JP7497014B2 - Method for producing acyloxysilane - Google Patents

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Description

本発明は、アシロキシシランの効率的な製造方法に関する。 The present invention relates to an efficient method for producing acyloxysilane.

アシロキシシラン類は、医、農薬、電子材料等の精密合成用試薬または合成中間体として利用される他、表面修飾剤、ゾル-ゲル材料、ナノ材料、有機無機ハイブリッド材料等の原料等として利用される機能性化学品である。
アシロキシシラン類の製造方法として、クロロシランを原料とする方法が知られている。具体的には、(A)クロロシランとカルボン酸を直接あるいは塩基存在下で反応させる方法(特許文献1、2)、(B)クロロシランとカルボン酸金属塩を反応させる方法(特許文献3)、(C)クロロシランとカルボン酸無水物を反応させる方法(特許文献4)等が検討されている。
一方、原料としてシラノールを用いる方法として、(D)トリエチルシラノールと無水酢酸を、無触媒の条件下、スチームバス上で12時間反応させた後、分別蒸留を行ってアセトキシトリエチルシランを得た反応例(非特許文献1)が報告されている。
Acyloxysilanes are functional chemicals that are used as reagents or synthetic intermediates for precision synthesis of medicines, agricultural chemicals, electronic materials, etc., as well as raw materials for surface modifiers, sol-gel materials, nanomaterials, organic-inorganic hybrid materials, etc.
Methods using chlorosilanes as a raw material are known as methods for producing acyloxysilanes.Specifically, methods that have been investigated include (A) a method in which chlorosilane is reacted with a carboxylic acid directly or in the presence of a base (Patent Documents 1 and 2), (B) a method in which chlorosilane is reacted with a metal salt of a carboxylic acid (Patent Document 3), and (C) a method in which chlorosilane is reacted with a carboxylic anhydride (Patent Document 4).
On the other hand, as a method using silanol as a raw material, a reaction example (D) has been reported in which triethylsilanol and acetic anhydride are reacted on a steam bath for 12 hours in the absence of a catalyst, followed by fractional distillation to obtain acetoxytriethylsilane (Non-Patent Document 1).

しかし、クロロシランを原料とする方法では、(1)加水分解により腐食性の塩化水素を発生するクロロシランを使用するため、原料の取り扱いが容易でない(方法A、B)、(2)カルボン酸との反応で塩基を使用しない場合、腐食性の塩化水素が副生する(方法A)、(3)カルボン酸との反応で塩基を使用する場合、大量の塩が副生する(方法A)、(4)カルボン酸金属塩との反応でも大量の塩が副生する(方法B)、(5)カルボン酸無水物との反応では、加水分解しやすく腐食性の塩化水素を発生しやすいアシル塩化物が副生する(方法C)等の問題点があった。
一方、シラノールを原料とする方法では、腐食性の塩化水素の発生等の問題はないものの、高温で長時間反応させる必要があるなど、反応の効率が低い(方法D)、という問題があった。
However, the methods using chlorosilane as a raw material have problems such as: (1) handling of the raw material is difficult because chlorosilane, which generates corrosive hydrogen chloride upon hydrolysis, is used (Methods A and B); (2) when a base is not used in the reaction with a carboxylic acid, corrosive hydrogen chloride is by-produced (Method A); (3) when a base is used in the reaction with a carboxylic acid, a large amount of salt is by-produced (Method A); (4) a large amount of salt is also by-produced in the reaction with a metal carboxylate (Method B); and (5) when a reaction with a carboxylic anhydride is performed, acyl chlorides that are easily hydrolyzed and tend to generate corrosive hydrogen chloride are by-produced (Method C).
On the other hand, the method using silanol as a raw material does not have the problem of generating corrosive hydrogen chloride, but has the problem of low reaction efficiency (Method D), such as the need to carry out the reaction at high temperatures for a long period of time.

特開昭54-103500号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-103500 欧州特許出願第0837067号明細書European Patent Application No. 0837067 米国特許第4379766号明細書U.S. Pat. No. 4,379,766 独国特許発明第882401号明細書German Patent No. 882401

J.Am.Chem.Soc.,1946,68,11,2282-2284J. Am. Chem. Soc., 1946, 68, 11, 2282-2284

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであって、シラノールからアシロキシシランを効率的に製造する方法を提供することを目的とするものである。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a method for efficiently producing acyloxysilane from silanol.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、シラノールとカルボン酸無水物との反応が、特定の触媒存在下でスムーズに進行し、アシロキシシランが室温付近の短時間の反応でも効率よく得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive research aimed at solving the above problems, the inventors discovered that the reaction between silanol and carboxylic acid anhydride proceeds smoothly in the presence of a specific catalyst, and that acyloxysilane can be efficiently obtained even in a short reaction time at around room temperature, thus completing the present invention.

すなわち、この出願は以下の発明を提供するものである。
<1>
Si-OH結合を有するシラノールに、触媒存在下で、カルボン酸無水物を反応させる反応工程を含む、Si-OCO結合(OCOは、オキシカルボニル基のO-C(=O)を示す。)を有するアシロキシシランを製造する方法であって、
前記触媒が、次の(1)および(2)より選ばれる酸性触媒であるアシロキシシランの製造方法。
(1)周期表で第3族~第15族元素から選ばれる元素の過塩素酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)塩、ヘキサフルオロリン酸塩、塩化物、もしくは臭化物;無機酸;または有機酸。
(2)無機系または有機系の固体酸化合物。
<2>
前記(1)の酸性触媒が、第8族元素を含む化合物である、<1>に記載の製造方法。<3>
前記第8族元素が、鉄およびルテニウムから選ばれる元素である、<2>に記載の製造方法。
<4>
前記(2)の酸性触媒が、ゼオライト、モンモリロナイト、およびスルホ基含有ポリマーから選ばれる化合物である、<1>に記載の製造方法。
<5>
前記Si-OH結合を有するシラノールが、下記一般式(I)で表されるシラノールである、<1>~<4>の何れかに記載の製造方法。
Si(OH)4-(a+b+c) (I)
(式中、a、b、およびcは、それぞれ独立に0~3の整数であり;a+b+cは、0~3の整数であり;R、R、およびRは、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
<6>
前記カルボン酸無水物が、下記一般式(II)で表されるカルボン酸無水物である、<1>~<5>の何れかに記載の製造方法。
(RCO)O (II)
(式中、Rは、炭素数1~24の炭化水素基であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
<7>
前記Si-OH結合を有するシラノールが、下記一般式(I’)で表されるシランモノオールであり、前記カルボン酸無水物が、下記一般式(II)で表されるカルボン酸無水物であり、生成するアシロキシシランが、下記一般式(IIIA)で表されるアシロキシシランである、<1>~<4>の何れかに記載の製造方法。
Si(OH) (I’)
(式中、R、R、およびRは、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
(RCO)O (II)
(式中、Rは、炭素数1~24の炭化水素基であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
Si(OCOR) (IIIA)
(式中、R、R、R、およびRは、前記と同義である。)
<8>
前記Si-OH結合を有するシラノールが、下記一般式(I’’)で表されるシランジオールであり、前記カルボン酸無水物が、下記一般式(II)で表されるカルボン酸無水物であり、生成するアシロキシシランが、下記一般式(IIIB)で表されるアシロキシシランである、<1>~<4>の何れかに記載の製造方法。
Si(OH) (I’’)
(式中、RおよびRは、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
(RCO)O (II)
(式中、Rは、炭素数1~24の炭化水素基であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
(RCO)O(SiRO)(COR) (IIIB)
(式中、R、R、およびRは、前記と同義であり;mは、1~20の整数である。)
<9>
前記反応がマイクロ波照射下で行われる、<1>~<8>の何れかに記載の製造方法。<10>
<1>~<9>の何れかに記載の製造方法によりアシロキシシランを製造するアシロキシシラン製造工程、および
前記アシロキシシランに下記一般式(IV)で表されるアルコールを反応させて、前記アシロキシシランのアシロキシ基をアルコキシ基に変換する修飾工程を含む、アルコキシシランの製造方法。
OH (IV)
(式中、Rは、炭素数1~6のアルキル基である。)
That is, this application provides the following inventions.
<1>
A method for producing an acyloxysilane having a Si-OCO bond (OCO represents an oxycarbonyl group, O-C(=O)), comprising a reaction step of reacting a silanol having a Si-OH bond with a carboxylic acid anhydride in the presence of a catalyst,
The method for producing acyloxysilane, wherein the catalyst is an acidic catalyst selected from the following (1) and (2):
(1) A perchlorate, trifluoromethanesulfonate, bis(trifluoromethanesulfonylimide) salt, hexafluorophosphate, chloride, or bromide of an element selected from the elements of Groups 3 to 15 of the periodic table; an inorganic acid; or an organic acid.
(2) Inorganic or organic solid acid compounds.
<2>
The method according to <1>, wherein the acid catalyst (1) is a compound containing a Group 8 element. <3>
The method according to <2>, wherein the Group 8 element is an element selected from iron and ruthenium.
<4>
The method according to <1>, wherein the acid catalyst (2) is a compound selected from the group consisting of zeolite, montmorillonite, and sulfo group-containing polymers.
<5>
The method according to any one of <1> to <4>, wherein the silanol having a Si—OH bond is a silanol represented by the following general formula (I):
R 1 a R 2 b R 3 c Si(OH) 4-(a+b+c) (I)
(In the formula, a, b, and c each independently represent an integer of 0 to 3; a+b+c represents an integer of 0 to 3; R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with a group that does not participate in the reaction.)
<6>
The method according to any one of <1> to <5>, wherein the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (II):
( R4CO ) 2O (II)
(In the formula, R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction.)
<7>
The method according to any one of <1> to <4>, wherein the silanol having a Si—OH bond is a silane monool represented by the following general formula (I′), the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (II), and the acyloxysilane produced is an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIA):
R 1 R 2 R 3 Si(OH) (I')
(In the formula, R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction.)
( R4CO ) 2O (II)
(In the formula, R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction.)
R1R2R3Si ( OCOR4 ) ( IIIA )
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are defined as above.)
<8>
The method according to any one of <1> to <4>, wherein the silanol having a Si—OH bond is a silanediol represented by the following general formula (I″), the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (II), and the generated acyloxysilane is an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIB):
R1R2Si ( OH ) 2 (I'')
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with a group that does not participate in the reaction.)
( R4CO ) 2O (II)
(In the formula, R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction.)
( R4CO )O( SiR1R2O ) m ( COR4 ) (IIIB)
(In the formula, R 1 , R 2 , and R 4 are defined as above; and m is an integer of 1 to 20.)
<9>
<10> The method according to any one of <1> to <8>, wherein the reaction is carried out under microwave irradiation.
A method for producing an alkoxysilane, comprising: an acyloxysilane production step of producing an acyloxysilane by the production method according to any one of <1> to <9>; and a modification step of reacting the acyloxysilane with an alcohol represented by the following general formula (IV) to convert an acyloxy group of the acyloxysilane into an alkoxy group:
R 5 OH (IV)
(In the formula, R5 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)

本発明の製造方法を用いることにより、シラノールからのアシロキシシラン製造を、従来の方法に比べ、より効率的に行うことができるという効果を有する。 The manufacturing method of the present invention has the effect of making it possible to produce acyloxysilane from silanol more efficiently than conventional methods.

詳細には、本発明の製造方法は、次のような特徴を有する。
(1)原料および触媒が入手し易く、取り扱いが容易で安全性も高い。
(2)腐食性の塩化水素が副生しない。
(3)温和な反応条件下、短時間で反応が終了する。
(4)固体酸触媒を使用する反応系では、触媒の分離、回収等も容易である。
(5)マイクロ波照射により、反応を促進することができる。
本発明の製造方法は、製造プロセスの低コスト化、高効率化を可能にするもので、従来技術に比べて経済性、環境負荷等の面で大きな利点を有すると考える。
In detail, the manufacturing method of the present invention has the following features.
(1) The raw materials and catalysts are easy to obtain, easy to handle, and highly safe.
(2) Corrosive hydrogen chloride is not produced as a by-product.
(3) The reaction is completed in a short time under mild reaction conditions.
(4) In a reaction system using a solid acid catalyst, the catalyst can be easily separated and recovered.
(5) The reaction can be accelerated by microwave irradiation.
The manufacturing method of the present invention enables a low-cost and highly efficient manufacturing process, and is believed to have significant advantages over conventional techniques in terms of economy, environmental load, etc.

以下、本発明について詳細に説明する。なお、特段の記載がない限り、本明細書中のある式中の記号が他の式においても用いられる場合、同一の記号は同一の意味を示す。
本発明の一実施態様に係るアシロキシシランの製造方法は、シラノールを、触媒の存在下で、カルボン酸無水物と反応させる反応工程を含むことを特徴とする。
The present invention will be described in detail below. Unless otherwise specified, when a symbol in a formula in this specification is used in other formulas, the same symbol has the same meaning.
A method for producing an acyloxysilane according to one embodiment of the present invention is characterized by comprising a reaction step of reacting a silanol with a carboxylic acid anhydride in the presence of a catalyst.

本実施態様において、原料として使用するシラノールは、たとえば、下記一般式(I)
Si(OH)4-(a+b+c) (I)
で表される。
In this embodiment, the silanol used as the raw material is, for example, a silanol represented by the following general formula (I):
R 1 a R 2 b R 3 c Si(OH) 4-(a+b+c) (I)
It is expressed as:

一般式(I)において、a、b、およびcは、それぞれ独立に0~3の整数であり、a+b+cは、0~3の整数である。また、R、R、およびRは、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。
炭化水素基の具体例としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基等が挙げられる。
In general formula (I), a, b, and c each independently represent an integer of 0 to 3, and a+b+c represents an integer of 0 to 3. Furthermore, R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with a group that does not participate in the reaction.
Specific examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an alkenyl group.

炭化水素基がアルキル基の場合、炭素数が好ましくは1~20、より好ましくは1~18、さらに好ましくは1~12、特に好ましくは1~6であり、アルキル基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。 When the hydrocarbon group is an alkyl group, it preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 18, even more preferably 1 to 12, and particularly preferably 1 to 6 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the alkyl group may be substituted with groups that are not involved in the reaction.

反応に関与しない基の具体例としては、炭素数が1~6のアルコキシ基、炭素数が1~6のアルコキシカルボニル基、炭素数が1~6のジアルキルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子等が挙げられる。アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ジアルキルアミノ基、ハロゲン原子をより具体的に示せば、メトキシ基、エトキシ基、ヘキソキシ基等のアルコキシ基;メトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;を挙げることができる。
反応に関与しない基で置換されていてもよいアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、2-メトキシエチル基、3-エトキシプロピル基、2-メトキシカルボニルエチル基、2-ジメチルアミノエチル基、2-シアノエチル基、トリフルオロメチル基、3-クロロプロピル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、1H,1H,2H,2H-トリデカフルオロオクチル基、1H,1H,2H,2H-ヘプタデカフルオロデシル基等が挙げられる。
Specific examples of the group that is not involved in the reaction include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms, a dialkylamino group having 1 to 6 carbon atoms, a cyano group, a nitro group, a halogen atom, etc. More specific examples of the alkoxy group, the alkoxycarbonyl group, the dialkylamino group, and the halogen atom include alkoxy groups such as a methoxy group, an ethoxy group, and a hexoxy group; alkoxycarbonyl groups such as a methoxycarbonyl group and a propoxycarbonyl group; dialkylamino groups such as a dimethylamino group and a diethylamino group; and halogen atoms such as a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom.
Specific examples of the alkyl group which may be substituted with a group which does not participate in the reaction include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a sec-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, an octyl group, a decyl group, a 2-methoxyethyl group, a 3-ethoxypropyl group, a 2-methoxycarbonylethyl group, a 2-dimethylaminoethyl group, a 2-cyanoethyl group, a trifluoromethyl group, a 3-chloropropyl group, a 3,3,3-trifluoropropyl group, a 1H,1H,2H,2H-tridecafluorooctyl group, and a 1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodecyl group.

また、炭化水素基がアリール基の場合、炭化水素環系または複素環系の1価の芳香族有機基を使用できる。アリール基が炭化水素環系の場合、炭化水素環系の炭素数は、好ましくは6~22、より好ましくは6~14、さらに好ましくは6~10である。アリール基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、ペンタセニル基等が挙げられる。また、アリール基が複素環系の場合、複素環中のヘテロ原子は硫黄、酸素原子等である。また、アリール基の炭素数は、好ましくは4~12、より好ましくは4~8である。アリール基の具体例としては、チエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、フリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基等が挙げられる。
アリール基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。反応に関与しない基の具体例としては、上記のアルキル基の場合に示したもの等を挙げることができる。また、その他の反応に関与しない基として、環上の2つの炭素原子を結合させる2価の基であるオキシエチレン基、オキシエチレンオキシ基等が挙げられる。それらの基等を有するアリール基の具体例としては、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ブトキシフェニル基、オクトキシフェニル基、メチル(メトキシ)フェニル基、フルオロ(メチル)フェニル基、クロロ(メトキシ)フェニル基、ブロモ(メトキシ)フェニル基、2,3-ジヒドロベンゾフラニル基、1,4-ベンゾジオキサニル基等が挙げられる。
In addition, when the hydrocarbon group is an aryl group, a monovalent aromatic organic group of a hydrocarbon ring system or a heterocyclic ring system can be used. In the case where the aryl group is a hydrocarbon ring system, the number of carbon atoms of the hydrocarbon ring system is preferably 6 to 22, more preferably 6 to 14, and even more preferably 6 to 10. Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, a pyrenyl group, a perylenyl group, and a pentacenyl group. In the case where the aryl group is a heterocyclic ring system, the heteroatom in the heterocyclic ring is a sulfur atom, an oxygen atom, or the like. In addition, the number of carbon atoms of the aryl group is preferably 4 to 12, and more preferably 4 to 8. Specific examples of the aryl group include a thienyl group, a benzothienyl group, a dibenzothienyl group, a furyl group, a benzofuryl group, and a dibenzofuryl group.
A part or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the aryl group may be substituted with a group that does not participate in the reaction. Specific examples of the group that does not participate in the reaction include those shown in the case of the alkyl group above. Other groups that do not participate in the reaction include an oxyethylene group, an oxyethyleneoxy group, etc., which are divalent groups that bond two carbon atoms on a ring. Specific examples of the aryl group having such groups include a methylphenyl group, an ethylphenyl group, a hexylphenyl group, a methoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a butoxyphenyl group, an octoxyphenyl group, a methyl(methoxy)phenyl group, a fluoro(methyl)phenyl group, a chloro(methoxy)phenyl group, a bromo(methoxy)phenyl group, a 2,3-dihydrobenzofuranyl group, and a 1,4-benzodioxanyl group.

さらに、炭化水素基がアラルキル基の場合には、アラルキル基の炭素数は、好ましくは7~23、より好ましくは7~16である。アラルキル基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。
反応に関与しない基の具体例としては、上記のアルキル基の場合について示したもの等を挙げることができる。
反応に関与しない基で置換されていてもよいアラルキル基の具体例としては、ベンジル基、フェネチル基、2-ナフチルメチル基、9-アントリルメチル基、(4-クロロフェニル)メチル基、1-(4-メトキシフェニル)エチル基等が挙げられる。
Furthermore, when the hydrocarbon group is an aralkyl group, the number of carbon atoms in the aralkyl group is preferably from 7 to 23, more preferably from 7 to 16. A part or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the aralkyl group may be substituted with groups that do not participate in the reaction.
Specific examples of the group that does not participate in the reaction include those given above for the alkyl group.
Specific examples of the aralkyl group which may be substituted by a group which does not participate in the reaction include a benzyl group, a phenethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 9-anthrylmethyl group, a (4-chlorophenyl)methyl group, and a 1-(4-methoxyphenyl)ethyl group.

また、炭化水素基がアルケニル基の場合には、アルケニル基の炭素数は、好ましくは2~23、より好ましくは2~20である。アルケニル基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
反応に関与しない基の具体例としては、上記のアルキル基の場合について示したもの等の他、上記に示したアリール基等を挙げることができる。
反応に関与しない基で置換されていてもよいアルケニル基の具体例としては、ビニル基、2-プロペニル基、3-ブテニル基、5-ヘキセニル基、9-デセニル基、2-フェニルエテニル基、2-(メトキシフェニル)エテニル基、2-ナフチルエテニル基、2-アントリルエテニル基等が挙げられる。
When the hydrocarbon group is an alkenyl group, the number of carbon atoms in the alkenyl group is preferably from 2 to 23, more preferably from 2 to 20. A part or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the alkenyl group may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
Specific examples of the group that does not participate in the reaction include those given above in relation to the alkyl group, as well as the aryl group given above.
Specific examples of the alkenyl group which may be substituted by a group which does not participate in the reaction include a vinyl group, a 2-propenyl group, a 3-butenyl group, a 5-hexenyl group, a 9-decenyl group, a 2-phenylethenyl group, a 2-(methoxyphenyl)ethenyl group, a 2-naphthylethenyl group, and a 2-anthrylethenyl group.

したがって、それらの炭化水素基等を有する原料のシラノールの具体例としては、トリメチルシラノール、トリエチルシラノール、ジメチルフェニルジシラノール、メチルジフェニルシラノール、トリフェニルシラノール、ベンジルジメチルシラノール、ジメチルシランジオール、ジフェニルシランジオール、フェニルビニルシランジオール、メチルシラントリオール、エチルシラントリオール、フェニルシラントリオール、ビニルシラントリオール、シランテトラオール等を挙げることができる。 Consequently, specific examples of raw silanols having these hydrocarbon groups include trimethylsilanol, triethylsilanol, dimethylphenyldisilanol, methyldiphenylsilanol, triphenylsilanol, benzyldimethylsilanol, dimethylsilanediol, diphenylsilanediol, phenylvinylsilanediol, methylsilanetriol, ethylsilanetriol, phenylsilanetriol, vinylsilanetriol, and silanetetraol.

一方、上記アルコキシシラン類と反応させるカルボン酸無水物は、たとえば、下記一般式(II)で表される。
(RCO)O (II)
On the other hand, the carboxylic acid anhydride to be reacted with the alkoxysilane is represented, for example, by the following general formula (II).
( R4CO ) 2O (II)

一般式(II)において、Rは、炭素数1~24の炭化水素基であり、炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。
それら炭化水素基の具体例としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基等が挙げられる。また、反応に関与しない基の具体例としては、上記の一般式(I)のR、R、またはRの説明において示したもの等を挙げることができる。
炭化水素基中の炭素数に関しては、炭化水素基がアルキル基の場合には、好ましくは1~20、より好ましくは1~18、さらに好ましくは1~12、特に好ましくは1~6であり;アリール基の場合には、好ましくは4~20、より好ましくは4~18、さらに好ましくは4~10であり;アラルキル基の場合には、好ましくは5~21、より好ましくは5~19であり;アルケニル基の場合には、好ましくは2~20、より好ましくは2~18である。
それらの基の具体例としては、上記の一般式(I)のR、R、またはRの説明において示したもの等を挙げることができる。
In general formula (II), R4 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction.
Specific examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkenyl group, etc. Specific examples of the group that does not participate in the reaction include those described above for R 1 , R 2 , or R 3 in the general formula (I).
Regarding the number of carbon atoms in the hydrocarbon group, when the hydrocarbon group is an alkyl group, it is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 18, even more preferably 1 to 12, and particularly preferably 1 to 6; when the hydrocarbon group is an aryl group, it is preferably 4 to 20, more preferably 4 to 18, and even more preferably 4 to 10; when the hydrocarbon group is an aralkyl group, it is preferably 5 to 21, more preferably 5 to 19; and when the hydrocarbon group is an alkenyl group, it is preferably 2 to 20, and more preferably 2 to 18.
Specific examples of these groups include those given in the explanation of R 1 , R 2 , and R 3 in the above general formula (I).

したがって、それらの炭化水素基を有するカルボン酸無水物(II)の具体例としては、酢酸無水物、プロピオン酸無水物、酪酸無水物、イソ酪酸無水物、吉草酸無水物、イソ吉草酸無水物、ピバル酸無水物、ヘキサン酸無水物、ヘプタン酸無水物、シクロヘキサンカルボン酸無水物、オクタン酸無水物、ノナン酸無水物、デカン酸無水物、ラウリン酸無水物、ミリスチン酸無水物、パルミチン酸無水物、ステアリン酸無水物、ジフルオロ酢酸無水物、トリフルオロ酢酸無水物、トリクロロ酢酸無水物、クロロジフルオロ酢酸無水物、安息香酸無水物、トルイル酸無水物、ナフトエ酸無水物、フェニル酢酸無水物、クロトン酸無水物、イソクロトン酸無水物、チグリン酸無水物、オレイン酸無水物等が挙げられ
る。
Therefore, specific examples of the carboxylic acid anhydride (II) having such a hydrocarbon group include acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, isobutyric anhydride, valeric anhydride, isovaleric anhydride, pivalic anhydride, hexanoic anhydride, heptanoic anhydride, cyclohexanecarboxylic anhydride, octanoic anhydride, nonanoic anhydride, decanoic anhydride, lauric anhydride, myristic anhydride, palmitic anhydride, stearic anhydride, difluoroacetic anhydride, trifluoroacetic anhydride, trichloroacetic anhydride, chlorodifluoroacetic anhydride, benzoic anhydride, toluic anhydride, naphthoic anhydride, phenylacetic anhydride, crotonic anhydride, isocrotonic anhydride, tiglic anhydride, and oleic anhydride.

原料のシラノールに対するカルボン酸無水物のモル比は任意に選ぶことができるが、シラノールに対するアシロキシシランの収率を考慮すれば、通常0.4以上100以下であり、より好ましくは0.5以上50以下であり、さらに好ましくは0.5以上20以下である。 The molar ratio of carboxylic acid anhydride to silanol in the raw material can be selected arbitrarily, but taking into consideration the yield of acyloxysilane relative to silanol, it is usually 0.4 to 100, more preferably 0.5 to 50, and even more preferably 0.5 to 20.

本実施態様においては、シラノールが下記一般式(I’)で表されるシランモノオールである場合、下記一般式(IIIA)で表されるアシロキシシランを製造できる。
Si(OH) (I’)
Si(OCOR) (IIIA)
一般式(I’)中、R、R、およびRは、一般式(I)中のR、R、およびRと同義である。すなわち、一般式(I’)で表されるシランモノオールは、一般式(I)で表されるシラノールにおいて、a=b=c=1の態様である。
一般式(IIIA)中、R、R、R、およびRは、前記と同義である。
In this embodiment, when the silanol is a silane monol represented by the following general formula (I'), an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIA) can be produced.
R 1 R 2 R 3 Si(OH) (I')
R1R2R3Si ( OCOR4 ) ( IIIA )
In general formula (I'), R1 , R2 , and R3 have the same meanings as R1 , R2 , and R3 in general formula (I). That is, the silane monol represented by general formula (I') is a silanol represented by general formula (I) in which a=b=c=1.
In formula (IIIA), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are as defined above.

したがって、それらの基等を有する一般式(IIIA)のアシロキシシランの具体例としては、アセトキシトリメチルシラン(MeSiOAc)、アセトキシトリエチルシラン(EtSiOAc)、アセトキシジメチルフェニルシラン(MePhSiOAc)、アセトキシメチルジフェニルシラン(MePhSiOAc)、トリメチル(プロピオニルオキシ)シラン(MeSiOCOEt)、トリメチル(ブタノイルオキシ)シラン(MeSiOCOPr)、トリメチル(ブタノイルオキシ)シラン(MeSiOCOPr)、(ベンゾイルオキシ)トリメチルシラン(MeSiOCOPh)等を挙げることができる。 Therefore, specific examples of acyloxysilanes of general formula (IIIA) having these groups include acetoxytrimethylsilane (Me 3 SiOAc), acetoxytriethylsilane (Et 3 SiOAc), acetoxydimethylphenylsilane (Me 2 PhSiOAc), acetoxymethyldiphenylsilane (MePh 2 SiOAc), trimethyl(propionyloxy)silane (Me 3 SiOCOEt), trimethyl(butanoyloxy)silane (Me 3 SiOCOPr), trimethyl(butanoyloxy)silane (Me 3 SiOCOPr), (benzoyloxy)trimethylsilane (Me 3 SiOCOPh), and the like.

また、本実施態様において、シラノールが下記一般式(I’’)で表されるシランジオールである場合、下記一般式(IIIB)で表されるアシロキシシランを製造できる。
Si(OH) (I’’)
(RCO)O(SiRO)(COR) (IIIB)
一般式(I’’)中、RおよびRは、一般式(I)中のRおよびRと同義である。すなわち、一般式(I’’)で表されるシランジオールは、一般式(I)で表されるシラノールにおいて、a=b=1かつc=0の態様である。
一般式(IIIB)中、R、R、およびRは、前記と同義である。
また、mは1~20の整数であり、好ましくは1~18、より好ましくは1~16、さらに好ましくは1~12、特に好ましくは1~6である。
In addition, in this embodiment, when the silanol is a silanediol represented by the following general formula (I″), an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIB) can be produced.
R1R2Si ( OH ) 2 (I'')
( R4CO )O( SiR1R2O ) m ( COR4 ) (IIIB)
In general formula (I″), R1 and R2 have the same meanings as R1 and R2 in general formula (I). That is, the silanediol represented by general formula (I″) is a silanol represented by general formula (I) in which a=b=1 and c=0.
In formula (IIIB), R 1 , R 2 and R 4 are as defined above.
Furthermore, m is an integer of 1 to 20, preferably 1 to 18, more preferably 1 to 16, still more preferably 1 to 12, and particularly preferably 1 to 6.

したがって、それらの基等を有する一般式(IIIB)のアシロキシシランの具体例としては、ジアセトキシジメチルシラン(AcO(SiMeO)Ac(m=1))、1,3-ジアセトキシ-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン(AcO(SiMeO)Ac(m=2))、1,5-ジアセトキシ-1,1,3,3,5,5-ヘキサメチルトリシロキサン(AcO(SiMeO)Ac(m=3))、1,7-ジアセトキシ-1,1,3,3,5,5,7,7-オクタメチルテトラシロキサン(AcO(SiMeO)Ac(m=4))、ジアセトキシジフェニルシラン(AcO(SiPhO)Ac(m=1))、1,3-ジアセトキシ-1,1,3,3-テトラフェニルジシロキサン(AcO(SiPhO)Ac(m=2))、1,5-ジアセトキシ-1,1,3,3,5,5-ヘキサフェニルトリシロキサン(AcO(SiPhO)Ac(m=3))、1,7-ジアセトキシ-1,1,3,3,5,5,7,7-オクタフェニルテトラシロキサン(AcO(SiPhO)Ac(m=4))等を挙げることができる。 Therefore, specific examples of acyloxysilanes of general formula (IIIB) having these groups or the like include diacetoxydimethylsilane (AcO(SiMe 2 O) m Ac(m=1)), 1,3-diacetoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane (AcO(SiMe 2 O) m Ac(m=2)), 1,5-diacetoxy-1,1,3,3,5,5-hexamethyltrisiloxane (AcO(SiMe 2 O) m Ac(m=3)), 1,7-diacetoxy-1,1,3,3,5,5,7,7-octamethyltetrasiloxane (AcO(SiMe 2 O) m Ac(m=4)), diacetoxydiphenylsilane (AcO(SiPh 2 O) m Ac(m=5)), and the like . Examples of the siloxane include 1,3-diacetoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane (AcO(SiPh 2 O) m Ac(m=2)), 1,5-diacetoxy-1,1,3,3,5,5-hexaphenyltrisiloxane (AcO(SiPh 2 O) m Ac(m=3)), and 1,7-diacetoxy-1,1,3,3,5,5,7,7-octaphenyltetrasiloxane (AcO(SiPh 2 O) m Ac(m=4)).

本実施態様における反応工程は、形式的には、ヒドロキシ基を有する原料のシラノール
に対するカルボン酸無水物による求核的置換反応を伴う反応工程と考えられる。
したがって、前記一般式(II)のカルボン酸無水物を用いた場合、本実施態様における反応はカルボン酸の脱離を伴う反応となり、その反応工程は、たとえば、前記一般式(I)で表されるシラノールが、前記一般式(I’)で表されるシランモノオールである場合の反応では、下記スキーム1に示すように、カルボン酸の脱離を伴って、前記一般式(IIIA)のアシロキシシランが生成する。
The reaction step in this embodiment is formally considered to be a reaction step involving a nucleophilic substitution reaction of a silanol group of a raw material having a hydroxyl group with a carboxylic acid anhydride.
Therefore, when the carboxylic anhydride of the general formula (II) is used, the reaction in this embodiment is a reaction accompanied by elimination of a carboxylic acid, and the reaction process thereof, for example, in the case where the silanol represented by the general formula (I) is a silane monool represented by the general formula (I'), an acyloxysilane of the general formula (IIIA) is produced accompanied by elimination of a carboxylic acid, as shown in the following scheme 1.

Figure 0007497014000001
Figure 0007497014000001

一方、前記一般式(I)で表されるシラノールが、前記一般式(I’’)で表されるシランジオールである場合の反応では、ヒドロキシ基のアシロキシ化だけでなく、ヒドロキシ基同士の縮合反応が進行するため、前記一般式(II)のカルボン酸無水物との反応では、前記一般式(IIIB)で表される、両末端にアシロキシ基を有するシランジオールのオリゴマーが生成する(スキーム2)。 On the other hand, in the case where the silanol represented by the general formula (I) is a silanediol represented by the general formula (I''), not only the acyloxylation of the hydroxyl groups but also the condensation reaction between the hydroxyl groups proceeds, so that in the reaction with the carboxylic anhydride represented by the general formula (II), an oligomer of silanediol having acyloxy groups at both ends represented by the general formula (IIIB) is produced (Scheme 2).

Figure 0007497014000002
Figure 0007497014000002

スキーム2におけるオリゴマーの分布は、シランジオール、カルボン酸無水物の反応性およびそれらの仕込み比等に依存して変化するが、一般的には、シランジオールに対するカルボン酸無水物の仕込み比が高いほど、単量体(m=1)の割合が多い分布になる。 The distribution of oligomers in Scheme 2 varies depending on the reactivity of the silanediol and carboxylic anhydride and their feed ratio, but generally, the higher the feed ratio of carboxylic anhydride to silanediol, the higher the proportion of monomer (m=1) in the distribution.

アシロキシシランを製造する反応工程では、反応を促進するために、次の(1)または(2)の何れかより選ばれる酸性触媒を使用する。
(1)周期表で第3族~第15族元素から選ばれる元素の過塩素酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)塩、ヘキサフルオロリン酸塩、塩化物、もしくは臭化物;無機酸;または有機酸。
(2)無機系または有機系の固体酸化合物
In the reaction step for producing acyloxysilane, an acidic catalyst selected from either (1) or (2) below is used to promote the reaction.
(1) A perchlorate, trifluoromethanesulfonate, bis(trifluoromethanesulfonylimide) salt, hexafluorophosphate, chloride, or bromide of an element selected from the elements of Groups 3 to 15 of the periodic table; an inorganic acid; or an organic acid.
(2) Inorganic or organic solid acid compounds

前記(1)の触媒としては、周期表で第3族~第15族元素の化合物であって、従来公知の各種の酸性化合物を使用できる。
第3族~第15族元素の具体例としては、スカンジウム、イットリウム、セリウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、ルテニウム、オスニウム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ケイ素、スズ、リン、アンチモン、ビスマス等を挙げることができる。
それらの元素の中では、触媒活性等の観点から、第3族、第8族、または第12族~第14族の元素が好ましく、第8族、第13族、または第14族の元素がより好ましく、第8族の元素がさらに好ましい。
また、第8族の元素の中では、鉄またはルテニウムが好ましい。
As the catalyst (1) above, various known acidic compounds which are compounds of elements in Groups 3 to 15 of the periodic table can be used.
Specific examples of Group 3 to Group 15 elements include scandium, yttrium, cerium, titanium, zirconium, vanadium, chromium, manganese, iron, ruthenium, osmium, cobalt, rhodium, nickel, palladium, platinum, copper, silver, gold, zinc, boron, aluminum, gallium, indium, silicon, tin, phosphorus, antimony, and bismuth.
Among these elements, from the viewpoint of catalytic activity and the like, elements of Group 3, Group 8, or Group 12 to Group 14 are preferred, elements of Group 8, Group 13, or Group 14 are more preferred, and elements of Group 8 are even more preferred.
Among the Group 8 elements, iron or ruthenium is preferred.

本実施態様における反応工程では、それらの元素の過塩素酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)塩、ヘキサフルオロリン酸塩、塩化物、臭化物等を、効果的な触媒として使用できる。
それらの触媒の具体例としては、過塩素酸鉄(III)、過塩素酸アルミニウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸スカンジウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸鉄
(III)、トリフルオロメタンスルホン酸アルミニウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸ガリウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸インジウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸スズ(II)、トリフルオロメタンスルホン酸ビスマス(III)、ビス
(トリフルオロメタンスルホニルイミド)スカンジウム(III)、ビス(トリフルオロメ
タンスルホニルイミド)鉄(III)、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)イン
ジウム(III)、塩化スカンジウム(III)、塩化イットリウム(III)、塩化チタン(IIIまたはIV)、ヘキサフルオロリン酸鉄(III)、ヘキサフルオロリン酸アルミニウム(III)、塩化鉄(III)、臭化鉄(III)、塩化ルテニウム(III)、塩化亜鉛(II)、フッ化ホ
ウ素(III)、塩化ホウ素(III)、塩化アルミニウム(III)、臭化アルミニウム(III)、塩化ガリウム(III)、塩化インジウム(III)、塩化スズ(IV)、塩化ビスマス(III)
等が挙げられる。それらの化合物は、水和物の形態で使用してもよい。
それらの塩の中では、触媒活性等の観点から、過塩素酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)塩、塩化物、または臭化物が好ましく、過塩素酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)塩、または塩化物がより好ましい。
また、塩化物または臭化物に、過塩素酸銀等を添加し、塩化物または臭化物を過塩素酸塩等に変換して使用することも、好ましい方法である。
In the reaction step of this embodiment, perchlorates, trifluoromethanesulfonates, bis(trifluoromethanesulfonylimide) salts, hexafluorophosphates, chlorides, bromides, etc. of these elements can be used as effective catalysts.
Specific examples of such catalysts include iron(III) perchlorate, aluminum(III) perchlorate, scandium(III) trifluoromethanesulfonate, iron(III) trifluoromethanesulfonate, aluminum(III) trifluoromethanesulfonate, gallium(III) trifluoromethanesulfonate, indium(III) trifluoromethanesulfonate, tin(II) trifluoromethanesulfonate, bismuth(III) trifluoromethanesulfonate, bis(trifluoromethanesulfonylimide)scandium(III), bis(trifluoromethanesulfonyl imide), (III) dithiocarbamate, bis(trifluoromethanesulfonylimido)indium(III), scandium(III) chloride, yttrium(III) chloride, titanium(III or IV) chloride, iron(III) hexafluorophosphate, aluminum(III) hexafluorophosphate, iron(III) chloride, iron(III) bromide, ruthenium(III) chloride, zinc(II) chloride, boron(III) fluoride, boron(III) chloride, aluminum(III) chloride, aluminum(III) bromide, gallium(III) chloride, indium(III) chloride, tin(IV) chloride, bismuth(III) chloride
etc. These compounds may be used in the form of a hydrate.
Among these salts, from the viewpoint of catalytic activity and the like, perchlorates, trifluoromethanesulfonates, bis(trifluoromethanesulfonylimide) salts, chlorides, or bromides are preferred, and perchlorates, trifluoromethanesulfonates, bis(trifluoromethanesulfonylimide) salts, or chlorides are more preferred.
It is also a preferred method to add silver perchlorate or the like to the chloride or bromide to convert the chloride or bromide to a perchlorate or the like before use.

さらに、従来公知の各種の無機酸または有機酸の使用も可能である。
無機酸の具体例としては、硝酸、塩酸、硫酸等が挙げられる。
一方、有機酸の具体例としては、スルホン酸、スルホニルイミド、カルボン酸等のプロトン性水素原子を有する化合物を挙げることができる。それらの具体例としては、トリフルオロメタンスルホン酸、ノナフルオロブタンスルホン酸、メタンスルホン酸、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、トリフルオロ酢酸、酢酸等が挙げられる。
また、有機酸としては、トリ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素のようなルイス酸性化合物も使用できる。
無機系と有機系の酸は、それらを複数組み合わせて使用することもできる。
Furthermore, various conventionally known inorganic or organic acids can also be used.
Specific examples of inorganic acids include nitric acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid.
On the other hand, specific examples of organic acids include compounds having a protic hydrogen atom, such as sulfonic acid, sulfonylimide, and carboxylic acid, etc. Specific examples of these include trifluoromethanesulfonic acid, nonafluorobutanesulfonic acid, methanesulfonic acid, bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, trifluoroacetic acid, and acetic acid.
As the organic acid, a Lewis acid compound such as tri(pentafluorophenyl)borane can also be used.
A combination of inorganic and organic acids may also be used.

一方、前記(2)の触媒としては、触媒の分離、回収等が容易な、従来公知の各種の無機系または有機系の固体酸触媒を使用できる。
無機系の固体酸触媒の具体例としては、不溶性の金属塩、金属酸化物等の固体無機物等が挙げられ、より具体的に示せば、プロトン性水素原子あるいは周期表で第3族~第15族元素を有する、ゼオライト、メソポーラスシリカ、モンモリロナイトなどのほか、シリカゲル、ヘテロポリ酸、カーボン系素材等を担体とする無機系固体酸が挙げられる。
それらの固体酸中の第3族~第15族元素の種類に制限はなく、第3族~第15族の元素の具体例としては、前記で示したもの等が挙げられる。それらの中では、第3族、第8族、または第12族~第14族元素が好ましく、第8族、第13族、または第14族の元素がより好ましい。また、それらの元素の中では、鉄、アルミニウム、インジウム、またはスズが好ましく、鉄、アルミニウム、またはスズがより好ましい。
On the other hand, as the catalyst (2), various known inorganic or organic solid acid catalysts which are easy to separate, recover, etc. can be used.
Specific examples of inorganic solid acid catalysts include solid inorganic substances such as insoluble metal salts and metal oxides. More specific examples include zeolites, mesoporous silica, montmorillonite, and the like, which have protic hydrogen atoms or elements of Groups 3 to 15 in the periodic table, as well as inorganic solid acids supported on silica gel, heteropolyacids, carbon-based materials, and the like.
There is no limitation on the type of Group 3 to Group 15 elements in these solid acids, and specific examples of Group 3 to Group 15 elements include those listed above. Among these, Group 3, Group 8, or Group 12 to Group 14 elements are preferred, and Group 8, Group 13, or Group 14 elements are more preferred. Among these elements, iron, aluminum, indium, or tin are preferred, and iron, aluminum, or tin are more preferred.

無機系固体酸の中では、触媒活性、生成物に対する選択性等の点で、規則的細孔および/または層状構造を有する固体酸である、ゼオライト、メソポーラスシリカ、モンモリロナイト等の固体酸が好ましく、ゼオライト、モンモリロナイトの固体酸がより好ましく使
用される。
無機系固体酸の規則的細孔および/または層状構造の種類にとくに制限はないが、反応する分子または生成する分子の拡散のしやすさを考慮すると、細孔構造を有する固体酸触媒では、細孔径は、通常0.2~20nm、好ましくは、0.3~15nm、より好ましくは0.3~10nmである。また、層状構造を有する固体酸触媒では、層間距離は、通常0.2~20nm、好ましくは、0.3~15nm、より好ましくは0.3~10nmである。
Among inorganic solid acids, solid acids having regular pores and/or layered structures such as zeolite, mesoporous silica, and montmorillonite are preferred in terms of catalytic activity, selectivity to products, and the like, and solid acids such as zeolite and montmorillonite are more preferably used.
Although there is no particular limitation on the type of regular pores and/or layered structure of the inorganic solid acid, in consideration of the ease of diffusion of reacting or produced molecules, the pore size of a solid acid catalyst having a pore structure is usually 0.2 to 20 nm, preferably 0.3 to 15 nm, and more preferably 0.3 to 10 nm. Also, in a solid acid catalyst having a layered structure, the interlayer distance is usually 0.2 to 20 nm, preferably 0.3 to 15 nm, and more preferably 0.3 to 10 nm.

規則的細孔構造を有する無機系固体酸触媒としてゼオライトを使用する場合、その種類としては、USY型、Y型、ベータ型、ZSM-5型、モルデナイト型、SAPO型等の基本骨格を有する各種のゼオライトが使用可能である。また、Y型ゼオライト(Na-Y)を二次的処理して得られる、SUSY型(Super Ultrastable Y)、VUSY型(Very Ultrastable Y)、SDUSY型(Super dealuminated ultrastable Y)等として知られるUSY型(Ultrastable Y、超安定Y型)のものも好ましく使用できる(USY型については、たとえば、“Molecular Sieves”、Advances in Chemistry、Volume 121、American Chemical Society、1973、Chapter 19、等を参照)。 When using zeolite as an inorganic solid acid catalyst having a regular pore structure, various types of zeolites having a basic skeleton such as USY type, Y type, beta type, ZSM-5 type, mordenite type, SAPO type, etc. can be used. Also preferably used are USY-type (Ultrastable Y) zeolites, known as SUSY-type (Super Ultrastable Y), VUSY-type (Very Ultrastable Y), SDUSY-type (Super Dealuminated Ultrastable Y), etc., which are obtained by secondary treatment of Y-type zeolite (Na-Y) (for details of USY-type, see, for example, "Molecular Sieves", Advances in Chemistry, Volume 121, American Chemical Society, 1973, Chapter 19, etc.).

反応速度の点では、これらゼオライトの中では、USY型、ベータ型、Y型、ZSM-5型、およびモルデナイト型が好ましく、USY型、ベータ型、およびY型がより好ましく、USY型およびベータ型がさらに好ましく、USY型が特に好ましい。 In terms of reaction rate, among these zeolites, USY type, beta type, Y type, ZSM-5 type, and mordenite type are preferred, USY type, beta type, and Y type are more preferred, USY type and beta type are even more preferred, and USY type is particularly preferred.

これらゼオライトにおいては、プロトン性水素原子を有するブレンステッド酸型のもの、周期表で第3族~第15族の元素を有するルイス酸型のものなど、各種のゼオライトを使用できる。この中で、プロトン性水素原子を有するプロトン型のものは、H-Y型、H-SDUSY型、H-SUSY型、H-ベータ型、H-モルデナイト型、H-ZSM-5型等で表される。また、アンモニウム型のものである、NH-Y型、NH-VUSY型、NH-ベータ型、NH-モルデナイト型、NH-ZSM-5型等のゼオライトを焼成して、プロトン型に変換したものも使用することができる。
さらに、ゼオライトのシリカ/アルミナ比(物質量比)については、反応条件に応じて各種の比を選択できるが、通常は3~1000であり、好ましくは3~800、より好ましくは5~600、さらに好ましくは5~400である。
As for these zeolites, various types of zeolites can be used, such as Bronsted acid type zeolites having protic hydrogen atoms and Lewis acid type zeolites having elements of Groups 3 to 15 of the periodic table. Among these, proton type zeolites having protic hydrogen atoms are represented by H-Y type, H-SDUSY type, H-SUSY type, H-beta type, H-mordenite type, H-ZSM-5 type, etc. In addition, ammonium type zeolites such as NH 4 -Y type, NH 4 -VUSY type, NH 4 -beta type, NH 4 -mordenite type, NH 4 -ZSM-5 type, etc., which are calcined to convert them to proton type can also be used.
Furthermore, the silica/alumina ratio (ratio of substances) of the zeolite can be selected from various ratios depending on the reaction conditions, but is usually 3 to 1,000, preferably 3 to 800, more preferably 5 to 600, and even more preferably 5 to 400.

それらゼオライトとしては、市販品を含む各種のものを使用できる。市販品の具体例を示すと、USY型ゼオライトとしては、ゼオリスト社より市販されている、CBV760、CBV780、CBV720、CBV712、およびCBV600等が挙げられる。Y型ゼオライトとしては、東ソー社より市販されているHSZ-360HOAおよびHSZ-320HOA等が挙げられる。また、ベータ型ゼオライトとしては、ゼオリスト社より市販されている、CP811C、CP814N、CP7119、CP814E、CP7105、CP814CN、CP811TL、CP814T、CP814Q、CP811Q、CP811E-75、CP811E、およびCP811C-300等;東ソー社より市販されているHSZ-930HOAおよびHSZ-940HOA等;UOP社より市販されているUOP-Beta等;などが挙げられる。さらに、モルデナイト型ゼオライトとしては、ゼオリスト社より市販されているCBV21AおよびCBV90A等;東ソー社より市販されている、HSZ-660HOA、HSZ-620HOA、およびHSZ-690HOA等;などが挙げられる。ZSM-5型ゼオライトとしては、ゼオリスト社より市販されている、CBV5524G、CBV8020、およびCBV8014N等が挙げられる。 Various types of zeolites, including commercially available products, can be used. Specific examples of commercially available products include USY-type zeolites such as CBV760, CBV780, CBV720, CBV712, and CBV600, which are commercially available from Zeolite Co., Ltd. Examples of Y-type zeolites include HSZ-360HOA and HSZ-320HOA, which are commercially available from Tosoh Corporation. Examples of beta zeolites include CP811C, CP814N, CP7119, CP814E, CP7105, CP814CN, CP811TL, CP814T, CP814Q, CP811Q, CP811E-75, CP811E, and CP811C-300, etc., available from Zeolite Co., Ltd.; HSZ-930HOA and HSZ-940HOA, etc., available from Tosoh Corporation; and UOP-Beta, etc., available from UOP Co., Ltd. Examples of mordenite zeolites include CBV21A and CBV90A, etc., available from Zeolite Co., Ltd.; and HSZ-660HOA, HSZ-620HOA, and HSZ-690HOA, etc., available from Tosoh Corporation. Examples of ZSM-5 zeolites include CBV5524G, CBV8020, and CBV8014N, which are commercially available from Zeolite.

上記の無機系固体酸のほかに、酸性官能基を有する有機系固体酸も効果的に使用できる。有機系固体酸は、酸性官能基を有するポリマー等である。酸性官能基の種類としては、スルホ基、カルボキシ基、ホスホリル基等が挙げられ、ポリマーの種類としては、パーフルオロ側鎖を有するテトラフルオロエチレン骨格ポリマー、スチレン-ジビニルベンゼン共重合ポリマー等が挙げられる。酸性官能基を有するポリマーの具体例としては、スルホ基を有する、ナフィオン(Nafion、登録商標、デュポン社より入手可能)、ダウエックス(Dowex、登録商標、ダウ・ケミカル社より入手可能)、アンバーライト(Amberlite、登録商標、ローム&ハス社より入手可能)、アンバーリスト(Amberlyst、登録商標、ダウ・ケミカル社より入手可能)等が挙げられる。それらをより具体的に示せば、ナフィオンNR50、ダウエックス50WX2、ダウエックス50WX4、ダウエックス50WX8、アンバーライトIR120、アンバーライトIRP-64、アンバーリスト15、アンバーリスト36等を挙げることができる。
さらに、シリカ等の無機物にナフィオン等の有機系固体酸を担持した触媒(たとえば、ナフィオンSAC-13等)を用いることもでき、無機系固体酸と有機系固体酸を複数組み合わせて使用することもできる。
In addition to the above inorganic solid acids, organic solid acids having acidic functional groups can also be effectively used. The organic solid acid is a polymer having an acidic functional group. Examples of the acidic functional group include a sulfo group, a carboxy group, and a phosphoryl group, and examples of the polymer include a tetrafluoroethylene skeleton polymer having a perfluoro side chain, a styrene-divinylbenzene copolymer, and the like. Specific examples of the polymer having an acidic functional group include Nafion (registered trademark, available from DuPont), Dowex (registered trademark, available from Dow Chemical Company), Amberlite (registered trademark, available from Rohm & Haas Company), and Amberlyst (registered trademark, available from Dow Chemical Company), which have a sulfo group. More specifically, there can be mentioned Nafion NR50, Dowex 50WX2, Dowex 50WX4, Dowex 50WX8, Amberlite IR120, Amberlite IRP-64, Amberlyst 15, Amberlyst 36, and the like.
Furthermore, a catalyst in which an organic solid acid such as Nafion is supported on an inorganic material such as silica (for example, Nafion SAC-13, etc.) can also be used, and a combination of inorganic solid acids and organic solid acids can also be used.

シラノール又はカルボン酸無水物に対する触媒量は任意に決めることができるが、モル比または重量比では、通常は0.00001~10程度で、好ましくは0.0001~8程度、より好ましくは0.0001~6程度である。 The amount of catalyst relative to the silanol or carboxylic anhydride can be determined as desired, but the molar or weight ratio is usually about 0.00001 to 10, preferably about 0.0001 to 8, and more preferably about 0.0001 to 6.

本実施態様において、反応工程での反応は、反応温度または反応圧力に応じて、液相または気相状態で行うことができる。また、反応装置の形態としては、バッチ型、フロー型等、従来知られている各種形態で行うことができる。
反応温度は、通常は-20℃以上、好ましくは-10~300℃、より好ましくは、-10~200℃である。また、カルボン酸無水物の反応性を制御するために、室温で反応を行う場合には、室温の温度範囲としては、通常は0~40℃、好ましくは5~40℃、より好ましくは10~35℃である。
さらに、反応圧力は、通常は0.1~100気圧で、好ましくは0.1~50気圧、より好ましくは0.1~10気圧である。
反応時間は、原料の量、触媒量、反応温度、反応装置の形態等に依存するが、生産性および生産効率を考慮すると、通常は0.1~1200分、好ましくは0.1~600分、より好ましくは0.1~300分程度、さらに好ましくは5~200分、特に好ましくは5~120分である。
In this embodiment, the reaction in the reaction step can be carried out in a liquid phase or gas phase state depending on the reaction temperature or reaction pressure. In addition, the reaction can be carried out in various conventionally known forms such as a batch type or a flow type reactor.
The reaction temperature is usually −20° C. or higher, preferably −10 to 300° C., and more preferably −10 to 200° C. When the reaction is carried out at room temperature in order to control the reactivity of the carboxylic acid anhydride, the temperature range of the room temperature is usually 0 to 40° C., preferably 5 to 40° C., and more preferably 10 to 35° C.
Furthermore, the reaction pressure is usually from 0.1 to 100 atm, preferably from 0.1 to 50 atm, and more preferably from 0.1 to 10 atm.
The reaction time depends on the amount of the raw material, the amount of the catalyst, the reaction temperature, the shape of the reaction apparatus, etc., but in consideration of productivity and production efficiency, it is usually 0.1 to 1200 minutes, preferably 0.1 to 600 minutes, more preferably about 0.1 to 300 minutes, even more preferably 5 to 200 minutes, and particularly preferably 5 to 120 minutes.

また、反応を液相系で行う場合、溶媒の有無にかかわらず実施できるが、溶媒を用いる場合には、デカリン(デカヒドロナフタレン)、デカン等の炭化水素;クロロベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン、1,3-ジクロロベンゼン、1,2,3-トリクロロベンゼン、1,2,4-トリクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素;tert-ブチルメチルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル等;のような、原料と反応しない各種の溶媒が使用可能で、2種以上混合して用いることもできる。また、反応を気相で行う場合には、窒素等の不活性ガスを混合して反応を行うこともできる。 When the reaction is carried out in a liquid phase system, it can be carried out with or without a solvent. When a solvent is used, various solvents that do not react with the raw materials can be used, such as hydrocarbons such as decalin (decahydronaphthalene) and decane; halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,2,3-trichlorobenzene, and 1,2,4-trichlorobenzene; and ethers such as tert-butyl methyl ether and dibutyl ether. Two or more types can also be mixed and used. When the reaction is carried out in a gas phase, it can be carried out by mixing an inert gas such as nitrogen.

本実施態様における反応工程での反応は、マイクロ波照射下で行うこともできる。本反応系では、原料のカルボン酸無水物、酸触媒等の誘電損失係数が比較的大きく、マイクロ波を効率よく吸収するため、マイクロ波照射下ではカルボン酸無水物、触媒等が活性化され、反応をより効率的に行うことができる。 The reaction in the reaction step in this embodiment can also be carried out under microwave irradiation. In this reaction system, the dielectric loss coefficients of the raw materials, such as the carboxylic acid anhydride and acid catalyst, are relatively large and efficiently absorb microwaves, so that the carboxylic acid anhydride, catalyst, etc. are activated under microwave irradiation, allowing the reaction to be carried out more efficiently.

マイクロ波照射反応では、接触式または非接触式の温度センサーを備えた各種の市販装置等を使用できる。また、マイクロ波照射の出力、キャビティの種類(マルチモード、シングルモード)、照射の形態(連続的、断続的)等は、反応のスケール、種類等に応じて
任意に決めることができる。マイクロ波の周波数としては、通常、0.3~30GHzである。その中で好ましいのは、産業、科学、または医療分野で使用するために割り当てられたIMS周波数帯で、さらにその中でも、2.45GHz帯、5.8GHz帯等がより好ましい。
In the microwave irradiation reaction, various commercially available devices equipped with contact or non-contact temperature sensors can be used. The microwave irradiation output, the type of cavity (multi-mode, single mode), the irradiation form (continuous, intermittent), etc. can be arbitrarily determined according to the scale, type, etc. of the reaction. The microwave frequency is usually 0.3 to 30 GHz. Among them, the IMS frequency band allocated for use in the industrial, scientific, or medical fields is preferable, and among them, the 2.45 GHz band, the 5.8 GHz band, etc. are more preferable.

また、マイクロ波照射反応では、反応系をより効率よく加熱するために、マイクロ波を吸収して発熱する加熱材(サセプター)を反応系に添加することができる。加熱材の種類としては、活性炭、黒鉛、炭化ケイ素、炭化チタン等、従来公知の各種のものを使用できる。また、先に記載した触媒と加熱材の粉末を混合して、セピオライト、ホルマイト等の適当なバインダーを利用して焼成加工した成形触媒を用いることもできる。 In addition, in microwave irradiation reactions, a heating material (susceptor) that absorbs microwaves and generates heat can be added to the reaction system in order to heat the reaction system more efficiently. As the type of heating material, various types of materials known in the art, such as activated carbon, graphite, silicon carbide, and titanium carbide, can be used. In addition, a molded catalyst can be used that is made by mixing the catalyst and heating material powder described above and calcining the mixture using an appropriate binder such as sepiolite or hormite.

本実施態様における反応工程は、密閉系の反応装置でも進行するが、反応装置を開放系にして、反応生成物を反応系外に連続的に除去することにより、反応をより効率的に進行させることもできる。 The reaction process in this embodiment can proceed in a closed reaction apparatus, but the reaction can also proceed more efficiently by making the reaction apparatus an open system and continuously removing the reaction products from the reaction system.

本実施態様に係る製造方法で、固体酸触媒を用いる場合、反応工程後の触媒の分離および回収は、濾過、遠心分離等の方法により容易に行うことができる。
また、生成したアシロキシシランの精製も、蒸留、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の有機化学上通常用いられる手段により容易に達せられる。
When a solid acid catalyst is used in the production method according to this embodiment, the catalyst can be easily separated and recovered after the reaction step by a method such as filtration or centrifugation.
Furthermore, the acyloxysilane produced can be easily purified by means commonly used in organic chemistry, such as distillation, recrystallization, column chromatography, etc.

本実施態様に係る製造方法では、アシロキシシランを製造した後、得られたアシロキシシランのアシロキシ基を他の官能基に変換する修飾工程を含んでいてもよい。なお、修飾工程は、精製したアシロキシシランだけでなく、未精製のアシロキシシランを用いて行うこともできる。すなわち、アシロキシシランを含む反応液に、修飾剤を添加して、アシロキシ基を他の置換基にワンポットで変換することが可能である。 The manufacturing method according to this embodiment may include a modification step in which, after producing acyloxysilane, the acyloxy group of the obtained acyloxysilane is converted to another functional group. The modification step can be performed using not only purified acyloxysilane, but also unpurified acyloxysilane. In other words, it is possible to convert the acyloxy group to another substituent in one pot by adding a modifying agent to a reaction solution containing acyloxysilane.

修飾工程において使用される修飾剤としては、アシロキシ基と反応するものであればとくに制限はなく、たとえば、修飾剤としてアルコールを用いることで、アシロキシ基をアルコキシ基に変換することができる。
アルコールとしては、たとえば、下記一般式(IV)で表されるアルコールが挙げられ、当該アルコールとの反応により、アシロキシ基は下記一般式(V)で表されるアルコキシ基に変換される。
OH (IV)
-OR (V)
The modifying agent used in the modification step is not particularly limited as long as it reacts with an acyloxy group. For example, by using an alcohol as the modifying agent, the acyloxy group can be converted into an alkoxy group.
The alcohol may, for example, be an alcohol represented by the following general formula (IV). By reacting with the alcohol, the acyloxy group is converted to an alkoxy group represented by the following general formula (V).
R 5 OH (IV)
-OR5 (V)

一般式(IV)および(V)において、Rは、炭素数1~6のアルキル基である。アルキル基の炭素数は好ましくは1~4、より好ましくは1~3である。Rの具体例としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等を挙げることができる。それらの基を有する一般式(IV)のアルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、tert-ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール等を挙げることができる。また、それらの基を有する一般式(V)で表されるアルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、tert-ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等を挙げることができる。 In the general formulas (IV) and (V), R 5 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3. Specific examples of R 5 include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, and a hexyl group. Specific examples of the alcohol of the general formula (IV) having such a group include methanol, ethanol, isopropanol, tert-butanol, pentanol, and hexanol. Specific examples of the alkoxy group represented by the general formula (V) having such a group include a methoxy group, an ethoxy group, an isopropoxy group, a tert-butoxy group, a pentyloxy group, and a hexyloxy group.

また、修飾工程においては、反応を促進するために、塩基性化合物等を共存させて反応を行うこともできる。そのような塩基性化合物としては、有機系および無機系の塩基性化合物が使用可能である。有機系の塩基性化合物の具体例としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、ピリジン、ジメチルアニリン等を挙げることができる。無機系の塩基性化合物の具体例として
は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、リン酸カリウム等を挙げることができる。
修飾工程では、反応工程で生成するアシロキシシランを単離精製する必要はなく、反応工程と連続して、ワンポットの操作で行うこともできる。
In the modification step, the reaction can be carried out in the presence of a basic compound or the like in order to promote the reaction. As such a basic compound, organic and inorganic basic compounds can be used. Specific examples of organic basic compounds include triethylamine, tripropylamine, diisopropylethylamine, dicyclohexylmethylamine, pyridine, and dimethylaniline. Specific examples of inorganic basic compounds include sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, and potassium phosphate.
In the modification step, it is not necessary to isolate and purify the acyloxysilane produced in the reaction step, and the modification step and the reaction step can be carried out consecutively as a one-pot operation.

修飾剤の量は任意に選ぶことができるが、アシロキシシラン中のアシロキシ基1個に対するモル比として、通常は1以上30以下、好ましくは1以上20以下、より好ましくは1以上10以下である。また、反応温度も任意に選ぶことができるが、通常は-20℃以上、好ましくは-10~300℃、より好ましくは-10~200℃である。反応時間は、アシロキシシランの量、塩基性化合物の量、反応温度、反応装置の形態等に依存するが、生産性および効率を考慮すると、通常は、1分~72時間、好ましくは1分~48時間、より好ましくは1分~24時間程度である。 The amount of modifying agent can be selected at will, but the molar ratio relative to one acyloxy group in the acyloxysilane is usually 1 to 30, preferably 1 to 20, and more preferably 1 to 10. The reaction temperature can also be selected at will, but is usually -20°C or higher, preferably -10 to 300°C, and more preferably -10 to 200°C. The reaction time depends on the amount of acyloxysilane, the amount of basic compound, the reaction temperature, the form of the reaction apparatus, etc., but considering productivity and efficiency, it is usually about 1 minute to 72 hours, preferably 1 minute to 48 hours, and more preferably 1 minute to 24 hours.

本実施態様に係る製造方法により提供されるアシロキシシランは、反応性が高いアシロキシ基を有している。そのため、合成中間体として利用する際の反応、表面処理剤、ゾル-ゲル材料等として利用する際の反応を、温和な条件で、効率的に行うことができると考えられ、機能性化学品として高い利用価値を有する。
たとえば、表面処理剤に関しては、ガラス等の固体材料に対して、室温で数分程度の温和な条件下で迅速に表面処理を行うことが可能で、使用するアシロキシシラン類の種類に応じて、固体材料表面の親水性または疎水性を容易に制御することができる。
また、本実施態様に係る製造方法により製造されるアシロキシシランは、1種単独で表面処理剤として使用してもよく、2種以上を組み合わせて表面処理剤として使用してもよい。
さらに、本実施態様に係るアシロキシシランの製造方法では、さまざまなアシロキシシランを温和な条件下で簡便に製造できるため、アシロキシシランを含む反応液を、精製せずにそのまま表面処理剤として使用することができる点も、本実施態様に係る製造方法の特長である。
アシロキシシランを表面処理剤として用いる場合は、必要に応じて、トルエン、ヘキサン等のアシロキシシランと反応しない有機溶剤で希釈して用いることもできる。
アシロキシシランを含有する表面処理剤を用いた固体材料の表面処理方法としては、ディップ法(浸漬法)、キャスト法、スピンコート法、スプレーコート法等、従来公知の各種の方法を挙げることができる。
The acyloxysilane provided by the production method according to the present embodiment has a highly reactive acyloxy group, and therefore is believed to be capable of efficiently carrying out reactions under mild conditions when used as a synthetic intermediate, a surface treatment agent, a sol-gel material, etc., and is therefore highly useful as a functional chemical.
For example, the surface treatment agent can rapidly treat the surface of solid materials such as glass under mild conditions at room temperature for a few minutes, and the hydrophilicity or hydrophobicity of the solid material surface can be easily controlled depending on the type of acyloxysilane used.
The acyloxysilane produced by the production method according to the present embodiment may be used as a surface treatment agent either alone or in combination of two or more kinds.
Furthermore, the method for producing acyloxysilane according to the present embodiment can easily produce various acyloxysilanes under mild conditions, and therefore the reaction solution containing acyloxysilanes can be used as a surface treatment agent as is without purification, which is also a feature of the method for producing acyloxysilane according to the present embodiment.
When an acyloxysilane is used as the surface treatment agent, it may be diluted with an organic solvent that does not react with acyloxysilane, such as toluene or hexane, if necessary.
Examples of methods for treating the surface of a solid material with an acyloxysilane-containing surface treatment agent include various conventional methods such as a dipping method, a casting method, a spin coating method, and a spray coating method.

次に、本発明を実施例および比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、以下の実施例で使用した主な分析装置等は、以下の通りである。
・核磁気共鳴スペクトル分析(以下、NMRと称する場合がある。):ブルカー製 AVANCE III HD 600MHz(クライオプローブ装着)
・ガスクロマトグラフ分析(以下、GCと称する場合がある。):島津製作所製 GC-2014
・ガスクロマトグラフ質量分析(以下、GC-MSと称する場合がある。):島津製作所製 GCMS-QP2010Plus
・マイクロ波照射反応:バイオタージ社製 Initiator8
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
The main analytical instruments used in the following examples are as follows:
Nuclear magnetic resonance spectroscopy (hereinafter sometimes referred to as NMR): Bruker AVANCE III HD 600MHz (with cryoprobe)
Gas chromatograph analysis (hereinafter sometimes referred to as GC): Shimadzu Corporation GC-2014
Gas chromatograph mass spectrometry (hereinafter sometimes referred to as GC-MS): Shimadzu Corporation GCMS-QP2010Plus
Microwave irradiation reaction: Initiator 8 manufactured by Biotage

(実施例1)
トリメチルシラノール(MeSiOH) 1mmol、無水酢酸(AcO) 2mmol、過塩素酸鉄(III)6水和物(Fe(ClO・6HO) 0.005m
molを反応容器に入れ、約25℃(室温)で、10分攪拌した。生成物を、GC、GC-MS、およびNMRで分析し、生成物の収率をNMRで測定した結果、(アセトキシ)
トリメチルシラン(MeSiOAc)が、≧99%の収率で生成したことがわかった(表1-1参照)。
Example 1
Trimethylsilanol (Me 3 SiOH) 1 mmol, acetic anhydride (Ac 2 O) 2 mmol, iron (III) perchlorate hexahydrate (Fe (ClO 4 ) 3.6H 2 O) 0.005 mmol
The resulting mixture was placed in a reaction vessel and stirred at about 25° C. (room temperature) for 10 minutes. The product was analyzed by GC, GC-MS, and NMR, and the product yield was determined by NMR. As a result, (acetoxy)
It was found that trimethylsilane (Me 3 SiOAc) was produced in yields of ≧99% (see Table 1-1).

(実施例2~31、比較例1~2)
反応条件(原料、触媒、温度、時間等)を変えて、実施例1と同様に反応および分析を行い、生成物の収率をNMRで測定した結果を表1-1~表1-3に示す。
(Examples 2 to 31, Comparative Examples 1 and 2)
The reaction and analysis were carried out in the same manner as in Example 1, but the reaction conditions (raw materials, catalyst, temperature, time, etc.) were changed. The product yields were measured by NMR, and the results are shown in Tables 1-1 to 1-3.

Figure 0007497014000003
Figure 0007497014000003

Figure 0007497014000004
Figure 0007497014000004

Figure 0007497014000005
Figure 0007497014000005

表1-1~表1-3中の注釈を以下に示す。
1) Me3SiOH:トリメチルシラノール
Et3SiOH:トリエチルシラノール
Ph2Si(OH)2:ジフェニルシランジオール
2) Ac2O:無水酢酸、
(EtCO)2O:プロピオン酸無水物
(PhCO)2O:安息香酸無水物
3) Fe(ClO4)3・6H2O:過塩素酸鉄(III)6水和物
FeCl3:塩化鉄(III)
FeBr3:臭化鉄(III)
RuCl3・H2O:塩化ルテニウム(III)水和物
CBV780:USY系ゼオライト(ゼオリスト社製)
Sn4+-mont:Sn4+イオン含有モンモリロナイト(水中で、Na+イオン含有モンモリロナ
イト(クニミネ工業社製クニピアF)に、SnCl4を添加し、陽イオンを交換させて調製したもの)
Amberlyst 15:H+型陽イオン交換樹脂(ダウ・ケミカル社製)
4) 単位は、触媒が均一系触媒(Fe(ClO4)3・6H2O、FeCl3、FeBr3、RuCl3・H2O)の場合はmmol、触媒が不均一系触媒(固体酸触媒、CBV780、Sn4+-mont、Amberlyst 15)の場合はmg。
5) DCB:1,2-ジクロロベンゼン。
6) 25℃は、室温での反応を示す。室温より高い温度での反応では、オイルバス(理工科
学社製MH-5D)を使用した。
7) Me3SiOAc:アセトキシトリメチルシラン
Me3SiOCOEt:トリメチル(プロピオニルオキシ)シラン
Et3SiOAc:アセトキシトリエチルシラン
Me3SiOCOPh:(ベンゾイルオキシ)トリメチルシラン
AcO(SiPh2O)mAc (m=1):ジアセトキシジフェニルシラン
AcO(SiPh2O)mAc (m=2):1,3-ジアセトキシ-1,1,3,3-テトラフェニルジシロキサン
AcO(SiPh2O)mAc (m=3):1,5-ジアセトキシ-1,1,3,3,5,5-ヘキサフェニルトリシロキサン
AcO(SiPh2O)mAc (m=4):1,7-ジアセトキシ-1,1,3,3,5,5,7,7-オクタフェニルテトラシロキサン
8) NMRによる収率(シラノールに対するアシロキシシラン生成物の収率)
9) マイクロ波照射装置(バイオタージ社製Initiator8)を使用した
10) カルボン酸無水物に対するシロキサン生成物の収率
11) 2個のアセトキシ基を有する化合物(単量体(m=1)、2量体(m=2)、3量体(m=3)、および4量体(m=4))の混合物。括弧内は、単量体~4量体の化合物の比を示す。また、
収率は、それらの合計収率を示す。
The notes in Tables 1-1 to 1-3 are as follows:
1) Me 3 SiOH: Trimethylsilanol
Et3SiOH : Triethylsilanol
Ph2Si (OH) 2 : Diphenylsilanediol
2) Ac2O : acetic anhydride,
(EtCO) 2O : Propionic anhydride
(PhCO) 2O : Benzoic anhydride
3) Fe( ClO4 ) 3.6H2O : Iron(III) perchlorate hexahydrate
FeCl3 : Iron(III) chloride
FeBr3 : Iron(III) bromide
RuCl3 · H2O : Ruthenium(III) chloride hydrate
CBV780: USY zeolite (manufactured by Zeolist)
Sn4 + -mont: Sn4 + ion-containing montmorillonite (prepared by adding SnCl4 to Na + ion-containing montmorillonite (Kunipia F, manufactured by Kunimine Industries Co., Ltd.) in water and exchanging the cations)
Amberlyst 15: H + type cation exchange resin (Dow Chemical Company)
4) The units are mmol if the catalyst is a homogeneous catalyst (Fe(ClO 4 ) 3 ·6H 2 O, FeCl 3 , FeBr 3 , RuCl 3 ·H 2 O) and mg if the catalyst is a heterogeneous catalyst (solid acid catalyst, CBV780, Sn 4+ -mont, Amberlyst 15).
5) DCB: 1,2-dichlorobenzene.
6) 25°C indicates the reaction temperature at room temperature. For reactions at temperatures higher than room temperature, an oil bath (Riko Kagaku MH-5D) was used.
7) Me 3 SiOAc: Acetoxytrimethylsilane
Me 3 SiOCOEt: Trimethyl(propionyloxy)silane
Et3SiOAc : Acetoxytriethylsilane
Me 3 SiOCOPh: (benzoyloxy)trimethylsilane
AcO( SiPh2O ) mAc (m=1): Diacetoxydiphenylsilane
AcO( SiPh2O ) mAc (m=2): 1,3-diacetoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane
AcO( SiPh2O ) mAc (m=3): 1,5-diacetoxy-1,1,3,3,5,5-hexaphenyltrisiloxane
AcO( SiPh2O ) mAc (m=4): 1,7-diacetoxy-1,1,3,3,5,5,7,7-octaphenyltetrasiloxane
8) Yield by NMR (yield of acyloxysilane product relative to silanol)
9) A microwave irradiation device (Biotage Initiator 8) was used.
10) Yield of siloxane product relative to carboxylic acid anhydride
11) A mixture of compounds having two acetoxy groups (monomer (m=1), dimer (m=2), trimer (m=3), and tetramer (m=4)). The figures in parentheses indicate the ratio of the monomer to tetramer compounds. Also,
The yield indicates the total yield.

(実施例32)
実施例25で得られた、AcO(SiPhO)Ac(m=1~4、単量体~4量体の化合物の比は、38:51:8:3) 0.12mmol(SiPhO当たりのモル数)を含む反応液 0.08mLを、重アセトニトリル 0.4mLに溶解し、メタノール 1.2mmolおよびトリエチルアミン 3.6mmolを添加して、室温で約2時間放置した。生成物を、GC、GC-MS、およびNMRで分析し、生成物の収率をNMRで測定した結果、MeO(SiPhO)Me(m=1~4、単量体~4量体の化合物の比は、反応前とほぼ同じ)が、≧99%の収率で生成したことがわかった。
(Example 32)
0.08 mL of the reaction solution containing 0.12 mmol (moles per SiPh 2 O) of AcO(SiPh 2 O) m Ac (m=1-4, ratio of monomer to tetramer compounds was 38:51:8:3) obtained in Example 25 was dissolved in 0.4 mL of deuterated acetonitrile, and 1.2 mmol of methanol and 3.6 mmol of triethylamine were added thereto, followed by allowing to stand at room temperature for about 2 hours. The product was analyzed by GC, GC-MS, and NMR, and the product yield was measured by NMR, revealing that MeO(SiPh 2 O) m Me (m=1-4, ratio of monomer to tetramer compounds was almost the same as before the reaction) was produced in a yield of ≧99%.

上記実施例1~32で得られた、アシロキシシランおよびアルコキシシランの29Si-NMRおよびGC-MSの測定データを表2に示す。 The 29 Si-NMR and GC-MS measurement data of the acyloxysilanes and alkoxysilanes obtained in Examples 1 to 32 above are shown in Table 2.

Figure 0007497014000006
Figure 0007497014000006

表2中の注釈を以下に示す。
1) 各化合物の名称は、表1-1~表1-3の脚注7および以下に記載の通りである。
MeO(SiPh2O)mMe(m=1):ジメトキシジフェニルシラン
MeO(SiPh2O)mMe(m=2):1,3-ジメトキシ-1,1,3,3-テトラフェニルジシロキサン
MeO(SiPh2O)mMe(m=3):1,5-ジメトキシ-1,1,3,3,5,5-ヘキサフェニルトリシロキサン
MeO(SiPh2O)mMe(m=4):1,7-ジメトキシ-1,1,3,3,5,5,7,7-オクタフェニルテトラシロ
キサン
2) 29Si NMRの化学シフト値。NMR溶媒として、C6D6を使用。緩和試薬Cr(acac)3(クロム(III)アセチルアセトナート)を添加して測定。
3) GC-MS:ガスクロマトグラフ質量分析計、EI法:電子衝撃イオン化法(70eV)。
4) NMR溶媒として、CDCl3を使用した。
The notes in Table 2 are as follows:
1) The names of the compounds are as described in footnote 7 of Tables 1-1 to 1-3 and below.
MeO( SiPh2O ) mMe (m=1): Dimethoxydiphenylsilane
MeO( SiPh2O ) mMe (m=2): 1,3-dimethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane
MeO( SiPh2O ) mMe (m=3): 1,5-dimethoxy-1,1,3,3,5,5-hexaphenyltrisiloxane
MeO( SiPh2O ) mMe (m=4): 1,7-dimethoxy-1,1,3,3,5,5,7,7-octaphenyltetrasiloxane
2) 29Si NMR chemical shift values. C6D6 was used as the NMR solvent. Cr( acac ) 3 (chromium(III) acetylacetonate) was added as a relaxation agent.
3) GC-MS: Gas chromatograph mass spectrometer, EI method: Electron impact ionization method (70 eV).
4) CDCl3 was used as the NMR solvent.

本発明の製造方法では、触媒を用いることにより効率よく反応が進行するため、室温のような低温でも反応が容易に進行する。
たとえば、トリメチルシラノール(MeSiOH)と無水酢酸(AcO)の反応では、触媒が存在しない場合、比較例1または2に示すように、25℃で160分または80℃で60分の条件では、アセトキシトリメチルシラン(MeSiOAc)収率は、それぞれ、0%または1%であり、アシロキシシランはほとんど得られなかった。
一方、触媒を用いる本発明の方法では、実施例1に示すように、触媒量(0.5mol%)のFe(ClO・6HOの存在下、25℃で10分の条件で、MeSiOAcを99%以上の高収率で得ることができた。
これらの結果は、本発明の製造方法により、アシロキシシランを、室温でも短時間で効率よく製造できることを示している。
In the production method of the present invention, the reaction proceeds efficiently by using a catalyst, and therefore the reaction proceeds easily even at low temperatures such as room temperature.
For example, in the reaction of trimethylsilanol ( Me3SiOH ) with acetic anhydride ( Ac2O ) in the absence of a catalyst, as shown in Comparative Examples 1 and 2, the yield of acetoxytrimethylsilane ( Me3SiOAc ) was 0% or 1%, respectively, at 25°C for 160 minutes or at 80°C for 60 minutes, and almost no acyloxysilane was obtained.
On the other hand, in the method of the present invention using a catalyst, as shown in Example 1, Me 3 SiOAc could be obtained in a high yield of 99% or more in the presence of a catalytic amount ( 0.5 mol%) of Fe(ClO 4 ) 3.6H 2 O at 25° C. for 10 minutes.
These results demonstrate that the production method of the present invention makes it possible to efficiently produce acyloxysilanes in a short period of time even at room temperature.

さらに、本発明の製造方法では、マイクロ波照射を用いて加熱を行うことにより、反応を加速することができる。
たとえば、オイルバス加熱装置を用いて反応を行った実施例18では、モル比1:1トリメチルシラノール(MeSiOH)と安息香酸無水物((PhCO)O)とを、安息香酸無水物に対して0.5mol%のFe(ClO・6HOの存在下で、120℃10分間反応させることで、70%の収率で(ベンゾイルオキシ)トリメチルシラン(MeSiOCOPh)が得られた。また、トリメチルシラノール(MeSiOH)と安息香酸無水物((PhCO)O)とのモル比を1:0.8とし、触媒量を安息香酸無水物に対して0.6mol%とした以外は実施例18と同様に反応を行った実施例20では、72%の収率で(ベンゾイルオキシ)トリメチルシラン(MeSiOCOPh)が得られた。
一方、実施例19および実施例21において、オイルバス加熱装置の代わりにマイクロ波照射装置を用いた以外は、それぞれ実施例18および実施例20と同じ条件で反応を行ったところ、MeSiOCOPhの収率は、それぞれ、74%および77%であった。
これらの結果は、本発明の製造方法が、オイルバス加熱等の通常加熱を用いる方法でも効率よく行うことができるが、マイクロ波加熱を用いることによりさらに効率よく行うことができることを示している。
Furthermore, in the production method of the present invention, the reaction can be accelerated by heating using microwave irradiation.
For example, in Example 18, in which the reaction was carried out using an oil bath heating device, trimethylsilanol (Me 3 SiOH) and benzoic anhydride ((PhCO) 2 O) in a molar ratio of 1:1 were reacted in the presence of 0.5 mol% Fe(ClO 4 ) 3.6H 2 O relative to the benzoic anhydride at 120° C. for 10 minutes to obtain (benzoyloxy)trimethylsilane (Me 3 SiOCOPh) in a yield of 70%. In addition, in Example 20, in which the reaction was carried out in the same manner as in Example 18 except that the molar ratio of trimethylsilanol (Me 3 SiOH) and benzoic anhydride ((PhCO) 2 O) was 1:0.8 and the amount of catalyst was 0.6 mol% relative to the benzoic anhydride, (benzoyloxy)trimethylsilane (Me 3 SiOCOPh) was obtained in a yield of 72%.
On the other hand, in Examples 19 and 21, the reactions were carried out under the same conditions as in Examples 18 and 20, respectively, except that a microwave irradiation device was used instead of an oil bath heating device. As a result, the yields of Me 3 SiOCOPh were 74% and 77%, respectively.
These results show that the production method of the present invention can be carried out efficiently using a method that uses normal heating such as oil bath heating, but can be carried out even more efficiently by using microwave heating.

本発明の製造方法により、機能性化学品として有用なアシロキシシランを、シラノールより効率的かつ安全に製造できるため、本発明の利用価値は高く、その工業的意義は多大である。 The manufacturing method of the present invention makes it possible to efficiently and safely produce acyloxysilanes, which are useful as functional chemicals, from silanols, making the present invention highly valuable and of great industrial significance.

Claims (10)

Si-OH結合を有するシラノールに、触媒存在下で、カルボン酸無水物を反応させる反応工程を含む、Si-OCO結合(OCOは、オキシカルボニル基のO-C(=O)を示す。)を有するアシロキシシランを製造する方法であって、
前記触媒が、次の(1)および(2)より選ばれる酸性触媒であるアシロキシシランの製造方法。
(1)周期表で第3族~第15族元素から選ばれる元素の過塩素酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)塩、ヘキサフルオロリン酸塩、または臭化物。
(2)ゼオライト
A method for producing an acyloxysilane having a Si-OCO bond (OCO represents an oxycarbonyl group, O-C(=O)), comprising a reaction step of reacting a silanol having a Si-OH bond with a carboxylic acid anhydride in the presence of a catalyst,
The method for producing acyloxysilane, wherein the catalyst is an acidic catalyst selected from the following (1) and (2):
(1) Perchlorates , bis (trifluoromethanesulfonylimide) salts, hexafluorophosphates , or bromides of elements selected from the elements of Groups 3 to 15 of the periodic table.
(2) Zeolite .
前記(1)の酸性触媒が、第8族元素を含む化合物である、請求項1に記載の製造方法。 The method according to claim 1, wherein the acid catalyst (1) is a compound containing a group 8 element. 前記第8族元素が、鉄およびルテニウムから選ばれる元素である、請求項2に記載の製造方法。 The method according to claim 2, wherein the Group 8 element is an element selected from iron and ruthenium. 前記Si-OH結合を有するシラノールが、下記一般式(I)で表されるシラノールである、請求項1~の何れか1項に記載の製造方法。
Si(OH)4-(a+b+c) (I)
(式中、a、b、およびcは、それぞれ独立に0~3の整数であり;a+b+cは、0~3の整数であり;R、R、およびRは、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
The method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the silanol having a Si-OH bond is a silanol represented by the following general formula (I):
R 1 a R 2 b R 3 c Si(OH) 4-(a+b+c) (I)
(In the formula, a, b, and c each independently represent an integer of 0 to 3; a+b+c represents an integer of 0 to 3; R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with a group that does not participate in the reaction.)
前記カルボン酸無水物が、下記一般式(II)で表されるカルボン酸無水物である、請求項1~の何れか1項に記載の製造方法。
(RCO)O (II)
(式中、Rは、炭素数1~24の炭化水素基であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されてい
てもよい。)
The method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (II):
( R4CO ) 2O (II)
(In the formula, R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction.)
前記Si-OH結合を有するシラノールが、下記一般式(I’)で表されるシランモノオールであり、前記カルボン酸無水物が、下記一般式(II)で表されるカルボン酸無水物であり、生成するアシロキシシランが、下記一般式(IIIA)で表されるアシロキシシランである、請求項1~の何れか1項に記載の製造方法。
Si(OH) (I’)
(式中、R、R、およびRは、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
(RCO)O (II)
(式中、Rは、炭素数1~24の炭化水素基であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
Si(OCOR) (IIIA)
(式中、R、R、R、およびRは、前記と同義である。)
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the silanol having a Si-OH bond is a silane monool represented by the following general formula (I'), the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (II), and the acyloxysilane produced is an acyloxysilane represented by the following general formula ( IIIA ):
R 1 R 2 R 3 Si(OH) (I')
(In the formula, R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction.)
( R4CO ) 2O (II)
(In the formula, R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction.)
R1R2R3Si ( OCOR4 ) ( IIIA )
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are defined as above.)
前記Si-OH結合を有するシラノールが、下記一般式(I’’)で表されるシランジオールであり、前記カルボン酸無水物が、下記一般式(II)で表されるカルボン酸無水物であり、生成するアシロキシシランが、下記一般式(IIIB)で表されるアシロキシシランである、請求項1~の何れか1項に記載の製造方法。
Si(OH) (I’’)
(式中、RおよびRは、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
(RCO)O (II)
(式中、Rは、炭素数1~24の炭化水素基であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
(RCO)O(SiRO)(COR) (IIIB)
(式中、R、R、およびRは、前記と同義であり;mは、1~20の整数である。)
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the silanol having a Si-OH bond is a silanediol represented by the following general formula (I''), the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (II), and the generated acyloxysilane is an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIB):
R1R2Si ( OH ) 2 (I'')
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with a group that does not participate in the reaction.)
( R4CO ) 2O (II)
(In the formula, R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction.)
( R4CO )O( SiR1R2O ) m ( COR4 ) (IIIB)
(In the formula, R 1 , R 2 , and R 4 are defined as above; and m is an integer of 1 to 20.)
前記反応がマイクロ波照射下で行われる、請求項1~の何れか1項に記載の製造方法。 The method according to any one of claims 1 to 7 , wherein the reaction is carried out under microwave irradiation. 請求項1~の何れか1項に記載の製造方法によりアシロキシシランを製造するアシロキシシラン製造工程、および
前記アシロキシシランに下記一般式(IV)で表されるアルコールを反応させて、前記アシロキシシランのアシロキシ基をアルコキシ基に変換する修飾工程を含む、アルコキシシランの製造方法。
OH (IV)
(式中、Rは、炭素数1~6のアルキル基である。)
9. A method for producing an alkoxysilane, comprising: an acyloxysilane production step of producing an acyloxysilane by the production method according to any one of claims 1 to 8 ; and a modification step of reacting the acyloxysilane with an alcohol represented by the following general formula (IV) to convert an acyloxy group of the acyloxysilane into an alkoxy group:
R 5 OH (IV)
(In the formula, R5 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
Si-OH結合を有するシラノールに、触媒存在下で、カルボン酸無水物を反応させる反応工程を含む、Si-OCO結合(OCOは、オキシカルボニル基のO-C(=O)を示す。)を有するアシロキシシランを製造するアシロキシシラン製造工程、およびan acyloxysilane production process for producing an acyloxysilane having a Si-OCO bond (OCO represents an oxycarbonyl group, O-C(=O)), which comprises a reaction process of reacting a silanol having a Si-OH bond with a carboxylic acid anhydride in the presence of a catalyst; and
前記アシロキシシランに下記一般式(IV)で表されるアルコールを反応させて、前記アシロキシシランのアシロキシ基をアルコキシ基に変換する修飾工程を含み、The method includes a modification step of reacting the acyloxysilane with an alcohol represented by the following general formula (IV) to convert the acyloxy group of the acyloxysilane into an alkoxy group,
前記アシロキシシラン製造工程における前記触媒が、次の(1)および(2)より選ばThe catalyst in the acyloxysilane production process is selected from the following (1) and (2):
れる酸性触媒である、アルコキシシランの製造方法。The method for producing alkoxysilanes is characterized in that the acid catalyst is
R 5 OH (IV)OH (IV)
(式中、R(Wherein, R 5 は、炭素数1~6のアルキル基である。)is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
(1)周期表で第3族~第15族元素から選ばれる元素の過塩素酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)塩、ヘキサフルオロリン酸塩、塩化物、もしくは臭化物;無機酸;または有機酸。(1) A perchlorate, trifluoromethanesulfonate, bis(trifluoromethanesulfonylimide) salt, hexafluorophosphate, chloride, or bromide of an element selected from the elements of Groups 3 to 15 of the periodic table; an inorganic acid; or an organic acid.
(2)無機系または有機系の固体酸化合物。(2) Inorganic or organic solid acid compounds.
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