JPH07101965A - アルコキシシラン化合物 - Google Patents

アルコキシシラン化合物

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JPH07101965A
JPH07101965A JP24805993A JP24805993A JPH07101965A JP H07101965 A JPH07101965 A JP H07101965A JP 24805993 A JP24805993 A JP 24805993A JP 24805993 A JP24805993 A JP 24805993A JP H07101965 A JPH07101965 A JP H07101965A
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JP
Japan
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dimethyl
compound
alkoxysilane
alkoxysilane compound
group
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JP24805993A
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English (en)
Inventor
Takeshi Miyazaki
剛 宮▲崎▼
Yasuyoshi Koinuma
康美 鯉沼
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NOF Corp
Original Assignee
Nippon Oil and Fats Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 下記一般式化1で表わされるアルコキシシラ
ン化合物。 【化1】 【効果】 本発明のアルコキシシラン化合物は、分子内
にアルコキシシラン基とベタイン基とを有する新規な化
合物であり、優れた親水性等を有するので、防曇剤、帯
電防止剤、染色促進剤、タンパク吸着制御剤、細胞接着
制御剤等の表面改質剤として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規なアルコキシシラ
ン化合物に関し、更に詳細には、各種無機材料あるいは
有機材料の表面を親水化することに優れ、繊維、光学部
品、生体材料等の分野において、防曇剤、帯電防止剤、
染色促進剤、タンパク吸着制御剤、細胞接着制御剤等と
して有用なアルコキシシラン化合物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、アルコキシシラン基を有する
シランカップリング剤は、無機材料あるいは有機材料の
表面に疎水性を付与したり、また反応性基を容易に導入
できる等の機能を有することから、表面改質剤として用
いられている。しかしながら、親水性を付与するアルコ
キシシラン化合物に関しては知られていない。
【0003】一方、優れた親水性を有する化合物として
はベタインが知られている。例えば、米国特許第367
1502号明細書には、N−メタクリロイルオキシエチ
ル−N,N−ジメチル−N−(3−スルホプロピル)ア
ンモニウムベタインと2−ヒドロキシエチルメタクリレ
ートとの共重合体が、親水性高分子として知られている
ポリ(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)よりも更
に優れた親水性を有することが開示されている。
【0004】しかしながら、アルコキシシラン基とベタ
イン基の両方を兼ね備えた化合物に関しては、全く知ら
れていないのが現状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、各種
材料に親水性等を付与することが可能なアルコキシシラ
ン基及びベタイン基の両方を有する新規なアルコキシシ
ラン化合物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記一
般式化2で表わされるアルコキシシラン化合物(以下ア
ルコキシシラン化合物1と称す)が提供される。
【0007】
【化2】
【0008】以下本発明を更に詳細に説明する。
【0009】本発明のアルコキシシラン化合物は、前記
一般式化2で表わさせるアルコキシシラン化合物1であ
り、具体的には例えばN−プロピルトリメトキシシラン
−N,N−ジメチル−N−(3−スルホプロピル)アン
モニウムベタイン、N−プロピルトリメトキシシラン−
N,N−ジメチル−N−(2−カルボキシエチル)アン
モニウムベタイン、N−プロピルジエトキシメチルシラ
ン−N,N−ジメチル−N−(3−スルホプロピル)ア
ンモニウムベタイン、N−プロピルジエトキシメチルシ
ラン−N,N−ジメチル−N−(2−カルボキシエチ
ル)アンモニウムベタイン、N−プロピルトリメトキシ
シラン−N,N−ジメチル−N−(1−スルホメチル)
アンモニウムベタイン、N−プロピルジエトキシメチル
シラン−N,N−ジメチル−N−(1−スルホメチル)
アンモニウムベタイン、N−プロピルジメトキシメチル
シラン−N,N−ジメチル−N−(2−スルホエチル)
アンモニウムベタイン、N−プロピルジエトキシメチル
シラン−N,N−ジメチル−(2−スルホエチル)アン
モニウムベタイン等を挙げることができる。
【0010】前記アルコキシシラン化合物1を調製する
には、例えばジメチルアミノ基を有するアルコキシシラ
ン化合物(以下アルコキシシラン化合物2と称す)と、
スルトン環化合物、ラクトン環化合物又はモノハロゲン
化カルボン酸類とを反応させる方法、あるいは前記アル
コキシシラン化合物2にアクリロニトリルを付加させた
後、酸化する方法等により容易に調製することができ
る。
【0011】前記アルコキシシラン化合物2としては、
例えばN,N−ジメチル−3−アミノプロピルトリメト
キシシラン、N,N−ジメチル−3−アミノプロピルメ
チルジエトキシシラン、N,N−ジメチル−3−アミノ
プロピルメチルメトキシシラン、N,N−ジメチル−3
−アミノプロピルトリエトキシシラン等を好ましく挙げ
ることができる。
【0012】また前記スルトン環化合物としては、例え
ばプロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン等を、前
記ラクトン環化合物としては、例えばβープロピルラク
トン、β−ブチロラクトン等を、更に前記モノハロゲン
化カルボン酸類としては、例えばモノクロロ酢酸、β−
クロロプロピオン酸等を好ましく挙げることができる。
【0013】前記反応にあたり、アルコキシシラン化合
物2と、スルトン環化合物、ラクトン環化合物又はモノ
ハロゲン化カルボン酸類、あるいはアクリロニトリルと
の仕込みモル比は1:0.5〜1:10が好ましく、特
に1:0.8〜1:1.2が望ましい。
【0014】前記反応は、例えば乾燥させたアセトニト
リル、メタノール、エタノール、クロロホルム、ジエチ
ルエーテル等の有機溶媒の存在下、好ましくは反応温度
−100℃〜120℃で、30分〜100時間反応させ
るのが望ましい。
【0015】次いで得られる反応生成物は、前記有機溶
媒中に析出する場合、濾過、乾燥する方法等により高純
度のアルコキシシラン化合物1を得ることができる。ま
た終始均一系で反応が進行する場合には、得られる反応
生成物をそのまま用いても良いが、再結晶、再沈殿、吸
着剤処理、カラム処理、蒸留等の公知の方法により単
離、精製することができる。
【0016】
【発明の効果】本発明のアルコキシシラン化合物は、分
子内にアルコキシシラン基とベタイン基とを有する新規
な化合物であり、優れた親水性等を有するので、防曇
剤、帯電防止剤、染色促進剤、タンパク吸着制御剤、細
胞接着制御剤等の表面改質剤として有用である。
【0017】
【実施例】以下本発明を実施例により更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0018】
【実施例1】撹拌装置及び窒素導入管を備えた3つ口フ
ラスコ中に、乾燥アセトニトリル100ml、N,N−
ジメチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン2.
00g(9.6mmol)及びプロパンスルトン1.1
7g(9.6mmol)を仕込み、室温で24時間反応
させた。反応終了後、得られた反応混合物を減圧下にて
濃縮し、下記構造式化3で表わされるN−プロピルトリ
メトキシシラン−N,N−ジメチル−N−(3−スルホ
プロピル)アンモニウムベタインを得た。収率は99.
8%であった。以下に1H−NMRスペクトル、元素分
析、赤外吸収スペクトルの分析結果を示す。
【0019】
【化3】
【0020】1H−NMR(D2O、δ:ppm、270MHz)スペクト
ル;3.55(a、s、9H)、3.43(f、m、2H)、3.31
(d、m、2H)、3.06(e、s、6H)、2.95(h、t、2H、J=7.2
5)、2.22(g、m、2H)、1.81(c、m、2H)、0.70
(b、t、2H、J=8.41) 元素分析値(H27C11NO6SSi); 理論値 H:8.27、C:40.11、N:4.25 実測値 H:8.38、C:39.98、N:4.17 赤外吸収スペクトル(KBr:cm~1);3400、1200(S
O3)、1040(Si−O−CH
【0021】
【実施例2】プロパンスルトンの代わりにβ−プロピオ
ラクトンを用いた以外は、実施例1に従って反応を行
い、下記構造式化4で表わされるN−プロピルトリメト
キシシラン−N,N−ジメチル−N−(2−カルボキシ
エチル)アンモニウムベタインを得た。収率は99.4
%であった。各分析結果を以下に示す。
【0022】
【化4】
【0023】H−NMR(D2O、δ:ppm、270MHz)スペク
トル;3.57(a、s、9H)、3.56(f、t、2H、J=7.75)、
3.07(e、s、6H)、3.38(d、t、2H、J=6.6)、2.65
(g、t、2H、J=7.60)、1.81(c、m、2H)、0.71(b、t、2
H、J=8.41) 元素分析値(H25C11NO5Si); 理論値 H:9.03、C:47.29、N:5.02 実測値 H:9.11、C:47.31、N:5.08 赤外吸収スペクトル(KBr;cm~1);2900、1590(C
OO~)、1040(Si-O-CH3)
【0024】
【実施例3】N,N−ジメチル−3−アミノプロピルト
リメトキシシランの代わりに、N,N−ジメチル−3−
アミノプロピルメチルジエトキシシランを用いた以外
は、実施例1に従って反応を行い、下記構造式化5で表
わされるN−プロピルジエトキシメチルシラン−N,N
−ジメチル−N−(3−スルホプロピル)アンモニウム
ベタインを得た。収率は99.8%であった。各分析結
果を以下に示す。
【0025】
【化5】
【0026】1H−NMR(D2O、δ:ppm、270MHz)スペクト
ル;3.84(b、q、4H、J=6.93)、3.45(h、m、2H)、
3.32(f、m、2H)、3.09(g、s、6H)、2.97(j、t、2
H、J=7.25)、2.21(i、m、2H)、1.81(e、m、2H)、
1.19(a、t、6H、J=6.93)、0.71(d、t、2H、J=8.41)、
0.25(c、s、3H) 元素分析値(H31C13NO5SSi); 理論値 H:9.16、C:45.73、N:4.10 実測値 H:9.20、C:45.69、N:4.06 赤外吸収スペクトル(KBr:cm~1);3400、1196(S
O3)、1260(Si-CH3)、1044(Si-O-C2H5)
【0027】
【実施例4】N,N−ジメチル−3−アミノプロピルト
リメトキシシランの代わりに、N,N−ジメチル−3−
アミノプロピルメチルジエトキシシランを、またプロパ
ンスルトンの代わりに、β−プロピオラクトンを用いた
以外は、実施例1に従って反応を行い、下記構造式化6
で表わさせるN−プロピルジエトキシメチルシラン−
N,N−ジメチル−N−(2−カルボキシエチル)アン
モニウムベタインを得た。収率は99.4%であった。
各分析結果を以下に示す。
【0028】
【化6】
【0029】1H−NMR(D2O、δ:ppm、270MHz)スペクト
ル;3.84(b、q、4H、J=6.93)、3.55(h、t、2H、J=7.7
6)、3.38(f、t、2H、J=6.6)、3.07(g、s、6H)、0.
25(c、s、3H)、2.65(i、t、2H、J=7.59)、1.81(e、
m、2H)、1.19(a、t、6H、J=6.93)、0.71(d、t、2H、J=
8.41) 元素分析値(H29C13NO4Si); 理論値 H:10.04、C:53.57、N:4.8
1 実測値 H:10.10、C:53.51、N:4.8
8 赤外吸収スペクトル(KBr:cm~1);2900、1590(C
OO~)、1260(Si-CH3)、1044(Si-O-C2H5)
【0030】
【参考例】実施例1〜4で得られた各アルコキシシラン
化合物の10%エタノール溶液をガラスプレートに塗布
し、室温で乾燥させた後、120℃、1時間加熱処理を
行い、アルコキシシラン化合物で表面処理されたガラス
プレートを得た。得られたガラスプレート表面の接触角
を水滴法により測定したところ、処理前のガラスプレー
トの接触角(2θ)が89°だったのに対し、処理後の
ガラスプレートは、いずれのサンプルにおいても10°
以下であり、優れた親水性表面が形成されていることが
判った。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式化1で表わされるアルコキシ
    シラン化合物。 【化1】
JP24805993A 1993-10-04 1993-10-04 アルコキシシラン化合物 Pending JPH07101965A (ja)

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