JPH09208591A - 多官能の環状オルガノシロキサン類、それらの製造方法およびそれらの使用 - Google Patents

多官能の環状オルガノシロキサン類、それらの製造方法およびそれらの使用

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JPH09208591A
JPH09208591A JP9028492A JP2849297A JPH09208591A JP H09208591 A JPH09208591 A JP H09208591A JP 9028492 A JP9028492 A JP 9028492A JP 2849297 A JP2849297 A JP 2849297A JP H09208591 A JPH09208591 A JP H09208591A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 新規な多官能の環状オルガノシロキサン類、
その製造方法および使用を提供する。 【解決手段】 一般式(I) [m=3−6、N=2−6、R=C1−C8アルキルまた
はC6−C14アリール、各nと各Rは相互に同じか或は
異なり、 A)X=ハロゲンでa=1−3、或はX=OR’または
OHでa=1−2、R’がC1−C8−アルキルである
か、或は B)X=[(CH2)nSiYbR3-b]、a=1−3およびb=1−
3、Y=ハロゲン、OR’またはOH、R’がAと同様
であるか、或は C)X=[(CH2)nSiR3-b[(CH2)nSiYcR3-c]b]、c=1−
3、a,b,Y,R’がBと同様である]の環状オルガ
ノシロキサン類、その製造方法および使用。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は新規な多官能の環状オルガノシロ
キサン類、それらの製造方法およびそれらの使用に関す
る。
【0002】ドイツ特許出願公開第4022661号か
ら習得可能なように、線状の多官能シラン類およびシロ
キサン類は、縮合で架橋するオルガノポリシロキサン組
成物、例えば室温において水分の存在下で硬化してエラ
ストマーを生じる1成分および2成分シリコンペースト
などにおける架橋剤として用いられる。このような化合
物はまた表面被覆用組成物の製造およびそれらの改質で
も用いられる。
【0003】米国特許第5 359 109号には、と
りわけコンクリートの表面被覆で用いられそして金属表
面用塗料のラッカー添加剤として用いられる環状シロキ
サン類が記述されている。しかしながら、このようなシ
ロキサン類が有する加水分解性基は1分子当たり1個の
みであり、従ってこれらは網状組織形成剤として用いる
には適切でない。
【0004】トリアルコキシ官能のシクロシラン類は国
際特許WO 94/06807から既に公知である。し
かしながら、このような化合物が水の存在下で示す貯蔵
寿命は限定された度合のみであり、そのアルコキシ基が
ゆっくりと加水分解および縮合を受けてポリマー状のシ
ロキサンが生じる。文献で知られている方法を用いて、
均一触媒の存在下でアルケニルシラン類にトリアルコキ
シシラン類をヒドロシリル化させる製造では、時とし
て、変換が不完全なことから二次的生成物がかなりの量
で生じる。主要生成物の精製を蒸留、晶析または他の通
常方法で行うのは不可能なことから、上記二次的生成物
は分離可能であるとしても骨の折れる方法を用いること
でのみ可能である。更に、均一触媒を用いたヒドロシリ
ル化の場合、しばしば、反応熱の管理が可能であるとし
ても困難さを伴うと言った欠点を示す。このことは、反
応を実験室規模から産業的規模に移そうと試みる時に特
に明らかになる。
【0005】このように、例えば、テトラビニルシラン
とHSiCl3、HSiCl2MeまたはHSiClMe
2との反応(ここでは、各々、Si−C結合が4つ生じ
る)は全部、強い発熱反応である。Macromole
cules 1993、26、963−968に記述さ
れているように、バッチサイズが数グラムのみの時で
も、還流コンデンサ単独では低沸点のクロロシランを再
縮合させるのは不可能なことから、しばしば、冷却浴を
用いて反応容器を冷却する必要がある。
【0006】熱が多量に発生することに加えて、更に、
反応が始まる時を正確に見積もるのは非常に困難であ
る。全遊離体を極めて徹底的に精製しかつ触媒を新しく
反応直前に調製したとしても、時として、追加的に熱を
加えなくても反応それ自身が始まる。しかしながら、多
くの場合、熱を導入する必要がある。この反応が始まる
と、その予熱された混合物を例えば冷却などで管理下に
置くのは益々困難になる。その原因は、恐らくは、遊離
体に汚染物(水、HCl)が痕跡量で入っていることと
触媒活性が変化することによるものであろう。
【0007】Adv.Organometallic
Chem.、1979、17、407−409には、こ
のような挙動が「誘導期間」として記述されており、そ
してこの挙動は実際に触媒活性を示す種が上記「誘導期
間」中に生成することによるものであると記述されてい
る。
【0008】そのように過程が予測不可能な反応を産業
規模で用いるのは望ましくない。発熱反応が一度始まっ
た後に熱を迅速に消散させるのは、いやしくも可能であ
るとしても、多大な技術的困難さを伴うことでのみ達成
可能である。
【0009】均一触媒が有する別の欠点は、この触媒を
低濃度で用いた時でもそれが生成物中に残存する点であ
る。高価な貴金属が失われること以外に、触媒が組み込
まると、一般に、その結果として生じる生成物に否定的
な影響が生じる。
【0010】従って、本発明の目的は、縮合で架橋する
オルガノポリシロキサン組成物、例えば室温において水
分の存在下で硬化してエラストマーを生じる1成分およ
び2成分シリコンペーストなどにおける架橋剤として用
いるに適切で、表面被覆用組成物の製造およびそれらの
改質で用いるに適切な、貯蔵安定性を示す多官能の環状
オルガノシロキサン類を提供し、そして上述した欠点を
示さない方法を提供することであった。
【0011】驚くべきことに、上記要求を満たす多官能
の環状オルガノシロキサン類をここに見い出した。
【0012】従って、本発明は、式(I)
【0013】
【化6】
【0014】[式中、m=3−6、好適には3−4、n
=2−10、好適には2−5、特に好適には2、R=C
1−C8アルキルおよび/またはC6−C14アリール、好
適にはC1−C2アルキル、ここで、個々の各nおよびR
は分子内で他の個々の各nおよびRと同じか或は異なっ
ていてもよく、好適には同じであり、そして残りの残基
が下記の意味を有する: A)X=ハロゲン、即ちCl、Br、IおよびF、好適
にはClであり、そしてa=1−3であるか、或はX=
OR’またはOHでa=1−2であり、ここで、R’=
1−C8アルキル、好適にはC1−C2アルキルである
か、或は B)X=[(CH2)nSiYbR3-b]、a=1−3でb=1−3、
Y=ハロゲン、OR’またはOH、好適にはCl、O
R’、OHであり、ここで、R’=C1−C8アルキル、
好適にはC1−C2アルキルであるか、或は C)X=[(CH2)nSiR3-b[(CH2)nSiYCR3-c]b]ここで、a
=1−3、b=1−3およびc=1−3、Y=ハロゲ
ン、OR’またはOH、好適にはCl、OR’、OHで
あり、ここで、R’=C1−C8アルキル、好適にはC1
−C2アルキルである]で表される多官能の環状オルガ
ノシロキサン類を提供する。
【0015】式(I)において、RおよびR’は、C1
−C8アルキルおよび/またはC6−C14アリールを表
す。代表的なC1−C8アルキル基には、これらに限定す
るものでないが、メチル、エチル、イソ−プロピル、n
−プロピル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチル
ヘキシルが含まれ、メチルおよびエチルが好適であり、
そしてメチルが特に好適である。代表的なC6−C14
リール基には、これらに限定するものでないが、フェニ
ル、トリル、ベンジル、ナフチルが含まれ、フェニルが
好適である。このアリール基は置換環であってもよい。
置換基には、これらに限定するものでないが、Cl、B
r、アミン、ニトロ基またはスルホナト基が含まれる。
【0016】本発明の好適な態様では、n=2、m=
4、R=メチル、そしてX=OHまたはOR’、ここ
で、R’=メチルまたはエチル、そしてa=1である。
【0017】式(I)で表される所定の環状オルガノシ
ロキサン内で、各R基は他の各基と同じか或は異なって
いてもよい。例として、m=4でa=1の場合、4個の
SiXa3-a基内に存在する4個のSi原子各々に2個
のR基が結合しそして4個のSiR基内に存在するSi
原子各々に1個のR基が結合することもあるであろう。
このような12個のR基の各々は同じか或は異なってい
てもよい。例えば、SiXa3-a基内に存在するSi原
子に結合している各R基は、互いに同じであるが、Si
R基(これら自身互いに同じであってもよい)内に存在
するSi原子に結合しているR基とは異なっていてもよ
い。
【0018】式(I)で表される代表的な環状オルガノ
シロキサン類は、
【0019】
【化7】
【0020】である。
【0021】また、本発明は、式(Ia)
【0022】
【化8】
【0023】[式中、m=3−6、好適には3−4、a
=1−3、n=2−10、好適には2−5、特に好適に
は2、R=C1−C8アルキルおよび/またはC6−C14
アリール、好適にはC1−C2アルキル、そしてここで、
各a、nおよびRはそれぞれ分子内で他の各a、nおよ
びRと同じか或は異なっていてもよく、好適には同じで
あり、そして残りの残基が下記の意味を有する: A)X=ハロゲン、即ちF、Cl、BrおよびI、O
R’、好適にはCl、OR’であり、そしてR’がC1
−C8アルキル、好適にはC1−C2アルキルの意味を有
するか、或は B)X=[(CH2)nSiYbR3-b]でb=1−3、そしてY=ハ
ロゲン、OR’、好適にはClまたはOR’であり、こ
こで、R’はA)で与えたのと同じ意味を有するか、或
は C)X=[(CH2)nSiR3-b[(CH2)nSiYcR3-c)b]でb=1−
3、c=1−3、そしてY=ハロゲン、OR’、好適に
はClまたはOR’であり、ここで、R’はA)で与え
た意味を有する]で表される多官能の環状オルガノシロ
キサン類を製造する方法も提供し、ここでは、式(I
I)
【0024】
【化9】
【0025】[式中、m=3−6、好適には3−4、R
=C1−C8アルキルおよび/またはC6−C14アリー
ル、好適にはC1−C2アルキル、ここで、各Rは分子内
で互いに同じか或は異なっていてもよく、好適には同じ
であり、そして残りの残基が下記の意味を有する: A)Z=C23でq=2−10、好適には2−5、特に
好適には2であるか、或は B)Z=SiR3-e(CnH2n-1)eでe=1−3、n=2−1
0、好適には2−5、特に好適には2であり、そしてq
=4−12、好適には4−6であるか、或は C)Z=SiR3-e[(CH2)nSiR3-e(CnH2n-1)e]eでe=1−
3、そしてq=4−12、好適には4−6、n=2−1
0、好適には2−5、特に好適には2である]で表され
る環状オルガノシロキサン類と式(III) HSiTf3-f (III) [式中、f=1−3、T=ハロゲンまたはOR、そして
R=C1−C8アルキルおよび/またはC6−C14アリー
ル、好適にはC1−C2アルキル、ここで、個々の各Rは
他の個々の各Rと同じか或は異なっていてもよい]で表
されるヒドリドシラン類を不均一触媒の存在下で反応さ
せる。
【0026】この方法では、該環状オルガノシロキサン
としてシクロ(テトラ(メチルビニルシロキサン))
[即ちm=4、q=2、Z=C23およびR=メチル]
を好適に用いそして該ヒドリドシランとしてHSiCl
3、HSiCl2MeまたはHSiClMe2を好適に用
いる。
【0027】本発明に従う方法では、不均一触媒を用い
ることから、この触媒の含有量を用いてヒドロシリル化
反応の過程そしてまた熱の発生を確実に管理することが
できる。触媒の量を少なくすると直接的に熱の発生量が
少なくなる。このようにして、この方法は産業的大規模
で簡単に実施することが可能である。
【0028】更に、本発明に従う触媒を用いると、しば
しば、遊離体を予め精製する必要がなくなる。
【0029】本発明に従う方法の産業的実施で用いる不
均一触媒のさらなる利点は、ヒドロシリル化を任意に連
続的に行うことができることで空間/時間収率がかなり
向上し得る点である。
【0030】この支持触媒は、連続および不連続両方の
運転において、例えば濾過などで簡単な様式で分離可能
である。不連続運転の場合、分離後の触媒を再使用する
ことができる。
【0031】連続および不連続両方の運転において、触
媒残渣を全く含まない生成物が得られる。
【0032】更に、この支持触媒は、従来技術で公知の
均一触媒、例えばイソプロパノール中のヘキサクロロ白
金酸などとは異なり、特別な手段を用いることなく活性
の損失なしに貯蔵可能である。
【0033】また、本発明は、式(Ib)
【0034】
【化10】
【0035】[式中、m=3−6、好適には3−4、a
=1−3、n=2−10、好適には2−5、特に好適に
は2、R=C1−C8アルキルおよび/またはC6−C14
アリール、好適にはC1−C2アルキル、ここで、それぞ
れa、nおよびRは各々分子内で他の各a、nおよびR
と同じか或は異なっていてもよく、好適には同じであ
り、そして残りの残基が下記の意味を有する: A)U=OR’またはOHでR’=C1−C8アルキル、
好適にはメチル、エチルであるか、或は B)U=[(CH2)nSiYgR3-g]でg=1−3、そしてY=O
R’またはOH、R’=C1−C8アルキル、好適にはメ
チル、エチルであるか、或は C)U=[(CH2)nSiR3-g[(CH2)nSiY3-hRh]gでh=1−
3、g=1−3、そしてY=OR’またはOH、R’=
1−C8アルキル、好適にはメチル、エチルである]で
表される多官能の環状オルガノシロキサン類を製造する
方法も提供し、ここでは、式(II)
【0036】
【化11】
【0037】[式中、m=3−6、好適には3−4、R
=C1−C8アルキルおよび/またはC6−C14アリー
ル、好適にはC1−C2アルキル、ここで、各Rは分子内
で互いに同じか或は異なっていてもよく、好適には同じ
であり、そして残りの残基が下記の意味を有する: A)Z=C23、そしてq=2−10、好適には2−
5、特に好適には2であるか、或は B)Z=SiR3-b(CnH2n-1)bでb=1−3、ここで、各b
は分子内で他の各bと同じか或は異なっていてもよく、
好適には同じであり、n=2−10、好適には2−5、
特に好適には2であり、そしてq=4−12、好適には
4−6であるか、或は C)Z=SiR3-b[(CH2)nSiR3-b(CnH2n-1)b]bでb=1−
3、ここで、各bは分子内で他の各bと同じか或は異な
っていてもよく、好適には同じであり、n=2−10、
好適には2−5、特に好適には2であり、そしてq=4
−12、好適には4−6である]で表される環状オルガ
ノシロキサン類と式(III) HSiTf3-f (III) [式中、f=1−3、T=ハロゲン]で表されるヒドリ
ドシラン類を不均一触媒の存在下で反応させた後、水を
用いて加水分解を受けさせるか或はアルコールを用いて
アルコール分解を受けさせる。
【0038】この不均一触媒は、好適には、多様な支持
体材料に付着させた白金または白金化合物である。支持
体材料の例として、炭素を基とする材料または金属酸化
物もしくは酸化物混合物を挙げることができる。この支
持体材料は合成材料か或は天然源のものであってもよ
い、即ちこれらは例えば粘土材料、軽石、カオリン、漂
布土、ボーキサイト、ベントナイト、ケイソウ土、アス
ベストまたはゼオライトなどから成っていてもよい。本
発明の好適な態様では、触媒活性成分を炭質支持体、例
えば活性炭、カーボンブラック、グラファイトまたはコ
ークスなどに付着させる。これに関連して活性炭が特に
好適である。
【0039】この支持触媒は粉末形態で使用可能である
ことに加えて、例えば球形、円柱形、棒状、中空円柱形
または環などの形状形態で使用可能である。
【0040】本発明に従う方法で用いる触媒は、好適に
は、適切な支持体に付着させた触媒である。この触媒の
反応性成分は、これが反応性を示す状態の時、好適に
は、ハロゲン化白金またはハロゲン化白金を含有する錯
体化合物(これは更に例えばオレフィン類、アミン類、
ホスフィン類、ニトリル類、一酸化炭素または水などを
含んでいてもよい)、例えばA2Pt(Hal)6[ここ
で、Aは例えばH、Li、Na、K、NH4、Rb、C
s、NR4などを表し、ここで、NR4中のRは有機残基
であるC6からC10アリール、C7からC12アラルキルお
よび/またはC1からC20アルキル残基であり、そして
Halは、ハロゲン、例えばF、Cl、BrまたはIな
どを表す]などである。このようなハロゲン含有白金錯
体化合物は本技術分野で公知である。
【0041】本発明の好適な態様では、本発明に従う方
法で用いる触媒をインサイチューで生じさせる。この目
的で、ハロゲンを含まない適切な白金金属化合物とハロ
ゲン化物を含有する化合物から製造している間に、イン
サイチューで、ハロゲン化白金またはハロゲン化白金含
有錯体化合物を支持体上に生じさせる。ハロゲンを含ま
ない使用可能な白金金属化合物は、例えば白金の硝酸
塩、酸化物、水酸化物、アセチルアセトン塩、そして本
分野の技術者に知られている他のものである。使用可能
なハロゲン化物含有化合物は、元素周期律系(Mend
eleyev)の主要族1から3および亜族1から8の
元素に加えて希土類金属(原子番号58−71)とハロ
ゲンを含有する塩および錯体化合物である。その例は、
NaBr、NaCl、MgBr2、AlCl3、NaPF
6、MnCl2、CoBr2、CeCl3、SmI2、Cu
Cl2、Na2ZnCl4、TiCl4である。
【0042】このハロゲン化白金またはハロゲン化白金
含有錯体化合物の量は、反応性を示す状態において、こ
の触媒の全重量を基準にした金属白金として計算して好
適には0.01から15重量%、特に好適には0.05
から10重量%である。
【0043】本発明に従う支持触媒の製造で用いるに適
切な挙げることができる溶媒は、例えば水、脂肪族炭化
水素、例えばペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン
など、ハロゲン化脂肪族炭化水素、例えばジクロロメタ
ン、トリクロロメタンなど、芳香族炭化水素、例えばベ
ンゼン、トルエン、キシレンなど、ハロゲン化芳香族炭
化水素、例えばクロロベンゼン、ジクロロベンゼンな
ど、第一、第二または第三アルコール類、例えばメタノ
ール、エタノール、n−プロパノール、イソ−プロパノ
ール、n−ブタノール、イソ−ブタノール、t−ブタノ
ール、クミルアルコール、イソ−アミルアルコール、ジ
エチレングリコールなど、ケトン類、例えばアセトン、
2−ブタノン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセ
トンなど、エーテル類、例えばジエチルエーテル、ジイ
ソプロピルエーテル、メチルt−ブチルエーテル、ジオ
キサン、テトラヒドロフランなど、エステル類、例えば
酢酸メチル、酢酸エチルなど、ニトリル類、例えばアセ
トニトリル、ベンゾニトリルなど、カーボネート類、例
えばジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ
フェニルカーボネートなど、ジメチルアセトアミド、N
−メチルピロリドンおよびテトラメチル尿素などであ
る。また、上記溶媒の混合物も勿論使用可能である。
【0044】本発明に従って用いる触媒の製造では本分
野の技術者に知られている方法を用いる。従って、浸
漬、吸着、液侵、噴霧、含浸およびイオン交換により、
白金と上記ハロゲン化物含有化合物が入っている溶液を
本発明に従って用いる触媒支持体に付着させてもよい。
また、白金と上記ハロゲン化物含有化合物を支持体に付
着させる場合、塩基を用いることも可能である。考えら
れ得る塩基は、例えばNaOH、Li2CO3およびカリ
ウムフェノラートなどである。望まれる何らかの順およ
び同時の両方で、白金とハロゲン化物含有化合物を支持
体に付着させることができる。
【0045】白金が入っている溶液を用いた浸漬で白金
を付着させる場合、浸漬時間は、使用する白金化合物、
使用する支持体の形状および間隙率、および溶媒に若干
依存する。この時間は一般に数分から数時間の範囲であ
り、好適には0.01から30時間、特に好適には0.
05から20時間、非常に特に好適には0.1から15
時間である。
【0046】浸漬中、その混合物を撹拌してもよい。し
かしながら、任意に使用する何らかの形状が撹拌機で損
傷を受けないようにまた上記混合物を放置するか或はそ
れを振とうすることも有利であり得る。
【0047】浸漬後、例えば濾過、沈降または遠心分離
などで支持触媒を分離することができる。ここでは、例
えば蒸留などで過剰量の溶媒を除去してもよい。
【0048】浸漬後、その生じる支持触媒を好適には乾
燥させる。空気中でか、真空下でか、或は気体流中で乾
燥を進行させることができる。この支持触媒を気体流中
で乾燥させる場合に用いるに好適な気体は、例えば窒
素、酸素、二酸化炭素または貴ガスなどに加えて、上記
気体いずれかの所望混合物、好適には例えば空気であ
る。好適には20から200℃、特に好適には40から
180℃、非常に特に好適には60から150℃で乾燥
を進行させる。
【0049】乾燥時間は、例えば使用する支持体の間隙
率および使用する溶媒などに依存する。この時間は好適
には0.5から50時間、特に好適には1から40時
間、非常に特に好適には1から30時間の範囲である。
【0050】乾燥後、その乾燥させた支持触媒に焼成を
受けさせてもよい。空気中でか、真空下でか、或は気体
流中で焼成を進行させることができる。この支持触媒の
焼成を気体流中で行う場合に用いるに好適な気体は、例
えば窒素、酸素、二酸化炭素または貴ガスなどに加え
て、上記気体いずれかの所望混合物、好適には例えば空
気である。好適には100から800℃、特に好適には
100から700℃、非常に特に好適には100から6
00℃で焼成を進行させる。
【0051】焼成時間は、好適には0.5から50時
間、特に好適には1から40時間、非常に特に好適には
1から30時間の範囲である。
【0052】この支持触媒は粉末形態でか或は球形、円
柱形、棒状、中空円柱形または環などの形状形態で使用
可能であり、そしてこれらは例えば濾過、沈降または遠
心分離などで反応混合物から分離可能である。
【0053】式(II)A)で表される化合物は、例え
ば、メチルビニルジクロロシランに通常の加水分解を受
けさせた後それの分別を行う方法などで入手可能であ
る。
【0054】式(II)B)で表される化合物は、Or
ganometallics 1994、13、268
2に記述されているように、式(II)A)で表される
化合物から出発してこれらをヒドリドシラン類、例えば
HSiCl3、HSiCl2MeまたはHSiClMe2
などでヒドロシリル化することを通して合成可能であ
る。次に、上記反応生成物を更に例えばアルケニルマグ
ネシウムハライド類などと反応させて化合物(II)
B)を得る。同様な様式で、(II)B)を用いて出発
して化合物(II)C)を得る。
【0055】更に、本発明は、縮合で架橋するオルガノ
ポリシロキサン組成物における架橋剤としてそして表面
被覆用組成物の製造または改質で本発明に従う多官能の
環状オルガノシロキサン類を用いることも提供する。
【0056】以下に示す実施例を用いて本発明を例示す
るが、これに限定するものでない。
【0057】
【実施例】
前注釈:触媒調製を除く全反応を、窒素雰囲気または真
空下、気体入り口、バブルカウンター(bubble
counter)を伴うジャケット付きのコイルコンデ
ンサおよび機械的撹拌機を取り付けた多口フラスコから
成る反応装置内で実施した。特に明記しない限り、使用
する溶媒全部を使用前に通常の実験室方法で乾燥させ、
そして窒素下、蒸留形態で用いる。市販遊離体、例えば
クロロジメチルシランおよびシクロ(テトラ(メチルビ
ニルシロキサン))などの場合、さらなる精製を行うこ
となくこれらを用いた。
【0058】Bruker AMX 500を用いて1
H−NMRスペクトルを記録した。
【0059】実施例1:2PtCl6による活性炭粉末の表面改質(触媒I) 二度蒸留した水300mLにNorit(商標)CN
1活性炭[比表面積1400m2/gで粒子サイズ75
μm(10−20%)]を49.5g懸濁させた後、元
素状金属として計算してPtを0.5g含有するH2
tCl6水溶液200mLと一緒にした。この混合物を
10分間撹拌した後、この触媒をブフナー漏斗で濾別し
た。この湿っている粗生成物(153g)を0.1 P
a下110℃で乾燥させた後、アルゴン下で貯蔵した。
この得た触媒(触媒Cat I)はPtを触媒の1重量
%の量で含有していた。
【0060】実施例2:2PtCl6による活性炭形状物の表面改質(触媒I
I) 金属として計算してPtを0.5g含有するH2PtC
6水溶液33.9mLに、Norit ROX(商
標)0.8活性炭[比表面積1000m2/gで平均粒
子サイズ0.8mm]の押出し加工形状物を49.5g
(114.6mL)浸漬した。この粗生成物を最初に1
10℃の窒素流中で乾燥させ、次に0.1Pa下110
℃で乾燥させた後、窒素下で貯蔵した。この触媒はPt
を1%含有していた。
【0061】実施例3:2PtCl6によるSiO2粉末の表面改質(触媒II
I) 金属として計算してPtを0.5g含有するH2PtC
6水溶液を132mL用いて比表面積が180m2/g
のSiO2(Merck 657(商標))(49.5
g)を処理することでペースト状にした。この湿ってい
る粗生成物を最初に110℃の乾燥キャビネット内で乾
燥させ、次に0.1 Pa下110℃で乾燥させた後、
アルゴン下で貯蔵した。この触媒はPtを触媒の1重量
%の量で含有していた。
【0062】実施例4:2PtCl6によるAl23粉末の表面改質(触媒I
V) 金属として計算してPtを0.5g含有するH2PtC
6水溶液を40mL用いて比表面積が250m2/gの
γ−Al23(Rhoene−Poulenc、SPH
509(商標))(49.5g)を処理することでペ
ースト状にした。この湿っている粗生成物を最初に11
0℃の乾燥キャビネット内で乾燥させ、次に0.1 P
a下110℃で乾燥させた後、アルゴン下で貯蔵した。
この触媒はPtを触媒の1重量%の量で含有していた。
【0063】実施例5:2PtCl6によるTiO2粉末の表面改質(触媒V) 元素状金属として計算してPtを0.5g含有するH2
PtCl6水溶液を70mL用いて比表面積が330m2
/gのTiO2(バイエル(Bayer)PK5 58
5(商標))(49.5g)を処理することでペースト
状にした。この湿っている粗生成物を最初に110℃の
乾燥キャビネット内で乾燥させ、次に0.1 Pa下1
10℃で乾燥させた後、アルゴン下で貯蔵した。この触
媒はPtを触媒の1重量%の量で含有していた。
【0064】実施例6: シクロ{SiO(CH3)[(CH2)2SiCl(CH3)2]}4の合成 シクロ{SiO(CH3)(C2H3)}4が50g(145.2ミリモ
ル)で触媒Cat Iが800mgの混合物を120m
LのTHFに入れて撹拌しながらこれにクロロジメチル
シランを69g(726.7ミリモル)加えた。この反
応混合物を50℃に加熱して、この温度に2時間置いた
後でも、熱の発生は全く観察されなかった。55から6
0℃で更に20時間後、この混合物を室温に冷却し、そ
して逆焼結フィルターに通して触媒を濾別した。この無
色透明な濾液から揮発性成分を真空下で除去することで
生成物を無色油状物として得、これの実験式はC20H52Cl
4Si8O4であることを確認した。
【0065】M=723.127g/モル1 H−NMR(CDCl3):δ=0.09ppm(s,
3H,O2Si(C3 )(CH22Si(CH32
l);0.39ppm(s,6H,Si(CH32
l);0.51ppmおよび0.74ppm(m,各場合
とも2H,Si(CH22Si)。
【0066】実施例7: シクロ{SiO(CH3)[(CH2)2Si(OH)(CH3)2]}4の合成 87.4mL(63.6g;628.3ミリモル)のト
リエチルアミンと12.1mL(12.1g、672.
2ミリモル)の水と2850mLのt−ブチルメチルエ
ーテルから成る混合物に、撹拌しながら1時間かけて、
100mLのジエチルエーテルに入れた105g(14
5.5ミリモル)のシクロ{SiO(CH3)[(CH2)2SiCl(CH3)
2]}4を滴下した。滴下が終了した時点で、撹拌を更に1
時間継続した後、塩酸トリエチルアミン沈澱物を濾別し
た。次に、ロータリーエバポレーターを用いて揮発性成
分を真空下で除去し、油状残渣を少量のTHFに再溶解
させた後、シリカゲルに通して濾過した。全ての揮発性
成分を真空下で再び除去した時点で、生成物を粘性油状
物として得た。
【0067】収量:69.5g(理論値の74%に相
当)。
【0068】実験式:C20H56Si8O8 M=649.346g/モル1 H−NMR(DMSO−d6):δ=0.06ppm
(s,9H,SiCH3);0.42ppm(m,4H,
SiCH2);5.27ppm(s,1H,SiOH)。
【0069】実施例8: シクロ−[SiOMe((CH2)2SiMe2Cl)]4とエタノールの反応 実施例6で製造した化合物[OSiMe((CH2)2SiMe2Cl)]4
2g(0.1モル)に、ゆっくりと撹拌しながら1時間
かけて、エタノールを36g入れた。添加が終了した時
点で、この混合物を250ミリバールの圧力下で1時間
還流させた。次に、この試験物を100℃/250ミリ
バールに条件付けした後、中和した。この混合物を室温
で1時間撹拌し、沈澱物を濾別した後、100℃/20
ミリバールに条件付けした。この生成物は無色液体の形
態を取った。
【0070】収量:71.5g(理論値の94.4%に
相当)。
【0071】分子量:760g/モル 粘度η(23℃)=240mPa・s(25℃);密度
ρ(23℃)=0.960g/cm3 実施例9 シクロ−{SiOMe[CH2CH2SiMe2(OMe)]}4の合成 撹拌機と内部冷却装置を取り付けた1リットルのフラス
コに、実施例6に記述した如く製造したシクロ−[SiOMe
(CH2CH2SiMe2Cl)]4を100gおよびt−ブチルメチル
エーテルを200g入れた。この撹拌している溶液に1
時間25分間かけてメタノールを40g加えた。この添
加過程が終了した後、250ミリバールの圧力下40℃
の温度で撹拌を30分間継続した。この混合物を室温に
冷却した。この混合物が試験でアルカリ性を示すまで、
上記溶液にアンモニアガスを大気圧下でバブリングし
た。NH4Cl沈澱物を濾別した後、その濾液を減圧下
で温度が80℃になるまで蒸留した。
【0072】収量:92g(48mPa・sの粘度を示
す透明な液体)。
【0073】C24H64Si8O8 M=704グラムモル-1 1 H−NMR(CDCl3):δ=0.09ppm(s,
9H,OSiC3 −CH2CH2Si(C3 2(OC
3);δ=0.42ppm(m,4H,OSiCH3
2 2 Si(C3 2(OCH3));δ=3.4p
pm(m,3H,OSiCH3−CH2CH2nSi(CH
32(OC3 ))。
【0074】実施例10: シクロ−[SiOMe((CH2)2Si(OMe)Me2)]4を用いた有機−無
機ハイブリッド材料の形成および被膜としての使用 4.25g(6.02ミリモル)のシクロ−[SiOMe((CH
2)2Si(OMe)Me2)]4、7.5g(8.1mL;36.1ミ
リモル)のテトラエチルオルトシリケート、10mLの
エタノールおよび1.5gの0.1 N HClを混合
した後、20時間撹拌した。次に、フィルム流し込み用
フレームを用いて、無色透明なコーティング溶液をガラ
スプレート上に流し込んだ(湿った状態のフィルム厚1
20μm)。この被膜を室温で約10分間乾燥させた
後、160℃のオーブン内で15分間硬化させた。室温
に冷却した後、亀裂がなくて均質で透明なフィルムが得
られた。
【0075】本発明の特徴および態様は以下のとうりで
ある。
【0076】1. 式(I)
【0077】
【化12】
【0078】[式中、m=3−6、n=2−10、R=
1−C8アルキルまたはC6−C14アリール、ここで、
各nおよび各Rは分子内で他の各nまたはRと同じか或
は異なっていてもよく、そして残りの残基が下記の意味
を有する: A)X=ハロゲンでa=1−3であるか、或はX=O
R’またはOHでa=1−2であり、そしてR’がC1
−C8アルキルの意味を有するか、或は B)X=[(CH2)nSiYbR3-b]、a=1−3およびb=1−
3、そしてY=ハロゲン、OR’またはOHであり、そ
してR’がC1−C8−アルキルの意味を有するか、或は C)X=[(CH2)nSiR3-b[(CH2)nSiYcR3-c]b]、a=1−
3およびb=1−3およびc=1−3、そしてY=ハロ
ゲン、OR’またはOHであり、そしてR’がC1−C8
−アルキルの意味を有する]で表される多官能の環状オ
ルガノシロキサン類。
【0079】2. n=2、m=4、X=OHまたはO
R’、R’=メチルまたはエチル、そしてa=1である
第1項記載の多官能の環状オルガノシロキサン類。
【0080】3. 式(Ia)
【0081】
【化13】
【0082】[式中、m=3−6、n=2−10、R=
1−C8アルキルまたはC6−C14アリール、ここで、
個々の各a、nおよびRは分子内で他の個々の各a、n
およびRと同じか或は異なっていてもよく、そして残り
の残基が下記の意味を有する: A)X=ハロゲンまたはOR’であり、そしてR’がC
1−C8アルキルの意味を有するか、或は B)X=[(CH2)nSiYbR3-b]でb=1−3、Y=ハロゲン
またはOR’であり、ここで、R’=C1−C8−アルキ
ルであるか、或は C)X=[(CH2)nSiR3-b[(CH2)nSiYcR3-c]b]でb=1−
3、Y=ハロゲンまたはOR’であり、ここで、R’=
1−C8−アルキルである]で表される多官能の環状オ
ルガノシロキサン類を製造する方法であって、式(I
I)
【0083】
【化14】
【0084】[式中、m=3−6、R=C1−C8アルキ
ルまたはC6−C14アリール、ここで、個々の各Rは分
子内で他の個々の各Rと同じか或は異なっていてもよ
く、そして残りの残基が下記の意味を有する: A)Z=C23でq=2−10であるか、或は B)Z=SiR3-e(CnH2n-1)eでe=1−3およびn=2−
10、ここで、個々の各eは分子内で他の個々の各eと
同じか或は異なっていてもよく、そしてq=4−12で
あるか、或は C)Z=SiR3-e[(CH2)nSiR3-e(CnH2n-1)e]eでe=1−
3、ここで、個々の各eは分子内で他の個々の各eと同
じか或は異なっていてもよく、q=4−12、およびn
=2−10ある]で表される環状オルガノシロキサン類
と式(III) HSiTf3-f (III) [式中、f=1−3、T=ハロゲンまたはOR’、そし
てR’=C1−C8アルキルまたはC6−C14アリール、
ここで、個々の各R’は他の個々の各R’と同じか或は
異なっていてもよい]で表されるヒドリドシラン類を不
均一触媒の存在下で反応させることによる方法。
【0085】4. 該環状オルガノシロキサンとしてシ
クロ(テトラ(メチルビニルシロキサン))を用いそし
て該ヒドリドシランとしてHSiCl3、HSiCl2
eまたはHSiClMe2を用いる第3項記載の方法。
【0086】5. 式(Ib)
【0087】
【化15】
【0088】[式中、m=3−6、a=1−3、n=2
−10、R=C1−C8アルキルまたはC6−C14アリー
ル、ここで、個々の各a、nおよびRは分子内で他の個
々の各a、nおよびRと同じか或は異なっていてもよ
く、そして残りの残基が下記の意味を有する: A)U=OR’またはOHでR’=C1−C8アルキルで
あるか、或は B)U=[(CH2)nSiYgR3-g]でg=1−3、そしてY=O
R’またはOHでR’=C1−C8アルキルであるか、或
は C)U=[(CH2)nSiR3-g[(CH2)nSiYhR3-h]g]でh=1−
3、g=1−3Y=OR’またはOHでR’=C1−C8
アルキルである]で表される多官能の環状オルガノシロ
キサン類を製造する方法であって、式(II)
【0089】
【化16】
【0090】[式中、m=3−6、R=C1−C8アルキ
ルまたはC6−C14アリール、ここで、個々の各Rは分
子内で他の個々の各Rと同じか或は異なっていてもよ
く、そして残りの残基が下記の意味を有する: A)Z=C23でq=2−10であるか、或は B)Z=SiR3-b(CnH2n-1)bでb=1−3、ここで、個々
の各bは分子内で他の個々の各bと同じか或は異なって
いてもよく、q=4−12およびn=2−10である
か、或は C)Z=SiR3-b[(CH2)nSiR3-b(CnH2n-1)b]bでb=1−
3、ここで、個々の各bは分子内で他の個々の各bと同
じか或は異なっていてもよく、q=4−12、およびn
=2−10である]で表される環状オルガノシロキサン
類と式(III) HSiTf3-f (III) [式中、f=1−3、T=ハロゲン]で表されるヒドリ
ドシラン類を不均一触媒の存在下で反応させた後、水を
用いて加水分解を受けさせるか或はアルコールを用いて
アルコール分解を受けさせる方法。
【0091】6. 該不均一触媒が、触媒活性成分とし
ての白金または白金化合物を支持体材料としての炭素に
支持させた触媒である第3項記載の方法。
【0092】7. 該不均一触媒として活性炭に支持さ
せたヘキサクロロ白金酸を用いる第3項記載の方法。
【0093】8. 該反応を溶媒中で不連続的に進行さ
せる第3項記載の方法。
【0094】9. オルガノポリシロキサン組成物を縮
合で架橋させる方法であって、第1項の環状オルガノシ
ロキサンを架橋剤として用いて上記オルガノポリシロキ
サン組成物を架橋させることを含む方法。
【0095】10. 式(I)で表される多官能の環状
オルガノシロキサンであって、上記オルガノシロキサン
がシクロ-{SiO(CH3)[(CH2)2Si(OEt)2(CH3)]}4、シクロ-
{SiO(CH3)[(CH2)2Si(OH)(CH3)2]}4またはシクロ-{OSi(C
H3)[(CH2)2Si(OMe)(CH3)2]}4である多官能の環状オルガ
ノシロキサン。
フロントページの続き (72)発明者 マルクス・メヒテル ドイツ50937ケルン・ベレンラターシユト ラーセ183

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(I) 【化1】 [式中、m=3−6、n=2−10、R=C1−C8アル
    キルまたはC6−C14アリール、ここで、各nおよび各
    Rは分子内で他の各nまたはRと同じか或は異なってい
    てもよく、そして残りの残基が下記の意味を有する: A)X=ハロゲンでa=1−3であるか、或はX=O
    R’またはOHでa=1−2であり、そしてR’がC1
    −C8アルキルの意味を有するか、或は B)X=[(CH2)nSiYbR3-b]、a=1−3およびb=1−
    3、そしてY=ハロゲン、OR’またはOHであり、そ
    してR’がC1−C8−アルキルの意味を有するか、或は C)X=[(CH2)nSiR3-b[(CH2)nSiYcR3-c]b]、a=1−
    3およびb=1−3およびc=1−3、そしてY=ハロ
    ゲン、OR’またはOHであり、そしてR’がC1−C8
    −アルキルの意味を有する]で表される多官能の環状オ
    ルガノシロキサン類。
  2. 【請求項2】 式(Ia) 【化2】 [式中、m=3−6、n=2−10、R=C1−C8アル
    キルまたはC6−C14アリール、ここで、個々の各a、
    nおよびRは分子内で他の個々の各a、nおよびRと同
    じか或は異なっていてもよく、そして残りの残基が下記
    の意味を有する: A)X=ハロゲンまたはOR’であり、そしてR’がC
    1−C8アルキルの意味を有するか、或は B)X=[(CH2)nSiYbR3-b]でb=1−3、Y=ハロゲン
    またはOR’であり、ここで、R’=C1−C8−アルキ
    ルであるか、或は C)X=[(CH2)nSiR3-b[(CH2)nSiYcR3-c]b]でb=1−
    3、Y=ハロゲンまたはOR’であり、ここで、R’=
    1−C8−アルキルである]で表される多官能の環状オ
    ルガノシロキサン類を製造する方法であって、式(I
    I) 【化3】 [式中、m=3−6、R=C1−C8アルキルまたはC6
    −C14アリール、ここで、個々の各Rは分子内で他の個
    々の各Rと同じか或は異なっていてもよく、そして残り
    の残基が下記の意味を有する: A)Z=C23でq=2−10であるか、或は B)Z=SiR3-e(CnH2n-1)eでe=1−3およびn=2−
    10、ここで、個々の各eは分子内で他の個々の各eと
    同じか或は異なっていてもよく、そしてq=4−12で
    あるか、或は C)Z=SiR3-e[(CH2)nSiR3-e(CnH2n-1)e]eでe=1−
    3、ここで、個々の各eは分子内で他の個々の各eと同
    じか或は異なっていてもよく、q=4−12、およびn
    =2−10ある]で表される環状オルガノシロキサン類
    と式(III) HSiTf3-f (III) [式中、f=1−3、T=ハロゲンまたはOR’、そし
    てR’=C1−C8アルキルまたはC6−C14アリール、
    ここで、個々の各R’は他の個々の各R’と同じか或は
    異なっていてもよい]で表されるヒドリドシラン類を不
    均一触媒の存在下で反応させることによる方法。
  3. 【請求項3】 式(Ib) 【化4】 [式中、m=3−6、a=1−3、n=2−10、R=
    1−C8アルキルまたはC6−C1 4アリール、ここで、
    個々の各a、nおよびRは分子内で他の個々の各a、n
    およびRと同じか或は異なっていてもよく、そして残り
    の残基が下記の意味を有する: A)U=OR’またはOHでR’=C1−C8アルキルで
    あるか、或は B)U=[(CH2)nSiYgR3-g]でg=1−3、そしてY=O
    R’またはOHでR’=C1−C8アルキルであるか、或
    は C)U=[(CH2)nSiR3-g[(CH2)nSiYhR3-h]g]でh=1−
    3、g=1−3 Y=OR’またはOHでR’=C1−C8アルキルであ
    る]で表される多官能の環状オルガノシロキサン類を製
    造する方法であって、式(II) 【化5】 [式中、m=3−6、R=C1−C8アルキルまたはC6
    −C14アリール、ここで、個々の各Rは分子内で他の個
    々の各Rと同じか或は異なっていてもよく、そして残り
    の残基が下記の意味を有する: A)Z=C23でq=2−10であるか、或は B)Z=SiR3-b(CnH2n-1)bでb=1−3、ここで、個々
    の各bは分子内で他の個々の各bと同じか或は異なって
    いてもよく、q=4−12およびn=2−10である
    か、或は C)Z=SiR3-b[(CH2)nSiR3-b(CnH2n-1)b]bでb=1−
    3、ここで、個々の各bは分子内で他の個々の各bと同
    じか或は異なっていてもよく、q=4−12、およびn
    =2−10である]で表される環状オルガノシロキサン
    類と式(III) HSiTf3-f (III) [式中、f=1−3、T=ハロゲン]で表されるヒドリ
    ドシラン類を不均一触媒の存在下で反応させた後、水を
    用いて加水分解を受けさせるか或はアルコールを用いて
    アルコール分解を受けさせる方法。
  4. 【請求項4】 オルガノポリシロキサン組成物を縮合で
    架橋させる方法であって、請求項1の環状オルガノシロ
    キサンを架橋剤として用いて上記オルガノポリシロキサ
    ン組成物を架橋させることを含む方法。
  5. 【請求項5】 式(I)で表される多官能の環状オルガ
    ノシロキサンであって、上記オルガノシロキサンがシク
    ロ-{SiO(CH3)[(CH2)2Si(OEt)2(CH3)]}4、シクロ-{SiO(C
    H3)[(CH2)2Si(OH)(CH3)2]}4またはシクロ-{OSi(CH3)[(C
    H2)2Si(OMe)(CH3)2]}4である多官能の環状オルガノシロ
    キサン。
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