JPH11100389A - 環状オリゴシロキサンの製造方法 - Google Patents
環状オリゴシロキサンの製造方法Info
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- JPH11100389A JPH11100389A JP10158954A JP15895498A JPH11100389A JP H11100389 A JPH11100389 A JP H11100389A JP 10158954 A JP10158954 A JP 10158954A JP 15895498 A JP15895498 A JP 15895498A JP H11100389 A JPH11100389 A JP H11100389A
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Abstract
して平易な条件で反応を実施でき、反応系のゲル化をと
もわない、工業的に実用性の高い方法で、収率よく環状
オリゴシロキサンを製造すること。 【解決手段】鎖状あるいは環状のポリシロキサンを金属
アルコキシドの存在下に加熱することを特徴とする環状
オリゴシロキサンの製造方法。鎖状ポリシロキサンとし
ては式(1)で示される化合物が挙げられる。 (式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6はメチル
基等、kおよびlは0〜1000でありかつ4≦k+l
≦1000を満たす。)環状ポリシロキサンとしては、
式(II)で示される化合物 (式中、R4、R5、R6はメチル基等、mおよびnは
0〜1000であり、かつ、3≦n+n≦1000を満
たす。)
Description
ン工業で原料として用いられる下記一般式(III)
法に関する。
は、酸性あるいはアルカリ性触媒を用いる方法が一般的
に知られている。しかしながら、このような酸性あるい
はアルカリ性触媒を用いる方法は反応条件が過酷であ
り、工業的に安定に製造するためには有利とは言えな
い。中性条件での不均化方法については例えばポリシロ
キサンの加熱分解によるシクロシロキサンの生成が知ら
れているが、この方法は300℃程度の非常に高い温度
が必要であり、この方法もまた工業的に安定に製造する
ために有利な方法とは言えない。その他に、中性条件で
の不均化方法として遷移金属触媒を用いる方法が知られ
ているが、この方法はPt、Pdといった高価な金属の
触媒を用いる必要があり、コスト的な観点も考慮すると
工業的に有利な方法とは言えない。
おいて高分子量ポリシロキサン製造の原料として使用さ
れる。また、Si−H基を含有する環状オリゴシロキサ
ンはシリコーン工業においてシーラント等に用いられる
室温架橋型シリコーンゴムの製造原料として使用され
る。室温架橋型シリコーンゴムはSi−H基を含有する
環状オリゴシロキサンとビニル基を含有するポリシロキ
サンとを白金触媒の存在下で反応させ架橋させることに
より得られる。また、Si−H基を含有する環状オリゴ
シロキサンは接着性促進剤等として用いられる有機官能
基結合オリゴシロキサンの製造原料としても用いられ
る。有機官能基結合オリゴシロキサンはSi−H基を含
有する環状オリゴシロキサンとビニル基を含有する有機
基を白金触媒の存在下で反応させることにより得られ
る。
は、例えばジメチルジクロロシランなどのケイ素上に2
個の加水分解性基を有するオルガノシラン類を加水分解
縮合する方法が一般的に知られている。しかしながら、
このような加水分解縮合反応条件下では反応系が酸性の
過酷な状態になり、工業的に安定に製造するためには有
利とは言えない。
ゴシロキサンの製造においては、Si−H基はかかる酸
性条件下では反応性が非常に高く、反応系内に共存する
水あるいはシラノール基と反応を起こし、目的とする化
合物の収率は低い。そこで、この問題を解決するために
以下の(イ)あるいは(ロ)の方法が提案されている。
テトラヒドロフランと炭化水素溶剤との混合溶剤の存在
下で加水分解する方法(特開平6ー80680号公
報)、および、(ロ)ジクロロジシロキサンをt−ブチ
ルアルコールの存在下で加水分解する方法(特開平7ー
285974号公報)である。しかしながら、前記
(イ)の方法では高い収率で生成物である環状オリゴシ
ロキサンを得るためには、炭化水素溶剤としてベンゼン
を用いる必要があるが、ベンゼンに対する安全性の点か
ら、本方法を工業的に実用化する場合には問題となるこ
とがある。また、前記(ロ)の方法では、原料として用
いられるジクロロジシロキサンが汎用品として流通して
いる原料ではないために、一般に本技術を実施しようと
する場合に原料の入手性が問題となり、工業的な技術の
汎用性に欠ける点で問題がある。
れもクロロシランを加水分解することによるが、その際
副生成物として塩化水素が生成するため、製品中にも微
量の塩化水素が混入することが知られている。しかしな
がら、塩化水素を含んだ製品を電子材料等の用途に用い
た場合、塩化物イオン等のイオン成分を含有する製品は
電極の腐食等の観点から好ましくない。このことからか
かる方法で製造された製品は電子材料等の用途には適さ
ず、その工業的利用価値が低下するものである。また、
(イ)および(ロ)の方法はいずれも強酸性条件下に反
応を行うので、後工程でpHを調整する等、工程が繁雑
となるだけでなく、原料を取り扱う上でも慎重さが要求
されルという問題点もある。
て、種々の条件で、鎖状ポリシロキサンあるいは高重合
度環状ポリシロキサンを酸性あるいはアルカリ性の触媒
の存在下に反応させることによる方法が提案されてい
る。酸性触媒を用いる方法としては例えば、(ハ)Si
−H基含有ポリシロキサンを水および活性白土の存在下
に反応させる方法(特告昭54ー13480号公報)、
(ニ)メチルハイドロジェンポリシロキサンを酸触媒の
存在下に加熱し反応させる方法(特告昭55ー1169
7号公報)、(ホ)オルガノポリシロキサンを減圧下、
加熱した固定触媒床に接触させて反応させる方法(特開
平2ー129192号公報)、(ヘ)メチルハイドロジ
ェンポリシロキサンを反応させる際に高沸点のオルガノ
ジシロキサン存在下で行う方法(特開平7ー24267
8号公報)、(ト)オルガノハイドロジェンポリシロキ
サンを塩化アルミニウムの存在下に反応させる方法(特
開平7ー316167号公報)がある。
にSi−H基が酸性状態で水と反応性が高いために反応
系がゲル化するという工業的に大きな問題を有し、工業
的に用いる場合には問題がある。前記(ニ)および
(ホ)の方法では、反応に250〜500℃という非常
に高い温度を必要とし、工業的に用いる場合に問題があ
る。前記(ヘ)の方法では主原料の他に副原料として高
沸点のジシロキサンを用いる必要がある。ところが、こ
れらの特殊ジシロキサンは、汎用品として流通している
原料ではないために、一般に本技術を実施しようとする
場合に原料の入手という点で工業的な技術の汎用性に欠
ける。また、コストの観点からも工業的に有利な方法で
はない。
れも酸触媒を使用する。特に前記(ト)の方法は塩化ア
ルミニウムという非常に酸性の強い触媒を使用する。こ
れらの方法ではまた、Si−H基を含有する系において
は酸性条件下ではSi−H基が水等に本質的に不安定で
あることから、酸性触媒を用いることは好ましくなく、
例えば、原料あるいは空気中等から系内に微量でも水分
が混入した場合に、Si−Hが水分と反応し生成物であ
る環状オリゴシロキサンの収率を低下させるだけでな
く、反応系のゲル化をひきおこす原因となる。従って、
酸性触媒を用いる前記(ハ)乃至(ト)の方法は、安定
に製造するという工業的観点から実用性に問題がある技
術である。
ば、(チ)アルカリ金属の炭酸塩を触媒に用いる方法
(特公昭45−15036号公報)、(リ)アルカリ金
属シラノーレトを触媒に用いる方法(特公昭33−21
49号公報)がある。しかしながら、いずれもアルカリ
触媒を用いているため、酸性触媒の場合と同様に後工程
でpHを調整する等、工程が繁雑となるだけでなく、原
料を取り扱う上でも慎重さが要求されるという工業的に
安定に製造するためには問題点がある。また、Si−H
基を含有する系においてはアルカリ性条件下ではSi−
H基が非常に不安定であることから実質的にこれらの方
法は適用することが出来ない。従って、アルカリ性触媒
を用いる前記(チ)、(リ)のような方法は、安定に製
造するという工業的観点から実用性に問題がある技術で
あり、また汎用性にも欠ける技術である。
の問題を解決するため、安価に入手できる原料を使用
し、中性条件かつ比較的低温という平易な条件で反応を
実施でき、特にSi−H基を含有する系の場合にも反応
系のゲル化を伴わない、工業的に実施する際に実用的
な、環状オリゴシロキサンの製造方法を提供することを
目的とする。
めに本発明者らは鋭意研究の結果、金属アルコキシドの
存在下に反応を行うことにより、実用的に環状オリゴシ
ロキサンが製造できることを見出し本発明に至った。す
なわち、本発明は、鎖状あるいは環状のポリシロキサン
を金属アルコキシドの存在下に加熱することを特徴とす
る環状オリゴシロキサンの製造方法(請求項1)であ
り、下記一般式(I)
炭化水素基、R2は水酸基または一価の置換または非置
換の炭化水素基、R3は水素原子または一価の置換また
は非置換の炭化水素基、R4乃至R6は同種または異種の
一価の置換または非置換の炭化水素基を表し、kおよび
lはそれぞれ独立に0または1〜1000の数であり、
かつkおよびlは4≦k+l≦1000を満足する数を
表す。)で表される鎖状ポリシロキサンおよび/または
下記一般式(II)
価の置換または非置換の炭化水素基を表し、mおよびn
はそれぞれ独立に0または1〜1000の数であり、か
つmおよびnは3≦m+n≦1000を満足する数を表
す。)で表される環状ポリシロキサンを金属アルコキシ
ドの存在下に加熱することを特徴とする、下記一般式
(III)
価の置換または非置換の炭化水素基を表し、pおよびq
はそれぞれ独立に0または1〜10の数であり、かつp
およびqは3≦p+q≦10を満足する数を表す。)で
表される環状オリゴシロキサンの製造方法(請求項2)
であり、前記kおよびmがそれぞれ独立に0または1〜
999の数であり、かつ前記lおよびnがそれぞれ独立
に1〜1000の数であり、かつ前記pが0または1〜
9の数であり、かつ前記qが1〜10の数である請求項
2記載の環状オリゴシロキサンの製造方法(請求項3)
であり、前記k、l、m、n、p、qが5≦m+n≦1
000かつp+q<k+lかつp+q<m+nを満足す
る数である請求項3記載の環状オリゴシロキサンの製造
方法(請求項4)であり、前記R1、R4およびR6がメ
チル基、R2は水酸基またはメチル基、R3は水素原子ま
たはメチル基である請求項2乃至請求項4いずれか記載
の環状オリゴシロキサンの製造方法(請求項5)であ
り、前記k、l、m、n、p、qがk<lかつm<nか
つp<qである請求項2乃至請求項5いずれか記載の環
状オリゴシロキサンの製造方法(請求項6)であり、k
=m=p=0である請求項3乃至請求項5いずれか記載
の環状オリゴシロキサン製造方法(請求項7)であり、
[1]下記一般式(IV)
炭化水素基、R2は水酸基または一価の置換または非置
換の炭化水素基、R3は水素原子または一価の置換また
は非置換の炭化水素基、R4は一価の置換または非置換
の炭化水素基を表し、kは4〜1000の数を表す。)
で表される鎖状ポリシロキサンおよび/または下記一般
式(V)
換または非置換の炭化水素基を表し、lは4〜1000
の数を表す。)で表される環状ポリシロキサンで構成さ
れるポリシロキサン成分と、[2]下記一般式(VI)
たは非置換の炭化水素基、R7乃至R10は同種または異
種の一価の置換または非置換の炭化水素基を表し、mは
4〜1000の数を表す。)で表される鎖状ポリシロキ
サンおよび/または下記一般式(VII)
価の置換または非置換の炭化水素基を表し、nは4〜1
000の数を表す。)で表される環状ポリシロキサンで
構成されるポリシロキサン成分とを、金属アルコキシド
の存在下に加熱することを特徴とする、下記一般式(VI
II)
12は同種または異種の一価の置換または非置換の炭化水
素基を表し、p、q、r、sは0〜9の数であり、かつ
p、q、r、sは3≦p+q+r+s≦10、かつ1≦
p+q、かつ1≦r+sを満足する数を表す。)で表さ
れる環状オリゴシロキサンの製造方法(請求項8)であ
り、下記一般式(IV)
炭化水素基、R2は水酸基または一価の置換または非置
換の炭化水素基、R3は水素原子または一価の置換また
は非置換の炭化水素基、R4は一価の置換または非置換
の炭化水素基を表し、kは4〜1000の数を表す。)
で表される鎖状ポリシロキサンと、下記一般式(VI)
たは非置換の炭化水素基、R7乃至R10は同種または異
種の一価の置換または非置換の炭化水素基を表し、mは
4〜1000の数を表す。)で表される鎖状ポリシロキ
サンとを、金属アルコキシドの存在下に加熱することを
特徴とする、下記一般式(IX)
の一価の置換または非置換の炭化水素基を表し、p、r
は1〜9の数であり、かつpおよびrは3≦p+r≦1
0を満足する数を表す。)で表される環状オリゴシロキ
サンの製造方法(請求項9)であり、前記R1、R4、R
5、R7、R8、R9、R10、R11、R12がメチル基、
R2、R6は水酸基またはメチル基、R3は水素原子また
はメチル基である請求項8あるいは請求項9いずれか記
載の環状オリゴシロキサンの製造方法(請求項10)で
あり、前記金属アルコキシドがアルミニウムアルコキシ
ド、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、
スズアルコキシド、あるいは亜鉛のアルコキシドである
請求項1乃至請求項10いずれか記載の環状オリゴシロ
キサンの製造方法(請求項11)であり、前記金属アル
コキシドがアルミニウムアルコキシドである請求項1乃
至請求項10いずれか記載の環状オリゴシロキサンの製
造方法(請求項12)であり、減圧下で生成する環状オ
リゴシロキサンを留去することによる請求項1乃至請求
項12いずれか記載の環状オリゴシロキサンの製造方法
(請求項13)である。
前記一般式(I)で表される鎖状ポリシロキサンのR1、
前記一般式(IV)で表される鎖状ポリシロキサンのR1
および前記一般式(VI)で表される鎖状ポリシロキサン
のR7およびR8は一価の置換または非置換の炭化水素基
であり、炭化水素基の例としてはハロゲン化アルキル
基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シ
クロアルケニル基、あるいはアリール基等が挙げられ
る。これらの内、好ましくはメチル基、エチル基、プロ
ピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、
t-ブチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、フェニル
基が挙げられ、さらに好ましくはメチル基、フェニル基
が挙げられる。最も好ましいものはメチル基である。
キサンのR2、前記一般式(IV)で表される鎖状ポリシ
ロキサンのR2および前記一般式(VI)で表される鎖状
ポリシロキサンのR6は水酸基または一価の置換または
非置換の炭化水素基であり、一価の置換または非置換の
炭化水素基の例は前記R1と同じである。前記一般式
(I)で表される鎖状ポリシロキサンのR3および前記一
般式(IV)で表される鎖状ポリシロキサンのR3は水素
原子または一価の置換または非置換の炭化水素基であ
り、一価の置換または非置換の炭化水素基の例は前記R
1と同じである。
キサンのR4、R6、前記一般式(II)で表される環状ポ
リシロキサンのR4、R6、前記一般式(III)で表され
る環状オリゴシロキサンのR4、R6、前記一般式(IV)
で表される鎖状オリゴシロキサンのR4、前記一般式
(V)で表される環状ポリシロキサンのR5、前記一般式
(VI)で表される鎖状ポリシロキサンR9、前記一般式
(VII)で表される環状ポリシロキサンのR11、前記一
般式(VIII)で表される環状オリゴシロキサンのR4、
R5、R9、R11および前記一般式(IX)で表される環状
オリゴシロキサンのR4、R9は一価の置換または非置換
の炭化水素基であり、例は前記R1と同じである。ま
た、前記一般式(I)、(II)、(III)のR4、R6およ
び前記一般式(IV)、(V)、(VI)、(VII)、(VII
I)、(IX)のR4、R5、R9、R11はそれぞれ繰り返し
単位ごとに同一であっても異なっていても構わない。
キサンのR5、前記一般式(II)で表される環状ポリシ
ロキサンのR5、および前記一般式(III)で表される環
状オリゴシロキサンのR5、前記一般式(VI)で表され
る鎖状ポリシロキサンのR10、前記一般式(VII)で表
される環状ポリシロキサンのR12、前記一般式(VIII)
で表される環状オリゴシロキサンのR10、R12および前
記一般式(IX)で表される環状オリゴシロキサンのR10
は一価の置換または非置換の炭化水素基であり、炭化水
素基の例としてはアルキル基、シクロアルキル基、アル
ケニル基、シクロアルケニル基、あるいはアリール基等
が挙げられる。これらの内、好ましくはメチル基、エチ
ル基、CH2CH2X1で表される置換アルキル基(ここ
でいうX1はハロゲン原子、シアノ基、フェニル基、ア
ルコキシ基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボ
ニル基等の一価の有機基を表す。)、CH2CH(C
H3)X2で表される置換アルキル基(ここでいうX2は
ハロゲン原子、フェニル基、アルキルカルボニル基、ア
ルコキシカルボニル基等の一価の有機基を表す。)、C
H2CH2CH2X3で表される置換アルキル基(ここでい
うX3はハロゲン原子、水酸基、置換あるいは非置換の
アルコキシ基等の一価の有機基を表す。)、ビニル基、
フェニル基が挙げられる。また、前記一般式(I)、(I
I)、(III)のR5および前記一般式(VI)、(VII)、
(VIII)、(IX)のR10、R12はそれぞれ繰り返し単位
ごとに同一であっても異なっていても構わない。
キサンの具体例としては、Me3SiO−(Me3Si
O)x−SiMe3、Me3SiO−(Ph2SiO)x−
SiMe3、Me3SiO−(MePhSiO)x−Si
Me3、Me2PhSiO−(Me2SiO)x−SiMe
2Ph、MePh2SiO−(Me2SiO)x−SiMe
Ph2、Me2Si(OH)O−(Me2SiO)x−Si
Me2(OH)、Me3SiO−(MeHSiO)x−S
iMe3、Me2PhSiO−(MeHSiO)x−Si
Me2Ph、MeHSi(OH)O−(MeHSiO)x
−SiMe(OH)H、(ここでいうxは4〜1000
の数を表し、好ましくは20〜500の数を表し、さら
に好ましくは35〜200の数を表す。) Me3SiO−(MeSi(CH2CH2C6H4CH3)
O)5−(MeHSiO)5−SiMe3、MeHSi
(OH)O−(MeSi(CH2CH2C6H4CH3)
O)5−(MeHSiO)5−SiMe(OH)H、Me
3SiO−(Me2SiO)x−(MeHSiO)y−Si
Me3、Me3SiO−(MePhSiO)x−(MeH
SiO)y−SiMe3、Me3SiO−(MeSi(C
H2CH(CH3)C6H5)O)x−(MeHSiO)y−
SiMe3、Me3SiO−(MeSi(CH2CH2CH
2(OCH2CH2)nOMe)O)x−(MeHSiO)y−
SiMe3、(ここでいうx、yは4〜1000の数を
表し、好ましくはx+yが20〜500の数を表し、さ
らに好ましくはx+yが35〜200の数を表し、ま
た、ここでいうnは0または1〜100の数を表し、好
ましくは1〜20の数を表し、さらに好ましくは5〜1
0の数を表す。)等が挙げられる。
キサンの例としては、
0の数を表し、好ましくはx+yが4〜100の数を表
し、さらに好ましくはx+yが4〜10の数を表し、ま
た、ここでいうnは0または1〜100の数を表し、好
ましくは1〜20の数を表し、さらに好ましくは5〜1
0の数を表す。)等が挙げられる。前記一般式(III)
で表される環状オリゴシロキサンの例としては、
数を表し、x+yが3〜10の数を表す。好ましくは
x、yが0または1〜6の数を表し、x+yが3〜6の
数を表す。より好ましくはx、yが0または1〜4の数
を表し、x+yが4である。また、ここでいうnは0ま
たは1〜100の数を表し、好ましくは1〜20の数を
表し、さらに好ましくは5〜10の数を表す。)等が挙
げられる。
キサンの具体例としては、Me3SiO−(MeHSi
O)x−SiMe3、Me2PhSiO−(MeHSi
O)x−SiMe2Ph、MeHSi(OH)O−(Me
HSiO)x−SiMe(OH)H、Me3SiO−(P
hHSiO)x−SiMe3、Me2PhSiO−(Ph
HSiO)x−SiMe2Ph、MeHSi(OH)O−
(PhHSiO)x−SiMe(OH)H、(ここでい
うxは4〜1000の数を表し、好ましくは20〜50
0の数を表し、さらに好ましくは35〜200の数を表
す。)等が挙げられる。
キサンの例としては、
し、好ましくは4〜100の数を表し、さらに好ましく
は4〜10の数を表す。)等が挙げられる。前記一般式
(VI)で表される鎖状ポリシロキサンの例としては、M
e3SiO−(Me2SiO)x−SiMe3、Me3Si
O−(Ph2SiO)x−SiMe3、Me3SiO−(M
ePhSiO)x−SiMe3、Me2PhSiO−(M
e2SiO)x−SiMe2Ph、MePh2SiO−(M
e2SiO)x−SiMePh2、Me2Si(OH)O−
(Me2SiO)x−SiMe2(OH)、Me3SiO−
(MeSi(CH2CH2CH2(OCH2CH2)nOMe)
O)x−SiMe3(ここでいうxは4〜1000の数を
表し、好ましくは20〜500の数を表し、さらに好ま
しくは35〜200の数を表し、また、ここでいうnは
0または1〜100の数を表し、好ましくは1〜20の
数を表し、さらに好ましくは5〜10の数を表す。)等
が挙げられる。
ロキサンの具体例としては、
し、好ましくは4〜100の数を表し、さらに好ましく
は4〜10の数を表し、また、ここでいうnは0または
1〜100の数を表し、好ましくは1〜20の数を表
し、さらに好ましくは5〜10の数を表す。)等が挙げ
られる。前記一般式(VIII)および前記一般式(IX)で
表される環状オリゴシロキサンの例としては、
x+yが3〜10の数を表す。好ましくはx、yが1〜
5の数を表し、x+yが3〜6の数を表す。より好まし
くはx、yが1〜3dの数を表し、x+yが4である。
また、ここでいうnは0または1〜100の数を表し、
好ましくは1〜20の数を表し、さらに好ましくは5〜
10の数を表す。)等が挙げられる。
ドは例えば下記一般式(X)
化水素基であり、炭化水素基の例としては前記一般式
(I)のR1に同じであり、Y1およびY2は炭素数が1
〜8のアルキル基、アリール基、あるいはアルコキシ
基、Mは2価乃至4価の金属元素で表され、rおよびs
は0、1、2、3、4であり、r+sは2乃至4であ
る)で表すことができる。これらのうち、好ましくはM
がAl、Ti、Zr、Sn、Znである金属アルコキシ
ドが用いられ、さらに好ましくはMがAl、Ti、Zr
である金属アルコキシドが用いられ、最も好ましくはア
ルミニウムアルコキシドが用いられる。
トキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミ
ニウムトリブトキシド、アルミニウムトリ第2ブトキシ
ド、アルミニウムジイソプロポキシ第2ブトキシド、ア
ルミニウムジイソプロポキシアセチルアセトナート、ア
ルミニウムジ第2ブトキシアセチルアセトナート、アル
ミニウムジイソプロポキシエチルアセトアセタート、ア
ルミニウムジ第2ブトキシエチルアセトアセタート、ア
ルミニウムトリスアセチルアセトナート、アルミニウム
トリスエチルアセトアセタート、アルミニウムアセチル
アセトナートビスエチルアセトアセタート、チタンテト
ラエトキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタン
テトラブトキシド、チタンジイソプロポキシビスアセチ
ルアセトナート、チタンジイソプロポキシビスエチルア
セトアセタート、チタンテトラ2―エチルヘキシルオキ
シド、チタンジイソプロポキシビス(2―エチル−1、
3−ヘキサンジオラート)、チタンジブトキシビス(ト
リエタノールアミナート)、ジルコニウムテトラブトキ
シド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニ
ウムテトラメトキシド、ジルコニウムトリブトキシドモ
ノアセチルアセトナート、ジルコニウムジブトキシドビ
スアセチルアセトナート、ジルコニウムブトキシドトリ
スアセチルアセトナート、ジルコニウムテトラアセチル
アセトナート、ジルコニウムトリブトキシドモノエチル
アセトアセタート、ジルコニウムジブトキシドビスエチ
ルアセトアセタート、ジルコニウムブトキシドトリスエ
チルアセトアセタート、ジルコニウムテトラエチルアセ
トアセタート、である。その他、環状の1、3、5―ト
リイソプロポキシシクロトリアルミノキサン等も使用す
ることもできる。これらのうち好ましくはアルミニウム
トリイソプロポキシド、アルミニウムトリ第2ブトキシ
ド、アルミニウムジイソプロポキシエチルアセトアセタ
ート、アルミニウムジ第2ブトキシエチルアセトアセタ
ート、アルミニウムトリスアセチルアセトナート、チタ
ンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、
ジルコニウムテトラブトキシドが用いられる。もっとも
好ましいものはアルミニウムトリイソプロポキシドであ
る。
も良いし、任意の割合で組み合わせて用いても良い。本
発明における金属アルコキシドの使用量は反応速度に応
じ種々選択できるが、一般には原料ポリシロキサンを基
準に0.01〜10重量部、好ましくは0.01〜5重
量部、さらに好ましくは0.01〜1重量部を使用する
ことができる。
温度であればよく、一般には60〜300℃の温度が用
いられるが、副反応を抑制しかつ反応を効率良く進行さ
せるために100〜200℃の温度が好ましい。本発明
の反応は常圧あるいは減圧下に実施することが可能であ
るが、生成物を逐次留去して比較的低温で反応を効率よ
く進めるためには減圧下に行うことが好ましい。この場
合例えば10〜300mmHgの減圧下に反応を実施で
きる。
使用することができる。溶媒としては金属アルコキシド
と化学的な反応性を有さず、生成する環状オリゴシロキ
サンよりも沸点の高いものを用いることができる。溶媒
の具体例としては、デカン、ドデカン、ミネラルオイ
ル、メシチレン、ジエチレングリコールジエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等を挙げる
ことができる。使用量も任意の量を使用できる。
を少量共存させても本件の実施は可能であるが、アルコ
キシシランの添加量が多いほど目的とするシクロシロキ
サンの収率が低下するので、実用性が低くなる。本発明
の反応は原料ポリシロキサンと金属アルコキシドを混合
加熱し反応させた後生成物を蒸留等により精製すること
もできるし、反応進行中に生成物を逐次留去しながら反
応を行うこともできる。副反応を抑制するためには、生
成物を逐次留去しながら反応を行うことが望ましい。
生成物を留去する場合には必要に応じ各種充填塔などの
精留塔を使用することができる。精留塔を用いた場合に
は製品の純度を高くすることができる。
は環状のポリシロキサンから低分子量の環状オリゴシロ
キサンを製造することができるが、逆に低分子量体を高
分子量体へと変換することもできる。次に、本発明を実
施例によって具体的に説明する。ただし、本発明は下記
の実施例に限定されるものではない。
5cm)つきの留出管、および留出物の捕集器を備えた
300mLの三首丸底フラスコを、トラップを通じて減
圧ポンプに接続した。フラスコ中にMe3SiO−(M
eHSiO)40−SiMe3で表される両末端トリメチ
ルシリルポリメチルハイドロジェンシロキサン150
g、およびアルミニウムトリイソプロポキシド1.5g
を入れ、常圧にて150℃の油浴中で30分間加熱し
た。つづいてフラスコを150〜160℃の油浴中で加
熱しながら系を100mmHgの減圧度に保ち、留出温
度65〜70℃で留出する留分を2時間にわたって回収
して、113gの留分を得た。残さは白濁した液状物で
あった。得られた留分はガスクロマトグラフィーによる
分析の結果、1,3,5−トリメチルシクロトリシロキ
サン1.8重量%、1,3,5,7−テトラメチルシク
ロテトラシロキサン59.1重量%、1,3,5,7,
9−ペンタメチルシクロペンタシロキサン31.5重量
%、1,3,5,7,9,11−ヘキサメチルシクロヘ
キサシロキサン5.7重量%、その他の高沸点成分が
1.9重量%の組成を有していた。 実施例2 温度計、磁気攪拌子、精留塔(マクマホン充填、30c
m)つきの留出管、および留出物の捕集器を備えた1L
の三首丸底フラスコを、トラップを通じて減圧ポンプに
接続した。フラスコ中にMe3SiO−(MeHSi
O)40−SiMe3で表される両末端トリメチルシリル
ポリメチルハイドロジェンシロキサン750g、および
アルミニウムトリイソプロポキシド0.75gを入れ、
常圧にて180℃の油浴中で30分間加熱した。つづい
てフラスコを180〜190℃の油浴中で加熱しながら
系を100mmHgの減圧度に保ち、留出温度69〜7
8℃で留出する留分を9時間にわたって回収して、69
0gの留分を得た。残さは液状物であった。得られた留
分はガスクロマトグラフィーによる分析の結果、1,
3,5−トリメチルシクロトリシロキサン4.3重量
%、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキ
サン82.3重量%その他の高沸点成分が13.4重量
%の組成を有していた。 実施例3 温度計、磁気攪拌子、精留塔(Vigreaux型、1
5cm)つきの留出管、および留出物の捕集器を備えた
300mLの三首丸底フラスコを、トラップを通じて減
圧ポンプに接続した。フラスコ中に粘度100センチポ
イズの両末端トリメチルシリルポリメチルハイドロジェ
ンシロキサン150g、粘度100センチポイズの両末
端トリメチルシリルポリジメチルシロキサン150g、
およびアルミニウムトリイソプロポキシド1.5gを入
れ、常圧にて150℃の油浴中で30分間予備加熱し
た。つづいてフラスコを150〜160℃の油浴中で加
熱しながら系を50mmHgの減圧度に保ち、反応とと
もに留出する留分を2時間にわたって回収して、220
gの留分を得た。残さは白濁した液状物であった。得ら
れた留分はガスクロマトグラフィーおよびNMRによる
分析の結果、平均的にモル分率で46%のMeHSiO
単位と54%のMe2SiO単位を有する、一分子中に
主に3〜6のシロキシ単位を有するシクロシロキサンの
混合物であった。 実施例4 磁気攪拌子、還流コンデンサーをつけた30mLフラス
コ中に、テトラメチルシクロテトラシロキサン15.0
gおよびアルミニウムトリイソプロポキシド0.15g
を入れ、常圧にて150℃の油浴中で加熱した。1時間
後に反応液をガスクロマトグラフィーにより分析したと
ころ、4.8重量%のペンタメチルシクロペンタシロキ
サンと0.8重量%のヘキサメチルシクロヘキサシロキ
サンが生成していた。 比較例 300mLの三首丸底フラスコ中にMe3SiO−(M
eHSiO)40−SiMe3で表される両末端トリメチ
ルシリルポリメチルハイドロジェンシロキサン50gを
入れ、アルカリ性触媒としてナトリウムメトキシドのメ
タノール溶液を添加したところ激しく気体を発生して原
料の分解が起るとともに反応系の一部がゲル化して反応
を実施することができなかった。
を使用して、中性条件かつ比較的低温という平易な条件
で反応を実施でき、反応系のゲル化をともわない、工業
的に実用性の高い方法で、収率よく環状オリゴシロキサ
ンを製造することができる。
Claims (13)
- 【請求項1】鎖状あるいは環状のポリシロキサンを金属
アルコキシドの存在下に加熱することを特徴とする環状
オリゴシロキサンの製造方法。 - 【請求項2】下記一般式(I) 【化1】 (式中、R1は一価の置換または非置換の炭化水素基、
R2は水酸基または一価の置換または非置換の炭化水素
基、R3は水素原子または一価の置換または非置換の炭
化水素基、R4乃至R6は同種または異種の一価の置換ま
たは非置換の炭化水素基を表し、kおよびlはそれぞれ
独立に0または1〜1000の数であり、かつkおよび
lは4≦k+l≦1000を満足する数を表す。)で表
される鎖状ポリシロキサンおよび/または下記一般式
(II) 【化2】 (式中、R4乃至R6は同種または異種の一価の置換また
は非置換の炭化水素基を表し、mおよびnはそれぞれ独
立に0または1〜1000の数であり、かつmおよびn
は3≦m+n≦1000を満足する数を表す。)で表さ
れる環状ポリシロキサンを金属アルコキシドの存在下に
加熱することを特徴とする、下記一般式(III) 【化3】 (式中、R4乃至R6は同種または異種の一価の置換また
は非置換の炭化水素基を表し、pおよびqはそれぞれ独
立に0または1〜10の数であり、かつpおよびqは3
≦p+q≦10を満足する数を表す。)で表される環状
オリゴシロキサンの製造方法。 - 【請求項3】前記kおよびmがそれぞれ独立に0または
1〜999の数であり、かつ前記lおよびnがそれぞれ
独立に1〜1000の数であり、かつ前記pが0または
1〜9の数であり、かつ前記qが1〜10の数である請
求項2記載の環状オリゴシロキサンの製造方法。 - 【請求項4】前記k、l、m、n、p、qが5≦m+n
≦1000かつp+q<k+lかつp+q<m+nを満
足する数である請求項3記載の環状オリゴシロキサンの
製造方法。 - 【請求項5】前記R1、R4およびR6がメチル基、R2は
水酸基またはメチル基、R3は水素原子またはメチル基
である請求項2乃至請求項4いずれか記載の環状オリゴ
シロキサンの製造方法。 - 【請求項6】前記k、l、m、n、p、qがk<lかつ
m<nかつp<qである請求項2乃至請求項5いずれか
記載の環状オリゴシロキサンの製造方法。 - 【請求項7】k=m=p=0である請求項3乃至請求項
5いずれか記載の環状オリゴシロキサン製造方法。 - 【請求項8】[1]下記一般式(IV) 【化4】 (式中、R1は一価の置換または非置換の炭化水素基、
R2は水酸基または一価の置換または非置換の炭化水素
基、R3は水素原子または一価の置換または非置換の炭
化水素基、R4は一価の置換または非置換の炭化水素基
を表し、kは4〜1000の数を表す。)で表される鎖
状ポリシロキサンおよび/または下記一般式(V) 【化5】 (式中、R5は同種または異種の一価の置換または非置
換の炭化水素基を表し、lは4〜1000の数を表
す。)で表される環状ポリシロキサンで構成されるポリ
シロキサン成分と、 [2]下記一般式(VI) 【化6】 (式中、R6は水酸基または一価の置換または非置換の
炭化水素基、R7乃至R10は同種または異種の一価の置
換または非置換の炭化水素基を表し、mは4〜1000
の数を表す。)で表される鎖状ポリシロキサンおよび/
または下記一般式(VII) 【化7】 (式中、R11、R12は同種または異種の一価の置換また
は非置換の炭化水素基を表し、nは4〜1000の数を
表す。)で表される環状ポリシロキサンで構成されるポ
リシロキサン成分とを、金属アルコキシドの存在下に加
熱することを特徴とする、下記一般式(VIII) 【化8】 (式中、R4、R5、R9、R10、R11、R12は同種また
は異種の一価の置換または非置換の炭化水素基を表し、
p、q、r、sは0〜9の数であり、かつp、q、r、
sは3≦p+q+r+s≦10、かつ1≦p+q、かつ
1≦r+sを満足する数を表す。)で表される環状オリ
ゴシロキサンの製造方法。 - 【請求項9】下記一般式(IV) 【化9】 (式中、R1は一価の置換または非置換の炭化水素基、
R2は水酸基または一価の置換または非置換の炭化水素
基、R3は水素原子または一価の置換または非置換の炭
化水素基、R4は一価の置換または非置換の炭化水素基
を表し、kは4〜1000の数を表す。)で表される鎖
状ポリシロキサンと、下記一般式(VI) 【化10】 (式中、R6は水酸基または一価の置換または非置換の
炭化水素基、R7乃至R10は同種または異種の一価の置
換または非置換の炭化水素基を表し、mは4〜1000
の数を表す。)で表される鎖状ポリシロキサンとを、金
属アルコキシドの存在下に加熱することを特徴とする、
下記一般式(IX) 【化11】 (式中、R4、R9、R10は同種または異種の一価の置換
または非置換の炭化水素基を表し、p、rは1〜9の数
であり、かつpおよびrは3≦p+r≦10を満足する
数を表す。)で表される環状オリゴシロキサンの製造方
法。 - 【請求項10】前記R1、R4、R5、R7、R8、R9、R
10、R11、R12がメチル基、R2、R6は水酸基またはメ
チル基、R3は水素原子またはメチル基である請求項8
あるいは請求項9いずれか記載の環状オリゴシロキサン
の製造方法。 - 【請求項11】前記金属アルコキシドがアルミニウムア
ルコキシド、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコ
キシド、スズアルコキシド、あるいは亜鉛のアルコキシ
ドである請求項1乃至請求項10いずれか記載の環状オ
リゴシロキサンの製造方法。 - 【請求項12】前記金属アルコキシドがアルミニウムア
ルコキシドである請求項1乃至請求項10いずれか記載
の環状オリゴシロキサンの製造方法。 - 【請求項13】減圧下で生成する環状オリゴシロキサン
を留去することによる請求項1乃至請求項12いずれか
記載の環状オリゴシロキサンの製造方法。
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JP20288997 | 1997-07-29 | ||
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Cited By (2)
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WO2009060958A1 (ja) | 2007-11-09 | 2009-05-14 | Kaneka Corporation | 環状ポリオルガノシロキサンの製造方法、硬化剤、硬化性組成物およびその硬化物 |
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EP1845100A4 (en) * | 2005-01-31 | 2010-06-02 | Tosoh Corp | CYCLIC SILOXANE COMPOUND, FILMOGENIC MATERIAL CONTAINING SILICON AND USE THEREOF |
-
1998
- 1998-06-08 JP JP15895498A patent/JP3580403B2/ja not_active Expired - Lifetime
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