JPH11335462A - オルガノテトラシロキサンおよびその製造方法 - Google Patents

オルガノテトラシロキサンおよびその製造方法

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JPH11335462A
JPH11335462A JP15994798A JP15994798A JPH11335462A JP H11335462 A JPH11335462 A JP H11335462A JP 15994798 A JP15994798 A JP 15994798A JP 15994798 A JP15994798 A JP 15994798A JP H11335462 A JPH11335462 A JP H11335462A
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organotetrasiloxane
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same
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Sunao Okawa
直 大川
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Dow Corning Toray Silicone Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アシロキシ基とカルボン酸アミド基を有する
新規なオルガノテトラシロキサン、およびこのオルガノ
テトラシロキサンを効率よく製造する方法を提供する。 【解決手段】 一般式: 【化1】 (式中、R1は同じか、または異なる置換もしくは非置
換の一価炭化水素基であり、R2は同じか、または異な
る水素原子もしくは一価炭化水素基であり、R3は二価
有機基であり、R4は同じか、または異なる一価炭化水
素基である。)で示されるオルガノテトラシロキサン、
および、酸性触媒の存在下に、ヘキサオルガノシクロト
リシロキサンをカルボン酸アミド基含有アシロキシシラ
ンにより開環反応させることを特徴とする、上記一般式
で示されるオルガノテトラシロキサンの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規なオルガノテ
トラシロキサン、およびその製造方法に関し、詳しく
は、アシロキシ基とカルボン酸アミド基を有するオルガ
ノテトラシロキサン、およびこのオルガノテトラシロキ
サンを効率よく製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アシロキシ基を有するオルガノテトラシ
ロキサンとしては、1−アセトキシ−7−ビニル−オク
タメチルシクロテトラシロキサン(特公昭43−908
0号公報参照)、1−アセトキシ−ノナメチルテトラシ
ロキサン(European Polymer Jou
rnal Vol.17,413−419,1981参
照)、1−アシロキシ−オクタメチルテトラシロキサン
(特開平9−268192号公報参照)等が知られてい
る。
【0003】しかし、アシロキシ基とカルボン酸アミド
基を有するオルガノテトラシロキサン、特には、一方の
分子鎖末端にアシロキシ基が結合し、他方の分子鎖末端
にカルボン酸アミド基が結合しているオルガノテトラシ
ロキサンは知られていなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記課題
について鋭意研究した結果、本発明に到達した。すなわ
ち、本発明の目的は、アシロキシ基とカルボン酸アミド
基を有するオルガノテトラシロキサン、およびこのオル
ガノテトラシロキサンを効率よく製造する方法を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のオルガノテトラ
シロキサンは、一般式:
【化4】 (式中、R1は同じか、または異なる置換もしくは非置
換の一価炭化水素基であり、R2は同じか、または異な
る水素原子もしくは一価炭化水素基であり、R3は二価
有機基であり、R4は同じか、または異なる一価炭化水
素基である。)で示される。
【0006】本発明のオルガノテトラシロキサンの製造
方法は、酸性触媒の存在下に、一般式:
【化5】 (式中、R1は同じか、または異なる置換もしくは非置
換の一価炭化水素基である。)で示されるヘキサオルガ
ノシクロトリシロキサンを、一般式:
【化6】 (式中、R2は同じか、または異なる水素原子もしくは
一価炭化水素基であり、R3は二価有機基であり、R4
同じか、または異なる一価炭化水素基である。)で示さ
れるカルボン酸アミド基含有アシロキシシランにより開
環反応させることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】はじめに、本発明のオルガノテト
ラシロキサンを詳細に説明する。本発明のオルガノテト
ラシロキサンはアシロキシ基とカルボン酸アミド基を有
する、一般式:
【化7】 で示される化合物である。上式中のR1は同じか、また
は異なる置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル
基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、メタアリル
基、ブテニル基、ペンテニル基等のアルケニル基;フェ
ニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基;ベンジ
ル基、フェネチル基等のアラルキル基;トリフルオロプ
ロピル基、ノナフルオロヘキシル基、クロロプロピル
基、クロロメチルフェネチル基等のハロゲン化一価炭化
水素基が例示される。本発明のオルガノテトラシロキサ
ンにおいては、その製造の容易さ、および経済性の点か
ら、R1はメチル基、トリフルオロプロピル基であるこ
とが好ましい。また、上式中のR2は同じか、または異
なる水素原子もしくは一価炭化水素基であり、R2の一
価炭化水素基としては、前記R1と同様の一価炭化水素
基が例示される。本発明のオルガノテトラシロキサンに
おいては、その製造の容易さ、および経済性の点から、
2はメチル基、エチル基、ビニル基、メタアリル基で
あることが好ましい。また、上式中のR3は二価有機基
であり、エチレン基、メチルエチレン基、プロピレン
基、2−メチルプロピレン基、ヘキシレン基等のアルキ
レン基;エチレンオキシプロピレン基、エチレンオキシ
エチレン基等のアルキレンオキシアルキレン基;フェニ
レン基、トリレン基、キシリレン基等のアリーレン基;
メチレンフェニレン基、メチレンフェニレンメチレン基
等のアルキレンアリーレン基もしくはアルキレンアリー
レンアルキレン基が例示される。本発明のオルガノテト
ラシロキサンにおいては、その製造の容易さ、および経
済性の点から、R3はアルキレン基であることが好まし
く、特に、プロピレン基、2−メチルプロピレン基であ
ることが好ましい。また、上式中のR4は同じか、また
は異なる一価炭化水素基であり、前記R1と同様の一価
炭化水素基が例示される。
【0008】このような本発明のオルガノテトラシロキ
サンは、一方の分子鎖末端にシラノール基と容易に反応
し得るアシロキシ基が結合し、他方の分子鎖末端に親水
性に富んだカルボン酸アミド基が結合しており、シラノ
ール基含有有機ケイ素化合物ないしは有機ケイ素ポリマ
ーと容易に反応するので、この有機ケイ素化合物ないし
は有機ケイ素ポリマーに親水性を付与するための改質剤
として有用である。また、本発明のオルガノテトラシロ
キサンは、温和な条件下で加水分解することができるの
で、一方の分子鎖末端にシラノール基が結合し、他方の
分子鎖末端にカルボン酸アミド基が結合したオルガノテ
トラシロキサンを製造するための原料としても有用であ
る。
【0009】次に、本発明のオルガノテトラシロキサン
の製造方法を詳細に説明する。本発明の製造方法は、酸
性触媒の存在下に、一般式:
【化8】 (式中、R1は同じか、または異なる置換もしくは非置
換の一価炭化水素基である。)で示されるヘキサオルガ
ノシクロトリシロキサンを、一般式:
【化9】 (式中、R2は同じか、または異なる水素原子もしくは
一価炭化水素基であり、R3は二価有機基であり、R4
同じか、または異なる一価炭化水素基である。)で示さ
れるカルボン酸アミド基含有アシロキシシランにより開
環反応させることを特徴とする。
【0010】上記一般式で示されるヘキサオルガノシク
ロトリシロキサンは、これが開環反応して上記のオルガ
ノテトラシロキサンを製造するための原料である。上式
中のR1は同じか、または異なる置換もしくは非置換の
一価炭化水素基であり、前記と同様の基が例示される。
本発明の製造方法においては、原料の入手の容易さ、お
よび経済性の点から、R1はメチル基、トリフルオロプ
ロピル基であることが好ましい。このようなヘキサオル
ガノシクロトリシロキサンとしては、ヘキサメチルシク
ロトリシロキサン、1,3,5−トリビニル−1,3,
5−トリメチルシクロトリシロキサン、1,3,5−ト
リフェニル−1,3,5−トリメチルシクロトリシロキ
サン、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン、1,3,
5−トリス(トリフルオロプロピル)−1,3,5−トリ
メチルシクロトリシロキサンが例示される。
【0011】また、上記一般式で示されるカルボン酸ア
ミド基含有アシロキシシランは、上記一般式で示される
ヘキサオルガノシクロトリシロキサンを開環反応して、
その分子鎖末端を封鎖するための原料である。上式中の
2は同じか、または異なる水素原子もしくは一価炭化
水素基であり、前記と同様の基が例示される。本発明の
製造方法においては、その製造の容易さ、および経済性
の点から、R2はメチル基、エチル基、ビニル基、メタ
アリル基であることが好ましい。また、上式中のR3
二価有機基であり、前記と同様の基が例示される。本発
明の製造方法においては、その製造の容易さ、および経
済性の点から、R3はアルキレン基であることが好まし
く、特に、プロピレン基、2−メチルプロピレン基であ
ることが好ましい。また、上式中のR4は同じか、また
は異なる一価炭化水素基であり、前記と同様の基が例示
される。
【0012】このようなカルボン酸アミド基含有アシロ
キシシランの製造方法は公知であり、例えば、環状シリ
ルアミンを無水酢酸と反応させることによりアセトアミ
ド基含有アセトキシシランを調製する方法(Jurna
l Organo Chemistory,36,2
1,3120−3126(1971)参照)、環状シリル
アミンを酸塩化物と反応させて調製した酸アミド基含有
ハロゲノシランを、さらに酢酸ナトリウムと反応させる
ことによりアセトアミド基含有アセトキシシランを調製
する方法(特開平6−25265号公報参照)が挙げられ
る。
【0013】本発明の製造方法は、酸性触媒の存在下
に、上記一般式で示されるヘキサオルガノシクロトリシ
ロキサンを上記一般式で示されるカルボン酸アミド基含
有アシロキシシランにより開環反応させることを特徴と
する。この酸性触媒としては、塩酸、硫酸、トリフルオ
ロ酢酸、トルフルオロメタンスルホン酸等のプロトン
酸;塩化鉄、塩化アルミニウム、塩化亜鉛、塩化チタン
等のルイス酸が例示され、反応の転化率を向上させるた
めには、好ましくは強酸であり、より好ましくは塩酸ま
たはパーフルオロアルカンスルホン酸であり、さらに好
ましくはパーフルオロアルカンスルホン酸であり、特に
好ましくは、トルフルオロメタンスルホン酸である。こ
の酸性触媒として強酸を用いる場合には、シロキサン結
合のランダムな再配列反応等の副反応を抑制するため、
目的反応を起こすに足りる微量の酸性触媒を添加するこ
とが好ましい。この酸性触媒の好ましい添加量は、その
触媒の酸性度、上記一般式で示されるヘキサオルガノシ
クロトリシロキサン中のR1の種類、上記一般式で示さ
れるカルボン酸アミド基含有アシロキシシラン中の
2、R3、およびR4の種類によっても変わるので一概
には言えないが、この酸性触媒としてトリフルオロメタ
ンスルホン酸を用いる場合には、通常は1%以下の添加
量で十分な反応速度が得られる。
【0014】これらの酸性触媒の存在下で、上記一般式
で示されるヘキサオルガノシクロトリシロキサンを上記
一般式で示されるカルボン酸アミド基含有アシロキシシ
ランにより開環反応させる際には、このアシロキシシラ
ンをヘキサオルガノシクロトリシロキサンに対して等モ
ル以上用いることが好ましく、特には、1〜1.5倍モ
ルの範囲内で用いることが好ましい。
【0015】本発明の製造方法において、有機溶剤を使
用することは任意であり、使用できる有機溶剤として
は、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;ヘキサン、
ヘプタン等の脂肪族系溶剤が例示される。
【0016】本発明の製造方法における反応は、室温で
も行うことができるが、十分な反応速度を得るために、
加熱して行うこともできる。この反応温度は30℃〜1
50℃の範囲内であることが好ましく、シロキサン結合
のランダムな再配列反応等の副反応を抑制するため、特
には、30〜100℃の範囲内で行うことが好ましい。
【0017】この開環反応の停止は、酸性触媒をトリエ
チルアミン、ジエチルアミン、ヘキサメチルジシラザン
等で中和することにより達成される。このようにして調
製された反応混合物から低沸点物を加熱減圧留去するこ
とにより、目的のオルガノテトラシロキサンを主成分と
するオルガノポリシロキサン混合物を得ることができ
る。本発明の製造方法では、必要に応じて蒸留精製する
ことにより、オルガノテトラシロキサンを精製すること
ができる。
【0018】
【実施例】本発明のオルガノテトラシロキサン、および
その製造方法を実施例により詳細に説明する。
【0019】[参考例]撹拌装置付きのフラスコに、無
水酢酸35.7g(350mmol)を投入し、窒素雰囲気
下、氷水冷しながら、1,2,2,4−テトラメチル−
1−アザ−2−シラシクロペンタン50g(350mmol)
を30分かけてゆっくり滴下した。滴下終了後、室温で
30分間攪拌して、減圧蒸留することにより、112〜
135℃/1mmHgの留分74.5g(収率84%)を得
た。
【0020】この留分は、29Si−核磁気共鳴分析(以
下、NMR)、13C−NMR、および赤外吸光分析(以
下、IR)の分析の結果、式:
【化10】 で示されるN−(3−アセトキシジメチルシリル)−2−
メチルプロピル−N−メチルアセトアミドであることが
確認され、その純度が98.3%であることがわかっ
た。
【0021】[実施例1]撹拌装置付きのフラスコに、
参考例で調製したN−(3−アセトキシジメチルシリル)
−2−メチルプロピル−N−メチルアセトアミド70g
(285.7mmol)、式:
【化11】 で示されるヘキサメチルシクロトリシロキサン69.8
g(314.3mmol)、トリフルオロメタンスルホン酸0.
56g(3.7mmol)、およびn−ヘキサン70mLを投入
し、窒素雰囲気下、55〜60℃で4.5時間加熱撹拌
した。途中、反応混合物をサンプリングして、これをガ
スクロマトグラフィー(以下、GLC)により分析して、
原料のアセトキシシランのピークがほとんど消失した時
点を反応終了とし、ヘキサメチルジシラザン1.2g
(7.5mmol)を投入して、反応を停止させた。その後、
加熱減圧留去して低沸点物を除き、液状物129.4g
を得た。
【0022】この液状物は、GLC、29Si−NMR、
13C−NMR、およびIRの分析の結果から、式:
【化12】 で示されるオルガノテトラシロキサンを主成分とする混
合物であり、その純度が81%であることがわかった。
【0023】[実施例2]撹拌装置付きのフラスコに、
参考例で調製したN−(3−アセトキシジメチルシリル)
−2−メチルプロピル−N−メチルアセトアミド50g
(204mmol)、式:
【化13】 で示される1,3,5−トリス(トリフルオロプロピル)
−1,3,5−トリメチルシクロトリシロキサン95g
(204mmol)、トリフルオロメタンスルホン酸0.48
g(3.2mmol)を投入し、窒素雰囲気下、60〜90℃
で6時間加熱撹拌した。途中、反応混合物をサンプリン
グして、GLCにより分析して、原料のアセトキシシラ
ンのピークがほとんど消失したときを反応終了とし、ヘ
キサメチルジシラザン1.2g(7.5mmol)を投入して反
応を停止させた。加熱減圧留去して低沸点物を除き、液
状物139.8gを得た。
【0024】この液状物は、GLC、29Si−NMR、
13C−NMR、およびIRの分析の結果から、式:
【化14】 で示されるオルガノテトラシロキサンを主成分とする混
合物であり、その純度は62%であることがわかった。
【0025】[応用例]撹拌装置付きのフラスコにトル
エン60mL、炭酸水素ナトリウム29.7g(354mmo
l)、および水100mLを投入し、窒素雰囲気下、水冷お
よび撹拌しながら、実施例1で調製したオルガノテトラ
シロキサンを主成分とする混合物110gを45分間か
けてゆっくり滴下した。次いで、トリエチルアミン1.
2gを添加し、30℃で1時間撹拌した。途中、反応混
合物から有機層をサンプリングして、GLCにより分析
することにより、原料の上記アセトアミド基含有1−ア
セトキシテトラシロキサンのピークが消失したときを反
応終了とし、静置して相分離させ、下層の水層を廃棄し
た。ついで上層であるトルエン層にn−ヘキサン100
mLを添加し、3回水洗した。静置して相分離させ、下層
である水層を廃棄し、上層であるトルエン層から低沸点
物を加熱減圧留去して、液状物93.5gを得た。
【0026】この液状物は、29Si−NMR、13C−N
MR、IRによる分析の結果、式:
【化15】 で示されるアセトアミド基含有1−ヒドロキシテトラシ
ロキサンを主成分とする混合物であり、その純度は7
8.9%であることがわかった。
【0027】
【発明の効果】本発明のオルガノテトラシロキサンはア
シロキシ基とカルボン酸アミド基を有する新規な化合物
であり、本発明の製造方法は、このような新規なオルガ
ノテトラシロキサンを効率よく製造できるという特徴が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、実施例1で調製したオルガノテトラ
シロキサンのIRチャートである。
【図2】 図2は、実施例2で調製したオルガノテトラ
シロキサンのIR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、R1は同じか、または異なる置換もしくは非置
    換の一価炭化水素基であり、R2は同じか、または異な
    る水素原子もしくは一価炭化水素基であり、R3は二価
    有機基であり、R4は同じか、または異なる一価炭化水
    素基である。)で示されるオルガノテトラシロキサン。
  2. 【請求項2】 酸性触媒の存在下に、一般式: 【化2】 (式中、R1は同じか、または異なる置換もしくは非置
    換の一価炭化水素基である。)で示されるヘキサオルガ
    ノシクロトリシロキサンを、一般式: 【化3】 (式中、R2は同じか、または異なる水素原子もしくは
    一価炭化水素基であり、R3は二価有機基であり、R4
    同じか、または異なる一価炭化水素基である。)で示さ
    れるカルボン酸アミド基含有アシロキシシランにより開
    環反応させることを特徴とする、請求項1記載のオルガ
    ノテトラシロキサンの製造方法。
  3. 【請求項3】 酸性触媒がパーフルオルアルカンスルホ
    ン酸であることを特徴とする、請求項2記載のオルガノ
    テトラシロキサンの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6794044B2 (en) 2001-03-02 2004-09-21 Selerity Technologies, Inc. Chromatographic packing materials and methods of making and using such packing materials
WO2009002667A1 (en) * 2007-06-22 2008-12-31 3M Innovative Properties Company Cyclic silazanes containing an oxamido ester group and methods

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