JP4475402B2 - 分岐状シロキサンの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、特にシロキサン工業用油剤、化粧品油剤、洗浄剤などとして有用な低分子量の分岐状シロキサンであるメチルトリス(トリメチルシロキシ)シランやテトラキス(トリメチルシロキシ)シラン、電子材料用原料、コンタクトレンズ用モノマーなどとして有用な3−メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シランや3−アクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、p−スチリルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、5−ノルボルネニルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン等の分岐状シロキサンの製造方法に関する。
低分子量の分岐状シロキサン、例えば分岐状テトラシロキサンのメチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、3−アクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、3−メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シランや分岐状ペンタシロキサンのテトラキス(トリメチルシロキシ)シランは、工業用油剤、化粧品油剤、洗浄剤、電子材料用原料、コンタクトレンズ用モノマーとして用いられる。5−ノルボルネニルトリス(トリメチルシロキシ)シランや2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シランは開環メタセシス重合用モノマーとして重要であり、特に2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シランは、架橋剤、デンドリマー化合物の合成用原料としても有用な化合物である。これらの用途のうち、化粧品油剤として用いられる場合には、高純度であることが要求され、特に珪素原子1個からなる不純物成分は皮膚刺激性を与えることがあるため、0.1質量%以下であること、また、珪素原子数が2又は3個の直鎖状や環状の化合物も皮膚刺激性を与えることがあるため、混入してくる量は最小限にとどめることが望まれている。また、3−アクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、3−メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、p−スチリルトリス(トリメチルシロキシ)シランはコンタクトレンズ用のモノマーとして使用されるために、同様に高純度であることが望まれている。
このように、化粧品油剤として使用されるメチルトリス(トリメチルシロキシ)シランや、コンタクトレンズ用のモノマーとして使用される3−アクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、3−メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、p−スチリルトリス(トリメチルシロキシ)シラン化合物は、低沸点の珪素含有成分が少なく、高純度であることが望まれている。
従来、分岐状シロキサンを製造する方法としては、例えばメチルトリス(トリメチルシロキシ)シランを製造する方法として、下記の方法が知られている。
(1)メチルトリクロロシランとトリメチルクロロシランを、メタノールの存在下に共加水分解する方法(例えば、特許文献1:国際公開第2001/15658号パンフレット、特許文献2:特開2002−68930号公報参照)。
(2)メチルトリクロロシランとヘキサメチルジシロキサンを、過塩素酸触媒の存在下に反応させる方法(例えば、非特許文献1:Dokl.Akad.Nauk,SSSR,1976,227,362〜365参照)。
(3)メチルトリエトキシシランとヘキサメチルジシロキサンを、酸性のイオン交換樹脂の存在下に反応させる方法(例えば、非特許文献2:J.Organomet.Chem.,1988,340,31〜36参照)。
(4)メチルトリアルコキシシランとヘキサメチルジシロキサンを、カルボン酸と酸触媒の存在下反応させる方法(例えば、特許文献3:特開平11−217389号公報参照)。
(5)メチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン及びメタノール中に濃硫酸を添加した後、水とメタノールの混合物を滴下して反応させる方法(例えば、特許文献1:国際公開第2001/15658号パンフレット、特許文献2:特開2002−68930号公報参照)。
しかしながら、上記(1)の方法では、大量の水が必要であり、かつ反応の選択性が低いため収率が非常に低いという問題がある。上記(2)の方法では、取り扱いの困難な過塩素酸を触媒として用いる必要があり、工業的な製造方法として適していない。上記(3)の方法では、反応率を上げるためには大過剰のヘキサメチルジシロキサンを用いる必要があり、それでも反応中間体の1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−エトキシトリシロキサンが大量に残ってしまい、高純度なメチルトリス(トリメチルシロキシ)シランを得る方法としては適していない。上記(4)の方法では、目的のメチルトリス(トリメチルシロキシ)シランと共に、沸点の近い副生物として1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−メトキシトリシロキサンが多く生成する。従って、反応液の段階の収率は82%であるが、高純度のメチルトリス(トリメチルシロキシ)シランを得るために蒸留精製した場合の単離収率は、これよりも大幅に低下することが考えられる。上記(5)の方法では、高純度のメチルトリス(トリメチルシロキシ)シランが得られるが、収率が70%であり、満足すべきものではなかった。また、上記(3)〜(5)の方法で生成する、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−メトキシトリシロキサンや1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−ヒドロキシトリシロキサンなどのモノメトキシシランやモノヒドロキシシランを不純物として含有しており、高純度のメチルトリス(トリメチルシロキシ)シランを得るためには、精留などにより不純物を低減する必要があった。
一方、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−メトキシトリシロキサンや1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−ヒドロキシトリシロキサンなどのモノメトキシシランやモノヒドロキシシランを不純物として含有するメチルトリス(トリメチルシロキシ)シランを、反応によりモノメトキシシランやモノヒドロキシシランの含有量を低減させて高純度にする方法は全く知られていなかった。
国際公開第2001/15658号パンフレット 特開2002−68930号公報 特開平11−217389号公報 Dokl.Akad.Nauk,SSSR,1976,227,362〜365 J.Organomet.Chem.,1988,340,31〜36
以上のように、分岐状シロキサンを収率よく製造する方法、特に化粧品油剤やコンタクトレンズ用モノマー、電子材料原料として用いるための高純度なメチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、テトラキス(トリメチルシロキシ)シラン、3−アクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、3−メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、p−スチリルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シランなどの分岐状シロキサン化合物を、その中に含まれるモノオルガノオキシシラン化合物やモノヒドロキシシラン化合物の含有量を低減し、高純度にかつ収率よく製造する方法は知られておらず、この点の解決が望まれていた。
従って、本発明は、モノオルガノオキシシラン及びモノヒドロキシシランの含有量を低減し得て、収率よく高純度の分岐状シロキサンを製造する方法を提供することを目的とする。
本発明者は、上記要望に応えるために鋭意検討を行った結果、モノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物のいずれかの化合物又は両方の化合物を不純物として含有する分岐状シロキサン化合物を、ジシロキサン化合物の存在下に酸化合物を添加して反応させることにより、モノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物が分岐状シロキサン化合物に変換されてその含有量を低減することができ、高純度の分岐状シロキサンが得られることを知見し、本発明に至ったものである。
即ち、本発明は、下記の分岐状シロキサンの製造方法を提供する。
請求項1:
下記一般式(1)
1 nSi(OSiR2 33-n(OR3) (1)
(式中、R1は炭素数1〜20の置換又は非置換の一価炭化水素基、R2、R3は水素原子又は炭素数1〜20の置換又は非置換の一価炭化水素基から選ばれ、R2は互いに同一でも異なっていてもよい。nは0又は1である。)
で表される化合物を不純物として含有する下記一般式(2)
1 nSi(OSiR2 34-n (2)
(式中、R1、R2、nは、前記に同じである。)
で表される分岐状シロキサン化合物を、下記一般式(3)
2 3SiOSiR2 3 (3)
(式中、R2は上記に同じである。)
で表されるジシロキサン化合物と、水の不存在下において上記一般式(1)で表される化合物の合計量に対して等モル以上の酸化合物の存在下に反応させることを特徴とする、上記一般式(1)で表される化合物の含有量を低減した上記一般式(2)で表される分岐状シロキサンの製造方法。
請求項2:
上記一般式(1)で表される化合物を不純物として含有する上記一般式(2)で表される分岐状シロキサン化合物が、上記一般式(3)で表されるジシロキサン化合物と、下記一般式(4)
1 nSi(OR44-n (4)
(式中、R1は上記に同じ。R4は炭素数1〜20の置換又は非置換の一価炭化水素基を示す。nは0又は1である。)
で表されるオルガノオキシシラン化合物を、酸触媒存在下に反応して合成された分岐状シロキサン化合物であることを特徴とする、請求項1記載の分岐状シロキサンの製造方法。
請求項3:
上記一般式(1)で表される化合物を不純物として含有する上記一般式(2)で表される分岐状シロキサン化合物が、上記一般式(3)で表されるジシロキサン化合物、アルコール及び酸触媒の混合液に、上記一般式(4)で表されるオルガノオキシシラン化合物を加えて反応させ、更に水を加えて共加水分解して得られた反応液を分液して水層を分離した後、有機層に酸を添加して合成された分岐状シロキサン化合物であることを特徴とする、請求項2記載の分岐状シロキサンの製造方法。
請求項4:
上記一般式(2)で表される分岐状シロキサン化合物が、メチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、テトラキス(トリメチルシロキシ)シラン、3−アクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、3−メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、p−スチリルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、5−ノルボルネニルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シランから選ばれる化合物であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の分岐状シロキサンの製造方法。
請求項5:
酸化合物が硫酸であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の分岐状シロキサンの製造方法。
本発明の分岐状シロキサンの製造方法は、分岐状シロキサン、特に化粧品油剤やコンタクトレンズ用モノマー、電子材料原料として用いるための高純度なメチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、テトラキス(トリメチルシロキシ)シラン、3−アクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、3−メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、p−スチリルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シランなどの分岐状シロキサン化合物を、反応液中に含まれるモノオルガノオキシシランやモノヒドロキシシランの含有量を低減し、容易に精製でき、かつ収率よく製造する方法を提供することが可能となり、本発明の効果は大きいといえる。
本発明の分岐状シロキサンの製造方法は、下記一般式(1)
1 nSi(OSiR2 33-n(OR3) (1)
(式中、R1は炭素数1〜20の置換又は非置換の一価炭化水素基、R2、R3は水素原子又は炭素数1〜20の置換又は非置換の一価炭化水素基から選ばれ、R2はお互いに同一でも異なっていてもよい。nは0又は1である。)
で表されるモノアルコキシシラン化合物等のモノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物のいずれかの化合物又は両方の化合物を不純物として含有する下記一般式(2)
1 nSi(OSiR2 34-n (2)
(式中、R1、R2、nは、前記に同じである。)
で表される分岐状シロキサン化合物を、下記一般式(3)
2 3SiOSiR2 3 (3)
(式中、R2は上記に同じである。)
で表されるジシロキサン化合物と、酸化合物の存在下に反応させるものである。
本発明に用いられる分岐状シロキサン化合物は、上記式(2)で表されるが、この場合、上記式(2)中のR1は、炭素数1〜20、特に1〜6の置換又は非置換の一価炭化水素基であり、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−オクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ノルボルネニル基、2−(5−ノルボルネニル)エチル基等のシクロアルケニル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、o−トリル基、p−スチリル基、m−スチリル基、o−スチリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基、3−クロロプロピル基、3−ヨードプロピル基、3−アクリルオキシプロピル基、3−メタクリルオキシプロピル基等のハロゲン置換、(メタ)アクリルオキシ基置換等の置換アルキル基等を挙げることができる。また、上記式(2)中のR2は、水素原子又は炭素数1〜20、特に1〜6の置換又は非置換の一価炭化水素基であり、互いに同一でも異なっていてもよい。具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−オクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、o−トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基等を挙げることができる。
上記式(2)で表される分岐状シロキサン化合物としては、具体的には、メチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、メチルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、メチルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、メチルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、エチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、エチルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、エチルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、エチルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、n−プロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、n−プロピルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、n−プロピルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、n−プロピルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、n−ヘキシルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、n−ヘキシルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、n−ヘキシルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、n−ヘキシルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、n−デシルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、n−デシルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、n−デシルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、n−デシルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、5−ノルボルネニルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、5−ノルボルネニルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、5−ノルボルネニルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、5−ノルボルネニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、ビニルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、ビニルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、ビニルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、ビニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、アリルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、アリルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、アリルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、アリルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、フェニルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、フェニルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、フェニルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、フェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、p−スチリルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、p−スチリルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、p−スチリルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、p−スチリルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、m−スチリルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、m−スチリルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、m−スチリルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、m−スチリルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、o−スチリルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、o−スチリルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、o−スチリルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、o−スチリルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、3−クロロプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、3−クロロプロピルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、3−クロロプロピルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、3−クロロプロピルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、3−ヨードプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、3−ヨードプロピルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、3−ヨードプロピルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、3−ヨードプロピルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、3−アクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、3−アクリルオキシプロピルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、3−アクリルオキシプロピルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、3−アクリルオキシプロピルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、3−メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、3−メタクリルオキシプロピルトリス(トリエチルシロキシ)シラン、3−メタクリルオキシプロピルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、3−メタクリルオキシプロピルトリス(ジメチルシロキシ)シラン等のテトラシロキサン、テトラキス(トリメチルシロキシ)シラン、テトラキス(トリエチルシロキシ)シラン、テトラキス(ジメチルシロキシ)シラン、テトラキス(ジメチルビニルシロキシ)シラン等のペンタシロキサンが挙げられる。
本発明において、不純物としてのモノオルガノオキシシラン及びモノヒドロキシシランは、上記式(1)で表されるものである。上記式(1)中のR3は、水素原子又は炭素数1〜20、特に1〜6の置換又は非置換の一価炭化水素基であり、具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−オクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基を挙げることができる。上記式(1)で表されるモノアルコキシシラン等のモノオルガノオキシシラン及びモノヒドロキシシランは、上記式(2)で表される分岐状シロキサン化合物の、シロキシ基の1つが、アルコキシル基等のオルガノオキシ基又はヒドロキシル基に置き換わった化合物である。
上記式(1)で表されるモノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物としては、具体的には、メチルビス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、メチルビス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、メチルビス(トリメチルシロキシ)シラノール、メチルビス(トリエチルシロキシ)メトキシシラン、メチルビス(トリエチルシロキシ)エトキシシラン、メチルビス(トリエチルシロキシ)シラノール、メチルビス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、メチルビス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、メチルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、メチルビス(ジメチルシロキシ)メトキシシラン、メチルビス(ジメチルシロキシ)エトキシシラン、メチルビス(ジメチルシロキシ)シラノール、エチルビス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、エチルビス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、エチルビス(トリメチルシロキシ)シラノール、エチルビス(トリエチルシロキシ)メトキシシラン、エチルビス(トリエチルシロキシ)エトキシシラン、エチルビス(トリエチルシロキシ)シラノール、エチルビス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、エチルビス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、エチルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、エチルビス(ジメチルシロキシ)メトキシシラン、エチルビス(ジメチルシロキシ)エトキシシラン、エチルビス(ジメチルシロキシ)シラノール、n−プロピルビス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、n−プロピルビス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、n−プロピルビス(トリメチルシロキシ)シラノール、n−プロピルビス(トリエチルシロキシ)メトキシシラン、n−プロピルビス(トリエチルシロキシ)エトキシシラン、n−プロピルビス(トリエチルシロキシ)シラノール、n−プロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、n−プロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、n−プロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、n−プロピルビス(ジメチルシロキシ)メトキシシラン、n−プロピルビス(ジメチルシロキシ)エトキシシラン、n−プロピルビス(ジメチルシロキシ)シラノール、n−ヘキシルビス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、n−ヘキシルビス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、n−ヘキシルビス(トリメチルシロキシ)シラノール、n−ヘキシルビス(トリエチルシロキシ)メトキシシラン、n−ヘキシルビス(トリエチルシロキシ)エトキシシラン、n−ヘキシルビス(トリエチルシロキシ)シラノール、n−ヘキシルビス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、n−ヘキシルビス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、n−ヘキシルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、n−ヘキシルビス(ジメチルシロキシ)メトキシシラン、n−ヘキシルビス(ジメチルシロキシ)エトキシシラン、n−ヘキシルビス(ジメチルシロキシ)シラノール、n−デシルビス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、n−デシルビス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、n−デシルビス(トリメチルシロキシ)シラノール、n−デシルビス(トリエチルシロキシ)メトキシシラン、n−デシルビス(トリエチルシロキシ)エトキシシラン、n−デシルビス(トリエチルシロキシ)シラノール、n−デシルビス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、n−デシルビス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、n−デシルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、n−デシルビス(ジメチルシロキシ)メトキシシラン、n−デシルビス(ジメチルシロキシ)エトキシシラン、n−デシルビス(ジメチルシロキシ)シラノール、5−ノルボルネニルビス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、5−ノルボルネニルビス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、5−ノルボルネニルビス(トリメチルシロキシ)シラノール、5−ノルボルネニルビス(トリエチルシロキシ)メトキシシラン、5−ノルボルネニルビス(トリエチルシロキシ)エトキシシラン、5−ノルボルネニルビス(トリエチルシロキシ)シラノール、5−ノルボルネニルビス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、5−ノルボルネニルビス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、5−ノルボルネニルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、ビニルビス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、ビニルビス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、ビニルビス(トリメチルシロキシ)シラノール、ビニルビス(トリエチルシロキシ)メトキシシラン、ビニルビス(トリエチルシロキシ)エトキシシラン、ビニルビス(トリエチルシロキシ)シラノール、ビニルビス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、ビニルビス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、ビニルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、ビニルビス(ジメチルシロキシ)メトキシシラン、ビニルビス(ジメチルシロキシ)エトキシシラン、ビニルビス(ジメチルシロキシ)シラノール、アリルビス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、アリルビス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、アリルビス(トリメチルシロキシ)シラノール、アリルビス(トリエチルシロキシ)メトキシシラン、アリルビス(トリエチルシロキシ)エトキシシラン、アリルビス(トリエチルシロキシ)シラノール、アリルビス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、アリルビス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、アリルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、アリルビス(ジメチルシロキシ)メトキシシラン、アリルビス(ジメチルシロキシ)エトキシシラン、アリルビス(ジメチルシロキシ)シラノール、フェニルビス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、フェニルビス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、フェニルビス(トリメチルシロキシ)シラノール、フェニルビス(トリエチルシロキシ)メトキシシラン、フェニルビス(トリエチルシロキシ)エトキシシラン、フェニルビス(トリエチルシロキシ)シラノール、フェニルビス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、フェニルビス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、フェニルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、フェニルビス(ジメチルシロキシ)メトキシシラン、フェニルビス(ジメチルシロキシ)エトキシシラン、フェニルビス(ジメチルシロキシ)シラノール、2−(5−ノルボルネニル)エチルビス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルビス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルビス(トリメチルシロキシ)シラノール、2−(5−ノルボルネニル)エチルビス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルビス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、3−クロロプロピルビス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、3−クロロプロピルビス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、3−クロロプロピルビス(トリメチルシロキシ)シラノール、3−クロロプロピルビス(トリエチルシロキシ)メトキシシラン、3−クロロプロピルビス(トリエチルシロキシ)エトキシシラン、3−クロロプロピルビス(トリエチルシロキシ)シラノール、3−クロロプロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、3−クロロプロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、3−クロロプロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、3−クロロプロピルビス(ジメチルシロキシ)メトキシシラン、3−クロロプロピルビス(ジメチルシロキシ)エトキシシラン、3−クロロプロピルビス(ジメチルシロキシ)シラノール、3−ヨードプロピルビス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、3−ヨードプロピルビス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、3−ヨードプロピルビス(トリメチルシロキシ)シラノール、3−ヨードプロピルビス(トリエチルシロキシ)メトキシシラン、3−ヨードプロピルビス(トリエチルシロキシ)エトキシシラン、3−ヨードプロピルビス(トリエチルシロキシ)シラノール、3−ヨードプロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、3−ヨードプロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、3−ヨードプロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、3−ヨードプロピルビス(ジメチルシロキシ)メトキシシラン、3−ヨードプロピルビス(ジメチルシロキシ)エトキシシラン、3−ヨードプロピルビス(ジメチルシロキシ)シラノール、3−アクリルオキシプロピルビス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、3−アクリルオキシプロピルビス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、3−アクリルオキシプロピルビス(トリメチルシロキシ)シラノール、3−アクリルオキシプロピルビス(トリエチルシロキシ)メトキシシラン、3−アクリルオキシプロピルビス(トリエチルシロキシ)エトキシシラン、3−アクリルオキシプロピルビス(トリエチルシロキシ)シラノール、3−アクリルオキシプロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、3−アクリルオキシプロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、3−アクリルオキシプロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、3−アクリルオキシプロピルビス(ジメチルシロキシ)メトキシシラン、3−アクリルオキシプロピルビス(ジメチルシロキシ)エトキシシラン、3−アクリルオキシプロピルビス(ジメチルシロキシ)シラノール、3−メタクリルオキシプロピルビス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルビス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルビス(トリメチルシロキシ)シラノール、3−メタクリルオキシプロピルビス(トリエチルシロキシ)メトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルビス(トリエチルシロキシ)エトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルビス(トリエチルシロキシ)シラノール、3−メタクリルオキシプロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、3−メタクリルオキシプロピルビス(ジメチルシロキシ)メトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルビス(ジメチルシロキシ)エトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルビス(ジメチルシロキシ)シラノール、トリス(トリメチルシロキシ)メトキシシラン、トリス(トリメチルシロキシ)エトキシシラン、トリス(トリメチルシロキシ)シラノール、トリス(トリエチルシロキシ)メトキシシラン、トリス(トリエチルシロキシ)エトキシシラン、トリス(トリエチルシロキシ)シラノール、トリス(ジメチルビニルシロキシ)メトキシシラン、トリス(ジメチルビニルシロキシ)エトキシシラン、トリス(ジメチルビニルシロキシ)シラノール、トリス(ジメチルシロキシ)メトキシシラン、トリス(ジメチルシロキシ)エトキシシラン、トリス(ジメチルシロキシ)シラノール等が挙げられる。
本発明に用いられる、上記式(2)で表される分岐状シロキサン化合物中に含有される上記式(1)で表されるモノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物の量は、特に制限されない。また、上記式(1)で表されるモノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物以外の不純物を含んでいてもよい。
本発明に用いられるジシロキサン化合物は、上記式(3)で表されるものである。上記式(3)中のR2は、水素原子又は炭素数1〜20、特に1〜6の置換又は非置換の一価炭化水素基であり、互いに同一でも異なっていてもよい。具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−オクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、o−トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基等を挙げることができる。
上記式(3)で表されるジシロキサン化合物としては、具体的には、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサエチルジシロキサン、ヘキサ−n−プロピルジシロキサン、1,3−ジ−tert−ブチル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、ヘキサフェニルジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトライソプロピルジシロキサン等が挙げられる。
本発明で用いるジシロキサン化合物の使用量は、上記式(1)で表されるモノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物の合計1モルに対して0.5〜200モルを用いることが好ましい。更に好ましくは1〜100モルを用いることが望ましい。これより少ない場合には、モノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物が十分に低減されず、これ以上多くても収率の向上は期待できず、ポットイールドが低下する場合がある。
本発明で用いられる酸化合物としては、硫酸、塩酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等が挙げられる。特に、硫酸、塩酸を用いることが好ましい。本発明で用いる酸化合物の使用量は、上記式(1)で表されるモノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物の合計1モルに対して0.1〜300モル、特に1〜30モル用いることが好ましい。これより少ない場合は、モノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物が十分に低減されず、これより多くても収率の増加は期待できない場合がある。
本発明は、モノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物のいずれかの化合物又は両方の化合物を不純物として含有する上記式(2)で表される分岐状シロキサン化合物に、上記式(3)のジシロキサン化合物を添加した後、酸化合物を添加して反応を行う。
本発明の上記式(2)で表される分岐状シロキサン化合物と上記式(3)のジシロキサン化合物の混合液への酸化合物の添加は、0〜100℃、好ましくは15〜40℃で行うことが望ましい。反応時間は0.2〜10時間、好ましくは0.5〜5時間で行うことが望ましい。酸化合物として濃硫酸や、濃塩酸を用いた場合には、酸化合物を含む層を分液により除去することができ、好ましい。
酸化合物と反応した後の反応液は、重曹水等の塩基性水溶液などにより中和を行うことが好ましい。中和を行う前に水洗を行った後に、重曹水等の塩基性水溶液などにより中和を行うことがより好ましい。更に有機層を水洗して、中性とすることが好ましい。水洗後の反応液は、無水硫酸ナトリウムや塩化カルシウム等の乾燥剤により乾燥した後に、蒸留により精製してもよく、乾燥剤を加えることなく蒸留を行って精製してもよい。蒸留は、常圧下あるいは減圧下で、常法により行うことができ、目的の分岐状シロキサンを得ることができる。
本発明によれば、上述したように上記式(1)のモノオルガノオキシシラン化合物及び/又はモノヒドロキシシラン化合物を不純物として含有する上記式(2)の分岐状シロキサン化合物を上記式(3)のジシロキサン化合物と酸化合物の存在下に反応させることにより、上記式(1)の化合物の含有量が低減した上記式(2)の分岐状シロキサン化合物を得るものであるが、この場合、ガスクロマトグラフィーによる面積パーセントとして、上記式(2)の分岐状シロキサン化合物量をB、上記式(1)の化合物総量をAとすると、B/Aが通常0.1〜100、特に5〜50の割合であるように、上記式(1)の化合物を不純物として含む出発原料の上記式(2)の分岐状シロキサン化合物から、B/Aが50〜100,000、特に100〜5,000の割合となる上記不純物の量が低減されて精製された目的の上記式(2)の分岐状シロキサン化合物を得ることができる。この場合、出発原料のB/AをX、精製品のB/AをYとした場合、Y/Xは1.5〜10,000、特に5〜1,000であることが好ましい。
本発明の上記式(1)で表されるモノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物のいずれか又は両方を不純物として含有する上記式(2)で表される分岐状シロキサン化合物は、上記式(3)で表されるジシロキサン化合物と、下記一般式(4)
1 nSi(OR44-n (4)
(式中、R1は上記に同じ。R4は炭素数1〜20の置換又は非置換の一価炭化水素基を示す。nは0又は1である。)
で表されるオルガノオキシシラン化合物を、酸触媒存在下に共加水分解して合成することができる。好ましくは、上記一般式(3)で表されるジシロキサン化合物とアルコール、酸触媒を含有する混合液中に、上記一般式(4)で表されるオルガノオキシシラン化合物を加えて反応させ、更に水を加えて共加水分解することにより製造される。しかしながら、これらの方法により製造されたものに限定されるものではない。
本発明に用いるオルガノオキシシラン化合物としては、上記式(4)で表されるものが用いられる。上記式(4)中のR1は、炭素数1〜20、特に1〜6の置換又は非置換の一価炭化水素基であり、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−オクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、5−ノルボルネニル基、2−(5−ノルボルネニル)エチル基等のシクロアルケニル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、o−トリル基、p−スチリル基、m−スチリル基、o−スチリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基、3−クロロプロピル基、3−ヨードプロピル基、3−アクリルオキシプロピル基、3−メタクリルオキシプロピル基等のハロゲン置換、(メタ)アクリルオキシ基置換等の置換アルキル基等を挙げることができる。
上記式(4)中のR4としては、炭素数1〜20、特に1〜6の置換又は非置換の一価炭化水素基であり、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−オクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基が挙げられる。
上記式(4)で表されるオルガノオキシシラン化合物として、具体的には、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−n−プロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、n−プロピルトリイソプロポキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン、n−デシルトリエトキシシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリエトキシシラン、5−ノルボルネニルトリメトキシシラン、5−ノルボルネニルトリエトキシシラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリメトキシシラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ−n−プロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリ−n−プロポキシシラン、アリルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−n−プロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、p−スチリルトリエトキシシラン、p−スチリルトリ−n−プロポキシシラン、p−スチリルトリイソプロポキシシラン、m−スチリルトリメトキシシラン、m−スチリルトリエトキシシラン、m−スチリルトリ−n−プロポキシシラン、m−スチリルトリイソプロポキシシラン、o−スチリルトリメトキシシラン、o−スチリルトリエトキシシラン、o−スチリルトリ−n−プロポキシシラン、o−スチリルトリイソプロポキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリ−n−プロポキシシラン、3−クロロプロピルトリイソプロポキシシラン、3−ヨードプロピルトリメトキシシラン、3−ヨードプロピルトリエトキシシラン、3−ヨードプロピルトリ−n−プロポキシシラン、3−ヨードプロピルトリイソプロポキシシラン、3−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリルオキシプロピルトリ−n−プロポキシシラン、3−アクリルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルトリ−n−プロポキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン等のトリアルコキシシラン類、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン類などが挙げられる。
これらのオルガノオキシシラン化合物は、常法により合成したものを精製して用いることができるが、クロロシランとアルコールとから脱塩酸反応により合成した反応液を精製することなく用いることができる。オルガノオキシシラン化合物の合成に用いるクロロシランとしては、上記式(4)のアルコキシル基等のオルガノオキシ基をクロル基に置き換えた化合物であり、具体的には、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、n−プロピルトリクロロシラン、イソプロピルトリクロロシラン、n−ブチルトリクロロシラン、n−ヘキシルトリクロロシラン、n−オクチルトリクロロシラン、n−デシルトリクロロシラン、n−オクタデシルトリクロロシラン、5−ノルボルネニルトリクロロシラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、アリルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、p−スチリルトリクロロシラン、m−スチリルトリクロロシラン、o−スチリルトリクロロシラン、3−クロロプロピルトリクロロシラン、3−アクリルオキシプロピルトリクロロシラン、3−メタクリルオキシプロピルトリクロロシラン等のトリクロロシラン化合物、テトラクロロシランなどが挙げられる。一方、クロロシランとの反応に用いられるアルコールとしては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール等が挙げられる。これらのうち、メタノール、エタノール、イソプロパノールを用いることが好ましい。クロロシランとアルコールとから脱塩酸反応により得られる未精製のオルガノオキシシラン化合物は、一般に高純度であり、不純物としてアルコールと少量のジシロキサンを含有する。本反応に用いる未精製のオルガノオキシシラン化合物の純度が50%以上であれば問題ないが、80%以上の純度であることが好ましく、特に好ましくは90%以上の純度であることが望ましい。
この場合、上記式(3)のジシロキサン化合物の使用量は、上記式(4)のオルガノオキシシラン化合物1モルに対して1.5〜10モル、好ましくは1.5〜4モル用いることが好ましい。1.5モルより少ないと分岐状シロキサンの収率が低下する場合があり、10モルより多いとポットイールドが低下する場合がある。
アルコールの使用量は上記式(4)のオルガノオキシシラン1モルに対して0.5〜5モル、好ましくは1〜3モル用いることが好ましい。0.5モルより少ない場合は、分岐状シロキサンの収率が低下する場合があり、5モルより多い場合には、ポットイールドが低下する場合がある。
酸触媒としては、硫酸、塩酸、メタンスルホン酸、トルフルオロメタンスルホン酸などが挙げられるが、特に硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸が好ましい。
酸触媒の使用量は、上記式(4)のオルガノオキシシラン1モルに対して0.001〜0.5モル、好ましくは0.01〜0.2モル用いることが好ましい。0.001モルより少ない場合には、反応速度が遅くなり、反応時間が長くなる場合がある。
本発明の加水分解反応で用いられる水は、水単独で用いることができるが、アルコールを添加した水を用いることもできる。水の使用量は、上記式(4)で表されるオルガノオキシシラン化合物1モルに対して1〜50モル、好ましくは1.5〜20モル、更に好ましくは2〜8モルである。これより少ない場合には、反応が十分に進行せず、収率が低下し、これより多くても収率の向上が見込めず、ポットイールドが低下する場合がある。水にアルコールを添加する場合のアルコールの使用量は、用いる水のモル数よりも少ないモル数であることが好ましい。この場合、アルコールとしては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール等が挙げられるが、上記式(3)で表されるジシロキサン化合物と共に使用するアルコールと同じであることが好ましい。
本発明は、ジシロキサン化合物とアルコールと酸触媒の混合液に、オルガノオキシシラン化合物を加えて反応させ、更に水を加えて共加水分解を行うことが好ましい。酸触媒を添加する前に、オルガノオキシシラン化合物をジシロキサン化合物とアルコールとの混合液中に加えて反応を行うことも可能であるが、上記式(4)のオルガノオキシシラン化合物がメチルトリメトキシシランなどの場合には、高分子量のシロキサンが副生物として生成し、目的物の分岐状シロキサンの収率が低下してしまう場合がある。ジシロキサン化合物、アルコール、酸触媒を混合する順番は任意でよいが、ジシロキサン化合物とアルコールとの混合液に酸触媒を加える方法がより好ましい。
本発明の上記式(3)で表されるジシロキサン化合物とアルコールとの混合液中への酸触媒の添加は0〜100℃、好ましくは5〜40℃で行うことが望ましい。反応時間は0.1〜5時間、好ましくは0.5〜2時間で行うことが望ましい。このようにして得られた反応液への、上記式(4)で表されるオルガノオキシシラン化合物の添加は0〜100℃、好ましくは5〜70℃で行うことが望ましい。反応時間は0.5〜8時間、好ましくは0.5〜3時間で行うことが望ましい。反応液への水の添加による共加水分解は、1〜100℃、好ましくは1〜70℃で行うことが望ましい。これより温度が低い場合には、水が凝固するおそれがあり、これより高い場合には、生成した分岐状シロキサンが再分配反応により高分子量のシロキサンになってしまい、目的の分岐状シロキサンの収率が低下するおそれがある。反応時間は0.5〜15時間、好ましくは1〜7時間で行うことが望ましい。
本反応は、無溶媒で実施することができるが、溶媒を用いて行ってもよい。特に、適当な溶媒としては、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ドデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒等が挙げられる。
以上のような方法により得られるモノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物のいずれかの化合物又は両方の化合物を不純物として含有する上記式(2)で表される分岐状シロキサン化合物は、得られた反応液をそのまま用いることもできるが、蒸留によりモノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物のいずれかの化合物又は両方の化合物を不純物として含有する上記式(2)で表される分岐状シロキサン化合物の留分を用いることもできる。反応液をそのまま用いる場合で、ジシロキサン化合物を理論量に対して過剰に用いて反応を行い、未反応のジシロキサン化合物を含有している場合には、酸化合物との反応を行う前に、ジシロキサン化合物を改めて添加する必要はないが、ジシロキサン化合物を追加しても構わない。反応液中及び蒸留留分中のモノオルガノオキシシラン化合物及びモノヒドロキシシラン化合物の含有量は、ガスクロマトグラフィー(以下GCと記載する)などにより分析することにより決定することができる。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
なお、下記の例で、メチル基=Me、n−プロピル基=n−Pr、ビニル基=Vi、3−メタクリルオキシプロピル基=3−MAP、3−アクリルオキシプロピル基=3−AP、p−スチリル=ST、2−(5−ノルボルネニル)エチル=NBEとする。
[実施例1]
200mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、GCの面積パーセントでヘキサメチルジシロキサンを61.9%、メチルトリス(トリメチルシロキシ)シランを32.0%、MeSi(OMe)(OSiMe32(モノメトキシ体)を5.4%、MeSi(OH)(OSiMe32(モノヒドロキシ体)を0.7%含有する混合液を100g仕込んだ。この混合液のメチルトリス(トリメチルシロキシ)シランとモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、MeSi(OSiMe33/〔MeSi(OMe)(OSiMe32+MeSi(OH)(OSiMe32〕=5.28であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.024molであった。
この混合液に濃硫酸3.6g(0.037mol)を添加して20〜25℃で3時間撹拌した。この反応液をGCで分析すると、GCの面積パーセントでヘキサメチルジシロキサンが59.9%、メチルトリス(トリメチルシロキシ)シランが39.6%、MeSi(OMe)(OSiMe32が0.02%、MeSi(OH)(OSiMe32が0%であり、メチルトリス(トリメチルシロキシ)シランとモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、MeSi(OSiMe33/〔MeSi(OMe)(OSiMe32+MeSi(OH)(OSiMe32〕=2391.8となり、硫酸処理前の混合液に含まれていたモノメトキシシラン及びモノヒドロキシシランはほぼ消失した。一方、メチルトリス(トリメチルシロキシ)シランが、濃硫酸による再分配反応により高分子量のシロキサンとなった化合物はほとんど検出されなかった。
[実施例2]
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、ヘキサメチルジシロキサン324.8g(2.0mol)とメタノール64.0g(2.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。ここに、濃硫酸9.8g(0.1mol)を内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、メチルトリメトキシシラン136.2g(1.0mol)を、内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した後、水105.0g(5.8mol)を内温5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に15〜25℃で3時間撹拌した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、MeSi(OSiMe33/〔MeSi(OMe)(OSiMe32+MeSi(OH)(OSiMe32〕=33.7であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.032molであった。
反応液を分液して水層を分離した後、有機層に濃硫酸14.7g(0.15mol)を内温20〜25℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で45分撹拌した。硫酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、MeSi(OSiMe33/〔MeSi(OMe)(OSiMe32+MeSi(OH)(OSiMe32〕=1010.6となった。得られた反応液の硫酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点120.0〜120.5℃/12kPaの留分として、純度99.6%のメチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン284.3g(0.92mol)を得た。収率は91.5%であった。
[実施例3]
2,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、ヘキサメチルジシロキサン649.6g(4.0mol)とメタノール128.0g(4.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。そこに、濃硫酸19.6g(0.2mol)を内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、メチルトリクロロシランとメタノールとから脱塩酸反応により合成した未精製の純度96.1%のメチルトリメトキシシラン283.5g(メチルトリメトキシシラン純分2.0mol)を、内温5〜10℃に保って45分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した後、水209.9g(11.7mol)を5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に15〜25℃で3時間撹拌した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、MeSi(OSiMe33/〔MeSi(OMe)(OSiMe32+MeSi(OH)(OSiMe32〕=34.0であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.066molであった。
反応液を分液して水層を分離した後、有機層に濃硫酸39.2g(0.4mol)を内温20〜25℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した。硫酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、MeSi(OSiMe33/〔MeSi(OMe)(OSiMe32+MeSi(OH)(OSiMe32〕=917.1となった。得られた反応液の硫酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点120.0〜120.5℃/12kPaの留分として、純度99.8%のメチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン577.2g(1.86mol)を得た。収率は92.9%であった。
[実施例4]
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、ヘキサメチルジシロキサン324.8g(2.0mol)とメタノール64.0g(2.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。ここに、濃硫酸9.8g(0.1mol)を内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、n−プロピルトリメトキシシラン164.3g(1.0mol)を、内温5〜10℃に保って45分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した後、水105.0g(5.8mol)を内温5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、20〜25℃で2時間撹拌し、更に50〜55℃で2時間撹拌した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、n−PrSi(OSiMe33/〔n−PrSi(OMe)(OSiMe32+n−PrSi(OH)(OSiMe32〕=17.9であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.060molであった。
反応液を分液して水層を分離した後、有機層に濃硫酸24.5g(0.25mol)を内温20〜25℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した。硫酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、n−PrSi(OSiMe33/〔n−PrSi(OMe)(OSiMe32+n−PrSi(OH)(OSiMe32〕=1663.2となった。得られた反応液の硫酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点93.5〜94.0℃/1.3kPaの留分として、純度99.6%のn−プロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン317.8g(0.94mol)を得た。収率は93.8%であった。
[実施例5]
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、ヘキサメチルジシロキサン324.8g(2.0mol)とメタノール64.0g(2.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。ここに、濃硫酸9.8g(0.1mol)を内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、n−ヘキシルトリメトキシシラン206.4g(1.0mol)を、内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した後、水54.0g(3.0mol)を内温5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に15〜25℃で5時間撹拌した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、n−C613Si(OSiMe33/〔n−C613Si(OMe)(OSiMe32+n−C613Si(OH)(OSiMe32〕=19.3であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.055molであった。
反応液を分液して水層を分離した後、有機層に濃硫酸24.5g(0.25mol)を内温20〜25℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した。硫酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、n−C613Si(OSiMe33/〔n−C613Si(OMe)(OSiMe32+n−C613Si(OH)(OSiMe32〕=4886.4となった。得られた反応液の硫酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点103.5〜104.5℃/0.4kPaの留分として、純度99.3%のn−ヘキシルトリス(トリメチルシロキシ)シラン363.7g(0.96mol)を得た。収率は95.5%であった。
[実施例6]
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、ヘキサメチルジシロキサン324.8g(2.0mol)とメタノール64.0g(2.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。ここに、濃硫酸9.8g(0.1mol)を内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、n−デシルトリメトキシシラン262.5g(1.0mol)を、内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した後、水72.0g(4.0mol)を内温5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に15〜25℃で7時間撹拌した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、n−C1021Si(OSiMe33/〔n−C1021Si(OMe)(OSiMe32+n−C1021Si(OH)(OSiMe32〕=5.7であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.183molであった。
反応液を分液して水層を分離した後、有機層に濃硫酸49.1g(0.5mol)を内温20〜25℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した。硫酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、n−C1021Si(OSiMe33/〔n−C1021Si(OMe)(OSiMe32+n−C1021Si(OH)(OSiMe32〕=129.6となった。得られた反応液の硫酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点140.0〜141.5℃/0.3kPaの留分として、純度98.4%のn−デシルトリス(トリメチルシロキシ)シラン407.1g(0.93mol)を得た。収率は93.1%であった。
[実施例7]
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン372.8g(2.0mol)とメタノール64.0g(2.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。ここに、濃硫酸9.8g(0.1mol)を内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、メチルトリメトキシシラン136.2g(1.0mol)を、内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した後、水105.0g(5.8mol)を内温5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に15〜25℃で2.5時間撹拌した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、MeSi(OSiMe2Vi)3/〔MeSi(OMe)(OSiMe2Vi)2+MeSi(OH)(OSiMe2Vi)2〕=13.2であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.074molであった。
反応液を分液して水層を分離した後、有機層に濃硫酸34.3g(0.35mol)を内温20〜25℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で0.5時間撹拌した。硫酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比はMeSi(OSiMe2Vi)3/〔MeSi(OMe)(OSiMe2Vi)2+MeSi(OH)(OSiMe2Vi)2〕=2990.7となった。得られた反応液の硫酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点95.0〜96.5℃/0.9kPaの留分として、純度99.7%のメチルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン275.3g(0.79mol)を得た。収率は79.4%であった。
[実施例8]
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、ヘキサメチルジシロキサン324.8g(2.0mol)とメタノール64.0g(2.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。ここに、濃硫酸9.8g(0.1mol)を内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、ビニルトリメトキシシラン148.2g(1.0mol)を、内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した後、水72.0g(4.0mol)を内温5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に15〜25℃で3時間撹拌した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、ViSi(OSiMe33/〔ViSi(OMe)(OSiMe32+ViSi(OH)(OSiMe32〕=29.2であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.037molであった。
得られた反応液を分液して水層を分離した後、有機層に濃硫酸19.4g(0.2mol)を内温20〜25℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で0.75時間撹拌した。硫酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、ViSi(OSiMe33/〔ViSi(OMe)(OSiMe32+ViSi(OH)(OSiMe32〕=3938.6となった。得られた反応液の硫酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点95.0〜96.5℃/0.9kPaの留分として、純度99.7%のビニルトリス(トリメチルシロキシ)シラン301.8g(0.94mol)を得た。収率は93.5%であった。
[実施例9]
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、ヘキサメチルジシロキサン406.0g(2.5mol)とメタノール64.0g(2.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。ここに、濃硫酸9.8g(0.1mol)を内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン248.4g(1.0mol)を、内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した後、水72.0g(4.0mol)を内温5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に15〜25℃で6.5時間撹拌した。得られた反応液を分液して水層を分離した後、有機層を水洗し、分液した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、3−MAPSi(OSiMe33/〔3−MAPSi(OMe)(OSiMe32+3−MAPSi(OH)(OSiMe32〕=22.5であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.044molであった。
有機層に濃硫酸24.5g(0.25mol)を内温20〜25℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で1.0時間撹拌した。硫酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、3−MAPSi(OSiMe33/〔3−MAPSi(OMe)(OSiMe32+3−MAPSi(OH)(OSiMe32〕=358.3となった。得られた反応液の硫酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点118.5〜120.5℃/0.2kPaの留分として、純度99.6%の3−メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン393.5g(0.93mol)を得た。収率は93.1%であった。
[実施例10]
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、ヘキサメチルジシロキサン406.0g(2.5mol)とメタノール64.0g(2.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。ここに、濃硫酸9.8g(0.1mol)を内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、3−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン234.3g(1.0mol)を、内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した後、水72.0g(4.0mol)を内温5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に15〜25℃で4.5時間撹拌した。得られた反応液を分液して水層を分離した後、有機層を水洗し、分液した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、3−APSi(OSiMe33/〔3−APSi(OMe)(OSiMe32+3−APSi(OH)(OSiMe32〕=21.1であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.046molであった。
有機層に濃硫酸24.5g(0.25mol)を内温20〜25℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で0.5時間撹拌した。硫酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、3−APSi(OSiMe33/〔3−APSi(OMe)(OSiMe32+3−APSi(OH)(OSiMe32〕=702.1となった。得られた反応液の硫酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点102.0〜104.0℃/0.2kPaの留分として、純度98.6%の3−アクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン380.0g(0.93mol)を得た。収率は93.0%であった。
[実施例11
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、ヘキサメチルジシロキサン324.8g(2.0mol)とメタノール64.0g(2.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。ここに、濃硫酸9.8g(0.1mol)を内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、メチルトリメトキシシラン136.2g(1.0mol)を、内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した後、水105.0g(5.8mol)を内温5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に15〜25℃で3時間撹拌した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、MeSi(OSiMe33/〔MeSi(OMe)(OSiMe32+MeSi(OH)(OSiMe32〕=32.7であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.033molであった。
反応液を分液して水層を分離した後、有機層に35%塩酸416.7g(4mol)を内温20〜25℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で1.8時間撹拌した。35%塩酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、MeSi(OSiMe33/〔MeSi(OMe)(OSiMe32+MeSi(OH)(OSiMe32〕=801.6となった。得られた反応液の塩酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点120.0〜120.5℃/12kPaの留分として、純度99.5%のメチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン282.7g(0.91mol)が得られた。収率は91.0%であった。
[実施例12
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、ヘキサメチルジシロキサン406.0g(2.5mol)とメタノール64.0g(2.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。ここに、濃硫酸9.8g(0.1mol)を内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で30分間撹件した。続いて、p−スチリルトリメトキシシラン224.3g(1.0mol)を、内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した後、水72.0g(4.0mol)を内温5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に15〜25℃で6時間撹拌した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、ST−Si(OSiMe33/〔ST−Si(OMe)(OSiMe32+ST−Si(OH)(OSiMe32〕=29.2であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.035molであった。
反応液を分液して水層を分離した後、有機層に濃硫酸19.6g(0.2mol)を内温20〜25℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した。硫酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、ST−Si(OSiMe33/〔ST−Si(OMe)(OSiMe32+ST−Si(OH)(OSiMe32〕=803.2となった。得られた反応液の硫酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点90.0〜92.0℃/0.1kPaの留分として、純度99.4%のp−スチリルトリス(トリメチルシロキシ)シラン357.9g(0.9mol)を得た。収率は89.7%であった。
[実施例13
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、1,3−ジビニル1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン251.6g(1.35mol)とメタノール32.0g(1.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。ここに、濃硫酸4.9g(0.05mol)を内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、テトラメトキシシラン76.1g(0.5mol)を、内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した後、水48.6g(2.7mol)を内温5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に50〜55℃で5時間撹拌した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、Si(OSiMe2Vi)4/〔Si(OMe)(OSiMe2Vi)3+Si(OH)(OSiMe2Vi)3〕=11.1であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.035molであった。
反応液を分液して水層を分離した後、有機層に濃硫酸19.6g(0.2mol)を内温20〜25℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した。硫酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比はSi(OSiMe2Vi)4/〔Si(OMe)(OSiMe2Vi)3+Si(OH)(OSiMe2Vi)3〕=441.2となった。得られた反応液の硫酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点105.0〜107.0℃/0.5kPaの留分として、純度98.9%のテトラキス(ジメチルビニルシロキシ)シラン161.0g(0.37mol)を得た。収率は74.3%であった。
[実施例14
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、ヘキサメチルジシロキサン389.8g(2.4mol)とメタノール51.2g(1.6mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。ここに、濃硫酸7.84g(0.08mol)を内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリメトキシシラン193.9g(0.8mol)を、内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した後、水57.6g(3.2mol)を内温5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に50〜55℃で5時間撹拌した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、NBE−Si(OSiMe33/〔NBE−Si(OMe)(OSiMe32+NBE−Si(OH)(OSiMe32〕=20.4であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.05molであった。
反応液を分液して水層を分離した後、有機層に濃硫酸23.5g(0.24mol)を内温20〜25℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で1.75時間撹拌した。硫酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比はNBE−Si(OSiMe33/〔NBE−Si(OMe)(OSiMe32+NBE−Si(OH)(OSiMe32〕=278.1となった。得られた反応液の硫酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点119.0〜123.0℃/0.3kPaの留分として、純度99.7%の294.8g(0.707mol)を得た。収率は88.4%であった。得られた留分の1H−NMR、IRスペクトルを測定した。1H−NMR(重クロロホルム溶媒)を図1にチャートで示す。IRスペクトルを図2にチャートで示す。
上記、測定結果から得られた留分は、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(トリメチルシロキシ)シランであると決定した。
[実施例15
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン186.4g(1.0mol)とメタノール25.6g(0.8mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。ここに、濃硫酸3.92g(0.04mol)を内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリメトキシシラン97.0g(0.4mol)を、内温5〜10℃に保って30分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した後、水28.8g(1.6mol)を内温5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に50〜55℃で12時間撹拌した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比は、NBE−Si(OSiMe2Vi)3/〔NBE−Si(OMe)(OSiMe2Vi)2+NBE−Si(OH)(OSiMe2Vi)2〕=16.3であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体とモノヒドロキシ体の含有量は併せて0.02molであった。
反応液を分液して水層を分離した後、有機層に濃硫酸11.8g(0.12mol)を内温20〜25℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で1時間撹拌した。硫酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、主生成物とモノメトキシ体及びモノヒドロキシ体の面積パーセントの比はNBE−Si(OSiMe2Vi)3/〔NBE−Si(OMe)(OSiMe2Vi)2+NBE−Si(OH)(OSiMe2Vi)2〕=166.1となった。得られた反応液の硫酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点132.0〜134.0℃/0.1kPaの留分として、純度99.2%の留分131.3g(0.29mol)を得た。収率は72.5%であった。得られた留分の1H−NMR、IRスペクトルを測定した。1H−NMR(重クロロホルム溶媒)を図3にチャートで示す。IRスペクトルを図4にチャートで示す。
上記、測定結果から得られた留分は、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シランであると決定した。
[実施例16
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、テトラメトキシシラン152.2g(1.0mol)とメタノール96.0g(3.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。ここに、35%塩酸2.1g(0.02mol)を添加した。続いて、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン470.1g(3.5mol)を、内温5〜10℃に保って25時間で滴下し、そのままの温度で1.5時間撹拌した後、水104.4g(5.8mol)を内温7〜21℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に15〜25℃で1.5時間撹拌した。得られた反応液の有機層をGCにより分析したところ、主生成物とモノメトキシ体の面積パーセントの比は、Si(OSiMe2H)4/Si(OMe)(OSiMe2H)3=33.9であった。このときのGCの面積パーセントより求めたモノメトキシ体含有量は0.027mo1であった。
反応液を分液して水層を分離した後、有機層に濃硫酸17.6g(0.18mol)を内温5〜15℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で2時間撹拌した。硫酸と反応させた後の有機層をGCにより分析すると、主生成物とモノメトキシ体の面積パーセントの比は、Si(OSiMe2H)4/Si(OMe)(OSiMe2H)3=404.8となった。得られた反応液の硫酸層を分液して、有機層を水洗した後、重曹水で中和し、次いで水洗した。得られた有機層を蒸留して沸点96.0〜96.5℃/4.3kPaの留分として、純度99.7%のテトラキス(ジメチルシロキシ)シラン293.4g(0.89mol)を得た。収率は89.3%であった。
[比較例1]
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、メチルトリメトキシシラン136.2g(1.0mol)、ヘキサメチルジシロキサン324.8g(2.0mol)及びメタノール64.0g(2.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。そこに、濃硫酸9.8g(0.1mol)を内温5〜10℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、水105.0g(5.83mol)を5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に15〜25℃で3時間撹拌した。得られた反応液を分液して水層を分離した後、有機層を重曹水、次いで水により洗浄した。得られた有機層を蒸留して沸点120.0〜120.5℃/12kPaの留分として、純度99.5%のメチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン225.3g(0.73mol)を得た。収率は72.5%であった。
[比較例2]
1,000mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、メチルトリメトキシシラン136.2g(1.0mol)、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン372.8g(2.0mol)及びメタノール96.0g(2.0mol)を仕込み、氷水浴で冷却し、内温を10℃以下とした。そこに、濃硫酸9.8g(0.1mol)を内温5〜10℃に保って15分で滴下し、そのままの温度で30分間撹拌した。続いて、水105.0g(5.83mol)を5〜25℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に15〜25℃で2.5時間撹拌した。得られた反応液を分液して水層を分離した後、有機層を重曹水、次いで水により洗浄した。得られた有機層を蒸留して沸点102.0〜103.0℃/1.3kPaの留分として、純度99.7%のメチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン217.0g(0.63mol)を得た。収率は62.8%であった。
実施例14における1H−NMR(重クロロホルム溶媒)スペクトルである。 実施例14におけるIRスペクトルである。 実施例15における1H−NMR(重クロロホルム溶媒)スペクトルである。 実施例15におけるIRスペクトルである。

Claims (5)

  1. 下記一般式(1)
    1 nSi(OSiR2 33-n(OR3) (1)
    (式中、R1は炭素数1〜20の置換又は非置換の一価炭化水素基、R2、R3は水素原子又は炭素数1〜20の置換又は非置換の一価炭化水素基から選ばれ、R2は互いに同一でも異なっていてもよい。nは0又は1である。)
    で表される化合物を不純物として含有する下記一般式(2)
    1 nSi(OSiR2 34-n (2)
    (式中、R1、R2、nは、前記に同じである。)
    で表される分岐状シロキサン化合物を、下記一般式(3)
    2 3SiOSiR2 3 (3)
    (式中、R2は上記に同じである。)
    で表されるジシロキサン化合物と、水の不存在下において上記一般式(1)で表される化合物の合計量に対して等モル以上の酸化合物の存在下に反応させることを特徴とする、上記一般式(1)で表される化合物の含有量を低減した上記一般式(2)で表される分岐状シロキサンの製造方法。
  2. 上記一般式(1)で表される化合物を不純物として含有する上記一般式(2)で表される分岐状シロキサン化合物が、上記一般式(3)で表されるジシロキサン化合物と、下記一般式(4)
    1 nSi(OR44-n (4)
    (式中、R1は上記に同じ。R4は炭素数1〜20の置換又は非置換の一価炭化水素基を示す。nは0又は1である。)
    で表されるオルガノオキシシラン化合物を、酸触媒存在下に反応して合成された分岐状シロキサン化合物であることを特徴とする、請求項1記載の分岐状シロキサンの製造方法。
  3. 上記一般式(1)で表される化合物を不純物として含有する上記一般式(2)で表される分岐状シロキサン化合物が、上記一般式(3)で表されるジシロキサン化合物、アルコール及び酸触媒の混合液に、上記一般式(4)で表されるオルガノオキシシラン化合物を加えて反応させ、更に水を加えて共加水分解して得られた反応液を分液して水層を分離した後、有機層に酸を添加して合成された分岐状シロキサン化合物であることを特徴とする、請求項2記載の分岐状シロキサンの製造方法。
  4. 上記一般式(2)で表される分岐状シロキサン化合物が、メチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、テトラキス(トリメチルシロキシ)シラン、3−アクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、3−メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、p−スチリルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、5−ノルボルネニルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、2−(5−ノルボルネニル)エチルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シランから選ばれる化合物であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の分岐状シロキサンの製造方法。
  5. 酸化合物が硫酸であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の分岐状シロキサンの製造方法。
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JP5459280B2 (ja) 2011-09-12 2014-04-02 信越化学工業株式会社 オルガノキシシリル基又はシロキシ基含有エチルノルボルネン化合物の製造方法

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