JPH02281042A - Polysiloxane having carboxyalkyl group terminal - Google Patents
Polysiloxane having carboxyalkyl group terminalInfo
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Abstract
Description
〔発明の技術分野]
本発明はカルボキシアルキル基末端ポリシロキサンに関
し、さらに詳しくは、分子鎖の長さがそろい、かつその
一方または両方の末端ケイ素原子にカルボキシアルキル
基が結合した新規なポリシロキサンに関する。[Technical Field of the Invention] The present invention relates to a carboxyalkyl group-terminated polysiloxane, and more particularly to a novel polysiloxane in which the length of the molecular chains is uniform and a carboxyalkyl group is bonded to one or both terminal silicon atoms. .
分子鎖の長さがそろい、その一方または両方の末端に反
応性の官能基をもつ鎖状ポリシロキサンは、各種有機ポ
リマーと反応することによって、グラフト共重合体、ブ
ロック共重合体または架橋重合体が得られ、その際、シ
ロキサンセグメントの長さのそろった共重合体となる。
このような共重合体からミクロドメイン構造を制御した
高分子材料が得られ、その特異な性質、たとえば血液適
合性、選択された範囲の細胞に対する親和性のような生
理的性質、右よび粘着性物質への剥離性のような表面物
性などを各種用途に活用することができる。
本発明者らは、このように分子鎖の長さがそろい、一方
または両方の末端に官能基をもつ鎖状ポリシロキサンと
して、一方の末端にヒドロキシアルキル基をもつポリシ
ロキサン[H,Kazas+a、 Y。
Tezuka、に、 Is+ai; Po1y+se
r Journal第19巻第1091〜1100ペー
ジ(1987)]や55両にヒドロキシアルキル基をも
つポリシロキサン(特願昭63−190618号)を合
成した。しかし、さらに特定の官能基、たとえば有機ポ
リマー中のアミノ基、イミノ基および水酸基に対してよ
り大きな反応性をもつ官能基が分子末端に存在し、かつ
分子鎖の長さのそろったポリシロキサンを得ることがで
きるならば、該ポリシロキサンを用いて、ブロック共重
合体や架橋重合体などを反応性よく得ることができ、ミ
クロドメイン構造を制御した高分子材料の得られること
が期待できる。
ところで、分子末端または分子中のケイ素原子にカルボ
キシアルキル基の結合したポリシロキサンは公知である
。これらは、たとえばジメチルクロロシランとアリルシ
アニドのヒドロシリル化反応によってジメチルクロロ(
シアノプロピル)シランな得、これを他の所望のクロロ
シラン類と共加水分解することにより、シロキサン鎖の
形成とシアノ基のカルボキシ化が行われ、カルボキシア
ルキル基含有ポリシロキサンが得られる。しかし、この
ような従来の方法によっては、末端にカルボキシアルキ
ル基をもち、かつ分子鎖の長さのそろったポリシロキサ
ンは得られない。
〔発明の目的]
本発明の目的は、一方または両方の末端にカルボキシア
ルキル基をもち、かつ分子鎖の長さのそろったポリシロ
キサンを提供することにある。
本発明の他の目的は、アミノ基、イミノ基および水酸基
との反応性に優れ、かつ分子鎖の長さのそろったポリシ
ロキサンを提供することにある。
〔発明の構成]
すなわち本発明は、−数式
(式中、Rは互いに同一または相異なっていてもよく、
炭素数1〜4のアルキル基またはフェニル基を示し、R
1は1価の炭化水素基または基を示し、p、qはそれぞ
れ10〜2,000の整数を示し、Xは0または1を示
し、aは3〜6の整数を示す)で表わされ、かつ重量平
均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/
Mn)が1.4以下であるカルボキシアルキル基末端ポ
リシロキサンに関する。
以下、本発明について詳述する。
(カルボキシアルキル基末端ポリシロキサン)本発明の
カルボキシアルキル基末端ポリシロキサンは、一方また
は両方の末端にカルボキシアルキル基をもつ鎖状ポリシ
ロキサンである。
一方の末端にカルボキシアルキル基をもつ鎖状ポリシロ
キサンの場合、他方の末端には1価の炭化水素基R′が
存在する。この場合のR′としてはメチル基、エチル基
、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘ
プチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル
基のようなアルキル基ニジクロペンチル基、シクロヘキ
シル基のようなシクロアルキル基;2−フェニルエチル
基、2−フェニルプロピル基のようなアラルキル基;フ
ェニル基、トリル基のようなアリール基;ビニル基、ア
リル基のようなアルケニル基が例示されるが、これらの
中でも、原料のリチウム化合物の入手や取扱いが容易で
、反応性も高いことから、ブチル基が好ましい。
両方の末端にカルボキシアルキル基をもつ鎖状ポリシロ
キサンの場合、分子中央に1個のビスフェニレンエーテ
ル構造(−CsH4−0−CJ−)が存在してもしな(
でもよい、すなわちXはOでも1でもよいが゛、分子鎖
の長さのそろったポリシロキサンを制御よ(得やすいこ
とから、ビスフェニレンエーテル構造が存在したほうが
、すなわちXが1であることが好ましい、その2個の〕
二二レン基はそれぞれエーテル酸素原子およびケイ素原
子と結合している。それらの結合の位置は任意に選択で
きるが、原料の入手が容易で、合成が容易なことからバ
ラ位置が好ましい。
前記−数式中、単一のシロキサン鎖、またはビスフェニ
レンエーテル構造を介して相互に隔てられて結合してい
る2個のシロキサン鎖において、Rは炭素数1〜4のア
ルキル基またはフェニル基であり、互いに同一でも異な
っていてもよい、具体的には、メチル基、エチル基、プ
ロピル基、ブチル基およびフェニル基が挙げられるが、
その中でも、合成が容易なことと、ポリシロキサンの柔
軟性や耐熱性などの特徴を最もよく表わすことがら、メ
チル基が好ましい。
pおよびqは、それぞれ10〜2,0001合成の容易
さから好ましくは10〜200であり、またこのような
ポリシロキサンの合成がリビング重合によるので、pと
qは実質的に等しい、pまたはqが10未満または2,
000を越えるポリシロキサンは、リビング重合によっ
て単分散性よ(合成することが難しい。
aは、3〜6の整数である。aが3未満のものは、有機
ポリマーとのブロック共重合体とした場合に、両セグメ
ントの結合点が加水分解を受は易く、逆に、aが6を越
えるものは合成が困難である。このような原子鎖として
は、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレ
ン基およびヘキサメチレン基が挙げられるが、その中で
も合成の容易なことからトリメチレン基(a=3)が好
ましい。
また、本発明のカルボキシアルキル基末端ポリシロキサ
ンの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の
比(M w / M n )は1.4以下であり、好ま
しくは1.2以下で、実質的に単分散を示す、この比が
1.4を越えると、本発明のカルボキシアルキル基末端
ポリシロキサンの特徴である、有機ポリマーとのグラフ
ト共重合体、ブロック共重合体、架橋重合体に従来以上
に優れた生体適合性を与えることができない、なお、上
記比M w / M n )は、ゲルバーミエーシジン
クロマトグラフィ−(GPC)のチャートより求めた数
平均分子量およびポリスチレンの標準サンプルとの比較
により求めた値である。
(製造方法)
本発明のカルボキシアルキル基末端ポリシロキサンは、
たとえば次のようにして製造される。
一方の末端にカルボキシアルキル基が存在するポリシロ
キサンを製造する場合、反応開始剤としては1価の炭化
水素のリチウム化物R’Liを用いるeR’としては前
述の基が例示され、前述の理由により、ブチル基が好ま
しい。
両末端にカルボキシアルキル基が存在するポリシロキサ
ンを製造する場合、反応開始剤として、ジフェニルシラ
ンジオールのジリチウム化物を用いてもよいが、重量平
均分子量と数平均分子量の比を1に近くするためには、
たとえばビスフェニレンエーテル構造の両側にジオルガ
ノヒドロジキシシリル基をもつ化合物を出発原料として
用いることが好ましい、このような化合物としては、ビ
ス[p−(ヒドロキシジメチルシリル)フェニル1エー
テル、ビスCm−(ヒドロキシジメチルシリル)フェニ
ル1エーテル、ビスChain polysiloxanes with uniform molecular chain lengths and reactive functional groups at one or both ends can be made into graft copolymers, block copolymers, or crosslinked polymers by reacting with various organic polymers. is obtained, resulting in a copolymer with uniform length of siloxane segments. Such copolymers result in polymeric materials with controlled microdomain structure, and their unique properties, such as blood compatibility, physiological properties such as affinity for a selected range of cells, right and adhesive properties. Surface properties such as releasability to substances can be utilized for various purposes. The present inventors have developed a polysiloxane having a hydroxyalkyl group at one end [H, Kazas+a, Y . Tezuka, Ni, Is+ai; Po1y+se
Journal, Vol. 19, pp. 1091-1100 (1987)] and polysiloxanes having hydroxyalkyl groups on both sides (Japanese Patent Application No. 190618/1987) were synthesized. However, polysiloxanes that have specific functional groups, such as functional groups that have greater reactivity toward amino groups, imino groups, and hydroxyl groups in organic polymers, are present at the molecular ends and have uniform molecular chain lengths. If it can be obtained, block copolymers, crosslinked polymers, etc. can be obtained with good reactivity using the polysiloxane, and it is expected that a polymer material with a controlled microdomain structure can be obtained. Incidentally, polysiloxanes in which a carboxyalkyl group is bonded to the silicon atom at the end of the molecule or in the molecule are known. For example, dimethylchlorosilane (
By cohydrolyzing this cyanopropyl silane with other desired chlorosilanes, a siloxane chain is formed and the cyano group is carboxylated, resulting in a carboxyalkyl group-containing polysiloxane. However, by such conventional methods, polysiloxanes having carboxyalkyl groups at the terminals and having uniform molecular chain lengths cannot be obtained. [Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a polysiloxane having a carboxyalkyl group at one or both ends and having a uniform molecular chain length. Another object of the present invention is to provide a polysiloxane that has excellent reactivity with amino groups, imino groups, and hydroxyl groups and has uniform molecular chain lengths. [Structure of the Invention] That is, the present invention provides - a mathematical formula (wherein R may be the same or different from each other,
Represents an alkyl group or phenyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R
1 represents a monovalent hydrocarbon group or group, p and q each represent an integer of 10 to 2,000, X represents 0 or 1, and a represents an integer of 3 to 6). , and the ratio of weight average molecular weight (Mw) to number average molecular weight (Mn) (Mw/
The present invention relates to a carboxyalkyl group-terminated polysiloxane having Mn) of 1.4 or less. The present invention will be explained in detail below. (Carboxyalkyl group-terminated polysiloxane) The carboxyalkyl group-terminated polysiloxane of the present invention is a chain polysiloxane having a carboxyalkyl group at one or both ends. In the case of a chain polysiloxane having a carboxyalkyl group at one end, a monovalent hydrocarbon group R' is present at the other end. In this case, R' is an alkyl group such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, dichloropentyl group, cyclohexyl group, etc. Examples include cycloalkyl groups such as 2-phenylethyl and 2-phenylpropyl groups; aryl groups such as phenyl and tolyl groups; alkenyl groups such as vinyl and allyl groups. However, among these, a butyl group is preferred because the raw material lithium compound is easy to obtain and handle and has high reactivity. In the case of a linear polysiloxane having carboxyalkyl groups at both ends, one bisphenylene ether structure (-CsH4-0-CJ-) may exist in the center of the molecule (
In other words, X may be O or 1, but it is better to control the polysiloxane with uniform molecular chain length (because it is easier to obtain, it is better to have a bisphenylene ether structure, that is, X is 1). Preferable, those two]
The 22lene group is bonded to an ether oxygen atom and a silicon atom, respectively. Although the positions of these bonds can be selected arbitrarily, discrete positions are preferred because raw materials are easily available and synthesis is easy. In the formula, R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group in a single siloxane chain or two siloxane chains separated from each other and bonded via a bisphenylene ether structure; may be the same or different from each other, specific examples include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group and phenyl group,
Among these, methyl group is preferred because it is easy to synthesize and best exhibits the characteristics of polysiloxane, such as flexibility and heat resistance. p and q are each 10 to 2,0001, preferably 10 to 200 from the viewpoint of ease of synthesis, and since the synthesis of such polysiloxane is by living polymerization, p and q are substantially equal, p or q is less than 10 or 2,
Polysiloxanes exceeding 000 are monodisperse (difficult to synthesize) by living polymerization. In this case, the bonding point of both segments is easily subject to hydrolysis, and conversely, it is difficult to synthesize those where a is more than 6. Such atomic chains include trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, etc. and hexamethylene groups, among which trimethylene group (a = 3) is preferred because of its ease of synthesis.Also, the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight ( The ratio (M w / M n ) of Mn) is 1.4 or less, preferably 1.2 or less, indicating substantially monodispersity; when this ratio exceeds 1.4, the carboxyalkyl of the present invention It is not possible to provide superior biocompatibility to graft copolymers, block copolymers, and crosslinked polymers with organic polymers, which is a characteristic of group-terminated polysiloxanes, and the above ratio M w / M n ) is a value determined by comparing the number average molecular weight determined from a gel vermicin chromatography (GPC) chart and a standard sample of polystyrene. (Production method) The carboxyalkyl group-terminated polysiloxane of the present invention is
For example, it is manufactured as follows. When producing a polysiloxane in which a carboxyalkyl group is present at one end, a monovalent hydrocarbon lithium compound R'Li is used as a reaction initiator.As eR', the above-mentioned groups are exemplified; , butyl group is preferred. When producing a polysiloxane having carboxyalkyl groups at both ends, a dilithiated product of diphenylsilanediol may be used as a reaction initiator, but in order to make the ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight close to 1, teeth,
For example, it is preferable to use a compound having diorganohydroxysilyl groups on both sides of a bisphenylene ether structure as a starting material. Examples of such compounds include bis[p-(hydroxydimethylsilyl)phenyl 1 ether, bisCm- (Hydroxydimethylsilyl)phenyl 1 ether, bis
【p−(ヒドロキシメチルフェニル
シリル)フェニル)エーテル、ビス【m−(ヒドロキシ
ジフェニルシリル)フェニル】エーテルなどが例示され
るが、取扱の容易なことや反応性から、各ケイ素原子に
2個のメチル基の結合したものが好ましい、これをn−
ブチルリチウムのような有機リチウム化合物と反応させ
てジリチウム塩とし、これを反応開始剤として用いる。
このような各種の反応開始剤を用いて、ヘキサオルガノ
シクロトリシロキサンのりピングアニオン開環重合を行
なうことによって、鎖状ポリシロキサンを得ることがで
きる。用いる反応開始剤の種類によっては、分子中にビ
スフェニレンエーテル構造が導入される0両末端にカル
ボキシアルキル基が存在するポリシロキサンを目的とす
る場合は、ビスフェニレンエーテル構造の存在するポリ
シロキサンのほうが1分子鎖の均一性に優れているので
好ましい。
ヘキサオルガノシクロトリシロキサンとしては、反応性
や得られたポリシロキサンの性質から、ヘキサメチルシ
クロトリシロキサンが最も好ましいが、一部または全部
を、ヘキサエチルシクロトリシロキサン、l、3.5−
1リメチルー1.3.5−トリプロピルシクロトリシロ
キサン、フェニルペンタメチルシクロトリシロキサン、
1.1−ジフェニル−3,3,5,5−テトラメチルシ
クロトリシロキサンのような他の環状トリシロキサンを
用いてもよい、開環重合反応は窒素気流中、室温または
その前後で進行する。
リビングアニオン開環重合が進行したのち、反応停止剤
として、ω−(ジオルガノクロロシリル)モノカルボン
酸トリオルガノシリルエステルを加え、たとえば30〜
80℃に加温して分子末端のリチウム原子を外すととも
に、カルボキシアルキル基を導入する。
停止反応によってカルボキシアルキル基が導入されたポ
リマーを、大量のメタノール中に注入して析出させ、メ
タノールで繰返し洗浄を行ったのち、たとえば減圧加熱
によって低沸点分を除去し、目的とするカルボキシアル
キル基末端ポリシロキサンを単離することができる。
i直重−皿亘11
上記反応停止剤は、次のようにして製造することができ
る。
すなわち、アルケニル酢酸に、アミンの存在下でトリオ
ルガノクロロシランを反応させて、アルケニル酢酸トリ
オルガノシリルエステルを得る。
アルケニル酢酸としては、ビニル酢酸、アリル酢酸、l
−ブテニル酢酸、l−ペンテニル酢酸が挙げられ、反応
性の良いことからビニル酢酸が好ましい、アミンとして
は、トリエチルアミン、ピリジンなどが例示される。ト
リオルガノクロロシランとしては、トリメチルクロロシ
ラン、ジメチルイソプロピルクロロシラン、ジメチル−
tert −ブチルクロロシラン、ジメチルフェニルク
ロロシラン、トリエチルクロロシランなどが例示され、
その中でも入手の容易さと反応性からトリメチルクロロ
シランが好ましい。
反応は常温またはその前後でよく、たとえばアルケニル
酢酸に溶媒とアミンを加え、水冷下にトリオルガノクロ
ロシランを滴下したのち、常温に戻すか若干加温し、あ
るいは溶媒の沸点近くで還流を行う、溶媒としては、ジ
エチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒド
ロフランのようなエーテル類;n−ペンタン、n−ヘキ
サン、シクロヘキサン、石油エーテル、ガソリンのよう
な炭化水素類が例示される。
反応終了後、溶媒とアミンを留去し、減圧蒸留によって
、アルケニル酢酸トリオルガノシリルエステルを単離す
る。
このようにして得られたアルケニル酢酸トリオル、ガノ
シリルエステルを、ジオルガノクロロシランと反応させ
て、反応停止剤を得ることができる。ジオルガノクロロ
シランとしては、ジメチルクロロシラン、ジエチルクロ
ロシラン、メチルフェニルクロロシリル、ジフェニルク
ロロシランなどが例示されるが、入手が容易で、反応性
の良いことからジメチルクロロシランが好ましい0反応
は窒素気流中で、白金系触媒の存在下に、若干の加温で
行うことができるが、反応が急激に生起するので注意が
必要である。白金系触媒としては、白金カーボンなどが
例示される0反応生成物から、減圧蒸留によって、ω−
(ジオルガノクロロシリル)モノカルボン酸トリオルガ
ノシリルエステルを単離することができる。
このような停止剤としては、3−(ジメチルクロロシリ
ル)酪酸トリメチルシリルエステル、3−(ジメチルク
ロロシリル)酪酸ジメチルイソプロピルシリルエステル
、3−(ジメチルクロロシリル)酪酸ジメチル−ter
t−ブチルシリルエステル、3−(ジメチルクロロシリ
ル)酪酸ジメチルフェニルシリルエステル、3−(ジエ
チルクロロシリル)酪酸トリメチルシリルエステル、3
−(メチルフェニルクロロシリル)酪酸トリメチルシリ
ルエステル、3−(ジフェニルクロロシリル)酪酸トリ
メチルシリルエステル;およびこれらに対応する4−置
換吉草酸エステル、5−置換カブロン酸エステル、6−
置換エナント酸エステルが例示される。
[発明の効果]
本発明により、一方または両方の末端にカルボキシアル
キル基をもち、分子鎖の長さのそろったポリシロキサン
が提供される。
本発明のポリシロキサンは、各種有機ポリマーの末端ま
たは側鎖に存在するアミノ基、イミノ基、水酸基などと
の反応性が優れているので、容易にグラフト共重合体や
ブロック共重合体、あるいは架橋重合体を得ることがで
きる。この場合、とくに本発明においては、分子鎖の長
さのそろったポリシロキサンであることから、これらブ
ロック共重合体や架橋重合体におけるシロキサンセグメ
ントの長さがそろい、ミクロドメイン構造が制御よく得
られるので、生体適合性に優れ、また使用目的に応じて
生体適合性と物性とのバランスを調整し得るという利点
がある。
本発明のポリシロキサンを用いて得られる共重合体は、
生体埋入材、人工臓器材料などとして有用である。
[実施例]
以下、本発明を参考例および実施例によって説明するが
、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない
、なお、これらの例において、とくに断わりのない限り
部および%は重量基準である。
会JL例」や(2官能性重合開始剤の合成)水冷ジャケ
ット、攪拌機および滴下口を設けた反応容器に30部の
ビス[p−(ヒドロキシジメチルシリル)フェニル]エ
ーテルを仕込み、脱気して乾燥した窒素を導入してから
、乾燥テトラヒドロフラン622部を加えて均一に溶解
した。
反応容器を水冷しつつ、n−ブチルリチウム12.8部
を含むn−ヘキサン溶液74部をゆっくり滴下して、反
応を2時間行なった1反応終了後、減圧でテトラヒドロ
フランを留去し、窒素気流中で乾・燥n−ヘキサンによ
り繰返しデカンテーションを行なってから溶媒を揮散せ
しめ、白色固体のビス〔p−(ヒドロキシジメチルシリ
ル)フェニル〕エーテル・ジリチウム塩を26.1部得
た。収率は理論量に対して84%であった。
11■ユ(反応停止剤の合成)
還流管、三方コックを取付け、脱気したのち窒素置換し
た反応容器にビニル酢酸トリメチルシリルエステル44
.2部をとり、ジメチルクロロシラン52.9部を加え
、さらに、白金量5%の白金カーボン0.26部を加え
て、撹拌しっつ油浴でゆっ(り温度を上げていくと、約
45℃で急激に反応が起こった。還流を2時間行ったの
ち、窒素気流のもとに減圧蒸留を行い、沸点77〜78
’C/ 3 Torrの無色透明の油状物37.2部を
得た。
この油状物について、270MHzの IH−NMRの
測定を行ない、第1図のスペクトルを得た。
δ値とその帰属は第1表のとおりであった。これにより
、得られた油状物は3−(ジメチルクロロシリル)酪酸
トリメチルシリルエステルであることを確認した。収率
は理論量に対して53%であった。
第 1 表
a) b) c) d) e)11
■ユ(反応停止剤の合成)
参考例2で用いたのと同様の反応容器に、窒素気流のも
とてアリル酢酸トリメチルシリルエステルio、o部、
ジメチルクロロシラン11.0部、および白金量5%の
白金カーボン0.26部を加え、油浴により45℃に加
熱して反応を開始し、ジメチルクロロシランの還流温度
で2時間反応を行った。反応終了後、窒素気流のもとで
減圧蒸留を行い、沸点94℃/ 4 Torrで無色透
明の油状物7.2部を得た。
この油状物について270MHzの ’H−NMRの測
定を行い、第2図のスペクトルを得た。δ値とその帰属
が第2表のとおりであった。
これにより、得られた油状物は4−(ジメチルクロロシ
リル)吉草酸トリメチルシリルエステルであることがわ
かった。収率は理論量に対して46%であった。
第 2 表
a) b) c) d) e)
f)叉」1舛ユニ二旦
脱気したのち窒素ガス置換した反応容器に、ヘキサメチ
ルシクロトリシロキサンを入れ、テトラヒドロフランを
加えて溶解させたのち、あらかじめn−ヘキサンに溶解
したn−ブチルリチウムを加えて、重合を開始した。2
0℃で撹拌を3時間続けたのち、反応停止剤として、参
考例2で合成した3−(ジメチルクロロシリル)酪酸ト
リメチルシリルエステルを加え、ただちに50℃の恒温
槽中に移して、反応を2時間行なった。
反応終了後、生成物の溶液を大量のメタノール中に注い
でポリマーを析出させ、ついでメタノールを用いて洗浄
を行ない、加熱により低沸点分を除去して無色透明で粘
稠な油状物を得た。
用いた原料の組成比と油状物の収量は第3表のとおりで
あった。これらの油状物について、270MHzの ’
H−NMRおよびIRのスペクトルとGPCチャートを
求めた。実施例1で得られたポリマーの ’H−NMR
スペクトル、IRスペクトル、および屈折率をパラメー
タとして用いたGPCのチャートをそれぞれ第3図〜第
5図に示す。’H−NMRのδ値とIRの特性吸収を、
その帰属とともに第4表に示す。
これらの測定結果の分析から、得られた油状物は、一方
の末端に3−カルボキシプロピル基をもつポリジメチル
シロキサンであることが確認された。
理論量に対するポリシロキサンの収率、ならびに数平均
分子量について計算値およびGPCから求めた値は、第
3表のとおりであった。なお、これらのカルボキシ基末
端ポリシロキサンを1力月放置後に再びGPCにかけた
ところ、それぞれ全(同じチャートが得られ、安定性は
良好であった。
GPCチャートは、第5図に示すようにきわめて狭い分
子量分布を示した。そして、ポリスチレンの標準サンプ
ルと比較して、重量平均分子量(M w )と数平均分
子量(Mn)との比(Mw/M n )は1.1以下で
あった。
第 3 表
(以下余白)
(以下余白)
a)
b)
第
C)
d)
表
d) c)
e)
f)
(以下余白)
実11外A二二亙
実施例1で用いたのと同じ反応容器にヘキサメチルシク
ロトリシロキサンを入れ、テトラヒドロフランとN−メ
チルピロリジンを加えて均一に溶解させた。これに、参
考例1で合成したビス〔p−(ヒドロキシジメチルシリ
ル)フェニル】エーテル・ジリチウム塩をn−ヘキサン
に懸濁させた液を加え、20℃で重合を3時間行なった
。ついで、反応停止剤として、参考例2で合成した3−
(ジメチルクロロシリル)酪酸トリメチルシリルエステ
ルを加え、50℃で1時間反応させた0反応終了後、実
施例1と同様に精製を行なって、無色透明で粘稠な油状
物を得た。用いた原料の組成比とポリマーの収量は、第
5表のとおりであった。
これらのポリマーについて、実施例1と同様の分析を行
なった。実施例4で得られた油状物の’H−NMRスペ
クトルとIRスペクトルをそれぞれ第6図および第7図
に示す、また、実施例5で得られた油状物の、屈折率(
R,I)およびUVをパラメータとして用いたGPCの
チャートを第8図(a)、(b)に示す、’H−NMR
のδ値とIRの特性吸収を、その帰属とともに第6表に
示す。
これらの分析結果から、得られた油状物は、分子中にビ
スフェニレンエーテル結合をもち、両末端のケイ素原子
に3−カルボキシプロピル基の結合したポリジメチルシ
ロキサンであることが確認された。
理論量に対するポリマーの収率、ならびに数平均分子量
について計算値およびGPCから求めた値は、第5表の
とおりであった。なお、これらのカルボキシ基末端ポリ
シロキサンを1力月放置後に再びGPCにかけたところ
、それぞれ全く同じチャートが得られ、安定性は良好で
あった。
第8図に示したように、GPCチャートは、いずれもき
わめてシャープで、狭い分子量分布を示し、また、ポリ
スチレン標準サンプルと比較した重量平均分子量(Mw
)/数平均分子量(Mn)比は、1.1以下であった。
第
表
a)
第
b)
C)
d)
G1
表
d)
DI。
e)
口ら
f)
実JLf避二ニー旦
3−(ジメチルクロロシリル)酪酸トリメチルシリルエ
ステルの代りに、反応停止剤として参考例3で合成した
4−(ジメチルクロロシリル)吉草酸トリメチルシリル
エステルを用いたほかは実施例2および実施例3と同様
にしてポリマーの合成を行なった。また、同様に分析を
行なった。用いた反応停止剤の量およびポリマーの収量
を第7表に示す、実施例7で得られたポリマーの ’H
−NMRスペクトル、IRスペクトル、ならびに屈折率
をパラメーターとして用いたGPCのチャートをそれぞ
れ第9図〜11図に示す、また、 ′H−NMRのδ値
とIRの特性吸収、ならびにその帰属を第8表に示す。
これらの分析結果から、得られたポリマーは。
一方の末端に4−カルボキシブチル基の結合したポリジ
メチルシロキサンであることが確認された。
理論量に対するポリマーの収率、ならびに数平均分子量
について計算値およびGPCから求めた値は、第7表の
とおりであった。なお、これらのカルボキシ基末端ポリ
シロキサンを1力月放置後に再びGPCにかけたところ
、それぞれ全く同じチャートが得られ、安定性は良好で
あった。
第11図に示したように、GPCチャートは、きわめて
シャープで、狭い分子量分布を示し、また、ポリスチレ
ン標準サンプルと比較した重量平均分子量(Mw)/数
平均分子量(Mn)比は、1.1以下であった。
第 7 表
第
表
a)
b)
C)
d)
d) c)
e)
f)
g)
島
島Examples include [p-(hydroxymethylphenylsilyl)phenyl) ether, bis[m-(hydroxydiphenylsilyl)phenyl]ether, etc., but because of ease of handling and reactivity, two methyls are added to each silicon atom. It is preferable to have a group bonded to it.
It is reacted with an organolithium compound such as butyllithium to form a dilithium salt, which is used as a reaction initiator. A chain polysiloxane can be obtained by carrying out the anionic ring-opening polymerization of hexaorganocyclotrisiloxane using such various reaction initiators. Depending on the type of reaction initiator used, if you are aiming for a polysiloxane in which a bisphenylene ether structure is introduced into the molecule and carboxyalkyl groups are present at both ends, a polysiloxane with a bisphenylene ether structure is preferable. It is preferable because it has excellent uniformity of one molecular chain. As the hexaorganocyclotrisiloxane, hexamethylcyclotrisiloxane is most preferable from the viewpoint of reactivity and the properties of the obtained polysiloxane.
1-limethyl-1.3.5-tripropylcyclotrisiloxane, phenylpentamethylcyclotrisiloxane,
Other cyclic trisiloxanes such as 1.1-diphenyl-3,3,5,5-tetramethylcyclotrisiloxane may be used; the ring-opening polymerization reaction proceeds at or around room temperature in a nitrogen stream. After the living anion ring-opening polymerization has progressed, ω-(diorganochlorosilyl)monocarboxylic acid triorganosilyl ester is added as a reaction terminator, for example, 30 to
It is heated to 80° C. to remove the lithium atom at the end of the molecule and introduce a carboxyalkyl group. The polymer into which carboxyalkyl groups have been introduced by the termination reaction is injected into a large amount of methanol to precipitate, and after repeated washing with methanol, low boiling point components are removed by heating under reduced pressure, and the desired carboxyalkyl groups are removed. The terminal polysiloxane can be isolated. i Naoshige-Sarawata 11 The above-mentioned reaction terminator can be produced as follows. That is, alkenyl acetic acid is reacted with triorganochlorosilane in the presence of an amine to obtain alkenyl acetic acid triorganosilyl ester. Examples of alkenyl acetic acids include vinyl acetic acid, allyl acetic acid, l
Examples of the amine include -butenyl acetic acid and l-pentenyl acetic acid, with vinyl acetic acid being preferred because of its good reactivity. Examples of the amine include triethylamine and pyridine. Examples of triorganochlorosilane include trimethylchlorosilane, dimethylisopropylchlorosilane, and dimethylchlorosilane.
Examples include tert-butylchlorosilane, dimethylphenylchlorosilane, triethylchlorosilane, etc.
Among them, trimethylchlorosilane is preferred because of its ease of availability and reactivity. The reaction may be carried out at or around room temperature; for example, a solvent and an amine are added to alkenyl acetic acid, triorganochlorosilane is added dropwise under water cooling, and then the temperature is returned to room temperature or slightly warmed, or reflux is carried out near the boiling point of the solvent. Examples include ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, and tetrahydrofuran; and hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane, cyclohexane, petroleum ether, and gasoline. After the reaction is completed, the solvent and amine are distilled off, and the alkenyl acetic acid triorganosilyl ester is isolated by distillation under reduced pressure. The alkenyl acetate triol and ganosilyl ester thus obtained can be reacted with diorganochlorosilane to obtain a reaction terminator. Examples of diorganochlorosilane include dimethylchlorosilane, diethylchlorosilane, methylphenylchlorosilyl, diphenylchlorosilane, etc., but dimethylchlorosilane is preferred because it is easily available and has good reactivity. This can be carried out in the presence of a catalyst and with slight heating, but care must be taken as the reaction occurs rapidly. Examples of platinum-based catalysts include platinum carbon, etc. From the zero reaction product, ω-
The (diorganochlorosilyl)monocarboxylic acid triorganosilyl ester can be isolated. Such terminators include 3-(dimethylchlorosilyl)butyric acid trimethylsilyl ester, 3-(dimethylchlorosilyl)butyric acid dimethylisopropylsilyl ester, 3-(dimethylchlorosilyl)butyric acid dimethyl-ter
t-Butylsilyl ester, 3-(dimethylchlorosilyl)butyric acid dimethylphenylsilyl ester, 3-(diethylchlorosilyl)butyric acid trimethylsilyl ester, 3
-(methylphenylchlorosilyl)butyric acid trimethylsilyl ester, 3-(diphenylchlorosilyl)butyric acid trimethylsilyl ester; and the corresponding 4-substituted valerate, 5-substituted cabroate, 6-
Examples include substituted enanthate esters. [Effects of the Invention] The present invention provides a polysiloxane having a carboxyalkyl group at one or both ends and having a uniform molecular chain length. The polysiloxane of the present invention has excellent reactivity with amino groups, imino groups, hydroxyl groups, etc. present at the ends or side chains of various organic polymers, so it can easily be used to form graft copolymers, block copolymers, or cross-linked polymers. Polymers can be obtained. In this case, especially in the present invention, since the polysiloxane is a polysiloxane with uniform molecular chain length, the lengths of the siloxane segments in these block copolymers and crosslinked polymers are uniform, and a microdomain structure can be obtained with good control. Therefore, it has excellent biocompatibility, and has the advantage that the balance between biocompatibility and physical properties can be adjusted depending on the purpose of use. The copolymer obtained using the polysiloxane of the present invention is
It is useful as biological implant material, artificial organ material, etc. [Examples] The present invention will be explained below by reference examples and examples, but the present invention is not limited to these examples. In these examples, unless otherwise specified, parts and percentages are It is based on weight. (Synthesis of bifunctional polymerization initiator) 30 parts of bis[p-(hydroxydimethylsilyl)phenyl]ether was charged into a reaction vessel equipped with a water-cooled jacket, a stirrer, and a dropping port, and degassed. After introducing dry nitrogen, 622 parts of dry tetrahydrofuran was added and uniformly dissolved. While cooling the reaction vessel with water, 74 parts of an n-hexane solution containing 12.8 parts of n-butyllithium was slowly added dropwise, and the reaction was carried out for 2 hours. After the completion of the reaction, tetrahydrofuran was distilled off under reduced pressure, and the mixture was heated under a nitrogen stream. After repeated decantation using dry n-hexane, the solvent was evaporated to obtain 26.1 parts of bis[p-(hydroxydimethylsilyl)phenyl]ether dilithium salt as a white solid. The yield was 84% based on the theoretical amount. 11. (Synthesis of reaction terminator) Vinyl acetate trimethylsilyl ester 44 was placed in a reaction vessel equipped with a reflux tube and a three-way cock, degassed, and then purged with nitrogen.
.. Take 2 parts, add 52.9 parts of dimethylchlorosilane, and further add 0.26 parts of platinum carbon containing 5% platinum, and slowly raise the temperature in an oil bath with stirring. The reaction occurred rapidly at ℃.After refluxing for 2 hours, vacuum distillation was performed under a nitrogen stream to obtain a boiling point of 77-78.
37.2 parts of a colorless and transparent oil having a temperature of C/3 Torr was obtained. This oil was subjected to IH-NMR measurement at 270 MHz, and the spectrum shown in FIG. 1 was obtained. The δ values and their assignments are shown in Table 1. This confirmed that the obtained oil was 3-(dimethylchlorosilyl)butyric acid trimethylsilyl ester. The yield was 53% based on the theoretical amount. Table 1 a) b) c) d) e) 11
■U (Synthesis of reaction terminator) In a reaction vessel similar to that used in Reference Example 2, under a nitrogen stream, io and o parts of allyl acetic acid trimethylsilyl ester,
11.0 parts of dimethylchlorosilane and 0.26 parts of platinum carbon containing 5% platinum were added, heated to 45°C in an oil bath to start the reaction, and the reaction was carried out for 2 hours at the reflux temperature of dimethylchlorosilane. After the reaction was completed, vacuum distillation was performed under a nitrogen stream to obtain 7.2 parts of a colorless and transparent oil with a boiling point of 94° C./4 Torr. This oil was subjected to 'H-NMR measurement at 270 MHz, and the spectrum shown in FIG. 2 was obtained. The δ values and their attributions are shown in Table 2. This revealed that the obtained oil was 4-(dimethylchlorosilyl)valeric acid trimethylsilyl ester. The yield was 46% based on the theoretical amount. Table 2 a) b) c) d) e)
f) Pour hexamethylcyclotrisiloxane into a reaction vessel that has been degassed twice and replaced with nitrogen gas, add and dissolve tetrahydrofuran, and add n-butyllithium previously dissolved in n-hexane. In addition, polymerization was initiated. 2
After stirring at 0°C for 3 hours, 3-(dimethylchlorosilyl)butyric acid trimethylsilyl ester synthesized in Reference Example 2 was added as a reaction terminator, and immediately transferred to a constant temperature bath at 50°C, and the reaction was continued for 2 hours. I did it. After the reaction was completed, the product solution was poured into a large amount of methanol to precipitate the polymer, which was then washed with methanol and heated to remove low-boiling components to obtain a colorless and transparent viscous oil. . The composition ratio of the raw materials used and the yield of the oily substance were as shown in Table 3. For these oils, 270 MHz '
H-NMR and IR spectra and GPC charts were obtained. 'H-NMR of the polymer obtained in Example 1
GPC charts using the spectrum, IR spectrum, and refractive index as parameters are shown in FIGS. 3 to 5, respectively. 'H-NMR δ value and IR characteristic absorption,
They are shown in Table 4 along with their attributions. Analysis of these measurement results confirmed that the obtained oil was polydimethylsiloxane having a 3-carboxypropyl group at one end. Table 3 shows the yield of polysiloxane based on the theoretical amount and the calculated value and the value determined from GPC for the number average molecular weight. When these carboxyl group-terminated polysiloxanes were subjected to GPC again after being left for one month, the same chart was obtained and the stability was good. It exhibited a narrow molecular weight distribution, and the ratio of weight average molecular weight (M w ) to number average molecular weight (Mn) (Mw/M n ) was 1.1 or less compared to a standard sample of polystyrene. Table 3 (blank below) (blank below) a) b) Section C) d) Table d) c) e) f) (blank below) Same reaction as used in Example 1 Hexamethylcyclotrisiloxane was placed in a container, and tetrahydrofuran and N-methylpyrrolidine were added and uniformly dissolved. To this was added a suspension of bis[p-(hydroxydimethylsilyl)phenyl]ether dilithium salt synthesized in Reference Example 1 in n-hexane, and polymerization was carried out at 20°C for 3 hours. Then, 3- synthesized in Reference Example 2 was used as a reaction terminator.
(Dimethylchlorosilyl)butyric acid trimethylsilyl ester was added and after the reaction was completed at 50° C. for 1 hour, purification was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a colorless and transparent viscous oil. The composition ratio of the raw materials used and the yield of the polymer were as shown in Table 5. These polymers were analyzed in the same manner as in Example 1. The 'H-NMR spectrum and IR spectrum of the oil obtained in Example 4 are shown in Figures 6 and 7, respectively.
GPC charts using R, I) and UV as parameters are shown in Figures 8(a) and (b).
Table 6 shows the δ values and characteristic absorptions of IR along with their attributions. From these analysis results, it was confirmed that the obtained oil was polydimethylsiloxane having bisphenylene ether bonds in the molecule and 3-carboxypropyl groups bonded to silicon atoms at both ends. Table 5 shows the yield of the polymer based on the theoretical amount and the calculated value and the value determined from GPC for the number average molecular weight. When these carboxyl group-terminated polysiloxanes were left to stand for one month and then subjected to GPC again, exactly the same charts were obtained, indicating good stability. As shown in Figure 8, the GPC charts show extremely sharp and narrow molecular weight distributions, and the weight average molecular weight (Mw) compared to the polystyrene standard sample.
)/number average molecular weight (Mn) ratio was 1.1 or less. Table a) Section b) C) d) G1 Table d) DI. e) Mouth f) Real JLf 2-Dan 4-(dimethylchlorosilyl)valeric acid trimethylsilyl ester synthesized in Reference Example 3 was used as a reaction terminator instead of 3-(dimethylchlorosilyl)butyric acid trimethylsilyl ester. The polymer was synthesized in the same manner as in Example 2 and Example 3 except for the above. A similar analysis was also conducted. The amount of reaction terminator used and the yield of polymer are shown in Table 7.
-NMR spectra, IR spectra, and GPC charts using refractive index as parameters are shown in Figs. Shown in the table. From these analysis results, the obtained polymer is. It was confirmed that it was polydimethylsiloxane with a 4-carboxybutyl group bonded to one end. Table 7 shows the yield of the polymer based on the theoretical amount and the calculated value and the value determined from GPC for the number average molecular weight. When these carboxyl group-terminated polysiloxanes were left to stand for one month and then subjected to GPC again, exactly the same charts were obtained, indicating good stability. As shown in Figure 11, the GPC chart shows a very sharp and narrow molecular weight distribution, and the weight average molecular weight (Mw)/number average molecular weight (Mn) ratio compared to the polystyrene standard sample is 1.1. It was below. Table 7 a) b) C) d) d) c) e) f) g) Island island
第1図は参考例2、第2図は参考例3で得られた反応停
止剤のそれぞれ’H−NMRスペクトルを示す、第3図
〜第5図は実施例1で得られた油状物の’H−NMRお
よびIRスペクトル、ならびにGPCチャートを示す、
第6図、第7図は実施例4で得られた油状物の ’H−
NMRおよびIRスペクトル、第8図は実施例5で得ら
れた油状物のGPCチャートを示す、第9図〜第11図
は実施例7で得られたポリマーの ’H−NMRおよび
IRスペクトル、ならびにGPCチャートを示す。
出願人 東芝シリコーン株式会社Figure 1 shows the 'H-NMR spectrum of the reaction terminator obtained in Reference Example 2, Figure 2 shows the 'H-NMR spectrum of the reaction terminator obtained in Reference Example 3, and Figures 3 to 5 show the oily substance obtained in Example 1. 'H-NMR and IR spectra, as well as GPC charts,
Figures 6 and 7 show 'H-' of the oily substance obtained in Example 4.
NMR and IR spectra, Figure 8 shows the GPC chart of the oil obtained in Example 5, Figures 9 to 11 show the 'H-NMR and IR spectra of the polymer obtained in Example 7, and A GPC chart is shown. Applicant: Toshiba Silicone Corporation
Claims (1)
炭素数1〜4のアルキル基またはフェニル基を示し、R
^1は1価の炭化水素基または▲数式、化学式、表等が
あります▼ 基を示し、p,qはそれぞれ10〜2,000の整数を
示し、xは0または1を示し、aは3〜6の整数を示す
)で表わされ、かつ重量平均分子量(Mw)と数平均分
子量(Mn)の比(Mw/Mn)が1.4以下であるカ
ルボキシアルキル基末端ポリシロキサン。[Claims] 1. General formula ▲ Numerical formula, chemical formula, table, etc. ▼ (In the formula, R may be the same or different from each other,
Represents an alkyl group or phenyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R
^1 represents a monovalent hydrocarbon group or ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ groups, p and q each represent an integer from 10 to 2,000, x represents 0 or 1, and a represents 3. A carboxyalkyl group-terminated polysiloxane having a weight average molecular weight (Mw) to a number average molecular weight (Mn) ratio (Mw/Mn) of 1.4 or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10235789A JP2715139B2 (en) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | Carboxyalkyl-terminated polysiloxane |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02281042A true JPH02281042A (en) | 1990-11-16 |
JP2715139B2 JP2715139B2 (en) | 1998-02-18 |
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ID=14325217
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4234959C1 (en) * | 1992-10-16 | 1994-04-07 | Goldschmidt Ag Th | Polysiloxane(s) with alkoxy gp. at one end and another gp. at the other - by anionic polymerisation of hexa:methyl:cyclo:tri:siloxane with lithium alcoholate, and addn of a functional silane chain-stopper |
-
1989
- 1989-04-21 JP JP10235789A patent/JP2715139B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4234959C1 (en) * | 1992-10-16 | 1994-04-07 | Goldschmidt Ag Th | Polysiloxane(s) with alkoxy gp. at one end and another gp. at the other - by anionic polymerisation of hexa:methyl:cyclo:tri:siloxane with lithium alcoholate, and addn of a functional silane chain-stopper |
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---|---|
JP2715139B2 (en) | 1998-02-18 |
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