JP3881424B2 - Alkoxysilane compounds containing organosilyl groups and carbamate bonds - Google Patents

Alkoxysilane compounds containing organosilyl groups and carbamate bonds Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面撥水処理剤、シランカップリング剤、無機−有機複合体の原料及び相溶化剤等として有用な新規なケイ素化合物に関する。
【0002】
【従来の技術】
ガラス、プラスチック等の各種基材の表面に撥水性を付与するための表面撥水処理剤として、フッ素置換された置換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。撥水能に関しては、フッ素置換の割合が大きいほど高くなるが、それに従い極性溶媒への溶解性が著しく低下する。また、嵩高いアルキル基を有するアルコキシシラン化合物も撥水処理剤として有用であることが知られており、特開平7−267967号公報にノルボルニル基とシクロアルキル基を有するアルコキシシラン化合物が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平7−267967号公報に記載のアルコキシシラン化合物は、フッ素置換された置換基を有するアルコキシシラン化合物ほどではないが、極性溶媒への溶解性が低く、また嵩高い2つの置換基がケイ素原子に直接結合している弊害としてアルコキシ基の反応性が著しく低下するという欠点がある。そこで本発明は、嵩高く疎水性の置換基を有するにも係わらず、極性溶媒への溶解性が高く、かつ適度なアルコキシ基の反応性を有するために、製造、使用時に取り扱いが容易で、表面撥水処理剤、シランカップリング剤、無機−有機複合体の原料及び相溶化剤等として有用である、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。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、鋭意検討した結果得られたものであり、下記一般式(I)で表される有機シリル基及びカルバメート結合含有アルコキシシラン化合物に関する。
【0005】
【化5】

Figure 0003881424
(式中、R1及びR2は、独立して、炭素数1〜4のアルキル基であり、aは0又は1であり、Xは炭素数1〜6のアルキレン基であり、R3は下記一般式(II)で表される基である。)
【0006】
【化6】
Figure 0003881424
(式中、Yは炭素原子が酸素原子に置換されてもよい炭素数1〜8のアルキレン基または一般式(III)で表される置換基を有する、炭素原子が酸素原子に置換されてもよい炭素数1〜8のアルカントリイル基であり、R4、R5、R6及びR7はそれぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、トリメチルシロキシ基であり、R8は炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、トリメチルシロキシ基又は一般式(IV)で表される基であり、nは0〜15の整数である。)
【0007】
【化7】
Figure 0003881424
(式中、R1、R2、X及びaはいずれも一般式(I)における定義と同義である。)
【0008】
【化8】
Figure 0003881424
(式中、R1、R2、X及びaはいずれも一般式(I)における定義と同義であり、Zは炭素原子が酸素原子に置換されてもよい炭素数1〜8のアルキレン基である。)
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の上記一般式(I)で表される有機シリル基及びカルバメート結合含有アルコキシシラン化合物は、嵩高く疎水性である有機シリル基及び親水性で適度な凝集能を持つカルバメート結合を同一基内に有することを特徴とする。このうち嵩高く疎水性である有機シリル基は撥水性発現に効果を示し、親水性で適度な凝集能をもつカルバメート結合は極性溶媒への溶解性向上に効果を示す。さらに、この相反する性質の有機シリル基とカルバメート結合を同一基内に有し、なおかつ加水分解性基であるアルコキシ基を有することにより、本来相溶性を示しにくい有機物と無機物の層間を埋めるシランカップリング効果、あるいは無機−有機複合体の相溶化効果をも示す。またその構造的特徴から新規な無機−有機複合体の原料としても有用である。
【0010】
この一般式(I)で表されるアルコキシシラン化合物の具体例について以下に説明する。
【0011】
R 3 中、 n=0 R 6 =R 7 =R 8 = 炭素数 1 6 のアルキル基
【化9】
Figure 0003881424
【0012】
R 3 中、 n=0 R 6 = 炭素数 1 6 のアルキル基、 R 7 =R 8 = トリメチルシロキシ基
【化10】
Figure 0003881424
【0013】
R 3 中、 n=1 R 4 =R 5 = R 6 =R 7 =R 8 = 炭素数 1 6 のアルキル基
【化11】
Figure 0003881424
【0014】
R 3 中、 n=1 R 4 =R 5 = トリメチルシロキシ基、 R 6 =R 7 =R 8 = 炭素数 1 6 のアルキル基
【化12】
Figure 0003881424
【0015】
R 3 中、 Y= 炭素数 1 8 の酸素原子を含まないアルキレン基、 R 4 =R 5 =R 6 =R 7 =R 8 = 炭素数 1 6 のアルキル基
【化13】
Figure 0003881424
【0016】
R 3 中、 Y= 炭素数 1 8 の酸素原子を含まないアルキレン基、 R 4 =R 5 = R 6 =R 7 = 炭素数 1 6 のアルキル基、 R 8 = 一般式 (IV) で表される基
【化14】
Figure 0003881424
【0017】
R 3 中、 Y= 一般式 (III) で表される置換基を有する、炭素原子が酸素原子に置換されてもよい炭素数 1 8 のアルカントリイル基、 R 4 =R 5 =R 6 =R 7 =R 8 = 炭素数 1 6 のアルキル基
【化15】
Figure 0003881424
【0018】
R 3 中、 Y= 炭素数 1 8 の一部の炭素原子が酸素原子で置換されたアルキレン基、 R 4 =R 5 =R 6 =R 7 = 炭素数 1 6 のアルキル基、 R 8 = 一般式 (IV) で表される基
【化16】
Figure 0003881424
【0019】
R 3 中、 Y= 炭素数 1 8 の一部の炭素原子が酸素原子で置換されたアルキレン基、 R 4 =R 5 =R 6 =R 7 =R 8 = 炭素数 1 6 のアルキル基
【化17】
Figure 0003881424
【0020】
R 3 中、 Y= 炭素数 1 8 の酸素原子を含まないアルキレン基、n=1、 R 4 =R 5 =R 6 =R 7 = 炭素数 1 6 のアルキル基、 R 8 = 一般式 (IV) で表される基
【化18】
Figure 0003881424
【0021】
R 3 中、 Y= 炭素数 1 8 の酸素原子を含まないアルキレン基、n=1、 R 4 =R 5 =R 6 =R 7 = トリメチルシロキシ基、 R 8 = 一般式 (IV) で表される基
【化19】
Figure 0003881424
【0022】
R1及びR2は、独立して、炭素数1〜4のアルキル基であり、炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基を挙げることができる。Xは炭素数1〜6のアルキレン基であり、炭素数1〜6のアルキレン基は、直鎖又は分岐であることができ、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、へキシレン基、へプチレン基を挙げることができる。
【0023】
一般式(II)で示されるR3におけるYは、炭素原子が酸素原子に置換されてもよい炭素数1〜8のアルキレン基または一般式(III)で表される置換基を有する、炭素原子が酸素原子に置換されてもよい炭素数1〜8のアルカントリイル基である。炭素原子が酸素原子に置換されてもよい炭素数1〜8のアルキレン基としては、酸素原子を含まない直鎖又は分岐のアルキレン基が挙げられ、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、へキシレン基等を例示できる。また、一部の炭素原子が酸素原子に置換された炭素数1〜8のアルキレン基としては、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基、ブチレンオキシ基やこれらの基を2つ以上含むアルキレンオキシ基を挙げることができる。一般式(III)で表される置換基を有する、炭素原子が酸素原子に置換されてもよい炭素数1〜8のアルカントリイル基における主鎖であるアルキレン基または一部の炭素原子が酸素原子に置換されたアルキレン基は、上記と同様のものを同様のものを挙げることができる。
R4、R5、R6、及びR7を示す炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、 tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基を例示することができる。R8を示す炭素数1〜6のアルキル基についても同様である。
一般式(IV)におけるZを示す炭素原子が酸素原子に置換されてもよい炭素数1〜8のアルキレン基は、Yにおける炭素原子が酸素原子に置換されてもよい炭素数1〜8のアルキレン基と同様のものが挙げられる。
【0024】
上記一般式(I)のアルコキシシラン化合物は、例えばイソシアネート基含有アルコキシシラン化合物とヒドロキシ基含有有機シリル化合物とを付加反応させることにより得ることができる。この反応は、有機シリル化合物が有するヒドロキシ基とアルコキシシラン化合物が有するイソシアネート基のモル比率が0.95から1.10の範囲内となる量のそれぞれの化合物を使用し、反応温度が0から120℃、好ましくは20から80℃、反応時間が0.5から24時間の条件で行うことができる。また、反応溶媒として、イソシアネート基含有アルコキシシラン化合物とヒドロキシ基含有有機シリル化合物の共通溶媒を適宜使用してもよい。但し、これらの溶媒を使用する場合は、なるべく溶媒中の水分を除去する必要がある。
【0025】
付加反応性向上のために触媒を適宜使用してもよく、アミン化合物、有機金属化合物等が効果的である。具体的には、トリエチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン、4,4′−トリメチレンビス(1−メチルピペリジン)、1,8−ジアザビシクロ−(5,4,0)−7−ウンデセン、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジクロライド、ジオクチルスズマレエート、ジオクチルスズジラウレート等が挙げられる。上記触媒は、1種のみで使用しても、2種以上を組み合わせて使用しても有効である。
【0026】
反応終了後は、溶媒、未反応原料等を除去した後、減圧蒸留あるいはカラム分取して精製することにより、本発明の一般式(I)で表されるアルコキシシラン化合物を得ることができる。
以下、実施例により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限定されるものではない
【0027】
実施例1本発明のアルコキシシラン化合物である N-(2- トリメチルシリルエチル ) カルバモイルオキシプロピルトリエトキシシランの製造例
【0028】
【化20】
Figure 0003881424
【0029】
2−トリメチルシリルエタノール11.8g(0.10mol)、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン24.7g(0.10mol)の混合物に、触媒としてジブチルスズジクロライド0.04g(0.13mmol)を加え25℃で2時間攪拌した。その反応混合物をテトラヒドロフランを溶媒とするカラム分取にて精製した後、無色の液体32.7g(収率89.5%)を得た。このものは、IRスペクトル及び1H−NMRスペクトルにより目的物であることが確認された。
この新規アルコキシシラン化合物のIRスペクトルを図1に、1H−NMRスペクトルを図2に示す。
このアルコキシシラン化合物は、エタノールに対して易溶性であった。
【0030】
実施例2 本発明のアルコキシシラン化合物である N-(3- トリメチルシリルプロピル ) カルバモイルオキシプロピルトリエトキシシランの製造例
【0031】
【化21】
Figure 0003881424
【0032】
3−トリメチルシリル−1−プロパノール13.3g(0.10mol)、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン24.7g(0.10mol)の混合物に、触媒としてジブチルスズジクロライド0.03g(0.10mmol)を加え25℃で2時間、40℃で1時間攪拌した。その反応混合物をテトラヒドロフランを溶媒とするカラム分取にて精製した後、無色の液体31.9g(収率83.9%)を得た。このものは、IRスペクトル及び1H−NMRスペクトルにより目的物であることが確認された。
この新規アルコキシシラン化合物のIRスペクトルを図3に、1H−NMRスペクトルを図4に示す。
このアルコキシシラン化合物は、エタノールに対して易溶性であった。
【0033】
実施例3本発明のアルコキシシラン化合物であるα,ω―ビス[N−(3−トリエトキシシリルプロピル)カルバモイルオキシエトキシプロピル]ポリジメチルシロキサンの製造例
【0034】
【化22】
Figure 0003881424
【0035】
α,ω−ビス[3−(2,ヒドロキシエトキシ)プロピル]ポリジメチルシロキサン(OH当量580)58.0g(OH基換算0.10mol)、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン24.7g(0.10mol)の混合物に、触媒としてジブチルスズジクロライド0.03g(0.10mmol)を加え70℃で2時間攪拌した。その反応混合物をテトラヒドロフランを溶媒とするカラム分取にて精製した後、無色の液体67.8g(収率82.0%)を得た。このものは、IRスペクトル及び1H−NMRスペクトルにより目的物であることが確認された。
この新規アルコキシシラン化合物のIRスペクトルを図5に、1H−NMRスペクトルを図6に示す。
このアルコキシシラン化合物は、エタノールに対して易溶性であった。
【0036】
【発明の効果】
本発明の有機シリル基及びカルバメート結合含有アルコキシシラン化合物は、嵩高く疎水性である有機シリル基及び親水性で適度な凝集能を持つカルバメート結合を同一基内に有する置換基を持つと共に、常温で液体であるため、製造、使用時に取り扱いが容易で、表面撥水処理剤、シランカップリング剤、有機−無機複合材料の原料等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られたN-(2-トリメチルシリルエチル)カルバモイルオキシプロピルトリエトキシシランのIRスペクトル。
【図2】実施例1で得られたN-(2-トリメチルシリルエチル)カルバモイルオキシプロピルトリエトキシシランの1H−NMRスペクトル。
【図3】実施例2で得られたN-(3-トリメチルシリルプロピル)カルバモイルオキシプロピルトリエトキシシランのIRスペクトル。
【図4】実施例2で得られたN-(3-トリメチルシリルプロピル)カルバモイルオキシプロピルトリエトキシシランの1H−NMRスペクトル。
【図5】実施例3で得られたα,ω―ビス[N−(3−トリエトキシシリルプロピル)カルバモイルオキシエトキシプロピル]ポリジメチルシロキサンのIRスペクトル。
【図6】実施例3で得られたα,ω―ビス[N−(3−トリエトキシシリルプロピル)カルバモイルオキシエトキシプロピル]ポリジメチルシロキサンの1H−NMRスペクトル。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel silicon compound useful as a surface water repellent, a silane coupling agent, a raw material for an inorganic-organic composite, a compatibilizer, and the like.
[0002]
[Prior art]
It is known that an alkoxysilane compound having a fluorine-substituted substituent is useful as a surface water-repellent treatment agent for imparting water repellency to the surface of various substrates such as glass and plastic. Regarding the water repellency, the higher the fluorine substitution ratio, the higher the water repellency. Also, alkoxysilane compounds having bulky alkyl groups are known to be useful as water repellent treatment agents, and an alkoxysilane compound having a norbornyl group and a cycloalkyl group is proposed in JP-A-7-267967. Yes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the alkoxysilane compound described in JP-A-7-267967 is not as much as an alkoxysilane compound having a fluorine-substituted substituent, but has low solubility in a polar solvent and two bulky substituents. As an adverse effect of directly bonding to the silicon atom, there is a drawback that the reactivity of the alkoxy group is remarkably lowered. Therefore, the present invention has high solubility in polar solvents despite having bulky and hydrophobic substituents, and has an appropriate alkoxy group reactivity, so that it is easy to handle during production and use. It is an object of the present invention to provide a novel alkoxysilane compound that is useful as a surface water-repellent treatment agent, a silane coupling agent, a raw material for an inorganic-organic composite, a compatibilizer, and the like.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is obtained as a result of intensive studies to achieve the above object, and relates to an organosilyl group and a carbamate bond-containing alkoxysilane compound represented by the following general formula (I).
[0005]
[Chemical formula 5]
Figure 0003881424
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a is 0 or 1, X is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and R 3 is It is a group represented by the following general formula (II).)
[0006]
[Chemical 6]
Figure 0003881424
(In the formula, Y has a C1-C8 alkylene group in which the carbon atom may be substituted with an oxygen atom or a substituent represented by the general formula (III), and the carbon atom is substituted with an oxygen atom. A good alkanetriyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group and a trimethylsiloxy group; 8 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, a trimethylsiloxy group or a group represented by the general formula (IV), and n is an integer of 0 to 15.)
[0007]
[Chemical 7]
Figure 0003881424
(In the formula, R 1 , R 2 , X and a are all as defined in the general formula (I).)
[0008]
[Chemical 8]
Figure 0003881424
(In the formula, R 1 , R 2 , X and a are all as defined in the general formula (I), Z is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms in which a carbon atom may be substituted with an oxygen atom) is there.)
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The organosilyl group and carbamate bond-containing alkoxysilane compound represented by the above general formula (I) of the present invention has a bulky and hydrophobic organosilyl group and a hydrophilic and moderately aggregating carbamate bond within the same group. It is characterized by having. Of these, bulky and hydrophobic organic silyl groups are effective for water repellency, and hydrophilic and moderately aggregating carbamate bonds are effective for improving solubility in polar solvents. Furthermore, by having an organic silyl group and a carbamate bond having the opposite properties in the same group, and having an alkoxy group that is a hydrolyzable group, a silane cup that fills the layer between organic and inorganic substances that are inherently incompatible. The ring effect or the compatibilizing effect of the inorganic-organic composite is also shown. Further, it is useful as a raw material for a novel inorganic-organic composite because of its structural characteristics.
[0010]
Specific examples of the alkoxysilane compound represented by the general formula (I) will be described below.
[0011]
In R 3 , n = 0 , R 6 = R 7 = R 8 = alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
Figure 0003881424
[0012]
In R 3 , n = 0 , R 6 = alkyl group having 1 to 6 carbon atoms , R 7 = R 8 = trimethylsiloxy group
Figure 0003881424
[0013]
In R 3 , n = 1 , R 4 = R 5 = R 6 = R 7 = R 8 = alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
Figure 0003881424
[0014]
In R 3 , n = 1 , R 4 = R 5 = trimethylsiloxy group, R 6 = R 7 = R 8 = alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
Figure 0003881424
[0015]
In R 3 , Y = an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms and not containing an oxygen atom, R 4 = R 5 = R 6 = R 7 = R 8 = an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
Figure 0003881424
[0016]
Among R 3, an alkylene group containing no oxygen atom of Y = carbon number of 1 ~ 8, R 4 = R 5 = R 6 = R 7 = an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 8 = general formula (IV) Group represented
Figure 0003881424
[0017]
Among R 3, Y = formula having a substituent represented by (III), alkanetriyl group having 1 to 8 carbon atoms are carbon atoms which may be substituted by an oxygen atom, R 4 = R 5 = R 6 = alkyl group embedded image the R 7 = R 8 = having 1 to 6 carbon atoms
Figure 0003881424
[0018]
In R 3 , Y = an alkylene group in which some carbon atoms having 1 to 8 carbon atoms are substituted with oxygen atoms, R 4 = R 5 = R 6 = R 7 = an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms , R 8 = Group represented by the general formula (IV)
Figure 0003881424
[0019]
In R 3 , Y = an alkylene group in which some carbon atoms having 1 to 8 carbon atoms are substituted with oxygen atoms, R 4 = R 5 = R 6 = R 7 = R 8 = an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms Embedded image
Figure 0003881424
[0020]
In R 3 , Y = an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms and no oxygen atom, n = 1, R 4 = R 5 = R 6 = R 7 = an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms , R 8 = general formula Group represented by (IV)
Figure 0003881424
[0021]
Among R 3, Table with Y = alkylene group containing no oxygen atom having a carbon number of 1 ~ 8, n = 1, R 4 = R 5 = R 6 = R 7 = trimethylsiloxy group, R 8 = formula (IV) The group
Figure 0003881424
[0022]
R 1 and R 2 are independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, n- propyl group, iso- propyl And n-butyl group. X is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms can be linear or branched, for example, methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group And heptylene groups.
[0023]
Y in R 3 represented by the general formula (II) is a carbon atom having a C 1-8 alkylene group in which the carbon atom may be substituted with an oxygen atom or a substituent represented by the general formula (III) Is an alkanetriyl group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with an oxygen atom. Examples of the alkylene group having 1 to 8 carbon atoms in which the carbon atom may be substituted with an oxygen atom include a linear or branched alkylene group not containing an oxygen atom, and include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, Examples thereof include a pentylene group and a hexylene group. Examples of the alkylene group having 1 to 8 carbon atoms in which some carbon atoms are substituted with oxygen atoms include an ethyleneoxy group, a propyleneoxy group, a butyleneoxy group, and an alkyleneoxy group containing two or more of these groups. be able to. An alkylene group having a substituent represented by the general formula (III) and a carbon atom in which the carbon atom may be substituted with an oxygen atom, which is the main chain in the alkanetriyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a part of the carbon atoms is oxygen Examples of the alkylene group substituted with an atom include the same ones as described above.
Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms representing R 4 , R 5 , R 6 , and R 7 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group. , N-pentyl group, and n-hexyl group. The same applies to an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms representing R 8 .
The alkylene group having 1 to 8 carbon atoms in which the carbon atom representing Z in the general formula (IV) may be substituted with an oxygen atom is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms in which the carbon atom in Y may be substituted with an oxygen atom. The same thing as a group is mentioned.
[0024]
The alkoxysilane compound of the general formula (I) can be obtained, for example, by addition reaction of an isocyanate group-containing alkoxysilane compound and a hydroxy group-containing organic silyl compound. In this reaction, each compound is used in such an amount that the molar ratio of the hydroxy group of the organic silyl compound to the isocyanate group of the alkoxysilane compound is in the range of 0.95 to 1.10, and the reaction temperature is 0 to 120. C., preferably 20 to 80.degree. C., and reaction time of 0.5 to 24 hours. Moreover, you may use suitably the common solvent of an isocyanate group containing alkoxysilane compound and a hydroxy group containing organic silyl compound as a reaction solvent. However, when these solvents are used, it is necessary to remove moisture in the solvent as much as possible.
[0025]
A catalyst may be appropriately used for improving the addition reactivity, and amine compounds, organometallic compounds, and the like are effective. Specifically, triethylenediamine, hexamethylenetetramine, 4,4'-trimethylenebis (1-methylpiperidine), 1,8-diazabicyclo- (5,4,0) -7-undecene, dibutyltin dichloride, dibutyltin dilaurate , Dioctyltin dichloride, dioctyltin maleate, dioctyltin dilaurate and the like. The above catalyst is effective when used alone or in combination of two or more.
[0026]
After completion of the reaction, the alkoxysilane compound represented by the general formula (I) of the present invention can be obtained by removing the solvent, unreacted raw materials and the like and then purifying by distillation under reduced pressure or column separation.
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1 Production Example of N- (2- Trimethylsilylethyl ) carbamoyloxypropyltriethoxysilane which is an Alkoxysilane Compound of the Present Invention
Embedded image
Figure 0003881424
[0029]
To a mixture of 11.8 g (0.10 mol) of 2-trimethylsilylethanol and 24.7 g (0.10 mol) of 3-isocyanatopropyltriethoxysilane was added 0.04 g (0.13 mmol) of dibutyltin dichloride as a catalyst at 25 ° C. Stir for 2 hours. The reaction mixture was purified by column fractionation using tetrahydrofuran as a solvent to obtain 32.7 g (yield: 89.5%) of a colorless liquid. This product was confirmed to be the target product by IR spectrum and 1 H-NMR spectrum.
The IR spectrum of this novel alkoxysilane compound is shown in FIG. 1, and the 1 H-NMR spectrum is shown in FIG.
This alkoxysilane compound was readily soluble in ethanol.
[0030]
Example 2 Production Example of N- (3- Trimethylsilylpropyl ) carbamoyloxypropyltriethoxysilane which is an Alkoxysilane Compound of the Present Invention
Embedded image
Figure 0003881424
[0032]
To a mixture of 13.3 g (0.10 mol) of 3-trimethylsilyl-1-propanol and 24.7 g (0.10 mol) of 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 0.03 g (0.10 mmol) of dibutyltin dichloride was added as a catalyst. The mixture was stirred at 25 ° C. for 2 hours and at 40 ° C. for 1 hour. The reaction mixture was purified by column fractionation using tetrahydrofuran as a solvent, and 31.9 g (yield 83.9%) of a colorless liquid was obtained. This product was confirmed to be the target product by IR spectrum and 1 H-NMR spectrum.
The IR spectrum of this novel alkoxysilane compound is shown in FIG. 3, and the 1 H-NMR spectrum is shown in FIG.
This alkoxysilane compound was readily soluble in ethanol.
[0033]
Example 3 Production Example of α, ω-bis [N- (3-triethoxysilylpropyl) carbamoyloxyethoxypropyl] polydimethylsiloxane which is an alkoxysilane compound of the present invention
Embedded image
Figure 0003881424
[0035]
α, ω-bis [3- (2, hydroxyethoxy) propyl] polydimethylsiloxane (OH equivalent 580) 58.0 g (0.10 mol in terms of OH group), 3-isocyanatopropyltriethoxysilane 24.7 g (0. 10 mol), 0.03 g (0.10 mmol) of dibutyltin dichloride was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 2 hours. The reaction mixture was purified by column fractionation using tetrahydrofuran as a solvent to obtain 67.8 g (yield: 82.0%) of a colorless liquid. This product was confirmed to be the target product by IR spectrum and 1 H-NMR spectrum.
FIG. 5 shows the IR spectrum of this novel alkoxysilane compound, and FIG. 6 shows the 1 H-NMR spectrum.
This alkoxysilane compound was readily soluble in ethanol.
[0036]
【The invention's effect】
The organosilyl group and the carbamate bond-containing alkoxysilane compound of the present invention have a bulky and hydrophobic organosilyl group and a substituent having a carbamate bond that is hydrophilic and has an appropriate cohesive ability in the same group, and at room temperature. Since it is a liquid, it is easy to handle during production and use, and is useful as a raw material for surface water repellents, silane coupling agents, organic-inorganic composite materials, and the like.
[Brief description of the drawings]
1 is an IR spectrum of N- (2-trimethylsilylethyl) carbamoyloxypropyltriethoxysilane obtained in Example 1. FIG.
2 is a 1 H-NMR spectrum of N- (2-trimethylsilylethyl) carbamoyloxypropyltriethoxysilane obtained in Example 1. FIG.
3 is an IR spectrum of N- (3-trimethylsilylpropyl) carbamoyloxypropyltriethoxysilane obtained in Example 2. FIG.
4 is a 1 H-NMR spectrum of N- (3-trimethylsilylpropyl) carbamoyloxypropyltriethoxysilane obtained in Example 2. FIG.
5 is an IR spectrum of α, ω-bis [N- (3-triethoxysilylpropyl) carbamoyloxyethoxypropyl] polydimethylsiloxane obtained in Example 3. FIG.
6 is a 1 H-NMR spectrum of α, ω-bis [N- (3-triethoxysilylpropyl) carbamoyloxyethoxypropyl] polydimethylsiloxane obtained in Example 3. FIG.

Claims (4)

下記一般式(I)で表される有機シリル基及びカルバメート結合含有アルコキシシラン化合物。
Figure 0003881424
(式中、R1及びR2は、独立して、炭素数1〜4のアルキル基であり、aは0又は1であり、Xは炭素数1〜6のアルキレン基であり、R3は下記一般式(II)で表される基である。)
Figure 0003881424
(式中、Yは炭素原子が酸素原子に置換されてもよい炭素数1〜8のアルキレン基または一般式(III)で表される置換基を有する、炭素原子が酸素原子に置換されてもよい炭素数1〜8のアルカントリイル基であり、R4、R5、R6及びR7はそれぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、トリメチルシロキシ基であり、R8は炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、トリメチルシロキシ基又は一般式(IV)で表される基であり、nは0〜15の整数である。)
Figure 0003881424
(式中、R1、R2、X及びaはいずれも一般式(I)における定義と同義である。)
Figure 0003881424
(式中、R1、R2、X及びaはいずれも一般式(I)における定義と同義であり、Zは炭素原子が酸素原子に置換されてもよい炭素数1〜8のアルキレン基である。)
An organosilyl group and a carbamate bond-containing alkoxysilane compound represented by the following general formula (I).
Figure 0003881424
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a is 0 or 1, X is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and R 3 is It is a group represented by the following general formula (II).)
Figure 0003881424
(In the formula, Y has a C1-C8 alkylene group in which the carbon atom may be substituted with an oxygen atom or a substituent represented by the general formula (III), and the carbon atom is substituted with an oxygen atom. A good alkanetriyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group and a trimethylsiloxy group; 8 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, a trimethylsiloxy group or a group represented by the general formula (IV), and n is an integer of 0 to 15.)
Figure 0003881424
(In the formula, R 1 , R 2 , X and a are all as defined in the general formula (I).)
Figure 0003881424
(In the formula, R 1 , R 2 , X and a are all as defined in the general formula (I), Z is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms in which a carbon atom may be substituted with an oxygen atom) is there.)
R1がメチル基またはエチル基であり、aが0であり、Xがプロピレン基である請求項1記載の化合物。2. The compound according to claim 1, wherein R 1 is a methyl group or an ethyl group, a is 0, and X is a propylene group. Yがエチレン基又はプロピレン基であり、nが0であり、R6、R7及びR8が炭素数1〜6のアルキル基である請求項1まは2記載の化合物。3. The compound according to claim 1, wherein Y is an ethylene group or a propylene group, n is 0, and R 6 , R 7 and R 8 are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms. Yがエチレンオキシ基又はプロピレンオキシ基であり、R8が一般式(IV)で表される基である請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物。Y is an ethylene group or propylene group, A compound according to any one of claims 1 to 3 R 8 is a group represented by the general formula (IV).
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