KR20060096426A - 층상 유기규산 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

알코올에 대한 흡착능력을 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 분리할 수 있는 층상 유기규산 및 층상 유기규산의 제조방법을 제공한다. 치환 실릴기가 층상 폴리규산에 결합된 층상 유기규산에 있어서, 치환 실릴기는, 알킬기를 가지며, 알킬기는, 알킬기의 말단에 결합되는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 갖는다. 층상 폴리규산염을 실란화합물로 실릴화하여 층상 유기규산을 얻는다.

Description

층상 유기규산 및 그 제조방법{LAMELLAR ORGANIC SILICIC ACID AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은, 층상 유기규산 및 층상 유기규산의 제조방법에 관한 것이다.
층상 유기규산은, 층상 폴리규산의 실라놀기(≡Si-OH)의 산소원자에, 알킬기를 갖는 실릴기가 결합된 화합물이며, 여러가지 기술분야에서의 응용이 기대되고 있다. 층상 유기규산의 예로서는, 알코올을 선택적으로 흡착하는 다공질의 층상 폴리규산이 특허문헌에 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌1 참조). 이 다공질의 층상 폴리규산에 있어서는, 층상 폴리규산의 층에, 직선부분의 탄소수가 6에서 20의 알킬기 1개 및 1 또는 2개의 수산기를 갖는 실릴기가 결합되어 있다. 보다 자세하게는, 상기의 층상 폴리규산은, 카네마이트, KHSi2O5, 마카타이트, 마가디아이트, 또는 케냐아이트이며, 상기의 직선부분의 탄소수가 6에서 20의 알킬기 1개 및 1 또는 2개의 수산기를 갖는 실릴기는, 식
Figure 112006022422181-PCT00001
으로 나타내어지는 실릴기이며, 위 식에 있어서의 R은, 탄소수 6~20의 알킬기이며, X1은, 수산기이며, X2는, 수산기, 할로겐, 탄소수 2이하의 알콕시기, 및 탄소수 1~8의 알킬기로부터 선택된다. 즉, 이 다공질의 층상 폴리규산은, 층상 폴리규산의 층에, 1 또는 2개의 수산기 및 1개의 알킬기를 갖는 실릴기가 결합된 층상 유기규산이다.
또한, 이 다공질의 층상 폴리규산의 제조방법으로서, 층상 규산염에 제 4급 알킬암모늄염, 알킬아민, 또는 알킬포스포늄염을 이온교환에 의해 도입하는 제 1공정, RSiX3-aYa(R은, 탄소수 6~20개의 알킬기, X는, 할로겐 또는 탄소수 2이하의 알콕시기, Y는, 탄소수 1~8의 알킬기를 나타내고, a는, 0 또는 1이다)로 나타내어지는 2 내지 3관능성의 알킬실란 함유 용액 중에서, 제 4급 알킬암모늄염, 알킬아민, 또는 알킬포스포늄염과 교환반응시켜서 층상 규산의 층 중에 실란화합물을 결합시키는 제 2공정, 물 또는 물/유기용제 혼합액 중에서 2 내지 3관능성의 알킬실란의 잔존 X기를 실라놀화시키는 제 3공정을 포함하는 방법도 또한 개시되어 있다.
그렇지만, 상기의 층상 유기규산은, 알코올을 선택적으로 흡착하지만, 알코올 이외의 유기화합물에 대한 흡착능력은, 충분하지 않다. 여러가지 유기화합물을 분리하기 위한 분리기제는, 알코올 뿐만 아니라 알코올 이외의 유기화합물도 선택적으로 흡착하는 특성을 갖는 것이 요구되고 있지만, 상기의 층상 유기규산은, 알코올 이외의 유기화합물에 대한 흡착능력은, 충분하지 않다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개 2000-128521
본 발명은, 알코올에 대한 흡착능력을 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 분리할 수 있는 층상 유기규산 및 상기 층상 유기규산의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1의 형태는, 치환 실릴기가 층상 폴리규산에 결합된 층상 유기규산에 있어서, 상기 치환 실릴기는, 알킬기를 가지며, 상기 알킬기는, 상기 알킬기의 말단에 결합되는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1의 형태에 의하면, 상기 치환 실릴기는, 알킬기를 가지며, 상기 알킬기는, 상기 알킬기의 말단에 결합되는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 가지므로, 알코올에 대한 흡착능력을 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 분리할 수 있는 층상 유기규산을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 2의 형태는, 본 발명의 제 1의 형태에 의한 층상 유기규산에 있어서, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수는, 3개 이상 18개 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2의 형태에 의하면, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수는, 3개 이상 18개 이하이므로, 알코올에 대한 흡착능력을 보다 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 보다 효율적으로 분리할 수 있는 층상 유기규산을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 3의 형태는, 치환 실릴기가 층상 폴리규산에 결합된 층상 유기규산에 있어서, 상기 치환 실릴기는, 알킬렌기를 가지며, 상기 알킬렌기는, 상기 알킬렌기에 결합되는, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기, 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자단을 가지고, 상기 원자단은, 알킬기를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3의 형태에 의하면, 상기 치환 실릴기는, 알킬렌기를 가지며, 상기 알킬렌기는, 상기 알킬렌기에 결합되는, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기, 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자단을 가지고, 상기 원자단은, 알킬기를 가지므로, 알코올에 대한 흡착능력을 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 분리할 수 있는 층상 유기규산을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 4의 형태는, 본 발명의 제 3의 형태에 의한 층상 유기규산에 있어서, 상기 알킬기는, 상기 알킬기의 말단에 결합되는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4의 형태에 의하면, 상기 알킬기는, 상기 알킬기의 말단에 결합되는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 가지므로, 알코올에 대한 흡착능력을 보다 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 보다 효율적으로 분리할 수 있는 층상 유기규산을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 5의 형태는, 본 발명의 제 3 또는 제 4의 형태에 의한 층상 유기규산에 있어서, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계는, 3개 이상 18개 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 5의 형태에 의하면, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계는, 3개 이상 18개 이하이므로, 알코올에 대한 흡착능력을 더욱 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 더욱 효율적으로 분리할 수 있는 층상 유기규산을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 6의 형태는, 층상 폴리규산염을 실란화합물로 실릴화하여 층상 유기규산을 얻는 층상 유기규산의 제조방법에 있어서, 상기 실란화합물은, 알킬기를 가지며, 상기 알킬기는, 상기 알킬기의 말단에 결합되는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 6의 형태에 의하면, 상기 실란화합물은, 알킬기를 가지며, 상기 알킬기는, 상기 알킬기의 말단에 결합되는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 가지므로, 알코올에 대한 흡착능력을 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 분리할 수 있는 층상 유기규산의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 7의 형태는, 본 발명의 제 6의 형태에 의한 층상 유기규산의 제조방법에 있어서, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계는, 3개 이상 18개 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 7의 형태에 의하면, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계는, 3개 이상 18개 이하이므로, 알코올에 대한 흡착능력을 보다 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 보다 효율적으로 분리할 수 있는 층상 유기규산의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 8의 형태는, 층상 폴리규산염을 실란화합물로 실릴화하여 층상 유기규산을 얻는 층상 유기규산의 제조방법에 있어서, 상기 실란화합물은, 알킬렌기를 가지며, 상기 알킬렌기는, 상기 알킬렌기에 결합되는, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기, 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자단을 가지며, 상기 원자단은, 알킬기를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 8의 형태에 의하면, 상기 실란화합물은, 알킬렌기를 가지며, 상기 알킬렌기는, 상기 알킬렌기에 결합되는, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기, 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자단을 가지고, 상기 원자단은, 알킬기를 가지므로, 알코올에 대한 흡착능력을 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 분리할 수 있는 층상 유기규산의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 9의 형태는, 본 발명의 제 8의 형태에 의한 층상 유기규산의 제조방법에 있어서, 상기 알킬기는, 상기 알킬기의 말단에 결합되는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 9의 형태에 의하면, 상기 알킬기는, 상기 알킬기의 말단에 결합되는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 가지므로, 알코올에 대한 흡착능력을 보다 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 보다 효율적으로 분리할 수 있는 층상 유기규산의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 10의 형태는, 본 발명의 제 8 또는 제 9의 형태에 의한 층상 유기규산의 제조방법에 있어서, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계는, 3개 이상 18개 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 10의 형태에 의하면, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계는, 3개 이상 18개 이하이므로, 알코올에 대한 흡착능력을 더욱 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 더욱 효율적으로 분리할 수 있는 층상 유기규산의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 11의 형태는, 층상 폴리규산염을 실란화합물로 실릴화한 층상 유기규산을 얻는 층상 유기규산의 제조방법에 있어서, 층상 폴리규산염을, 아미노기와 결합한 알킬렌기를 갖는 실란화합물로 실릴화하는 스텝과, 카르복실기 또는 에폭시에틸기를 갖는 화합물을, 상기 아미노기와 반응시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 11의 형태에 의하면, 층상 폴리규산염을, 아미노기와 결합한 알킬렌기를 갖는 실란화합물로 실릴화하는 스텝과, 카르복실기 또는 에폭시에틸기를 갖는 화합물을, 상기 아미노기와 반응시키는 스텝을 포함하므로, 알코올에 대한 흡착능력을 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 분리할 수 있는 층상 유기규산의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 12의 형태는, 층상 폴리규산염을 실란화합물로 실릴화한 층상 유기규산을 얻는 층상 유기규산의 제조방법에 있어서, 층상 폴리규산염을, 수산기와 결합한 알킬렌기를 갖는 실란화합물로 실릴화하는 스텝과, 카르복실기를 갖는 화합물을, 상기 수산기와 반응시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 12의 형태에 의하면, 층상 폴리규산염을, 수산기와 결합한 알킬렌기를 갖는 실란화합물로 실릴화하는 스텝과, 카르복실기를 갖는 화합물을, 상기 수산기와 반응시키는 스텝을 포함하므로, 알코올에 대한 흡착능력을 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 분리할 수 있는 층상 유기규산의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 알코올에 대한 흡착능력을 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 분리할 수 있는 층상 유기규산 및 상기 층상 유기규산의 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 층상 유기규산을 설명하는 도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 층상 유기규산을 설명하는 도이다.
도 3A는 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 층상 유기규산을 설명하는 도이다.
도 3B는 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 층상 유기규산을 설명하는 도이다.
도 4A는 본 발명에 의한 층상 유기규산의 제조방법에서 사용되는 실란화합물을 설명하는 도이다.
도 4B는 본 발명에 의한 층상 유기규산의 제조방법에서 사용되는 실란화합물을 설명하는 도이다.
도 4C는 본 발명에 의한 층상 유기규산의 제조방법에서 사용되는 실란화합물을 설명하는 도이다.
도 5A는 본 발명에 의한 층상 유기규산의 제조방법을 설명하는 도이다.
도 5B는 본 발명에 의한 층상 유기규산의 제조방법을 설명하는 도이다.
도 5C는본 발명에 의한 층상 유기규산의 제조방법을 설명하는 도이다.
도 5D는 본 발명에 의한 층상 유기규산의 제조방법을 설명하는 도이다.
도 6A는 본 발명의 제 1 실시예에서 사용한 실란화합물을 설명하는 도이다.
도 6B는 본 발명의 제 1 실시예에서 합성한 층상 유기규산을 설명하는 도이다.
다음에, 본 발명의 실시형태를 도면과 함께 설명한다.
우선, 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 층상 유기규산을 도 1과 함께 설명한다. 본 발명의 제 1의 실시형태에 의한 층상 유기규산에 있어서는, 치환 실릴기가, 점도광물의 일종인 층상 폴리규산에 결합되어 있다. 즉, 실란화합물로 실릴화된 층상 폴리규산이다. 층상 폴리규산은, Si 및 O가 서로 결합함으로써 형성되는(조성식 SiO2의) 복수의 층의 표면에 실라놀기(≡Si-OH)를 갖는 화합물이다. 또한, 실라놀기는, 층상 폴리규산의 층 사이에도 존재하는 것이 바람직하다.
이들의 층상 폴리규산에 함유되는 실라놀기(≡Si-OH)의 산소원자의 적어도 1개에, 치환 실릴기가 결합된다. 여기에서, 치환 실릴기란, 실릴기(-SiH3)의 수소원자가, 후술하는 특정의 치환기로 치환된 유기기이다.
이 치환 실릴기는, 적어도 1개(1개 이상 3개 이하)의 알킬기를 갖는다. 즉, 실릴기의 수소원자의 적어도 1개(1개 이상 3개 이하)는, 알킬기로 치환되어 있다. 또한, 상기 알킬기는, 각각, 직쇄의 알킬기 및 분기의 알킬기 중 어느 하나이여도 좋다. 구체적으로는, 상기 알킬기는, 각각, 메틸기, 및 에틸기, 및 직쇄 및 분기의 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 및 이코실기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 알킬기는, 각각, 그 알킬기에 있어서의 치환 실릴기의 규소원자 와 반대측의 말단에 결합되는 치환기를 가지며(알킬기의 말단의 탄소원자가 치환기로 치환되어 있다), 상기 치환기는, 각각, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
한편, 실릴기의 알킬기로 치환되지 않은 수소원자는, 각각, 수산기, 클로로기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 및 에톡시기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기로 치환되거나, 또는 상기 치환 실릴기가 결합하고 있는 실라놀기와 인접하는 다른 실라놀기의 산소원자에의 단결합이다.
본 발명의 제 1의 실시형태에 의한 층상 유기규산에 있어서는, 상기 알킬기의 말단에 결합되는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기가, 알코올을 함유하는 여러가지 유기화합물을 흡착하는 관능기로서 작용한다. 따라서, 알킬기의 말단에 결합되는 치환기는, 흡착하려고 하는 유기화합물에 따라 선택된다. 또한, 이 치환기가, 치환 실릴기의 규소원자에 직접 결합하는 것이 아니라, 알킬기에 있어서의 치환 실릴기의 규소원자와 반대측의 말단에 결합하고 있기 때문에, 치환기가, 알킬기에 의해 차폐되지 않아, 대상으로 하는 유기화합물이, 치환기와 상호작용하는(치환기에 흡착되는) 확률이 높아진다. 따라서, 대상으로 하는 유기화합물을, 보다 용이하게, 치환 실릴기에 흡착할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 제 1의 실시형태에 의한 층상 유기규산은, 알코올에 대한 흡착능력을 향상시킬 수 있어, 여러가지 유기화합물을 분리할 수 있다.
또한, 실릴기의 규소원자에 결합되는 각각의 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수는, 바람직하게는, 3개 이상 18개 이하이다. 여기에서, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수가, 3개보다 적으면, 치환 실릴기에 함유되는 알킬기의 길이가 짧아서, 층상 폴리규산의 층간이 충분히 넓어지지 않는다. 이 때문에, 알코올 등의 유기화합물이, 층상 폴리규산의 층간에 침입하는 것이 곤란하여, 대상으로 하는 유기화합물이, 치환 실릴기의 알킬기의 치환기와 충분히 상호작용하는 것이 곤란해진다. 그 결과, 대상으로 하는 유기화합물을, 치환 실릴기에 충분히 흡착시키는 것이 곤란해진다. 한편, 상기의 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수가, 18개보다 많으면, 치환 실릴기에 함유되는 알킬기의 길이가 길어서, 층상 폴리규산의 층간의 공간에 있어서의 하나의 치환 실릴기에 의해 차지되는 공간의 비율이 높아진다. 이 때문에, 층상 폴리규산의 층에 결합하는 치환 실릴기의 수가 감소한다. 즉, 층상 폴리규산의 층간에 있어서의, 대상으로 하는 유기화합물과 상호작용하는(흡착하는) 알킬기의 치환기의 수도 감소한다. 또한, 알킬기의 치환기가, 긴 알킬기에 의해 차폐되어 버려, 대상으로 하는 유기화합물이, 치환 실릴기의 알킬기의 치환기와 충분히 상호작용하는 것이 곤란해진다. 그 결과, 대상으로 하는 유기화합물을, 치환 실릴기에 충분히 흡착시키는 것이 곤란해진다. 즉, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수가, 8개 이상 18개 이하인 것에 의해, 대상으로 하는 유기화합물을, 효율적으로 치환 실릴기와 상호작용시켜, 치환 실릴기에 충분히 흡착시킬 수 있다.
본 발명의 제 1의 실시형태에 의한 층상 유기규산의 예를 도 1에 나타낸다. 도 1에 있어서는, 층상 폴리규산은, ···-O-Si-O-···로 나타내어지고, 치환 실릴기로 치환된 실라놀기가 Si-O-로 나타내어지고 있다. 도 1에 있어서는, 치환 실릴기는, 하나의 알킬기를 가지며, 이 알킬기는, 하나의 꺾인 선으로 나타내어지고, 꺾인 선의 정점이, 메틸렌기(-CH2-)를 나타내어지고 있다. 즉, 도 1에 있어서의 알킬기는, 직쇄의 펜틸기를 나타낸다. 여기에서, 이 알킬기의 말단의 탄소원자는, 치환기 A로 치환되어 있고, 치환기 A는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 또한, 치환 실릴기는, 알킬기 이외의 치환기 X1 및 X2를 가지고, 치환기 X1 및 X2의 각각은, 수산기, 클로로기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 및 에톡시기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기로 치환되거나, 또는 상기 치환 실릴기가 결합하고 있는 실라놀기와 인접하는 다른 실라놀기의 산소원자에의 단결합이다.
다음에, 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 층상 유기규산을 도 2와 함께 설명한다. 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 층상 유기규산에 있어서는, 치환 실릴기가, 점도광물의 일종인 층상 폴리규산에 결합되어 있다. 즉, 실란화합물로 실릴화된 층상 폴리규산이다. 층상 폴리규산은, Si 및 O가 서로 결합함으로써 형성되는(조성식 SiO2의) 복수의 층의 표면에 실라놀기(≡Si-OH)를 갖는 화합물이다. 또한, 실라놀기는, 층상 폴리규산의 층 사이에도 존재하는 것이 바람직하다.
이들 층상 폴리규산에 함유되는 실라놀기(≡Si-OH)의 산소원자의 적어도 1개에, 치환 실릴기가 결합한다. 여기에서, 치환 실릴기란, 실릴기(-SiH3)의 수소원자 가, 후술하는 특정의 치환기로 치환된 유기기이다.
이 치환 실릴기는, 적어도 1개(1개 이상 3개 이하)의 알킬렌기를 갖는다. 즉, 실릴기의 수소원자의 적어도 1개(1개 이상 3개 이하)는, 알킬렌기로 치환되어 있다. 또한, 상기 알킬렌기는, 각각, 직쇄의 알킬렌기 및 분기의 알킬렌기 중 어느 하나이여도 좋다. 구체적으로는, 상기 알킬렌기는, 각각, 메틸렌기, 및 에틸렌기, 및 직쇄 및 분기의 트리메틸렌기, 테트라메틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기, 헵타메틸렌기, 옥타메틸렌기, 노나메틸렌, 데카메틸렌기, 운데카메틸렌기, 도데카메틸렌기, 트리데카메틸렌기, 테트라데카메틸렌기, 펜타데카메틸렌기, 헥사데카메틸렌기, 헵타데카메틸렌기, 옥타데카메틸렌기, 노나데카메틸렌기, 이코사메틸렌기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 알킬렌기는, 각각, 그 알킬렌기에 있어서의 치환 실릴기의 규소원자와 반대측의 말단에 결합되는 원자단을 가지며, 원자단은, 각각, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기(-OCH2NH-), 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기((-OCH2)2N-)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 원자단은, 적어도 1개(1개 이상 2개 이하)의 알킬기를 갖는다. 즉, 원자단의 원자가의 적어도 1개(1개 이상 2개 이하)는, 알킬기로 치환되어 있다. 또한, 상기 알킬기는, 각각, 직쇄의 알킬기 및 분기의 알킬기 중 어느 하나이여도 좋다. 구체적으로는, 상기 알킬기는, 각각, 메틸기, 및 에틸기, 및 직쇄 및 분기의 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데 실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 및 이코실기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 원자단에 있어서의 복수의 원자가의 각각은, 상기 알킬기 또는 상기 알킬렌기 중 어느 하나에 결합해도 좋다.
한편, 실릴기의 알킬렌기로 치환되지 않은 수소원자는, 각각, 수산기, 클로로기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 및 에톡시기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기로 치환되거나, 또는 상기 치환 실릴기가 결합하고 있는 실라놀기와 인접하는 다른 실라놀기의 산소원자에의 단결합이다.
본 발명의 제 2의 실시형태에 의한 층상 유기규산에 있어서는, 상기 알킬렌기 및 상기 알킬기 사이에 존재하는, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기, 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자단이, 알코올을 함유하는 여러가지 유기화합물을 흡착하는 관능기로서 작용한다. 따라서, 상기 알킬렌기 및 상기 알킬기 사이에 존재하는 원자단은, 흡착하려고 하는 유기화합물에 따라 선택된다. 또한, 이 원자단이, 치환 실릴기의 규소원자에 직접 결합하고 있지 않기 때문에, 원자단이, 알킬기 및 알킬렌기에 의해 차폐되지 않아, 대상으로 하는 유기화합물이, 원자단과 상호작용하는(원자단에 흡착되는) 확률이 높아진다. 따라서, 대상으로 하는 유기화합물을, 보다 용이하게, 치환 실릴기에 흡착할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 제 1의 실시형태에 의한 층상 유기규산은, 알코올에 대한 흡착능력을 향상시킬 수 있어, 여러가지 유기화합물을 분리할 수 있다.
또한, 상기 원자단에 결합되는 1개의 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 실릴기의 규소원자에 결합되는 1개의 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계는, 바람직하게는, 3개 이상 18개 이하이다. 여기에서, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계가, 3개보다 적으면, 치환 실릴기에 함유되는 알킬기 및 알킬렌기의 합계의 길이가 짧아서, 층상 폴리규산의 층간이 충분히 넓어지지 않는다. 이 때문에, 알코올 등의 유기화합물이, 층상 폴리규산의 층간에 침입하는 것이 곤란하여, 대상으로 하는 유기화합물이, 치환 실릴기에 함유되는 원자단과 충분히 상호작용하는 것이 곤란해진다. 그 결과, 대상으로 하는 유기화합물을, 치환 실릴기에 충분히 흡착시키는 것이 곤란해진다. 한편, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계가, 18개보다 많으면, 치환 실릴기에 함유되는 알킬기 및 알킬렌기의 합계의 길이가 길어서, 층상 폴리규산의 층간의 공간에 있어서의 하나의 치환 실릴기에 의해 차지되는 공간의 비율이 높아진다. 이 때문에, 층상 폴리규산의 층에 결합하는 치환 실릴기의 수가 감소한다. 즉, 층상 폴리규산의 층간에 있어서의, 대상으로 하는 유기화합물과 상호작용하는(흡착하는) 치환 실릴기에 함유되는 원자단의 수도 감소한다. 또한, 치환 실릴기에 함유되는 원자단이, 알킬기 및 알킬렌기에 의한 긴 알킬쇄에 의해 차폐되어 버려, 대상으로 하는 유기화합물이, 치환 실릴기에 함유되는 원자단과 충분히 상호작용하는 것이 곤란해진다. 그 결과, 대상으로 하는 유기화합물을, 치환 실릴기에 충분히 흡착시키는 것이 곤란해진다. 즉, 상기 1개의 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 1개의 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계가, 3개 이상 18개 이하인 것에 의해, 대상으로 하는 유기화합물 을, 효율적으로 치환 실릴기와 상호작용시켜, 치환 실릴기에 충분히 흡착시킬 수 있다.
본 발명의 제 2의 실시형태에 의한 층상 유기규산의 예를 도 2에 나타낸다. 도 2에 있어서는, 층상 폴리규산은, ···-O-Si-O-···로 나타내어지고, 치환 실릴기로 치환된 실라놀기가 Si-O-로 나타내어지고 있다. 도 2에 있어서는, 치환 실릴기는, 하나의 알킬렌기를 가지며, 이 알킬렌기는, 하나의 꺾인 선으로 나타내어지고, 꺾인 선의 정점이, 메틸렌기(-CH2-)를 나타내고 있다. 즉, 도 2에 있어서의 알킬렌기는, 직쇄의 펜타메틸렌기를 나타낸다. 여기에서, 이 알킬렌기의 말단의 탄소원자에는, 원자단 B가 결합되어 있고, 원자단 B는, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기, 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 또한, 도 2에 있어서는, 원자단 B는, 하나의 알킬기를 가지며, 이 알킬기는, 하나의 꺾인 선으로 나타내어지고, 꺾인 선의 정점이, 메틸렌기(-CH2-)를 나타내고 있다. 즉, 도 2에 있어서의 알킬기는, 직쇄의 헥실기를 나타낸다. 또한, 치환 실릴기는, 알킬기 이외의 치환기 X1 및 X2를 가지며, 치환기 X1 및 X2의 각각은, 수산기, 클로로기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 및 에톡시기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기로 치환되거나, 또는 상기 치환 실릴기가 결합되어 있는 실라놀기와 인접하는 다른 실라놀기의 산소원자에의 단결합이다.
다음에, 본 발명의 제 3의 실시형태에 의한 층상 유기규산을 도 3A 및 도 3B와 함께 설명한다. 본 발명의 제 3의 실시형태에 의한 층상 유기규산에 있어서는, 치환 실릴기가, 점도광물의 일종인 층상 폴리규산에 결합되어 있다. 즉, 실란화합물로 실릴화된 층상 폴리규산이다. 층상 폴리규산은, Si 및 O가 서로 결합함으로써 형성되는(조성식 SiO2의) 복수의 층의 표면에 실라놀기(≡Si-OH)를 갖는 화합물이다. 또한, 실라놀기는, 층상 폴리규산의 층 사이에도 존재하는 것이 바람직하다.
이들 층상 폴리규산에 함유되는 실라놀기(≡Si-OH)의 산소원자의 적어도 1개에, 치환 실릴기가 결합한다. 여기에서, 치환 실릴기란, 실릴기(-SiH3)의 수소원자가, 후술하는 특정의 치환기로 치환된 유기기이다.
이 치환 실릴기는, 적어도 1개(1개 이상 3개 이하)의 알킬렌기를 갖는다. 즉, 실릴기의 수소원자의 적어도 1개(1개 이상 3개 이하)는, 알킬렌기로 치환되어 있다. 또한, 상기 알킬렌기는, 각각, 직쇄의 알킬렌기 및 분기의 알킬렌기 중 어느 하나이여도 좋다. 구체적으로는, 상기 알킬렌기는, 각각, 메틸렌기, 및 에틸렌기, 및 직쇄 및 분기의 트리메틸렌기, 테트라메틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기, 헵타메틸렌기, 옥타메틸렌기, 노나메틸렌, 데카메틸렌기, 운데카메틸렌기, 도데카메틸렌기, 트리데카메틸렌기, 테트라데카메틸렌기, 펜타데카메틸렌기, 헥사데카메틸렌기, 헵타데카메틸렌기, 옥타데카메틸렌기, 노나데카메틸렌기, 이코사메틸렌기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 알킬렌기는, 각각, 그 알킬렌기에 있어서의 치환 실릴기의 규소원자와 반대측의 말단에 결합하는 원자단을 가지며, 원자단은, 각각, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기(-OCH2NH-), 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기 ((-OCH2)2N-)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 원자단은, 적어도 1개(1개 이상 2개 이하)의 알킬기를 갖는다. 즉, 원자단의 원자가의 적어도 1개(1개 이상 2개 이하)는, 알킬기로 치환되어 있다. 또한, 상기 알킬기는, 각각, 직쇄의 알킬기 및 분기의 알킬기 중 어느 하나이여도 좋다. 구체적으로는, 상기 알킬기는, 각각, 메틸기, 및 에틸기, 및 직쇄 및 분기의 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 및 이코실기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 원자단에 있어서의 복수의 원자가의 각각은, 상기 알킬기 또는 상기 알킬렌기 중 어느 하나에 결합해도 좋다.
또한, 상기 알킬기는, 각각, 그 알킬기에 있어서의 원자단과 반대측의 말단에 결합하는 치환기를 가지며(알킬기의 말단의 탄소원자가 치환기로 치환되어 있다), 상기 치환기는, 각각, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
한편, 실릴기의 알킬렌기로 치환되지 않는 수소원자는, 각각, 수산기, 클로로기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 및 에톡시기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기로 치환되거나, 또는 상기 치환 실릴기가 결합하고 있는 실라놀기와 인접하는 다른 실라놀기의 산소원자에의 단결합이다.
본 발명의 제 3의 실시형태에 의한 층상 유기규산에 있어서는, 상기 알킬기의 말단에 결합하는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기, 및, 상기 알킬렌기 및 상기 알킬기 사이에 존재하는, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기, 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자단의 양쪽이, 알코올을 함유하는 여러가지 유기화합물을 흡착하는 관능기로서 작용한다. 여기에서, 알킬기의 말단에 결합하는 치환기 및 상기 알킬렌기 및 상기 알킬기 사이에 존재하는 원자단은, 흡착하려고 하는 유기화합물에 따라 선택된다. 여기에서, 알킬기의 말단에 결합하는 치환기 및 상기 알킬렌기 및 상기 알킬기 사이에 존재하는 원자단의 양쪽을 선택할 수 있기 때문에, 동일한 유기화합물(군)에 대하여 특별히 높은 흡착능력을 갖는 층상 유기규산을 제공할 수도 있고, 또한, 다른 유기화합물(군)에 대하여 특별히 높은 흡착능력을 갖는 층상 유기규산을 제공할 수 있다. 즉, 본 발명의 제 3의 실시형태에 의한 층상 유기규산에 의하면, 대상으로 하는 유기화합물의 흡착에 관한 선택성을 향상시킨 층상 유기규산을 제공할 수 있다. 또한, 상기의 치환기 및 원자단이, 치환 실릴기의 규소원자에 직접 결합하는 것이 아니라, 치환기 및 원자단이, 알킬기 및 알킬렌기에 의해 차폐되지 않아, 대상으로 하는 유기화합물이, 치환기 및 원자단과 상호작용하는(치환기 및 원자단에 흡착되는) 확률이 높아진다. 따라서, 대상으로 하는 유기화합물을, 보다 용이하게, 치환 실릴기에 흡착시킬 수 있다. 또한, 대상으로 하는 유기화합물을 치환기 및 원자단의 양쪽에 흡착시킬 수 있 기 때문에, 대상으로 하는 유기화합물을 치환 실릴기에 흡착시키는 효율을 높일 수 있다. 그 결과, 본 발명의 제 3의 실시형태에 의한 층상 유기규산은, 알코올에 대한 흡착능력을 보다 향상시킬 수 있어, 여러가지 유기화합물을 보다 효율적으로 분리할 수 있다.
또한, 상기 원자단에 결합하는 1개의 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 실릴기의 규소원자에 결합하는 1개의 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계는, 바람직하게는, 3개 이상 18개 이하이다. 여기에서, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계가, 3개보다 적으면, 치환 실릴기에 함유되는 알킬기 및 알킬렌기의 합계의 길이가 짧아서, 층상 폴리규산의 층간이 충분히 넓어지지 않는다. 이 때문에, 알코올 등의 유기화합물이, 층상 폴리규산의 층간에 침입하는 것이 곤란하여, 대상으로 하는 유기화합물이, 치환 실릴기에 함유되는 치환기 및 원자단과 충분히 상호작용하는 것이 곤란해진다. 그 결과, 대상으로 하는 유기화합물을, 치환 실릴기에 충분히 흡착시키는 것이 곤란해진다. 한편, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계가, 18개보다 많으면, 치환 실릴기에 함유되는 알킬기 및 알킬렌기의 합계의 길이가 길어서, 층상 폴리규산의 층간의 공간에 있어서의 하나의 치환 실릴기에 의해 차지되는 공간의 비율이 높아진다. 이 때문에, 층상 폴리규산의 층에 결합하는 치환 실릴기의 수가 감소한다. 즉, 층상 폴리규산의 층간에 있어서의, 대상으로 하는 유기화합물과 상호작용하는(흡착하는) 치환 실릴기에 함유되는 치환기 및 원자단의 수도 감소한다. 또한, 치환 실릴기에 함유되는 치환기 및 원자단이, 알킬기 및 알킬렌기에 의한 긴 알킬사슬에 의해 차폐되어 버려, 대상으로 하는 유기화합물이, 치환 실릴기에 함유되는 치환기 및 원자단과 충분히 상호작용하는 것이 곤란해진다. 그 결과, 대상으로 하는 유기화합물을, 치환 실릴기에 충분히 흡착하는 것이 곤란해진다. 즉, 상기 1개의 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 1개의 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계가, 3개 이상 18개 이하임으로써, 대상으로 하는 유기화합물을, 효율적으로 치환 실릴기와 상호작용시켜, 치환 실릴기에 충분히 흡착시킬 수 있다.
본 발명의 제 3의 실시형태에 의한 층상 유기규산의 예를 도 3A 및 도 3B에 나타낸다. 도 3A 및 도 3B에 있어서는, 층상 폴리규산은, ···-O-Si-O-···로 나타내어지고, 치환 실릴기로 치환된 실라놀기가 Si-O-로 나타내어져 있다. 도 3A 및 도 3B에 있어서는, 치환 실릴기는, 하나의 알킬렌기를 가지며, 이 알킬렌기는, 하나의 꺾인 선으로 나타내어지고, 꺾인 선의 정점이, 메틸렌기(-CH2-)를 나타내고 있다. 즉, 도 3A 및 도 3B에 있어서의 알킬렌기는, 직쇄의 펜타메틸렌기를 나타낸다. 여기에서, 이 알킬렌기의 말단의 탄소원자에는, 원자단 B가 결합하고 있고, 원자단 B는, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기, 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 도 3A에 있어서는, 원자단 B는, 아미드결합 또는 에스테르결합이며, 도 3B에 있어서는, 원자단 B는, N-옥시메틸렌아미노기 또는 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기이다. 또한, 도 3A에 있어서는, 원자단 B는, 하나의 알킬기를 가지며, 이 알킬기는, 하나의 꺾인 선으로 나타내어지고, 꺾 인 선의 정점이, 메틸렌기(-CH2-)를 나타내고 있다. 즉, 도 3A에 있어서의 알킬기는, 직쇄의 펜틸기를 나타낸다. 한편, 도 3B에 있어서는, 원자단 B는, 2개의 알킬기를 가지며, 이들의 알킬기는, 각각 꺾인 선으로 나타내어지고, 꺾인 선의 정점이, 메틸렌기(-CH2-)를 나타내고 있다. 즉, 도 3B에 있어서의 2개의 알킬기는, 각각, 직쇄의 펜틸기를 나타낸다. 또한, 도 3A에 있어서는, 알킬기의 말단의 탄소원자는, 치환기 A로 치환되어 있고, 치환기 A는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 한편, 도 3B에 있어서는, 2개의 알킬기의 말단에 있어서의 탄소원자는, 각각, 치환기 A로 치환되어 있고, 치환기 A는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 또한, 도 3A 및 도 3B에 있어서, 치환 실릴기는, 알킬기 이외의 치환기 X1 및 X2를 가지며, 치환기 X1 및 X2의 각각은, 수산기, 클로로기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 및 에톡시기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기로 치환되거나, 또는 상기 치환 실릴기가 결합하고 있는 실라놀기와 인접하는 다른 실라놀기의 산소원자에의 단결합이다.
또한, 본 발명에 의한 층상 유기규산은, 예를 들면 크로마토그래피용 충전제 등의 일반적인 유기화합물을 분리할 수 있는 분리기제로서 사용할 수 있다.
다음에, 본 발명에 의한 층상 유기규산의 제조방법을 도 4, 도 5, 및 도 6과 함께 설명한다.
우선, 시판의 층상 폴리규산염을 입수하거나 또는 층상 폴리규산염을 공지의 방법으로 합성한다. 본 발명에 의한 층상 유기규산의 제조방법에 사용되는 층상 폴리규산염은, Si 및 O가 서로 결합하여 형성되어 있는(SiO2의) 복수의 층간에, ≡Si-O-기 및 Na+ 및 K+로부터 선택되는 쌍이온을 갖는 화합물이다. 층상 폴리규산염으로서는, 구체적으로는, 카네마이트(NaHSi2O5), 마카타이트(NaSi4O9·xH2O), 마가디아이트(Na2Si14O29·xH2O), 및 케냐아이트(K2Si20O41·xH2O)를 들 수 있다 (x는, 수화물의 수이다). 이 중, 특히 바람직한 층상 폴리규산염은, 마가디아이트이다.
다음에, 바람직하게는, 층상 폴리규산염을, 제 4급 암모늄염(R4N+X-), 알킬 암모늄염(RNH3 +X-), 및 알킬포스포늄염(R4P+X-)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 염과 반응시켜, 층상 폴리규산염에 있어서의 양이온(Na+, K+)을, 제 4급 암모늄이온, 알킬암모늄이온, 알킬포스포늄이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 유기이온으로 이온교환한다(또한, R은, 직쇄의 알킬기이며, X는, 할로겐이다). 이렇게, 층상 폴리규산염에 있어서의 양이온을, 상기한 바와 같은 유기이온으로 이온교환함으로써, 층상 폴리규산염의 층간의 간격을 증가시킬 수 있다. 이것에 의해, 후술하는 실란화합물의 층상 폴리규산염에 대한 반응을 촉진시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 층상 유기규산의 제조방법에 있어서는, 층상 폴리규산염의 양이온을, 제 4 급 암모늄염인 알킬트리메틸암모늄=할리드로 이온교환하는 것이 바람직하다. 이 알킬트리메틸암모늄=할리드에 유래하는 알킬트리메틸암모늄이온은, 질소원자에 결합하는 3개의 짧은 메틸기 및 1개의 긴 알킬기를 갖기 때문에, 1개의 긴 알킬기로 층상 폴리규산염의 층간의 간격을 증가시키는 동시에, 다른 3개의 메틸기는, 알킬트리메틸암모늄이온에 의한 이온교환 및 실란화합물과의 반응을 방해하지 않는다. 또한, 상기의 염은, 시판의 제품을 이용할 수 있다.
다음에, 상기 유기 양이온으로 이온교환한 층상 폴리규산염을, 적절한 실란화합물로 실릴화하여 층상 유기규산을 얻는다. 유기 양이온으로 이온교환한 층상 폴리규산염을 실릴화하는 실란화합물을 도 4A, 도 4B 및 도 4C에 나타낸다.
상술한 본 발명의 제 1의 실시형태에 의한 층상 유기규산을 얻기 위해서는, 도 4A에 나타내는 실란화합물을 사용한다. 즉, 도 4A에 나타내는 실란화합물은, 적어도 1개(1개 이상 3개 이하)의 알킬기를 갖는다. 즉, 실란(SiH4)의 수소원자의 적어도 1개(1개 이상 3개 이하)는, 알킬기로 치환되어 있다. 또한, 상기 알킬기는, 각각, 직쇄의 알킬기 및 분기의 알킬기 중 어느 하나이여도 좋다. 구체적으로는, 상기 알킬기는, 각각, 메틸기, 및 에틸기, 및 직쇄 및 분기의 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 및 이코실기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 알킬기는, 각각, 그 알킬기에 있어서의 실란화합물의 규소원자와 반대측의 말단에 결합하는 치환기를 가지며(알킬기의 말단의 탄소원자가 치환기로 치환되어 있다), 상기 치환기는, 각각, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
한편, 실란의 알킬기로 치환되지 않은 수소원자는, 각각, 수산기, 클로로기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 및 에톡시기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기로 치환되어 있다.
또한, 실릴기의 규소원자에 결합하는 각각의 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수는, 바람직하게는, 3개 이상 18개 이하이다.
도 4A에 있어서는, 실란화합물은, 하나의 알킬기를 가지며, 이 알킬기는, 하나의 꺾인 선으로 나타내어지고, 꺾인 선의 정점이, 메틸렌기(-CH2-)를 나타내고 있다. 즉, 도 4A에 있어서의 알킬기는, 직쇄의 펜틸기를 나타낸다. 여기에서, 이 알킬기의 말단의 탄소원자는, 치환기 A로 치환되어 있고, 치환기 A는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 또한, 실란화합물은, 알킬기 이외의 치환기 X1, X2, 및 X3를 가지며, 치환기 X1, X2, 및 X3의 각각은, 수산기, 클로로기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 및 에톡시기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기이다.
상술한 본 발명의 제 2의 실시형태에 의한 층상 유기규산을 얻기 위해서는, 도 4B에 나타내는 실란화합물을 사용한다. 즉, 도 4B에 나타내는 실란화합물은, 적어도 1개(1개 이상 3개 이하)의 알킬렌기를 갖는다. 즉, 실란(SiH4)의 수소원자의 적어도 1개(1개 이상 3개 이하)는, 알킬렌기로 치환되어 있다. 또한, 상기 알킬렌기는, 각각, 직쇄의 알킬렌기 및 분기의 알킬렌기 중 어느 하나이여도 좋다. 구체적으로는, 상기 알킬렌기는, 각각, 메틸렌기, 및 에틸렌기, 및 직쇄 및 분기의 트리메틸렌기, 테트라메틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기, 헵타메틸렌기, 옥타메틸렌기, 노나메틸렌, 데카메틸렌기, 운데카메틸렌기, 도데카메틸렌기, 트리데카메틸렌기, 테트라데카메틸렌기, 펜타데카메틸렌기, 헥사데카메틸렌기, 헵타데카메틸렌기, 옥타데카메틸렌기, 노나데카메틸렌기, 이코사메틸렌기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 알킬렌기는, 각각, 그 알킬렌기에 있어서의 실란화합물의 규소원자와 반대측의 말단에 결합하는 원자단을 가지며, 원자단은, 각각, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기(-OCH2NH-), 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기((-OCH2)2N-)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 원자단은, 적어도 1개(1개 이상 2개 이하)의 알킬기를 갖는다. 즉, 원자단의 원자가의 적어도 1개(1개 이상 2개 이하)는, 알킬기로 치환되어 있다. 또한, 상기 알킬기는, 각각, 직쇄의 알킬기 및 분기의 알킬기 중 어느 하나이여도 좋다. 구체적으로는, 상기 알킬기는, 각각, 메틸기, 및 에틸기, 및 직쇄 및 분기의 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데 실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 및 이코실기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 원자단에 있어서의 복수의 원자가의 각각은, 상기 알킬기 또는 상기 알킬렌기중 어느 하나에 결합해도 좋다.
한편, 실란의 알킬렌기로 치환되지 않은 수소원자는, 각각, 수산기, 클로로기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 및 에톡시기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기로 치환되어 있다.
또한, 상기 원자단에 결합하는 1개의 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 실란화합물의 규소원자에 결합하는 1개의 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수 및 합계는, 바람직하게는, 3개 이상 18개 이하이다.
도 4B에 있어서는, 실란화합물은, 하나의 알킬렌기를 가지며, 이 알킬렌기는, 하나의 꺾인 선으로 나타내어지고, 꺾인 선의 정점이, 메틸렌기(-CH2-)를 나타내고 있다. 즉, 도 2에 있어서의 알킬렌기는, 직쇄의 펜타메틸렌기를 나타낸다. 여기에서, 이 알킬렌기의 말단의 탄소원자에는, 원자단 B가 결합하고 있고, 원자단 B는, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기, 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 또한, 도 4B에 있어서는, 원자단 B는, 하나의 알킬기를 가지며, 이 알킬기는, 하나의 꺾인 선으로 나타내어지고, 꺾인 선의 정점이, 메틸렌기(-CH2-)를 나타내고 있다. 즉, 도 4B에 있어서의 알킬기는, 직쇄의 헥실기를 나타낸다. 또한, 실란화합물은, 알킬기 이외의 치환기 X1, X2, 및 X3 를 가지며, 치환기 X1, X2, 및 X3의 각각은, 수산기, 클로로기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 및 에톡시기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기이다.
상술한 본 발명의 제 3의 실시형태에 의한 층상 유기규산을 얻기 위해서는, 예를 들면, 도 4C에 나타내는 실란화합물을 사용한다. 여기에서는, 도 3C에 나타내는 층상 유기규산을 얻기 위한 실란화합물을 도 4C에 나타내는 동시에 설명하지만, 도 3D에 나타내는 층상 유기규산을 얻기 위한 실란화합물도, 도면에 나타내지 않지만, 마찬가지로 이해할 수 있다.
도 4C에 나타내는 실란화합물은, 적어도 1개(1개 이상 3개 이하)의 알킬렌기를 갖는다. 즉, 실란(SiH4)의 수소원자의 적어도 1개(1개 이상 3개 이하)는, 알킬렌기로 치환되어 있다. 또한, 상기 알킬렌기는, 각각, 직쇄의 알킬렌기 및 분기의 알킬렌기 중 어느 하나이여도 좋다. 구체적으로는, 상기 알킬렌기는, 각각, 메틸렌기, 및 에틸렌기, 및 직쇄 및 분기의 트리메틸렌기, 테트라메틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기, 헵타메틸렌기, 옥타메틸렌기, 노나메틸렌, 데카메틸렌기, 운데카메틸렌기, 도데카메틸렌기, 트리데카메틸렌기, 테트라데카메틸렌기, 펜타데카메틸렌기, 헥사데카메틸렌기, 헵타데카메틸렌기, 옥타데카메틸렌기, 노나데카메틸렌기, 이코사메틸렌기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 알킬렌기는, 각각, 그 알킬렌기에 있어서의 실란화합물의 규소원자와 반대측의 말단에 결합하는 원자단을 가지며 원자단은, 각각, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기(-OCH2NH-), 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기((- OCH2)2N-)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 원자단은, 적어도 1개(1개 이상 2개 이하)의 알킬기를 갖는다. 즉, 원자단의 원자가의 적어도 1개(1개 이상 2개 이하)는, 알킬기로 치환되어 있다. 또한, 상기 알킬기는, 각각, 직쇄의 알킬기 및 분기의 알킬기 중 어느 하나이여도 좋다. 구체적으로는, 상기 알킬기는, 각각, 메틸기, 및 에틸기, 및 직쇄 및 분기의 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 및 이코실기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 원자단에 있어서의 복수의 원자가의 각각은, 상기 알킬기 또는 상기 알킬렌기 중 어느 하나에 결합해도 좋다.
또한, 상기 알킬기는, 각각, 그 알킬기에 있어서의 원자단과 반대측의 말단에 결합하는 치환기를 가지며(알킬기의 말단의 탄소원자가 치환기로 치환되어 있다), 상기 치환기는, 각각, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
한편, 실란화합물의 알킬렌기로 치환되지 않은 수소원자는, 각각, 수산기, 클로로기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 및 에톡시기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기로 치환되어 있다.
또한, 상기 원자단에 결합하는 1개의 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 실란화합물의 규소원자에 결합하는 1개의 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계는, 바람직하게는, 3개 이상 18개 이하이다.
도 4C에 있어서는, 실란화합물은, 하나의 알킬렌기를 가지며, 이 알킬렌기는, 하나의 꺾인 선으로 나타내어지고, 꺾인 선의 정점이, 메틸렌기(-CH2-)를 나타내고 있다. 즉, 도 4C에 있어서의 알킬렌기는, 직쇄의 펜타메틸렌기를 나타낸다. 여기에서, 이 알킬렌기의 말단의 탄소원자에는, 원자단 B가 결합하고 있고, 원자단 B는, 일반적으로는, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기, 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 단, 도 4C에 있어서는, 원자단 B는, 아미드결합 또는 에스테르결합이다. 또한, 도 4C에 있어서는, 원자단 B는, 하나의 알킬기를 가지며, 이 알킬기는, 하나의 꺾인 선으로 나타내어지고, 꺾인 선의 정점이, 메틸렌기(-CH2-)를 나타내고 있다. 즉, 도 3C에 있어서의 알킬기는, 직쇄의 펜틸기를 나타낸다. 또한, 도 4C에 있어서는, 알킬기의 말단의 탄소원자는, 치환기 A로 치환되어 있고, 치환기 A는, 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 또한, 도 4C에 있어서, 실란화합물은, 알킬기 이외의 치환기 X1, X2, 및 X3를 가지며, 치환기 X1, X2, 및 X3의 각각은, 수산기, 클로로기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 및 에톡시기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기이다.
상술의 실란화합물을 사용하여 층상 유기규산을 얻는 방법을 도 5와 함께 설 명한다. 상기의 실란화합물은, 시판의 제품을 입수하거나, 또는 공지의 방법에 의해 합성할 수 있다. 본 발명에 의한 층상 유기규산은, 상술한 바와 같은 실란화합물로, 유기 양이온으로 이온교환된 층상 폴리규산염의 Si-O-기를 실릴화함으로써 얻어진다. 유기 양이온으로 이온교환된 층상 폴리규산염의 Si-O-기를 실릴화는, 상술한 바와 같은 실란화합물의 규소원자에 결합하는 알킬기 또는 알킬렌기 이외의 치환기가, Si-O-기에 대해서 높은 반응성을 갖는 것을 이용하여 행해진다. 즉, 상술한 바와 같은 실란화합물의 규소원자에 결합하는 알킬기 또는 알킬렌기 이외의 치환기의 적어도 1개(1개 이상 3개 이하)가 제거되어, Si-O-기의 산소원자에 결합함으로써, Si-O-기의 실릴화가 달성된다. 여기에서, Si-O-기의 산소원자에 결합하지 않았던, 실란화합물의 규소원자에 결합하는 알킬기 또는 알킬렌기 이외의 치환기는, 미반응인 채로 잔류하거나, 또는 물로 처리되어 수산기로 변화된다.
예를 들면, 도 5A에 나타내는 층상 폴리규산염의 Na+과 같은 양이온을, 도 5B에 모식적으로 나타내는 것처럼, 제 4급 암모늄이온과 같은 상기의 유기 양이온으로 이온교환한 후, 도 4A 및 도 5C에 나타내는 상술의 실란화합물로, 유기 양이온으로 이온교환된 층상 폴리규산염의 Si-O-기를 실릴화한다. 도 4A 및 도 5C에 나타내는 실란화합물로, 유기 양이온으로 이온교환된 층상 폴리규산염의 Si-O-기를 실 릴화하면, 실란화합물의 규소원자에 결합하는 알킬렌기 이외의 치환기의 1개 X3가 제거되어, Si-O-기의 산소원자에 결합한다. 도 5C에 나타내는 실란화합물에 의한 실릴화로 얻어진 층상 유기규산을 도 5D에 나타낸다. 실란화합물의 규소원자에 결합하는 치환기 X3 이외의 치환기 X1 및 X2는, 마찬가지로 제거되어, 인접하는 Si-O-기의 산소원자에 결합하거나, 미반응인 채로 잔류하거나, 또는 물로 처리되어 -OH기로 변화된다. 도 5D에서는, 간단하게 하기 위해서, 치환기 A를 갖는 알킬렌기 및 Si-O-기에 대한 1개의 결합 이외에는, Si의 결합을 생략해서 그리고 있다.
상술한 본 발명에 의한 층상 유기규산의 제조방법에 있어서는, 층상 폴리규산염의 Si-O-기에 결합한 유기이온을 제거하여, 실란화합물로부터 발생하는 치환 실릴기를 Si-O-기의 산소원자에 결합시키는 것만으로, 소망의 층상 유기규산을 얻을 수 있다. 즉, 유기 양이온으로 이온교환된 층상 폴리규산염으로부터, 층상 폴리규산염의 Si-O-기를 실릴화하는 1스텝의 반응으로, 층상 유기규산을 합성할 수 있다. 이 때문에, 실란화합물로부터 발생하는 치환 실릴기가, 층상 폴리규산염의 Si-O-기에 균일하게 결합하여, 층상 폴리규산염의 Si-O-기가 실란화합물로 균일하게 실릴화된 층상 유기규산을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2의 실시형태 및 제 3의 실시형태에 의한 층상 유기규산 은, 상기의 제조방법과는 다른 방법으로 합성할 수도 있다. 본 발명의 제 2의 실시형태 및 제 3의 실시형태에 의한 층상 유기규산은, 치환 실릴기의 알킬렌기 및 알킬기 사이에, 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기, 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자단을 갖는다.
우선, 상기의 원자단으로서 아미드결합을 갖는 층상 유기규산을 합성하기 위해서는, 알킬렌기에 결합하는 치환기 A가 아미노기인, 도 5C에 나타내는 실란화합물을 준비한다. 그리고, 이 알킬렌기에 결합하는 치환기 A가 아미노기인, 도 5C에 나타내는 실란화합물을, 상술한 바와 같이 하여, 유기 양이온으로 이온교환된 층상 폴리규산염의 Si-O-기를 실릴화한다. 다음에, 층상 폴리규산염의 Si-O-기에 결합한 치환 실릴기의 아미노기(치환기A)에 대해서, 카르복실기를 갖는 적절한 화합물을 첨가하여 반응시킨다. 이것에 의해, 치환 실릴기의 아미노기와, 첨가한 화합물의 카르복실기 사이에서 아미드화의 반응이 일어나, 상기의 원자단으로서 아미드결합을 갖는 층상 유기규산을 합성할 수 있다.
또한, 상기의 원자단으로서 에스테르결합을 갖는 층상 유기규산을 합성하기 위해서는, 알킬렌기에 결합하는 치환기 A가 수산기인, 도 5C에 나타내는 실란화합물을 준비한다. 그리고, 이 알킬렌기에 결합하는 치환기 A가 수산기인, 도 5C에 나타내는 실란화합물을, 상술한 바와 같이 하여, 유기 양이온으로 이온교환된 층상 폴리규산염의 Si-O-기를 실릴화한다. 다음에, 층상 폴리규산염의 Si-O-기에 결합한 치환 실릴기의 수산기(치환기 A)에 대해서, 카르복실기를 갖는 적절한 화합물을 첨 가하여 반응시킨다. 이것에 의해, 치환 실릴기의 수산기와, 첨가한 화합물의 카르복실기 사이에서 에스테르화의 반응이 일어나, 상기의 원자단으로서 에스테르결합을 갖는 층상 유기규산을 합성할 수 있다.
또한, 상기의 원자단으로서 N-옥시메틸렌아미노기 또는 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기를 갖는 층상 유기규산을 합성하기 위해서는, 알킬렌기에 결합하는 치환기 A가 아미노기인, 도 5C에 나타내는 실란화합물을 준비한다. 그리고, 이 알킬렌기에 결합하는 치환기 A가 아미노기인, 도 5C에 나타내는 실란화합물을, 상술한 바와 같이 하여, 유기 양이온으로 이온교환된 층상 폴리규산염의 Si-O-기를 실릴화한다. 다음에, 층상 폴리규산염의 Si-O-기에 결합한 치환 실릴기의 아미노기(치환기 A)에 대해서, 적절한 에폭시에틸기를 갖는 화합물(치환 또는 무치환의 알킬기 등을 갖는 에폭시에틸렌화합물)을 첨가하여 반응시킨다. 이것에 의해, 치환 실릴기의 아미노기와, 첨가한 화합물의 에폭시에틸기 사이에서, 에폭시에틸기의 개환반응이 일어난다. 즉, 치환 실릴기의 아미노기가, 첨가한 화합물의 에폭시에틸기에 있어서의(치환 또는 무치환의 알킬기 등과 결합하지 않는다) 탄소원자에 결합하여, 에폭시에틸기의 탄소원자간의 결합이 절단된다. 이렇게 해서, 상기의 원자단으로서 N-옥시메틸렌아미노기 또는 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기를 갖는 층상 유기규산을 합성할 수 있다. 또한, 치환 실릴기의 아미노기에 대하여 1당량의 에폭시에틸기를 갖는 화합물을 반응시키면, 상기의 원자단으로서 N-옥시메틸렌아미노기를 갖는 층상 유기규산을 얻을 수 있고, 치환 실릴기의 아미노기에 대하여 2당량의 에폭시에틸기를 갖는 화합물을 반응시키면, 상기의 원자단으로서 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기를 갖는 층상 유기규산을 얻을 수 있다.
[실시예1]
다음에, 본 발명의 층상 유기규산 및 층상 유기규산의 제조방법에 따른 제 1의 실시예를 도 6과 함께 설명한다. 본 발명의 제 1의 실시예에 있어서, 층상 유기규산은, 3-아미노프로필기를 갖는 치환 실릴기가 마가디아이트에 결합하여 형성되는 층상 유기규산이다.
(a) 점토광물 마가디아이트의 합성
최초에, 본 발명의 층상 유기규산의 제조방법에서 사용하는 층상 폴리규산염으로서의 점토광물 마가디아이트를 합성했다. 구체적으로는, 29.17%의 SiO2 및 9.40%의 Na2O를 함유하는 57g의 규산소다(후지카가쿠제·3호 규산소다), 28g의 SiO2(와코세이야쿠), 및 물 215g의 물을, 오토클레이브 내에 넣고, 150℃에서 48시간, 수열합성을 행하여, 고형물을 얻었다. 얻어진 고형물을 수세하고, 40℃에서 건조시켜서, 마가디아이트(Na2Si14O29·xH2O)를 얻었다.
(b) 암모늄이온에 의한 양이온교환(제 1공정)
10g의 합성한 마가디아이트를, 1000ml의 0.05N의 옥타데실트리메틸암모늄= 클로리드 수용액 중에 분산시켜, 얻어진 분산액을 실온에서 1일 교반하여, 마가디아이트에 함유되는 Na+를, 옥타데실트리메틸암모늄이온으로 이온교환시켰다. 얻어진 분산액으로부터 고체를 여과하고, 그 고체를 수세하고 건조시켜, 분말을 얻었다. 층상 규산염인 상기의 마가디아이트 및 상기의 이온교환에 의해 얻어진 분말에 관해서, 각각의 결정에 있어서의 (001)면의 간격 (d001)을 X선 구조 회절에 의해 측정했다. 그 결과, d001의 값은, 이온교환 전의 마가디아이트에 관한 1.5nm에서 이온교환 후의 분말에 관한 3.2nm까지 증가된 것이 확인되었다.
(c) 실란화합물에 의한 실릴화(제 2공정)
5g의 상기의 제 1공정(암모늄이온에 의한 양이온교환)에서 얻어진 분말을, 35g의 이소프로판올 수용액(이소프로판올:물= 1:1)에 분산시켜, 분산액을 얻었다. 얻어진 분산액에, 5g의(3-아미노프로필) 트리메톡시실란(칫소제의 사이라에이스 S360)을 첨가했다. 도 6A는, (3-아미노프로필)트리메톡시실란을 나타내고, Me는, 메틸기를 나타낸다. (3-아미노프로필)트리메톡시실란을 첨가한 분산액을, 80℃에서 24시간, 환류시켜, 실릴화 반응을 행했다. 실릴화 반응의 종료 후, 분산액으로부터 고체를 여과했다. 그 후, 얻어진 고체를 이소프로판올로 세정하고, 건조시켜 분말을 얻었다. 얻어진 분말에 관해서, 분말의 결정에 있어서의 (001)면의 간격 (d001)을 X선 구조 회절에 의해 측정했다. 그 결과, d001의 값은, 1.8nm이며, 실릴화 반응의 전후에서 감소했다. 또한, 얻어진 분말의 적외분광분석의 결과로부터, 얻어진 분말에 있어서의 아미노기의 존재가 확인되었다. 따라서, 목적물인, 3-아미노프로필기를 갖는 치환 실릴기가 마가디아이트에 결합해서 형성되는 층상 유기규산의 합성을 확인할 수 있었다. 도 6B는, 합성된 층상 유기규산의 개략도이다. 여기에서, 치환 실릴기의 Si원자는, 3-아미노프로필기 이외에는, 치환 실릴기의 Si원자가 결 합하고 있는 O원자에 인접하는 층상 규산의 실라놀기의 O원자에 결합하고 있거나, 또는 미반응의 MeO기에 결합하고 있거나, 또는 MeO를 물로 처리하여 얻어진 수산기에 결합하고 있다. 또한, 얻어진 층상 유기규산을 사용하여, 산성단백질, 알부민 수용액으로부터 알부민을 분리할 수 있었다.
이상, 본 발명의 실시형태 및 실시예를 구체적으로 설명해 왔지만, 본 발명은, 이들의 실시형태 및 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이들 본 발명의 실시형태 및 실시예를, 본 발명의 주지 및 범위를 일탈하지 않고, 변경 또는 변형할 수 있다.
본 발명은, 알코올에 대한 흡착능력을 향상시키는 동시에 일반적인 유기화합물을 분리할 수 있는 층상 유기규산 및 상기 층상 유기규산의 제조방법에 적용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 의한 층상 유기규산 및 층상 유기규산의 제조방법은, 크로마토그래피용 충전제 등의 분리기제 및 상기 분리기제의 제조방법에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 층상 유기규산 및 층상 유기규산의 제조방법은, 겔화제 및 겔화제의 제조방법에도 적용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 치환 실릴기가 층상 폴리규산에 결합된 층상 유기규산에 있어서,
    상기 치환 실릴기는 알킬기를 가지고,
    상기 알킬기는 상기 알킬기의 말단에 결합되는 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 갖는 것을 특징으로 하는 층상 유기규산.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수는 3개 이상 18개 이하인 것을 특징으로 하는 층상 유기규산.
  3. 치환 실릴기가 층상 폴리규산에 결합된 층상 유기규산에 있어서,
    상기 치환 실릴기는 알킬렌기를 가지고,
    상기 알킬렌기는 상기 알킬렌기에 결합되는 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기, 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자단을 가지고,
    상기 원자단은 알킬기를 갖는 것을 특징으로 하는 층상 유기규산.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 알킬기는 상기 알킬기의 말단에 결합되는 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 갖는 것을 특징으로 하는 층상 유기규산.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계는, 3개 이상 18개 이하인 것을 특징으로 하는 층상 유기규산.
  6. 층상 폴리규산염을 실란화합물로 실릴화하여 층상 유기규산을 얻는 층상 유기규산의 제조방법에 있어서,
    상기 실란화합물은 알킬기를 가지고,
    상기 알킬기는 상기 알킬기의 말단에 결합되는 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 갖는 것을 특징으로 하는 층상 유기규산의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계는 3개 이상 18개 이하인 것을 특징으로 하는 층상 유기규산의 제조방법.
  8. 층상 폴리규산염을 실란화합물로 실릴화하여 층상 유기규산을 얻는 층상 유기규산의 제조방법에 있어서,
    상기 실란화합물은 알킬렌기를 가지고,
    상기 알킬렌기는 상기 알킬렌기에 결합되는 아미드결합, 에스테르결합, N-옥시메틸렌아미노기, 및 N,N'-디(옥시메틸렌)아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원자단을 가지고,
    상기 원자단은 알킬기를 갖는 것을 특징으로 하는 층상 유기규산의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 알킬기는 상기 알킬기의 말단에 결합되는 아미노기, 에폭시에틸기, 에폭시에틸옥시기, 비닐기, 이소프로페닐기, 1-페닐비닐기, 4-비닐페닐기, 이소시아네이트기, 및 수산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 갖는 것을 특징으로 하는 층상 유기규산의 제조방법.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 알킬기에 함유되는 탄소원자의 수 및 상기 알킬렌기에 함유되는 탄소원자의 수의 합계는 3개 이상 18개 이하인 것을 특징으로 하는 층상 유기규산의 제조방법.
  11. 층상 폴리규산염을 실란화합물로 실릴화한 층상 유기규산을 얻는 층상 유기규산의 제조방법에 있어서,
    층상 폴리규산염을 아미노기와 결합한 알킬렌기를 갖는 실란화합물로 실릴화하는 스텝; 및
    카르복실기 또는 에폭시에틸기를 갖는 화합물을 상기 아미노기와 반응시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 유기규산의 제조방법.
  12. 층상 폴리규산염을 실란화합물로 실릴화한 층상 유기규산을 얻는 층상 유기규산의 제조방법에 있어서,
    층상 폴리규산염을 수산기와 결합한 알킬렌기를 갖는 실란화합물로 실릴화하는 스텝; 및
    카르복실기를 갖는 화합물을 상기 수산기와 반응시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 유기규산의 제조방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2909991B1 (fr) * 2006-12-15 2009-02-06 Inst Francais Du Petrole Procede de preparation de magadiite a partir d'un structurant organique de type diammonium quaternaire.
JP2009051716A (ja) * 2007-08-29 2009-03-12 Sekisui Chem Co Ltd 層状珪酸塩化合物及びその製造方法
JP6926517B2 (ja) * 2017-02-22 2021-08-25 東亞合成株式会社 シリル化層状無機化合物の製造方法
JP6969115B2 (ja) * 2017-03-14 2021-11-24 東亞合成株式会社 シリル化層状無機化合物の製造方法
JP6958631B2 (ja) * 2017-11-27 2021-11-02 東亞合成株式会社 層間架橋型層状無機化合物およびその製造方法
CN113354926B (zh) * 2021-05-23 2022-11-18 贵州万业包装有限公司 一种高阻隔聚酯复合材料及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62177804A (ja) * 1986-01-31 1987-08-04 東レ株式会社 電界緩和材料
US5605982A (en) * 1995-10-12 1997-02-25 Dow Corning Corporation Sheet and tube siloxane polymers
JPH09295809A (ja) * 1996-02-26 1997-11-18 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 粘土複合体及びその製造方法
WO1999023162A1 (fr) * 1997-10-30 1999-05-14 Kaneka Corporation Compositions de resines de polyester et leur procede de preparation
JP4205223B2 (ja) * 1998-10-20 2009-01-07 一幸 黒田 多孔質層状珪酸及びその製造方法
US6521690B1 (en) * 1999-05-25 2003-02-18 Elementis Specialties, Inc. Smectite clay/organic chemical/polymer compositions useful as nanocomposites
US6407155B1 (en) * 2000-03-01 2002-06-18 Amcol International Corporation Intercalates formed via coupling agent-reaction and onium ion-intercalation pre-treatment of layered material for polymer intercalation
JP2003221209A (ja) * 2002-01-30 2003-08-05 Toyota Central Res & Dev Lab Inc メソ多孔体及びその製造方法、並びに吸着材及びその製造方法

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