KR20160077963A - Perfluoro-alkyl modified organic silane - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법에 관한 것으로서, 퍼플루오로알킬 요오드와 이중 결합을 포함하는 유기실란을 부가 반응시키는 단계를 포함하는 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing a perfluoroalkyl-modified organosilane, and a process for the production of a perfluoroalkyl-modified organosilane which comprises subjecting perfluoroalkyl iodide and an organosilane containing a double bond to an addition reaction will be.
일반적으로 퍼플루오로알킬-함유 화합물은 그 자체의 매우 낮은 표면 에너지로 인해 발수성, 내약품성, 이형성 및 방오성 같은 물리적 특성을 갖는다. 이러한 특성 때문에 퍼플루오로알킬-함유 화합물(대표적으로 테프론 수지)은 종이 및 섬유용 방오제, 조리기구의 점착방지 코팅제를 제조하기 위해 널리 사용되고 있다.Generally, perfluoroalkyl-containing compounds have physical properties such as water repellency, chemical resistance, releasability and stain resistance due to their very low surface energy. Because of these properties, perfluoroalkyl-containing compounds (typically, Teflon resins) have been widely used to produce antifouling agents for paper and fiber, and anti-adhesive coatings for cookware.
또한, 실란 커플링제는 유리 또는 천과 같은 물질 표면과 유기 화합물 사이에 단단한 결합을 확립하는 수단으로서 널리 알려져 있다. 상기 실란 커플링제는 분자에 유기 관능기 및 반응성 실릴 관능기(전형적으로, 알콕시실릴 라디칼)를 갖고, 상기 알콕시실릴 라디칼은 공기중의 수분과 가수분해 및 자기-축합 반응을 하여 실록산으로 전환되어 코팅을 형성하면서 유리 또는 금속 표면과 화학적 및 물리적 결합을 형성하여 내구성을 갖는 강고한 코팅막을 형성할 수 있다. Silane coupling agents are also widely known as means for establishing a firm bond between the surface of a material such as glass or cloth and an organic compound. The silane coupling agent has an organic functional group and a reactive silyl functional group (typically, an alkoxysilyl radical) in the molecule, and the alkoxysilyl radical is hydrolyzed and self-condensed with moisture in the air to convert it to a siloxane to form a coating A strong coating film having durability can be formed by forming chemical and physical bonds with the glass or metal surface.
따라서, 퍼플루오로알킬의 낮은 표면 에너지를 이용하고, 실란 커플링제의 접착 능력을 이용하는 퍼플루오로알킬 변성 유기실란은 오염 방지 기능을 갖는 표면 처리제로서 이용되고 있다.Therefore, a perfluoroalkyl-modified organosilane which utilizes the low surface energy of perfluoroalkyl and utilizes the adhesive ability of the silane coupling agent is used as a surface treatment agent having a function of preventing contamination.
상술한 표면 처리제로 사용되는 퍼플루오로알킬 변성 유기실란에 대한 기술이 미국등록특허 제6255516호 및 일본공개특허 제2002-205995호 개시되어 있다. 상기 특허에는 퍼플루오로알킬에틸렌을 염화실란과 부가 반응시켜 퍼플루오로알킬 변성 염화실란을 제조한 후, 염소 관능기를 알코올 관능기로 치환하여 퍼플루오로알킬 변성 유기실란을 제조하는 기술이 개시되어 있다.A technique for perfluoroalkyl-modified organosilanes used as the surface treatment agent described above is disclosed in U.S. Patent No. 6255516 and Japanese Patent Laid-Open No. 2002-205995. This patent discloses a perfluoroalkyl-modified organosilane produced by preparing a perfluoroalkyl-modified chlorosilane by the addition reaction of perfluoroalkylethylene with a chlorosilane and then replacing the chlorine functional group with an alcohol functional group .
그러나, 상술한 제조 방법은 퍼플루오로알킬 변성 염화실란의 염소 관능기를 알코올 관능기로 치환하는 과정에서 유독한 염산 가스가 발생되기 때문에 상기 염산 가스를 처리하기 위한 고 비용의 폐 염산 가스 처리 설비가 요구된다. 또한, 상술한 방법으로 형성된 퍼플루오로알킬 변성 염화실란은 수분에 대하여 너무 민감하여 대기환경의 수분으로부터 특별히 잘 격리시키지 않으면, 염산 가스가 발생하면서 가수분해 반응이 진행되어 제품의 순도가 감소되는 문제점이 있다.However, since the above-mentioned production method generates poisonous hydrochloric acid gas in the process of replacing the chlorine functional group of the perfluoroalkyl-modified chlorosilane with the alcohol functional group, a high cost waste hydrochloric acid gas treatment facility for treating the hydrochloric acid gas is required do. In addition, the perfluoroalkyl-modified chlorosilane formed by the above-mentioned method is too sensitive to moisture, and if the chlorosilane gas is generated, the hydrolysis reaction proceeds and the purity of the product is reduced .
또한, 퍼플루오로알킬에틸렌을 알콕시실란과 부가 반응시켜 퍼플루오로알킬 변성 유기실란을 직접 제조하는 방법이 제시되었으나 이러한 방법은 반응 수율이 너무 낮고, 알킬알코올 교환 반응과 수소 알코올 교환 반응에 의하여 부 반응물이 많이 생성되므로 높은 순도의 제품을 얻을 수 없는 단점이 있다.Further, a method of directly producing perfluoroalkyl-modified organosilane by the addition reaction of perfluoroalkylethylene with an alkoxysilane has been proposed. However, this method has a problem that the yield of reaction is too low, and the reaction rate of the alkyl alcohol- There is a disadvantage that a product of high purity can not be obtained because a large amount of reactants are produced.
또한, 열분해 개시제와 금속 환원제를 사용하여 상기 퍼플루오로알킬 변성 유기실란을 제조하는 기술은 열분해 개시제의 사용으로 생성되는 부가 반응물과 반응시 생성되는 유기실란의 부가 반응물이 잔존하고 있어 이를 제거하기가 어렵고, 일반적으로 사용되는 알칼리 금속 화원제는 요오드 원자를 수소 원자로 치환하기에는 낮은 수율과 제품의 정제시 제거가 용이하지 않은 문제점이 있다. 또한, 상기 반응은 1차, 2차 반응 단계별로 구분됨에 따라 제조 설비 다양화로 이어져 투자 비용이 증가하고, 제조의 과정이 복잡해지며, 공정 시간이 늘어남에 따라서 제조 비용이 증가하는 문제가 있다.In addition, a technique for producing the perfluoroalkyl-modified organosilane by using a thermal decomposition initiator and a metal reducing agent is a technique in which an addition reaction product formed by the use of a thermal decomposition initiator and an addition reaction product of an organosilane produced during the reaction remain, The alkali metalating agent generally used has a problem in that it is not easy to remove the iodine atom at the time of purifying the product and a low yield to replace the hydrogen atom with the hydrogen atom. In addition, since the reaction is divided into the first and second reaction steps, the production cost is increased due to the diversification of production facilities, the investment cost is increased, the manufacturing process is complicated, and the process time is increased.
본 발명의 목적은 열분해 라디칼 개시제의 부가 반응을 억제하고 요오드 환원을 수월하게 함으로써 높은 수율 및 높은 순도로 퍼플루오로 알킬알콕시 실란을 형성할 수 있고, 유독 가스인 염소 가스가 발생되지 않아 가스 정화 시설 등의 환경적인 부담이 적고, 값비싼 금속 촉매와 수소 가스를 사용하지 않기 때문에 쉽고 경제적으로 제조할 수 있는 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a process for producing perfluoroalkylalkoxysilane which can form perfluoroalkylalkoxysilane with high yield and high purity by suppressing addition reaction of pyrolysis radical initiator and facilitating iodine reduction, And a method for producing perfluoroalkyl-modified organosilane which can be produced easily and economically because expensive metal catalyst and hydrogen gas are not used.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 퍼플루오로알킬 요오드 화합물과 이중 결합을 포함하는 유기실란의 혼합물에 열분해 라디칼 개시제 및 주석계 유기금속화합물 첨가하는 단계를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a perfluoroalkyl iodide compound, which comprises adding a thermal decomposition radical initiator and a tin-based organometal compound to a mixture of a perfluoroalkyl iodide compound and an organosilane containing a double bond, There is provided a process for producing a perfluoroalkyl-modified organosilane represented by the general formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
Rf-[CH2]n-Si(CH3)3- aORa R f - [CH 2 ] n -Si (CH 3 ) 3- a OR a
(상기 화학식 1에서, 상기 Rf는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상 퍼플루오로알킬이고, 상기 R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기이며, 상기 n은 2 내지 6의 정수이고, 상기 a는 2 또는 3이다)(Wherein R f is a straight or branched perfluoroalkyl having 1 to 12 carbon atoms, R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, n is an integer of 2 to 6, 2 or 3)
상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.The perfluoroalkyl iodide compound may be represented by the following general formula (2).
[화학식 2](2)
Rf-IR f -I
(상기 화학식 2에서, 상기 Rf는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상 퍼플루오로알킬이다)(Wherein R f is a straight or branched perfluoroalkyl having 1 to 12 carbon atoms)
상기 이중 결합을 포함하는 유기실란은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.The organosilane containing the double bond may be represented by the following formula (3).
[화학식 3](3)
CH2CH(CH2)m-Si(CH3)3- aORa CH 2 CH (CH 2 ) m -Si (CH 3 ) 3- a OR a
(상기 화학식 3에서, 상기 m 은 0 내지 4의 정수이며, 상기 R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, 상기 a는 2 또는 3이다)(Wherein m is an integer of 0 to 4, R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a is 2 or 3)
상기 열분해 라디칼 개시제와 상기 주석계 유기금속화합물은 순차적으로 투입할 수 있다.The pyrolysis radical initiator and the tin-based organometallic compound may be introduced sequentially.
상기 열분해 라디칼 개시제를 55 내지 60℃에서 투입하고, 온도를 10 내지 25℃로 낮춘 후, 상기 주석계 유기금속화합물을 투입할 수 있다.The pyrolysis radical initiator may be added at 55 to 60 ° C, the temperature may be lowered to 10 to 25 ° C, and then the tin-based organometallic compound may be introduced.
상기 열분해 라디칼 개시제를 투입하고 60 내지 80℃에서 6 내지 8 시간 동안 교반할 수 있다.The pyrolysis radical initiator may be added and stirred at 60 to 80 ° C for 6 to 8 hours.
상기 주석계 유기금속화합물을 투입하고 10 내지 25℃에서 4 내지 8 시간 동안 교반할 수 있다.The tin-based organometallic compound may be added and stirred at 10 to 25 ° C for 4 to 8 hours.
상기 열분해 라디칼 개시제의 투입은 상기 열분해 라디칼 개시제를 에테르 계열의 용매 100 중량부에 10 내지 20 중량부로 녹여 개시제 용액을 제조하고, 상기 제조된 개시제 용액을 0.2 내지 0.5ml/s의 속도로 투입할 수 있다.The pyrolysis radical initiator may be added by dissolving the pyrolysis radical initiator in an amount of 10 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the ether-based solvent to prepare an initiator solution, and the initiator solution may be added at a rate of 0.2 to 0.5 ml / s have.
상기 주석계 유기금속화합물의 투입은 0.5 내지 1.0ml/s의 속도로 투입할 수 있다.The tin-based organometallic compound may be introduced at a rate of 0.5 to 1.0 ml / s.
상기 주석계 유기금속화합물은 트리알킬틴 하이드라이드(trialkyl tin hydride, 상기 알킬은 탄소수 1 내지 4의 직쇄상 또는 분지상 알킬기임)일 수 있다.The tin-based organometallic compound may be a trialkyl tin hydride (wherein the alkyl is a straight or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms).
상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물과 상기 이중 결합을 포함하는 유기실란의 혼합물은 상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물과 상기 이중 결합을 포함하는 유기실란을 1:1 내지 1:1.2의 몰비로 포함할 수 있다.The mixture of the perfluoroalkyl iodide compound and the organosilane containing the double bond may contain the perfluoroalkyl iodide compound and the organosilane containing the double bond in a molar ratio of 1: 1 to 1: 1.2 .
상기 열분해 라디칼 개시제는 상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물 1 몰부에 대하여 0.01 내지 0.1 몰부로 투입될 수 있다.The pyrolysis radical initiator may be added in an amount of 0.01 to 0.1 mole based on 1 mole of the perfluoroalkyl iodide compound.
상기 주석계 유기금속화합물은 상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물 1 몰부에 대하여 1 내지 1.2 몰부로 투입될 수 있다.The tin-based organometallic compound may be added in an amount of 1 to 1.2 moles per mole of the perfluoroalkyl iodide compound.
상기 제조된 퍼플루오로알킬 변성 유기실란을 0.5 내지 1.0 torr 압력하 40 내지 55℃에서 감압 증류하여 용매 및 미반응 출발물질을 제거하고, 0.5 내지 1.0 torr 압력하 65 내지 85℃에서 감압 증류하여 상기 퍼플루오로알킬 변성 유기실란을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다.The perfluoroalkyl-modified organosilane thus produced is distilled under reduced pressure at 40 to 55 ° C under a pressure of 0.5 to 1.0 torr to remove the solvent and unreacted starting material and distillation under reduced pressure at 65 to 85 ° C under a pressure of 0.5 to 1.0 torr, To obtain a perfluoroalkyl-modified organosilane.
본 발명의 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법은 열분해 라디칼 개시제의 부가 반응을 억제하고 요오드 환원을 수월하게 함으로써 높은 수율 및 높은 순도로 퍼플루오로 알킬알콕시 실란을 형성할 수 있고, 유독 가스인 염소 가스가 발생되지 않아 가스 정화 시설 등의 환경적인 부담이 적고, 값비싼 금속 촉매와 수소 가스를 사용하지 않기 때문에 쉽고 경제적으로 제조할 수 있다.The process for producing perfluoroalkyl-modified organosilanes according to the present invention can form perfluoroalkylalkoxysilanes with high yield and high purity by suppressing addition reaction of pyrolysis radical initiator and facilitating iodine reduction, Since chlorine gas is not generated, environmental burden such as a gas purification facility is small, and expensive metal catalyst and hydrogen gas are not used, so that it can be manufactured easily and economically.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 오히려, 여기서 개시되는 실시예들은 본 발명의 사상이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공하는 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail to enable those skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. However, it should be understood that the present invention is not limited to the following embodiments, and various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art.
본 발명의 일 실시예에 따른 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법은 퍼플루오로알킬 요오드 화합물과 이중 결합을 포함하는 유기실란의 혼합물에 열분해 라디칼 개시제 및 주석계 유기금속화합물 첨가하는 단계를 포함한다. The process for preparing a perfluoroalkyl-modified organosilane according to an embodiment of the present invention includes the step of adding a thermal decomposition radical initiator and a tin-based organometallic compound to a mixture of a perfluoroalkyl iodide compound and an organosilane containing a double bond do.
즉, 상기 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법은 유독 가스인 염산 가스가 생성되지 않아 가스 정화 설비비 등을 절감할 수 있으며, 높은 수율 및 높은 순도를 갖는 퍼플루오로알킬 변성 유기실란을 수득할 수 있다.That is, the process for producing the perfluoroalkyl-modified organosilane can reduce the cost of gas purification equipment due to the absence of hydrochloric acid gas, which is a toxic gas, and can obtain a perfluoroalkyl-modified organosilane having a high yield and high purity .
또한, 상기 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법은 주석계 유기금속화합물을 사용함으로써 상기 반응을 중간 생성물을 분리하거나 정제하지 않고 1 단계로 진행할 수 있고, 분해된 열분해 라디칼 개시제의 부가 반응을 억제하고, 요오드 환원을 수월하게 함으로써 높은 수율 및 높은 순도로 퍼플루오로 알킬알콕시 실란을 형성할 수 있고, 값비싼 금속 촉매와 수소 가스를 사용하지 않기 때문에 쉽고 경제적으로 제조할 수 있다.Also, the process for producing the perfluoroalkyl-modified organosilane can be carried out in one step without separating or purifying the intermediate product by using the tin-based organometallic compound, and the addition reaction of the decomposed pyrolysis radical initiator is suppressed And the iodine reduction is facilitated, whereby the perfluoroalkylalkoxysilane can be formed with high yield and high purity, and since expensive metal catalyst and hydrogen gas are not used, it can be easily and economically produced.
상기 유기실란은 알킬알콕시실란일 수 있으며, 상기 퍼플루오로알킬 변성 유기실란은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.The organosilane may be an alkylalkoxysilane, and the perfluoroalkyl-modified organosilane may be represented by the following general formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
Rf-[CH2]n-Si(CH3)3- aORa R f - [CH 2 ] n -Si (CH 3 ) 3- a OR a
상기 화학식 1에서, 상기 Rf는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상 퍼플루오로알킬이고, 구체적으로 퍼플루오로메틸, 퍼플루오로에틸, 퍼플루오로프로필, 퍼플루오로부틸, 퍼플루오로펜틸, 퍼플루오로헥실, 퍼플루오로헵틸, 퍼플루오로옥틸, 퍼플루오로노닐, 퍼플루오로데실, 퍼플루오로운데실, 퍼플루오로도데실일 수 있다.In the above formula (1), R f is a straight or branched perfluoroalkyl having 1 to 12 carbon atoms, specifically, perfluoromethyl, perfluoroethyl, perfluoropropyl, perfluorobutyl, perfluoro Pentyl, perfluorohexyl, perfluoroheptyl, perfluorooctyl, perfluorononyl, perfluorodecyl, perfluoroundecyl, perfluorododecyl.
상기 R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기이며, 구체적으로 메틸, 에틸, 프로필, n-부틸, iso-부틸, tert-부틸일 수 있다.R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and may specifically be methyl, ethyl, propyl, n-butyl, iso-butyl or tert-butyl.
상기 n은 2 내지 6의 정수이고, 상기 a는 2 또는 3이다.N is an integer of 2 to 6, and a is 2 or 3;
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-4로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 화학식으로 표시되는 화합물일 수 있다.Specifically, the compound represented by the formula (1) may be a compound represented by any one of the formulas (1-1) to (1-4).
[화학식 1-1][Formula 1-1]
[화학식 1-2][Formula 1-2]
[화학식 1-3][Formula 1-3]
[화학식 1-4][Formula 1-4]
상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.The perfluoroalkyl iodide compound may be represented by the following general formula (2).
[화학식 2](2)
Rf-IR f -I
상기 화학식 2에서, 상기 Rf는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상 퍼플루오로알킬이고, 구체적으로 퍼플루오로메틸, 퍼플루오로에틸, 퍼플루오로프로필, 퍼플루오로부틸, 퍼플루오로펜틸, 퍼플루오로헥실, 퍼플루오로헵틸, 퍼플루오로옥틸, 퍼플루오로노닐, 퍼플루오로데실, 퍼플루오로운데실, 퍼플루오로도데실일 수 있다.In the above formula (2), R f is a straight or branched perfluoroalkyl having 1 to 12 carbon atoms, specifically, perfluoromethyl, perfluoroethyl, perfluoropropyl, perfluorobutyl, perfluoro Pentyl, perfluorohexyl, perfluoroheptyl, perfluorooctyl, perfluorononyl, perfluorodecyl, perfluoroundecyl, perfluorododecyl.
구체적으로, 상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물은 퍼플루오로프로필요오드, 퍼플루오로부틸요오드, 퍼플루오로옥틸요오드, 퍼플루오로데실요오드 등의 직쇄상의 퍼플루오로알킬요오드 또는 퍼플루오로이소프로필요오드, 퍼플루오로이소부틸요오드 등의 분지상의 퍼플루오로알킬요오드 등을 포함할 수 있다.Specifically, the perfluoroalkyl iodide compound may be a perfluoroalkyl iodide such as perfluoropropyl iodide, perfluorobutyl iodide, perfluorooctyl iodide or perfluorodecyl iodide, or a perfluoroalkyl iodide such as perfluoroisopropyl iodide Iodine, and perfluoro isobutyl iodide; and the like.
더욱 구체적으로, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1 및 2-2로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 화학식으로 표시되는 화합물일 수 있다.More specifically, the compound represented by the formula (2) may be a compound represented by any one of the following formulas (2-1) and (2-2).
[화학식 2-1][Formula 2-1]
[화학식 2-2][Formula 2-2]
상기 이중 결합을 포함하는 유기실란은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.The organosilane containing the double bond may be represented by the following formula (3).
[화학식 3](3)
CH2CH(CH2)m-Si(CH3)3- aORa CH 2 CH (CH 2 ) m -Si (CH 3 ) 3- a OR a
상기 화학식 3에서, 상기 R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기이며, 구체적으로 메틸, 에틸, 프로필, n-부틸, iso-부틸, tert-부틸일 수 있다.In Formula 3, R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and may specifically be methyl, ethyl, propyl, n-butyl, iso-butyl or tert-butyl.
상기 m 은 0 내지 4의 정수이며, 상기 a는 2 또는 3이다.M is an integer of 0 to 4, and a is 2 or 3;
구체적으로, 상기 이중 결합을 포함하는 유기실란은 비닐이 치환된 트리알콕시실란과 비닐이 치환된 메틸디알콕시실란, 알릴 관능기가 치환된 트리알콕시실란, 알릴 관능기가 치환된 메틸디알콕시실란 및 기타 부가 반응이 가능한 이중결합을 포함하는 알킬 관능기를 갖는 알콕시실란 등을 포함할 수 있다.Specifically, the organosilane containing a double bond may be prepared by reacting a vinyl-substituted trialkoxysilane and a vinyl-substituted methyldialkoxysilane, an allyl functional group-substituted trialkoxysilane, an allyl functional group-substituted methyldialkoxysilane, An alkoxysilane having an alkyl functional group containing a double bond capable of reacting, and the like.
더욱 구체적으로, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3-1 및 3-2로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 화학식으로 표시되는 화합물일 수 있다.More specifically, the compound represented by the formula (3) may be a compound represented by any one of the following formulas (3-1) and (3-2).
[화학식 3-1][Formula 3-1]
[화학식 3-2][Formula 3-2]
상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물과 상기 이중 결합을 포함하는 유기실란의 혼합물은 상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물과 상기 이중 결합을 포함하는 유기실란을 1:1 내지 1:1.2의 몰비로 포함할 수 있다. 상기 이중 결합을 포함하는 유기실란의 함량이 1 몰비 미만인 경우 미반응 퍼플루오르알킬의 부가 반응이 일어날 수 있고, 1.2 몰비를 초과하는 경우 유기실란의 이중결합이 단일결합으로 변하면서 변성 유기실란이 생성할 수 있다.The mixture of the perfluoroalkyl iodide compound and the organosilane containing the double bond may contain the perfluoroalkyl iodide compound and the organosilane containing the double bond in a molar ratio of 1: 1 to 1: 1.2 . If the content of the organic silane containing the double bond is less than 1 molar, an unreacted perfluoroalkyl addition reaction may occur. If the content of the organic silane exceeds 1.2 molar ratio, the double bond of the organic silane may be changed into a single bond, can do.
상기 열분해 개시제는 아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 벤조일 퍼옥시드(BPO), 라우릴 퍼옥시드, 아조비스이소카프로니트릴, 아조비스이소발레로니트릴, t-부틸 히드로 퍼옥시드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.The pyrolysis initiator may be at least one selected from the group consisting of azobisisobutyronitrile (AIBN), benzoyl peroxide (BPO), lauryl peroxide, azobisisocapronitrile, azobisisovaleronitrile, t-butyl hydroperoxide, May be used.
상기 주석계 유기금속화합물은 트리알킬틴 하이드라이드(trialkyl tin hydride, 상기 알킬은 탄소수 1 내지 4의 직쇄상 또는 분지상 알킬기임)일 수 있고, 구체적으로 하기 화학식 4-1로 표시되는 트리메틸틴 하이드라이드 또는 하기 화학식 4-2로 표시되는 트리부틸틴 하이드라이드일 수 있다.The tin-based organometallic compound may be trialkyltin hydride (wherein the alkyl is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), specifically trimethyltin hydride represented by the following formula 4-1 Or a tributyl tin hydride represented by the following formula (4-2).
[화학식 4-1][Formula 4-1]
[화학식 4-2][Formula 4-2]
상기 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법은 상기 열분해 라디칼 개시제와 상기 주석계 유기금속화합물을 순차적으로 투입할 수 있으며, 이 경우 상기 열분해 라디칼 개시제를 먼저 투입하고, 다음으로 상기 주석계 유기금속화합물을 투입할 수 있다.The perfluoroalkyl-modified organosilane may be prepared by sequentially introducing the pyrolysis radical initiator and the tin-based organometallic compound. In this case, the pyrolysis radical initiator is first introduced, and then the tin- .
이때, 상기 열분해 라디칼 개시제는 55 내지 60℃의 온도에서 투입하는 것이 개시제의 반응성을 제어할 수 있다는 점에서 바람직하다.At this time, it is preferable that the pyrolysis radical initiator is added at a temperature of 55 to 60 ° C in that the reactivity of the initiator can be controlled.
또한, 상기 열분해 라디칼 개시제를 투입하고 60 내지 80℃에서 6 내지 8 시간 동안 교반하는 것이 바람직하다.The pyrolysis radical initiator may be added and stirred at 60 to 80 ° C for 6 to 8 hours.
또한, 상기 열분해 라디칼 개시제는 상기 열분해 라디칼 개시제를 에테르 계열의 용매 100 중량부에 10 내지 20 중량부로 녹여 개시제 용액을 제조하고, 상기 제조된 개시제 용액을 0.2 내지 0.5ml/s의 속도로 투입할 수 있다. 상기와 같이 열분해 라디칼 개시제를 에테르 계열의 용매에 녹인 개시제 용액을 사용하는 경우 라디칼 개시제의 부가반응을 억제할 수 있다는 점에서 바람직하고, 상기 0.5ml/s를 초과하는 경우 과발열로 인한 문제가 있을 수 있다.In addition, the pyrolysis radical initiator may be prepared by dissolving the pyrolysis radical initiator in an amount of 10 to 20 parts by weight in 100 parts by weight of an ether-based solvent to prepare an initiator solution, and the prepared initiator solution may be added at a rate of 0.2 to 0.5 ml / s have. In the case of using the initiator solution in which the thermal decomposition radical initiator is dissolved in the ether-based solvent as described above, the addition reaction of the radical initiator can be suppressed. If it exceeds 0.5 ml / s, .
상기 에테르 계열의 용매는 디에틸 에테르, 테트라하이드로푸란, 1,4-디옥산, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등과 같은 에테르와 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 프로피오네이트, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트 등과 같은 글리콜 에테르를 들 수 있다.The ether-based solvent may be selected from ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, methyl cellosolve, butyl cellosolve and the like, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol mono Glycol ethers such as methyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether propionate, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate and the like.
한편, 상기 주석계 유기금속화합물은 상기 온도를 10 내지 25℃로 낮춘 후 투입하는 것이 과발열을 방지 할 수 있다는 점에서 바람직하다.On the other hand, the tin-based organometallic compound is preferably added in such a manner that the temperature is lowered to 10 to 25 ° C and then the over-heating can be prevented.
또한, 상기 주석계 유기금속화합물을 투입하고 10 내지 25℃에서 4 내지 8 시간 동안 교반하는 것이 바람직하다.Further, it is preferable to add the tin-based organometallic compound and stir at 10 to 25 캜 for 4 to 8 hours.
상기 주석계 유기금속화합물은 0.5 내지 1.0ml/s의 속도로 투입할 수 있고, 상기 투입 속도가 1.0ml/s를 초과하는 경우 과발열로 인한 문제가 있을 수 있다.The tin-based organometallic compound can be introduced at a rate of 0.5 to 1.0 ml / s, and when the charging rate exceeds 1.0 ml / s, there may be a problem due to heat generation.
상기 열분해 라디칼 개시제는 상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물 1 몰부에 대하여 0.01 내지 0.1 몰부로 투입될 수 있다. 상기 열분해 라디칼 개시제의 함량이 0.01 몰부 미만인 경우 미반응물이 잔존하는 문제가 있을 수 있고, 0.1 몰부를 초과하는 경우 라디칼 개시제의 부가반응으로 인한 정제시 제거의 문제가 있을 수 있다.The pyrolysis radical initiator may be added in an amount of 0.01 to 0.1 mole based on 1 mole of the perfluoroalkyl iodide compound. If the content of the thermal decomposition radical initiator is less than 0.01 molar part, unreacted materials may remain. If the content of the thermal initiator exceeds 0.1 molar part, there may be a problem of removal during purification due to the addition reaction of the radical initiator.
상기 주석계 유기금속화합물은 상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물 1 몰부에 대하여 1 내지 1.2 몰부로 투입될 수 있다. 상기 주석계 유기금속화합물의 함량이 1 몰부 미만인 경우 미반응물이 잔존하는 문제가 있을 수 있고, 1.2 몰부를 초과하는 경우 유기금속화합물의 분해로 인한 메탈 함량이 증가하는 문제가 있을 수 있다.The tin-based organometallic compound may be added in an amount of 1 to 1.2 moles per mole of the perfluoroalkyl iodide compound. If the content of the tin-based organic metal compound is less than 1 part by mole, unreacted materials may remain. If the content of the tin-based organic metal compound exceeds 1.2 parts by mole, the metal content due to decomposition of the organometallic compound may increase.
상기 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법은 상기 반응 완료된 반응물을 0.5 내지 1.0 torr 압력하 40 내지 55℃에서 감압 증류하여 용매 및 미반응 출발물질을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 1차 감압 증류의 압력이 0.5 torr 미만인 경우 라디칼 개시제의 부가반응물과 유기실란의 이중결합이 분해되어 발생한 알킬 실란의 제거의 문제가 있을 수 있고, 1.0 torr를 초과하는 경우 감압 증류 후 최종물질이 함유될 수 있는 문제가 있을 수 있다. 상기 1차 감압 증류의 온도가 40℃ 미만인 경우 라디칼 개시제의 부가반응물과 유기실란의 이중결합이 분해되어 발생한 알킬 실란의 제거의 문제가 있을 수 있고, 55℃를 초과하는 경우 감압 증류 후 최종물질이 함유될 수 있는 문제가 있을 수 있다.The process for preparing perfluoroalkyl-modified organosilane may further include distilling the reaction product at a temperature of from 40 to 55 ° C under a pressure of from 0.5 to 1.0 torr to remove the solvent and unreacted starting material. If the pressure of the first vacuum distillation is less than 0.5 torr, the addition reaction of the radical initiator and the double bond of the organosilane may be decomposed to remove the alkylsilane. If the pressure is more than 1.0 torr, There may be a problem that can be contained. If the temperature of the first vacuum distillation is less than 40 ° C, there may be a problem of removing the alkylsilane formed by decomposition of the double bond of the radical initiator and the double bond of the organosilane. If the temperature exceeds 55 ° C, There may be a problem that can be contained.
또한, 상기 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법은 상기 1차 감압 증류 후 남아 있는 최종 반응물을 0.5 내지 1.0 torr 압력하 65 내지 85 ℃에서 2차 감압 증류하여 최종 물질을 얻어 내고자 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 2차 감압 증류의 압력이 0.5 torr 미만인 경우 환원제로 사용하는 유기금속화합물 부 반응물이 동시에 증류되어 최종물질과 동시에 받아 짐으로써 메탈 함유의 문제가 있을 수 있고, 1.0 torr를 초과하는 경우 증류의 시간이 늘어나는 문제가 있을 수 있다. 상기 2차 감압 증류의 온도가 85℃를 초과하는 경우 환원제로 사용하는 유기금속화합물 부 반응물이 동시에 증류되어 최종물질과 동시에 받아 짐으로써 메탈 함유의 문제가 있을 수 있다.
The process for producing the perfluoroalkyl-modified organosilane may further include the step of subjecting the final reactant remaining after the first vacuum distillation to a second vacuum distillation at a temperature of from 65 to 85 ° C under a pressure of from 0.5 to 1.0 torr to obtain a final product . If the pressure of the second vacuum distillation is less than 0.5 torr, there may be a problem of metal inclusion due to simultaneous distillation of the organometallic compound reactant used as a reducing agent and simultaneous distillation with the final material. If the pressure exceeds 1.0 torr, There may be an increasing problem. If the temperature of the second vacuum distillation exceeds 85 ° C, there may be a metal content problem because the reactants of the organometallic compound used as a reducing agent are simultaneously distilled and simultaneously received with the final material.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명하나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명의 한 형태를 예시하는 것에 불과할 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예 및 실험예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described concretely with reference to Examples. However, the following Examples and Experimental Examples are merely illustrative of one form of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following Examples and Experimental Examples .
(( 실시예Example 1) One)
트리데카플루오르헥실아이오다이드(TDFHI), 트리메톡시비닐실란(TMOVS)을 1:1.1 몰 비로 하여 환류기가 설치된 3구 플라스크에 넣은 후 교반을 하면서 60℃로 가열하였다. 플라스크의 내부온도가 충분히 가열되면 열분해 라디칼 개시제인 아조비스부틸니트릴(AIBN)을 에테르 계열의 용매에 녹인 후 교반되고 있는 플라스크에 1초당 0.5ml 정도씩 천천히 적하하고, 외부가열 온도를 중지하였다. 이후 적하가 완료되면 다시 외부 가열 온도를 60℃로 설정하여 6시간을 교반하였다. 이 후 플라스크의 내부 온도를 상온(25℃)로 내려 주고 트리부틸틴하이드라이드(TBTH)를 전체 반응물의 1몰비로 하여 플라스크 내부로 1초당 1ml의 속도로 적하하였다. 이 후 추가적으로 4시간을 더 교반한 후, 1torr, 50℃에서 감압 증류하여 사용한 용매 및 미 반응물을 제거하고, 다시 온도를 1torr에서 20℃로 하여 열분해 라디칼 개시제 미 반응물을 제거하였다. 이 후 1torr에서 80℃ 온도 조건에서 감압 증류를 진행하여 1H,H,2H,2H-Perfluorooctyltrimethoxysilane을 70%의 수율로 수득하였다.(TDFHI) and trimethoxyvinylsilane (TMOVS) were fed into a three-necked flask equipped with a reflux condenser at a molar ratio of 1: 1.1, and then heated to 60 DEG C while stirring. When the internal temperature of the flask was sufficiently heated, azobisbutylnitrile (AIBN), which is a pyrolysis radical initiator, was dissolved in an ether-based solvent, and 0.5 ml / sec was dropped slowly into the stirred flask, and the external heating temperature was stopped. Thereafter, when the dropwise addition was completed, the external heating temperature was again set to 60 DEG C and stirred for 6 hours. Thereafter, the internal temperature of the flask was lowered to room temperature (25 DEG C), and tributyltin hydride (TBTH) was added at a rate of 1 ml per 1 second into the flask at a ratio of 1 mol of the total reactants. After stirring for an additional 4 hours, the solvent and unreacted materials were distilled off under reduced pressure at 1 torr and 50 ° C, and the temperature of the pyrolysis radical initiator was further reduced to 20 ° C at a temperature of 1 torr. Thereafter, vacuum distillation was carried out at a temperature of 80 ° C at 1 torr to obtain 1H, H, 2H, 2H-Perfluorooctyltrimethoxysilane in a yield of 70%.
1H-NMR(CDCl3): δ=0.83(m, 2H), 2.13(m, 2H), 3.56(s, 9H) 1 H-NMR (CDCl 3) : δ = 0.83 (m, 2H), 2.13 (m, 2H), 3.56 (s, 9H)
13C-NMR(CDCl3): δ=115-120(m, F-C), 50.90(s, CH3), 25.05(t, CH2), -0.5(s, CH2)
13 C-NMR (CDCl 3) : δ = 115-120 (m, FC), 50.90 (s, CH 3), 25.05 (t, CH 2), -0.5 (s, CH 2)
(( 실시예Example 2) 2)
트리데카플루오르헥실아이오다이드(TDFHI), 트리에톡시비닐실란(TEOVS)을 1:1.1 몰 비로 하여 환류기가 설치된 3구 플라스크에 넣은 후 교반을 하면서 60℃로 가열하였다. 플라스크의 내부온도가 충분히 가열되면 열분해 라디칼 개시제인 아조비스부틸니트릴(AIBN)을 에테르 계열의 용매에 녹인 후 교반되고 있는 플라스크에 1초당 0.5ml 정도씩 천천히 적하하고, 외부가열 온도를 중지하였다. 이후 적하가 완료되면 다시 외부 가열 온도를 60℃로 설정하여 6시간을 교반하였다. 이 후 플라스크의 내부 온도를 상온(25℃)로 내려 주고 트리부틸틴하이드라이드(TBTH)를 전체 반응물의 1몰비로 하여 플라스크 내부로 1초당 1ml의 속도로 적하하였다. 이 후 추가적으로 4시간을 더 교반한 후, 1torr, 70℃에서 감압 증류하여 사용한 용매 및 미 반응물을 제거하였다. 이 후 1torr에서 90℃ 온도 조건에서 감압 증류를 진행하여 1H,H,2H,2H-Perfluorooctyltriethoxysilane을 70%의 수율로 수득하였다.(TDFHI) and triethoxyvinylsilane (TEOVS) were fed into a three-necked flask equipped with a reflux condenser at a molar ratio of 1: 1.1, and then heated to 60 DEG C while stirring. When the internal temperature of the flask was sufficiently heated, azobisbutylnitrile (AIBN), which is a pyrolysis radical initiator, was dissolved in an ether-based solvent, and 0.5 ml / sec was dropped slowly into the stirred flask, and the external heating temperature was stopped. Thereafter, when the dropwise addition was completed, the external heating temperature was again set to 60 DEG C and stirred for 6 hours. Thereafter, the internal temperature of the flask was lowered to room temperature (25 DEG C), and tributyltin hydride (TBTH) was added at a rate of 1 ml per 1 second into the flask at a ratio of 1 mol of the total reactants. After stirring for an additional 4 hours, the solvent and unreacted materials were removed by distillation under reduced pressure at 70 ° C under 1 torr. Thereafter, the distillation under reduced pressure was carried out at a temperature of from 1 torr to 90 ° C to obtain 1H, H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane in a yield of 70%.
1H-NMR(CDCl3): δ=0.89(m, 2H), 1.18(s, 9H), 2.23(m, 2H), 3.86(m, 6H) 1 H-NMR (CDCl 3) : δ = 0.89 (m, 2H), 1.18 (s, 9H), 2.23 (m, 2H), 3.86 (m, 6H)
13C-NMR(CDCl3): δ=115-120(m, F-C), 45.50(s, CH2), 21.05(t, CH2), 15.10(s, CH3), -0.55(s, CH2)
13 C-NMR (CDCl 3) : δ = 115-120 (m, FC), 45.50 (s, CH 2), 21.05 (t, CH 2), 15.10 (s, CH 3), -0.55 (s, CH 2 )
(( 실시예Example 3) 3)
노나플루오르부틸아이오다이드(NFBI), 트리메톡시비닐실란(TMOVS)을 1:1.1 몰 비로 하여 환류기가 설치된 3구 플라스크에 넣은 후 교반을 하면서 60℃로 가열하였다. 플라스크의 내부온도가 충분히 가열되면 열분해 라디칼 개시제인 아조비스부틸니트릴(AIBN)을 에테르 계열의 용매에 녹인 후 교반되고 있는 플라스크에 1초당 0.5ml 정도씩 천천히 적하하고, 외부가열 온도를 중지하였다. 이후 적하가 완료되면 다시 외부 가열 온도를 60℃로 설정하여 6시간을 교반하였다. 이 후 플라스크의 내부 온도를 상온(25℃)로 내려 주고 트리부틸틴하이드라이드(TBTH)를 전체 반응물의 1몰비로 하여 플라스크 내부로 1초당 1ml의 속도로 적하하였다. 이 후 추가적으로 4시간을 더 교반한 후, 1torr, 40℃에서 감압 증류하여 1H,H,2H,2H-Perfluorohexyltrimethoxysilane을 75%의 수율로 수득하였다.Nonafluorobutyl iodide (NFBI) and trimethoxyvinylsilane (TMOVS) were fed into a three-necked flask equipped with a reflux condenser at a molar ratio of 1: 1.1, and then heated to 60 DEG C with stirring. When the internal temperature of the flask was sufficiently heated, azobisbutylnitrile (AIBN), which is a pyrolysis radical initiator, was dissolved in an ether-based solvent, and 0.5 ml / sec was dropped slowly into the stirred flask, and the external heating temperature was stopped. Thereafter, when the dropwise addition was completed, the external heating temperature was again set to 60 DEG C and stirred for 6 hours. Thereafter, the internal temperature of the flask was lowered to room temperature (25 DEG C), and tributyltin hydride (TBTH) was added at a rate of 1 ml per 1 second into the flask at a ratio of 1 mol of the total reactants. After further stirring for an additional 4 hours, distillation under reduced pressure at 1 Torr and 40 ° C yielded 1H, 2H, 2H-Perfluorohexyltrimethoxysilane in 75% yield.
1H-NMR(CDCl3): δ=0.81(m, 2H), 2.23(m, 2H), 3.66(s, 9H) 1 H-NMR (CDCl 3) : δ = 0.81 (m, 2H), 2.23 (m, 2H), 3.66 (s, 9H)
13C-NMR(CDCl3): δ=115-120(m, F-C), 51.90(s, CH3), 25.15(t, CH2), -0.61(s, CH2)
13 C-NMR (CDCl 3) : δ = 115-120 (m, FC), 51.90 (s, CH 3), 25.15 (t, CH 2), -0.61 (s, CH 2)
(( 실시예Example 4) 4)
노나플루오르부틸아이오다이드(NFBI), 트리에톡시비닐실란(TEOVS)을 1:1.1 몰 비로 하여 환류기가 설치된 3구 플라스크에 넣은 후 교반을 하면서 60℃로 가열하였다. 플라스크의 내부온도가 충분히 가열되면 열분해 라디칼 개시제인 아조비스부틸니트릴(AIBN)을 에테르 계열의 용매에 녹인 후 교반되고 있는 플라스크에 1초당 0.5ml 정도씩 천천히 적하하고, 외부가열 온도를 중지하였다. 이후 적하가 완료되면 다시 외부 가열 온도를 60℃로 설정하여 6시간을 교반하였다. 이 후 플라스크의 내부 온도를 상온(25℃)로 내려 주고 트리부틸틴하이드라이드(TBTH)를 전체 반응물의 1몰비로 하여 플라스크 내부로 1초당 1ml의 속도로 적하하였다. 이 후 추가적으로 4시간을 더 교반한 후, 1torr, 40℃에서 감압 증류하여 1H,H,2H,2H-Perfluorohexyltriethoxysilane을 75%의 수율로 수득하였다.Nonafluorobutyl iodide (NFBI) and triethoxyvinylsilane (TEOVS) were fed into a three-necked flask equipped with a reflux condenser at a molar ratio of 1: 1.1, and then heated to 60 DEG C while stirring. When the internal temperature of the flask was sufficiently heated, azobisbutylnitrile (AIBN), which is a pyrolysis radical initiator, was dissolved in an ether-based solvent, and 0.5 ml / sec was dropped slowly into the stirred flask, and the external heating temperature was stopped. Thereafter, when the dropwise addition was completed, the external heating temperature was again set to 60 DEG C and stirred for 6 hours. Thereafter, the internal temperature of the flask was lowered to room temperature (25 DEG C), and tributyltin hydride (TBTH) was added at a rate of 1 ml per 1 second into the flask at a ratio of 1 mol of the total reactants. After further stirring for 4 hours, distillation under reduced pressure at 1 Torr and 40 ° C yielded 1H, 2H, 2H-perfluorohexyltriethoxysilane in a yield of 75%.
1H-NMR(CDCl3): δ=0.88(m, 2H), 1.17(s, 9H), 2.23(m, 2H), 3.85(m, 6H) 1 H-NMR (CDCl 3) : δ = 0.88 (m, 2H), 1.17 (s, 9H), 2.23 (m, 2H), 3.85 (m, 6H)
13C-NMR(CDCl3): δ=115-120(m, F-C), 45.51(s, CH2), 21.15(t, CH2), 15.11(s, CH3), -0.53(s, CH2) 13 C-NMR (CDCl 3) : δ = 115-120 (m, FC), 45.51 (s, CH 2), 21.15 (t, CH 2), 15.11 (s, CH 3), -0.53 (s, CH 2 )
Claims (11)
[화학식 1]
Rf-[CH2]n-Si(CH3)3- aORa
(상기 화학식 1에서, 상기 Rf는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상 퍼플루오로알킬이고, 상기 R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기이며, 상기 n은 2 내지 6의 정수이고, 상기 a는 2 또는 3이다)A process for producing a perfluoroalkyl-modified organosilane represented by the following formula (1), comprising the step of adding a thermal decomposition radical initiator and a tin-based organometallic compound to a mixture of a perfluoroalkyl iodide compound and an organosilane containing a double bond.
[Chemical Formula 1]
R f - [CH 2 ] n -Si (CH 3 ) 3- a OR a
(Wherein R f is a straight or branched perfluoroalkyl having 1 to 12 carbon atoms, R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, n is an integer of 2 to 6, 2 or 3)
상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물은 하기 화학식 2로 표시되고,
상기 이중 결합을 포함하는 유기실란은 하기 화학식 3으로 표시되는 것인 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법.
[화학식 2]
Rf-I
(상기 화학식 2에서, 상기 Rf는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상 퍼플루오로알킬이다)
[화학식 3]
CH2CH(CH2)m-Si(CH3)3- aORa
(상기 화학식 3에서, 상기 m 은 0 내지 4의 정수이며, 상기 R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, 상기 a는 2 또는 3이다)The method according to claim 1,
The perfluoroalkyl iodide compound is represented by the following general formula (2)
Wherein the double bond-containing organosilane is represented by the following general formula (3).
(2)
R f -I
(Wherein R f is a straight or branched perfluoroalkyl having 1 to 12 carbon atoms)
(3)
CH 2 CH (CH 2 ) m -Si (CH 3 ) 3- a OR a
(Wherein m is an integer of 0 to 4, R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a is 2 or 3)
상기 열분해 라디칼 개시제와 상기 주석계 유기금속화합물은 순차적으로 투입하며,
상기 열분해 라디칼 개시제를 55 내지 60℃에서 투입하고,
온도를 10 내지 25℃로 낮춘 후, 상기 주석계 유기금속화합물을 투입하는 것인 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법.The method according to claim 1,
The pyrolysis radical initiator and the tin-based organometallic compound are sequentially introduced,
The pyrolysis radical initiator is introduced at 55 to 60 DEG C,
Wherein the temperature is lowered to 10 to 25 占 폚, and then the tin-based organometallic compound is introduced.
상기 열분해 라디칼 개시제를 투입하고 60 내지 80℃에서 6 내지 8 시간 동안 교반하고,
상기 주석계 유기금속화합물을 투입하고 10 내지 25℃에서 4 내지 8 시간 동안 교반하는 것인 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법.3. The method of claim 2,
The pyrolysis radical initiator is added and stirred at 60 to 80 DEG C for 6 to 8 hours,
Wherein the tin-based organometallic compound is added and stirred at 10 to 25 DEG C for 4 to 8 hours.
상기 열분해 라디칼 개시제의 투입은
상기 열분해 라디칼 개시제를 에테르 계열의 용매 100 중량부에 10 내지 20 중량부로 녹여 개시제 용액을 제조하고,
상기 제조된 개시제 용액을 0.2 내지 0.5ml/s의 속도로 투입하는 것인 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법.3. The method of claim 2,
The addition of the pyrolysis radical initiator
Dissolving the pyrolysis radical initiator in 10 to 20 parts by weight in 100 parts by weight of an ether-based solvent to prepare an initiator solution,
Wherein the initiator solution is added at a rate of 0.2 to 0.5 ml / s.
상기 주석계 유기금속화합물의 투입은 0.5 내지 1.0ml/s의 속도로 투입하는 것인 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the introduction of the tin-based organometallic compound is carried out at a rate of 0.5 to 1.0 ml / s.
상기 주석계 유기금속화합물은 트리알킬틴 하이드라이드(trialkyl tin hydride, 상기 알킬은 탄소수 1 내지 4의 직쇄상 또는 분지상 알킬기임)인 것인 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the tin-based organometallic compound is a trialkyltin hydride (wherein the alkyl is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms).
상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물과 상기 이중 결합을 포함하는 유기실란의 혼합물은 상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물과 상기 이중 결합을 포함하는 유기실란을 1:1 내지 1:1.2의 몰비로 포함하는 것인 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the mixture of the perfluoroalkyl iodide compound and the organic silane containing the double bond comprises the perfluoroalkyl iodide compound and the organic silane containing the double bond in a molar ratio of 1: 1 to 1: 1.2 A process for producing a perfluoroalkyl-modified organosilane.
상기 열분해 라디칼 개시제는 상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물 1 몰부에 대하여 0.01 내지 0.1 몰부로 투입되는 것인 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the pyrolysis radical initiator is added in an amount of 0.01 to 0.1 mole based on 1 mole of the perfluoroalkyl iodide compound.
상기 주석계 유기금속화합물은 상기 퍼플루오로알킬 요오드 화합물 1 몰부에 대하여 1 내지 1.2 몰부로 투입되는 것인 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the tin-based organometallic compound is added in an amount of 1 to 1.2 moles per mole of the perfluoroalkyl iodide compound.
상기 제조된 퍼플루오로알킬 변성 유기실란을
0.5 내지 1.0 torr 압력하 40 내지 55℃에서 감압 증류하여 용매 및 미반응 출발물질을 제거하고,
0.5 내지 1.0 torr 압력하 65 내지 85℃에서 감압 증류하여 상기 퍼플루오로알킬 변성 유기실란을 수득하는 단계를 더 포함하는 것인 퍼플루오로알킬 변성 유기실란의 제조 방법.The method according to claim 1,
The perfluoroalkyl-modified organosilane prepared above was reacted with
Distillation under reduced pressure of 0.5 to 1.0 torr at 40 to 55 DEG C to remove the solvent and unreacted starting material,
Further comprising the step of distilling under reduced pressure at a temperature of from 65 to 85 占 폚 under a pressure of from 0.5 to 1.0 torr to obtain said perfluoroalkyl-modified organosilane.
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JP2002205995A (en) | 2001-01-09 | 2002-07-23 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Method for producing fluoroorganosilicon compound |
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