KR20180008686A - 환형 실록산 화합물 및 이를 포함하는 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화학식 I, X 및 XX의 실록산 화합물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 화학식 X의 화합물 및 화학식 XX의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1 실록산 화합물, 및 (b) 다수의 실록산 반복 단위, 예컨대 화학식 XL의 사이클로트라이실록산 반복 단위를 포함하는 제2 실록산 화합물을 포함하는 조성물에 관한 것이다:
[화학식 I]
[화학식 I]
Description
본 발명은 환형 실록산 화합물, 환형 실록산 화합물을 포함하는 조성물, 이러한 화합물 및 조성물의 제조 방법, 및 이러한 화합물 및 조성물의 사용 방법에 관한 것이다.
실록산 화합물 및 실리콘은 현대 산업에서 다수의 용도가 발견된다. 예를 들어, 실록산 화합물은 가교결합된 실리콘 중합체의 제조에 널리 사용된다. 이들 중합체는 전형적으로 하이드로실릴화 반응 또는 축합 반응에 의해 제조된다. 상기 하이드로실릴화 반응에서, 비닐 기를 갖는 실록산 화합물은 새로운 Si-C 결합의 형성을 통해 상기 화합물의 개별적인 분자들을 결합시키는 부가를 겪는다. 상기 하이드로실릴화 반응은 전형적으로 백금에 의해 촉매화되고, 상기 백금은 경화된 탄성중합체로부터 회수될 수 없기 때문에 상기 중합체 비용의 원인이 된다. 상기 축합 반응에서, 상기 실록산 화합물은 개별적인 분자들간에 새로운 Si-O-Si 결합을 형성시키는 축합 반응으로 반응한다. 이러한 축합 반응은 부산물로서 휘발성 유기 화합물(VOC)을 생성시킨다.
가교결합된 실리콘 중합체는 전자공학용 실란트 또는 캡슐화제로서 사용될 수 있다. 특히, 가교결합된 실리콘 중합체는 발광 다이오드(LED)용 캡슐화제로서 사용될 수 있다. 상기 가교결합된 실리콘 중합체는 전자 부품의 작동을 방해하지 않으므로 바람직할 수 있다. 그러나, 고출력 LED용 캡슐화제로서 사용되기에 충분히 높은 온도 안정성을 나타내는 상기 가교결합된 실리콘 중합체는 높은 굴절률은 갖지 못한다. 이러한 낮은 굴절률은 상기 LED로부터의 광 출력이 상기 LED의 반도체 다이 중의 내부 반사로 인해 감소될 것임을 의미한다.
다량의 휘발성 반응 산물, 예를 들어 축합 경화 가교결합된 실리콘 중합체에 의해 생성되는 탄소-함유 VOC를 발생시키지 않으면서 가교결합된 실리콘 중합체의 제조에 사용하기에 적합한 실록산 화합물이 여전히 필요하다. 높은 굴절률을 나타내고, 이에 따라 높은 굴절률을 나타내는 캡슐화제 물질을 요구하는 용도(예를 들어, LED 캡슐화제 용도)에 사용하기에 보다 적합한 실록산 화합물 및 가교결합된 실리콘 중합체가 또한 여전히 필요하다. 상기 실록산 화합물 및 가교결합된 실리콘 중합체의 제조 방법이 또한 여전히 필요하다. 본원에 개시된 대상발명은 상기 및 다른 필요성을 다루고자 하는 것이다.
제1 양태에서, 본 발명은 하기 화학식 I의 화합물을 제공한다:
[화학식 I]
상기 식에서,
R1은 수소 및 -OR9로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R9는 수소, 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R7 및 R8 중 하나 이상은 각각의 R2, R3, R4, R5 및 R6과 상이하다.
제2 양태에서, 본 발명은 하기 화학식 X의 화합물을 제공한다:
[화학식 X]
상기 식에서,
R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18 및 R19는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택되되, R7 및 R8 중 하나 이상은 각각의 R2, R3, R4, R5 및 R6과 상이하고, R16 및 R17 중 하나 이상은 각각의 R13, R14, R15, R18 및 R19와 상이하고;
n은 1 이상의 정수로 이루어진 군으로부터 선택된다.
제3 양태에서, 본 발명은 하기 화학식 XX의 화합물을 제공한다:
[화학식 XX]
상기 식에서,
a, b, c 및 d는 0 및 1로 이루어진 군으로부터 선택되는 정수이고, a 및 b의 합은 1이고, c 및 d의 합은 1이고;
R21, R22, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택되되, R21 및 R22 중 하나 이상은 각각의 R23, R24, R25, R26 및 R27과 상이하다.
제4 양태에서, 본 발명은
(a) 하기 화학식 X의 화합물 및 하기 화학식 XX의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1 실록산 화합물; 및
(b) 다수의 실록산 반복 단위를 포함하는 제2 실록산 화합물로서, 약 10 몰% 이상의 실록산 반복 단위가 사이클로트라이실록산 반복 단위이고, 상기 사이클로트라이실록산 반복 단위가 독립적으로 하기 화학식 XL의 사이클로트라이실록산 반복 단위로 이루어진 군으로부터 선택되는, 제2 실록산 화합물
을 포함하는 조성물을 제공한다:
[화학식 X]
[상기 식에서,
R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18 및 R19는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택되되, R7 및 R8 중 하나 이상은 각각의 R2, R3, R4, R5 및 R6과 상이하고, R16 및 R17 중 하나 이상은 각각의 R13, R14, R15, R18 및 R19와 상이하고;
n은 1 이상의 정수로 이루어진 군으로부터 선택된다]
[화학식 XX]
[상기 식에서,
a, b, c 및 d는 0 및 1로 이루어진 군으로부터 선택되는 정수이고, a 및 b의 합은 1이고, c 및 d의 합은 1이고;
R21, R22, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택되되, R21 및 R22 중 하나 이상은 각각의 R23, R24, R25, R26 및 R27과 상이하다]
[화학식 XX]
[상기 식에서,
R41 및 R42는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R43 및 R44는 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다].
하기 정의는 본원 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 몇몇 용어를 정의하기 위해 제공된다.
본원에서 "치환된 알킬 기"라는 용어는, 알칸의 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 치환된 알칸으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 알칸"이라는 용어는, 비환형 비분지쇄 및 분지쇄 탄화수소로부터 유도된 화합물을 지칭하고, 이때 (1) 상기 탄화수소의 하나 이상의 수소 원자는 비-수소 원자(예컨대, 할로겐 원자) 또는 비-알킬 작용기(예컨대, 하이드록시 기, 아릴 기, 헤테로아릴 기)로 대체되고/되거나, (2) 상기 탄화수소의 탄소-탄소 쇄는 산소 원자(에터에서와 같이), 질소 원자(아민에서와 같이) 또는 황 원자(설파이드에서와 같이)에 의해 차단된다.
본원에서 "치환된 사이클로알킬 기"라는 용어는, 사이클로알칸의 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 치환된 사이클로알칸으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 사이클로알칸"이라는 용어는, 포화된 일환형 및 다환형 탄화수소(측쇄를 포함하거나 포함하지 않음)로부터 유도된 화합물을 지칭하고, 이때 (1) 상기 탄화수소의 하나 이상의 수소 원자는 비-수소 원자(예컨대, 할로겐 원자) 또는 비-알킬 작용기(예컨대, 하이드록시 기, 아릴 기, 헤테로아릴 기)로 대체되고/되거나, (2) 상기 탄화수소의 탄소-탄소 쇄는 산소 원자, 질소 원자, 또는 황 원자에 의해 차단된다.
본원에서 "알켄일 기"라는 용어는, 올레핀의 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 비환형 비분지쇄 및 분지쇄 올레핀(즉, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 탄화수소)으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다.
본원에서 "치환된 알켄일 기"라는 용어는, 올레핀의 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 비환형 치환된 올레핀으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 올레핀"이라는 용어는, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 비환형 비분지쇄 및 분지쇄 탄화수소로부터 유도된 화합물을 지칭하고, 이때 (1) 상기 탄화수소의 하나 이상의 수소 원자는 비-수소 원자(예컨대, 할로겐 원자) 또는 비-알킬 작용기(예컨대, 하이드록시 기, 아릴 기, 헤테로아릴 기)로 대체되고/되거나, (2) 상기 탄화수소의 탄소-탄소 쇄는 산소 원자(에터에서와 같이), 질소 원자(아민에서와 같이) 또는 황 원자(설파이드에서와 같이)에 의해 차단된다.
본원에서 "사이클로알켄일 기"라는 용어는, 올레핀의 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 환형 올레핀(즉, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 비-방향족 일환형 및 다환형 탄화수소)으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 환형 올레핀 중의 탄소 원자는 알킬 기 및/또는 알켄일 기로 치환될 수 있다.
본원에서 "치환된 사이클로알켄일 기"라는 용어는, 환형 올레핀의 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 치환된 환형 올레핀으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 환형 올레핀"이라는 용어는, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 비-방향족 일환형 및 다환형 탄화수소로부터 유도된 화합물을 지칭하고, 이때 상기 탄화수소의 하나 이상의 수소 원자는 비-수소 원자(예컨대, 할로겐 원자) 또는 비-알킬 작용기(예컨대, 하이드록시 기, 아릴 기, 헤테로아릴 기)로 대체된다.
본원에서 "헤테로사이클릴 기"라는 용어는, 헤테로환형 화합물의 환형 부분의 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 헤테로환형 화합물로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "헤테로환형 화합물"이라는 용어는, 2개 이상의 상이한 원소들의 원자로 구성된 고리 구조를 갖는 비-방향족 일환형 및 다환형 화합물로부터 유도된 화합물을 지칭한다. 이러한 헤테로환형 화합물은 또한 하나 이상의 이중 결합을 포함할 수 있다.
본원에서 "치환된 헤테로사이클릴 기"라는 용어는, 화합물의 환형 부분의 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 치환된 헤테로환형 화합물로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 헤테로환형 화합물"이라는 용어는, 2개 이상의 상이한 원소들의 원자로 구성된 고리 구조를 갖는 비-방향족 일환형 및 다환형 화합물로부터 유도된 화합물을 지칭하고, 이때 환형 화합물의 하나 이상의 수소 원자는 비-수소 원자(예컨대, 할로겐 원자) 또는 작용기(예컨대, 하이드록시 기, 알킬 기, 아릴 기, 헤테로아릴 기)로 대체된다. 이러한 치환된 헤테로환형 화합물은 또한 하나 이상의 이중 결합을 포함할 수 있다.
본원에서 "치환된 아릴 기"라는 용어는, 고리 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 치환된 아렌으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 아렌"이라는 용어는, 일환형 및 다환형 방향족 탄화수소로부터 유도된 화합물을 지칭하고, 이때 상기 탄화수소의 하나 이상의 수소 원자는 비-수소 원자(예컨대, 할로겐 원자) 또는 비-알킬 작용기(예컨대, 하이드록시 기)로 대체된다.
본원에서 "치환된 헤테로아릴 기"라는 용어는, 고리 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 치환된 헤테로아렌으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 헤테로아렌"이라는 용어는, 일환형 및 다환형 방향족 탄화수소로부터 유도된 화합물을 지칭하고, 이때 (1) 상기 탄화수소의 하나 이상의 수소 원자는 비-수소 원자(예컨대, 할로겐 원자) 또는 비-알킬 작용기(예컨대, 하이드록시 기)로 대체되고, (2) 상기 탄화수소의 하나 이상의 메타인 기(-C=)는 3가 헤테로원자로 대체되고/되거나, 상기 탄화수소의 하나 이상의 비닐리덴 기(-CH=CH-)는 2가 헤테로원자로 대체된다.
본원에서 "알칸다이일 기"라는 용어는, 알칸으로부터 2개의 수소 원자를 제거함으로써, 알칸으로부터 유도된 2가 작용기를 지칭한다. 이러한 수소 원자들은 알칸 상의 동일한 탄소 원자(에탄-1,1-다이일에서와 같이) 또는 상이한 탄소 원자(에탄-1,2-다이일에서와 같이)로부터 제거될 수 있다.
본원에서 "치환된 알칸다이일 기"라는 용어는, 알칸으로부터 2개의 수소 원자를 제거함으로써, 치환된 알칸으로부터 유도된 2가 작용기를 지칭한다. 이러한 수소 원자들은 치환된 알칸 상의 동일한 탄소 원자(2-플루오로에탄-1,1-다이일에서와 같이) 또는 상이한 탄소 원자(1-플루오로에탄-1,2-다이일에서와 같이)로부터 제거될 수 있다. 이러한 정의에서, "치환된 알칸"이라는 용어는, 치환된 알킬 기의 정의에서 상기 개시된 바와 같은 의미를 갖는다.
본원에서 "알켄다이일 기"라는 용어는, 올레핀으로부터 2개의 수소 원자를 제거함으로써, 비환형 비분지쇄 및 분지쇄 올레핀(즉, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 탄화수소)으로부터 유도된 2가 작용기를 지칭한다. 이러한 수소 원자들은 올레핀 상의 동일한 탄소 원자(부트-2-엔-1,1-다이일에서와 같이) 또는 상이한 탄소 원자(부트-2-엔-1,4-다이일에서와 같이)로부터 제거될 수 있다.
본원에서 "아실 기"라는 용어는, 카복실산 기로부터 하이드록시 기를 제거함으로써, 알킬 카복실산으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "알킬 카복실산"이라는 용어는 하나 이상의 카복실산 기를 갖는 비환형 비분지쇄 및 분지쇄 탄화수소를 지칭한다.
본원에서 "치환된 아실 기"라는 용어는, 카복실산 기로부터 하이드록시 기를 제거함으로써, 치환된 알킬 카복실산으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 알킬 카복실산"이라는 용어는, 치환된 알칸에 결합된 하나 이상의 카복실산 기를 갖는 화합물을 지칭하고, "치환된 알칸"이라는 용어는 치환된 알킬 기의 정의에서 상기한 바와 같이 정의된다.
본원에서 "실록시 기"라는 용어는 화학식 -[OSiRxRy]gRz의 1가 작용기를 지칭하고, 이때 Rx, Ry 및 Rz는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 변수 g는 1 이상의 정수이다. 바람직한 양태에서, Rx, Ry 및 Rz는 독립적으로 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고(예컨대, C1-C8 알킬 기), 변수 g는 1 내지 50, 더욱 바람직하게는 1 내지 20이다.
제1 양태에서, 본 발명은 하기 화학식 I의 화합물을 제공한다:
[화학식 I]
화학식 I에서, R1은 수소 및 -OR9로 이루어진 군으로부터 선택된다. R9는 수소, 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. R7 및 R8 중 하나 이상은 각각의 R2, R3, R4, R5 및 R6과 상이하다.
바람직한 양태에서, R1은 -OR9이다. 기 R9는 바람직하게는 알킬 기이고, C1-C8 알킬 기가 특히 바람직하다. 특히 바람직한 양태에서, R9는 메틸 기이다.
다른 바람직한 양태에서, R2, R3, R4, R5 및 R6은 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, R2, R3, R4, R5 및 R6은 독립적으로 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C1-C8 알킬 기 및 C1-C8 치환된 알킬 기가 특히 바람직하다. 더욱 바람직하게는, R2, R3, R4, R5 및 R6은 독립적으로 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C1-C8 알킬 기가 특히 바람직하다. 특히 바람직한 양태에서, R2, R3, R4, R5 및 R6은 메틸 기이다.
다른 바람직한 양태에서, R7 및 R8은 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, R7 및 R8은 독립적으로 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C6-C10 아릴 기, C6-C12 치환된 아릴 기, C4-C10 헤테로아릴 기 및 C4-C12 치환된 헤테로아릴 기가 특히 바람직하다. 더욱 바람직하게는, R7 및 R8은 독립적으로 아릴 기 및 치환된 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C6-C10 아릴 기 및 C6-C12 치환된 아릴 기가 특히 바람직하다. 더욱 바람직하게는, R7 및 R8은 독립적으로 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C6-C10 아릴 기가 특히 바람직하다. 특히 바람직한 양태에서, R7 및 R8은 페닐 기이다.
특히 바람직한 양태에서, R1은 -OR9이고, R2, R3, R4, R5 및 R6은 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R7 및 R8은 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 양태에서, R1은 -OR9이고, R9는 알킬 기이고, R2, R3, R4, R5 및 R6은 독립적으로 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R7 및 R8은 독립적으로 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 구체적인 바람직한 양태에서, R1은 -OR9이고, R9는 C1-C8 알킬 기이고, R2, R3, R4, R5 및 R6은 독립적으로 C1-C8 알킬 기 및 C1-C8 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R7 및 R8은 독립적으로 C6-C10 아릴 기, C6-C12 치환된 아릴 기, C4-C10 헤테로아릴 기 및 C4-C12 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 바람직한 양태에서, R1은 -OR9이고, R9는 알킬 기이고, R2, R3, R4, R5 및 R6은 독립적으로 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R7 및 R8은 독립적으로 아릴 기 및 치환된 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 바람직한 양태에서, R1은 -OR9이고, R9는 C1-C8 알킬 기이고, R2, R3, R4, R5 및 R6은 독립적으로 C1-C8 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R7 및 R8은 독립적으로 C6-C10 아릴 기 및 C6-C12 치환된 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 바람직한 양태에서, R1은 -OR9이고, R9는 알킬 기이고, R2, R3, R4, R5 및 R6은 독립적으로 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R7 및 R8은 독립적으로 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 바람직한 양태에서, R1은 -OR9이고, R9는 C1-C8 알킬 기이고, R2, R3, R4, R5 및 R6은 독립적으로 C1-C8 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R7 및 R8은 독립적으로 C6-C10 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 특정한 바람직한 양태에서, R1은 -OR9이고, R9는 메틸 기이고, R2, R3, R4, R5 및 R6은 메틸 기이고, R7 및 R8은 페닐 기이다.
화학식 I의 화합물은 임의의 적합한 공정에 의해 합성될 수 있다. 예를 들어, 화합물은 대략적으로 등몰량의 하기 화학식 IA의 하이드로실록산 화합물을 하기 화학식 IB의 실란 화합물과 적합한 루이스산 촉매의 존재 하에 반응시킴으로써 합성될 수 있다:
[화학식 IA]
[화학식 IB]
화학식 IA 및 IB에서, 기 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 화학식 I에 대해 인용된 동일한 기로부터 선택된다. 바람직하게는, 각각의 R9는 수소이다. 반응에 사용된 루이스산 촉매는 바람직하게는 트라이페닐보란 화합물, 예컨대 화학식 B(C6HyX5-y)3의 트라이페닐보란 화합물이고, 이때 y는 0 내지 5의 정수이고, 각각의 X는 독립적으로 F, OCF3, SCF3, R' 및 OR'로 이루어진 군으로부터 선택되고, 각각의 R'는 독립적으로 H, C1-C22 알킬 및 C6-C22 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직한 양태에서, 루이스산 촉매는 트리스(펜타플루오로페닐)보란이다. 화학식 IA의 화합물과 화학식 IB의 화합물의 반응은 R1이 수소인 화학식 I의 화합물을 생성한다. 필요에 따라, 이러한 화합물에 존재하는 -SiH 기는 적합한 알데하이드 화합물과 반응하여 R1이 -OR9인 화합물을 생성한다.
제2 양태에서, 본 발명은 하기 화학식 X의 화합물을 제공한다:
[화학식 X]
화학식 X의 구조에서, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18 및 R19는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. R7 및 R8 중 하나 이상은 각각의 R2, R3, R4, R5 및 R6과 상이하고, R16 및 R17 중 하나 이상은 각각의 R13, R14, R15, R18 및 R19와 상이하다. 변수 n은 1 이상의 정수로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직한 양태에서, R2, R3, R4, R5, R6, R13, R14, R15, R18 및 R19는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, R2, R3, R4, R5, R6, R13, R14, R15, R18 및 R19는 독립적으로 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C1-C8 알킬 기 및 C1-C8 치환된 알킬 기가 특히 바람직하다. 더욱 바람직하게는, R2, R3, R4, R5, R6, R13, R14, R15, R18 및 R19는 독립적으로 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C1-C8 알킬 기가 특히 바람직하다. 특히 바람직한 양태에서, R2, R3, R4, R5, R6, R13, R14, R15, R18 및 R19는 메틸 기이다.
다른 바람직한 양태에서, R7, R8, R16 및 R17은 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, R7, R8, R16 및 R17은 독립적으로 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C6-C10 아릴 기, C6-C12 치환된 아릴 기, C4-C10 헤테로아릴 기 및 C4-C12 치환된 헤테로아릴 기가 특히 바람직하다. 더욱 바람직하게는, R7, R8, R16 및 R17은 독립적으로 아릴 기 및 치환된 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C6-C10 아릴 기 및 C6-C12 치환된 아릴 기가 특히 바람직하다. 더욱 바람직하게는, R7, R8, R16 및 R17은 독립적으로 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C6-C10 아릴 기가 특히 바람직하다. 특히 바람직한 양태에서, R7, R8, R16 및 R17은 페닐 기이다.
다른 바람직한 양태에서, R11 및 R12는 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, R11 및 R12는 독립적으로 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C6-C10 아릴 기, C6-C12 치환된 아릴 기, C4-C10 헤테로아릴 기 및 C4-C12 치환된 헤테로아릴 기가 특히 바람직하다. 더욱 바람직하게는, R11 및 R12는 독립적으로 아릴 기 및 치환된 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C6-C10 아릴 기 및 C6-C12 치환된 아릴 기가 특히 바람직하다. 더욱 바람직하게는, R11 및 R12는 독립적으로 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C6-C10 아릴 기가 특히 바람직하다. 특히 바람직한 양태에서, R11 및 R12는 페닐 기이다.
특히 바람직한 양태에서, R2, R3, R4, R5, R6, R13, R14, R15, R18 및 R19는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택되고; R7, R8, R16 및 R17은 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고; R11 및 R12는 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 양태에서, R2, R3, R4, R5, R6, R13, R14, R15, R18 및 R19는 독립적으로 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고; R7, R8, R16 및 R17은 독립적으로 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고; R11 및 R12는 독립적으로 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 특정한 바람직한 양태에서, R2, R3, R4, R5, R6, R13, R14, R15, R18 및 R19는 독립적으로 C1-C8 알킬 기 및 C1-C8 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고; R7, R8, R16 및 R17은 독립적으로 C6-C10 아릴 기, C6-C12 치환된 아릴 기, C4-C10 헤테로아릴 기 및 C4-C12 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고; R11 및 R12는 독립적으로 C6-C10 아릴 기, C6-C12 치환된 아릴 기, C4-C10 헤테로아릴 기 및 C4-C12 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 바람직한 양태에서, R2, R3, R4, R5, R6, R13, R14, R15, R18 및 R19는 독립적으로 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고; R7, R8, R16 및 R17은 독립적으로 아릴 기 및 치환된 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고; R11 및 R12는 독립적으로 아릴 기 및 치환된 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 바람직한 양태에서, R2, R3, R4, R5, R6, R13, R14, R15, R18 및 R19는 독립적으로 C1-C8 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고; R7, R8, R16 및 R17은 독립적으로 C6-C10 아릴 기 및 C6-C12 치환된 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고; R11 및 R12는 독립적으로 C6-C10 아릴 기 및 C6-C12 치환된 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 바람직한 양태에서, R2, R3, R4, R5, R6, R13, R14, R15, R18 및 R19는 독립적으로 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고; R7, R8, R16 및 R17은 독립적으로 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고; R11 및 R12는 독립적으로 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 바람직한 양태에서, R2, R3, R4, R5, R6, R13, R14, R15, R18 및 R19는 독립적으로 C1-C8 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고; R7, R8, R16 및 R17은 독립적으로 C6-C10 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고; R11 및 R12는 독립적으로 C6-C10 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 특정한 바람직한 양태에서, R2, R3, R4, R5, R6, R13, R14, R15, R18 및 R19는 메틸 기이고; R7, R8, R16 및 R17은 페닐 기이고; R11 및 R12는 페닐 기이다.
화학식 X의 화합물은 임의의 적합한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 화합물은 R1이 수소인 상기 화학식 I의 화합물, 하기 화학식 XA의 화합물 및 하기 화학식 XB의 화합물을 적합한 루이스산 촉매의 존재 하에 반응시킴으로써, 생성될 수 있다:
[화학식 XA]
[화학식 XB]
화학식 XA 및 XB에서, 기 R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18 및 R19는 화학식 X의 화합물의 논의에서 기술된 동일한 기로부터 선택된다. 이러한 반응에서, 화학식 I의 화합물, 화학식 XA의 화합물 및 화학식 XB의 화합물은 대략적으로 등몰량으로 반응된다. 물론, 화학식 I의 화합물 및 화학식 XA의 화합물은 동일한 화합물(즉, 동일한 치환기를 가짐)일 수 있고, 이러한 경우, 약 2 몰당량의 화학식 I/XA의 화합물은 약 1 몰당량의 화학식 XB의 화합물과 반응한다. 또한, 화학식 I의 화합물 및 화학식 XA의 화합물이 동일한 화합물인 경우, 생성된 화학식 X의 화합물은 대칭적일 것이다. 상기 반응에 사용된 루이스산 촉매는 바람직하게는 트라이페닐보란 화합물, 예컨대 화학식 B(C6HyX5-y)3의 트라이페닐보란 화합물이고, 이때 y는 0 내지 5의 정수이고, 각각의 X는 독립적으로 F, OCF3, SCF3, R' 및 OR'로 이루어진 군으로부터 선택되고, 각각의 R'는 독립적으로 H, C1-C22 알킬 및 C6-C22 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직한 양태에서, 루이스산 촉매는 트리스(펜타플루오로페닐)보란이다.
제3 양태에서, 본 발명은 하기 화학식 XX의 화합물을 제공한다:
[화학식 XX]
화학식 XX에서, 변수 a, b, c 및 d는 0 및 1로 이루어진 군으로부터 선택되는 정수이다. a 및 b의 합은 1이고, c 및 d의 합은 1이다. R21, R22, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. R21 및 R22 중 하나 이상은 각각의 R23, R24, R25, R26 및 R27과 상이하다.
바람직한 양태에서, 변수 a 및 d 중 하나 이상은 0이다. 더욱 바람직하게는, 변수 a 및 d는 둘 다 0이다.
바람직한 양태에서, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C1-C8 알킬 기 및 C1-C8 치환된 알킬 기가 특히 바람직하다. 더욱 바람직하게는, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C1-C8 알킬 기가 특히 바람직하다. 특히 바람직한 양태에서, R23, R24, R25, R26 및 R27은 메틸 기이다.
다른 바람직한 양태에서, R21 및 R22는 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, R21 및 R22는 독립적으로 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C6-C10 아릴 기, C6-C12 치환된 아릴 기, C4-C10 헤테로아릴 기 및 C4-C12 치환된 헤테로아릴 기가 특히 바람직하다. 더욱 바람직하게는, R21 및 R22는 독립적으로 아릴 기 및 치환된 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C6-C10 아릴 기 및 C6-C12 치환된 아릴 기가 특히 바람직하다. 더욱 바람직하게는, R21 및 R22는 독립적으로 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, C6-C10 아릴 기가 특히 바람직하다. 특히 바람직한 양태에서, R21 및 R22는 페닐 기이다.
특히 바람직한 양태에서, 변수 a 및 d는 0이고, 변수 b 및 c는 1이고, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R21 및 R22는 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 양태에서, 변수 a 및 d는 0이고, 변수 b 및 c는 1이고, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R21 및 R22는 독립적으로 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 특정한 바람직한 양태에서, 변수 a 및 d는 0이고, 변수 b 및 c는 1이고, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 C1-C8 알킬 기 및 C1-C8 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R21 및 R22는 독립적으로 C6-C10 아릴 기, C6-C12 치환된 아릴 기, C4-C10 헤테로아릴 기 및 C4-C12 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 바람직한 양태에서, 변수 a 및 d는 0이고, 변수 b 및 c는 1이고, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R21 및 R22는 독립적으로 아릴 기 및 치환된 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 바람직한 양태에서, 변수 a 및 d는 0이고, 변수 b 및 c는 1이고, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 C1-C8 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R21 및 R22는 독립적으로 C6-C10 아릴 기 및 C6-C12 치환된 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 바람직한 양태에서, 변수 a 및 d는 0이고, 변수 b 및 c는 1이고, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R21 및 R22는 독립적으로 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 바람직한 양태에서, 변수 a 및 d는 0이고, 변수 b 및 c는 1이고, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 C1-C8 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R21 및 R22는 독립적으로 C6-C10 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 특정한 바람직한 양태에서, 변수 a 및 d는 0이고, 변수 b 및 c는 1이고, R23, R24, R25, R26 및 R27은 메틸 기이고, R21 및 R22는 페닐 기이다.
화학식 XX의 화합물은 임의의 적합한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 화합물은, 하기 화학식 XXA의 하이드로실록산 화합물을 하기 화학식 XXB의 화합물과 적합한 루이스산의 존재 하에 반응시킴으로써, 제조될 수 있다:
[화학식 XXA]
[화학식 XXB]
화학식 XXA 및 XXB에서, R21, R22, R23, R24, R25, R26 및 R27은 화학식 XX에 대해 인용된 바와 동일한 기로부터 선택된다. 각각의 R9는 독립적으로 수소, 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 각각의 R9는 수소이다. 상기 반응에 사용된 루이스산 촉매는 바람직하게는 트라이페닐보란 화합물, 예컨대 화학식 B(C6HyX5-y)3의 트라이페닐보란 화합물이고, 이때 y는 0 내지 5의 정수이고, 각각의 X는 독립적으로 F, OCF3, SCF3, R' 및 OR'로 이루어진 군으로부터 선택되고, 각각의 R'는 독립적으로 H, C1-C22 알킬 및 C6-C22 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직한 양태에서, 루이스산 촉매는 트리스(펜타플루오로페닐)보란이다. 상기 반응에서, 화학식 XXA의 화합물 및 화학식 XXB의 화합물은 바람직하게는 2 몰당량의 화학식 XXA의 화합물에 대해 약 3 몰당량의 화학식 XXB의 화합물의 비로 반응한다. 상기 반응에서, 화학식 XXB의 화합물은 화학식 XXA의 화합물 내의 인접한 규소 원자와 반응할 수 있고, 반응은 사이클로트라이실록산 고리를 생성할 수 있다. 더욱 구체적으로, 화학식 XX의 맥락에서, 이러한 반응은 변수 a 및 d 중 하나가 0이고, 상응하는 b 또는 c에 대한 값이 1인 화합물을 생성할 수 있다. 반응 중에, 화학식 XXB의 화합물은 또한 화학식 XXA의 화합물 내의 말단 규소 원자와 반응할 수 있고, 반응은 사이클로테트라실록산 고리를 생성할 수 있다. 더욱 구체적으로, 화학식 XX의 맥락에서, 이러한 반응은 변수 a 및 d 중 하나가 1이고 상응하는 b 또는 c에 대한 값이 0인 화합물을 생성할 수 있다. 화학식 XXB의 화합물은 또한 화학식 XXA의 화합물의 상이한 분자 상의 규소 원자와 반응할 수 있고, 이러한 반응은 화학식 XXA의 화합물의 별개의 분자 사이의 링크 또는 화학식 XX에 예시된 환형 실록산 잔기 사이의 링크를 생성할 수 있다.
제4 양태에서, 본 발명은 (a) 화학식 X의 화합물 및 화학식 XX의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1 실록산 화합물, 및 (b) 제2 실록산 화합물을 포함하는 조성물을 제공한다. 제1 실록산 화합물은 임의의 상기 화학식 X 및 XX의 화합물로부터 선택될 수 있다. 제2 실록산 화합물은 임의의 적합한 실록산 화합물일 수 있다. 바람직한 양태에서, 제2 실록산 화합물은 약 10 몰% 이상의 실록산 반복 단위가 사이클로트라이실록산 반복 단위이고, 사이클로트라이실록산 반복 단위가 독립적으로 하기 화학식 XL의 사이클로트라이실록산 반복 단위로 이루어진 군으로부터 선택되는 다수의 실록산 반복 단위를 포함한다:
[화학식 XL]
화학식 XL에서, R41 및 R42는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. R43 및 R44는 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
이러한 제4 양태의 조성물의 바람직한 양태에서, 제1 실록산 화합물은 화학식 XX의 화합물이다. 이러한 조성물의 특정한 바람직한 양태에서, 변수 a 및 d는 0이고, 변수 b 및 c는 1이고, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 C1-C8 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R21 및 R22는 독립적으로 C6-C10 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구체적인 바람직한 양태에서, 변수 a 및 d는 0이고, 변수 b 및 c는 1이고, R23, R24, R25, R26 및 R27은 메틸 기이고, R21 및 R22는 페닐 기이다.
제2 실록산 화합물은 상기 인용된 양의 사이클로트라이실록산 잔기를 갖는 임의의 적합한 실록산 화합물일 수 있다. 적합한 실록산 화합물 및 이의 제조 방법은, 예를 들어, 2014년 4월 3일자 출원된 미국 특허출원 제14/244,193호에 기술되어 있고, 이 출원은 미국 출원공개 제2014/0309448 A1호로서 2014년 10월 16일에 공개되었고, 이러한 실록산 화합물 및 이의 제조 방법의 개시내용은 참조로서 본원에 혼입된다. 화학식 XL 및 하기 화학식에서, 부분적인 결합(즉, 파선에 의해 끊겨진 결합)은 제2 실록산 화합물 내의 인접한 잔기 또는 반복 단위로의 결합을 나타낸다. 바람직한 양태에서, R41 및 R42는 독립적으로 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R43 및 R44는 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기 및 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 구체적인 바람직한 양태에서, R41 및 R42는 독립적으로 C1-C8 알킬 기 및 C1-C8 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R43 및 R44는 독립적으로 C1-C8 할로알킬 기, C6-C10 아릴 기 및 C7-C31 아르알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 바람직한 양태에서, R41 및 R42는 독립적으로 C1-C8 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R43 및 R44는 독립적으로 C6-C10 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 바람직한 양태에서, R41 및 R42는 메틸 기이고, R43 및 R44는 페닐 기이다.
제2 실록산 화합물은 임의의 적합한 양의 화학식 XL의 실록산 반복 단위를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제2 실록산 화합물에서 약 10 몰% 이상의 실록산 반복 단위는 화학식 XL의 구조를 갖는다. 더욱 바람직하게는, 제2 실록산 화합물에서 약 15 몰% 이상, 약 20 몰% 이상, 약 25 몰% 이상, 약 30 몰% 이상, 약 35 몰% 이상, 약 40 몰% 이상, 약 45 몰% 이상, 약 50 몰% 이상, 약 55 몰% 이상, 약 60 몰% 이상, 약 65 몰% 이상, 약 70 몰% 이상, 약 75 몰% 이상, 약 80 몰% 이상, 약 85 몰% 이상 또는 약 90 몰% 이상의 실록산 반복 단위는 화학식 XL의 구조를 갖는다.
제2 실록산 화합물에 존재하는 사이클로트라이실록산 반복 단위는 동일한 기본 구조(즉, 화학식 XL)를 갖지만, 모든 반복 단위가 필수적으로 동일한 기로 치환되는 것은 아니다. 즉, 실록산 화합물은 R41, R42, R43 및 R44 치환기의 선택에서 상이한 사이클로트라이실록산 반복 단위를 함유할 수 있다.
제2 실록산 화합물은 화학식 XL의 화합물 이외에 실록산 단위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 바람직한 양태에서, 실록산 화합물은 하나 이상의 하기 화학식 L의 실록산 잔기를 포함할 수 있다:
[화학식 L]
화학식 L에서, R51 및 R52는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, R51 및 R52는 독립적으로 C1-C30 알킬 기(예컨대, C1-C8 알킬 기), C2-C30 알켄일 기(예컨대, C2-C8 알켄일 기), C1-C30 할로알킬 기(예컨대, C1-C8 할로알킬 기), C6-C30 아릴 기(예컨대, C6-C10 아릴 기), C7-C31 아르알킬 기, C3-C9 트라이알킬실록시 기, C8-C26 아릴다이알킬실록시 기, C13-C28 알킬다이아릴실록시 기 및 C18-C30 트라이아릴실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, R51 및 R52는 독립적으로 C1-C8 알킬 기, C1-C8 할로알킬 기, C6-C10 아릴 기 및 C7-C31 아르알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, R51 및 R52는 독립적으로 C1-C8 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 메틸 기가 특히 바람직하다.
상기 제시된 화학식은 단지 제2 실록산 화합물 내의 반복 단위를 나타낸다. 제2 실록산 화합물은 종결 기를 추가로 포함한다. 이러한 종결 기는 실록산 화합물에 대한 임의의 적합한 종결 기일 수 있다. 바람직한 양태에서, 제2 실록산 화합물은 실릴 종결 기를 추가로 포함한다. 적합한 실릴 종결 기는, 비제한적으로, 트라이알킬실릴 기, 예컨대 트라이메틸실릴 기를 포함한다.
제2 실록산 화합물은 바람직하게는 상기 사이클로트라이실록산 잔기를 비롯한 다수의 실록산 잔기를 포함하는 올리고머성 또는 중합체성 실록산 화합물이다. 바람직하게는, 제2 실록산 화합물은 약 1,000 g/mol 이상의 수 평균 몰질량을 갖는다. 제2 실록산 화합물의 수 평균 몰질량(Mn)은 더욱 바람직하게는 약 2,000 g/mol 이상, 약 3,000 g/mol 이상, 또는 약 4,000 g/mol 이상이다. 바람직하게는, 제2 실록산 화합물은 화합물의 수 평균 몰질량보다 50% 이상 큰 질량 평균 몰질량(Mw)을 갖는다. 일련의 바람직한 양태에서, 제2 실록산 화합물은 약 8,000 g/mol 이상, 약 10,000 g/mol 이상, 약 11,000 g/mol 이상 또는 약 12,000 g/mol 이상의 질량 평균 몰질량을 갖는다.
본 발명의 이러한 제4 양태의 조성물은 화학식 XX의 화합물 및 제2 실록산 화합물 이외에 다른 실록산 화합물을 포함할 수 있다. 하나의 이러한 양태에서, 조성물은 하기 화학식 LX의 제3 실록산 화합물을 추가로 포함한다:
[화학식 LX]
화학식 LX에서, R61 및 R62는 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. R63, R64, R65, R66, R67, R68 및 R69는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 LX의 실록산 화합물은, 예를 들어 2014년 4월 3일자 출원된 미국 특허출원 제14/244,264호에 기술되어 있고, 이 출원은 미국 출원공개 제2014/0309450 A1호로서 2014년 10월 16일에 공개되었고, 이러한 실록산 화합물 및 이의 제조 방법의 개시내용은 참조로서 본원에 혼입된다. 바람직한 양태에서, R63, R64, R66, R67, R68 및 R69는 독립적으로 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R61, R62 및 R65는 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기 및 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 구체적인 바람직한 양태에서, R63, R64, R66, R67, R68 및 R69는 독립적으로 C1-C8 알킬 기 및 C1-C8 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R61, R62 및 R65는 독립적으로 C1-C8 할로알킬 기, C6-C10 아릴 기 및 C7-C31 아르알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 바람직한 양태에서, R63, R64, R66, R67, R68 및 R69는 독립적으로 C1-C8 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R61, R62 및 R65는 독립적으로 C6-C10 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 바람직한 양태에서, R63, R64, R66, R67, R68 및 R69는 메틸 기이고, R61, R62 및 R65는 페닐 기이다.
본 발명의 이러한 제4 양태의 조성물은 가교결합된 실리콘 중합체를 제조하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 화학식 XX의 실록산 화합물 및 상기 제2 실록산 화합물을 함유하는 조성물은 개환 촉매와 조합될 수 있다. 조성물이 개환 촉매와 조합될 때, 촉매는 화학식 XX의 화합물 상의 사이클로트라이실록산 고리의 적어도 일부분 또는 제2 실록산 화합물 내의 사이클로트라이실록산 잔기의 적어도 일부분을 연다. 이어서, 상기 조성물 내의 상기 화합물 상의 개환된 잔기는 조성물 내의 다른 분자와 반응하여 조성물 내의 상이한 분자 사이에 가교결합을 생성하고, 이는 궁극적으로 가교결합된 실리콘 중합체를 야기할 수 있다. 조성물이 화학식 LX의 제3 실록산 화합물을 포함할 때, 개환 촉매는 또한 제3 실록산 화합물의 사이클로테트라실록산 잔기의 적어도 일부분을 열 수 있고, 이렇게 개환된 잔기는 조성물 내의 다른 분자와 반응하여 상기한 바와 같은 가교결합된 실리콘 중합체를 생성할 수 있다.
상기 개환 촉매는 조성물에 포함되는 화합물, 예컨대 제 1 실록산 화합물 내의 사이클로실록산 잔기의 개방을 촉진할 수 있는 임의의 적합한 화합물일 수 있다. 적합한 촉매들이, 예를 들어 문헌[Chapter 1 of the book Silicon-Containing Polymers: The Science and Technology of Their Synthesis and Applications (James et al., Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2000)], 문헌[Chapter 3 of the book Handbook of Ring-Opening Polymerization (Dubois et al., Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2009)], 미국 출원공개 제2008/0097064 A1호(Blanc-Magnard et al.), 문헌[Jaroentomeechai et al. in Inorg. Chem. 2012, 51, 12266-72] 및 문헌[Gilbert et al. in Journal of Polymer Science 1959, XL, 35-58]에 개시되어 있다. 하나의 적합한 부류의 개환 촉매는 하나 이상의 실라놀레이트 또는 실록사놀레이트 부분을 포함하는 화합물들이다. 바람직한 양태에서, 상기 개환 촉매를 실록사놀레이트 염(예를 들어, 테트라메틸암모늄 실록사놀레이트), 다이알크아릴실라놀레이트 염(예를 들어, 나트륨 다이메틸페닐실라놀레이트), 암모늄 하이드록사이드(예컨대, 테트라알킬암모늄 하이드록사이드) 및 포스포늄 하이드록사이드(예를 들어, 테트라알킬포스포늄 하이드록사이드)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 개환 촉매는 암모늄 하이드록사이드 및 포스포늄 하이드록사이드, 예컨대 테트라부틸포스포늄 하이드록사이드로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 XX의 화합물, 제2 실록산 및 제3 실록산 화합물(존재하는 경우)은 임의의 적합한 상대적인 양으로 조성물에 존재할 수 있다. 예를 들어, 화학식 XX의 화합물 및 제2 실록산 화합물은 약 1부의 제2 실록산 화합물에 대해 약 1부 이상의 화학식 XX의 화합물의 비로 존재할 수 있다. 바람직하게는, 화학식 XX의 화합물 및 제2 실록산 화합물은 약 1부의 제2 실록산 화합물에 대해 약 2부 이상(예컨대, 약 3부)의 화학식 XX의 화합물의 비로 존재할 수 있다. 제3 실록산 화합물을 포함하는 이러한 조성물에서, 제3 실록산 화합물은 약 1부의 제3 실록산 화합물에 대해 약 1부 이상의 화학식 XX의 화합물의 비로 존재할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 제3 실록산 화합물은 약 1부의 제3 실록산 화합물에 대해 약 2부 이상, 약 3부 이상 또는 약 4부 이상의 화학식 XX의 화합물의 비로 조성물 내에 존재할 수 있다.
상기 조성물로부터 제조된 가교결합된 실록산 중합체는 많은 적용례에 사용될 수 있다. 예를 들어, 가교결합된 실록산 중합체는 발광 다이오드(LED)용 캡슐화제로서 사용될 수 있다. 가교결합된 실리콘 중합체가 중합체의 굴절률을 증가시키는, 상대적으로 많은 양의 기(예컨대, 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기)를 함유하는 조 물질로부터 제조될 수 있으므로, 가교결합된 실리콘 중합체가 고강도 LED용 캡슐화제로서 특히 효과적일 수 있는 것으로 여겨진다. 이러한 적용례에서, 보다 높은 굴절률을 갖는 캡슐화제는 상대적으로 높은 굴절률의 반도체 결정(이때, 빛은 LED 상에서 생성됨)으로부터 LED를 둘러싸는 공기까지 진행성 전이(progressive transition)를 제공한다. 상기 반도체 결정과 상기 주변 공기 사이의 비교적 큰 굴절률 차이는 상기 LED의 반도체 결정 내의 내부 광반사를 유도한다. 이러한 내부 반사는, 상기 반도체 결정으로부터 달아나고 상기 LED에 의해 방출되는 빛의 양을 감소시킨다. 중간 굴절률(즉, 상기 반도체 결정의 높은 굴절률과 공기의 굴절률 사이의 굴절률)을 갖는 매질을 제공함으로써, 상기 캡슐화제 물질(즉, 가교결합된 실리콘 중합체)은 상기 반도체 결정 내로 내부 역 반사되는 빛의 양을 감소시키고, 이에 의해 상기 LED에 의해 방출되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다. 유사한 가교결합된 실리콘 중합체의 이러한 용도는, 예를 들어, 2014년 4월 3일자 출원된 미국 특허출원 제14/244,236호에 기술되어 있고, 이 출원은 미국 출원공개 제2014/0306259호로서 2014년 10월 16일에 공개되었고, 이러한 캡슐화제 재료의 제조 방법 및 이를 위한 용도의 개시내용은 참조로서 본원에 혼입된다.
하기의 실시예는 상술한 대상발명을 추가로 예시하지만, 물론 그의 범위를 어떠한 식으로도 제한하는 것으로 해석해서는 안 된다.
실시예 1
본 실시예는 화학식 I의 화합물의 합성을 나타낸다.
약 100 g의 헵탄 및 약 0.06 g의 트리스(펜타플루오로페닐)보란을 질소 하에 자기 교반 막대가 장착된 500 mL 3목 플라스크에 첨가하였다. 용액의 온도를 교반 하에 약 95℃까지 상승시켰다. 2개의 별개의 주사기를 사용하여, 약 19.00 g의 다이페닐다이메톡시 실란 및 약 15.5 g의 1,1,3,5,5-펜타메틸트라이실록산을, 격렬한 교반 하에 온도를 약 95℃로 유지하면서, 3시간에 걸쳐 동시에 천천히 첨가하였다. 성분 둘 다를 위한 양은 약 1:1 몰비로 천천히 반응하도록 하였다. 첨가를 완료한 후, 추가로 2 g의 헵탄을 사용하여 주사기의 나머지 내용물을 모두 세척하여 반응 혼합물에 넣었다. 이어서, 반응 혼합물을 95℃에서 추가로 1시간 동안 교반하였다. 생성된 생성물을 상온까지 냉각하였다. 이어서, 약 1 g의 카본 블랙 및 약 0.5 g의 마그네슘 산화물을 첨가하고, 혼합물을 약 1시간 동안 교반하였다. 이어서, 생성된 혼합물을 여과하여 액체 생성물을 회수하고, 29Si NMR 및 액체 크로마토그래피-질량 분광법(LCMS)을 사용하여 분석하였다. LCMS 결과는 약 22.4분 피크 및 약 410 분자량 피크를 나타냈다. 29Si NMR(ppm, CDCl3)은 δ -3, -16, -35 및 -55 ppm 피크를 나타냈다. 생성물의 굴절률은 약 1.515였고, 생성물은 자유-유동 액체였다.
실시예 2
본 실시예는 화학식 I의 화합물의 합성을 나타낸다.
약 50 g의 헵탄, 약 0.02 g의 트리스(펜타플루오로페닐)보란 및 약 10 g의 1,1,3,5,5-펜타메틸트라이실록산을 질소 하에 자기 교반 막대가 장착된 250 mL 3목 플라스크에 첨가하였다. 혼합물의 온도를 일정한 교반 하에 약 95℃의 온도까지 상승시켰다. 주사기를 사용하여, 약 12.57 g의 다이페닐다이메톡시 실란을, 격렬한 교반 하에 온도를 약 95℃로 유지하면서, 약 24시간에 걸쳐 천천히 첨가하였다. 첨가가 완료된 후, 약 2 g의 헵탄을 사용하여 주사기의 잔류 내용물을 세척하여 반응 혼합물에 넣었다. 이어서, 반응 혼합물을 95℃에서 추가로 1시간 동안 교반하고, 상온까지 냉각하였다. 약 0.6 g의 카본 블랙 및 약 0.4 g의 마그네슘 산화물을 반응 혼합물에 첨가하고, 생성된 혼합물을 1시간 동안 교반하였다. 이어서, 혼합물을 여과하여 액체 생성물을 회수하고, 29Si NMR 및 액체 크로마토그래피-질량 분광법(LCMS)을 사용하여 분석하였다. LCMS 결과는 약 22.4분 피크 및 약 410 분자량 피크를 나타냈다. 29Si NMR(ppm, CDCl3)은 δ -3, -16, -36 및 -56 ppm 피크를 나타냈다. 생성물의 굴절률은 약 1.515였고, 생성물은 자유-유동 액체였다.
실시예 3
본 실시예는 화학식 XX의 실록산 화합물의 제조를 나타낸다.
약 185 mL의 자일렌 및 약 27.3 g의 다이페닐실란다이올(126 mmol)을 가열 맨틀, 자기 교반기, 온도 제어기, 응축기 및 질소 버블러가 장착된 500 mL 환저 플라스크에 첨가하였다. 플라스크의 내용물을 약 30℃의 온도까지 가열하고 교반하여 다이페닐실란다이올을 용해시키거나 현탁시켰다. 별개의 용기에서, 약 0.2 g의 트리스(펜타플루오로페닐)보란을 약 4 g의 자일렌에 용해시켜 트리스(펜타플루오로페닐)보란의 약 5% 용액을 수득하였다. 약 0.6 mL의 트리스(펜타플루오로페닐)보란의 5% 용액을 상기 환저 플라스크에 첨가하였다. 다른 별개의 용기에서, 약 15.5 g의 1,1,3,5,5-펜타메틸트라이실록산(80 mmol)을 약 45 mL의 자일렌에 용해시켰다. 1,1,3,5,5-펜타메틸트라이실록산의 생성된 용액을 500 mL 환저 플라스크에 연결된 추가적인 깔대기에 위치시켰다. 이어서, 약 5 mL의 1,1,3,5,5-펜타메틸트라이실록산 용액을 환저 플라스크에 첨가하였다. 질소 버블러를 수소 기체 방출에 대해 모니터링하였다. 수소 기체 방출이 검출될 때, 플라스크의 내용물을 교반하고 약 30 내지 40℃의 온도에서 유지하면서, 1,1,3,5,5-펜타메틸트라이실록산 용액의 나머지를 약 2시간에 걸쳐 환저 플라스크에 첨가하였다. 1,1,3,5,5-펜타메틸트라이실록산 용액의 첨가가 완료되면, 플라스크의 내용물을 약 60℃의 온도까지 가열하고, 이러한 온도를 약 1시간 동안 유지하였다. 이어서, 샘플을 취하여 FTIR 분석을 수행하여 모든 Si-H가 반응했는지 여부를 측정하였다. FTIR 분석을 완료시키면서, 플라스크의 내용물을 60℃의 온도에서 유지하였다. Si-H의 부재가 확인되면, 약 0.6 g의 마그네슘 산화물 및 약 3 g의 활성화된 카본을 환저 플라스크에 첨가하고, 혼합물을 실온에서 약 30분 동안 교반하였다. 환저 플라스크의 내용물을 여과하고, 1 L 환저 플라스크에 위치시켰다. 약 95℃의 온도에서 회전 증발기를 사용하여 용매를 감압 하에 제거하였다. 이러한 방법은 약 1.5244의 굴절률 및 약 2,675 cP의 점도를 갖는 약 36.8 g의 생성물을 제공하였다.
실시예 4
본 실시예는 본 발명에 따른 조성물의 합성 및 가교결합된 실리콘 중합체의 제조에 있어서 이러한 조성물의 용도를 나타낸다.
다수의 화학식 XL의 사이클로트라이실록산 잔기를 포함하는, 약 1부의 중합체성 실록산 화합물을 약 4부의 화학식 XX의 화합물과 조합하여 "파트 4A"로 지정되는 조성물을 형성하였다. 화학식 XL의 사이클로트라이실록산 잔기를 포함하는 화합물에서, R41 및 R42는 메틸 기이고, R43 및 R44는 페닐 기이다. 화학식 XX의 화합물에서, 변수 a 및 d는 0이고, 변수 b 및 c는 1이고, R23, R24, R25, R26 및 R27은 메틸 기이고, R21 및 R22는 페닐 기이다.
약 20부의 파트 4A를 1부의 촉매 조성물("파트 4B"로 지정됨)과 조합하고, 생성된 혼합물을 완전히 혼합하였다. 파트 4B 조성물은 PM-125 페닐메틸 실리코 유체(클리어코 프로덕츠(Clearco Products)) 중에서 약 1 중량% 테트라부틸포스포늄 하이드록사이드를 함유하였다. 파트 4A 및 파트 4B의 혼합물은 약 4,000 cP의 점도를 나타냈다. 이어서, 혼합물을 약 85℃의 온도에서 약 1시간 동안 가열하고, 약 150℃의 온도에서 추가로 1시간 동안 가열하였다.
경화시킨 후, 생성된 생성물은 투명한 실리콘 탄성체였다. 상기 탄성체는 쇼어(Shore) A 65의 경도계 경도를 나타냈다. 실리콘 탄성체는 1 mm 두꼐 샘플에서 450 nm의 파장에서 측정된 약 98.3%의 광학 투과도를 나타냈다.
실시예 5
본 실시예는 본 발명에 따른 조성물의 합성 및 가교결합된 실리콘 중합체의 제조에 있어서 이러한 조성물의 용도를 나타낸다.
다수의 화학식 XL의 사이클로트라이실록산 잔기를 포함하는 약 1부의 중합체성 실록산 화합물을 약 3부의 화학식 XX의 화합물, 약 1부의 화학식 LX의 화합물 및 약 500 ppm의 소포제와 조합하여 "파트 5A"로 지정되는 조성물을 수득하였다. 화학식 XL의 사이클로트라이실록산 잔기를 포함하는 화합물에서, R41 및 R42는 메틸 기이고, R43 및 R44는 페닐 기이다. 화학식 XX의 화합물에서, 변수 a 및 d는 0이고, 변수 b 및 c는 1이고, R23, R24, R25, R26 및 R27은 메틸 기이고, R21 및 R22는 페닐 기이다. 화학식 LX의 화합물에서, R63, R64, R65, R66, R67, R68 및 R69는 메틸 기이고, R61 및 R62는 페닐 기이다.
약 20부의 파트 5A를 1부의 촉매 조성물("파트 5B"로 지정됨)과 조합하고, 생성된 혼합물을 완전히 혼합하였다. 파트 5B 조성물은 PM-125 페닐메틸 실리콘 유체(클리어코 프로덕츠) 중에서 약 1 중량% 테트라부틸포스포늄 하이드록사이드를 함유하였다. 파트 5A 및 파트 5B의 혼합물은 약 3,820 cP의 점도, 약 6.5시간의 가용 시간 및 약 81.8℃의 겔화점을 나타냈다. 이어서, 혼합물을 약 85℃의 온도에서 약 1시간 동안 가열하고, 약 150℃의 온도에서 추가로 1시간 동안 가열하였다.
경화시킨 후, 생성된 생성물은 투명한 실리콘 탄성체였다. 상기 탄성체는 쇼어 A 64의 경도계 경도를 나타냈다. 실리콘 탄성체는 1 mm 두꼐 샘플에서 450 nm의 파장에서 측정된 약 98%의 광학 투과도를 나타냈다. 실리콘 탄성체는 약 1.52의 굴절률을 나타냈다.
본원에 인용된 공보, 특허출원 및 특허를 포함한 모든 참고문헌은, 각각의 참고문헌이 개별적이고 구체적으로 참조로서 인용됨을 나타내고 이들의 전체 내용이 본원에 설명된 바와 동일한 정도로 본원에 참조로서 인용된다.
본원의 대상발명을 개시함과 관련하여(특히 하기 청구범위와 관련하여) 단수형 용어 및 유사한 지시어의 사용은 본원에서 달리 지적되거나 문맥상 명백히 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. "포함하는", "갖는", "구성하는" 및 "함유하는"이란 용어는 달리 나타내지 않는 한 개방형 용어(즉 "비제한적으로 포함하는"을 의미하는)로서 해석되어야 한다. 본원에서 값의 범위의 인용은 본원에서 달리 나타내지 않는 한 단지 상기 범위 내에 있는 각각의 별도의 값을 개별적으로 지칭하는 속기 방법으로서 제공되고, 각각의 별도의 값은 상기 값이 본원에서 개별적으로 인용되는 것처럼 명세서에 인용된다. 본원에 개시된 모든 방법은 본원에서 달리 나타내거나 문맥상 달리 명백히 반박되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본 발명에 제공된 모든 예, 또는 예시적인 언어(예를 들어, "와 같은")의 사용은 단지 본원의 대상발명을 보다 양호하게 설명하고자 하는 것이고 달리 청구되지 않는 한 상기 대상발명의 범위에 대한 제한을 주장하는 것은 아니다. 명세서의 언어를, 임의의 특허청구되지 않은 요소를 본 발명에 개시된 대상발명의 실시에 필수적인 것으로서 나타내는 것으로 해석해서는 안 된다.
본원의 대상발명의 바람직한 양태를, 특허청구된 주제를 수행하기 위해 본 발명자들에게 공지된 최선의 방식을 포함하여 본원에 개시한다. 상기 바람직한 양태의 변화는 상기 명세서의 판독시 당업자에게 자명해질 수 있다. 본 발명자들은 당업자가 상기한 바와 같은 변화를 적합하게 사용할 것으로 예상하고, 본 발명자들은 본원에 개시된 대상발명을 본원에 구체적으로 개시된 것과는 다르게도 실시하고자 한다. 따라서, 본 명세서는 적용가능한 법에 의해 허가시 본원에 첨부된 청구범위에 인용된 대상발명의 모든 변형 및 등가물을 포함한다. 또한, 상술한 요소의 모든 가능한 변화의 임의의 조합은 본원에서 달리 나타내지 않는 한 또는 문맥상 달리 명백히 반박되지 않는 한 본원에 포함된다.
Claims (39)
- 하기 화학식 I의 화합물:
[화학식 I]
상기 식에서,
R1은 수소 및 -OR9로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R9는 수소, 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택되되, R7 및 R8 중 하나 이상은 각각의 R2, R3, R4, R5 및 R6과 상이하다. - 제1항에 있어서,
R7 및 R8이 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물. - 제2항에 있어서,
R7 및 R8이 독립적으로 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물. - 제3항에 있어서,
R7 및 R8이 페닐 기인, 화합물. - 제1항에 있어서,
R2, R3, R4, R5 및 R6이 독립적으로 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물. - 제5항에 있어서,
R2, R3, R4, R5 및 R6이 메틸 기인, 화합물. - 제1항에 있어서,
R1이 -OR9인, 화합물. - 제7항에 있어서,
R9가 메틸 기인, 화합물. - 하기 화학식 X의 화합물:
[화학식 X]
상기 식에서,
R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18 및 R19는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택되되, R7 및 R8 중 하나 이상은 각각의 R2, R3, R4, R5 및 R6과 상이하고, R16 및 R17 중 하나 이상은 각각의 R13, R14, R15, R18 및 R19와 상이하고;
n은 1 이상의 정수로 이루어진 군으로부터 선택된다. - 제9항에 있어서,
R7, R8, R16 및 R17이 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물. - 제10항에 있어서,
R7, R8, R16 및 R17이 독립적으로 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물. - 제11항에 있어서,
R7, R8, R16 및 R17이 페닐 기인, 화합물. - 제9항에 있어서,
R2, R3, R4, R5, R6, R13, R14, R15, R18 및 R19가 독립적으로 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물. - 제13항에 있어서,
R2, R3, R4, R5, R6, R13, R14, R15, R18 및 R19가 메틸 기인, 화합물. - 제9항에 있어서,
R11 및 R12가 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물. - 제15항에 있어서,
R11 및 R12가 독립적으로 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물. - 제16항에 있어서,
R11 및 R12가 페닐 기인, 화합물. - 하기 화학식 XX의 화합물:
[화학식 XX]
상기 식에서,
a, b, c 및 d는 0 및 1로 이루어진 군으로부터 선택되는 정수이고, a 및 b의 합은 1이고, c 및 d의 합은 1이고;
R21, R22, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택되되, R21 및 R22 중 하나 이상은 각각의 R23, R24, R25, R26 및 R27과 상이하다. - 제18항에 있어서,
R21 및 R22가 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물. - 제19항에 있어서,
R21 및 R22가 독립적으로 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물. - 제20항에 있어서,
R21 및 R22가 아릴 기인, 화합물. - 제21항에 있어서,
R21 및 R22가 페닐 기인, 화합물. - 제18항에 있어서,
R23, R24, R25, R26 및 R27이 독립적으로 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물. - 제23항에 있어서,
R23, R24, R25, R26 및 R27이 독립적으로 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물. - 제24항에 있어서,
R23, R24, R25, R26 및 R27이 메틸 기인, 화합물. - (a) 하기 화학식 X의 화합물 및 하기 화학식 XX의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1 실록산 화합물; 및
(b) 다수의 실록산 반복 단위를 포함하는 제2 실록산 화합물로서, 약 10 몰% 이상의 실록산 반복 단위가 사이클로트라이실록산 반복 단위이고, 상기 사이클로트라이실록산 반복 단위가 독립적으로 하기 화학식 XL의 사이클로트라이실록산 반복 단위로 이루어진 군으로부터 선택되는, 제2 실록산 화합물
을 포함하는 조성물:
[화학식 X]
[상기 식에서,
R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18 및 R19는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택되되, R7 및 R8 중 하나 이상은 각각의 R2, R3, R4, R5 및 R6과 상이하고, R16 및 R17 중 하나 이상은 각각의 R13, R14, R15, R18 및 R19와 상이하고;
n은 1 이상의 정수로 이루어진 군으로부터 선택된다]
[화학식 XX]
[상기 식에서,
a, b, c 및 d는 0 및 1로 이루어진 군으로부터 선택되는 정수이고, a 및 b의 합은 1이고, c 및 d의 합은 1이고;
R21, R22, R23, R24, R25, R26 및 R27은 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 선택되되, R21 및 R22 중 하나 이상은 각각의 R23, R24, R25, R26 및 R27과 상이하다]
[화학식 XL]
[상기 식에서,
R41 및 R42는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R43 및 R44는 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다]. - 제26항에 있어서,
제1 실록산 화합물이 화학식 XX의 화합물이고, R21 및 R22가 독립적으로 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물. - 제27항에 있어서,
R21 및 R22가 페닐 기인, 조성물. - 제26항에 있어서,
제1 실록산 화합물이 화학식 XX의 화합물이고, R23, R24, R25, R26 및 R27이 독립적으로 알킬 기 및 치환된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물. - 제29항에 있어서,
R23, R24, R25, R26 및 R27이 메틸 기인, 조성물. - 제26항에 있어서,
R41 및 R42가 독립적으로 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물. - 제31항에 있어서,
R41 및 R42가 메틸 기인, 조성물. - 제26항에 있어서,
R43 및 R44가 독립적으로 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물. - 제33항에 있어서,
R43 및 R44가 페닐 기인, 조성물. - 제26항에 있어서,
하기 화학식 LX의 제3 실록산 화합물을 추가로 포함하는 조성물:
[화학식 LX]
상기 식에서,
R61 및 R62는 독립적으로 할로알킬 기, 아르알킬 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R63, R64, R65, R66, R67, R68 및 R69는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. - 제35항에 있어서,
R61, R62 및 R65가 독립적으로 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물. - 제36항에 있어서,
R61, R62 및 R65가 페닐 기인, 조성물. - 제35항에 있어서,
R63, R64, R66, R67, R68 및 R69가 독립적으로 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물. - 제38항에 있어서,
R63, R64, R66, R67, R68 및 R69가 메틸 기인, 조성물.
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