JP6265109B2 - ケチミノ基含有有機ケイ素化合物及びその製造方法 - Google Patents

ケチミノ基含有有機ケイ素化合物及びその製造方法 Download PDF

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本発明は、シランカップリング剤又はシランカップリングの中間体等として有用なケチミノ基含有有機ケイ素化合物及びその製造方法に関する。
従来、アミノ基を有する有機ケイ素化合物はシランカップリング剤、表面処理剤、繊維処理剤、接着剤、塗料添加剤等に有用であることが知られている。特に、高分子材料の機械的特性や耐熱性を向上させる目的で無機材料(例えばガラス繊維、金属、酸化物充填剤)を添加する場合、アミノ基を有する有機ケイ素化合物を用いることで、高分子材料と無機材料との密着性向上や無機材料の分散状態が良くなることが知られており、期待される添加効果がより高くなることが知られている。
アミノ基を有する有機ケイ素化合物としては、一般的には、3−アミノプロピル基やN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基を有したアルコキシシランが広く用いられている。しかし、これら1級アミノ基を有するアルコキシシランは親水性が高く、処理した高分子材料の吸水性が高くなり、耐久性が低下するといった現象がみられる場合があった。
1級アミノ基より親水性の低いアミノ基として、2級アミノ基が用いられ、N−ブチルアミノプロピル基やN−フェニルアミノプロピル基を有するアルコキシシランも広く知られている。しかし、これら2級アミノ基を有するアルコキシシランにより処理された高分子材料は、耐水性が向上し耐久性が改善するものの、アミノ基本来の添加効果が低下する場合があった。
これらを改善するため、2級アミノ基と更に2級又は3級アミノ基を有する有機ケイ素化合物が開発され、また、水添することで2級アミノ基と更なるアミノ基を有する有機ケイ素化合物を合成可能な中間体として、イミノ基とアミノ基を有する有機ケイ素化合物が開示されている(特許文献1)。イミノ基とアミノ基を有する有機ケイ素化合物は、それ自体でシランカップリング剤として用いることが可能である。これは、加水分解することでアルデヒドを放出した後、1級アミノ基が復元する型の潜在的な1級アミノ基を有する有機ケイ素化合物として機能する。
特表2014−501237号公報
しかし、イミノ基とアミノ基を有する有機ケイ素化合物は、加水分解時に有害なアルデヒドを放出することやイミノ基の窒素原子と結合した炭素原子が水素原子と結合するため、加水分解性が高く安定性が低いといった問題があった。
よって、水添することで2級アミノ基と更なるアミノ基を有する有機ケイ素化合物が合成可能で、かつ、それ自体を使用する際でも、加水分解時にアルデヒドを放出せず、安定性の高いイミノ基とアミノ基を有する有機ケイ素化合物の開発が望まれていた。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、水添することで2級アミノ基と更なるアミノ基を有する有機ケイ素化合物が合成可能で、かつ、それ自体を使用する場合でも加水分解時にアルデヒドを放出せず、安定性の高いケチミノ基とアミノ基を有する有機ケイ素化合物を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するものとして、下記ケチミノ基含有有機ケイ素化合物及びその製造方法を提供する。
[1]
下記一般式(1)
Figure 0006265109
(式中、R1、R2及びR4は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基である。また、R2とR4が結合して−N−R3−C−と共に環を成してもよく、各々同一又は異なっていてもよい。R3及びR5は炭素数1〜10の置換又は非置換の2価炭化水素基である。R6及びR7は炭素数1〜10の置換又は非置換の1価炭化水素基で各々同一又は異なっていてもよい。nは0〜2の整数である。)
で示されるケチミノ基含有有機ケイ素化合物。
[2]
下記一般式(2)
Figure 0006265109
(式中、R1、R3、R5、R6及びR7は上記一般式(1)で記載の通りである。Aは炭素数2〜40の置換又は非置換の2価炭化水素基である。)
で示される[1]記載のケチミノ基含有有機ケイ素化合物。
[3]
下記一般式(3)
Figure 0006265109
(式中、R1、R2、R3及びR4は上記一般式(1)で記載の通りである。)
で示されるカルボニル化合物と下記一般式(4)
Figure 0006265109
(式中、R5、R6、R7及びnは、上記と同じである。)
で示されるアミノ基含有有機ケイ素化合物とを反応させることを特徴とする[1]又は[2]記載のケチミノ基含有有機ケイ素化合物の製造方法。
[4]
溶媒又は上記一般式(3)で示されるカルボニル化合物の還流下、生成する水を留去しながら反応を行うことを特徴とする[3]記載のケチミノ基含有有機ケイ素化合物の製造方法。
[5]
脱水剤の存在下、反応を行うことを特徴とする[3]又は[4]記載のケチミノ基含有有機ケイ素化合物の製造方法。
本発明におけるケチミノ基含有有機ケイ素化合物を水添し得られるアミノシラン化合物は、2級アミノ基と更なるアミノ基を有する有機ケイ素化合物であり、これを使用することで高分子材料に高い機械的特性を付与することが可能である。また、本発明におけるケチミノ基含有有機ケイ素化合物は、安定性も高く、加水分解時にもアルデヒドを放出しない潜在的な1級アミノ基を有する有機ケイ素化合物として使用可能である。
実施例1で得られた化合物の重ベンゼン溶液にて測定した1H−NMRスペクトルである。 実施例1で得られた化合物のIRスペクトルである。 実施例2で得られた化合物の重ベンゼン溶液にて測定した1H−NMRスペクトルである。 実施例2で得られた化合物のIRスペクトルである。 実施例3で得られた化合物の重ベンゼン溶液にて測定した1H−NMRスペクトルである。 実施例3で得られた化合物のIRスペクトルである。 実施例4で得られた化合物の重ベンゼン溶液にて測定した1H−NMRスペクトルである。 実施例4で得られた化合物のIRスペクトルである。
本発明のケチミノ基含有有機ケイ素化合物は、下記一般式(1)
下記一般式(1)
Figure 0006265109
(式中、R1、R2及びR4は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基である。また、R2とR4が結合して−N−R3−C−と共に環を成してもよく、各々同一又は異なっていてもよい。R3及びR5は炭素数1〜10の置換又は非置換の2価炭化水素基である。R6及びR7は炭素数1〜10の置換又は非置換の1価炭化水素基で各々同一又は異なっていてもよい。nは0〜2の整数である。)
で示されるケチミノ基含有有機ケイ素化合物である。
上記一般式(1)中、R1、R2及びR4は炭素数1〜20、好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜6の置換又は非置換の1価炭化水素基である。例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基等の直鎖状アルキル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、イソヘキシル基、イソヘプチル基、イソオクチル基、tert−オクチル基、イソノニル基、イソデシル基、イソウンデシル基、イソドデシル基等の分岐状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の環状のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基、ベンジル基、メチルベンジル基、フェネチル基、メチルフェネチル基、フェニルベンジル基等のアラルキル基が挙げられる。また、炭化水素基の水素原子の一部又は全部が置換されていてもよく、該置換基としては、具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、(イソ)プロポキシ基などのアルコキシ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子からなる基、シアノ基、アミノ基、芳香族炭化水素基、エステル基、酸素原子で介したアルキル基、アシル基、スルフィド基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基等が挙げられ、これらを組み合わせて用いることもできる。これらの置換基の置換位置は特に限定されず、置換基数も限定されない。
上記一般式(1)中、R3及びR5は炭素数1〜10、好ましくは1〜6の2価炭化水素基であり、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基等のアルキレン基、フェニレン基等が挙げられる。また、炭化水素基の水素原子の一部又は全部が置換されていてもよく、該置換基としては、具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、(イソ)プロポキシ基などのアルコキシ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子からなる基、シアノ基、アミノ基、芳香族炭化水素基、エステル基、酸素原子を介在したアルキル基、アシル基、スルフィド基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基等が挙げられ、これらを組み合わせて用いることもできる。これらの置換基の置換位置は特に限定されず、置換基数も限定されない。好ましくは、メチレン基、エチレン基、プロピレン基である。
また、R2とR4は結合して環を成してもよく、R2とR4が結合した場合は、下記一般式(2)
Figure 0006265109
(式中、R1、R3、R5、R6及びR7は上記と同じである。Aは炭素数2〜40の置換又は非置換の2価炭化水素基である。)
で示されるケチミノ基含有有機ケイ素化合物となる。上記一般式(2)の環状構造を有する方が、安定性が高くより好ましい。
上記一般式(2)中、Aは炭素数2〜40、好ましくは2〜20、更に好ましくは2〜12の2価炭化水素基であり、具体的には、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基等のアルキレン基、フェニレン基等が挙げられる。−A−N−R3−C−を含む環状構造の具体例としては、ピロリジン、ピペリジン、アゼパン等が挙げられる。また、炭化水素基の水素原子の一部又は全部が置換されていてもよく、該置換基としては、具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、(イソ)プロポキシ基などのアルコキシ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子からなる基、シアノ基、アミノ基、芳香族炭化水素基、エステル基、酸素原子を介在したアルキル基、アシル基、スルフィド基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基等が挙げられ、これらを組み合わせて用いることもできる。これらの置換基の置換位置は特に限定されず、置換基数も限定されない。好ましくは、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基である。
本発明の上記一般式(1)で示される化合物を具体的に例示すると、1−ジメチルアミノ−2−(トリメトキシシリルメチルイミノ)プロパン、1−ジメチルアミノ−2−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)プロパン、1−ジメチルアミノ−2−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)プロパン、1−ジメチルアミノ−2−(トリエトキシシリルメチルイミノ)プロパン、1−ジメチルアミノ−2−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)プロパン、1−ジメチルアミノ−2−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)プロパン、1−ジエチルアミノ−2−(トリメトキシシリルメチルイミノ)プロパン、1−ジエチルアミノ−2−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)プロパン、1−ジエチルアミノ−2−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)プロパン、1−ジエチルアミノ−2−(トリエトキシシリルメチルイミノ)プロパン、1−ジエチルアミノ−2−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)プロパン、1−ジエチルアミノ−2−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)プロパン、1−ジメチルアミノ−2−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)プロパン、1−ジメチルアミノ−2−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)プロパン、1−ジメチルアミノ−2−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)プロパン、1−ジメチルアミノ−2−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)プロパン、1−ジメチルアミノ−2−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)プロパン、1−ジメチルアミノ−2−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)プロパン、1−ジエチルアミノ−2−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)プロパン、1−ジエチルアミノ−2−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)プロパン、1−ジエチルアミノ−2−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)プロパン、1−ジエチルアミノ−2−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)プロパン、1−ジエチルアミノ−2−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)プロパン、1−ジエチルアミノ−2−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)プロパン、1−ジメチルアミノ−3−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ブタン、1−ジメチルアミノ−3−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ブタン、1−ジメチルアミノ−3−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ブタン、1−ジメチルアミノ−3−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ブタン、1−ジメチルアミノ−3−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ブタン、1−ジメチルアミノ−3−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ブタン、1−ジエチルアミノ−3−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ブタン、1−ジエチルアミノ−3−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ブタン、1−ジエチルアミノ−3−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ブタン、1−ジエチルアミノ−3−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ブタン、1−ジエチルアミノ−3−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ブタン、1−ジエチルアミノ−3−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ブタン、1−ジメチルアミノ−3−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ブタン、1−ジメチルアミノ−3−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ブタン、1−ジメチルアミノ−3−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ブタン、1−ジメチルアミノ−3−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ブタン、1−ジメチルアミノ−3−(N−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ))ブタン、1−ジメチルアミノ−3−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ブタン、1−ジエチルアミノ−3−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ブタン、1−ジエチルアミノ−3−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ブタン、1−ジエチルアミノ−3−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ブタン、1−ジエチルアミノ−3−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ブタン、1−ジエチルアミノ−3−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ブタン、1−ジエチルアミノ−3−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ブタン、1−ジメチルアミノ−3−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−3−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−3−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−3−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−3−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−3−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−3−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−3−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−3−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−3−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−3−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−3−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−3−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−3−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−3−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、
1−ジメチルアミノ−3−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−3−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−3−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−3−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−3−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−3−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−3−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−3−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−3−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−4−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−4−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−4−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−4−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−4−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−4−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−4−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−4−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−4−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−4−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−4−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−4−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−4−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−4−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−4−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−4−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−4−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−4−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−4−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−4−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−4−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−4−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−4−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジエチルアミノ−4−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ペンタン、1−ジメチルアミノ−4−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−4−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−4−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−4−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−4−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−4−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−4−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−4−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−4−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−4−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−4−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−4−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−4−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−4−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−4−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−4−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−4−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−4−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−4−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−4−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−4−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−4−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−4−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−4−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−5−トリメトキシシリルメチルイミノヘキサン、1−ジメチルアミノ−5−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−5−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−5−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−5−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−5−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−5−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−5−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−5−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−5−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−5−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−5−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−5−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−5−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−5−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−5−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−5−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジメチルアミノ−5−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−5−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−5−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−5(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−5−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−5−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン、1−ジエチルアミノ−5−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ヘキサン等が挙げられる。
本発明の上記一般式(2)で示される化合物を具体的に例示すると、1−メチル−3−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ピロリジン、1−メチル−3−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ピロリジン、1−メチル−3−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ピロリジン、1−メチル−3−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ピロリジン、1−メチル−3−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ピロリジン、1−メチル−3−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ピロリジン、1−メチル−3−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ピロリジン、1−メチル−3−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ピロリジン、1−メチル−3−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ピロリジン、1−メチル−3−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ピロリジン、1−メチル−3−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ピロリジン、1−メチル−3−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ピロリジン、1−エチル−3−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ピロリジン、1−エチル−3−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ピロリジン、1−エチル−3−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ピロリジン、1−エチル−3−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ピロリジン、1−エチル−3−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ピロリジン、1−エチル−3−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ピロリジン、1−エチル−3−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ピロリジン、1−エチル−3−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ピロリジン、1−エチル−3−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ピロリジン、1−エチル−3−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ピロリジン、1−エチル−3−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ピロリジン、1−エチル−3−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ピロリジン、1−メチル−3−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−メチル−3−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−メチル−3−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−メチル−3−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−メチル−3−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−メチル−3−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−メチル−3−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−メチル−3−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−メチル−3−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−メチル−3−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−メチル−3−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−メチル−3−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−エチル−3−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−エチル−3−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−エチル−3−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−エチル−3−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−エチル−3−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−エチル−3−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−エチル−3−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−エチル−3−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−エチル−3−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−エチル−3−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−エチル−3−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−エチル−3−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−メチル−4−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−メチル−4−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−メチル−4−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−メチル−4−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−メチル−4−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−メチル−4−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−メチル−4−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−メチル−4−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−メチル−4−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−メチル−4−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−メチル−4−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−メチル−4−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−エチル−4−(トリメトキシシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−エチル−4−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−エチル−4−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−エチル−4−(トリエトキシシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−エチル−4−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−エチル−4−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)ピペリジン、1−エチル−4−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−エチル−4−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−エチル−4−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−エチル−4−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−エチル−4−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−エチル−4−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジン、1−メチル−3−(トリメトキシシリルメチルイミノ)アゼパン、1−メチル−3−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−メチル−3−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−メチル−3−(トリエトキシシリルメチルイミノ)アゼパン、1−メチル−3−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−メチル−3−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−メチル−3−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−メチル−3−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−メチル−3−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−メチル−3−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−メチル−3−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−メチル−3−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−エチル−3−(トリメトキシシリルメチルイミノ)アゼパン、1−エチル−3−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−エチル−3−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−エチル−3−(トリエトキシシリルメチルイミノ)アゼパン、1−エチル−3−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−エチル−3−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−エチル−3−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−エチル−3−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−エチル−3−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−エチル−3−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−エチル−3−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−エチル−3−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−メチル−4−(トリメトキシシリルメチルイミノ)アゼパン、1−メチル−4−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−メチル−4−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−メチル−4−(トリエトキシシリルメチルイミノ)アゼパン、1−メチル−4−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−メチル−4−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−メチル−4−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−メチル−4−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−メチル−4−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−メチル−4−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−メチル−4−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−メチル−4−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−エチル−4−(トリメトキシシリルメチルイミノ)アゼパン、1−エチル−4−(ジメトキシメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−エチル−4−(メトキシジメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−エチル−4−(トリエトキシシリルメチルイミノ)アゼパン、1−エチル−3−(ジエトキシメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−エチル−4−(エトキシジメチルシリルメチルイミノ)アゼパン、1−エチル−4−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−エチル−4−(3−ジメトキシメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−エチル−4−(3−メトキシジメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−エチル−4−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−エチル−4−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン、1−エチル−4−(3−エトキシジメチルシリルプロピルイミノ)アゼパン等が挙げられる。
また、上記一般式(1)のケチミノ基含有有機ケイ素化合物は、下記一般式(3)
Figure 0006265109
(式中、R1、R2、R3及びR4は上記一般式(1)で記載の通りである。)
で示されるカルボニル化合物と下記一般式(4)
Figure 0006265109
(式中、R5、R6、R7及びnは上記一般式(1)で記載の通りである。)
で示されるアミノ基含有有機ケイ素化合物を反応させることで製造することが可能である。
上記一般式(3)中、R1、R2、R3及びR4は上記一般式(1)で記載の通りである。上記一般式(3)で示される化合物を具体的に例示すると、ジメチルアミノアセトン、ジエチルアミノアセトン、1−ジメチルアミノ−2−ブタノン、1−ジエチルアミノ−2−ブタノン、1−ジメチルアミノ−3−ブタノン、1−ジエチルアミノ−3−ブタノン、1−ジメチルアミノ−3−ペンタノン、1−ジエチルアミノ−3−ペンタノン、1−ジメチルアミノ−4−ペンタノン、1−ジエチルアミノ−4−ペンタノン、1−ジメチルアミノ−4−ヘキサノン、1−ジエチルアミノ−4−ペンタノン、1−ジメチルアミノ−5−ペンタノン、1−ジエチルアミノ−5−ペンタノン等が挙げられる。
また、R2とR4が結合した場合は、下記一般式(5)
Figure 0006265109
(式中、R1、R3及びAは上記一般式(2)で記載の通りである。)
で示されるカルボニル化合物であり、上記一般式(4)と反応することで、上記一般式(2)で示されるケチミノ基含有有機ケイ素化合物を製造することが可能である。具体的に例示すると、1−メチル−3−ピロリジノン、1−エチル−3−ピロリジノン、1−メチル−3−ピペリドン、1−エチル−3−ピペリドン、1−メチル−4−ピペリドン、1−エチル−4−ピペリドン、1−メチル−アゼパン−3−オン、1−エチル−アゼパン−3−オン、1−メチル−アゼパン−4−オン、1−エチル−アゼパン−4−オン等が挙げられる。
上記一般式(4)中、R5、R6、R7及びnは上記一般式(1)で記載の通りである。具体的に例示すると、アミノメチルトリメトキシシラン、アミノメチルジメトキシメチルシラン、アミノメチルメトキシジメチルシラン、アミノメチルトリエトキシシラン、アミノメチルジエトキシメチルシラン、アミノメチルエトキシジメチルシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルジメトキシメチルシラン、3−アミノプロピルメトキシジメチルシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルジエトキシメチルシラン、3−アミノプロピルエトキシジメチルシラン等が挙げられる。
上記反応において、圧力は特に制限はないが、常圧又は減圧で行う方が好ましい。
上記反応において、反応温度は特に限定されず、室温下又は加熱下で行うことができる。最適な反応即を得るためには加熱下で反応させることが好ましく、0〜200℃、特に50〜200℃が好ましい。
上記一般式(3)で示されるカルボニル化合物と上記一般式(4)で示されるアミノ基含有有機ケイ素化合物の比率は、特に制限はないものの、経済的な観点から式(3):式(4)の比率(モル比)は0.5:1〜10:1、特に0.5:1〜5:1が好ましい。
なお、上記反応は無溶媒でも進行するが、溶媒を用いることもできる。用いられる溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、イソオクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム等の塩素化炭化水素系溶媒等が例示される。また、溶媒として、上記一般式(3)で示されるカルボニル化合物を用いることができる。これらの溶媒は1種を単独で使用してもよく、あるいは2種以上を混合して使用してもよい。副生する水より高沸点の溶媒が好ましく、特にトルエン等共沸により脱水が可能な溶媒が好ましい。この場合、上記溶媒又は式(3)のカルボニル化合物の還流下、生成する水を留去しながら反応を行うことが好ましい。
また、上記反応は、脱水剤の存在下に反応することもできる。用いられる脱水剤としては、例えば、Li2SO4、Na2SO4、K2SO4、MgSO4、CaSO4等アルカリ金属又はアルカリ土類金属の無水硫酸塩や、オルトギ酸トリメチル、オルトギ酸トリエチル等のオルトエステル、モレキュラーシーブ、活性アルミナ、活性炭、シリカゲル等の固体吸着剤が挙げられる。脱水剤の添加量は特に制限はないものの、反応で生成する水を吸着するのに十分な量でよく、上記式(3)と上記式(4)で示される化合物の合計量の2質量%以上、好ましくは5質量%以上添加するとよい。
本発明の製造方法によって得られるケチミノ基含有有機ケイ素化合物は、その目的品質に応じて、蒸留、ろ過、洗浄、カラム分離、固体吸着剤等の各種の精製法によって更に精製して使用することもできる。触媒等の微量不純物を取り除き、高純度にするためには、蒸留による精製が好ましい。
本発明のケチミノ基含有有機ケイ素化合物は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、顔料、消泡剤、潤滑剤、防腐剤、pH調整剤、フィルム形成剤、帯電防止剤、抗菌剤、界面活性剤、染料等から選択される他の添加剤の1種以上を含有するものであってもよい。
本発明のケチミノ基含有有機ケイ素化合物の用途は特に限定されるものではないが、シランカップリング剤又はシランカップリング剤の中間体として用いることが可能で、具体的には、無機充填剤の表面処理、液状封止剤、鋳物用鋳型、樹脂の表面改質、高分子変性剤及び水系塗料の添加剤等を挙げることができる。中間体としては、水添することでアミノ基を二つ有する有機ケイ素化合物とすることが可能である。
以下、実施例を示して本発明を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。
[実施例1]1−ジエチルアミノ−2−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)プロパンの合成
温度計、充填塔(内径20mm、長さ100mm、充填物:マクマホンパッキン)、分留頭、コンデンサーを備えたフラスコに、3−アミノプロピルトリエトキシシラン27g、トルエン60mlを仕込み、還流下でN,N−ジエチルアセトン15gを5時間かけて滴下しながら生成した水をトルエンと共に留去した。得られた反応液を蒸留することで、沸点158/0.3kPaの留分13gを得た。
得られた留分の質量スペクトル、1H−NMRスペクトル(重ベンゼン溶媒)、IRスペクトルを測定した。質量スペクトルの結果を下記に示す。また、図1には1H−NMRスペクトルのチャート、図2にはIRスペクトルのチャートを示した。
質量スペクトル
m/z 332, 303, 261, 163, 86
以上の結果より、得られた化合物は1−ジエチルアミノ−2−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)プロパンであることが確認された。
[実施例2]1−メチル−4−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ピペリジンの合成
温度計、充填塔(内径20mm、長さ100mm、充填物:マクマホンパッキン)、分留頭、コンデンサーを備えたフラスコに、1−メチル−4−ピペリドン62g、トルエン200mlを仕込み、還流下で3−アミノプロピルトリエトキシシラン133gを5時間かけて滴下しながら生成した水をトルエンと共に留去した。得られた反応液を蒸留することで、沸点168/0.3kPaの留分157gを得た。
得られた留分の質量スペクトル、1H−NMRスペクトル(重ベンゼン溶媒)、IRスペクトルを測定した。質量スペクトルの結果を下記に示す。また、図3には1H−NMRスペクトルのチャート、図4にはIRスペクトルのチャートを示した。
質量スペクトル
m/z 315, 163, 125, 112, 71
以上の結果より、得られた化合物は1−メチル−4−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ピペリジンであることが確認された。
[実施例3]1−メチル−4−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ピペリジンの合成
温度計、充填塔(内径20mm、長さ100mm、充填物:マクマホンパッキン)、分留頭、コンデンサーを備えたフラスコに、1−メチル−4−ピペリドン31g、トルエン100mlを仕込み、還流下で3−アミノプロピルトリメトキシシラン54gを5時間かけて滴下しながら生成した水をトルエンと共に留去した。得られた反応液を蒸留することで、沸点144/0.3kPaの留分38gを得た。
得られた留分の質量スペクトル、1H−NMRスペクトル(重ベンゼン溶媒)、IRスペクトルを測定した。質量スペクトルの結果を下記に示す。また、図5には1H−NMRスペクトルのチャート、図6にはIRスペクトルのチャートを示した。
質量スペクトル
m/z 273, 125, 121, 112, 71
以上の結果より、得られた化合物は1−メチル−4−(3−トリメトキシシリルプロピルイミノ)ピペリジンであることが確認された。
[実施例4]1−メチル−4−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジンの合成
温度計、充填塔(内径20mm、長さ100mm、充填物:マクマホンパッキン)、分留頭、コンデンサーを備えたフラスコに、1−メチル−4−ピペリドン31g、トルエン100mlを仕込み、還流下で3−アミノプロピルジエトキシメチルシラン57gを5時間かけて滴下しながら生成した水をトルエンと共に留去した。得られた反応液を蒸留することで、沸点144/0.2kPaの留分42gを得た。
得られた留分の質量スペクトル、1H−NMRスペクトル(重ベンゼン溶媒)、IRスペクトルを測定した。質量スペクトルの結果を下記に示す。また、図7には1H−NMRスペクトルのチャート、図8にはIRスペクトルのチャートを示した。
質量スペクトル
m/z 285, 133, 121, 112, 71
以上の結果より、得られた化合物は1−メチル−4−(3−ジエトキシメチルシリルプロピルイミノ)ピペリジンであることが確認された。
[実施例5]1−メチル−4−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ピペリジンの合成
温度計、充填塔(内径20mm、長さ100mm、充填物:マクマホンパッキン)、分留頭、コンデンサーを備えたフラスコに、1−メチル−4−ピペリドン50gを仕込み、圧力15kPa下、1−メチル−4−ピペリドン還流下で3−アミノプロピルトリエトキシシラン25gを5時間かけて滴下しながら生成した水を1−メチル−4−ピペリドンと共に留去した。得られた反応液を蒸留することで、沸点168/0.3kPaの留分27gを得た。
得られた留分の質量スペクトル、1H−NMRスペクトル(重ベンゼン溶媒)、IRスペクトルを測定した結果、実施例2と同様であり、得られた化合物は1−メチル−4−(3−トリエトキシシリルプロピルイミノ)ピペリジンであることが確認された。

Claims (5)

  1. 下記一般式(1)
    Figure 0006265109
    (式中、R1、R2及びR4は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基である。また、R2とR4が結合して−N−R3−C−と共に環を成してもよく、各々同一又は異なっていてもよい。R3及びR5は炭素数1〜10の置換又は非置換の2価炭化水素基である。R6及びR7は炭素数1〜10の置換又は非置換の1価炭化水素基で各々同一又は異なっていてもよい。nは0〜2の整数である。)
    で示されるケチミノ基含有有機ケイ素化合物。
  2. 下記一般式(2)
    Figure 0006265109
    (式中、R1、R3、R5、R6及びR7は上記一般式(1)で記載の通りである。Aは炭素数2〜40の置換又は非置換の2価炭化水素基である。)
    で示される請求項1記載のケチミノ基含有有機ケイ素化合物。
  3. 下記一般式(3)
    Figure 0006265109
    (式中、R1、R2、R3及びR4は上記一般式(1)で記載の通りである。)
    で示されるカルボニル化合物と下記一般式(4)
    Figure 0006265109
    (式中、R5、R6、R7及びnは、上記と同じである。)
    で示されるアミノ基含有有機ケイ素化合物とを反応させることを特徴とする請求項1又は2記載のケチミノ基含有有機ケイ素化合物の製造方法。
  4. 溶媒又は上記一般式(3)で示されるカルボニル化合物の還流下、生成する水を留去しながら反応を行うことを特徴とする請求項3記載のケチミノ基含有有機ケイ素化合物の製造方法。
  5. 脱水剤の存在下、反応を行うことを特徴とする請求項3又は4記載のケチミノ基含有有機ケイ素化合物の製造方法。
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