JPH06228161A - イソシアネート基含有オルガノポリシロキサンの製造方法 - Google Patents

イソシアネート基含有オルガノポリシロキサンの製造方法

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JPH06228161A
JPH06228161A JP3473193A JP3473193A JPH06228161A JP H06228161 A JPH06228161 A JP H06228161A JP 3473193 A JP3473193 A JP 3473193A JP 3473193 A JP3473193 A JP 3473193A JP H06228161 A JPH06228161 A JP H06228161A
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JP
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organopolysiloxane
phosgene
isocyanate group
amino group
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Toshio Yamazaki
敏夫 山崎
Seiji Ichinohe
省二 一戸
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 本発明は分子中に1個の1級アミノ基を含
有するオルガノポリシロキサンとホスゲンとの反応で分
子中に1個のイソシアネート基を含有するオルガノポリ
シロキサンを高収率で純度よく製造する方法の提供を目
的とするものである。 【構成】 本発明によるイソシアネート基含有オルガ
ノポリシロキサンの製造方法は、一般式 【化15】 [ここにR1は炭素数1〜8の1価有機基、R2、R3、R4
炭素数1〜8の1価有機基または-SiOR5R6R7で示される
シロキシ基(R5、R6、R7は炭素数1〜8の1価有機
基)、nは1〜10の整数、aは0、1または2]で示さ
れる分子内に1個の1級アミノ基を含有するオルガノポ
リシロキサンに、塩基性物質の共存下でホスゲンを作用
させて、一般式 【化16】 (R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、a、nは前記に同じ)
で示される分子中に1個のイソシアネート基を含有する
オルガノポリシロキサンを得ることを特徴とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はイソシアネート基含有オ
ルガノポリシロキサンの製造方法、特にはアミノ基含有
ポリシロキサンとホスゲンとの反応時に副生する塩酸を
速やかに中和して、目的とするイソシアネート基含有オ
ルガノポリシロキサンを高収率で得る方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】イソシアネート基は活性水素を有する有
機官能基、例えば水酸基、カルバメート基、1級および
2級のアミノ基、カルボン酸基などと反応してウレタン
結合や尿素結合を形成するが、この反応は反応性が高い
ことから分子内に1個のイソシアネート基を含有するオ
ルガノポリシロキサンは活性水素を含有する有機化合物
をシリコーン変性する用途において非常に利用価値の高
いものとされている。
【0003】そして、このイソシアネート基含有化合物
は対応する一級アミノ基にホスゲンを作用させて合成す
る方法が工業化されており、これについては式 H2N(CH2)3-Si[OSi(CH3)3]3 で示されるアミノ基含有ポリシロキサンにホスゲンを作
用させて OCN(CH2)3Si[OSi(CH3)3]3 を得ることも公知とされている(米国特許第 3,584,024
号明細書参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法では
アミノ基含有ポリシロキサンとホスゲンが反応すると多
量の塩酸が副生し、この塩酸によってシロキサン結合が
切断され、例えばシロキサン結合の18.6モル%が切断さ
れたと報告されている(同明細書参照)ので、目的とす
るイソシアネート基含有オルガノポリシロキサンの収率
が非常に低いものになるという欠点がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不
利、欠点を解決したイソシアネート基含有オルガノポリ
シロキサンの製造方法に関するものであり、これは一般
式(1)
【化3】 [ここにR1は炭素数1〜8の1価有機基、R2、R3、R4
炭素数1〜8の1価有機基または-SiOR5R6R7で示される
シロキシ基(R5、R6、R7は炭素数1〜8の1価有機
基)、nは1〜10の整数、aは0、1または2]で示さ
れる分子内に1個の1級アミノ基を含有するオルガノポ
リシロキサンに、有機溶媒中で塩基性物質の共存下にホ
スゲンを作用させて、一般式(2)
【化4】 (R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、a、nは前記に同じ)
で示される分子中に1個のイソシアネート基を含有する
オルガノポリシロキサンを得ることを特徴とするもので
ある。
【0006】すなわち、本発明者らはアミノ基含有オル
ガノポリシロキサンとホスゲンとの反応によるイソシア
ネート基含有オルガノポリシロキサンの製造方法におけ
るイソシアネート基含有オルガノポリシロキサンの収率
を向上させる方法について種々検討した結果、これにつ
いてはアミノ基含有オルガノポリシロキサンとホスゲン
との反応を有機溶媒中で、塩基性物質の共存下で行え
ば、この反応で多量に副生する塩酸がこの塩基性物質で
中和されるのでこの塩酸によるシロキサン結合の切断が
なくなり、目的とするイソシアネート基含有オルガノポ
リシロキサンが高収率で得られるようになるということ
を見出し、ここに使用される塩基性物質の種類、添加量
などについての研究を進めて本発明を完成させた。以下
にこれをさらに詳述する。
【0007】
【作用】本発明はイソシアネート基含有オルガノポリシ
ロキサンの製造方法に関するものであり、これは前記し
た一般式(1)で示される分子中に1個の1級アミノ基
を含有するオルガノポリシロキサンに、有機溶媒中で塩
基性物質の共存下にホスゲンを作用させて、一般式
(2)で示される分子中に1個のイソシアネート基を含
有するオルガノポリシロキサンを得ることを特徴とする
ものであるが、これによればこのアミノ基含有オルガノ
ポリシロキサンとホスゲンとの反応によって塩酸が発生
しても、この塩酸が系内に存在する塩基性物質によって
中和されるので、この塩酸によってシロキサン鎖が切断
されることがなくなり、結果において目的とするイソシ
アネート基含有オルガノポリシロキサンが高い収率で得
られるという有利性が与えられる。
【0008】本発明によるイソシアネート基含有オルガ
ノポリシロキサンの製造はアミノ基含有オルガノポリシ
ロキサンとホスゲンとを反応させるものである。ここに
使用されるアミノ基含有オルガノポリシロキサンは一般
式(1)
【化5】 で示され、このR1はメチル基、エチル基、プロピル基、
ブチル基、オクチル基などのアルキル基、シクロペンチ
ル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基、フェ
ニル基、トリル基などのアリール基、ベンジル基などの
アラルキル基、ビニル基、アリル基などのアルケニル
基、またはこれらの炭素原子に結合している水素原子の
一部または全部をハロゲン原子、シアノ基などで置換し
たクロロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル
基、2−シアノエチル基などから選択される非置換また
は置換の炭素数1〜8の1価有機基、R2、R3、R4はR1
同じ炭素数1〜8の1価有機基または、-SiOR5R6R7で示
され、R5、R6、R7がR1と同じ炭素数1〜8の1価有機基
であるシロキシ基、例えばトリメチルシロキシ基、クロ
ロメチルジメチルシロキシ基、3,3,3−トリフルオ
ロプロピルジメチルシロキシ基などであり、nが1〜10
の整数、aは0、1または2であるものとされる。
【0009】したがって、このアミノ基含有オルガノポ
リシロキサンとしては3−アミノプロピルトリス(トリ
メチルシロキシ)シラン、3−アミノプロピルメチルビ
ス(トリメチルシロキシ)シラン、3−アミノプロピル
ジメチル(トリメチルシロキシ)シラン、3−アミノプ
ロピルトリス(ペンタメチルジシロキサニル)シラン、
3−アミノプロピルメチルビス(ペンタメチルジシロキ
サニル)シラン、3−アミノプロピルジメチル(ペンタ
メチルジシロキサニル)シラン、3−アミノプロピルト
リス(ヘプタメチルトリシロキサニル)シラン、3−ア
ミノプロピルメチルビス(ヘプタメチルトリシロキサニ
ル)シラン、3−アミノプロピルジメチル(ヘプタメチ
ルトリシロキサニル)シラン、3−アミノプロピルトリ
ス(ノナメチルテトラシロキサニル)シラン、3−アミ
ノプロピルメチルビス(ノナメチルテトラシロキサニ
ル)シラン、3−アミノプロピルジメチル(ノナメチル
テトラシロキサニル)シラン、6−アミノヘキシルトリ
ス(トリメチルシロキシ)シラン、6−アミノヘキシル
メチルビス(トリメチルシロキシ)シラン、6−アミノ
ヘキシルジメチル(トリメチルシロキシ)シラン、10−
アミノデシルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、10
−アミノデシルメチルビス(トリメチルシロキシ)シラ
ン、10−アミノデシルジメチル(トリメチルシロキシ)
シランなどが例示されるが、これは例えば次式
【化6】 (ここにR1、R2、R3、R4、a、nは前記に同じR8は炭素
数1〜4の1価有機基)による1級アミノ基含有アルコ
キシシランとオルガノシラノールとのエステル交換によ
る脱アルコール反応により製造することができる。
【0010】このアミノ基含有オルガノポリシロキサン
は公知の方法にしたがってホスゲンと反応させてイソシ
アネート基含有オルガノポリシロキサンに誘導するので
あるが、この反応は気体のホスゲンを反応系内に吹き込
むものであることから有機溶媒を使用するのが好まし
い。ここに用いられる有機溶媒は反応系内において原料
系化合物および生成物と反応しない不活性なものであれ
ば特に限定されず、これにはn−ペンタン、n−ヘキサ
ン、n−オクタン、イソオクタン、シクロヘキサン、シ
クロオクタンなどの直鎖状、分岐状または環状の脂肪族
炭化水素、ベンゼル、トルエン、キシレンなどの芳香族
炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素な
どのハロゲン化炭化水素、ジエチルエーテル、ジブチル
エーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエー
テル類が例示されるが、これらは単独で用いても、2種
以上を任意の割合で混合してもよい。
【0011】また、この反応に当たっては反応系に塩基
性物質を共存させることが必要とされる。これはアミノ
基含有オルガノポリシロキサンとホスゲンを反応させる
と多量の塩酸が発生し、この塩酸によってシロキサン結
合が切断されるので、次式
【化7】 のようにこの塩基性物質で塩酸を中和し、シロキサン結
合の切断などの副反応を抑制するためであるが、この反
応ではアミノ基1モルとホスゲン1モルの反応で塩酸が
2モル発生するので、塩基性物質も2モル以上の過剰量
とすることがよく、これが2モル未満では好ましくない
副反応が起こってしまう。
【0012】この塩基性物質としては、例えばトリエチ
ルアミン、トリ−n−ブチルアミン、 N,N,N',N'−テト
ラメチル−1,3−ブタンジアミンなどの脂肪族3級ア
ミン;N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルア
ニリンなどの芳香族3級アミン;ピリジン、ピコリンな
どの複素環式3級アミン;N−エチルモルホリン、1,
4−ジアザビシクロ(2,2,2)オクタン、1,8−
ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7などの環
式3級アミン;重曹、炭酸ソーダ、炭酸カルシウム、酢
酸カリウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属の弱
酸塩などが例示されるが、苛性ソーダ、苛性カリなどの
強塩基は、これが反応中にシロキサン結合を切断するの
で好ましいものではない。
【0013】本発明によるイソシアネート基含有オルガ
ノポリシロキサンの製造は、具体的には例えばホスゲン
を有機溶媒に吹き込んで溶解し、これにアミノ基含有オ
ルガノポリシロキサンと塩基性物質の混合溶液を滴下し
て反応させ、熟成させればよいが、この反応温度は−50
〜+30℃、好ましくは−30〜+10℃とすればよい。な
お、これについては必要ならば熟成終了後に析出してい
る塩基性物質の塩酸塩を反応混合物からろ別し、このろ
液を蒸留すれば目的とするイソシアネート基含有オルガ
ノポリシロキサンを単離精製することができる。
【0014】
【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。 実施例1 ガス導入管、滴下ロート、冷却管、温度計、撹拌装置を
備えたフラスコ内を窒素置換したのちこれにトルエン20
0gを仕込み、−10℃に冷却してからこれにガス導入管を
通して約 12g(約 1.2モル)のホスゲンを吹き込んだ。
ついで、このフラスコに式
【化8】 で示される分子内に1個のアミノ基を有するオルガノポ
リシロキサン 35.3g(0.1 モル)をトリエチルアミン 2
5.3g(0.25モル)に溶解した溶液Aを滴下ロートから−
10〜0℃で滴下し、その後0〜10℃で2時間熟成した。
【0015】つぎにガス導入管から窒素ガスを吹き込ん
で反応系から過剰のホスゲンを追い出したのち、反応混
合物をろ過してトリエチルアミン塩酸塩を除去し、ろ液
を減圧濃縮し、精留塔を備えた蒸留装置で精留したとこ
ろ、沸点が88〜91℃/2mmHgの無色透明な液体 27.7gが得
られたので、これについてIR分析、 1H−NMR測定
をした結果、式
【化9】 で示されるイソシアネート基含有オルガノポリシロキサ
ンであり、純度が99.1%であることが確認された。
【0016】実施例2 実施例1における溶液Aを式
【化10】 で示される分子内に1個のアミノ基を有するオルガノポ
リシロキサン 45.1g(0.1 モル)をピリジン 19.8g(0.
25モル)に溶解して得た溶液Bとしたほかは実施例1と
同様に処理したところ、沸点が 116〜 120℃/2mmHgで無
色透明の液体 33.6gが得られたので、これについてIR
分析、 1H−NMR測定を行なった結果、式
【化11】 で示されるイソシアネート基含有オルガノポリシロキサ
ンであり、純度も98.6%であることが確認された。
【0017】8実施例3 実施例1における溶液Aを式
【化12】 で示される分子内に1個のアミノ基を有するオルガノポ
リシロキサン 42.7g(0.1 モル)をN,N−ジメチルア
ニリン 33.3g(0.25モル)に溶解して得た溶液Cとした
ほかは実施例1と同様に処理したところ、沸点が96〜 1
00℃/2mmHgで無色透明の液体 32.9gが得られたので、こ
れについてIR分析、 1H−NMR測定を行なった結
果、式
【化13】 で示されるイソシアネート基含有オルガノポリシロキサ
ンであり、純度も98.9%であることが確認された。
【0018】比較例 実施例1において、トリエチルアミンを使用せず、アミ
ノ基含有オルガノポリシロキサンのみを滴下したほかは
実施例1と同様に処理したところ、沸点が70〜90℃/2mm
Hgで無色透明の液体 16.3gが得られたので、これについ
てIR分析、 1H−NMR測定を行なった結果、これに
はシロキサン結合が切断されて塩素化された式
【化14】 で示される化合物が副生しており、目的物(実施例1参
照)の純度も65.7%と低いものであることが確認され
た。
【0019】
【発明の効果】本発明はイソシアネート基含有オルガノ
ポリシロキサンの製造方法に関するものであり、これは
前記したように一般式(1)で示される分子内に1個の
1級アミノ基を含有するオルガノポリシロキサンに、塩
基性物質の共存下でホスゲンを作用させて、一般式
(2)で示される分子中に1個のイソシアネート基を含
有するオルガノポリシロキサンを得ることを特徴とする
ものであるが、これによれば反応系に副生する塩酸を中
和するための塩基性物質が添加されているので、この塩
酸によってシロキサン結合が切断されるなどの副反応が
抑制され、目的とするイソシアネート基含有オルガノポ
リシロキサンを高収率で、しかも純度の高いものとして
得ることができるという有利性が与えられる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 【化1】 [ここにR1は炭素数1〜8の1価有機基、R2、R3、R4
    炭素数1〜8の1価有機基または-SiOR5R6R7で示される
    シロキシ基(R5、R6、R7は炭素数1〜8の1価有機
    基)、nは1〜10の整数、aは0、1または2]で示さ
    れる分子内に1個の1級アミノ基を含有するオルガノポ
    リシロキサンに、塩基性物質の共存下でホスゲンを作用
    させて、一般式 【化2】 (R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、a、nは前記に同じ)
    で示される分子中に1個のイソシアネート基を含有する
    オルガノポリシロキサンを得ることを特徴とするイソシ
    アネート基含有オルガノポリシロキサンの製造方法。
JP3473193A 1993-01-29 1993-01-29 イソシアネート基含有オルガノポリシロキサンの製造方法 Pending JPH06228161A (ja)

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