JPH0786116B2 - シラン化合物およびその製造方法 - Google Patents

シラン化合物およびその製造方法

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JPH0786116B2
JPH0786116B2 JP1210400A JP21040089A JPH0786116B2 JP H0786116 B2 JPH0786116 B2 JP H0786116B2 JP 1210400 A JP1210400 A JP 1210400A JP 21040089 A JP21040089 A JP 21040089A JP H0786116 B2 JPH0786116 B2 JP H0786116B2
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1804Compounds having Si-O-C linkages

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は文献未載の新規なシラン化合物に係り、詳しく
は、各種基体の表面に防曇性を付与するための表面処理
剤などとして有用な、一般式 (式中、R1およびR2は炭素数1〜4の1価の炭化水素
基、nは0〜2の整数)で示される3−(2−オキソ−
1−ペルヒドロアゼピニル)プロピルシラン化合物およ
びその製造方法に関するものである。
(従来の技術) 機能性有機基を有するアルコキシシラン化合物は、種々
の基体表面に機能性有機基を固定化し、その基体表面に
種々の特性を付与するための表面処理剤として広く応用
されている。例えば、 CH3(CH2)17Si(OCH3)3は無機質表面の疎水化処理剤とし
て有効で、液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラ
フィーの担体処理剤等に利用されている。また、CF3(CF
2)7CH2CH2Si(OCH3)3は基体上に低エネルギー表面を形成
することができるため、撥水撥油剤、離型剤として応用
されている。
(発明の構成) 本発明者らはこのような機能性有機基を有するシラン化
合物の研究中に、1−アリル−ε−カプロラクタムとハ
イドロジェンシランとを触媒の存在下にヒドロシリル化
反応させれば、文献未載の新規な3−(2−オキソ−1
−ペルヒドロアゼピニル)プロピルシラン化合物が収率
よく得られることを見出し、さらに研究を重ねて本発明
を完成させた。
すなわち、本願の第1番目の発明は一般式 (式中、R1およびR2は炭素数1〜4の1価の炭化水素
基、nは0〜2の整数)で示されるシラン化合物を要旨
とするものである。
第2番目の発明は上記のシラン化合物を製造する方法の
発明であって、 式 で示される1−アリル−ε−カプロラクタムと 一般式 HSiR1 n(OR2)3-n (式中、R1、R2は炭素数1〜4の1価の炭化水素基、n
は0〜2の整数) で示されるハイドロジェンシランとを触媒の存在下にヒ
ドロシリル化反応させることを特徴とするものである。
以下に本発明を詳しく説明する。本発明の3−(2−オ
キソ−1−ペルヒドロアゼピニル)プロピルシラン化合
物は一般式 で示されるものである。上記式中のR1およびR2はメチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基
などの炭素数1〜4の炭化水素基である。また、nは0
〜2の整数である。このようなシラン化合物として具体
的には、例えば3−(2−オキソ−1−ペルヒドロアゼ
ピニル)プロピルトリメトキシシラン、3−(2−オキ
ソ−1−ペルヒドロアゼピニル)プロピルメチルジメト
キシシラン、3−(2−オキソ−1−ペルヒドロアゼピ
ニル)プロピルメチルジエトキシシラン、3−(2−オ
キソ−1−ペルヒドロアゼピニル)プロピルエチルジエ
トキシシラン、3−(2−オキソ−1−ペルヒドロアゼ
ピニル)プロピルジメチルブトキシシランを挙げること
ができる。
上記のシラン化合物は、つぎに説明する本発明の製造方
法によって収率よく製造することができる。
この製造方法においては式 で示される1−アリル−ε−カプロラクタムと 一般式HSiR1 n(OR2)3-n(式中のR1、R2、nは前記に同
じ)で示されるハイドロジェンシランとを触媒の存在下
にヒドロシリル化反応させる。
この方法で用いる原料のハイドロジェンシランとして
は、例えばトリメトキシシラン、メチルジエトキシシラ
ン、エチルジエトキシシラン、ジメチルブトキシシラン
のようなアルコキシシランを挙げることができ、1−ア
リル−ε−カプロラクタムに対して1〜1.5当量使用す
ればよい。
触媒としては公知の付加反応用の白金系触媒を用いるこ
とができ、この場合には1−アリル−ε−カプロラクタ
ムに対して10〜500ppm使用すればよい。
ヒドロシリル化反応には撹拌機、温度計、還流冷却器、
滴下ロートを備えた反応器を用いることが望ましい。ま
た、この反応はハイドロジェンシランを滴下しながら50
〜150℃で行なうことが望ましい。
本発明のシラン化合物はハロシランを用いる別法によっ
ても製造することができる。この製造方法においては、
で示される1−アリル−ε−カプロラクタムと一般式HS
iR1 nX3-n(式中のR1、nは前記に同じ、Xはハロゲン原
子)で示されるハイドロジェンシランとを触媒の存在下
にヒドロシリル化反応させ、ついで、この反応の生成物
を一般式R2OH(式中のR2は前記に同じ)で示されるアル
コールと反応させる。
この方法で用いる原料のハイドロジェンシランとして
は、例えばトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、
ブチルジクロロシラン、ジメチルクロロシランのような
クロロシランを挙げることができ、1−アリル−ε−カ
プロラクタムに対して1〜1.5当量使用すればよい。
この別法においても前記の製造方法と同じくヒドロシリ
ル化反応には白金系触媒を用いることができ、1−アリ
ル−ε−カプロラクタムに対して10〜500ppm使用すれば
よい。
ヒドロシリル化反応には前記の製造方法と同じく、撹拌
器、温度計、還流冷却器、滴下ロートを備えた反応器を
用いることが望ましい。また、この反応は前記の製造方
法と同様に、ハイドロジェンシランを滴下しながら50〜
150℃で行なうことが望ましい。
この別法においてはヒドロシリル化反応の生成物とし
て、一般式 (式中のR1、X、nは前記に同じ)で示される3−(2
−オキソ−1−ペルヒドロアゼピニル)プロピルハロゲ
ノシランが得られる。
ついで、このハロゲノシランに一般式R2OH(式中のR2
前記に同じ)で示されるアルコールを撹拌下に滴下しな
がら反応させれば本発明のシラン化合物が生成する。こ
のようなアルコールとしては、例えばメタノール、エタ
ノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール
を挙げることができ、ハロゲノシランのハロゲン原子に
対し1〜1.5当量を用いればよい。
この製造方法においてはハイドロジェンシランを滴下し
て反応が終了した後、そのハロゲン原子に対し1〜1.5
当量のトリエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン等の
三級アミンおよびトルエン、キシレン、ヘキサン、テト
ラヒドロフラン等の非プロトン系溶媒を加えてからアル
コールと反応させることが好ましい。
本発明の一般式 (式中のR1、R2、nは前記に同じ)で示される3−(2
−オキソ−1−ペルヒドロアゼピニル)プロピルシラン
化合物は文献未載の新規な化合物である。
このシラン化合物は種々の基体表面へ半永久的な防曇性
を付与するための表面処理剤として有効で、特にガラス
等の透明な基体表面を処理すれば表面保護に加えて高い
防曇性を付与することができる。また、この化合物はシ
リカ、ガラス繊維、石綿などの無機材とポリアミド樹
脂、エポキシ樹脂等の有機高分子との混和性、接着性等
を改良するためのカップリング剤としても有効である。
さらに、このシラン化合物は環状アミド基である2−オ
キソ−1−ペルヒドロアゼピニル基を含んでいるのでナ
イロンの共重合成分に利用でき、ナイロンの改質、特に
耐熱性、強度の向上が可能である。
つぎに本発明を実例に基いて説明する。
参考例1 [1−アリル−ε−カプロラクタムの合成] 撹拌機、分留器、温度計および滴下ロートを備えた5lの
ガラスフラスコにナトリウムメトキシド108.0g(2.0モ
ル)およびトルエン1.5lを仕込み、室温下で滴下ロート
よりε−カプロラクタム226.3g(2.0モル)の0.5lのト
ルエン溶液を加え、生成したメタノールを分留器より完
全に留去した。相間移動触媒としてBu4NCl2.8g(10ミリ
モル)を加え、滴下ロートよりアリルブロマイド242.0g
(2.0モル)を60〜70℃で滴下して反応させた。反応終
了後、水を加えて生成した塩を溶解し、有機層を分離し
た後、蒸留によって95〜100℃/3mmHgの留分を分取する
ことにより219.7gの1−アリル−ε−カプロラクタムを
得た。収率は71.7%であった。
実施例1 [3−(2−オキソ−1−ペルヒドロアゼピニル)プロ
ピルトリメトキシシランの合成] 撹拌器、還流冷却器、温度計および滴下ロートを備えた
300mlのガラスフラスコに1−アリル−ε−カプロラク
タム76.6g(0.5モル)とH2PtCl6の4%イソプロピルア
ルコール溶液0.3gを入れ、滴下ロートよりトリメトキシ
シラン61.1g(0.5モル)を100〜110℃にて1時間かけて
滴下し、100℃で1時間熟成した。この反応液を蒸留し
て149〜153℃/2mmHgの沸点を有する化合物97.6gが得ら
れた。この化合物の質量スペクトル(MS)、核磁気共鳴
スペクトル(NMR)および赤外吸収スペクトル(IR)の
測定結果は下記のとおりであり、これにより、式 で示される化合物であることが確認された。収率は70.9
%であった。
(1) 質量スペクトル(電子衝撃−磁場型) m/z;98(基準ピーク)、121、126、228、243、275(分
子量ピーク) (2) 1H-NMRスペクトル [化学構造式とスペクトルの帰属] [化学シフトTMS基準 δppm;CHCl3を7.26ppmとして] a)0.46 b)ca.1.5 c)2.35 d)3.19 e)3.41 (3) 13C-NMRスペクトル [化学構造式とスペクトルの帰属] [化学シフト δppm;CDCl3を77ppmとして] a)6.1 b)20.9 c)23.2 d)28.4 e)29.7 f)37.0
g)49.2 h)50.2 i)50.4 j)175.2 (4) 赤外吸収スペクトル;cm-1 2940,2840,1645,1490,1450,1430,1375,1360,1295,1265,
1240,1230,1205,1090,980,815, 実施例2 [3−(2−オキソ−1−ペルヒドロアゼピニル)プロ
ピルメチルジエトキシシランの合成] トリメトキシシラン61.1g(0.5モル)をメチルジエトキ
シシラン67.1g(0.5モル)に代えた他は実施例1と同様
にして沸点が153〜155℃/3mmHgの化合物11.6.6gを得
た。この化合物の質量スペクトル(MS)、核磁気共鳴ス
ペクトル(NMR)および赤外吸収スペクトル(IR)の測
定結果は下記のとおりであり、これにより、式 で示される化合物であることが確認された。収率は81.1
%であった。
(1) 質量スペクトル(電子衝撃−磁場型) m/z;98、126、133(基準ピーク)、258、272、287(分
子量ピーク) (2) 1H-NMRスペクトル [化学構造式とスペクトルの帰属] [化学シフトTMS基準 δppm;CHCl3を7.26ppmとして] a)−0.01 b)0.45 c)1.09 ca.1.5 e)2.38 f)3.22
g)3.62 (3) 13C-NMRスペクトル [化学構造式とスペクトルの帰属] [化学シフト δppm;CDCl3を77ppmとして] a)−5.2 b)10.8 c)18.1 d)21.2 e)23.2 f)28.4
g)29.7 h)37.1 i)49.3 j)50.7 k)57.8 1)175.2 (4) 赤外吸収スペクトル;cm-1 2970,2920,1645,1490,1450,1430,1400,1375,1360,1290,
1260,1215,1205,1170,1110,1080,980,955,820
フロントページの続き (72)発明者 遠藤 幹夫 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地の 1 信越化学工業株式会社合成技術研究所 内 (56)参考文献 米国特許3249586(US,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 (式中、R1およびR2は炭素数1〜4の1価の炭化水素
    基、nは0〜2の整数) で示されるシラン化合物。
  2. 【請求項2】 式 で示される1−アリル−ε−カプロラクタムと一般式 HSiR1 n(OR2)3-n (式中、R1、R2は炭素数1〜4の1価の炭化水素基、n
    は0〜2の整数) で示されるハイドロジェンシランとを触媒の存在下にヒ
    ドロシリル化反応させることを特徴とする、一般式 (式中、R1、R2、nは前記に同じ) で示されるシラン化合物の製造方法。
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