JPH07278160A - 含フッ素有機ケイ素化合物およびその製造方法 - Google Patents

含フッ素有機ケイ素化合物およびその製造方法

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JPH07278160A
JPH07278160A JP6087990A JP8799094A JPH07278160A JP H07278160 A JPH07278160 A JP H07278160A JP 6087990 A JP6087990 A JP 6087990A JP 8799094 A JP8799094 A JP 8799094A JP H07278160 A JPH07278160 A JP H07278160A
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JP6087990A
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Hideki Kobayashi
秀樹 小林
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Dow Corning Toray Silicone Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 有機材料等の物理特性改質用添加剤として有
用とされる文献未記載の含フッ素有機ケイ素化合物を提
供する。 【構成】 一般式:RfSiR'c(3-c)(式中、Rf
CF2単位を少なくとも2個有する炭素数4以上の1価
有機基であり、R'は炭素数2〜18の一価炭化水素基
であり、Rは炭素数1以上の一価炭化水素基であり、c
は1〜3の整数である)で表される含フッ素有機ケイ素
化合物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は文献未記載の含フッ素有
機ケイ素化合物およびその製造方法に関する。詳しく
は、分子中にCF2単位を少なくとも2個有する含フッ
素有機基と少なくとも1個の炭素数2〜18の一価炭化
水素基を有する新規な含フッ素有機ケイ素化合物および
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】含フッ素有機ケイ素化合物は、一般に表
面張力が小さく、耐薬品性、撥水撥油性、潤滑性に優れ
るため、各種基材の表面処理剤として使用されている。
このような含フッ素有機ケイ素化合物として、3,3,3
−トリフルオロプロピルメチルジクロロシラン、3,3,
4,4,4−ペンタフルオロブチルメチルジクロロシラ
ン、3,3,4,4,5,5,5−ヘプタフルオロペンチルメ
チルジクロロシラン、3,3,3−トリフルオロプロピル
トリクロロシラン等の含フッ素有機ケイ素化合物(特開
昭50−126621号公報参照)、(1−トリフルオ
ロメチルエチル)メチルジクロロシラン、(1−ペンタ
フルオロエチルエチル)メチルジクロロシラン等の含フ
ッ素有機ケイ素化合物(特開昭57−140787号公
報参照)、パーフルオロエーテル基含有クロロシラン
(特開昭63−255288号公報参照)、パーフルオ
ロエーテル基含有ハイドロジェンシラン(特開平2−1
15190号公報参照)が提案されている。また、特開
平2−115190号公報には、C25{CF2OCF
CF(CF3)}3CH2OC36Si(CH32Hで表
される含フッ素有機ケイ素化合物が提案されている。し
かし、これらの含フッ素有機ケイ素化合物は、フッ素原
子含有量が多いために、例えば、フッ素原子を含まない
他の有機材料には溶解あるいは混和しないという欠点が
あった。そのためこれらを各種有機材料の界面特性,耐
熱性,耐薬品性等を改良するための前駆体あるいは物理
特性改質用添加剤として使用することができないという
欠点があった。
【0003】
【発明の目的】本発明の目的は、上述した含フッ素有機
ケイ素化合物の有する欠点が解消された新規な含フッ素
有機ケイ素化合物およびその製造方法を提供することに
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段とその作用】本発明は、一
般式:RfSiR'c(3-c)(式中、RfはCF2単位を少
なくとも2個有する炭素数4以上の1価有機基であり、
R'は炭素数2〜18の一価炭化水素基であり、Rは炭
素数1以上の一価炭化水素基であり、cは1〜3の整数
である)で表される含フッ素有機ケイ素化合物、およ
び、(A)一般式:RfSiHc(3-c)(式中、RfとRは
前記と同じであり、cは1〜3の整数である。)で表さ
れるケイ素原子結合水素原子含有有機ケイ素化合物と、
(B)炭素数2〜18のα−オレフィンとを、(C)ヒドロ
シリル化反応用触媒の存在下に付加反応させることを特
徴とする、上記含フッ素有機ケイ素化合物の製造方法に
関する。
【0005】以下、本発明の含フッ素有機ケイ素化合物
について詳細に説明する。本発明の含フッ素有機ケイ素
化合物は、一般式:RfSiR'c(3-c)で表される。上
式中、Rfとしては、一般式:F(CF2k(CH22
−(式中、kは2以上の整数であり、kの値としては
2、4、6、8、12が例示される。)で表される化合
物、一般式:(B)F{CF(CF3)CF2O}mCF
(CF3)−Q'−O−(式中、Q'は二価炭化水素基で
あり、mは1〜20の整数である。)で表される化合
物、一般式:F(CF2kO(CH2j−(式中、kは
2以上の整数であり、jは2以上の整数である。)で表
される化合物などが挙げられる。これらの中でも上記一
般式:F(CF2k(CH22−で表される化合物が好
ましい。R'は炭素数2〜18の一価炭化水素基であ
り、かかる一価炭化水素基としては、エチル基,プロピ
ル基,ブチル基,オクチル基,デシル基,ヘキサデシル
基などのアルキル基、フェニル基,スチリル基などのア
リール基が例示される。Rは炭素数1以上の一価炭化水
素基であり、かかる一価炭化水素基としては、メチル
基,エチル基,プロピル基などのアルキル基、フェニル
基などのアリール基が例示される。cは1〜3の整数で
ある。
【0006】かかる本発明の含フッ素有機ケイ素化合物
としては次に示すような化合物がある。尚、式中、Me
はメチル基である。 C4924Si(C613361336Si(C613381724Si(C61334924SiMe(C613261324SiMe(C817281724SiMe(C817281724SiMe22465 (CF32CF(CF2324Si(C6133 F{CF(CF3)CF2O}3CF(CF3)C24OC36
i(C817)3 F{CF(CF3)CF2O}5CF(CF3)C36OC24
i(C817)3 F(CF24O(CH23SiMe(C613249CH2OC24Si(C8173613CH2OC36Si(C817381724OC24Si(C817349CH2OC24Si(CH3)(C8172613CH2OC24Si(CH3)(C8172817CH2OC24Si(CH3)(C8172
【0007】本発明の含フッ素有機ケイ素化合物は、
(A)一般式:RfSiHc(3-c)(式中、RfとRは前記
と同じであり、cは1〜3の整数である。)で表される
ケイ素原子結合水素原子含有有機ケイ素化合物と、(B)
炭素数2〜18のα−オレフィンとを、(C)ヒドロシリ
ル化反応用触媒の存在下で付加反応させることにより製
造される。この方法において(A)成分のケイ素原子結合
水素原子含有有機ケイ素化合物としては、次に示すよう
な化合物が挙げられる。尚、式中、Meはメチル基を表
す。 C4924SiH361336SiH381724SiH34924SiMeH261324SiMeH281724SiMeH281724SiMe2H (CF32CF(CF2324SiH3 F{CF(CF3)CF2O}3CF(CF3)C24OC36
iH3 F{CF(CF3)CF2O}5CF(CF3)C36OC24
iH3 F(CF24O(CH23SiMeH249CH2OC24SiH3613CH2OC36SiH381724OC24SiH349CH2OC24Si(CH3)H2613CH2OC24Si(CH3)H2817CH2OC24Si(CH3)H2
【0008】かかる化合物は、一般式(M):RfSiR
(3-c)c(式中、Zは塩素原子,臭素原子,ヨウ素原子
等のハロゲン原子であり、cは前述したものと同じであ
る。)で表される含フッ素シラン化合物のハロゲン原子
を公知の方法により還元することにより容易に製造でき
る。ここで、還元剤としては、水素化リチウムアルミニ
ウム,水素化ナトリウムアルミニウム,水素化リチウ
ム,Al(BH43,ジヒドロービス(メトキシエトキ
シ)アルミン酸ナトリウム等が例示される。反応溶媒と
しては、エチルエーテル,テトラヒドロフラン,ジブチ
ルエーテル,ジイソプロピルエーテル等のエーテル、ヘ
キサン,ヘプタン等のアルカン、ベンゼン,トルエン等
の芳香族炭化水素などが挙げられる。反応温度は、通常
0〜80℃の範囲である。反応生成物とともに副生する
塩は、ろ過あるいは水洗することにより除去される。還
元剤は、一般式(M)で表されるフッ素含有シラン化合物
1モルに対し、ハイドライド量としてcモルが必要であ
るが、通常、5%から2倍程度までの過剰量が用いられ
る。過剰量の還元剤は、水,アルコールあるいは酢酸エ
チル等を添加することにより失活することができる。な
かでも水が、後で除去しやすい点から好ましい。
【0009】(B)成分の炭素数2〜18のα−オレフィ
ンとしては、例えば、エチレン,プロピレン,ブテン,
ヘキセン,デセン等が例示される。(C)成分のヒドロシ
リル化反応用触媒は、(A)成分中のケイ素原子結合水素
原子と(B)成分中の脂肪族不飽和炭素結合との付加反応
を促進し、(A)成分と(B)成分の付加反応を促進するた
めの触媒である。かかるヒドロシリル化反応用触媒とし
ては、例えば、白金系触媒,ロジウム系触媒,パラジウ
ム系触媒が挙げられるが、これらの中でも白金系触媒が
好ましい。好ましい白金系触媒としては、白金黒,白金
担持のシリカ微粉末,白金担持のカーボン粉末,塩化白
金酸,塩化白金酸のアルコール溶液,白金とジビニルジ
シロキサンとの錯体,白金とオレフィンとの錯体が例示
される。本成分の添加量は、通常、(A)成分と(B)成分
の合計量100万重量部に対して、白金金属量として
0.1〜500重量部の範囲内で使用される。
【0010】本発明の製造方法は、上記のような(A)成
分と(B)成分とを(C)成分の存在下で付加反応させるの
であるが、これらの成分を添加する順序は任意であり、
例えば、(B)成分と(C)成分の混合系を加熱攪拌しなが
ら、この系に(A)成分を徐々に添加する方法;(A)成分
と(C)成分の混合系を加熱攪拌しながら、この系に(B)
成分を徐々に添加する方法;(A)成分と(B)成分の混合
系を加熱攪拌しながら、この系に(C)成分を徐々に添加
する方法;(A)成分と(B)成分と(C)成分の混合系を加
熱攪拌する方法;(B)成分がガス状である場合には、
(A)成分と(C)成分の混合系にガス状の(B)成分を導入
する方法が挙げられる。
【0011】また、本発明の製造方法では、有機溶媒を
使用することができる。本発明の製造方法で使用できる
有機溶媒としては、トルエン,キシレン等の芳香族炭化
水素系溶媒;ヘキサン,ヘプタン,オクタン,ノナン等
の脂肪族炭化水素系溶媒;シクロヘキサン,シクロヘプ
タン,シクロオクタン等の脂環式炭化水素系溶媒;トリ
フルオロメチルベンゼン,1,3−ビス(トリフルオロ
メチル)ベンゼン,メチルペンタフルオロベンゼン等の
含フッ素原子芳香族炭化水素系溶媒が例示される。
【0012】本発明の製造条件は特に限定されないが、
常圧で付加反応を行う場合には、その反応温度は室温か
ら(A)成分もしくは(B)成分の沸点または使用する有機
溶媒の沸点までであり、また(A)成分、(B)成分および
使用する有機溶媒の沸点が比較的低い場合には、加圧下
で付加反応を行うこともできる。
【0013】以上のような本発明の含フッ素有機ケイ素
化合物は、撥水撥油性のCF2単位を少なくとも2個有
する炭素数4以上の1価有機基と、親油性の炭素数2〜
18の一価炭化水素基を有しているので、それ自体表面
張力が低く、また耐薬品性,排水性,電気特性等の特性
に優れている。特に、本発明の含フッ素有機ケイ素化合
物は他の有機材料への混和性を有するので、他の有機材
料の界面特性,耐熱性,耐薬品性等を改良するための物
理特性改質用添加剤として有用である。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例にて説明する。実施例
中、Meはメチル基である。
【0015】
【実施例1】水素化リチウムアルミニウム5.8gと1
80gのエチルエーテルとを入れた1リットルフラスコ
に攪拌しながら、式:C817CH2CH2SiMeCl2
で示される化合物140gを室温下で滴下した。滴下終
了後1時間加熱還流させた。その後、水を加えて過剰の
水素化リチウムアルミニウムを失活させた。さらに水を
加えて塩を溶解して有機層を水洗した。最後に有機溶液
に無水硫酸マグネシウムを加えて脱水し、濾過、蒸留し
て、式:C817CH2CH2SiMeH2で示される化合
物を得た。フラスコに1−オクテン(C613CH=C
2)6.6g(0.06モル)、トルエン10g、白金
とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体溶液を白
金金属自体の含有量が100ppmとなるような量に添加
して60℃まで加熱した。このものに、上記で得られた
式:C817CH2CH2SiMeH2で示される化合物
9.8g(0.02モル)を滴下した。滴下終了後、還流
温度まで加熱して4時間混合した。その後、有機溶媒と
過剰の1−オクテンを除去して液状の反応生成物を得
た。このもののFT−IR分析,29SiNMR分析,13
CNMR分析を行った。ここで、FT−IRのスペクト
ルは後記する図1に示す通りであった。29SiNMR分
析の結果では4ppmに単一のシグナルが観測された。13
CNMRの分析の結果は以下のようであった。 δ(ppm): −6.6 (1C,s, CH3−Si−) 2.2 (1C,s, −CH2−) 12.5 (2C,s, −CH2−) 13.2 (2C,s, −CH2−) 22.0 (2C,s, −CH2−) 22.9 (2C,s, −CH2−) 25.1 (1C,s, −CH2−) 28.6 (4C,s, −CH2−) 31.3 (2C,s, −CH2−) 33.0 (2C,s, −CH2−) 105〜125 (8C,br,C817−) 以上の分析結果から、得られた反応生成物は、式:C8
17CH2CH2SiMe(C8172で示される含フッ
素有機ケイ素化合物であることが判明した。この含フッ
素有機ケイ素化合物の密度は22℃で1.223であ
り、屈折率は25℃で1.387であった。また、この
含フッ素有機ケイ素化合物の表面張力は20℃で18.
5mN/mであった。
【0016】次に、炭化水素油[JIS K6301 試
験油(潤滑油)NO3油,37.8℃における粘度32.
74センチストークス]を準備し、その表面張力を測定
した。この表面張力は23℃で31.6mN/mであっ
た。この油100重量部に上記で得られた含フッ素有機
ケイ素化合物1重量部を添加配合して均一に混合した。
得られた混合油の表面張力を測定したところ、その値は
24.8mN/mであった。尚、上記において表面張力
は、協和界面科学株式会社製のPD−Z型自動界面張力
計を使用し、ペンダントドロップ法により測定した。こ
のことから、上記で得られた含フッ素有機ケイ素化合物
を炭化水素油の添加剤として使用するとその表面張力を
大幅に低下することができることが判明した。
【0017】
【比較例1】実施例1で使用した炭化水素油100重量
部に25℃における粘度が300センチストークスの両
末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・3,
3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン共重合
体[東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製,商品
名FS1265]1重量部を添加配合して混合した。得
られた混合油の表面張力を実施例1と同様にして測定し
たところ、その値は27.4mN/mであった。
【0018】
【実施例2】フラスコに1−ヘキセン(C49CH=C
2)7.6g(0.09モル),トルエン15g,塩化
白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体溶
液を白金金属自体の含有量が100ppmとなるような量
に添加して、60℃まで加熱した。このものに、式:C
817CH2CH2SiH3で示される化合物9.6g(0.
02モル)を滴下した。滴下終了後、還流温度まで加熱
して5時間混合した。その後、有機溶媒と過剰の1−ヘ
キセンを除去して、液状の反応生成物を得た。得られた
反応生成物を実施例1と同様にしてFT−IR分析,29
SiNMR分析,13CNMR分析したところ、このもの
の式:C817CH2CH2Si(C6133で示される
含フッ素有機ケイ素化合物であることが判明した。
【0019】
【実施例3】水素化リチウムアルミニウム10.3gと
180gのエチルエーテルとを入れた1リットルフラス
コに攪拌しながら、式:C49CH2CH2SiCl3
示される化合物114gを室温下で滴下した。滴下終了
後1時間加熱還流させた。その後、水を加えて過剰の水
素化リチウムアルミニウムを失活させた。さらに水を加
えて塩を溶解して有機層を水洗した。最後に有機溶液
は、無水硫酸マグネシウムを加えて脱水し、濾過し、
式:C49CH2CH2SiH3で示される化合物を得
た。フラスコに1−オクテン(C613CH=CH2)1
3.2g(0.12モル),トルエン10g,塩化白金酸
とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体溶液を白
金金属自体の含有量が100ppmとなるような量に添加
し、60℃まで加熱した。このものに、上記で得られた
式:C49CH2CH2SiH3で示される化合物を11.
1g(0.04モル)を滴下した。滴下終了後、還流温
度まで加熱して4時間混合した。その後、溶媒と過剰の
1−オクテンを除去して、液状の反応生成物を得た。こ
の反応生成物を実施例1と同様にしてFT−IR分析,
29SiNMR分析,13CNMR分析しとところ、このも
のは式:C49CH2CH2Si(C8173で示される
含フッ素化合物であることが判明した。
【0020】
【発明の効果】本発明の含フッ素有機ケイ素化合物は、
撥水撥油性のCF2単位を少なくとも2個有する炭素数
4以上の1価有機基と、親油性の炭素数2〜18の一価
炭化水素基を有しているので、それ自体表面張力が低
く、また耐薬品性,排水性,電気特性等の特性に優れて
いる。特に、本発明の含フッ素有機ケイ素化合物は他の
有機材料への混和性を有するので、他の有機材料の界面
特性,耐熱性,耐薬品性等を改良するための物理特性改
質用添加剤として有用である。また、その製造方法はか
かる含フッ素有機ケイ素化合物を効率よく製造すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られた含フッ素有機ケイ素化合物
のFT−IR分析結果である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式:RfSiR'c(3-c)(式中、R
    fはCF2単位を少なくとも2個有する炭素数4以上の1
    価有機基であり、R'は炭素数2〜18の一価炭化水素
    基であり、Rは炭素数1以上の一価炭化水素基であり、
    cは1〜3の整数である)で表される含フッ素有機ケイ
    素化合物。
  2. 【請求項2】 (A)一般式:RfSiHc(3-c)(式
    中、RfとRは前記と同じであり、cは1〜3の整数で
    ある。)で表されるケイ素原子結合水素原子含有有機ケ
    イ素化合物と、(B)炭素数2〜18のα−オレフィンと
    を、(C)ヒドロシリル化反応用触媒の存在下に付加反応
    させることを特徴とする、請求項1記載の含フッ素有機
    ケイ素化合物の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002006483A (ja) * 2000-06-20 2002-01-09 Sumitomo Chem Co Ltd フォトレジスト組成物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002006483A (ja) * 2000-06-20 2002-01-09 Sumitomo Chem Co Ltd フォトレジスト組成物

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