JPH089005B2 - ヒドロシリル化触媒の製造方法 - Google Patents

ヒドロシリル化触媒の製造方法

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JPH089005B2 JP62018916A JP1891687A JPH089005B2 JP H089005 B2 JPH089005 B2 JP H089005B2 JP 62018916 A JP62018916 A JP 62018916A JP 1891687 A JP1891687 A JP 1891687A JP H089005 B2 JPH089005 B2 JP H089005B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、シランカップリング剤を合成する際に特に
好ましく用いられるヒドロシリル化触媒の製造方法に関
し、さらに詳しくは、先端複合材料の開発に不可欠なも
のとして需要が拡大しているシランカップリング剤をヒ
ドロシリル化反応により合成する際に特に好ましく使用
されるヒドロシリル化触媒の製造方法に関する。
発明の技術的背景ならびにその問題点 ヒドロシリル化反応によりシランカップリング剤を合
成する際に用いられる触媒としては、従来次の(1)〜
(4)に示すものが知られているが、いずれも次に記載
するような問題点があった。
(1)塩化白金酸H2PtCl6・6H2Oのイソプロパノール溶
液(J.Amer.Chem.Soc.,VOL.82,3602(1960)参照) この触媒は、定常の触媒活性を示すまでにかなり長い
一定の期間(一般に誘導期と呼ばれている)を要し、し
かも反応を開始するに先立ち、これを反応試薬の一部で
前処理しなければならないという問題点がある。
(2)白金のβ−ジケトン錯体(特公昭50−24947号公
報参照) この触媒を用いると、前記公報に記載されているよう
に、塩化アリルとトリクロルシランとから比較的高い収
率でヒドロシリル化物を得ることができるが、この際の
反応温度が高く、また反応時間が長く、しかも触媒の調
製に手間がかかるという問題点がある。
(3)フェノチアジン、ジフェニルアミン等の存在下で
塩化白金酸触媒を使用する方法(特公昭56−29873号公
報) この方法を採用すると、触媒の誘導期が短縮され、ま
た反応温度を低くすることが可能であるが、目的物であ
るヒドロシリル化物の収率が低い。
(4)塩化白金酸とシクロヘキサノンの反応物(特公昭
53−41132号公報) この触媒を用いると、比較的高い収率で目的物である
ヒドロシリル化物が得られるが、シクロヘキサノンは、
トリクロロシラン等のシラン化合物と反応してしまう問
題点がある。
発明の目的 本発明は上記のような従来技術に伴なう問題点を解決
しようとするものであって、触媒の調製が簡単であ
り、誘導期を著しく短縮することができ、触媒(ま
たは補助触媒)が前記シクロヘキサノンのように反応系
で反応して消費されることがなく、穏和な反応条件で
反応が進行し、しかもシランカップリング剤が高収率で
得られる等の条件を満たすようなヒドロシリル化触媒の
製造方法を提供することを目的としている。
発明の概要 本発明は、従来からこの反応に触媒として使用されて
いる塩化白金酸H2PtCl6に一定の処理を施すことによっ
て、この触媒の欠点とされていた触媒活性の誘導期の消
滅、または短縮を可能にしたヒドロシリル化触媒の製造
方法に関するものである。
すなわち本発明に係るヒドロシリル化触媒の製造方法
は、塩化白金酸を炭素数3以上のエーテル類またはエス
テル類に溶解させ、得られた溶液を30℃以上好ましくは
50〜120℃に保持することを特徴としている。
発明の具体的説明 以下本発明に係るヒドロシリル化触媒の製造方法につ
いて具体的に説明する。
まず、本発明に係るヒドロシリル化触媒を製造する際
に用いられる原料、反応条件等について詳述する。
(1)エーテル類 エチルエーテル、ブチルエーテル、フェニルエーテ
ル、アニソール、テトラヒドロフラン、フラン、テトラ
ヒドロピラン、ジオキサン等の、炭素数3以上の鎖式ま
たは環状エーテルが用いられるが、これらエーテル類
は、脂肪族多重結合は含まないものが好ましい。
このうち特にテトラヒドロフランが好ましい。
これらのエーテル類の使用量は、塩化白金酸1モルに
対し、通常1モル以上、特に好ましくは100〜2000モル
で、特に上限は存在しない。エーテル類を、シランカッ
プリング剤を製造する際のヒドロシリル化反応の溶媒と
して用いても構わない。
(2)エステル類 酢酸メチル、酢酸アミル、プロピオン酸メチル、安息
香酸エチル、フタル酸ジメチル、γ−ブチロラクトン、
δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等の、炭素数
3以上の鎖式または環状エステルが用いられるが、これ
らエステル類は脂肪族多重結合は含まないものがよい。
このうち特にγ−ブチロラクトンが好ましい。
エステル類の使用量に関しては、前記エーテルの場合
と同様である。
(3)ヒドロシリル化触媒の製造方法 本発明に係るヒドロシリル化触媒(塩化白金酸とエー
テルまたはエステルの反応生成物)を製造するには、塩
化白金酸を前記エーテル類またはエステル類中に溶解さ
せ、好ましくは窒素雰囲気下で通常5分以上、好ましく
は30分〜2時間加熱する。加熱温度は、30℃以上好まし
くは50〜120℃であるが、選択したエーテル類またはエ
ステル類の沸点がこの温度範囲よりも低いときは、その
エーテルまたはエステルの沸点以下の温度に加熱する。
このようにして得られた塩化白金酸とエーテル類または
エステル類の反応生成物は、そのまま触媒して用いるこ
ともできるが、通常無水硫酸ナトリウム、無水炭酸ナト
リウム、炭酸ナトリウム等の乾燥剤を添加して乾燥した
後に、ヒドロシリル化触媒として用いることが好まし
い。
このような乾燥剤のうち、炭酸ナトリウム、無水炭酸
ナトリウムを用いると、触媒の調製工程で生成する塩化
水素をも除去しうるので特に好ましい。
このようにして塩化白金酸をエーテル類またはエステ
ル類中に溶解させ、これを30℃以上好ましくは50〜120
℃に加熱すると、塩化白金酸中の白金は2価状態とな
り、この2価状態の白金がヒドロシリル化反応に対して
高い触媒活性を示すのであろうと考えられる。すなわち
本発明に係るヒドロシリル化触媒の製造方法によれば、
触媒活性の高い2価状態の白金を効率よく簡単に生じさ
せうる。
本発明により調製されたヒドロシリル化触媒を、例え
ばトリクロロシランと塩化アリルの等モル混合物に少量
添加すると、速やかに著しい発熱反応が起こる。塩化白
金酸のみを添加した場合にはこのような発熱は起こらな
い。このように本発明により調製されたヒドロシリル化
触媒を用いてヒドロシリル化反応を行なわせると、発熱
反応が進行することもあって、本発明に係るヒドロシリ
ル化触媒は誘導期が著しく短縮される。
(4)本発明に係るヒドロシリル化触媒を使用して、ヒ
ドロシリル化反応によりシランカップリング剤を合成す
るには、通常塩化アリル、メタクリル酸アリル等の不飽
和化合物(オレフィン類)にヒドロシリル化触媒を添加
してこれを一定の温度に保持しながら、トリクロロシラ
ン、トリメトキシシラン等のシラン化合物を滴下すれば
よい。ヒドロシリル化触媒の添加量はオレフィン性化合
物1モルに対して白金として10-8〜10-3モル有れば充分
である。
ヒドロシリル化反応の反応温度は特に限定しないが通
常室温から100℃の範囲が適当であり、特に30〜80℃が
好ましい。
上記のような反応を行なうに際して、溶媒は用いても
用いなくても良いが、用いる場合には一般的に、芳香族
系が好ましい。
本発明によるヒドロシリル化触媒はヒドロシリル化反
応全般に対して適用できる。例えばオレフィン性化合物
としては脂肪族多重結合を有するモノマーの他、塩化ア
リル、メタクリル酸アリルエステル、アリルグリシジル
エーテル、アリルアミン、アクリロニトリル等が用いら
れる。これらオレフィン性化合物と反応する一方のシラ
ン化合物は、一般式HSiRnX3-n(式中nは0または1で
あり、Rはメチル基、エチル基、フェニル基などの有機
基であり、Xはいわゆる加水分解基であって、たとえば
ハロゲン、アルコキシ基、アセトキシ基、イソシアネー
ト基、アジド基などであり代表的にはハロゲン、アルコ
キシ基である)で示される化合物が用いられる。
発明の効果 以上のように本発明に係るヒドロシリル化触媒の製造
方法により得られたヒドロシリル化触媒を用いれば、ヒ
ドロシリル化反応を行なうに際し、触媒活性を発現する
ための誘導期間を著しく短縮することができ、しかも穏
和な反応条件で反応が進行し、しかも副反応が押えられ
てシランカップリング剤が高収率で得られる。しかも本
発明によれば、ヒドロシリル化触媒の調製が容易であ
る。
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
ら実施例に限定されるものではない。
実施例1 触媒の調製(A) 還流冷却管、撹はん棒、温度計を備えた3つ口フラス
コに塩化白金(IV)H2PtCl6・6H2O酸1グラムを入れ、
さらにテトラヒドロフラン200mlを加え、窒素雰囲気下
にテトラヒドロフランの還流温度約65℃で1時間加熱
し、得られた溶液を無水硫酸ナトリウムで乾燥させるこ
とにより、ヒドロシリル化触媒を製造した。
(触媒A) 実施例2 触媒の調製(B) 還流冷却管、撹はん棒、温度計を備えた3つ口フラス
コに塩化白金(IV)酸1グラムを入れ、さらにγ−ブチ
ロラクトン200mlを加え、窒素雰囲気下に100℃で1時間
加熱し、得られた溶液を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ
ることにより、ヒドロシリル化触媒を製造した。(触媒
B) 実施例3 触媒の調製(C) 還流冷却管、撹はん棒、温度計を備えた3つ口フラス
コに塩化白金(IV)酸1グラムを入れ、さらにn−ブチ
ルエーテル200mlを加え、窒素雰囲気下に100℃で1時間
加熱し、得られた溶液を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ
ることにより、ヒドロシリル化触媒を製造した。(触媒
C) 実施例4 還流冷却管、撹はん棒、温度計を備えた3つ口フラス
コに塩化アリル7.6g(0.1モル)、触媒として実施例1
の触媒Aを1cc(白金として10-5モルに相当)加え、ト
リクロロシラン13.5g(0.1モル)を滴下ロートから1時
間かけて滴下した。反応温度は約40℃に維持した。ガス
クロマトグラフィー分析により、γ−クロロプロピルト
リクロロシランが68%の収率(塩化アリル基準)で得ら
れたことがわかった。
実施例5 触媒に実施例2で調製された触媒Bを用いた以外は実
施例4と同じ条件で行った。ガスクロマトグラフィー分
析により、γ−クロロプロピルトリクロロシランが66%
の収率(塩化アリル基準)で得られたことがわかった。
実施例6 触媒に実施例3の触媒Cを用いた以外は実施例4と同
じ条件で行った。ガスクロマトグラフィー分析により、
γ−クロロプロピルトリクロロシランが55%の収率(塩
化アリル基準)で得られたことがわかった。
比較例1 還流冷却管、撹はん棒、温度計を備えた3つ口フラス
コに塩化アリル7.6g(0.1モル)、触媒として塩化白金
(IV)酸のイソプロピルアルコール溶液を白金として10
-5モルに相当する量を加え、トリクロロシラン13.5g
(0.1モル)を滴下ロートから1時間かけて滴下した。
反応温度は約40℃に維持した。ガスクロマトグラフィー
分析により、γ−クロロプロピルトリクロロシランが23
%の収率(塩化アリル基準)で得られた。
実施例7 還流冷却管、撹はん棒、温度計を備えた3つ口フラス
コに溶媒としてのトルエン50ml、小量の重合防止剤、メ
タクリル酸アリルエステル12.6g(0.1モル)、触媒とし
て実施例1の触媒Aを1cc(白金として10-5モルに相
当)加え、トリメトキシシラン13.4g(0.11モル)を滴
下ロートから1時間かけて滴下した。反応温度は50℃に
維持し、更に30分間反応を行った。ガスクロマトグラフ
ィー分析により、γ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシランが86%の収率(メタクリル酸アリル基準)で
得られたことがわかった。
実施例8 還流冷却管、撹はん棒、温度計を備えた3つ口フラス
コにアリルグリシジルエーテル11.4g(0.1モル)、触媒
として実施例1の触媒Aを1cc(白金として10-5モルに
相当)加え、トリメトキシシラン13.4g(0.11モル)を
滴下ロートから1時間かけて滴下した。反応温度は50℃
に維持し、更に30分後反応を行った。ガスクロマトグラ
フィー分析により、γ−グリシジルオキシプロピルトリ
メトキシシランが80%の収率(アリルグリシジルエーテ
ル基準)で得られたことがわかった。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】塩化白金酸H2PtCl6を炭素数3以上のエー
    テル類またはエステル類に溶解させ、得られた溶液を30
    ℃以上に保持することを特徴とするヒドロシリル化触媒
    の製造方法。
  2. 【請求項2】エーテル類が、テトラヒドロフランである
    特許請求の範囲第1項に記載のヒドロシリル化触媒の製
    造方法。
  3. 【請求項3】エステル類が、γ−ブチロラクトンである
    特許請求の範囲第1項に記載のヒドロシリル化触媒の製
    造方法。
  4. 【請求項4】塩化白金酸のエーテル類またはエステル類
    溶液を50〜120℃の温度に保持することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載のヒドロシリル化触媒の製造
    方法。
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