JPS61223031A - カルボキシルヒドロカルビン置換珪素化合物の製法 - Google Patents

カルボキシルヒドロカルビン置換珪素化合物の製法

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JPS61223031A
JPS61223031A JP61064285A JP6428586A JPS61223031A JP S61223031 A JPS61223031 A JP S61223031A JP 61064285 A JP61064285 A JP 61064285A JP 6428586 A JP6428586 A JP 6428586A JP S61223031 A JPS61223031 A JP S61223031A
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ジヨセフ ウツドワード ケイル
マークス エドマンド ロス
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Dow Corning Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/38Polysiloxanes modified by chemical after-treatment
    • 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 Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0834Compounds having one or more O-Si linkage
    • C07F7/0838Compounds with one or more Si-O-Si sequences

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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は一般的にはカル−キシルヒドロカルビル置換珪
素化合物の製法に関し、そして特にカルがキシルアルキ
ル置換のシラン及びシロキサンの製法に関し、その幾つ
かは金属基体にたいする例外的な直染性(subgta
nti vl ty) ′fcもつ。
(従来の技術および発明が解決しようとする問題点)カ
ルゲキシルヒドロカルビル置換珪素化合物の製法につい
て従来技術で開示されている方法は。
典聾的には、シアノヒドロカルビル置換又はカルがアル
コキシヒドロカルビル置換の珪素化合物の加水分解反応
を含む。しかしながら、その加水分解反応はめったに完
結することはなくしかもその生成スるカルボキシルヒド
ロカルビル置換珪素化合物は痕跡量の残留シアノヒドロ
カルビル基、アミ?ヒドロカルビル基又はカル?アルコ
キシヒドロカルビル基金含有するので、それらの加水分
解法は完全に満足なものではない。
1983年12月23日に出願された米国特許出願筒5
65,075号においてチャンドラ(G。
Chandra)及びジ、エン(D、R,Juen )
はある楓のシララクトン及びそれからのカルボキシルア
ル 、キル置換オルガノポリシロギサンの製法を開示し
ている。カルメキシルアルキル置換オルガノ?リシロキ
サンは一般式 %式% (式中、nは0よシも大きい値をもち、R及びqは炭化
水素基であり、そしてxtact又はBrである)で表
されるシララクトン組成物の加水分解によx”C調製さ
れる。式RazbS”(4−a−b)/! (式中。
2は、加水分解可能な基である)で表される珪素含有化
合物は、所望によシララクトンと共に共加水分解するこ
とができる。そのチャンドラ及びジ、エンの方法は、実
質的に残留ラクトン基のないカルがキシルアルキル置換
シロキサンを提供スるが、彼等の方法はカルがキシルア
ル十ルで末端ブロックしたシロキサンやカルがキシルア
ルキル置換シランを提供しない。加えて、チャンドラ及
びジ、エンは、金属基体にたいする直染性をもクカル・
ゲキシルアルキル置換のシラン及びシロキサンの製法t
−開示していない。
シリコーン産業において、カルボキシルヒドロカルビル
置換珪素化合物の新規で、あまシ複雑ではなく、一層信
頼できる製法が引き続き必要とされている。従来技術の
製法は主としてカルぎキシA/(低級)アルキル置換シ
ロキサン、例えばカルIキシルエチル−又はカルがキシ
ルプロピル−置換シロキサンの製法に向けられていると
いう事実に鑑み、IVIK、力〃がキシル(高級)アル
キル基、iff、tハカルがキシルデシル基を含有する
シラン及びシロキサンの新規な製法が必要とされている
本発明の目的はカルボキシルヒドロカルビル置換のシラ
ン及びシロキサンの製法を提供することである。本発明
の特定の目的は、金属基体にたいする驚くべき直染性(
aubatantlvity) t−もつカル?キシル
アルキル置換?リジオルガノシロキサンの製法を提供す
ることである。
(問題点を解決するための手段および作用効果)これら
およびその他の目的は、概説すると、一般的に、に)末
漏不飽和カルゴン酸のカルがキシル基金調節可能にしか
も定量的に除去できるキャッピング基即ち保護基でキャ
ッゾし即ちシリル化し、(B)このようにしてキャップ
された不飽和酸′f:、珪素原子に結合した1個以上の
木表原子を含有する珪素化合物でヒドロシリル化し1次
いで(Qそのキャッピング基を加水分解して、今や、少
なくとも2個の炭素原子によってヒドロカルピル基t−
介して珪素原子に結合されているカル−キシル基を再生
させる。諸工程を含む本発明の製法によって達成される
本発明の好ましい実施態様においては、ヒドロシリル化
剤は前板て生成されたオルガノIリシロキサンであり、
これは直接にカルがキシルヒPc!カルビル置換シロキ
サン化合物を提供する。
一層特定的には、本発明はカルボキシルヒドロカルビル
置換珪素化合物の製法において、に)カルボキシル置換
アルファオレフィンをシリル化剤ト反応させてその中の
実質的に総てのカルがキシル基をシリル化し、それによ
ってシリルカルボキシル置換アルファオレフィンを提供
し、 (B)そのシリルカルぎキシル置換アルファオレ
フィンをヒドロシリル化剤と反応させ、それKよってシ
リルカル−キシルヒドロカルビル置換珪素化合物を提供
し、そして(0そのシリルカルボキシルヒドロカルビル
置換珪素化合物を加水分解剤と反応させてその中の実質
的に総てのシリルカルぎキシル基金加水分解しそしてカ
ル?キシルヒドロカルビル置換珪素化合物を提供する、
ことを特徴とする製法に関する。
本発明の製法はシラン、ジルカルパン及びシロキサンの
ような種々の珪素化合物の調製に有用で多シ、それらの
化合物は平均で、分子当た9、珪素原子に結合した少な
くとも1個の下記のカルがキシル置換ヒドロカルビル基
をもつ。その中の珪素原子に結合したその他のあらゆる
基は脂肪族的に飽和した非加水分解性基であシそして二
価の基(例えば、酸素原子及び有機基)、結合珪素原子
及び−価の基(例えば、ビトロキシル基及び有機基例え
ば炭化水素基及び置換炭化水素基)から選ばれる。
本発明の製法によりて調製されるカルボキシルヒドロカ
ルビル置換珪素化合物はそれゆえに分子形状x、stム
4−W(式中、ムはカル?キシルヒPロカルビル基であ
り、Xは上記し九−価及び二価の基であり、そしてWは
0〜3.好ましくは2又は3そして典聾的には3の値を
もつ)t−もつ少なくとも1個の珪素原子を含む。
本発明の製法によって提供されるカルボキシルヒドロカ
ルビル置換シランは式X、Stム4−W(式中、Xは、
存在する時には、−価の炭化水素基1例えばメチル基、
フェニル基及びドデシル基、並びに−価の置換炭化水素
基、へロrン化炭化水素基に限定される)で表される。
該製法によって作られるカル?キシルヒドロカルビル置
換シロキサン及びジルカルパンは、上記の二価基により
て結合されておりそして珪素原子に結合した少なくとも
1個のA基をもりている複数の珪素原子から成シ、その
中の珪素原子に結合し、たその他の総ての基は上記した
一価の基である。
本発明の製法においては、カルブキシ〃置換アルファオ
レフィン、即ち末端不飽和カルぎン酸をまず最初にシリ
ル化剤でキャップする。
用語“末端不飽和カルがン酸″及び“カルボキシル置換
アルファオレフィン”は本明細書においては同義語と見
なして用いられておシ、そして炭素原子に結合した1個
以上の一〇〇〇H基及び1個以上のCH25−CXeI
−(式中、Vはメチル基又は水素原子である)基をもつ
いずれかの化合物を表している。−COOH基は、所望
によ、p、 0H2−CXeI−基に直接に又は多価有
機基により間接的に結合することができる。
上記した広範曲のクラスのカルボキシル置換アルファオ
レフィンは多数sb、有機化学技術で周知であり、それ
でこれ以上の一般的な解説は不要である。それらの幾つ
かは商業的に入手できる。
本発明の好ましい実施態様においては、カルボキシル置
換アルファオレフィンは式 (式中、ビは水素原子又はメチル基であり、 mFiO
又はlであり、そしてQFi、存在する時には、脂肪族
不飽和のない二価炭化水素基、例えば芳香族基(例えば
、フェニレン基、トリレン基及びナフチレン基)、脂肪
族基(例えば、メチレン基。
エチレン基及び枝分かれ又は線状のプロピレン基。
ツチレン基、オクチレン基、デシレン基、ドデシレy基
及びヘキサデシレン基)、及び芳香族基と脂肪族基との
組み合わせ(例えば、ペンジレン基))で表されるモノ
カル?ン酸アルファモノオレフィン(以下、オレフィン
酸と記載する)である。好ましくは、Qは1〜20個の
炭素原子をもつ。
本発明の製法で用いるのに適しているオレフィCH2く
:HCH,C6H4Coo■、及び、好ましくは式CM
!−CH(Cnit2.)Cool (式中%1には1
〜20の値をもつ)1例えば弐〇H,駆CH(CH,)
、C0OHで表されるオレフィン酸、例えばCH2−C
HCH2Coon。
CH2−0H(C12)4COOH,cH2−cn(c
n2)、、coon及び後記で開示する実施例で用いた
オレフィン酸があるが、これらに限定されるものではな
い。
本発明の製法で用いるのに極めて好ましいオレフィン酸
はウンデシレン酸である。なぜならば。
それは容易に入手できしかも金属基体にたいして予想外
の血染性をもつ珪素化合物を提供するからである。
本発明の製法においては、カルが;ル置換アルファオレ
フィンのカルがキシル基をキャップするためにシリル化
剤を用いる。シリル化剤は、カルがキシル基の水素原子
をトリオルガノシリル基(その3つの有機基は、珪素原
子に結合し九本素原子とは非反応性である)で置き換え
るあらゆる珪素含有化合物であることができる。
シリル化剤は好ましくは式R’、81Zで表される化合
物から選ばれる。R′は脂肪族不飽和のない一価の炭化
水素基1例えはアルキル基(例えば、メチル基、エチル
基、プロビル基)、アリール基(例えば、フェニル基)
、脂環式基(例えば、シクロヘキシル基)及びアリール
アルキル基(例えは、ベンジル基)である。好ましくは
、シリル化剤中においては各々のWは1〜6個炭素原子
tもつ。2は加水分解可能な基であり、好ましくはら成
る群から選ばれる。
シリル化剤は弐g’、siz、例えは弐R’、81NH
81RIMで表される単一化合物、又は大町81 Zで
表される2種以上の化合物の混合物1例えばXe581
 NH,とR′3stcLとの混合物から成ることがで
きる。式R’、81Z中のR′基は、所望に応じて、同
一でも異なりてもよいが、しかしながら、少なくとも1
つのR′基は好ましくはメチル基である。
本発明の製法で用いるのに適しているシリル化剤の例と
してはM・、5tcz%M・、5tNH2゜Me581
Nii8tMe3. (Me、5t)2NCCH。
Me38IN(CMs)COCII、及びMe、81N
COCH2CH2CH2(式中、M・はメチル基である
)があるが、これらに限定されるものではない。
本発明の製法で用いるのに極めて好ましいシリル化剤は
ヘキサメチルジシラデン、即−bWb s S I N
IB I M・、である、何故ならば、それは容易に取
シ扱われ、それは効率的であり、そしてそのシリル化副
生物、NH,、がシリル化反応混合吻から容易に除去さ
れるからである。
シリル化剤は有機化学及び有機珪素化学の技術で周知で
あり、それで本明細書ではこれ以上の説明は不要である
。トリメチルシリル化剤は商業的に入手できる。そのよ
うなシリル化剤は1例えば。
プルニップマン(Plus ddemantz ) K
より、“エンサイクロペディア・オグ・ケミカル・テク
ノロジ4   (Eneyelop@dla   of
   Chemical   T@chnology)
:第3版、第20巻、962頁以降のシリル化剤の章に
記載されている。
本発明の製法においては、シリルカルボキシル置換プル
ファオレフィンをヒrロシリル化剤でヒドロシリル化す
る。ヒドロシリル化剤は、1個以上の珪素原子を含有し
、その珪素原子の少なくとも1つがその珪素原子に直接
に結合した水素原子をもっている化合物であって、上記
した。構造式CH2−CR“−で表される末端オレフィ
ンとのヒドロシリル化反応に関与する化合物のあらゆる
ものであることができる。上記した範囲内でヒドロシリ
ル化剤は、シラン、シロキサン又はジルカルパンの構造
、又は該構造の2つ以上の組み合わせのようなあらゆる
構造をもつことができ、tた流体状態(例えば気体又は
液体)又は非流体状態(例えば固体、樹脂、グル又はガ
ム)のようなあらゆる状態とることができる。
本発明の好ましい実施態様においては、ヒドロシリル化
剤は平均単位式RaHbS” (4−a −b )/2
 (式中、各々の8はWについて上記したように脂肪族
不飽和のない一価の炭化水素基でこの場゛合には1〜2
0個の炭素原子をもつもの、又は1〜20個の炭素原子
tもち脂肪族不飽和のない一価の置換炭化水素基である
)で表される液体シラン及び液体シロキサンの群から選
ばれる。該置換された基の置換基はハロゲン原子(例え
ば、塩素原子及び臭素原子)、アルコキシル基(例えば
、メトキシル基及びエトキシル基)、ポリオキシアルキ
レン基(例えば、ポリオキシエチレン基及びポリオキシ
アルキレン基)、及びエポキシ基(例えば、直前の珪素
含有式において、&は1〜3.例えば1.0.1.5.
1.9.2.0.2.1及び3.0の値をもち、セして
bは0.001〜1.例えば0.001.0.01.0
.02,0.1,0.5及び1.0の値をもつ。
a及びbの値の合計が4である時には、ヒドロシリル化
剤は弐R55IHで表されるシラン、例えばM・、5i
t(、PhM・281H(式中、 phはフェニル基で
ある)、 CFsCH20H2(Ma)281H及びC
M、(OCR,Cl2)、CH,CH,CH2(Me)
、811である。
a及びbO値の合計が4未満である時には、ヒドロシリ
ル化剤はシロキサン、例えば、ジシロキサン、ii状)
ジシロキサン、シクロトリシロキサン、線状又は枝分か
れテトラシロキサン、シクロテトラシロキサシ、St状
、枝分かれ又は環状の高級Iジシロキサン、又はシルセ
スキオキサンで多ることができる。該シロキサン系ヒド
ロシリル化剤は平均式−Hb”0(4−a−b)/2 
を満足するためにRsS io、/2 、 R2H8t
oV2. B−48101/2 。
’3”’1/2、R25I0,2. RH810,、、
H,8103、R810y2. Halo!L、!及び
” 0472のシロキサン単位から適切に選ばれた2′
m以上のシロキサン単位から成る。
ヒドロシリル化剤は好ましくは式 %式% (式中 、R′及びVは上記の意味をもち、セしてX及
びyはそれぞれ独自に0〜1000の値tもつ)で表さ
れる線状のシロキサン流体である。勿論。
直前の式において、yが0であるならば少なくとも1つ
の「は水素原子でなければならない。
特に有用なヒドロシリル化剤は式 HM@ 、8tO8IM@ 2Hで表されるジシロキサ
ンである。
何故ならば、その化合智は、ポリシロキサンのためのカ
ルぎキシルヒドロカルビル末端基を提供するためにシロ
キサン重合反応における末端fvsツキング剤として有
用な、十分にヒドロシリル化された生成物を提供するか
らである。
q#に経済的なヒドロシリル化剤は式 Me、sto(Ma、5to)、(Maasto)、8
*x*3 (式中、Xは0〜1000の値をもち、そし
て2は1〜5゜の値をもつ)で表される、トリメチルで
末端グロックされた4リシロキサンである。
ヒドロシリル化剤は周知の物質であり、商業的に入手で
きる物質から容易に調製することができる6例えば、シ
ラン系ヒドロシリル化剤は、タトえ商業的に入手できな
いにしても、適当に置換されたり*oシ5y、q/4え
ばMa281CA、 、 Me、atCA。
PbMa8 k CA2 、 Ma S I CLs又
は81CA4.  をアルキル化し及び/又は還元する
ことによって調製することができる。シロキサン系ヒド
ロシリル化剤は。
適当に置換されたクロロシラン、例えばWb s 81
 CL 。
Me281CA2. &H81C42,HMa2gIC
A%M@8104B。
ustcz、及び5tct4.の加水分解及び縮合によ
つて調製することができる。加えて、それらは、好tt
、<a酸a触aを用いて、オルガノヒドログノ−リシロ
キサン1例えば(Me H810)4及び/又はMe 
s S 10 (Me H8i O) a s 81 
Me s及び/又は(H!If!@281)20 。
tその他のオルガノ4リシロキサン1例えば(Me 2
 S to ) 4及び/又はMe、810(Me28
10)、。。SIMa。
と平衡させることによって調製することができる。
本発明の製法で用いるのに適しているシロキサン系ヒド
ロシリル化剤の追加の例としてはHMe2S10(Me
2810)、。。(MeH8tO)、SIMa 2H1
(Me1810)4. Me、SIO(MeH8IO)
、sSIM@、。
Me 3810(Mess t O) 、SIMa 5
、Me3810(Me2810)、。(MeH81o)
、。SIMa、、HMe、810(Me2810)、、
81M@、H。
M・、810(Me5IO)、、(MeH8IO)3S
iM・、。
CH,CH2CH2 M・、810(M・、5IO)、(Meflsio)5
SiM@、。
Ms、810(MeS10)2B(Me[810)1゜
SIMa3 。
12H25 (HM*2SiO)4Si、 (HMe、5IO)、S
iyim。
(HMe 2s to) 、s lH。
CH2CH2CH2(oCH2CH2)70cH3およ
び Me、810(Me2S10)90(Ph2810)5
(MeH8IO)2SiMe3があるが、これらに限定
されるものではない。
その他の適した多数のシラン系及びシロキサン系ヒドロ
シリル化剤は有機珪素技術で開示されている。
本発明の製法においては、そのシリル化され、ヒドロシ
リル化されたカルボキシル置換アルファオレフィンを加
水分解剤で加水分解する。加水分解剤は、出発のシリル
カルボキシルヒドロカルビル置換珪素化合物及び生成物
のカルボキシルヒドロカルビル置換珪素化合物の両方と
不適当に反応することなしに実質的に定量的態様でトリ
オルガノシリル化カルがキシル基をカルゲキシル基に転
化させることのできるあらゆる組成物であることができ
るが、好ましくは遊離水を含む組成物であり、典戴的に
は純粋に水である。加水分解反応は水f:中間体のシリ
ルカルボキシルヒドロカルビル置換珪素化合物に添加し
た時に室温で自発的に進行する。キャップされたカルが
キシル基のカル−キシ官能性管回復させるために種々の
手段によって水を添加することができることはシリコー
ン技術の当業者には明らかである。例えば、そのキャッ
プされた基を湿った表面上の適所で解キャップする。即
ちカルゲキシル基に転化させるようにその珪素化合物を
湿った表面に塗布することができる。
この製法の工程■におけるカルがキシル置換アルファオ
レフィンのシリル化は、その中の実質的に総ての−Co
on基が−coos t=基(式中、その明示されてい
ない珪素原子価は、珪素に結合した水素原子とは非反応
性の有機基によりて清たされている)に転化されるよう
に十分な量のシリル化剤を用・いて適当な反応条件下で
行なわれる。前記で説明したように、該有機基は好まし
くtiB’基であり、最も好ましくはメチル基である。
周知のように、シリル化剤の使用量はそのシリル化剤の
構造及び反応性に依存する。即ち、1分子当た91個の
シリル単位を含むシリル化剤、例えばR’、5iCA、
 R’、5IN(CI、)COCH3又はR’、8tN
H2,は1分子当たシ2個のシリル単位をもつシリル化
剤、例えばR’、5iNH8IR’、及び(R’ 5S
 l ) 、NC0CH,! 、りも、 1個f)−C
OOH基当りりで多量の試薬を心安とし、いずれの場合
にも好ましくは一000Hに関しての理論量の僅かに過
剰量である。必ずしも必要ではないが、あらゆる未反応
のシリル化剤及びシリル化副生物を好ましくは。
この製法の工程CB)の進行の前にシリル化反応生成物
から除去する。
この製法の好ましい実施態様においては、1モルの式C
H2−CR”QmCOOHで表されるオレフィン酸。
例えばウンデシレン酸、を少なくとも0.5モルのMe
 s 81 NH8IMe sと反応させて1モルのC
H25”C′feIQoICOO8iMe5 、即ちシ
リルカルボキシル置換アルファオレフィン、例えばウン
デシレン酸トリメチルシリル、及゛び1モルのNH,’
i作る。
この製法の工程(B)におけるシリルカルボキシル置換
アルファオレフィンのヒドロシリル化は、ヒドロシリル
化剤1分子当たり平均で少なくとも1個の、珪素に結合
した水素原子がシリルカル?キシ)vヒrロカルビル基
に転化されるように十分な量のヒドロシリル化剤を用い
て適当な条件下でおこなわれる。本明細書においては、
゛用語シリルカルボキシルヒrロカルビル基は、珪素原
子に結合しているーCH2CUR”一部分を含みしかも
1個以上の一〇〇〇H基を含み、その−coon基の総
てが前記したようにシリル化されて−coost=基に
なっている有機基を意味する。
この製法では必ずしも必要ではないが、実質的に総ての
シリルカルボキシル置換アルファオレフィンをこの工程
でヒドロシリル化することが好ましい。この結末を達成
するためには、珪素に結合し九本素原子対Cf(2−C
R“基の数比が少なくとも1の値をもつことが必要−t
”6.b。
本発明の製法の一実施態様においては、ヒドロシリル化
剤及びシリルカルブキシル置換アルファオレフィンの量
は、珪素に結合した水素原子対CH2にr基の数比が実
質的に化学量論量である。
即ち各々の利用できるCH2−CR” −Kたいして1
個の利用できるSIHである。量である。利用できるS
IHの部位数及びCH,−CR“−の部位数は周知の分
析技術によって求められる。
本発明の製法の他の実施態様については、ヒドロシリル
化剤及びシリルカルボキシル置換アルファオレフィンの
量は、珪素に結合した水素原子の数がCI、=CH“−
基に関して化学量論量よシ過剰に存在する量である。こ
の実施態様においては、シリルカルボキシル置換アルフ
ァオレフィン分子のヒドロシリル化に使われない、珪素
に結合した水素原子を、珪素に結合したーctt2cm
、基又は−CH20HIぼ′基を提供する九めに、式C
H,−CR“2及びCH2−CR”Rで表される化合物
の群から選ばれたオレフィン系化合O/Jt−ヒドロシ
リル化するのに用いることが好ましいが、必ずしも必要
ではない。
上記の諸式において、R及び8“は前記した意味tもつ
該オレフィン系化合物の例としてはOH,−CH3、C
H。
CH2−CHCH2(OCR,0H2) 、2(OCH
CH2) 1.OCR,及び鵞 C町 CH2−CH(CM、)8Hがあるが、これらに限定さ
れるものではない。
本発明は、ヒドロシリル化剤の利用できる総てのSIH
9位を1種以上のシリルカルブキシル置換アルファオレ
フィンと反応させる製法;該利用できるSIH部位の総
てではないが少なくとも1個を1禎以上のシリルカルブ
キシル置換アルファオレフィンと反応させそして未反応
のSIH部位をそれ以上には反応させない製法;及び該
利用できるStH部位の少なくとも1個t−111以上
のシリルカルメキシル置換アルファオレフィンと反応さ
せそして他のStH部位を該オレフィン系化合物と部分
的に又は完全に反応させる製法、を含むことに留意すべ
きでおる。直上に記載した各々の場合のヒドロシリル化
剤は、追加数の1式−CH20HR′2又は−CI(2
0HRR’で表される、珪素に結合したB基金後で加え
るかどうかに拘わらずに、鉄基を含むことができる゛こ
とに更に留意すべきである。
ヒドロシリル化は有機珪素技術において周知の反応であ
〕、それで本明細書においては長い説明は不要でおる。
その反応は1例えば、過酸化物生成性化合物(例えば、
過酸化ジ−t−ブチル)。
又は貴金属化合物(例えば、白金含有化合物)Kよって
典聾的に触媒される。本発明の製法においては、ヒドロ
シリル化反応は好ましくは、可溶性金属触媒1例えば塩
化白金酸含有組成物で触媒される。
本発明の製法の好ましい実施態様においては。
弐CH2−CR”Qr11COO8lll1m、で表さ
れるシリルカルボキシル置換アルファオレフィン管、塩
化白金酸−ビニルシロキサン錯体の影響下で、メチルヒ
ドロゲノポリシロキサンと反応させて、少なくとも1個
の81CH2CHR’QtnCO081M・、基をもつ
ポリシロキサン、即ちシリルカルボキシルヒドロカルビ
ル置換ポリシロキサン全作る。
この製法の工程C)でのシリルカルボキシルヒドロカル
ビル置換珪素化合物の加水分解は、その中の実質的に総
でのシリルカルボキシル基がカルゲキシル基に転化され
て、それKよシこの製法によりて意図すれて入るカルが
キシルヒドロヵルビル置換珪素化合物を提供するように
十分な量の加水分解剤を用いて適当な条件下でおこなわ
れる。周知のように、3!論的には、カルゲキシル基を
提供するためKは、次式に従りて2個のシリルカルゲキ
シル基当たシ少なくとも1分子の水が必要とされる。
2−C0081R’、4−1t20−+2−C0OH+
R’、810StR’。
しかしながら1本発明の製法においては、カルがキシル
基を提供するためKは1次式に従って各々のシリルカル
Iキシル基当たシ少なくとも1分子。
好ましくは2分子以上の水を用いることが好ましい。
−coostit −1−H20→−COOH+ R’
、5IO1’1本発明では必ずしも必要とされないが、
必須でない物質をこの反応の所望生成物、即ちカルブキ
シルヒドロカルビル置換珪素化合物から分離することが
好ましい。必須でない物質としては1反応溶媒1例えば
インプロビルアルコール及ヒヘキサン:余分のオレフィ
ン系化合物1例えばドデセン;余分の加水分解剤1例え
ば水;及び副生物、例えば再生されたカルがキシル置換
アルファオレフィン、例えばアクリル酸又はウンデシレ
ン酸;及び加水分解可能柳1例えばRIs810H及び
R’、81081R’、 、があるが、これらに限定さ
れるものではない。
該分離プロセスは普通には、揮発性の物質金それよシも
揮発性の劣る物質から、好ましくは減圧下で、蒸留する
ことKよって達成することができる。しかしながら、そ
の他の周知の技術1例えば層剤抽出、再結晶及びろ過、
並びにそれらの組み合わせも所望に応じて用いることが
できる。
本発明の製法で用いられるシリル化−説シリル化(加水
分解)プロセスは実質的に定量性であるので、それによ
シ残留基のない力Ap?キシルヒドロカルビル置換珪素
化合物が提供される。
本発明の製法によりて提供されるカルブキシルヒドロカ
ルビル置換珪素化合物は、該化合物について当該技術で
開示されている総ての用途をもつ。
例えば、カルボキシルヒドロカルビルシロキサン流体は
化粧品処方物、艶だし処方物、塗装処方物。
シャンプー処方物に、及びその他のシロキサンの調製の
ための中間体として用いることができる。
本発明の一実施態様においては、tym−テトラメチル
ジシロキサンから得られたカルボキシルヒドロカルビル
置換ジシロキサンをシクロポリジメチルシロキサンと平
衡させて、カルボキシルヒドロカルビルを末端基とする
Iリジメチルシロキサン流体を調製している。本発明の
いかなるカルボキシルヒドロカルビル置換シロキサンも
、その他のあらゆる加水分解可能なシラン又は重合可能
なシロキサンとのシロキサン共重合で、#!状シロキサ
ン、環式シロキサン、枝分かれシロキサン、及びそれら
の組み合わせのようなあらゆる構造をもつカルボキシル
ヒドロカルビル置換シロキサンを作るのに用いることが
できることは当業者には明らかである。
本発明の製法は、カルボキシルデシル基を含有し、そし
て従来技術で記載されているいずれの残留基も含有しな
いシロキサンでありて、下記の実施例に記載されている
ように、金属表面にたいして血染性iもシクロキサンを
製造するのに特に有用性がある。
(実施例) 下記の実施例は、特許請求の範囲に適切に明記されてい
る本発明を更に例示するために開示されておシ、本発明
を限定するものではない。
粘度は25℃で測定し、そして七〇値(eP)t−1a
P値KO,001掛けることによってこの開示のために
パスカル−秒(Pa−m)に換算した。
本明細書でA、 N、とじて記載した酸価は、既知量の
シロキサンをアルコール性KOH?用いてプロムクレゾ
ールノイーグル終点まで滴定することによりて求めたも
のであり、そのように用いたKOHのり数を滴定したシ
ロキサンの量で割ったものに等しい。
実施例 1 この実施例は、シャンプー処方物における添加物として
有用な非グル化性カルデキシルデシル置換シロキサン流
体の調製にたいする本発明の有用性を例示する。
500−の三クロフラスコK、攪拌機、温度計。
凝縮器及び加熱マントルを備え付けた。そのフラスコに
ウンデシレン酸92.9.ヘキサメチルジシラザン50
1及びトリフルオロ酢酸1滴を加えた。
その混合物上1時間100℃に加熱し1次いで加熱減圧
下(115℃で10トール)でストリッピングして余分
のへキサメチルジシラデン及びNH。
を除去した。その生成したトリメチルシリル化りンデシ
レン酸は透明で黄色がかつ六液体であり。
僅かにNH3臭をもりていた。それは公称式CH2−C
H(CH2)8Co2at (CH,)s’tもってい
た。上記したように装備された他の500−の三つロフ
ラスコに上記のトリメチルシリル化つンデシレン酸15
.4211及び平均式 %式% るシロキサン110.44.9を入れた。
そのフラスコの内容物t−85℃に加熱し、その加熱マ
ントルを取シ外し、そしてイソプロピルアルコール中C
) H,PtC1,,6H,Of) 0. I N Q
液6滴をそのフラスコに加えた。その反応混合物は11
0℃に発熱し、その後反応温度を100℃に維持するよ
うに45分間加熱を続けた。次いで反応生成物70℃に
冷却し、そしてそれに水5Iを加えてそのトリメチルシ
リル化カルがキシル基を加水分解し、今はデシレン結合
によってシロキサンポリマーに結合しているカルゲキシ
ル基を再生させた。
1時間攪拌した後、その加水分解された生成物を120
℃、10)−ルで液化させて、粘度420mPa、鶴を
もち、公称式 %式% で表される曇り九流体を得た。
この流体35g?水54.55’中で乳化させて。
平均粒度0.5μ未満のシェリ一様エマルジ、ンを得た
。こめエマルジョン2Iit”PHsのシャングー処方
物98gと混合して透明なシャンプー処方物を得た。
シリル化つンデシレン酸15.42JPの代わルに。
酢酸ナトリウムで飽和されたイソゾロビルアルコール2
5!I中に溶解したウンデシレン酸11.04tit用
いて上記の流体調製法を繰シ返した時K。
粘度220mPa]の流体が得られた。しかしながら、
その流体は室温で1週間後にrル化した。その調製の間
、その反応は相当に激しくてフラスコの口中に発泡する
状態でありた。その混合物を水で約25℃に冷却しそれ
でその発泡が低下しそして後退し始めるのが観察された
。その混合物を85℃に再加熱しそして上記したように
して調製を続けた。
実施例 2 この実施例は、カルボキシルデシル置換シロキサン流体
であって珪素に結合したドデシル基ももちそして鋼基体
を錆から保護するのに有用な流体の調製に九いする本発
明の有用性を例示する。
実施例1で記載したように装備された500−の三つロ
フラスコK、平均式 M・s 8 IO(M@H810) 4゜81M・、で
表されるポリメチルヒドロゲノシロキサン約51.24
N及びイソプロピルアルコール中のm2ptct6・6
H20の0.1N@ao、osIit−入れ、窒素吹き
出し条件下で100℃に加熱した。ドデセン約125.
1.9及び他の白金含有sao、osIit−混合し、
その混合物金滴下漏斗管通してその加熱されたポリシロ
キサンに徐々に加えた゛。次いて前記したトリメチルシ
リル化つンデシレン酸(実施例1)10.4ft−滴下
漏斗を通して徐々に加えた。その後他のドデセン/触媒
混合物22Iit−滴下漏斗を通して徐々に加えた。
最後に、水1ON−i加えてそのカルゲキシル基を再生
させ、そしてその#[’t 1時間攪拌し、その後余分
の水を加熱及び減圧(100℃/10)−ル)条件下で
ス) IJッビングして、粘度2.36Pa−slk・
もちそして平均式 %式% で表される液体1得た。
冷却した後、その液体を清浄な鋼/4’ネルの一部に塗
布し、次いでそれを一晩水道水中に浸漬した。
その鋼パネルはそのAIキシル塗布された部分でのみ錆
のないままであった。このことは、その74ネルが浸漬
されている間もその流体が鋼表面に塗布されたままであ
シそしてその表面を保曖したことを示している。その未
使用の液体は室温で18箇月後にもグル化していなかっ
た。
トリメチルシリル化つンデシレン酸の代わシにウンデシ
レン酸を用いて上記の流体調製金試み九時に、その反応
混合物は、ウンデシレン酸の添加後であるがドデセンの
第二部分を添加することができる前にグル化した。その
グル化の理由は、クンデシレン酸のカルボキシル基と?
リメチルヒドログノシロキサンの珪素に結合した水素原
子との間の反応であると思われた。
実施例 3 との実施例は本発明の製法に従うカルボキシルデシル置
換ジシロキサンの調製を例示する。
攪拌器、温度計、滴下漏斗、凝縮器、加熱マントル及び
窒素吹き出しを備えた1000−の三つロフラスコに、
ヘキサメチルジシラデン457をmmいた以外は実施例
1で記載したようにして調製シタトリメチルシリル化つ
ンデシレン酸32ONをH2ptcz6・6H20(イ
ソプロピルアルコール中0、 I N ) 0.111
と共に加え九。滴下漏斗を用いてsym−テトラメチル
ジヒドログツジシロキサン5oyt−徐々に加えた。発
熱温度金110℃以下に保った。ジシロキサンの添加が
完了した後に。
その混合物を110℃で1時間反応するままにしておい
た。次いでその混合物t−70℃に冷却し。
そして水60.9@加えて低攪拌条件下で2時間混合し
てカルボキシル基を再生させた。余分の水。
Mss810H及び(&、at)20t−加熱及び減圧
(10トールで120℃)条件下で除去した。その生成
物を約50℃で注ぎ出しそれでそれは36〜40℃で固
化した。その生成物は式 %式% で表されると決定された。
実施例 4 この実施例は、実施例3のカルボキシルデシル置換ジシ
ロキサンを用いてカルがキシルデシルを末端基とするジ
オルガノ?リシロキサンヲ作ることができることを例示
する。
攪拌器、温度計、凝縮器及び加熱マントルを備えた51
の三つロフラスコに、−ff式←・2S t O)。
(式中、Xは約5の平均数をもつ)で表されるシクロI
リジメチルシロキサン2809.5jlt−1実施例3
のカルボキシ官能ジシロキサン生成物190゜51及び
シロキサン結合再配置触媒としてのトリフルオロメタン
スルホン酸3jlと共に加えた。その鎖成分を媒体の攪
拌条件下で6時間55℃に加熱し、次いで30℃に冷却
し、その時にそのスルホン酸触媒を中和した。次いでそ
の反応生成物を珪藻±を通して加圧ろ過して中和塩を除
去した。その生成物は粘度340’ ml−・畠及びA
、N、 14 gもち、式 %式% で表されると決定された。
その反応生成物を清浄な鋼パネルの一部に塗布し1次い
でそれを一晩水道水中に浸漬した。その塗布された部分
のみが錆びなかった。その反応生成物は16箇月の間グ
ル化しなかった。
実施例 5 この実施例は、ポリオキシアルキレン基で置換された。
珪素に結合したヒドロカルビル基を導入することによっ
て水溶性のカルがキシルデシル置換シロキサンを調製す
ることにたいする本発明の有用性を例示する。
攪拌器、温度針、凝縮器及び加熱マントルを備えた10
00−の三つロフラスコに、平均式%式% るシロキサン148.44N及びイソプロピルアルコー
ル中OH2PtCz6−6H207) 0.1 N f
ilW!L0.11 t−入れた。そのフラスコの内容
物を乾燥窒素でガスシールしそして攪拌しながら120
℃に加熱した。
分子当fI−υ約25のエチレンオキシ単位及び約25
のプロピレンオキシ単位を含む、アセトキシでキャップ
され、アリルオキシで開始されたポリオキシアルキレン
270.9と上記の白金含有MUO011との混合物を
、攪拌されたシロキサンに徐々に加え、そしてその添加
が完了した後に更に30分間120℃で加熱した。その
後、ヘキサメチルジシラデン4811を用いた以外は実
施例1で記載したようにして調製したトリメチルシリル
化つンデシレン酸25.70IIと上記の白金含有溶液
0.11iとの混合物tその反応混合物に徐々に加え。
そしてその生成混合物t−120℃でさらに1時間加熱
した。その生成流体は粘度5.16Pa−s’iもち、
で表された。それぞれこのシロキサン90.50又は1
0部と水10.50又は90部とから成る水W!液は透
明で、11部月の間安定でありた。
実施例 6 不飽和シリル化酸が4−ペンテン酸5(l及びヘキサメ
チルジシラデン48gから調製されたトリメチルシリル
化ペンテン酸であり、珪素に結合した水素原子を含むシ
ロキサンと白金触媒との混合物に添加されたこと以外は
実施例1に記載のシロキサン調製を繰り返した。その生
成力/I/?キシルブチル置換シロキサンは公称式 そして粘度400mPa−1及びA、N、 25.6 
tもっていた。
実施例 7 実施例5に記載のトリメチルシリル化つンデシレン酸5
611、珪素に結合した水素原子を含むシロキサン3B
6.511、白金含有触媒0.2部及び水28部金量い
て実施例1に記載の調製を繰ル返した。その流体生成物
は粘度300 mPa・1及びA、N。
31.6’iもっていた。
実施例 8 初期量のドデセン、トリメチルシリル化つンデシレン酸
及びインプロビルアルコール中のH2PtCl6・6H
20を混合し、次いでポリメチルヒドロゲノシロキサン
に添加し、次いで22IIではなくて361の追加のド
デセン及び水を加えた以外は実施例2に記載の調製を繰
シ返した。その流体生成物は粘度2.6Pa−s及びA
、N、 10.2 (理論値−12,2)gもっていた
トリメチルシリル化つンデシレン酸の代わシにウンデシ
レン酸を用いてこの調製を繰シ返した時K、その反応混
合物はその混合物の約25係を添加し終わりた時にrル
化した。
実施例 9 この実施例は1本発明に従ってクンデシレン酸を用いて
作られたカルデキシルヒPロカルピル置換シロキサンは
鋼に十分に血染性で錆を防止するが、一方メタクリル酸
又は4−インテン酸を用いて作られたカル?キシルヒド
ロカルピル置換シロキサンは、比較的に高いカルがキシ
ル含量においてさえも、血染性ではないことを例示する
10個の鋼パネルを、それらが水湿潤性になるまで、台
所用研摩クレンザ−で清浄にした。次いでそれらのツク
ネルをぺ一/9−タオルで乾燥させ、そして各々の/4
ネルに次表に記載したカルボキシル置換ジオルガノシロ
キサンの1種の薄膜を塗シ広げた。その塗膜をリントの
ないティッシュで各々のパネルの中央にmb下げた。そ
れらのパネルを室温で一晩水道水中に浸漬し、各々の/
J?ネル上の最初に流体で被覆されていた面積にたいす
る錆なしで残った面積の百分率を概算して次表に記載す
る。
以下余白

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、カルボキシルヒドロカルビル置換珪素化合物の製法
    において、 (A)カルボキシル置換アルファオレフィンをシリル化
    剤と反応させてその中の実質的に総てのカルボキシル基
    をシリル化し、それによってシリルカルボキシル置換ア
    ルファオレフィンを提供し、 (B)そのシリルカルボキシル置換アルファオレフィン
    をヒドロシリル化剤と反応させ、それによってシリルカ
    ルボキシルヒドロカルビル置換珪素化合物を提供し、そ
    して (C)そのシリルカルボキシルヒドロカルビル置換珪素
    化合物を加水分解剤と反応させてその中の実質的に総て
    のシリルカルボキシル基を加水分解しそしてカルボキシ
    ルヒドロカルビル置換珪素化合物を提供する、 ことを特徴とする製法。 2、シリル化剤が式R′_3SiZ(式中、R′は脂肪
    族不飽和のない一価の炭化水素基であり、そしてZは−
    Cl、−NH_2、−NHSiR′_3、−N(SiR
    ′_3)COCH_3、−N(CH_3)COCH_3
    及び▲数式、化学式、表等があります▼から成る群から
    選ばれた基である)で表される試薬から選ばれたもので
    あり:カルボキシル置換アルファオレフィンが式CH_
    2=CR″Q_mCOOH(式中、R″は−H及び−C
    H_3から成る群から選ばれた基であり、Qは脂肪族不
    飽和のない二価の炭化水素基であり、そしてmは0又は
    1の値をもつ)で表されるオレフィン酸から選ばれたも
    のであり;ヒドロシリル化剤が平均単位式R_aH_b
    SiO_(_4_−_a_−_b_)_/_2(式中、
    RはR′基であるか、又はハロゲン原子、アルコキシル
    基、ポリオキシアルキレン基及びエポキシ基から成る群
    から選ばれた基で置換されたR′基であり、aは1〜3
    の値をもち、そしてbは0.001〜1の値をもつ)で
    表されるシロキサン及びシランから選ばれたものであり
    ;そして加水分解剤が水である、特許請求の範囲第1項
    記載の製法。 3、カルボキシル置換アルファオレフィンが式CH_2
    =CH(C_nH_2_n)COOH(式中、nは1〜
    20の値をもつ)で表されるものであり、シリル化剤が
    (CH_3)_3SiNHSi(CH_3)_3であり
    、そしてヒドロシリル化剤が珪素原子に結合した少なく
    とも1個の水素原子を含みしかも式 R″Me_2SiO(MeR′SiO)_x(MeHS
    iO)_ySiMe_2R″ (式中、Meはメチル基であり、R′及びR″は上記の
    通りであり、xは0〜1000の値をもち、そしてyは
    0〜1000の値をもつ)で表されるポリシロキサンで
    ある、特許請求の範囲第2項記載の製法。
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