JPS5832887A - ケイ素イソシアネ−トの製造法 - Google Patents

ケイ素イソシアネ−トの製造法

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JPS5832887A
JPS5832887A JP56128734A JP12873481A JPS5832887A JP S5832887 A JPS5832887 A JP S5832887A JP 56128734 A JP56128734 A JP 56128734A JP 12873481 A JP12873481 A JP 12873481A JP S5832887 A JPS5832887 A JP S5832887A
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JP
Japan
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reaction
halogen
compound
silicon
isocyanate
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Pending
Application number
JP56128734A
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English (en)
Inventor
Iwakichi Sugiyama
杉山 岩吉
Seiji Endo
清司 遠藤
Yukihisa Takaoka
高岡 幸久
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Matsumoto Seiyaku Kogyo KK
Original Assignee
Matsumoto Seiyaku Kogyo KK
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/025Silicon compounds without C-silicon linkages
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/10Compounds having one or more C—Si linkages containing nitrogen having a Si-N linkage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1804Compounds having Si-O-C linkages

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はケイ素イソシアネートの新規な製造法、特にハ
ロゲン含有ケイ素化合物とイソシアン酸又はシアン酸の
アルカリ塩を特定の反応促進剤の存在下で反応させる新
規な製造法に係るものである。
ケイ素イソシアネートは水酸基やアミノ基を含有する化
合物と容易に反応してシリルウレア結合やシロキサン結
合等を生成する為、各種有機ケイ素化合物中間体や原料
酸(・は各lfi組成物の素材として有用である。
ここにケイ素イソシアネートと称するはSi −NCO
結合を有する化合物でありその化合物の製造方法として
は、従来Si −X (Xは〕・ロゲンを示す)結合を
有するケイ素化合物とイソシアン酸銀もしくはシアン酸
鉛とを反応させる方法が知られている。しかしこれらの
方法は収率があまり高くなく、高価な銀や鉛の塩を使用
するため経済性の而でも有利な方法とはいえない。その
ため銀や鉛塩に代って、ナトリウムやカリウム、ノ々リ
ウムといった入手の比較的容易なアルカリ金属やアルカ
リ土類金属もしくはアンモニウム等の塩が使えれば好都
合である。しかしこれらの金属塩については、反応が十
分でな(、これ迄ケイ素イソシアネート化合物の製造に
用いるには適していないと考えられて来た。
わずかに西ドイツ特許公開第1,965,741号(1
971年7月8日公開)において、ある種の反応促進剤
を用いればシアン酸アルカリ金属塩もしくはイソシアン
酸アンモニウム塩とケイ素のハロゲン化物とを反応させ
ることによりケイ素イソシアネート化合物を合成できる
ことが開示されている。しかし反応促進剤として酸アミ
ド、N−メチルピロリドン等の比誘電率が10以上の特
殊な化合物の添加を必要とし、シクロヘキサノンやベン
ジエ) IJル等の高沸点の有機溶剤を使用するため、
反応操作」二不都合が多く、これまた有利な方法とはい
えない。
そこで、本発明者らは、さきに入手の容易なアルカリ金
属やアルカリ土類金属、アンモニウム等のシアン酸もし
くはイソシアン酸塩とノ・ロゲン化ケイ素化合物との反
応から、従来の方法よりも収率よく、より経済的に5i
−NGO結合を有するケイ素イソシアネート化合物を得
るべく鋭章研究を重ねた末、反応促進剤としてアルキル
アミン、ニトロアルカンあるいはクラウンエーテルを用
いると、収率よくケイ素イソシアネート化合物を製造す
ることが出来、反応促進剤の添加−:も少畦にとどめる
ことが出来ることを見出し1、特♂臼111如した(特
願昭54−101647号)。
この方法は安価で毒性の少ない安全な塩を用いて反応が
行えるので工梨的に従来法よりは有利である。しかし、
反応促進剤として用いているアルキルアミン、ニトロア
ルカン、クラウンエーテル等取扱いに際し、特別な配慮
を必要とする材料を用い又、生成物との分離精製が難し
いと君う様な欠点もあり工業的に実施するには更に改良
が要慴されていた。
かくて本発明は、し・ロゲン含有ケイ素化合物とイソシ
アン酸塩又はシアン酸塩を、反応促進作用が大きく取扱
いが簡単で安全であり、生成物との分隨作業が容易な反
応促進剤の存在下に反応させて、ケイ素イソシアネート
化合物を有利に製造する方法を提供することを目的とす
るものであって、本発明者らの研究、実験によれば、ア
ルキレングリコール、ポリアルキレングリコール又はそ
のエーテル或はエステル(及びそれらのハロゲン置換体
な含む)がかかる反応促進剤として有効であることが見
出されたのである。
従って、本発明は式(I)RnSiX4−n (式中R
は1価炭化水素基、Xはフッ素を除くハロゲン、nは0
〜3の整数)で示されるハロゲン含有ケイ素化合物と式
(IT) M(NCO)m、式(■すM(OCN)m 
(式中Mはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を示し、
rn=1又は2を示す)のイソシアン酸塩又はシアン酸
塩を必要があればこれらの原料及び反応生成物と実質的
に反応する事がない化合物を溶媒にし、アルキレングリ
コール、ポリアルキレングリコール又はこれらのエーテ
ル又エステル訪導体(これらのハロゲン誘導体を含む)
の1種又は数種を反応促進剤として用いて反応させ、式
(ru) RnS i (NCO) 4−n(R1nは
前記と同じ)で示されるケイ素イソシアネート化合物を
製造する新規な方法を提供せんとするものである。
本発明を更に詳しく説明すれば、本発明に用いられるハ
ロゲン化ケイ素化合物は上述のように前記式(I)にお
ける基Rは1価の炭化水素基であり、前記の炭化水素基
の例としてはメチル、エチル等炭素数が1ないし8のア
ルキル基;フェニル、ナフチル、トリル等のアリール基
;ベンジル等のアラアルキル基;アルケニル、アルキニ
ル等の不飽和炭化水素基があげられる。また、Xで示さ
れるハロゲンについては塩素もしくは臭素が特に適して
いる。
前記式(II)、(■りにおけるMは、リチウム、ナト
リウム、カリウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カ
ルシウム、)々リウム等のアルカリ土類金;萬、もしく
はアンモニウムを示し、式(11)、(Uりで示される
化合物としては実用性の而からとりわけシアン酸ナトリ
ウムが適している。なお、シアン酸(H−0−C二N)
とイソシアン酸(H−N=C=O)とは互変異性体であ
るが、銀やアンモニウム等の塩はイソシアン酸塩として
、またアルカリ金属や鉛の塩はシアン酸塩の形で存在す
ることが知られており、相当するケイ素化合物について
は殆んどが5t−N=C=Oのイソシアン酸塩の形をと
るとされている。
本発明の特徴をなす反応促進剤としてはエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、オ
クチレングリコール等のアルキレングリコール類やその
ハロゲン置換体、ポリエチレングリコール、ポリゾロピ
レンクリコール、ポリブチレングリコール等のポリアル
キレングリコール類やそのハロゲン置換体やアルキレン
グリコール類、ポリアルキレングリコール類のメチル、
エチル、ゾロビル、ブチル、オレイル、ステアリル、ペ
ンデル、フェニル等の炭化水素基よりなるモノ又はジエ
ーテル誘導体やフルフリル基、グリセリル基、ソルビト
ール、サツカロ:−ス等の環状多価ヒドロキシ基のモノ
又はジエーテル誘導体、酢r炭、醋酸、オクタン酸、ラ
ウリン酸、ステアリン酸、フマル酸、マレイン酸、アジ
ピン酸、安息香酸、乳酸、グリコール酸、レブリン1賃
、フタル酸、トリメリット酸、ペンゾフエノンジカルゼ
ン酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸等のカル列?ン酸
のモノ、ジ又はトリエステルを用いる事が出来る。
これらの反応促進剤は希望する反応性に対応させて1種
又は2種を混合して使用出来るが、エチレングリコール
やポリエチレングリコールやその各種誘導体は特に反応
性が良好であり使用し易い。
これらの化合物を界面活性剤の定法に従いHLB計算を
した時、少くとも10.5以上特に13.5以上のHL
Bを計算上示す構造の化合物は一般的に良好な結果を与
えている。
反応は有機溶剤中で行なうと都合がよい。すなわち、少
量の反応促進剤を加えたシアン酸もしくはイソシアン酸
金属塩の有機溶剤懸濁液に、ハロゲン化ケイ素化合物を
有機溶剤にとかした溶液をかくはんしながら滴下した後
、隋流下に加熱反応させ、沈殿をP別後、P液から有機
溶剤を留去すると目的物が得られる。かなり高い収率で
7・ロゲン化ケイ素化合物から相当するインシアネート
化合物が得られ、生成物は蒸留により精製することが出
来る。
もう少し詳しく云えば、本発明では反応は無溶剤で行な
うこともできるが、通常原料、反応生成物を変質させる
ことの無い化合物を溶剤として反応させることが望まし
い。この様な溶剤として用いられる化合物は炭化水素、
ハロゲン化炭化水素等が望ましく、n−ヘキサン、シク
ロヘキサン、石油エーテル、ベンゼン、トルエン、クロ
ロホルム、トリクロロエチレン、1,1,2.2−テ)
ラクロロエタン、クロロベンゼン等が例示できる。
これらの溶剤は、イソシアン酸塩又はシアン酸塩を攪拌
により十分分散させるに必要な量を用いるのが好ましい
。イソシアン酸塩やシアン酸塩は置換させようとするハ
ロゲンと当モル又はそれ以上1鉋用するのが通常である
。当モルよりも少ないときには生成物中にハロゲン含有
の未反応物を含むことになり好ましくない。多すぎる場
合は経済的に不利である。通常0.1〜2当量過剰にし
、これらの塩を十分分散する様に攪拌しつつ行なうのが
望ましい。
反応温度は室温以下で行なうこともできるが5時間から
それ以上の長時間を要することが多く、又200℃以上
では反応は速いが、生成物であるケイ素インシアナート
の副反応を起こすことがあるので室温から150℃で行
なう事が望ましい。この様な温度で加分から2時間反応
させることにより実質的に反応を終了させることができ
る。
反応促進剤の量はハロゲン含有ケイ素化合物に対し0.
01%以下の量では反応を完結するに要する時間が5時
間以上に及ぶことがあり、又20%以上の添加では反応
速度が速い反面、反応(IJ!、、鴫削がOH基を持つ
ときケイ素化合物がこれと反応するために収率が低下す
る事があるので通常0.05〜10%程度用いられる。
かくして、本発明においては反応促伍剤としてアルキレ
ングリコール、ポリアルキレングリコール又はそのエー
テル或はエステル(及びハロゲンIU換体な含む)を用
いることにより、ハロゲン化ケイ素化合物とシアン酸ナ
トリウムのような入手の容易なシアン酸もしくはイソシ
アン酸塩とから、高収率にケイ素イソシアネート化合物
を得ることが出来るため、イソシアン酸銀やシアン酸鉛
を原料とする従来の方法と(らべ有利なばかりでな(、
本発明において用いられる反応促進剤はごく少量ですむ
ため、前記西ドイツ特許公開第1,965,741号の
方法と(らべても経済性ならびに反応操作上非常に有利
である。
本発明により得られる5i−NGO結合を有するケイ素
イソシアネート化合物は例えばアルコールや第一、第二
アミン、カルゼン酸等の活性水系を分子中に含む化合物
と容易に反応するため、ポリマーの改Iホ材として、あ
るいは重合物の成分として容易に導入でき、ケイ素の特
性を工業材料に付加することが出来る。
以下に実施例を示す。勿論これは本発明を何ら− 限定するものではない。例中部は電縫部を示す。
(実施例−1) 60部のトルエンに77部のジメチルジクロロシランを
加えて溶解し、これに脱水したシアン酸ナトリウム86
部とエチレングリコール1部を加えて(゛1シ拌しつつ
ω℃に加温し、1時間反応させた。
反応液を20°Cに冷却して1過しlj液からトルエン
を除去し、残留物を蒸留して138〜b7601111
H,9の無色液体79部(クロロシラン換′i’): 
92%)を得た。
この液体は塩素を含まず、赤外吸収スペクトルは227
0(:IrL  にνNCOの強い吸収を示し、元素分
析値はf3119.45%、C33,16%、H4,1
5%、N18.69%であり、ジメチルケイ素ジインシ
アネートの理論値(Si 19.72%、C33,81
%、H4゜22%、N19.71%)とよく一致した。
(実施例−2) 50部のベンゼンに17.3部の四頃化ケイ素と脱水し
たイソシアン酸ナトリウム33.1部とポリエfし7グ
リコール(7EG)ノニルフェニルエーテル1部を加え
て攪拌しつつ50℃に加温し、1時間半反応したのち反
応液を2f)℃に冷却した。
これをf過して得たP液からベンゼンを除去して残留物
を蒸留し105〜106℃/35ffmH,9の無色液
体15部を得た(収率73%)。
この液体は塩素を含まず、赤外分析で2270儂にνN
COの吸収を示し、Si分析値は14.21%でイソシ
アン1酸ケイ素S + (NCO) 4の理論値14.
28%と良く一致した。
(実施例3−15 ) 実施例−1と同様にして次の表のように各種イソシアネ
ート化合物を合成した。
何れの生成・吻も沸点並びに赤外分析より目的のケイ素
インシアネートである事が埴められた。
例中ゾチルセロソルブはエチレングリコールのモノブチ
ルエーテル、ツイーン加はソルビタンモノラウレートの
エチレンオキシド縮合物である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 式(I) Rns 1X4−n(式中Rは1価の炭化水
    素基、XはFを除くハロゲン、n = O〜3の整数を
    示す)のハロゲン含有ケイ素化合物と式(II) M(
    NGO)m 又は、(■つM(OCN)m  (式中M
    はアルカリ金属又はアルカリ土類金属元素、1n=1又
    は2を示す)のイソシアン酸塩又はシアン酸塩をアルキ
    レングリコール、ポリアルキレングリコール又は、その
    エーテル或いはエステル誘導体(ハロゲン置換体を含む
    )の1種又は2種以上を反応促進剤として用いて反応さ
    せ、式Qn) RnS i (NCO) 4−n (R
    、−1は上述のとおり)で示されるケイ素インシアネー
    トを製造することからなるケイ素イソシアネートの製造
    法。
JP56128734A 1981-08-19 1981-08-19 ケイ素イソシアネ−トの製造法 Pending JPS5832887A (ja)

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US06/406,961 US4435587A (en) 1981-08-19 1982-08-10 Process for producing silicon isocyanate compounds
DE19823230740 DE3230740A1 (de) 1981-08-19 1982-08-18 Verfahren zur herstellung von siliciumisocyanat-verbindungen

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