JPH0797386A - アルコキシ官能性有機ケイ素化合物およびその製造方法 - Google Patents

アルコキシ官能性有機ケイ素化合物およびその製造方法

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JPH0797386A
JPH0797386A JP26558593A JP26558593A JPH0797386A JP H0797386 A JPH0797386 A JP H0797386A JP 26558593 A JP26558593 A JP 26558593A JP 26558593 A JP26558593 A JP 26558593A JP H0797386 A JPH0797386 A JP H0797386A
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JP
Japan
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alkoxy
organosilicon compound
functional organosilicon
group
formula
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JP26558593A
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English (en)
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Toshio Saruyama
俊夫 猿山
Masahiko Suzuki
正彦 鈴木
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DuPont Toray Specialty Materials KK
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Dow Corning Toray Silicone Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シラノール基に対する反応性の高いアルコキ
シ基を有する新規なアルコキシ官能性有機ケイ素化合物
およびその製造方法を提供する。 【構成】 一般式: 【化1】 (式中、Rは炭素原子数1〜4のアルキル基であり、a
は1,2または3である。)で示されるアルコキシ官能
性有機ケイ素化合物およびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規なアルコキシ官能
性有機ケイ素化合物およびその製造方法に関し、詳しく
は、シラノール基に対する反応性の高いアルコキシ基を
有する新規なアルコキシ官能性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】従来、ケイ素原子にアルコキシ基が結合
したアルコキシ官能性有機ケイ素化合物は数多く知られ
ており、これらはガラス繊維と有機樹脂を結合させるた
めのカップリング剤、シリコーンポリマーや有機ポリマ
ーの鎖伸長剤あるいは架橋剤として広く使用されてい
る。このようなアルコキシ官能性有機ケイ素化合物とし
ては、例えば、アルコキシ基を1個含有する1官能性ア
ルコキシシラン,アルコキシ基を2個含有する2官能性
アルコキシシラン,アルコキシ基を3個含有する3官能
性アルコキシシラン,アルコキシ基を4個含有する4官
能性アルコキシシランが知られている。このようなアル
コキシシラン中のアルコキシ基の加水分解反応性および
シラノール基に対する縮合反応性はアルコキシ基の数が
少なくなるほど低くなるため、2官能性アルコキシシラ
ンや3官能性アルコキシシランは、その反応性が4官能
性アルコキシシランのそれに比べて非常に低いという欠
点があった。このため、4官能性アルコキシシランと同
等の高い反応性を有するアルコキシ官能性有機ケイ素化
合物が要望されている。本発明者らは、先に、鎖伸長剤
として、 式:((CH3)3SiO)2Si(OCH32 で表されるアルコキシ官能性有機ケイ素化合物を特願平
4−187661号により提案した。しかし、このアル
コキシ官能性有機ケイ素化合物のアルコキシ基のシラノ
ール基に対する縮合反応性はそれ程高いものではなく、
用途によっては十分満足できるものでなかった。また、
ビニルメチルジメトキシシラン,ビニルトリメトキシシ
ランに代表される、アルコキシシリル基とは異なるアル
コキシ官能性基を有するビニル基含有アルコキシシラン
も、鎖伸長剤や架橋剤としての適用が期待されている。
しかし、これらのビニル基含有アルコキシシランもアル
コキシ基のシラノール基に対する縮合反応性が不十分で
ある等の欠点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上記欠点
を解消するため鋭意検討した結果、本発明に到達した。
即ち、本発明の目的は、シラノール基に対する縮合反応
性の高いアルコキシ基を有する新規なアルコキシ官能性
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およびその作用】本発明
は、一般式:
【化2】 (式中、Rは炭素原子数1〜4のアルキル基であり、a
は1,2または3である。)で示されるアルコキシ官能
性有機ケイ素化合物、およびsyn-ジビニルテトラメチル
ジシロキサンとテトラアルコキシシランを酸性触媒存在
下で再平衡化反応させることを特徴とする、一般式:
【化3】 (式中、Rは炭素原子数1〜4のアルキル基であり、a
は1,2または3である。)で示されるアルコキシ官能
性有機ケイ素化合物の製造方法に関する。
【0005】本発明のアルコキシ官能性有機ケイ素化合
物は、一般式:
【化4】 で表される。上式中、Rは炭素原子数1〜4のアルキル
基であり、メチル基,エチル基,ノルマルプロピル基,
イソプロピル基,ノルマルブチル基,イソブチル基,タ
ーシャリーブチル基が例示される。これらの中でもメチ
ル基またはエチル基が好ましく、特にメチル基が好まし
い。aは1,2または3である。このようなアルコキシ
官能性有機ケイ素化合物の具体例としては、下式で表さ
れる化合物が挙げられる。下式中、Viはビニル基を表
し、Meはメチル基を表し、Etはエチル基を表わす。 式:(ViMe2SiO)3Si(OMe)1 式:(ViMe2SiO)2Si(OMe)2 式:(ViMe2SiO)1Si(OMe)3 式:(ViMe2SiO)3Si(OEt)1 式:(ViMe2SiO)2Si(OEt)2 式:(ViMe2SiO)1Si(OEt)3
【0006】このような本発明のアルコキシ官能性有機
ケイ素化合物は、syn-ジビニルテトラメチルジシロキサ
ンとテトラアルコキシシランを、酸性触媒の存在下で再
平衡化反応させることにより製造することができる。本
発明の製造方法で使用されるsyn-ジビニルテトラメチル
ジシロキサンとテトラアルコキシシランは工業的に広く
使用されている。その内、テトラアルコキシシランとし
ては、テトラメトキシシラン,テトラエトキシシラン,
テトラノルマルプロポキシシランが例示される。本発明
の製造方法において、syn-ジビニルテトラメチルジシロ
キサンの量とテトラアルコキシシランの量は、テトラア
ルコキシシランに、式:ViMe2SiO(式中、Vi
はビニル基を表し、Meはメチル基を表す。)で表され
る有機基を1個、2個または3個導入する場合には、一
般に、テトラアルコキシシラン1モルに対して、syn-ジ
ビニルテトラメチルジシロキサンをそれぞれ1モル、2
モルまたは3モル配合するのが目安となる。本発明の製
造方法で使用される酸性触媒は反応系に悪影響を及ぼさ
ないものであればよく、具体例としては、活性白土など
の酸処理した無機化合物,トリフルオロスルフォン酸,
ドデシルベンゼンスルフォン酸などが挙げられる。syn-
ジビニルテトラメチルジシロキサンとテトラアルコキシ
シランを再平衡化反応させて得られる反応生成物は、
式:(ViMe2SiO)XSi(OR)4-X(式中、R
は炭素原子数1〜4のアルキル基であり、xは0〜4の
数である。Viはビニル基を表し、Meはメチル基を表
す。)で表される有機ケイ素化合物を主成分とする混合
物である。この混合物を蒸留することによって、目的の
アルコキシ官能性有機ケイ素化合物を得ることができ
る。この再平衡化反応では、テトラアルコキシシラン中
のアルコキシ基の1つが式:ViMe2SiO(式中、
Viはビニル基を表し、Meはメチル基を表す。)で表
される有機基で置換されるごとに、式:ViMe2Si
OR(式中、Rは炭素原子数1〜4のアルキル基であ
る。Viはビニル基を表し、Meはメチル基を表す。)
で表されるビニルジメチルアルコキシシランが1分子副
生する。そのため、これを留去しながら反応を進めるの
が好ましい。副生したビニルジメチルアルコキシシラン
は、加水分解してsyn-ジビニルテトラメチルジシロキサ
ンとした後、これを本発明の製造方法に使用される原料
として利用することができる。また、それ以外の副生し
た有機ケイ素化合物は、再度平衡化反応に加えて再度利
用することができる。この再平衡化反応は70℃付近で
反応が始まり、最終的には150〜200℃で完了す
る。反応が進むほど、副生したビニルジメチルアルコキ
シシランを留去できる温度が上昇する。反応完了後は、
反応生成物を中和したり濾過したりすることにより、反
応生成物から酸性触媒を除去することが好ましい。尚、
このような反応は有機溶媒の存在下において行ってもよ
い。
【0007】本発明のアルコキシ官能性有機ケイ素化合
物は、1個のケイ素原子に、アルコキシ基と酸素原子を
介してジメチルビニルシリル基が結合しているので、ア
ルコキシ基のシラノール基に対する縮合反応性が高く、
しかも付加反応性,ラジカル反応性等の反応性の高いビ
ニル基を有している。従って、このような特徴を生かし
て、ガラス繊維と有機樹脂を結合させるためのカップリ
ング剤、シリコーンポリマーや有機ポリマーの鎖伸長剤
あるいは架橋剤として非常に有用である。
【0008】
【実施例】次に、本発明を実施例にて説明する。実施例
中、Vi,Meはそれぞれビニル基、メチル基を示して
いる。また、アルコキシ官能性有機ケイ素化合物の同定
は、1H−核磁気共鳴分析および赤外線分光分析により
行った。尚、粘度は25℃における測定値である。
【0009】
【実施例1】撹拌機,温度計,単蒸留ができる装置のつ
いた1リットルの4つ口フラスコに、テトラメトキシシ
ラン152g(1.0モル)とsyn-ジビニルテトラメチ
ルジシロキサン558.6g(3.0モル)と陽イオン交
換樹脂[三菱化成(株)製,商品名:ダイヤイオンRCP1
50HD]7.1gを仕込んだ。これを液温が100℃にな
るまで加熱して、攪拌しながら反応させた。反応中、副
生したビニルジメチルメトキシシランを反応系外に留出
させた。加熱反応中、時々反応混合物をサンプリングし
て、これをガスクロマトグラフ分析で分析した。反応開
始後36時間後に、反応混合物中に占める式:(ViM
2SiO)3SiOMeで表されるアルコキシ官能性有
機ケイ素化合物の含有量が25〜30重量%となった。
ここで反応を停止した。冷却後、得られた反応混合物を
濾過して、陽イオン交換樹脂を除去した。次いで、この
濾過後の反応混合物をビグリュー分留装置に入れて分留
し、式:(ViMe2SiO)3SiOMeで表されるア
ルコキシ官能性有機ケイ素化合物の含有量が多い粗留分
53.7gを得た。この粗留分を回転バンド精密分留装
置を用いて減圧蒸留して、沸点112℃/10mmHgの
式:(ViMe2SiO)3SiOMeで表されるアルコ
キシ官能性有機ケイ素化合物36gを得た。このアルコ
キシ官能性有機ケイ素化合物の純度は99.9%であっ
た。またその屈折率は1.4129であった。
【0010】
【実施例2】実施例1で得られた濾過後の反応混合物
を、ビグリュー分留装置に入れて分留し、式:(ViM
2SiO)2Si(OMe)2で表されるアルコキシ官
能性有機ケイ素化合物の含有量の多い粗留分112.6
gを得た。この粗留分を回転バンド精密分留装置を用い
て減圧蒸留して、沸点100℃/20mmHgの式:(Vi
Me2SiO)2Si(OMe)2で表されるアルコキシ
官能性有機ケイ素化合物60gを得た。このアルコキシ
官能性有機ケイ素化合物の純度は100%であった。ま
たその屈折率は1.4060であった。
【0011】
【実施例3】撹拌機,温度計,単蒸留ができる装置のつ
いた1リットルの4つ口フラスコに、テトラメトキシシ
ラン304g(2.0モル)とsyn-ジビニルテトラメチ
ルジシロキサン372.4g(2.0モル)と陽イオン交
換樹脂[三菱化成(株)製,商品名:ダイヤイオンRCP1
50HD]7.1gを仕込んだ。これを液温が100℃にな
るまで加熱して、攪拌しながら反応させた。反応中、副
生したビニルジメチルメトキシシランを反応系外に留出
させた。加熱反応中、時々反応混合物をサンプリングし
て、これをガスクロマトグラフ分析で分析した。反応開
始後10時間後に、反応混合物中に占める式:ViMe
2SiOSi(OMe)3で表されるアルコキシ官能性有
機ケイ素化合物の含有量が25〜30重量%となった。
ここで反応を停止した。冷却後、得られた反応混合物を
濾過して、陽イオン交換樹脂を除去した。次いで、この
濾過後の反応混合物をビグリュー分留装置に入れて分留
し、式:ViMe2SiOSi(OMe)3で表されるア
ルコキシ官能性有機ケイ素化合物の含有量が多い粗留分
100gを得た。この粗留分を回転バンド精密分留装置
を用いて減圧蒸留して、沸点70℃/20mmHgの式:V
iMe2SiOSi(OMe)3で表されるアルコキシ官
能性有機ケイ素化合物50gを得た。このアルコキシ官
能性有機ケイ素化合物の純度は99.8%であった。ま
たその屈折率は1.3934であった。
【0012】
【応用例】本発明のアルコキシ官能性有機ケイ素化合物
の両末端シラノール基封鎖ジメチルポリシロキサンに対
する反応性について評価した。両末端シラノール基封鎖
ジメチルポリシロキサン(粘度12,500センチポイ
ズ)5gに、実施例2で得られたアルコキシ官能性有機
ケイ素化合物0.3gとジブチルチンラウレート0.03
gとの混合物を加えて均一に混合して、室温硬化性オル
ガノポリシロキサン組成物を製造した。この組成物を常
温にて放置し、3時間後の粘度変化率を測定したとこ
ろ、粘度変化率は320%であった。ここで、粘度変化
率は次式に従って算出した。 粘度変化率(%)=[(3時間後の粘度−製造直後の粘度)
/製造直後の粘度]×100 比較のために、上記において実施例2で得られたアルコ
キシ官能性有機ケイ素化合物の代わりに、式:(Me3
SiO)2Si(OMe)2(式中、Meはメチル基を表
す。)で表される有機ケイ素化合物を使用した以外は上
記と同様にして、室温硬化性オルガノポリシロキサン組
成物を製造した。この組成物の3時間後の粘度変化率を
上記と同様にして測定したところ、粘度変化率は210
%であった。さらに、比較のために上記において、実施
例2で得られたアルコキシ官能性有機ケイ素化合物の代
わりに、メチルビニルジメトキシシランを使用した以外
は上記と同様にして、室温硬化性オルガノポリシロキサ
ン組成物を製造した。この組成物の3時間後の粘度変化
率を上記と同様に測定したところ、粘度変化率は101
%以下であった。以上から、実施例2で得られた本発明
のアルコキシ官能性有機ケイ素化合物は、シラノール基
に対する縮合反応性が非常に高いことが判明した。
【0013】
【発明の効果】本発明のアルコキシ官能性有機ケイ素化
合物は、シラノール基に対する縮合反応性の高いアルコ
キシ基を有する新規な化合物であり、また、本発明の製
造方法は、このようなアルコキシ官能性有機ケイ素化合
物を効率よく製造することができるという特徴を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は実施例1で製造したアルコキシ官能性
有機ケイ素化合物の赤外線吸収スペクトルチャートであ
る。
【図2】 図2は実施例1で製造したアルコキシ官能性
有機ケイ素化合物の1H−核磁気共鳴スペクトルチャー
トである。
【図3】 図3は実施例2で製造したアルコキシ官能性
有機ケイ素化合物の赤外線吸収スペクトルチャートであ
る。
【図4】 図4は実施例2で製造したアルコキシ官能性
有機ケイ素化合物の1H−核磁気共鳴スペクトルチャー
トである。
【図5】 図5は実施例3で製造したアルコキシ官能性
有機ケイ素化合物の赤外線吸収スペクトルチャートであ
る。
【図6】 図6は実施例3で製造したアルコキシ官能性
有機ケイ素化合物の1H−核磁気共鳴スペクトルチャー
トである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式: 【化1】 (式中、Rは炭素原子数1〜4のアルキル基であり、a
    は1,2または3である。)で示されるアルコキシ官能
    性有機ケイ素化合物。
  2. 【請求項2】 Rがメチル基である請求項1記載のアル
    コキシ官能性有機ケイ素化合物。
  3. 【請求項3】 syn-ジビニルテトラメチルジシロキサン
    とテトラアルコキシシランを酸性触媒存在下で再平衡化
    反応させることを特徴とする、請求項1記載のアルコキ
    シ官能性有機ケイ素化合物の製造方法。
JP26558593A 1993-09-29 1993-09-29 アルコキシ官能性有機ケイ素化合物およびその製造方法 Pending JPH0797386A (ja)

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JP26558593A JPH0797386A (ja) 1993-09-29 1993-09-29 アルコキシ官能性有機ケイ素化合物およびその製造方法
US08/306,788 US5470934A (en) 1993-09-29 1994-09-15 Vinyl- and alkoxy-functional organosilicon compounds and method for the preparation thereof
EP94115295A EP0645395B1 (en) 1993-09-29 1994-09-28 Vinyl- and alkoxy-functional organosilicon compounds and method for the preparation thereof
DE69417668T DE69417668T2 (de) 1993-09-29 1994-09-28 Vinyl- und Alkoxygruppe enthaltende Organosiliciumverbindungen und Verfahren zu deren Herstellung

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09202790A (ja) * 1995-12-05 1997-08-05 Wacker Chemie Gmbh 低分子有機珪素化合物及び架橋性材料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09202790A (ja) * 1995-12-05 1997-08-05 Wacker Chemie Gmbh 低分子有機珪素化合物及び架橋性材料

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