JPH08104755A - Isocyanatosilicon compound and production thereof - Google Patents
Isocyanatosilicon compound and production thereofInfo
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- JPH08104755A JPH08104755A JP26834394A JP26834394A JPH08104755A JP H08104755 A JPH08104755 A JP H08104755A JP 26834394 A JP26834394 A JP 26834394A JP 26834394 A JP26834394 A JP 26834394A JP H08104755 A JPH08104755 A JP H08104755A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、イソシアナート基を有
する新規なケイ素化合物及びその製造方法に関するもの
であり、このケイ素化合物はポリマーの改質剤や各種基
材の表面処理剤として、また各種ポリマーの合成原料と
して、特に分子内にただ一つのイソシアナート基を有す
る反応性のポリマーの合成原料として有用である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel silicon compound having an isocyanate group and a method for producing the same, which silicon compound is used as a modifier for polymers and as a surface treating agent for various substrates, It is useful as a raw material for synthesizing a polymer, particularly as a raw material for synthesizing a reactive polymer having only one isocyanate group in the molecule.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】イソシ
アナート基を有するシロキサン化合物は、水酸基やアミ
ノ基、カルボキシル基等の官能基を持つ各種のポリマー
や基材と中性かつ温和な条件で容易に反応して、ポリマ
ーや基材を改質することのできる有用な化合物である。
改質剤として用いるためには、ポリマー同士の架橋を避
けるために分子内にただ一つだけのイソシアナート基を
持つことが必要である。しかし、蒸留精製できる低分子
量のイソシアナート基含有ケイ素化合物を用いた場合、
ポリマーや基材中に導入されるシロキサン単位の含量は
少なくなり、十分な改質ができない場合が多い。また、
長鎖ポリシロキサン等の高分子量のケイ素化合物に一つ
だけイソシアナート基を導入するのは困難であり、従っ
て改質剤として有用なイソシアナート基を含有する長鎖
のケイ素化合物を得ることは困難であった。2. Description of the Related Art Siloxane compounds having an isocyanate group are easy to react with various polymers having a functional group such as a hydroxyl group, an amino group or a carboxyl group or a base material under neutral and mild conditions. It is a useful compound capable of modifying a polymer or a substrate by reacting with.
For use as a modifier, it is necessary to have only one isocyanate group in the molecule in order to avoid cross-linking between polymers. However, when a low molecular weight isocyanate group-containing silicon compound that can be purified by distillation is used,
The content of siloxane units introduced into a polymer or a base material becomes small, and sufficient modification cannot be performed in many cases. Also,
It is difficult to introduce only one isocyanate group into a high molecular weight silicon compound such as long chain polysiloxane, and thus it is difficult to obtain a long chain silicon compound containing an isocyanate group useful as a modifier. Met.
【0003】それ故、長鎖ポリシロキサン等のポリマー
にただ一つだけイソシアナート基を導入する方法の開発
が要望されていた。Therefore, it has been desired to develop a method for introducing only one isocyanate group into a polymer such as long-chain polysiloxane.
【0004】本発明は、上記要望に応えたもので、分子
内にただ一つのイソシアナート基を有する長鎖ポリシロ
キサン等の合成原料として、またポリマーの改質剤や各
種基材の表面処理剤として有用な、イソシアナート基を
有するケイ素化合物及びその製造方法を提供することを
目的とするものである。The present invention has responded to the above-mentioned demands and is used as a synthetic raw material for a long-chain polysiloxane having a single isocyanate group in a molecule, a polymer modifier, and a surface treatment agent for various substrates. It is an object of the present invention to provide a silicon compound having an isocyanate group and a method for producing the same, which are useful as
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために種々検討を行った結果、下記一般式
(2)で表されるハロゲノアルキル基含有化合物と下記
一般式(3)で表されるシアン酸塩とを反応させること
により、あるいは下記一般式(4)で表されるカルバミ
ン酸エステルをトリアルキルクロロシラン及び酸捕捉剤
の存在下で熱分解することにより、下記一般式(1)で
表される新規なイソシアナート基含有ケイ素化合物が得
られることを見い出した。そして、この式(1)のケイ
素化合物は、反応性の官能基であるイソシアナート基と
ビニル基をそれぞれ一個づつ有し、このビニル基に対し
て、例えば片末端ハイドロジェンポリシロキサンを用い
て遷移金属触媒等の存在下でヒドロシリル化反応を行え
ば、分子内にただ一つのイソシアナート基を有するポリ
シロキサンを容易に得ることができ、イソシアナート基
含有長鎖ポリシロキサン等のポリマーの合成や、イソシ
アナート基の反応性に基づくポリマーの改質、各種基材
の表面処理に有用であることを知見し、本発明をなすに
至ったものである。Means for Solving the Problems As a result of various studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have found that a halogenoalkyl group-containing compound represented by the following general formula (2) and the following general formula ( By reacting with a cyanate represented by 3) or by thermally decomposing the carbamic acid ester represented by the following general formula (4) in the presence of trialkylchlorosilane and an acid scavenger, It has been found that a novel isocyanate group-containing silicon compound represented by the formula (1) can be obtained. The silicon compound of the formula (1) has one reactive functional group, one isocyanate group, and one vinyl group, and transitions to the vinyl group by using, for example, one-end hydrogen polysiloxane. By performing the hydrosilylation reaction in the presence of a metal catalyst or the like, a polysiloxane having only one isocyanate group in the molecule can be easily obtained, and synthesis of a polymer such as an isocyanate group-containing long chain polysiloxane, The present invention has been completed by finding that it is useful for modifying a polymer based on the reactivity of an isocyanate group and for surface treatment of various base materials.
【0006】[0006]
【化4】 (式中、R1は炭素数1〜10の2価の炭化水素基を表
し、R2,R3,R4及びR5はそれぞれ同一でも異なって
いてもよい炭素数1〜10の1価の炭化水素基であり、
nは0〜5の整数を表す。また、Xはハロゲン原子、M
は金属イオン又は4級アンモニウムイオン、mはMの価
数、Rは1価の炭化水素基を示す。)[Chemical 4] (In the formula, R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each is monovalent having 1 to 10 carbon atoms. Is a hydrocarbon group of
n represents an integer of 0 to 5. X is a halogen atom, M
Represents a metal ion or a quaternary ammonium ion, m represents a valence of M, and R represents a monovalent hydrocarbon group. )
【0007】従って、本発明は、上記式(1)のイソシ
アナート基含有ケイ素化合物、式(2)のハロゲノアル
キル基含有化合物と式(3)のシアン酸塩とを反応させ
る式(1)のケイ素化合物の製造方法、及び式(4)の
カルバミン酸エステルをトリアルキルクロロシラン及び
酸捕捉剤の存在下で熱分解する式(1)のケイ素化合物
の製造方法を提供する。Therefore, the present invention provides a compound of the formula (1) for reacting an isocyanate group-containing silicon compound of the above formula (1), a halogenoalkyl group-containing compound of the formula (2) with a cyanate of the formula (3). Provided are a method for producing a silicon compound and a method for producing a silicon compound of formula (1), which comprises thermally decomposing a carbamic acid ester of formula (4) in the presence of a trialkylchlorosilane and an acid scavenger.
【0008】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明の新規イソシアナート基含有ケイ素化合物は
下記一般式(1)で表されるものである。The present invention will be described in more detail below. The novel isocyanate group-containing silicon compound of the present invention is represented by the following general formula (1).
【0009】[0009]
【化5】 Embedded image
【0010】ここで、R1は炭素数1〜10の2価炭化
水素基であり、より好ましくは炭素数1〜3のアルキレ
ン基である。また、R2〜R5は互いに同一又は異種の炭
素数1〜10の1価炭化水素基であり、好ましくはアル
キル基、特に炭素数1〜6のアルキル基である。Here, R 1 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. R 2 to R 5 are the same or different monovalent hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, preferably alkyl groups, and particularly alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms.
【0011】式(1)で表される化合物としては、例え
ば次のものが挙げられる。イソシアナートメチルジメチ
ルビニルシラン、イソシアナートエチルジメチルビニル
シラン、イソシアナートプロピルジメチルビニルシラ
ン、1−イソシアナートメチル−1,1,3,3−テト
ラメチル−3−ビニルジシロキサン、1−イソシアナー
トエチル−1,1,3,3−テトラメチル−3−ビニル
ジシロキサン、1−イソシアナートプロピル−1,1,
3,3−テトラメチル−3−ビニルジシロキサン、1−
エチル−1−イソシアナートプロピル−1,3,3−ト
リメチル−3−ビニルジシロキサン、3−エチル−1−
イソシアナートプロピル−1,1,3−トリメチル−3
−ビニルジシロキサン、1,3−ジエチル−1−イソシ
アナートプロピル−1,3−ジメチル−3−ビニルジシ
ロキサン、1−n−プロピル−1−イソシアナートプロ
ピル−1,3,3−トリメチル−3−ビニルジシロキサ
ン、1−i−プロピル−1−イソシアナートプロピル−
1,3,3−トリメチル−3−ビニルジシロキサン、1
−n−ブチル−1−イソシアナートプロピル−1,3,
3−トリメチル−3−ビニルジシロキサン、1−i−ブ
チル−1−イソシアナートプロピル−1,3,3−トリ
メチル−3−ビニルジシロキサン、1−s−ブチル−1
−イソシアナートプロピル−1,3,3−トリメチル−
3−ビニルジシロキサン、1−n−ペンチル−1−イソ
シアナートプロピル−1,3,3−トリメチル−3−ビ
ニルジシロキサン、1−シクロペンチル−1−イソシア
ナートプロピル−1,3,3−トリメチル−3−ビニル
ジシロキサン、1−n−ヘキシル−1−イソシアナート
プロピル−1,3,3−トリメチル−3−ビニルジシロ
キサン、1−シクロヘキシル−1−イソシアナートプロ
ピル−1,3,3−トリメチル−3−ビニルジシロキサ
ン、1−イソシアナートメチル−1,1,3,3,5,
5−ヘキサメチル−5−ビニルトリシロキサン、1−イ
ソシアナートメチル−1,1,3,3,5,5,7,7
−オクタメチル−7−ビニルテトラシロキサン、1−イ
ソシアナートメチル−1,1,3,3,5,5,7,
7,9,9−デカメチル−9−ビニルペンタシロキサ
ン。Examples of the compound represented by the formula (1) include the following. Isocyanatomethyldimethylvinylsilane, isocyanatoethyldimethylvinylsilane, isocyanatopropyldimethylvinylsilane, 1-isocyanatomethyl-1,1,3,3-tetramethyl-3-vinyldisiloxane, 1-isocyanatoethyl-1,1 , 3,3-Tetramethyl-3-vinyldisiloxane, 1-isocyanatopropyl-1,1,
3,3-tetramethyl-3-vinyldisiloxane, 1-
Ethyl-1-isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl-3-vinyldisiloxane, 3-ethyl-1-
Isocyanatopropyl-1,1,3-trimethyl-3
-Vinyldisiloxane, 1,3-diethyl-1-isocyanatopropyl-1,3-dimethyl-3-vinyldisiloxane, 1-n-propyl-1-isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl-3 -Vinyldisiloxane, 1-i-propyl-1-isocyanatopropyl-
1,3,3-trimethyl-3-vinyldisiloxane, 1
-N-Butyl-1-isocyanatopropyl-1,3,
3-trimethyl-3-vinyldisiloxane, 1-i-butyl-1-isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl-3-vinyldisiloxane, 1-s-butyl-1
-Isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl-
3-vinyldisiloxane, 1-n-pentyl-1-isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl-3-vinyldisiloxane, 1-cyclopentyl-1-isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl- 3-vinyldisiloxane, 1-n-hexyl-1-isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl-3-vinyldisiloxane, 1-cyclohexyl-1-isocyanatopropyl-1,3,3-trimethyl- 3-vinyldisiloxane, 1-isocyanatomethyl-1,1,3,3,5
5-hexamethyl-5-vinyltrisiloxane, 1-isocyanatomethyl-1,1,3,3,5,5,7,7
-Octamethyl-7-vinyltetrasiloxane, 1-isocyanatomethyl-1,1,3,3,5,5,7,
7,9,9-decamethyl-9-vinylpentasiloxane.
【0012】式(1)のケイ素化合物は、例えば次のよ
うな方法で製造することができる。即ち、下記式(2)
で表されるハロゲノアルキル基含有ケイ素化合物と、下
記式(3)で表されるシアン酸塩とを反応させるもので
ある。この場合、シアン酸塩の使用量はハロゲノアルキ
ル基含有ケイ素化合物1モルに対し1〜1.2モルとす
ることが好ましい。The silicon compound of the formula (1) can be produced, for example, by the following method. That is, the following formula (2)
A halogenated alkyl group-containing silicon compound represented by the formula (3) and a cyanate represented by the following formula (3) are reacted. In this case, the amount of cyanate used is preferably 1 to 1.2 mol per mol of the halogenoalkyl group-containing silicon compound.
【0013】[0013]
【化6】 (式中、R1〜R5及びnは式(1)と同様の意味を示
し、Xはハロゲン原子を表す。)で表されるハロゲノア
ルキル基含有化合物と下記一般式(3) M(OCN)m …(3) (式中、Mは金属イオン又は4級アンモニウムイオンを
表し、mは金属イオン又は4級アンモニウムイオンの価
数を表す。)[Chemical 6] (In the formula, R 1 to R 5 and n have the same meanings as in formula (1), and X represents a halogen atom), and a halogenoalkyl group-containing compound represented by the following general formula (3) M (OCN) ) m ... (3) (wherein, M represents a metal ion or a quaternary ammonium ion, m represents the valence of the metal ion or a quaternary ammonium ion.)
【0014】式(3)のシアン酸塩においてMが金属イ
オンである場合、有機溶媒には通常難溶であるので、反
応を促進するために相間移動触媒を添加するのが好まし
い。用いられる相間移動触媒としては、テトラエチルア
ンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムクロ
ライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラ
ブチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニ
ウムアイオダイド、テトラブチルアンモニウムアイオダ
イド等の4級アンモニウム塩、ヘキサデシルピリジニウ
ムクロライド、ヘキサデシルピリジニウムブロマイド、
ドデシルピリジニウムアイオダイド等のピリジニウム
塩、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロライド、ヘ
キシルトリフェニルホスホニウムブロマイド、メチルト
リフェニルホスホニウムアイオダイド等のホスホニウム
塩、15−クラウン−5、18−クラウン−6等のクラ
ウンエーテルなどが挙げられる。When M is a metal ion in the cyanate salt of the formula (3), it is usually difficult to dissolve in an organic solvent, so it is preferable to add a phase transfer catalyst in order to accelerate the reaction. As the phase transfer catalyst used, quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium chloride, tetrabutylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide, tetraethylammonium iodide, tetrabutylammonium iodide, hexadecylpyridinium chloride, hexadecyl Pyridinium bromide,
Examples include pyridinium salts such as dodecylpyridinium iodide, benzyltriphenylphosphonium chloride, hexyltriphenylphosphonium bromide, phosphonium salts such as methyltriphenylphosphonium iodide, crown ethers such as 15-crown-5 and 18-crown-6. To be
【0015】これらの相間移動触媒の添加量は、式
(2)のハロゲノアルキル基含有ケイ素化合物に対し
て、通常0.1〜20モル%である。反応の際には、反
応に関与しない有機溶媒を使用するのが望ましく、特に
ジメチルホルムアミドのような非プロトン性の極性溶媒
が好ましい。溶媒の使用量は、不溶性の塩の存在下に反
応液全体が十分撹拌されるように加えればよい。反応温
度は、反応基質及び溶媒の沸点によっても異なるが、通
常20〜150℃であり、効率よく生成物を得るために
は80〜120℃が好ましい。The amount of these phase transfer catalysts added is usually 0.1 to 20 mol% with respect to the halogenoalkyl group-containing silicon compound of the formula (2). During the reaction, it is desirable to use an organic solvent that does not participate in the reaction, and an aprotic polar solvent such as dimethylformamide is particularly preferable. The amount of the solvent used may be such that the whole reaction solution is sufficiently stirred in the presence of the insoluble salt. Although the reaction temperature varies depending on the reaction substrate and the boiling point of the solvent, it is usually 20 to 150 ° C., and 80 to 120 ° C. is preferable for efficiently obtaining the product.
【0016】反応終了後、副生した塩を除去して減圧下
に蒸留することによって式(1)の化合物を得ることが
できる。After completion of the reaction, the compound of the formula (1) can be obtained by removing the by-produced salt and distilling it under reduced pressure.
【0017】式(1)の化合物は以下の方法によっても
製造することができる。即ち、下記式(5)で表される
アミノアルキル含有ケイ素化合物と下記式(6)で表さ
れるハロゲノぎ酸エステルとを酸捕捉剤の存在下に反応
させるなどの方法で得られた下記式(4)で表されるカ
ルバミン酸エステルを下記式(7)で表されるトリアル
キルクロロシラン及び酸捕捉剤の存在下で熱分解させる
ことにより、式(1)の化合物を得ることができる。The compound of formula (1) can also be produced by the following method. That is, the following formula obtained by a method of reacting an aminoalkyl-containing silicon compound represented by the following formula (5) with a halogenoformate ester represented by the following formula (6) in the presence of an acid scavenger By thermally decomposing the carbamic acid ester represented by (4) in the presence of a trialkylchlorosilane represented by the following formula (7) and an acid scavenger, the compound of the formula (1) can be obtained.
【0018】[0018]
【化7】 (式中、R1〜R5及びnは式(1)と同様の意味を示
す。)[Chemical 7] (In the formula, R 1 to R 5 and n have the same meanings as in formula (1).)
【0019】[0019]
【化8】 (式中、Rは1価の炭化水素基、Xはハロゲン原子を表
す。)Embedded image (In the formula, R represents a monovalent hydrocarbon group, and X represents a halogen atom.)
【0020】[0020]
【化9】 (式中、R1〜R5及びnは式(1)と同様の意味を示
し、Rは1価の炭化水素基を表す。) R6R7R8SiCl …(7) (式中、R6,R7,R8は同一でも異なっていてもよい
炭素数1〜4の1価の炭化水素基を表す。)[Chemical 9] (In the formula, R 1 to R 5 and n have the same meanings as in formula (1), and R represents a monovalent hydrocarbon group.) R 6 R 7 R 8 SiCl (7) (wherein, R 6 , R 7 and R 8 represent the same or different monovalent hydrocarbon groups having 1 to 4 carbon atoms.)
【0021】ここで、Rの1価炭化水素基としては、炭
素数1〜10のもの、例えばアルキル基やアリール基が
挙げられ、式(6)表されるハロゲノぎ酸エステルの例
としては、クロロぎ酸フェニル、クロロぎ酸4−ニトロ
フェニル、クロロぎ酸2−ナフチル、クロロぎ酸エチ
ル、クロロぎ酸ブチル等が挙げられる。その使用量は式
(5)のアミノアルキル基含有ケイ素化合物1モルに対
して1〜1.2モルが好ましい。Here, examples of the monovalent hydrocarbon group of R include those having 1 to 10 carbon atoms, such as an alkyl group and an aryl group. Examples of the halogenoformic acid ester represented by the formula (6) include: Examples thereof include phenyl chloroformate, 4-nitrophenyl chloroformate, 2-naphthyl chloroformate, ethyl chloroformate and butyl chloroformate. The amount used is preferably 1 to 1.2 mol per 1 mol of the aminoalkyl group-containing silicon compound of the formula (5).
【0022】式(5)のアミノアルキル基含有ケイ素化
合物と式(6)のハロゲノぎ酸エステルの反応の際に
は、反応温度は0〜50℃が好ましく、反応溶媒として
は、副生する塩の除去が容易であるという点でヘキサ
ン、ヘプタン、イソオクタン、トルエン、キシレン等の
炭化水素系溶媒を使用するのが好ましい。使用する酸捕
捉剤の種類としては、トリエチルアミン、トリブチルア
ミン、ジイソプロピルエチルアミン、N−メチルモルポ
リン等の3級アミンやピリジン、キノリン等の含窒素複
素環化合物が挙げられ、その使用量は式(5)のアミノ
アルキル基含有ケイ素化合物に対して1〜1.3当量で
ある。In the reaction of the aminoalkyl group-containing silicon compound of the formula (5) and the halogenoformic acid ester of the formula (6), the reaction temperature is preferably 0 to 50 ° C., and the reaction solvent is a by-produced salt. It is preferable to use a hydrocarbon-based solvent such as hexane, heptane, isooctane, toluene, xylene, etc. from the viewpoint of easy removal. Examples of the type of acid scavenger used include tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, diisopropylethylamine and N-methylmorpholine, and nitrogen-containing heterocyclic compounds such as pyridine and quinoline. 1) to 1.3 equivalents based on the aminoalkyl group-containing silicon compound of 1).
【0023】一方、式(4)のカルバミン酸エステルの
熱分解の際には、反応を不可逆的に進行させるために式
(7)のトリアルキルクロロシランを加える。その使用
量は式(4)のカルバミン酸エステル1モルに対して1
〜1.3モルが好ましい。また、発生する塩酸の捕捉剤
として、前述の3級アミンや含窒素複素環化合物を式
(7)のトリアルキルクロロシラン1モルに対して1〜
1.2モル加えることが必要である。反応温度は60〜
150℃が好ましく、使用する溶媒としては、イソオク
タン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒、ジブチ
ルエーテル、モノグライム、ジグライム等のエーテル系
溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
ジメチルスルホキシド、ジメチルイミダゾリドン、テト
ラメチル尿素等の非プロトン性極性溶媒が挙げられる。On the other hand, during the thermal decomposition of the carbamate of the formula (4), the trialkylchlorosilane of the formula (7) is added in order to cause the reaction to proceed irreversibly. The amount used is 1 with respect to 1 mol of the carbamate of the formula (4).
~ 1.3 moles are preferred. Further, as a scavenger of generated hydrochloric acid, the above-mentioned tertiary amine or nitrogen-containing heterocyclic compound is used in an amount of 1 to 1 mol of the trialkylchlorosilane of the formula (7).
It is necessary to add 1.2 moles. Reaction temperature is 60 ~
150 ° C. is preferred, and as the solvent to be used, hydrocarbon solvents such as isooctane, toluene and xylene, ether solvents such as dibutyl ether, monoglyme and diglyme, dimethylformamide and dimethylacetamide,
Aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide, dimethyl imidazolidone, tetramethyl urea and the like can be mentioned.
【0024】反応終了後、反応液から濾過及び水洗によ
って塩を除去し、減圧下に蒸留を行うことにより、式
(1)の化合物が得られる。After completion of the reaction, the salt of the reaction solution is removed by filtration and washing with water, and the compound of the formula (1) is obtained by distillation under reduced pressure.
【0025】なお、式(1)の化合物の更に別な製造方
法として、式(6)のアミノアルキル基含有ケイ素化合
物を3級アミン等の酸捕捉剤の存在下に等モル量のホス
ゲンと反応させる方法もあるが、毒性の強いホスゲンを
使用するという点で好ましくない。As yet another method for producing the compound of formula (1), the aminoalkyl group-containing silicon compound of formula (6) is reacted with an equimolar amount of phosgene in the presence of an acid scavenger such as a tertiary amine. However, it is not preferable in that toxic phosgene is used.
【0026】式(1)の化合物は、1分子中にイソシア
ナート基とビニル基をそれぞれ有する。従って、SiH
基を1分子中に1個有する長鎖オルガノハイドロジェン
ポリシロキサン等のポリマーと白金系触媒などのハイド
ロシリレーション触媒の存在下にハイドロシリレーショ
ンすることにより、イソシアナート基を1分子中に1個
有する長鎖オルガノポリシロキサン等のポリマーを得る
ことができる。The compound of formula (1) has an isocyanate group and a vinyl group in one molecule. Therefore, SiH
A polymer such as a long-chain organohydrogenpolysiloxane having one group in one molecule and hydrosilylation in the presence of a hydrosilylation catalyst such as a platinum-based catalyst give one isocyanate group in one molecule. Polymers such as long-chain organopolysiloxanes having the same can be obtained.
【0027】また、この式(1)の化合物は、イソシア
ナート基の反応性により、水酸基、アミノ基、カルボキ
シル基等のイソシアナート基との反応性基を有するポリ
マーや基材を改質することができる。Further, the compound of the formula (1) is obtained by modifying a polymer or a base material having a reactive group with an isocyanate group such as a hydroxyl group, an amino group and a carboxyl group due to the reactivity of the isocyanate group. You can
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明のイソシアナート基含有ケイ素化
合物は、ポリマーの改質剤や各種基材の表面処理剤とし
て有用であり、更にただ一つのイソシアナート基を有す
るポリマーの合成原料として特に有用な化合物である。
また、本発明の製造方法によれば、かかるイソシアナー
ト基含有ケイ素化合物を好収率で製造することができ
る。INDUSTRIAL APPLICABILITY The isocyanate group-containing silicon compound of the present invention is useful as a modifier for polymers and as a surface treating agent for various substrates, and is particularly useful as a raw material for synthesizing polymers having only one isocyanate group. It is a compound.
Further, according to the production method of the present invention, such an isocyanate group-containing silicon compound can be produced in good yield.
【0029】[0029]
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるもので
はない。The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
【0030】〔実施例1〕イソシアナートメチルジメチ
ルビニルシランの合成 撹拌機、還流冷却管、温度計を備えた500mlの3つ
口フラスコ内を窒素置換し、フラスコ内にヨードメチル
ジメチルビニルシラン56.5g(0.25mol)、
テトラブチルアンモニウムアイオダイド4.6g(1
2.5mmol)、ジメチルホルムアミド63mlを仕
込み、シアン酸カリウム24.3g(0.30mol)
を加えて、激しく撹拌しながら100℃に加熱し、5時
間撹拌を続けた。放冷後、ヨードメチルジメチルビニル
シランが消失したことをガスクロマトグラフィーにて確
認し、次いでヘキサン250mlを加え、室温で1時間
撹拌した。二層に分離したフラスコ内容物の上層を取
り、常圧下で溶媒を留去した後減圧蒸留して、沸点74
〜75℃/50mmHgの無色透明の液体23.1gを
得た。この化合物の質量スペクトル、核磁気共鳴スペク
トル及び赤外吸収スペクトルを測定したところ、生成物
がイソシアナートメチルジメチルビニルシランであるこ
とが確認された。収率は65.3%であった。以下に各
種スペクトルの測定結果を示す。 質量スペクトル(EI法) m/z:126([M−CH3]+)、85([M−CH
2NCO]+)Example 1 Synthesis of Isocyanatomethyldimethylvinylsilane A 500 ml three-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a thermometer was purged with nitrogen, and 56.5 g of iodomethyldimethylvinylsilane was placed in the flask. 0.25 mol),
Tetrabutylammonium iodide 4.6 g (1
2.5 mmol) and 63 ml of dimethylformamide were charged, and potassium cyanate 24.3 g (0.30 mol)
Was added and heated to 100 ° C. with vigorous stirring, and stirring was continued for 5 hours. After cooling, it was confirmed by gas chromatography that iodomethyldimethylvinylsilane had disappeared, 250 ml of hexane was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Take the upper layer of the flask contents separated into two layers, distill off the solvent under normal pressure, and then distill under reduced pressure to give a boiling point of 74
23.1 g of a colorless and transparent liquid of ˜75 ° C./50 mmHg was obtained. The mass spectrum, nuclear magnetic resonance spectrum and infrared absorption spectrum of this compound were measured, and it was confirmed that the product was isocyanate methyldimethylvinylsilane. The yield was 65.3%. The measurement results of various spectra are shown below. Mass spectrum (EI Method) m / z: 126 ([ M-CH 3] +), 85 ([M-CH
2 NCO] + )
【0031】[0031]
【表1】 赤外吸収スペクトル(NaCl)図1に示す。[Table 1] Infrared absorption spectrum (NaCl) is shown in FIG.
【0032】〔実施例2〕1−イソシアナートプロピル
−1,1,3,3−テトラメチル−3−ビニルジシロキ
サンの合成 撹拌機、還流冷却管、温度計及び滴下ロートを備えた5
00mlの4つ口フラスコ内を窒素置換し、フラスコ内
に1−アミノプロピル−1,1,3,3−テトラメチル
3−ビニルジシロキサン65.3g(0.30mo
l)、トリエチルアミン33.4g(0.33mo
l)、o−キシレン90mlを仕込み、氷水浴でフラス
コを10℃に冷却した。フラスコ内を撹拌しながら、滴
下ロートよりクロロギ酸フェニル49.3g(0.31
5mol)を滴下した。この際、滴下は内容物の温度が
40℃を超えないような速度で2時間かけて行った。そ
の後室温で1時間撹拌した後、トリエチルアミン39.
5g(0.39mol)を加えて、内容物を80℃に加
熱した。滴下ロートを新しいものと交換し、クロロトリ
メチルシラン39.1g(0.36mol)を80〜1
00℃で1時間かけて滴下ロートより滴下した。反応混
合物を100℃で2時間、120℃で8時間撹拌し、カ
ルバミン酸エステルが消失したことをガスクロマトグラ
フィーで確認した。放冷後、析出したトリエチルアミン
塩酸塩を濾別し、濾液を水100mlで洗浄後、無水硫
酸ナトリウムで乾燥させた。得られた溶液を減圧蒸留す
ることにより、沸点90℃/6mmHgの無色透明液体
60.2gを得た。質量スペクトル、核磁気共鳴スペク
トル、赤外吸収スペクトルの測定結果より、得られた生
成物が1−イソシアナートプロピル−1,1,3,3−
テトラメチル−3−ビニルジシロキサンであることが確
認された。収率は82.5%であった。以下に各種スペ
クトルの測定結果を示す。 質量スペクトル(EI法) m/z:228([M−CH3]+)、216([M−C
2H3]+)Example 2 Synthesis of 1-isocyanatopropyl-1,1,3,3-tetramethyl-3-vinyldisiloxane 5 equipped with stirrer, reflux condenser, thermometer and dropping funnel
The inside of a 00 ml four-necked flask was replaced with nitrogen, and 65.3 g (0.30 mo) of 1-aminopropyl-1,1,3,3-tetramethyl-3-vinyldisiloxane was placed in the flask.
l), 33.4 g of triethylamine (0.33 mo
1) and 90 ml of o-xylene were charged, and the flask was cooled to 10 ° C in an ice water bath. While stirring the inside of the flask, phenyl chloroformate 49.3 g (0.31
5 mol) was added dropwise. At this time, the dropping was performed for 2 hours at a speed such that the temperature of the contents did not exceed 40 ° C. Then, after stirring at room temperature for 1 hour, triethylamine 39.
5 g (0.39 mol) was added and the contents were heated to 80 ° C. The dropping funnel was replaced with a new one, and 39.1 g (0.36 mol) of chlorotrimethylsilane was added to 80-1.
It dripped from the dropping funnel at 00 degreeC over 1 hour. The reaction mixture was stirred at 100 ° C. for 2 hours and at 120 ° C. for 8 hours, and it was confirmed by gas chromatography that the carbamate was disappeared. After cooling, the precipitated triethylamine hydrochloride was filtered off, the filtrate was washed with 100 ml of water, and dried over anhydrous sodium sulfate. By distilling the obtained solution under reduced pressure, 60.2 g of a colorless transparent liquid having a boiling point of 90 ° C./6 mmHg was obtained. From the measurement results of mass spectrum, nuclear magnetic resonance spectrum, and infrared absorption spectrum, the obtained product was 1-isocyanatopropyl-1,1,3,3-
It was confirmed to be tetramethyl-3-vinyldisiloxane. The yield was 82.5%. The measurement results of various spectra are shown below. Mass spectrum (EI Method) m / z: 228 ([ M-CH 3] +), 216 ([M-C
2 H 3 ] + )
【0033】[0033]
【表2】 赤外吸収スペクトル(NaCl) 図2に示す。[Table 2] Infrared absorption spectrum (NaCl) Shown in FIG.
【図1】本発明の実施例1で得られた化合物の赤外吸収
スペクトルである。FIG. 1 is an infrared absorption spectrum of the compound obtained in Example 1 of the present invention.
【図2】本発明の実施例2で得られた化合物の赤外吸収
スペクトルである。FIG. 2 is an infrared absorption spectrum of the compound obtained in Example 2 of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── 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28−1 信越化学工業株式会社合成技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mikio Endo 28-1 Nishifukushima, Kubiki Village, Nakakubiki-gun, Niigata Prefecture Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
Claims (3)
し、R2,R3,R4及びR5はそれぞれ同一でも異なって
いてもよい炭素数1〜10の1価の炭化水素基であり、
nは0〜5の整数を表す。)で表されるイソシアナート
基含有ケイ素化合物。1. The following general formula (1): (In the formula, R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each is monovalent having 1 to 10 carbon atoms. Is a hydrocarbon group of
n represents an integer of 0 to 5. ) Isocyanate group-containing silicon compound represented by.
し、Xはハロゲン原子を表す。)で表されるハロゲノア
ルキル基含有化合物と下記一般式(3) M(OCN)m …(3) (式中、Mは金属イオン又は4級アンモニウムイオンを
表し、mは金属イオン又は4級アンモニウムイオンの価
数を表す。)で表されるシアン酸塩とを反応させること
を特徴とする請求項1記載のイソシアナート基含有ケイ
素化合物の製造方法。2. The following general formula (2): (In the formula, R 1 to R 5 and n have the same meanings as in formula (1), and X represents a halogen atom), and a halogenoalkyl group-containing compound represented by the following general formula (3) M (OCN) ) m ... (3) (wherein, M represents a metal ion or a quaternary ammonium ion, m is the reaction of a cyanate represented by representative.) the valence of the metal ion or a quaternary ammonium ion The method for producing an isocyanato group-containing silicon compound according to claim 1.
し、Rは1価の炭化水素基を表す。)で表されるカルバ
ミン酸エステルをトリアルキルクロロシラン及び酸捕捉
剤の存在下で熱分解することを特徴とする請求項1記載
のイソシアナート基含有ケイ素化合物の製造方法。3. The following general formula (4): (In the formula, R 1 to R 5 and n have the same meanings as in the formula (1), and R represents a monovalent hydrocarbon group.), A carbamate represented by trialkylchlorosilane and an acid scavenger The method for producing an isocyanate group-containing silicon compound according to claim 1, which is characterized by thermally decomposing in the presence of
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