JP3220358B2 - α,ω−ジアルコキシオリゴシロキサンの製造方法 - Google Patents

α,ω−ジアルコキシオリゴシロキサンの製造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、α,ω−ジアルコキシ
オリゴシロキサンの製造方法に関し、特に、安価な原料
を用い、穏和な条件で製造することができる、α,ω−
ジアルコキシオリゴシロキサンの製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】α,ω−ジアルコキシオリゴシロキサン
は、末端にアルコキシ基が導入されたオリゴシロキサン
(末端アルコキシ基導入オリゴシロキサン)であり、末
端ヒドロキシ基導入オリゴシロキサンを合成する際の中
間体として重要な化合物である。因みに、末端ヒドロキ
シ基導入オリゴシロキサンは、官能基を有する種々の機
能性オイルやエラストマーの原料として重要な物質であ
る。
【0003】しかしながら、末端ヒドロキシ基導入オリ
ゴシロキサンは保存安定性が悪いので長期間貯蔵してお
くことができず、そのために用途の拡大が制限されてい
た。そこで、末端ヒドロキシ基導入オリゴシロキサンの
原料(中間体)である、保存安定性の良い、末端アルコ
キシ基導入オリゴシロキサンを安価で簡易に製造する方
法が望まれていた。
【0004】しかしながら、従来から、末端アルコキシ
基導入オリゴシロキサンは、塩基の存在下で末端ハロゲ
ン基導入オリゴシロキサンを、アルコールによってアル
コキシ化する方法によって製造されていた。この方法
は、原料である末端ハロゲン基導入オリゴシロキサンの
製造が煩雑であるのみならず高価である上、オリゴシロ
キサンのシロキサン結合が不均化するので、上記のニー
ズに十分応えられないという欠点があった。
【0005】一方、ポリシロキサン類を、以下に示す
〜の何れかの触媒の存在下にアルコキシシラン類と反
応させて、末端アルコキシ基導入オリゴシロキサンを製
造する方法も提案されている。 アミン類(米国特許第3,542,901号)、酢
酸カリウム(米国特許第3,504,051号)、無
機酸化物(フランス国特許第1,495,011号)、
有機チタン化合物(米国特許第4,111,890
号)、チタネートとアミンの混合系(米国特許第3,
647,846号)、アルコキシアルミニウム錯体
(英国特許第A−2,144,758号)、N,N’
−2−置換ヒドロキシアミン(フランス国特許A−2,
508,467号)、カルボン酸とアミンの混合系
(フランス国特許第2,604,713号)、カルバメ
ート(ヨーロッパ特許第0,210,402号)及びオ
キシム類(フランス国特許第2,597,875号)
【0006】しかしながら、これらの触媒を用いた系
は、いずれも反応速度が遅いので、比較的高温で反応さ
せる必要があるという欠点があった。特に、前記の触
媒を用いた方法は、ポリオルガノシロキサン類をアルコ
キシシラン類と反応させる際に、水酸化ナトリウム又は
水酸カリウムを触媒として用いるために該触媒を溶解さ
せるアルカノールを溶媒として用いる必要があるので、
容積効率が悪い上、反応速度も遅くなるという欠点があ
った。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、上記の欠点を解決するために鋭意検討した結果、酸
等の触媒の存在下で、特定の直鎖状ポリシロキサン及び
/又は環状ポリシロキサンをジアルコキシシラン類と反
応させた場合には、安価な原料を用いることができると
共に穏和な条件下で、容易にα,ω−ジアルコキシオリ
ゴシロキサンを製造することができるということを見出
し本発明に到達した。従って、本発明の目的は、安価な
原料を用いると共に穏和な条件下で、α,ω−ジアルコ
キシオリゴシロキサンを製造する方法を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
下記化5で表される直鎖状ポリシロキサン、及び/又は
下記化6で表される環状ポリシロキサンを、酸及び水と
反応して酸を発生する物質からなる群の中から選択され
る少なくとも1種の触媒の存在下で下記化7で表される
ジアルコキシシラン類と反応させることを特徴とする、
下記化8で表されるα,ω−ジアルコキシオリゴシロキ
サンの製造方法によって達成された。
【0009】
【化5】 但し、化5中のR1 は水素原子又は同種若しくは異種の
アルキル基、Xは同種又は異種のヒドロキシ基、アルキ
ル基又はトリアルキルシリルオキシ基であり、nは2以
上の自然数である。
【化6】 但し、化6中のR2 は水素原子又は同種若しくは異種の
アルキル基であり、mは3以上の自然数である。
【0010】
【化7】 但し、化7中のRは水素原子又は同種若しくは異種の
アルキル基、Rはアルキル基である。
【化8】 但し、化8中のRは同種若しくは異種のアルキル基、
はアルキル基であり、l(エル)は2〜20の自然
数である。l(エル)は、2であることが特に好まし
い。本発明の製造方法における、化5〜化8で表される
化合物中のR、R、R、R、R及びRは、
全てメチル基であることが好ましい。
【0011】本発明で使用する化5で表される直鎖状ポ
リシロキサン中のR1 のアルキル基としては、例えば、
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等を挙げる
ことができる。各R1 基は同種であっても異種であって
も良いが、特に、全てのR1基がメチル基であることが
好ましい。化5中のnは2以上の自然数であれば特に限
定されるものではないが、nの数が小さいもの程反応性
が高い。例えば、前記化8中のl(エル)が2のα,ω
−ジアルコキシオリゴシロキサンを製造する場合には、
化5中のnが2〜40である直鎖状ポリシロキサンを使
用することが好ましい。このような直鎖状ポリシロキサ
ンの具体例としては、ジメチルシリコーンオイル、メチ
ルヒドリドシリコーンオイル等を挙げることができる。
【0012】前記化6で表される環状ポリシロキサン中
のmは3以上の自然数であれば特に限定されるものでは
ないが、特に、3、4又は5であることが好ましい。こ
のような環状ポリシロキサンとしては、例えば、オクタ
メチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペン
タシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、
ペンタメチルシクロペンタシロキサン等が挙げられる。
本発明においては、前記化5で表される直鎖状ポリシロ
キサン又は化6で表される環状ポリシロキサンとして、
これらの混合物を使用しても良い。混合物の混合比は特
に限定されるものではない。このような混合物は、2官
能性のシラン類を加水分解することによって容易に得る
ことができる。
【0013】前記化7で表されるジアルコキシシラン中
のR4 のアルキル基の好ましい例としては、メチル基、
エチル基、プロピル基等が挙げられる。このようなジア
ルコキシシランの具体例としては、ジメチルジメトキシ
シラン、メチルジメトキシシラン等が挙げられる。ジア
ルコキシシランの使用量は、使用するポリシロキサン中
のSi−O結合1モルに対して0.5/l(エル)モル
(尚、l(エル)は前記化8中のl(エル)と同じもの
である)〜10/l(エル)モル、特に、1/l(エ
ル)モル〜5/l(エル)モルであることが好ましい。
例えば、前記化8で表されるα,ω−ジアルコキシオリ
ゴシロキサンのl(エル)が2のジシロキサンである場
合には、アルコキシシラン類の使用量は0.25〜5モ
ル、特に、0.5〜2.5モルであることが好ましい。
【0014】本発明で触媒として使用する酸の具体例と
しては、硫酸等の無機酸、トリフルオロメタンスルホン
酸、トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸
等の有機酸が挙げられるが、これらの中でも、特に、ト
リフルオロメタンスルホン酸を使用することが好まし
い。また、水と反応して酸を発生させる物質の例として
は塩化鉄、塩化鉄6水和物等を挙げることができる。触
媒の使用量は、ポリシロキサン及びアルコキシシランの
合計の量に対して0.01〜5重量%であるが、特に
0.1〜1重量%とすることが好ましい。0.01重量
%未満であると反応性が悪くなり、5重量%を超えると
不経済となる上Si−H結合を含有するポリシロキサン
との副反応が生じやすくなる。
【0015】本発明の製造方法においては、アルコール
類を添加することによって反応が活性化され、反応速度
を高めることができる。例えば、アルコールの非添加と
添加では、反応速度に2倍以上の差が出ることがある。
アルコール類は、反応系のポリシロキサン及びアルコキ
シシランの合計量に対して1重量%以上存在させること
が好ましい。上記のアルコール類は特に限定されるもの
ではなく、メタノール、エタノール、ノルマルプロパノ
ール等の公知のアルコール類の中から適宜選択して使用
することができるが、これらの中でも特にメタノールを
使用することが好ましい。アルコール類の使用量は、1
重量%以上であることが好ましいが、多すぎると容積効
率が低下するので、特に1〜100重量%とすることが
好ましい。
【0016】本発明の製造方法における反応は、前記化
5で表される直鎖状ポリシロキサン及び/又は化6で表
される環状ポリシロキサンを、化7で表されるジアルコ
キシシランと混合し、得られた混合液に触媒を添加し攪
拌することによって行わせる。尚、反応は、不活性ガス
の雰囲気下で行わせることが好ましい。反応温度は、通
常、0〜200℃、特に10〜100℃とすることが好
ましい。0℃未満であると反応速度が低下し、200℃
を超えると副反応が生じる場合がある。反応時間は用い
る原料や反応速度に応じて適宜決めれば良いが、通常
は、5分〜5時間である。
【0017】反応終了後、そのまま蒸留するか、又は中
和処理した後蒸留することによって、目的とするα,ω
−ジアルコキシオリゴシロキサンを得ることができる。
このようにして得られたα,ω−ジアルコキシオリゴシ
ロキサンを加水分解することによって容易に末端ヒドロ
キシオリゴシロキサンを得ることができる。末端ヒドロ
キシオリゴシロキサンは、シリコーンゴムのウエッター
として広く用いられている。また、末端ヒドロキシオリ
ゴシロキサンをモノハイドロジェンハロシランモノマー
と反応させて得られるモノハイドロジェンシクロトリシ
ロキサンは、機能性シリコーンポリマーの原料として用
いることができる。
【0018】
【発明の効果】本発明の製造方法によると、特定の直鎖
状ポリシロキサン及び/又は環状ポリシロキサンを、酸
等の触媒の存在下でジアルコキシシラン類と反応させて
いるので、原料が安価である上、高温とする必要もな
く、穏和な条件でα,ω−ジアルコキシオリゴシロキサ
ンを製造することができる。また、得られるα,ω−ジ
アルコキシオリゴシロキサンは、官能基を有する、種々
の機能性オイルやエラストマーの原料として重要な、末
端ヒドロキシ基導入オリゴシロキサンの原料として重要
な安定物質である。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
【0020】実施例1.攪拌機、温度計及びジムロート
冷却管を備えた200ミリリットルの3つ口フラスコ
に、オクタメチルシクロテトラシロキサン29.6g及
びジメチルジメトキシシラン48.0gを仕込んだ後、
トリフルオロメタンスルホン酸0.7gを添加し、20
〜25℃で攪拌し、1時間反応させた。得られた反応液
をガスクロマトグラフィー(G.C)で分析した結果は
表1に示した通りである。尚、表中のnは、((C
3 2 SiO)単位の数を示す。
【0021】
【表1】
【0022】実施例2.((CH3 2 SiO)単位と
して約0.5モルを含有する、25℃における粘度が4
0cpsのシリコーンオイル37g及びジメチルジメト
キシシラン240gを、実施例1で使用したものと同様
のフラスコに仕込んで混合した。次に、得られた混合液
にトリフルオロメタンスルホン酸1.0gを添加した後
80〜90℃で攪拌し、2時間反応させた。得られた反
応液を蒸留して生成物を単離したところ、ジメチルジメ
トキシシラン211.5gが回収されると共に、1,3
−ジメトキシ−1,1,3,3−テトラメチルジシロキ
サン30.7gを得た。尚、回収率は31.4%であっ
た。
【0023】実施例3.実施例2で使用した触媒を添加
する前の混合液に、メタノール1.0gを更に仕込んで
混合した他は、実施例2と全く同様にして80〜90℃
で2時間反応させたところ、ジメチルジメトキシシラン
182.8gが回収されると共に、1,3−ジメトキシ
−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン61.3
gを得た。尚、回収率は62.8%であった。
【0024】実施例4.実施例2で使用したトリフルオ
ロメタンスルホン酸1.0gの代わりにFeCl3 ・6
2 Oを6.3g使用した他は、実施例2と全く同様に
して80〜90℃で6時間反応させたところ、ジメチル
ジメトキシシラン173.9gが回収されると共に1,
3−ジメトキシ−1,1,3,3−テトラメチルジシロ
キサン58.7gを得た。回収率は60.1%であっ
た。
【0025】比較例1.トリフルオロメタンスルホン酸
1.0gに代えて、チタンテトラノルマルブトキシドモ
ノマー1.0gを使用した他は実施例2の場合と全く同
様にして反応させたところ、1,3−ジメトキシ−1,
1,3,3−テトラメチルジシロキサンは0.9gしか
得られなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 77/06 C08G 77/08 C08G 77/14 C08G 77/18

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記表1で表される直鎖状ポリシロキサ
    ン、及び/又は下記化2で表される環状ポリシロキサン
    を、酸及び水と反応して酸を発生する物質からなる群の
    中から選択される少なくとも1種の触媒の存在下で下記
    化3で表されるジアルコキシシラン類と反応させること
    を特徴とする、下記化4で表されるα,ω−ジアルコキ
    シオリゴシロキサンの製造方法。 【化1】 但し、化1中のRは水素原子又は同種若しくは異種の
    アルキル基、Xは同種又は異種のヒドロキシ基、アルキ
    ル基又はトリアルキルシリルオキシ基であり、nは2以
    上の自然数である。 【化2】 但し、化2中のRは水素原子又は同種若しくは異種の
    アルキル基であり、mは3以上の自然数である。 【化3】 但し、化3中のRは水素原子又は同種若しくは異種の
    アルキル基、Rはアルキル基である。 【化4】 但し、化4中のR 及びはアルキル基であり、l
    (エル)は2〜20の自然数である。
  2. 【請求項2】 触媒がトリフルオロメタンスルホン酸で
    ある、請求項1に記載されたα,ω−ジアルコキシオリ
    ゴシロキサンの製造方法。
  3. 【請求項3】 化4中のl(エル)が2である、請求項
    1又は2に記載されたα,ω−ジアルコキシオリゴシロ
    キサンの製造方法。
  4. 【請求項4】 化1〜化4中のR、R、R
    、R及びRの全てがメチル基である、請求項1
    〜3のいずれかに記載されたα,ω−ジアルコキシオリ
    ゴシロキサンの製造方法。
  5. 【請求項5】 反応系にアルコールを1重量%以上存在
    させる、請求項1〜4の何れかに記載されたα,ω−ジ
    アルコキシオリゴシロキサンの製造方法。
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