KR100765342B1 - 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법과 그 제조물 - Google Patents
시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법과 그 제조물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 유기물과 무기물 사이를 접합시키는 물질로 유용한 새로운 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법과 그 제조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제로서 아세톡시기의 알파 탄소에 전자를 끌어당기는 시아노기가 치환되어 있어서 레죠난스가 가능하여 엔올 형태를 갖는 활성화된 결합제로 플라스틱과 유리나 금속에도 접합력이 우수한 결합제로 액정표시장치의 편광판과 같은 전자제품의 제작에 매우 유용한 결합제를 고수율로 제조하는 개선된 방법에 관한 것이다.
유기 실란결합제, 시아노아세톡시프로필실란, 유기클로로실란, 알릴시아노아세테이트, 유기알콕시실란, 수소규소화반응
Description
본 발명은 유기물과 무기물 사이를 결합시키는데 유용한 물질인 새로운 유기실란화합물인 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법 및 그 제조물에 관한 것으로서, 현재까지 알려지지 않은 시아노아세틸기를 갖는 특수한 결합제를 제조하는 신규한 실리콘 결합제에 관한 것이다.
실리콘 결합제는 복합재료 제조에 널리 쓰이는 물질로서 물리적 성질이 서로 다른 무기물 충진제와 유기물인 플라스틱을 잘 융화시켜 양자간의 결합력을 증진시키는데 사용된다. 일반적인 실리콘결합제의 분자구조를 살펴보면 Y-R-SiX3의 형태를 갖는데, Y는 유기고분자나 플라스틱에 친화력이 있거나 반응성이 있는 유기관능기를 나타내며, X는 가수분해가 가능한 염소나 알콕시기를 나타낸다. 규소에 있는 X가 가수분해하여 Y-R-Si(OH)3로 되고 Si-OH는 무기물과 결합할 수 있다. R은 유기관능기와 규소를 이어주는 유기기로서, 메틸렌, 에틸렌 혹은 프로필렌 기가 될 수 있 다.
일반적인 실리콘 결합제의 제조공정은 탄소와 탄소의 불포화결합을 갖는 유기물에 트리클로로실란(HSiCl3)을 수소규소화반응으로 부가시켜 유기기가 도입된 트리클로로실란을 만든다. 이 수소규소화반응은 촉매를 필요로 하는데 백금이나 팔라듐과 같은 귀금속화합물이 사용된다. 상기 수소규소화반응을 하려고 하는 탄소와 탄소의 불포화결합을 갖는 유기물이 시안기나 아미노기와 같이 질소를 포함하는 관능기를 가진 경우에는 백금촉매보다는 닉켈과 같은 다른 금속화합물을 사용하는 것이 효과적이었다. (E. Y. Lukevitess and M. G. Voronkov, "Organic Insertion Reactions of Group IV Elements", Consultants Bureau, New York, 1966) 상기 실리콘결합제에서 규소에 결합된 클로로기는 가수분해하면 부식성이 강한 산성의 염화수소를 발생하므로 유기클로로실란을 알콕시실란으로 전환하여 결합제를 만들게 되는데, 규소에 결합된 클로로기를 알콕시기로 바꾸기 위해서는 알콜로 반응시키면 된다. 이때 부산되는 염화수소를 잡기 위해 아민을 사용하면 효과적으로 반응을 완결시킬 수 있다. 그러나 염화수소와 아민의 반응으로 생기는 암모니움 클로라이드 염을 제거하는 것이 부담이 되는 문제점이 있었다.
실리콘 결합제 중에서 가장 기초가 되고 대표적인 결합제인 감마-클로로프로필트리메톡시실란의 제조공정을 보면 아래의 식과 같다. 클로로기는 아민이나 티올과 같은 다른 관능기로 치환하여 여러 가지 유기관능기를 갖는 실리콘 결합제를 만들 수 있었다. (E. P. Plueddemann, "Silane Coupling Agents", Plenum Press, New York, 1982)
[반응식 1]
알릴클로라이드와 같은 불포화결합을 갖는 유기물은 백금촉매 하에서 트리클로로실란과 반응하여 쉽게 부가된다. 이중결합이 분자의 맨 끝에 있으면 중간에 있는 이중결합보다 반응이 쉽게 일어난다. 마찬가지로 고리형의 분자보다는 직쇄형의 구조를 가진 화합물이 반응성이 더 높다. 수소규소화반응으로 유기기를 부가시킨 후에 규소에 치환된 염소를 알콜과 반응시켜 알콕시기로 전환하는 순서를 달리해야 할 경우가 있는데 이는 알콜과 클로로실란과의 반응에서 나오는 염산이 글리시달에테르와 같은 에폭시기를 가지고 있으면 분해하기 때문이다. 이럴 경우에는 클로로실란을 알콜과 먼저 반응시켜 알콕시실란으로 전환한 후에 수소규소화반응을 시켜야 한다. 그러나 알콕시실란은 클로로실란에 비하면 수소규소화반응에 대한 반응성이 떨어지는 문제점이 있었다. (W. Noll, "Chemistry and Technology of Silicones", Academic Press, New York, 1968)
미국특허 4,861,839(1989. 8. 29)와 일본 공개특허공보 2005-314325에서는 여태까지 실리콘결합제의 제조에 사용되지 않았던 불포화 기를 함유하는 베타-케톤에스터(
)를 Si-H 결합을 갖는 알콕시실란과 수소규소화반응으로 새로운 결합제를 만들 수 있다고 보고하였다. 이 반응에서는 종래의 반응보다 반응온도와 촉매의 선택에 주의하여야 한다고 밝힌 바 있다. 왜냐하면 케톤기와 케 톤기 사이에 있는 CH2의 수소는 양쪽의 탄소에 결합되어 있는 C=O 기로 인하여 산성이 높으며 레죠난스로 엔올 형태가 쉽게 이루어질 수 있기 때문이다. 이와 같이 엔올 형태를 쉽게 형성하는 활성이 큰 베타-케톤에스터 기를 갖는 결합제는 멜라민이나 알데히드와 쉽게 반응하여 가교결합을 형성하며 금속과 배위결합을 형성할 수 있으므로 각종 플라스틱과 금속, 유리제품과 접착력이 우수하다고 알려져 있다.(Journal of Coating Technology, 61, 1989, P31) 그러므로 이 결합제는 플라스틱이나 금속에 접착성이 우수하여 액정표시판에 좋은 접착제로 사용될 수 있다고 보고하고 있다. 그러나 이 화합물은 두 개의 카보닐 기의 사이에 있는 메틸렌이 엔올을 형성하고 이 알콜기가 규소에 결합된 알콕시기를 밀어내고 고리화합물을 형성하고 분해하므로 합성과정이나 정제과정에서 주의를 필요로 한다고 알려져 있다.
본 발명자는 상기 종래기술 중 일본 공개특허공보 2005-314325에서 보고한 베타위치에 케톤기가 있는 케톤에스터 대신에 그와 비슷한 전자를 끌어당기는 성질과 레죠난스가 가능한 시안기가 있는 시아노아세톡시알릴에스터를 사용하면 새로운 결합제를 만들 수 있음을 알았다. 다시 말하면 아직까지 실리콘 결합제의 제조에 사용되지 않았던 시아노아세톡시알릴에스터 화합물에 백금도금실리카, 백금도금카본블랙, 염화백금산, 백금과 비닐실란 배위화합물, Pd, Rh, Ni 등의 화합물을 촉매 로 사용하여 화학식 1에서와 같은 Si-H결합을 갖는 실란화합물을 수소규소화반응으로 부가시켜 얻은 화학식 2의 유기실란화합물을 제조함으로써 반응조건에 민감한 시아노아세톡시기가 분해하거나 고분자화하지 않도록 제조할 수 있는 것을 알고 본 발명을 완성하였다.
그러므로 본 발명에 의하면, 금속촉매하에서 시아노아세톡시알릴에스터와 하기 화학식 1로 표시되는 실란화합물을 수소규소화반응으로 부가반응시켜 하기 화학식 2의 유기실란화합물을 얻는 것을 특징으로 하는 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법이 제공된다.
[화학식 1]
H-SiR1 3-nXn
(R1 = 메틸, 염소, 알콕시기(OR2; R2는 탄소수 1~4의 알킬기.) 및 실릴기를 갖는 CH2-R3(R3는 SiCl3, SiMeCl2 및 SiHCl2 중 어느 하나.) 중 어느 하나,
X = 염소 또는 알콕시기(OR4; R4는 탄소수 1~4의 알킬기.))
[화학식 2]
(R1 = 메틸, 염소, 알콕시기(OR2; R2는 탄소수 1~4의 알킬기.) 및 실릴기를 갖는 CH2-R3(R3는 SiCl3, SiMeCl2 및 SiHCl2 중 어느 하나.) 중 어느 하나,
X = 염소 또는 알콕시기(OR4; R4는 탄소수 1~4의 알킬기.))
본 발명의 상기 금속촉매는 백금도금실리카, 백금도금카본블랙, 염화백금산, 백금과 비닐실란 배위화합물, Pd, Rh 및 Ni 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 화학식 1의 X가 염소인 경우, 촉매로는 백금도금실리카, 백금도금카본블랙, 염화백금산, 백금과 비닐실란 배위화합물 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 화학식 1의 X가 알콕시기(OR2; R2는 탄소수 1~4의 알킬기.)인 경우, 백금과 비닐실란 배위화합물을 촉매로 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 촉매인 백금과 비닐실란 배위화합물은 백금과 1,3-다이비닐트라테트라메틸다이실록의 배위화합물 또는 백금과 1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라실라사이클로실록산의 배위화합물인 것을 특징으로 한 다.
본 발명의 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법에서 상기 반응온도는 상온 ~ 150℃ 인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응온도는 80℃ ~ 120℃인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법에서 상기 화학식 1로 표시되는 실란화합물이 클로로실란류일 경우에는 생성물인 시아노아세톡시프로필클로로실란류 중의 규소에 치환된 클로로기를 트리메틸오르소포메이트나 트리에틸오르소포메이트를 사용하여 메톡시기 또는 에톡시기로 치환하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 제조방법에 의해 제조된 하기 화학식 2의 유기실란화합물인 것을 특징으로 하는 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제가 제공된다.
[화학식 2]
(R1 = 메틸, 염소, 알콕시기(OR2; R2는 탄소수 1~4의 알킬기.) 및 실릴기를 갖는 CH2-R3(R3는 SiCl3, SiMeCl2 및 SiHCl2 중 어느 하나.) 중 어느 하나,
X = 염소 또는 알콕시기(OR4; R4는 탄소수 1~4의 알킬기.))
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 시아노아세톡시기가 치환된 시아노아세톡시알릴에스터 (
) 와 화학식 1로 표시되는 Si-H결합을 갖는 실란화합물을 백금도금실리카, 백금도금카본블랙, 염화백금산, 백금과 비닐실란 배위화합물, Pd, Rh 및 Ni 중 선택된 어느 하나인 촉매하에서 수소규소화반응으로 부가시켜 화학식 2의 유기실란화합물인 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제를 제조하는 방법에 관한 것이다.
[화학식 1]
H-SiR1 3-nXn
(R1 = 메틸, 염소, 알콕시기(OR2; R2는 탄소수 1~4의 알킬기.) 및 실릴기를 갖는 CH2-R3(R3는 SiCl3, SiMeCl2 및 SiHCl2 중 어느 하나.) 중 어느 하나,
X = 염소 또는 알콕시기(OR4; R4는 탄소수 1~4의 알킬기.))
[화학식 2]
(R1 = 메틸, 염소, 알콕시기(OR2; R2는 탄소수 1~4의 알킬기.) 및 실릴기를 갖는 CH2-R3(R3는 SiCl3, SiMeCl2 및 SiHCl2 중 어느 하나.) 중 어느 하나,
X = 염소 또는 알콕시기(OR4; R4는 탄소수 1~4의 알킬기.))
본 발명에서 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제를 제조하기 위해서 시아노아세톡시알릴에스터에 여러 가지 Si-H결합을 갖는 화합물들을 부가시키기 위한 수소규소화반응은 통상 실험실에서 사용하는 유리기구를 사용하거나 상업화된 반응조를 사용하여도 된다. 반응장치는 질소나 아르곤과 같은 불활성 기체 하에서 원료를 주입할 수 있는 장치가 있어야 하고 교반기와 열을 가하거나 냉각시킬 수 있는 장치가 필요하다. 끓는점이 낮은 트리클로로실란이나 트리메톡시실란을 사용하여 결합제를 제조할 경우에는 반응조에 압력을 걸어줄 필요가 있으나 비스-실릴메탄을 사용할 경우에는 끓는점이 낮지 않으므로 압력을 걸어줄 필요가 없다. 이 반응이 장치나 압력에 따라서 반응공정이 달라지는 것은 아니다. 이 반응은 용매를 사용할 수 있으나 대부분 용매를 사용하지 않아도 가능하다.
본 발명에서 사용한 화학식 1의 실란 화합물로서는 트리클로로실란, 메틸디 클로로실란, 디메틸클로로실란, (디클로로실릴메틸)디클로로실란, (트리클로로실릴메틸)디클로로실란, (메틸디클로로실릴메틸)디클로로실란, 트리메톡시실란, 메틸디메톡시실란, (디메톡시실릴메틸)디메톡시실란, (트리메톡시실릴메틸)디메톡시실란, (메틸디메톡시실릴메틸)디메톡시실란, 트리에톡시실란, 메틸디에톡시실란, 디메틸에톡시실란, (디에톡시실릴메틸)디에톡시실란, (트리에톡시실릴메틸)디에톡시실란, (메틸디에톡시실릴메틸)디에톡시실란 등을 들 수 있다.
본 발명에서 상기 금속촉매는 백금도금실리카, 백금도금카본블랙, 염화백금산, 백금과 비닐실란 배위화합물, Pd, Rh 및 Ni 중 선택된 어느 하나인 것을 사용할 수 있다.
상기 클로로실란류들은 반응성이 좋아서 통상적인 수소규소화반응에 사용되는 백금도금실리카, 백금도금카본블랙, 염화백금산, 백금과 비닐실란 배위화합물 중 어느 하나를 사용할 수 있으나, 알콕시실란일 경우에는 반응성이 낮아서 활성이 높은 촉매를 사용하여야 한다. 이 목적에 맞는 촉매는 백금의 산화상태가 0가인 백금과 백금과 비닐실란 배위화합물이 효과가 크다. 특히, 백금과 1,3-다이비닐트라테트라메틸다이실록의 배위화합물 또는 백금과 1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라실라사이클로실록산의 배위화합물인 것이 바람직하다.
본 발명의 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법에서 반응온도는 상온 ~ 150℃ 인 것이 바람직하며, 보다 바람직하기로는 80℃ ~ 120℃인 것이 좋다. 이 온도보다 더 높은 온도에서는 생성물이 고리화합물을 만들고 분해하므로 주의해야 한다.
상기 시아노아세톡시알릴에스터와 화학식 1로 표시되는 실란화합물의 금속촉매하에서의 수소규소화반응은 다음 반응식 2와 같다.
[반응식 2]
또한, 본 발명에서는 상기 화학식 1로 표시되는 실란화합물이 클로로실란류일 경우에는 생성물인 시아노아세톡시프로필클로로실란류 중의 규소에 치환된 클로로기를 트리메틸오르소포메이트나 트리에틸오르소포메이트를 사용하여 메톡시기 또는 에톡시기로 치환하여 시아노아세톡시프로필메톡시실란류 또는 시아노아세톡시프로필에톡시실란류로 만들 수 있다. 이러한 경우 부산되는 염산이 생성물의 알콕시기를 분해하는 반응을 촉진시킬 수 있다. 이를 피하기 위해서는 트리클로로실란을 사용하는 대신에 트리알콕시실란을 시아노아세톡시알릴에스터와 직접 수소규소화반응으로 생성물을 얻을 수 있다.
위에서와 같은 성분들을 사용하여 제조한 본 발명에 따른 상기 화학식 2의 유기 실란 화합물은 예를 들어 다음의 실시 예에서 제조한 바와 같은 여러 종류의 실란 화합물로서 제조될 수 있는 바, 이러한 유기 실란 화합물은 일반적으로 실리콘 고분자의 원료물질 및 실란 결합제 등의 용도로 널리 사용될 수 있다.
다음의 실시예는 본 발명을 더욱 상세히 해줄 것이나, 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
시아노아세톡시알릴에스터와 트리클로로실란의 반응 (촉매: 염화백금산)
500 ㎖들이 3구 플라스크에 응축기와 기계적 교반기를 장치하고 응축기 끝부분에는 건조된 질소가 통과하도록 하여 전 장치가 질소대기 하로 유지되도록 하였다. 반응조를 건조된 질소기체하에서 시아노아세톡시알릴에스터 50.8g(0.406mol)과 0.1M 염화백금산 촉매용액을 278㎕를 넣어 주었다. 반응기를 상온으로 유지시키면서 기계적 교반기로 맹렬히 저어주며 트리클로로실란 57.7g(0.426mol)을 적가깔때기를 통하여 약 1시간에 걸쳐 넣어주었다. 이 용액을 40~50℃정도로 유지시키면서 기계적 교반기로 격렬히 저어주며 1시간동안 반응시켰다. 이때 기체 크로마토그래피로서 출발물질의 소모를 확인할 수 있었으며 반응물의 감압증류를 통하여 생성물인 3-시아노아세톡시프로필트리클로로실란 95.5g(수득률 88%)을 얻었다. 얻어진 생성물은 300MHz 수소핵자기공명 분석결과, δ3.50ppm(s,2H)에서 NC-CH2-C, 4.28ppm(t,2H)에서 O-CH2-C, 2.00ppm(m,2H)에서 C-CH2-C, 1.49ppm(t,2H)에서 C-CH2-Si 피크를 확인하였다.
[실시예 2 내지 6]
트리클로로실란을 표1의 클로로실란을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 염화백금산 촉매 하에서 수소규소화 반응을 시키고 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 7]
시아노아세톡시알릴에스터와 트리메톡시실란의 반응 (촉매: 백금과 비닐실란 배위화합물 촉매)
500 ㎖들이 3구 플라스크에 응축기와 기계적 교반기를 장치하고 응축기 끝부분에는 건조된 질소가 통과하도록 하여 전 장치가 질소대기 하로 유지되도록 하였다. 반응조를 건조된 질소기체 하에서 시아노아세톡시알릴에스터 125.1g(1.00mol)과 백금과 비닐실란 배위화합물 촉매 용액을 52.2㎕를 넣어 주었다. 반응기를 120℃으로 유지시키면서 기계적 교반기로 맹렬히 저어주며 트리메톡시실란 135.6g(1.11mol)을 적가깔때기를 통하여 약 1시간에 걸쳐 넣어주었다. 이 용액을 150℃정도로 유지시키면서 기계적 교반기로 격렬히 저어주며 1시간동안 반응시켰다. 이때 기체 크로마토그래피로서 출발물질의 소모를 확인할 수 있었으며 반응물의 감압증류를 통하여 부가생성물인 3-시아노아세톡시프로필트리메톡시실란 159.2g(수득률 61%)을 얻었다. 얻어진 생성물은 300MHz 수소핵자기공명 분석결과, δ 3.47ppm(s,2H)에서 NC-CH2-C, 4.17ppm(t,2H)에서 O-CH2-C, 1.79ppm(m,2H)에서 C-CH2-C, 0.66ppm(t,2H)에서 C-CH2-Si, 3.56ppm(s,9H)에서 O-CH3 피크를 확인하였다.
[실시예 8 내지 11]
트리메톡시실란을 표 2의 메톡시실란을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 7과 같은 방법으로 백금과 비닐실란 배위화합물 촉매 하에서 수소규소화 반응을 시키고 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 12]
시아노아세톡시알릴에스터와 트리에톡시실란의 반응(촉매: 백금과 비닐실란 배위화합물 촉매)
실시예 7와 같은 방법으로 백금과 비닐실란 배위화합물 촉매 용액 52.2㎕에서 시아노아세톡시알릴에스터 130.0g(1.04mol)과 트리에톡시실란 190.2g(1.16mol)을 150℃정도로 유지시키면서 기계적 교반기로 격렬히 저어주며 1시간동안 반응시켜서 시아노아세톡시프로필트리에톡시실란 214.5g(수득률 67%)을 얻었다. 얻어진 생성물은 300MHz 수소핵자기공명 분석결과, δ 3.48ppm(s,2H)에서 NC-CH2-C, 4.18ppm(t,2H)에서 O-CH2-C, 1.77ppm(m,2H)에서 C-CH2-C, 0.66ppm(t,2H)에서 C-CH2-Si, 3.77ppm(s,6H)에서 -Si-O-CH2 , 1.28ppm(s,9H)에서 O-C-CH3 피크를 확인하였다.
[실시예 13 내지 17]
트리에톡시실란을 표 3의 에톡시실란을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 12와 같은 방법으로 백금과 비닐실란 배위화합물 촉매 하에서 수소규소화 반응을 시키고 결과를 표 3에 나타내었다.
[실시예 18]
실시예 1에서 얻은 생성물인 시아노아세톡시프로필트리클로로실란을 실리콘결합제로 사용하기 위해 클로로를 메톡시기로 전화시키는 반응을 하였다.
1000㎖들이 3구 플라스크에 응축기와 기계적 교반기를 장치하고 응축기 끝부분에는 건조된 질소가 통과하도록 하여 전 장치가 질소대기 하로 유지되도록 하였다.
반응조를 건조된 질소기체 하에서 시아노아세톡시프로필트리클로로실란270.0g(1.04mol) 넣고 반응기를 상온으로 유지시키면서 기계적 교반기로 맹렬히 저어주며 트리메틸오르소포메이트 430.8g(4.06mol)을 적가깔때기를 통하여 약 3시간에 걸쳐 넣어주었다. 이 용액을 150℃에서 13시간동안 기계적 교반기로 저어주며 반응시켰다. 이때 기체 크로마토그래피로서 출발물질의 소모를 확인할 수 있었으며 반응물의 감압증류를 통하여 생성물인 시아노아세톡시프로필트리메톡시실란 230g(수득률 89%)을 얻었다. 얻어진 생성물은 300MHz 수소핵자기공명 분석결과, 3.47ppm(s,2H)에서 NC-CH2-C, 4.17ppm(t,2H)에서 O-CH2-C, 1.78ppm(m,2H)에서 C-CH2-C, 0.66ppm(t,2H)에서 C-CH2-Si, 3.55ppm(s,9H)에서 O-CH3 피크를 확인하였다.
[실시예 19]
실시예 6에서 수소규소화반응으로 얻은 생성물 2,2,4,4-테트라클로로-7-시아노아세톡시-2,4-디실라헵탄을 실리콘결합제로 사용하기 위해 클로로를 에톡시기로 전환시키는 반응을 하였다.
실시예 18과 같은 방법으로 2,2,4,4-테트라클로로-7-시아노아세톡시-2,4-디실라헵탄 250.0g(0.71mol)과 트리에틸오르소포메이트 410.5g(2.77mol)을 반응시켜 생성물 2,2,4,4-테트라에톡시-7-시아노아세톡시-2,4-디실라헵탄 239.1g(수득률 86%)을 얻었다. 얻어진 생성물은 300MHz 수소핵자기공명 분석결과, 3.44ppm(s,2H)에서 NC-CH2-C, 3.14ppm(t,2H)에서 O-CH2-C, 1.78ppm(m,2H)에서 C-CH2-C, 0.65ppm(t,2H)에서 C-CH2-Si, 3.78ppm(t,8H)에서 Si-O-CH2-C, 1.26ppm(s,12H)에서 O-C-CH3, 0.96ppm(s,2H)에서 Si-CH2-Si, 0.16ppm(s,3H)에서 Si-CH3 피크를 확인하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 종래의 결합제의 제법과는 달리 새로운 시아노아세톡시기가 치환된 결합제를 합성하는 방법으로 반응조건에 민감한 시아노아세톡시기가 분해하거나 고분자화하지 않도록 백금 배위화합물을 촉매로 사용하여 고수율로 제조할 수 있었다.
Claims (9)
- 백금도금실리카, 백금도금카본블랙, 염화백금산, 백금과 비닐실란 배위화합물, Pd, Rh 또는 Ni로부터 선택되는 금속촉매 하에서 시아노아세톡시알릴에스터와 하기 화학식 1로 표시되는 실란화합물을 수소규소화반응으로 부가반응시켜 하기 화학식 2의 유기실란화합물을 얻는 것을 특징으로 하는 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법.[화학식 1]H-SiR1 3-nXn(R1 = 메틸, 염소, 알콕시기(OR2; R2는 탄소수 1~4의 알킬기.) 및 실릴기를 갖는 CH2-R3(R3는 SiCl3, SiMeCl2 및 SiHCl2 중 어느 하나.) 중 어느 하나,X = 염소 또는 알콕시기(OR4; R4는 탄소수 1~4의 알킬기.))[화학식 2]
(R1 = 메틸, 염소, 알콕시기(OR2; R2는 탄소수 1~4의 알킬기.) 및 실릴기를 갖는 CH2-R3(R3는 SiCl3, SiMeCl2 및 SiHCl2 중 어느 하나.) 중 어느 하나,X = 염소 또는 알콕시기(OR4; R4는 탄소수 1~4의 알킬기.)) - 삭제
- 제 1 항에 있어서, 화학식 1의 X가 염소인 경우, 촉매로는 백금도금실리카, 백금도금카본블랙, 염화백금산, 백금과 비닐실란 배위화합물 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 화학식 1의 X가 알콕시기(OR2; R2는 탄소수 1~4의 알킬기.)인 경우, 백금과 비닐실란 배위화합물을 촉매로 사용하는 것을 특징으로 하는 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 촉매인 백금과 비닐실란 배위화합물은 백금과 1,3- 다이비닐트라테트라메틸다이실록의 배위화합물 또는 백금과 1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라실라사이클로실록산의 배위화합물인 것을 특징으로 하는 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법.
- 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응 온도가 상온 ~ 150℃ 인 것을 특징으로 하는 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 반응온도는 80℃ ~ 120℃인 것을 특징으로 하는 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 실란화합물이 클로로실란류일 경우에는 생성물인 시아노아세톡시프로필클로로실란류 중의 규소에 치환된 클로로기를 트리메틸오르소포메이트나 트리에틸오르소포메이트를 사용하여 메톡시기 또는 에톡시기로 치환하는 것을 특징으로 하는 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제의 제조방법.
- 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항 기재의 제조방법에 의해 제조된 하기 화학식 2의 유기실란화합물인 것을 특징으로 하는 시아노아세톡시기가 치환된 실리콘 결합제.[화학식 2]
(R1 = 메틸, 염소, 알콕시기(OR2; R2는 탄소수 1~4의 알킬기.) 및 실릴기를 갖는 CH2-R3(R3는 SiCl3, SiMeCl2 및 SiHCl2 중 어느 하나.) 중 어느 하나,X = 염소 또는 알콕시기(OR4; R4는 탄소수 1~4의 알킬기.))
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH049388A (ja) * | 1990-04-27 | 1992-01-14 | Three Bond Co Ltd | 含ケイ素α−シアノアクリレートの製造法 |
| JPH05222059A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-08-31 | Dow Corning Corp | β−シアノアルキルシラン類の製造方法 |
| JPH06321961A (ja) * | 1993-05-17 | 1994-11-22 | Three Bond Co Ltd | 含ケイ素α−シアノアセテートの製造方法 |
| JPH10316693A (ja) | 1997-05-16 | 1998-12-02 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | β位にシアノ基をもつ有機ケイ素二塩化物の合成方法 |
-
2006
- 2006-05-19 KR KR1020060045035A patent/KR100765342B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
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