JP3198827B2 - Isocyanate group-containing silicon compound and method for producing the same - Google Patents

Isocyanate group-containing silicon compound and method for producing the same

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JP3198827B2 JP26834394A JP26834394A JP3198827B2 JP 3198827 B2 JP3198827 B2 JP 3198827B2 JP 26834394 A JP26834394 A JP 26834394A JP 26834394 A JP26834394 A JP 26834394A JP 3198827 B2 JP3198827 B2 JP 3198827B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、イソシアナート基を有
する新規なケイ素化合物及びその製造方法に関するもの
であり、このケイ素化合物はポリマーの改質剤や各種基
材の表面処理剤として、また各種ポリマーの合成原料と
して、特に分子内にただ一つのイソシアナート基を有す
る反応性のポリマーの合成原料として有用である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel silicon compound having an isocyanate group and a method for producing the same, and this silicon compound is used as a polymer modifier or a surface treatment agent for various substrates, It is useful as a raw material for synthesizing polymers, particularly as a raw material for synthesizing reactive polymers having only one isocyanate group in the molecule.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】イソシ
アナート基を有するシロキサン化合物は、水酸基やアミ
ノ基、カルボキシル基等の官能基を持つ各種のポリマー
や基材と中性かつ温和な条件で容易に反応して、ポリマ
ーや基材を改質することのできる有用な化合物である。
改質剤として用いるためには、ポリマー同士の架橋を避
けるために分子内にただ一つだけのイソシアナート基を
持つことが必要である。しかし、蒸留精製できる低分子
量のイソシアナート基含有ケイ素化合物を用いた場合、
ポリマーや基材中に導入されるシロキサン単位の含量は
少なくなり、十分な改質ができない場合が多い。また、
長鎖ポリシロキサン等の高分子量のケイ素化合物に一つ
だけイソシアナート基を導入するのは困難であり、従っ
て改質剤として有用なイソシアナート基を含有する長鎖
のケイ素化合物を得ることは困難であった。
2. Description of the Related Art A siloxane compound having an isocyanate group is easily formed under neutral and mild conditions with various polymers and substrates having a functional group such as a hydroxyl group, an amino group and a carboxyl group. Is a useful compound that can modify polymers and substrates in response to
For use as a modifier, it is necessary to have only one isocyanate group in the molecule in order to avoid cross-linking between polymers. However, when a low molecular weight isocyanate group-containing silicon compound that can be purified by distillation is used,
The content of the siloxane unit introduced into the polymer or the base material is reduced, and sufficient modification cannot be often performed. Also,
It is difficult to introduce only one isocyanate group into a high-molecular-weight silicon compound such as a long-chain polysiloxane, and therefore it is difficult to obtain a long-chain silicon compound containing an isocyanate group useful as a modifier. Met.

【0003】それ故、長鎖ポリシロキサン等のポリマー
にただ一つだけイソシアナート基を導入する方法の開発
が要望されていた。
Therefore, development of a method for introducing only one isocyanate group into a polymer such as a long-chain polysiloxane has been demanded.

【0004】本発明は、上記要望に応えたもので、分子
内にただ一つのイソシアナート基を有する長鎖ポリシロ
キサン等の合成原料として、またポリマーの改質剤や各
種基材の表面処理剤として有用な、イソシアナート基を
有するケイ素化合物及びその製造方法を提供することを
目的とするものである。
The present invention meets the above-mentioned demands, and is used as a raw material for synthesizing a long-chain polysiloxane having only one isocyanate group in a molecule, a polymer modifier or a surface treating agent for various substrates. It is an object of the present invention to provide a silicon compound having an isocyanate group, which is useful as a compound, and a method for producing the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために種々検討を行った結果、下記一般式
(2)で表されるハロゲノアルキル基含有化合物と下記
一般式(3)で表されるシアン酸塩とを反応させること
により、あるいは下記一般式(4)で表されるカルバミ
ン酸エステルをトリアルキルクロロシラン及び酸捕捉剤
の存在下で熱分解することにより、下記一般式(1)で
表されるイソシアナート基含有ケイ素化合物が得られる
ことを見い出した。そして、この式(1)のケイ素化合
物は、反応性の官能基であるイソシアナート基とビニル
基をそれぞれ一個づつ有し、このビニル基に対して、例
えば片末端ハイドロジェンポリシロキサンを用いて遷移
金属触媒等の存在下でヒドロシリル化反応を行えば、分
子内にただ一つのイソシアナート基を有するポリシロキ
サンを容易に得ることができ、イソシアナート基含有長
鎖ポリシロキサン等のポリマーの合成や、イソシアナー
ト基の反応性に基づくポリマーの改質、各種基材の表面
処理に有用であることを知見し、本発明をなすに至った
ものである。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various studies to achieve the above object, and as a result, have found that a halogenoalkyl group-containing compound represented by the following general formula (2) and a compound represented by the following general formula (2) By reacting with a cyanate represented by 3) or by thermally decomposing a carbamate represented by the following general formula (4) in the presence of a trialkylchlorosilane and an acid scavenger, It has been found that an isocyanate group-containing silicon compound represented by the formula (1) can be obtained. The silicon compound of the formula (1) has one isocyanate group and one vinyl group, which are reactive functional groups, and the vinyl group is transitioned to the vinyl group using, for example, one end hydrogen polysiloxane. By performing the hydrosilylation reaction in the presence of a metal catalyst or the like, a polysiloxane having only one isocyanate group in the molecule can be easily obtained, and synthesis of a polymer such as an isocyanate group-containing long-chain polysiloxane, The present inventors have found that they are useful for modifying polymers based on the reactivity of isocyanate groups and for surface treatment of various substrates, and have accomplished the present invention.

【0006】[0006]

【化4】 (式中、R1は炭素数1〜10の2価の炭化水素基を表
し、R2,R3,R4及びR5はそれぞれ同一でも異なって
いてもよい炭素数1〜10の1価の炭化水素基であり、
nは0〜5の整数を表す。また、Xはハロゲン原子、M
は金属イオン又は4級アンモニウムイオン、mはMの価
数、Rは1価の炭化水素基を示す。)
Embedded image (In the formula, R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different, and each may be a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. Is a hydrocarbon group of
n represents the integer of 0-5. X is a halogen atom, M
Represents a metal ion or a quaternary ammonium ion, m represents a valence of M, and R represents a monovalent hydrocarbon group. )

【0007】従って、本発明は、下記の一般式(1a)
で表されるイソシアナート基含有ケイ素化合物、式
(2)のハロゲノアルキル基含有化合物と式(3)のシ
アン酸塩とを反応させる式(1)のケイ素化合物の製造
方法、及び式(4)のカルバミン酸エステルをトリアル
キルクロロシラン及び酸捕捉剤の存在下で熱分解する式
(1)のケイ素化合物の製造方法を提供する。
Accordingly, the present invention provides the following general formula (1a)
A method for producing a silicon compound of the formula (1), which comprises reacting a halogenoalkyl group-containing compound of the formula (2) with a cyanate of the formula (3), and a formula (4) To provide a method for producing a silicon compound of the formula (1) wherein the carbamic acid ester of the formula (1) is thermally decomposed in the presence of a trialkylchlorosilane and an acid scavenger.

【0008】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明の新規イソシアナート基含有ケイ素化合物は
下記一般式(1)に含まれる下記一般式(1a)で表さ
れるものである。
Now, the present invention will be described in more detail. The novel isocyanate group-containing silicon compound of the present invention is represented by the following general formula (1a) contained in the following general formula (1).

【0009】[0009]

【化5】 Embedded image

【0010】ここで、Rは炭素数1〜10の2価炭化
水素基であり、より好ましくは炭素数1〜3のアルキレ
ン基である。また、R〜Rは互いに同一又は異種の
炭素数1〜10の1価炭化水素基であり、好ましくはア
ルキル基、特に炭素数1〜6のアルキル基である。kは
1〜5の整数、nは0〜5の整数である。
Here, R 1 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. Further, R 2 to R 5 are the same or different monovalent hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkyl group, particularly an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. k is an integer of 1 to 5, and n is an integer of 0 to 5.

【0011】式(1)で表される化合物としては、例え
ば次のものが挙げられる。イソシアナートメチルジメチ
ルビニルシラン、イソシアナートエチルジメチルビニル
シラン、イソシアナートプロピルジメチルビニルシラ
ン、1−イソシアナートメチル−1,1,3,3−テト
ラメチル−3−ビニルジシロキサン、1−イソシアナー
トエチル−1,1,3,3−テトラメチル−3−ビニル
ジシロキサン、1−イソシアナートプロピル−1,1,
3,3−テトラメチル−3−ビニルジシロキサン、1−
エチル−1−イソシアナートプロピル−1,3,3−ト
リメチル−3−ビニルジシロキサン、3−エチル−1−
イソシアナートプロピル−1,1,3−トリメチル−3
−ビニルジシロキサン、1,3−ジエチル−1−イソシ
アナートプロピル−1,3−ジメチル−3−ビニルジシ
ロキサン、1−n−プロピル−1−イソシアナートプロ
ピル−1,3,3−トリメチル−3−ビニルジシロキサ
ン、1−i−プロピル−1−イソシアナートプロピル−
1,3,3−トリメチル−3−ビニルジシロキサン、1
−n−ブチル−1−イソシアナートプロピル−1,3,
3−トリメチル−3−ビニルジシロキサン、1−i−ブ
チル−1−イソシアナートプロピル−1,3,3−トリ
メチル−3−ビニルジシロキサン、1−s−ブチル−1
−イソシアナートプロピル−1,3,3−トリメチル−
3−ビニルジシロキサン、1−n−ペンチル−1−イソ
シアナートプロピル−1,3,3−トリメチル−3−ビ
ニルジシロキサン、1−シクロペンチル−1−イソシア
ナートプロピル−1,3,3−トリメチル−3−ビニル
ジシロキサン、1−n−ヘキシル−1−イソシアナート
プロピル−1,3,3−トリメチル−3−ビニルジシロ
キサン、1−シクロヘキシル−1−イソシアナートプロ
ピル−1,3,3−トリメチル−3−ビニルジシロキサ
ン、1−イソシアナートメチル−1,1,3,3,5,
5−ヘキサメチル−5−ビニルトリシロキサン、1−イ
ソシアナートメチル−1,1,3,3,5,5,7,7
−オクタメチル−7−ビニルテトラシロキサン、1−イ
ソシアナートメチル−1,1,3,3,5,5,7,
7,9,9−デカメチル−9−ビニルペンタシロキサ
ン。
The compounds represented by the formula (1) include, for example, the following. Isocyanatomethyldimethylvinylsilane, isocyanatoethyldimethylvinylsilane, isocyanatopropyldimethylvinylsilane, 1-isocyanatomethyl-1,1,3,3-tetramethyl-3-vinyldisiloxane, 1-isocyanatoethyl-1,1 , 3,3-Tetramethyl-3-vinyldisiloxane, 1-isocyanatopropyl-1,1,
3,3-tetramethyl-3-vinyldisiloxane, 1-
Ethyl-1-isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl-3-vinyldisiloxane, 3-ethyl-1-
Isocyanatopropyl-1,1,3-trimethyl-3
-Vinyldisiloxane, 1,3-diethyl-1-isocyanatopropyl-1,3-dimethyl-3-vinyldisiloxane, 1-n-propyl-1-isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl-3 -Vinyldisiloxane, 1-i-propyl-1-isocyanatopropyl-
1,3,3-trimethyl-3-vinyldisiloxane, 1
-N-butyl-1-isocyanatopropyl-1,3,
3-trimethyl-3-vinyldisiloxane, 1-i-butyl-1-isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl-3-vinyldisiloxane, 1-s-butyl-1
-Isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl-
3-vinyldisiloxane, 1-n-pentyl-1-isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl-3-vinyldisiloxane, 1-cyclopentyl-1-isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl- 3-vinyldisiloxane, 1-n-hexyl-1-isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl-3-vinyldisiloxane, 1-cyclohexyl-1-isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl- 3-vinyldisiloxane, 1-isocyanatomethyl-1,1,3,3,5
5-hexamethyl-5-vinyltrisiloxane, 1-isocyanatomethyl-1,1,3,3,5,5,7,7
-Octamethyl-7-vinyltetrasiloxane, 1-isocyanatomethyl-1,1,3,3,5,5,7,
7,9,9-decamethyl-9-vinylpentasiloxane.

【0012】式(1)のケイ素化合物は、例えば次のよ
うな方法で製造することができる。即ち、下記式(2)
で表されるハロゲノアルキル基含有ケイ素化合物と、下
記式(3)で表されるシアン酸塩とを反応させるもので
ある。この場合、シアン酸塩の使用量はハロゲノアルキ
ル基含有ケイ素化合物1モルに対し1〜1.2モルとす
ることが好ましい。
The silicon compound of the formula (1) can be produced, for example, by the following method. That is, the following equation (2)
Wherein a halogenoalkyl group-containing silicon compound represented by the following formula is reacted with a cyanate represented by the following formula (3). In this case, the amount of the cyanate used is preferably 1 to 1.2 mol per 1 mol of the halogenoalkyl group-containing silicon compound.

【0013】[0013]

【化6】 (式中、R1〜R5及びnは式(1)と同様の意味を示
し、Xはハロゲン原子を表す。)で表されるハロゲノア
ルキル基含有化合物と下記一般式(3) M(OCN)m …(3) (式中、Mは金属イオン又は4級アンモニウムイオンを
表し、mは金属イオン又は4級アンモニウムイオンの価
数を表す。)
Embedded image (Wherein, R 1 to R 5 and n have the same meanings as in formula (1), and X represents a halogen atom), and a halogenoalkyl group-containing compound represented by the following general formula (3): M (OCN) ) m ... (3) (wherein, M represents a metal ion or a quaternary ammonium ion, m represents the valence of the metal ion or a quaternary ammonium ion.)

【0014】式(3)のシアン酸塩においてMが金属イ
オンである場合、有機溶媒には通常難溶であるので、反
応を促進するために相間移動触媒を添加するのが好まし
い。用いられる相間移動触媒としては、テトラエチルア
ンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムクロ
ライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラ
ブチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニ
ウムアイオダイド、テトラブチルアンモニウムアイオダ
イド等の4級アンモニウム塩、ヘキサデシルピリジニウ
ムクロライド、ヘキサデシルピリジニウムブロマイド、
ドデシルピリジニウムアイオダイド等のピリジニウム
塩、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロライド、ヘ
キシルトリフェニルホスホニウムブロマイド、メチルト
リフェニルホスホニウムアイオダイド等のホスホニウム
塩、15−クラウン−5、18−クラウン−6等のクラ
ウンエーテルなどが挙げられる。
When M is a metal ion in the cyanate of the formula (3), it is generally difficult to dissolve in an organic solvent. Therefore, it is preferable to add a phase transfer catalyst to promote the reaction. Examples of the phase transfer catalyst used include quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium chloride, tetrabutylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide, tetraethylammonium iodide, tetrabutylammonium iodide, hexadecylpyridinium chloride, hexadecyl Pyridinium bromide,
Pyridinium salts such as dodecylpyridinium iodide; phosphonium salts such as benzyltriphenylphosphonium chloride, hexyltriphenylphosphonium bromide and methyltriphenylphosphonium iodide; and crown ethers such as 15-crown-5 and 18-crown-6. Can be

【0015】これらの相間移動触媒の添加量は、式
(2)のハロゲノアルキル基含有ケイ素化合物に対し
て、通常0.1〜20モル%である。反応の際には、反
応に関与しない有機溶媒を使用するのが望ましく、特に
ジメチルホルムアミドのような非プロトン性の極性溶媒
が好ましい。溶媒の使用量は、不溶性の塩の存在下に反
応液全体が十分撹拌されるように加えればよい。反応温
度は、反応基質及び溶媒の沸点によっても異なるが、通
常20〜150℃であり、効率よく生成物を得るために
は80〜120℃が好ましい。
The amount of the phase transfer catalyst to be added is usually 0.1 to 20 mol% based on the halogenoalkyl group-containing silicon compound of the formula (2). At the time of the reaction, it is desirable to use an organic solvent that does not participate in the reaction, and particularly preferred is an aprotic polar solvent such as dimethylformamide. The solvent may be used in such an amount that the whole reaction solution is sufficiently stirred in the presence of the insoluble salt. The reaction temperature varies depending on the reaction substrate and the boiling point of the solvent, but is usually from 20 to 150 ° C, and preferably from 80 to 120 ° C in order to obtain a product efficiently.

【0016】反応終了後、副生した塩を除去して減圧下
に蒸留することによって式(1)の化合物を得ることが
できる。
After completion of the reaction, the compound of the formula (1) can be obtained by removing the by-produced salt and distilling the mixture under reduced pressure.

【0017】式(1)の化合物は以下の方法によっても
製造することができる。即ち、下記式(5)で表される
アミノアルキル含有ケイ素化合物と下記式(6)で表さ
れるハロゲノぎ酸エステルとを酸捕捉剤の存在下に反応
させるなどの方法で得られた下記式(4)で表されるカ
ルバミン酸エステルを下記式(7)で表されるトリアル
キルクロロシラン及び酸捕捉剤の存在下で熱分解させる
ことにより、式(1)の化合物を得ることができる。
The compound of the formula (1) can also be produced by the following method. That is, the following formula obtained by a method such as reacting an aminoalkyl-containing silicon compound represented by the following formula (5) with a halogenoformate represented by the following formula (6) in the presence of an acid scavenger: The compound of the formula (1) can be obtained by thermally decomposing the carbamic acid ester represented by the formula (4) in the presence of a trialkylchlorosilane represented by the following formula (7) and an acid scavenger.

【0018】[0018]

【化7】 (式中、R1〜R5及びnは式(1)と同様の意味を示
す。)
Embedded image (In the formula, R 1 to R 5 and n have the same meaning as in formula (1).)

【0019】[0019]

【化8】 (式中、Rは1価の炭化水素基、Xはハロゲン原子を表
す。)
Embedded image (In the formula, R represents a monovalent hydrocarbon group, and X represents a halogen atom.)

【0020】[0020]

【化9】 (式中、R1〜R5及びnは式(1)と同様の意味を示
し、Rは1価の炭化水素基を表す。) R678SiCl …(7) (式中、R6,R7,R8は同一でも異なっていてもよい
炭素数1〜4の1価の炭化水素基を表す。)
Embedded image (Wherein, R 1 to R 5 and n have the same meaning as in formula (1), and R represents a monovalent hydrocarbon group.) R 6 R 7 R 8 SiCl (7) R 6 , R 7 and R 8 represent a monovalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms which may be the same or different.)

【0021】ここで、Rの1価炭化水素基としては、炭
素数1〜10のもの、例えばアルキル基やアリール基が
挙げられ、式(6)表されるハロゲノぎ酸エステルの例
としては、クロロぎ酸フェニル、クロロぎ酸4−ニトロ
フェニル、クロロぎ酸2−ナフチル、クロロぎ酸エチ
ル、クロロぎ酸ブチル等が挙げられる。その使用量は式
(5)のアミノアルキル基含有ケイ素化合物1モルに対
して1〜1.2モルが好ましい。
Here, examples of the monovalent hydrocarbon group for R include those having 1 to 10 carbon atoms, for example, an alkyl group and an aryl group. Examples of the halogenoformate represented by the formula (6) include: Examples include phenyl chloroformate, 4-nitrophenyl chloroformate, 2-naphthyl chloroformate, ethyl chloroformate, and butyl chloroformate. The amount used is preferably from 1 to 1.2 mol per 1 mol of the aminoalkyl group-containing silicon compound of the formula (5).

【0022】式(5)のアミノアルキル基含有ケイ素化
合物と式(6)のハロゲノぎ酸エステルの反応の際に
は、反応温度は0〜50℃が好ましく、反応溶媒として
は、副生する塩の除去が容易であるという点でヘキサ
ン、ヘプタン、イソオクタン、トルエン、キシレン等の
炭化水素系溶媒を使用するのが好ましい。使用する酸捕
捉剤の種類としては、トリエチルアミン、トリブチルア
ミン、ジイソプロピルエチルアミン、N−メチルモルポ
リン等の3級アミンやピリジン、キノリン等の含窒素複
素環化合物が挙げられ、その使用量は式(5)のアミノ
アルキル基含有ケイ素化合物に対して1〜1.3当量で
ある。
In the reaction of the aminoalkyl group-containing silicon compound of the formula (5) with the halogenoformate of the formula (6), the reaction temperature is preferably from 0 to 50 ° C. It is preferable to use a hydrocarbon-based solvent such as hexane, heptane, isooctane, toluene, and xylene in that the solvent is easily removed. Examples of the type of the acid scavenger to be used include tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, diisopropylethylamine and N-methylmorpholine, and nitrogen-containing heterocyclic compounds such as pyridine and quinoline. 1) to 1.3 equivalents based on the aminoalkyl group-containing silicon compound of (1).

【0023】一方、式(4)のカルバミン酸エステルの
熱分解の際には、反応を不可逆的に進行させるために式
(7)のトリアルキルクロロシランを加える。その使用
量は式(4)のカルバミン酸エステル1モルに対して1
〜1.3モルが好ましい。また、発生する塩酸の捕捉剤
として、前述の3級アミンや含窒素複素環化合物を式
(7)のトリアルキルクロロシラン1モルに対して1〜
1.2モル加えることが必要である。反応温度は60〜
150℃が好ましく、使用する溶媒としては、イソオク
タン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒、ジブチ
ルエーテル、モノグライム、ジグライム等のエーテル系
溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
ジメチルスルホキシド、ジメチルイミダゾリドン、テト
ラメチル尿素等の非プロトン性極性溶媒が挙げられる。
On the other hand, during the thermal decomposition of the carbamic acid ester of the formula (4), a trialkylchlorosilane of the formula (7) is added to make the reaction proceed irreversibly. The amount used is 1 to 1 mol of the carbamate of the formula (4).
~ 1.3 mol is preferred. As a scavenger for the generated hydrochloric acid, the above-mentioned tertiary amine or nitrogen-containing heterocyclic compound is used in an amount of 1 to 1 mol based on the trialkylchlorosilane of the formula (7).
It is necessary to add 1.2 mol. Reaction temperature is 60 ~
150 ° C. is preferable, and as a solvent to be used, hydrocarbon solvents such as isooctane, toluene and xylene, ether solvents such as dibutyl ether, monoglyme and diglyme, dimethylformamide, dimethylacetamide
Aprotic polar solvents such as dimethylsulfoxide, dimethylimidazolidone, and tetramethylurea.

【0024】反応終了後、反応液から濾過及び水洗によ
って塩を除去し、減圧下に蒸留を行うことにより、式
(1)の化合物が得られる。
After completion of the reaction, the salt is removed from the reaction solution by filtration and washing with water, followed by distillation under reduced pressure to obtain the compound of the formula (1).

【0025】なお、式(1)の化合物の更に別な製造方
法として、式(6)のアミノアルキル基含有ケイ素化合
物を3級アミン等の酸捕捉剤の存在下に等モル量のホス
ゲンと反応させる方法もあるが、毒性の強いホスゲンを
使用するという点で好ましくない。
As another method for producing the compound of the formula (1), an aminoalkyl group-containing silicon compound of the formula (6) is reacted with an equimolar amount of phosgene in the presence of an acid scavenger such as a tertiary amine. Although there is a method of causing phosgene, which is highly toxic, it is not preferable.

【0026】式(1)の化合物は、1分子中にイソシア
ナート基とビニル基をそれぞれ有する。従って、SiH
基を1分子中に1個有する長鎖オルガノハイドロジェン
ポリシロキサン等のポリマーと白金系触媒などのハイド
ロシリレーション触媒の存在下にハイドロシリレーショ
ンすることにより、イソシアナート基を1分子中に1個
有する長鎖オルガノポリシロキサン等のポリマーを得る
ことができる。
The compound of the formula (1) has an isocyanate group and a vinyl group in one molecule. Therefore, SiH
Hydrosilylation in the presence of a polymer such as a long-chain organohydrogenpolysiloxane having one group per molecule and a hydrosilylation catalyst such as a platinum-based catalyst results in one isocyanate group per molecule. Polymers such as long-chain organopolysiloxanes can be obtained.

【0027】また、この式(1)の化合物は、イソシア
ナート基の反応性により、水酸基、アミノ基、カルボキ
シル基等のイソシアナート基との反応性基を有するポリ
マーや基材を改質することができる。
The compound of the formula (1) can modify a polymer or a substrate having a reactive group with an isocyanate group such as a hydroxyl group, an amino group or a carboxyl group by the reactivity of the isocyanate group. Can be.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明のイソシアナート基含有ケイ素化
合物は、ポリマーの改質剤や各種基材の表面処理剤とし
て有用であり、更にただ一つのイソシアナート基を有す
るポリマーの合成原料として特に有用な化合物である。
また、本発明の製造方法によれば、かかるイソシアナー
ト基含有ケイ素化合物を好収率で製造することができ
る。
The isocyanate group-containing silicon compound of the present invention is useful as a polymer modifier or a surface treating agent for various substrates, and is particularly useful as a raw material for synthesizing a polymer having only one isocyanate group. Compound.
Further, according to the production method of the present invention, such an isocyanate group-containing silicon compound can be produced at a high yield.

【0029】[0029]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるもので
はない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0030】〔実施例1〕イソシアナートメチルジメチ
ルビニルシランの合成 撹拌機、還流冷却管、温度計を備えた500mlの3つ
口フラスコ内を窒素置換し、フラスコ内にヨードメチル
ジメチルビニルシラン56.5g(0.25mol)、
テトラブチルアンモニウムアイオダイド4.6g(1
2.5mmol)、ジメチルホルムアミド63mlを仕
込み、シアン酸カリウム24.3g(0.30mol)
を加えて、激しく撹拌しながら100℃に加熱し、5時
間撹拌を続けた。放冷後、ヨードメチルジメチルビニル
シランが消失したことをガスクロマトグラフィーにて確
認し、次いでヘキサン250mlを加え、室温で1時間
撹拌した。二層に分離したフラスコ内容物の上層を取
り、常圧下で溶媒を留去した後減圧蒸留して、沸点74
〜75℃/50mmHgの無色透明の液体23.1gを
得た。この化合物の質量スペクトル、核磁気共鳴スペク
トル及び赤外吸収スペクトルを測定したところ、生成物
がイソシアナートメチルジメチルビニルシランであるこ
とが確認された。収率は65.3%であった。以下に各
種スペクトルの測定結果を示す。 質量スペクトル(EI法) m/z:126([M−CH3+)、85([M−CH
2NCO]+
Example 1 Synthesis of Isocyanate Methyldimethylvinylsilane A 500-ml three-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a thermometer was purged with nitrogen, and 56.5 g of iodomethyldimethylvinylsilane was added to the flask. 0.25 mol),
4.6 g of tetrabutylammonium iodide (1
2.5 mmol) and 63 ml of dimethylformamide, and 24.3 g (0.30 mol) of potassium cyanate.
And heated to 100 ° C. with vigorous stirring, and stirring was continued for 5 hours. After cooling, it was confirmed by gas chromatography that iodomethyldimethylvinylsilane had disappeared. Then, 250 ml of hexane was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. The upper layer of the contents of the flask separated into two layers was taken, and the solvent was distilled off under normal pressure, followed by distillation under reduced pressure to give a boiling point of 74.
23.1 g of a colorless and transparent liquid of -75 ° C / 50 mmHg was obtained. When the mass spectrum, nuclear magnetic resonance spectrum and infrared absorption spectrum of this compound were measured, it was confirmed that the product was isocyanatomethyldimethylvinylsilane. The yield was 65.3%. The measurement results of various spectra are shown below. Mass spectrum (EI method) m / z: 126 ([M-CH 3 ] + ), 85 ([M-CH
2 NCO] + )

【0031】[0031]

【表1】 赤外吸収スペクトル(NaCl)図1に示す。[Table 1] Infrared absorption spectrum (NaCl) is shown in FIG.

【0032】〔実施例2〕1−イソシアナートプロピル
−1,1,3,3−テトラメチル−3−ビニルジシロキ
サンの合成 撹拌機、還流冷却管、温度計及び滴下ロートを備えた5
00mlの4つ口フラスコ内を窒素置換し、フラスコ内
に1−アミノプロピル−1,1,3,3−テトラメチル
3−ビニルジシロキサン65.3g(0.30mo
l)、トリエチルアミン33.4g(0.33mo
l)、o−キシレン90mlを仕込み、氷水浴でフラス
コを10℃に冷却した。フラスコ内を撹拌しながら、滴
下ロートよりクロロギ酸フェニル49.3g(0.31
5mol)を滴下した。この際、滴下は内容物の温度が
40℃を超えないような速度で2時間かけて行った。そ
の後室温で1時間撹拌した後、トリエチルアミン39.
5g(0.39mol)を加えて、内容物を80℃に加
熱した。滴下ロートを新しいものと交換し、クロロトリ
メチルシラン39.1g(0.36mol)を80〜1
00℃で1時間かけて滴下ロートより滴下した。反応混
合物を100℃で2時間、120℃で8時間撹拌し、カ
ルバミン酸エステルが消失したことをガスクロマトグラ
フィーで確認した。放冷後、析出したトリエチルアミン
塩酸塩を濾別し、濾液を水100mlで洗浄後、無水硫
酸ナトリウムで乾燥させた。得られた溶液を減圧蒸留す
ることにより、沸点90℃/6mmHgの無色透明液体
60.2gを得た。質量スペクトル、核磁気共鳴スペク
トル、赤外吸収スペクトルの測定結果より、得られた生
成物が1−イソシアナートプロピル−1,1,3,3−
テトラメチル−3−ビニルジシロキサンであることが確
認された。収率は82.5%であった。以下に各種スペ
クトルの測定結果を示す。 質量スペクトル(EI法) m/z:228([M−CH3+)、216([M−C
23+
Example 2 Synthesis of 1-isocyanatopropyl-1,1,3,3-tetramethyl-3-vinyldisiloxane 5 equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a dropping funnel.
The inside of a 00 ml four-necked flask was replaced with nitrogen, and 65.3 g (0.30 mol) of 1-aminopropyl-1,1,3,3-tetramethyl-3-vinyldisiloxane was added to the flask.
l), 33.4 g of triethylamine (0.33 mol
l), 90 ml of o-xylene was charged, and the flask was cooled to 10 ° C in an ice water bath. While stirring the inside of the flask, 49.3 g (0.31 g) of phenyl chloroformate was dropped from the dropping funnel.
5 mol) was added dropwise. At this time, the dripping was performed over 2 hours at a rate such that the temperature of the contents did not exceed 40 ° C. After stirring at room temperature for 1 hour, triethylamine was added.
5 g (0.39 mol) were added and the contents were heated to 80 ° C. Replace the dropping funnel with a new one, and add 39.1 g (0.36 mol) of chlorotrimethylsilane to 80-1.
The mixture was dropped from the dropping funnel over 1 hour at 00 ° C. The reaction mixture was stirred at 100 ° C. for 2 hours and at 120 ° C. for 8 hours, and the disappearance of the carbamate was confirmed by gas chromatography. After cooling, the precipitated triethylamine hydrochloride was separated by filtration, and the filtrate was washed with 100 ml of water and dried over anhydrous sodium sulfate. The obtained solution was distilled under reduced pressure to obtain 60.2 g of a colorless transparent liquid having a boiling point of 90 ° C./6 mmHg. From the measurement results of mass spectrum, nuclear magnetic resonance spectrum and infrared absorption spectrum, the obtained product was identified as 1-isocyanatopropyl-1,1,3,3-
It was confirmed to be tetramethyl-3-vinyldisiloxane. The yield was 82.5%. The measurement results of various spectra are shown below. Mass spectrum (EI method) m / z: 228 ([M-CH 3 ] + ), 216 ([M-C
2 H 3] +)

【0033】[0033]

【表2】 赤外吸収スペクトル(NaCl) 図2に示す。[Table 2] Infrared absorption spectrum (NaCl) is shown in FIG.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1で得られた化合物の赤外吸収
スペクトルである。
FIG. 1 is an infrared absorption spectrum of a compound obtained in Example 1 of the present invention.

【図2】本発明の実施例2で得られた化合物の赤外吸収
スペクトルである。
FIG. 2 is an infrared absorption spectrum of the compound obtained in Example 2 of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 昭 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 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28−1 信越化学工業株式会社 合成技術研究 所内 (56)参考文献 特開 昭62−238294(JP,A) 特開 昭62−226988(JP,A) 特開 昭62−209112(JP,A) 特開 平8−157728(JP,A) 特開 平9−31155(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 77/20 C08G 77/26 CA(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akira Yamamoto 28-1 Nishifukushima, Kushiro-mura, Nakakushijo-gun, Niigata Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd. Synthetic Technology Research Institute (72) Inventor Mikio Endo Kushiro-mura, Nakakubi-jo, Niigata 28-1 Nishifukushima Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Synthetic Technology Laboratory (56) References JP-A-62-238294 (JP, A) JP-A-62-226988 (JP, A) JP-A-62-209112 (JP) JP-A-8-157728 (JP, A) JP-A-9-31155 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 77/20 C08G 77/26 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記一般式(1a) 【化1】 (式中、Rは炭素数1〜10の2価の炭化水素基を表
し、R、R、R及びRはそれぞれ同一でも異な
っていてもよい炭素数1〜10の1価の炭化水素基であ
り、kは1〜5の整数を表す。)で表されるイソシアナ
ート基含有ケイ素化合物。
1. The following general formula (1a): (Wherein, R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 , R 3 , R 4, and R 5 may be the same or different, and each may be a monovalent C 1-10 hydrocarbon group.) And k represents an integer of 1 to 5.).
【請求項2】 下記一般式(2) 【化2】 (式中、Rは炭素数1〜10の2価の炭化水素基を表
し、R、R、R及びRはそれぞれ同一でも異な
っていてもよい炭素数1〜10の1価の炭化水素基であ
り、nは0〜5の整数を表す。Xはハロゲン原子を表
す。)で表されるハロゲノアルキル基含有化合物と下記
一般式(3) M(OCN) …(3) (式中、Mは金属イオン又は4級アンモニウムイオンを
表し、mは金属イオン又は4級アンモニウムイオンの価
数を表す。)で表されるシアン酸塩とを反応させること
を特徴とする下記一般式(1) 【化10】 (式中、R〜R及びnは上記と同様の意味を示
す。)で表されるイソシアナート基含有ケイ素化合物の
製造方法。
2. The following general formula (2): (Wherein, R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 , R 3 , R 4, and R 5 may be the same or different, and each may be a monovalent C 1-10 hydrocarbon group.) And n represents an integer of 0 to 5. X represents a halogen atom.) And a halogenoalkyl group-containing compound represented by the following general formula (3): M (OCN) m (3) (Wherein, M represents a metal ion or a quaternary ammonium ion, and m represents a valence of the metal ion or a quaternary ammonium ion). Formula (1) (Wherein, R 1 to R 5 and n have the same meanings as described above).
【請求項3】 下記一般式(4) 【化3】 (式中、Rは炭素数1〜10の2価の炭化水素基を表
し、R、R、R及びRはそれぞれ同一でも異な
っていてもよい炭素数1〜10の1価の炭化水素基であ
り、nは0〜5の整数を示す。Rは1価の炭化水素基を
表す。)で表されるカルバミン酸エステルをトリアルキ
ルクロロシラン及び酸捕捉剤の存在下で熱分解すること
を特徴とする下記一般式(1) 【化11】 (式中、R〜R及びnは上記と同様の意味を示
す。)で表されるイソシアナート基含有ケイ素化合物の
製造方法。
3. The following general formula (4): (Wherein, R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 , R 3 , R 4, and R 5 may be the same or different, and each may be a monovalent C 1-10 hydrocarbon group.) Wherein n represents an integer of 0 to 5 and R represents a monovalent hydrocarbon group.) In the presence of a trialkylchlorosilane and an acid scavenger. The following general formula (1): (Wherein, R 1 to R 5 and n have the same meanings as described above).
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