーテル(2)とをアルキルチタンネート触媒存在下で反
応させるものである。
【0017】この反応で使用される触媒は、アルキルチ
タネートであり、好ましくは、テトラプロピルチタネー
ト、テトラブチルチタネートなどの有機チタン化合物で
ある。これら触媒は有機けい素化合物(1)に対して、
0.01〜1重量%、好ましくは0.05〜0.1重量
%使用されることが望ましい。
タネートであり、好ましくは、テトラプロピルチタネー
ト、テトラブチルチタネートなどの有機チタン化合物で
ある。これら触媒は有機けい素化合物(1)に対して、
0.01〜1重量%、好ましくは0.05〜0.1重量
%使用されることが望ましい。
【0018】グリコールエーテル(2)は有機けい素化
合物(1)に対して、3.03〜4.5倍モル当量、好
ましくは3.15〜4.4モル当量使用される。反応温
度は80〜150℃、好ましくは100〜120℃で行
われることが望ましい。
合物(1)に対して、3.03〜4.5倍モル当量、好
ましくは3.15〜4.4モル当量使用される。反応温
度は80〜150℃、好ましくは100〜120℃で行
われることが望ましい。
【0019】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。本発明
は、これらの実施例に限定されるものではない。
は、これらの実施例に限定されるものではない。
【0020】[実施例1] CH3(CH2)9Si[O
(CH2CH2O)3CH3]3の合成 冷却菅、温度計、滴下漏斗及びエステルアダプターを付
した200mlの4つ口フラスコにデシルトリメトキシ
シラン39.3g(0.15mol)、メチルトリグリ
コール77.5g(0.47mol)及びテトラプロピ
ルチタネート0.02g(シランに対し500ppm)
を仕込み攪拌した。内温120℃まで徐々に昇温を行
い、流出してくるメタノールを溜去した。溜去し終わっ
た後、120℃にて1時間攪拌しストリップしたところ
淡黄色透明の液体が100.4g得られた。得られた物
質の核磁気共鳴スペクトル(NMR)測定を行った結
果、上記化合物であることが確認された。 1H−NMR:δ(ppm) 1.3〜0.7(C10H21) 3.4 (OCH3) 3.7 (OCH2CH2O)
(CH2CH2O)3CH3]3の合成 冷却菅、温度計、滴下漏斗及びエステルアダプターを付
した200mlの4つ口フラスコにデシルトリメトキシ
シラン39.3g(0.15mol)、メチルトリグリ
コール77.5g(0.47mol)及びテトラプロピ
ルチタネート0.02g(シランに対し500ppm)
を仕込み攪拌した。内温120℃まで徐々に昇温を行
い、流出してくるメタノールを溜去した。溜去し終わっ
た後、120℃にて1時間攪拌しストリップしたところ
淡黄色透明の液体が100.4g得られた。得られた物
質の核磁気共鳴スペクトル(NMR)測定を行った結
果、上記化合物であることが確認された。 1H−NMR:δ(ppm) 1.3〜0.7(C10H21) 3.4 (OCH3) 3.7 (OCH2CH2O)
【0021】[実施例2] CH3(CH2)5Si[O
(CH2CH2O)4OH]3の合成 冷却菅、温度計、滴下漏斗及びエステルアダプターを付
した200mlの4つ口フラスコにヘキシルトリメトキ
シシラン30.9g(0.15mol)、テトラエチレ
ングリコール96.0g(0.50mol)及びテトラ
ブチルチタネート0.02g(シランに対し500pp
m)を仕込み攪拌した。以下、実施例1と同様な操作を
行い淡黄色透明の液体が121.3g得られた。得られ
た物質の核磁気共鳴スペクトル(NMR)測定及びOH
価測定を行った結果、上記化合物であることが確認され
た。 1H−NMR:δ(ppm) 1.4〜0.7(C6H3) 2.8 (OH) 3.7 (OCH2CH2O) OH価(KOHmg/g):測定値 306.2 理論値 282.9
(CH2CH2O)4OH]3の合成 冷却菅、温度計、滴下漏斗及びエステルアダプターを付
した200mlの4つ口フラスコにヘキシルトリメトキ
シシラン30.9g(0.15mol)、テトラエチレ
ングリコール96.0g(0.50mol)及びテトラ
ブチルチタネート0.02g(シランに対し500pp
m)を仕込み攪拌した。以下、実施例1と同様な操作を
行い淡黄色透明の液体が121.3g得られた。得られ
た物質の核磁気共鳴スペクトル(NMR)測定及びOH
価測定を行った結果、上記化合物であることが確認され
た。 1H−NMR:δ(ppm) 1.4〜0.7(C6H3) 2.8 (OH) 3.7 (OCH2CH2O) OH価(KOHmg/g):測定値 306.2 理論値 282.9
【0022】[比較例1] CH3(CH2)9Si[O
(CH2CH2O)3CH3]3の合成 冷却菅、温度計、滴下漏斗を付した200mlの4つ口
フラスコにデシルトリクロロシラン41.3g(0.1
5mol)を仕込み攪拌した。内温100℃まで昇温
後、メチルトリグリコール49.2g(0.30mo
l)を滴下したところフラスコ内が80℃まで低下し
た。さらに、100℃にて1時間攪拌後、メチルトリグ
リコール36.9g(0.23mol)と尿素13.5
g(0.23mol)を添加し100℃にて2時間熟成
した。熟成後、反応混合液を分離して尿素塩酸塩を除去
し、得られた生成物をプロピレンオキシド0.2gで中
和した。中和後、活性炭0.5gを用いて浮遊する尿素
塩酸塩を取り除き、ろ過後ストリップしたところを8
0.3gの無色透明な液体が得られた。
(CH2CH2O)3CH3]3の合成 冷却菅、温度計、滴下漏斗を付した200mlの4つ口
フラスコにデシルトリクロロシラン41.3g(0.1
5mol)を仕込み攪拌した。内温100℃まで昇温
後、メチルトリグリコール49.2g(0.30mo
l)を滴下したところフラスコ内が80℃まで低下し
た。さらに、100℃にて1時間攪拌後、メチルトリグ
リコール36.9g(0.23mol)と尿素13.5
g(0.23mol)を添加し100℃にて2時間熟成
した。熟成後、反応混合液を分離して尿素塩酸塩を除去
し、得られた生成物をプロピレンオキシド0.2gで中
和した。中和後、活性炭0.5gを用いて浮遊する尿素
塩酸塩を取り除き、ろ過後ストリップしたところを8
0.3gの無色透明な液体が得られた。
【0023】[比較例2] CH3(CH2)9Si[O
(CH2CH2O)3CH3]3の合成 冷却菅、温度計、滴下漏斗及びエステルアダプターを付
した200mlの4つ口フラスコにデシルトリメトキシ
シラン39.3g(0.15mol)、メチルトリグリ
コール77.5g(0.47mol)及びジブチル錫ラ
ウレート0.04g(シランに対し1000ppm)を
仕込み攪拌した。内温120℃まで徐々に昇温を行い、
流出してくるメタノールを溜去した。溜去し終わった
後、120℃にて4時間攪拌しストリップしたところ無
色透明な液体が99.3g得られた。
(CH2CH2O)3CH3]3の合成 冷却菅、温度計、滴下漏斗及びエステルアダプターを付
した200mlの4つ口フラスコにデシルトリメトキシ
シラン39.3g(0.15mol)、メチルトリグリ
コール77.5g(0.47mol)及びジブチル錫ラ
ウレート0.04g(シランに対し1000ppm)を
仕込み攪拌した。内温120℃まで徐々に昇温を行い、
流出してくるメタノールを溜去した。溜去し終わった
後、120℃にて4時間攪拌しストリップしたところ無
色透明な液体が99.3g得られた。
【0024】実施例1及び2、比較例1及び2より得ら
れたグリコールエーテル基を有する有機けい素化合物、
それぞれについて濃度20%水溶液を調製した。このも
のの水溶液安定性を表1に示す。水溶液安定性は有機け
い素化合物が分解するまでの日数で評価した。
れたグリコールエーテル基を有する有機けい素化合物、
それぞれについて濃度20%水溶液を調製した。このも
のの水溶液安定性を表1に示す。水溶液安定性は有機け
い素化合物が分解するまでの日数で評価した。
【表1】 実施例/比較例: 実施例1 実施例2 比較例1 比較例2 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 水溶液安定性 : 14日 7日 3日 1日 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【0025】
【発明の効果】本発明の製造方法により、水溶性および
水溶液安定性に優れたグリコールエーテル基を有する有
機けい素化合物を容易に且つ安価に得ることができる。
特に、グリコールを用いた場合には、分子間架橋が抑制
可能のため一方のOH基を保護することなく目的物を得
ることができる。
水溶液安定性に優れたグリコールエーテル基を有する有
機けい素化合物を容易に且つ安価に得ることができる。
特に、グリコールを用いた場合には、分子間架橋が抑制
可能のため一方のOH基を保護することなく目的物を得
ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一戸 省二 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子 材料技術研究所内 (56)参考文献 特開 平2−273686(JP,A) 特開 平8−325562(JP,A) 米国特許2476307(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07F 7/18 B01J 31/12 C07B 61/00 CA(STN) CAOLD(STN) REGISTRY(STN)
Claims (4)
- 【請求項1】 下記化学式(1) R1Si(OR2)3 (1) で示される有機けい素化合物と、 下記化学式(2) HO(CH2CH2O)pR3 (2) で示されるグリコールエーテルとをアルキルチタネート
触媒存在下に反応させて、 一般式(3) R1Si[O(CH2CH2O)pR3]3 (3) [式中、R1は炭素原子数6〜20のアルキル基(直鎖
又は分枝でありその水素原子の一部若くは全部がハロゲ
ン置換されてもよい)、R2は水素原子、メチル又はエ
チル基、R3は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル
基(直鎖又は分枝)である。Pは3〜50の整数であ
る。]で示されるグリコールエーテル基を有する有機け
い素化合物の製造方法。 - 【請求項2】 前記R3が水素原子である請求項1記載
の有機けい素化合物の製造方法。 - 【請求項3】 前記アルキルチタネート触媒がテトラブ
チルチタネートである請求項1または2記載の有機けい
素化合物の製造方法。 - 【請求項4】 前記アルキルチタネート触媒がテトラプ
ロピルチタネートである請求項1または2記載の有機け
い素化合物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20055895A JP3150880B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | グリコールエーテル基を有する有機けい素化合物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20055895A JP3150880B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | グリコールエーテル基を有する有機けい素化合物の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0925282A JPH0925282A (ja) | 1997-01-28 |
JP3150880B2 true JP3150880B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=16426316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20055895A Expired - Fee Related JP3150880B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | グリコールエーテル基を有する有機けい素化合物の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3150880B2 (ja) |
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DE102006061584A1 (de) * | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Wacker Chemie Ag | Organosiliciumverbindungen und deren Verwendung in vernetzbaren Massen |
JP5577063B2 (ja) | 2009-08-26 | 2014-08-20 | 株式会社ブリヂストン | シランカップリング剤の製造方法 |
US8318037B2 (en) * | 2010-04-30 | 2012-11-27 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Organosilicon glycol-based electrolytes with a hydroxy terminus |
-
1995
- 1995-07-13 JP JP20055895A patent/JP3150880B2/ja not_active Expired - Fee Related
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