WO2018051792A1 - ポリシロキサン構造含有化合物の製造方法及び高分子組成物 - Google Patents

ポリシロキサン構造含有化合物の製造方法及び高分子組成物 Download PDF

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WO2018051792A1
WO2018051792A1 PCT/JP2017/031204 JP2017031204W WO2018051792A1 WO 2018051792 A1 WO2018051792 A1 WO 2018051792A1 JP 2017031204 W JP2017031204 W JP 2017031204W WO 2018051792 A1 WO2018051792 A1 WO 2018051792A1
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atom
group
silicon
atoms
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PCT/JP2017/031204
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English (en)
French (fr)
Inventor
啓太 渕瀬
正安 五十嵐
島田 茂
佐藤 一彦
Original Assignee
国立研究開発法人産業技術総合研究所
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/06Preparatory processes

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a polysiloxane structure-containing compound and a polymer composition, and more specifically, a method for producing a polysiloxane structure-containing compound that forms a polysiloxane structure by ring-opening polymerization of cyclic siloxane, and the production method described above.
  • the present invention relates to a polymer composition that can be manufactured as described above.
  • the siloxane bond (Si—O—Si) has a larger bond energy than the carbon-carbon bond (C—C bond) and carbon-oxygen bond (C—O bond), which are the basic skeletons of organic compounds, and the siloxane bond is continuous.
  • Polysiloxane is excellent in heat resistance, scratch resistance and weather resistance, and is a useful compound used for various applications.
  • a method for forming a polysiloxane structure a method of hydrolyzing / dehydrating and condensing a halogenated silane or alkoxysilane is generally known, but in recent years, as a method for forming a linear polysiloxane structure, a base is used.
  • Patent Document 1 A method of utilizing ring-opening polymerization of a cyclic siloxane under a catalyst has been proposed. Specifically, a method using N-heterocyclic carbene as a catalyst (see Patent Document 1 and Non-Patent Documents 1 and 2), a method using a phosphazene base as a catalyst (Patent Documents 2 and 3 and Non-Patent Document 3). 4, 5), a method using a guanidine base as a catalyst (see Patent Document 4), and the like have been reported.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a polysiloxane structure-containing compound in which the “repetitive structure” and “terminal structure” in the polysiloxane structure are clear and the molecular weight dispersity can be kept small.
  • the present inventors have carried out ring-opening polymerization of a cyclic siloxane trimer using an organic base as a catalyst and water or a specific compound as an initiator.
  • the inventors have found that a polysiloxane structure having a clear “structure” and “terminal structure” and having a low molecular weight dispersibility can be formed, and the present invention has been completed.
  • a method for producing a polysiloxane structure-containing compound comprising a ring-opening polymerization step in which a cyclic siloxane represented by the following formula (A) is reacted to form a repeating structure represented by the following formula (b):
  • the ring-opening polymerization step is performed in the presence of an organic base, and at least selected from the group consisting of water and a compound represented by any one of the following formulas (C-1) to (C-2)
  • each R 1 is independently at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and a halogen atom.
  • each R 2 is independently selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and a halogen atom.
  • acid dissociation constant pK a of the conjugate acid of said organic base is from 20 to 34 as the numerical values in acetonitrile solvent, the production method of the polysiloxane structure-containing compound according to ⁇ 1>.
  • the organic base is represented by the amidine structure represented by the following formula (1), the guanidine structure represented by the following formula (2), the phosphazene structure represented by (3), and the following formula (4).
  • the method for producing a polysiloxane structure-containing compound according to ⁇ 2> which is a compound having at least one structure selected from the group consisting of a proazaphosphatran structure.
  • ⁇ 4> The method for producing a polysiloxane structure-containing compound according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the ring-opening polymerization step is a step of terminating the reaction with a compound represented by the following formula (D) .
  • X represents a structure represented by any of the following formulas (d-1) to (d-10)
  • R 3 each independently represents an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, or a silicon atom.
  • a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may contain at least one atom, R ′′ is independently an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and A hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may contain at least one atom selected from the group consisting of halogen atoms, or a silyl group (—SiR ′ ′′ 3 ), wherein R ′ ′′ is oxygen A hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may contain at least one atom selected from the group consisting of an atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom and a halogen atom, silicon 1 to 3000 atoms ( Li) siloxy group, or a hydrogen atom.) ⁇ 5> A polymer composition composed of two or more types of molecules having different molecular weights, which is a poly
  • each R 1 is independently selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and a halogen atom.
  • R 3 is independently oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, phosphorus atom, and a halogen atom
  • a linking group comprising at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon group having 1 to 10,000 carbon atoms and a (poly) siloxy group having 1 to 3000 silicon atoms, m is an integer of 1 to 100, and Each independently represents 1 to 3000.
  • each R ′ is independently selected from the group consisting of oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, silicon atom, boron atom, phosphorus atom, and halogen atom.
  • a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may contain at least one atom, R ′′ is independently an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and A hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may contain at least one atom selected from the group consisting of halogen atoms, or a silyl group (—SiR ′ ′′ 3 ), wherein R ′ ′′ is oxygen A hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may contain at least one atom selected from the group consisting of an atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom and a halogen atom, silicon 1 to 3000 atoms ( Li) siloxy group, or a hydrogen atom.) ⁇ 6> The polymer composition according to ⁇ 5>, wherein the number average molecular weight (M n
  • the method for producing a polysiloxane structure-containing compound which is one embodiment of the present invention is a method in which a cyclic siloxane represented by the following formula (A) is reacted.
  • each R 1 is independently at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and a halogen atom.
  • each R 2 is independently selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and a halogen atom.
  • the present inventors perform ring-opening polymerization of a cyclic siloxane trimer using an organic base as a catalyst and water or a compound represented by any one of formulas (C-1) to (C-2) as an initiator.
  • a polysiloxane structure having a clear “repeat structure” and “terminal structure” and having a low molecular weight dispersity can be formed.
  • the ring-opening polymerization step in the case of using a compound containing a silanol structure as an initiator is represented schematically, it can be expressed as the following formula.
  • the polysiloxane structure formed by such a ring-opening polymerization step is compared with the case where a lithium compound such as sec-butyllithium is used as an initiator or the case where an organic base is used as a catalyst and an alcohol such as methanol is used as an initiator.
  • the present inventors have revealed that the molecular weight dispersity can be kept small, and a polysiloxane structure-containing compound with a controlled molecular weight dispersity can be produced.
  • the “organic base” means an organic compound having Bronsted basicity.
  • cyclic siloxane represented by the formula (A)”, “organic base”, “initiator” and the like will be described in detail.
  • the ring-opening polymerization step is a step of forming a repeating structure represented by the following formula (b) by reacting a cyclic siloxane represented by the following formula (A).
  • the specific type of “siloxane” is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the target polysiloxane structure.
  • the kind of “cyclic siloxane represented by the formula (A)” used in the ring-opening polymerization step is not limited to one, and a polysiloxane structure can be made into a copolymer by combining two or more kinds.
  • R 1 in the formulas (A) and (b) is each independently at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and a halogen atom.
  • R 1 in the formulas (A) and (b) is each independently at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and a halogen atom.
  • May contain at least one atom selected from the group consisting of a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and a halogen atom '' means that the hydrogen atom of the hydrocarbon group is an oxygen atom,
  • the carbon atom inside the carbon skeleton of the hydrocarbon group is an oxygen atom, nitrogen atom , Sulfur source It means that it may be substituted with a divalent or higher functional group (linking group) containing a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, a halogen atom or the like.
  • hydrocarbon group is not limited to a straight-chain saturated hydrocarbon group, and may have a carbon-carbon unsaturated bond, a branched structure, or a cyclic structure.
  • a hydrogen group, an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic hydrocarbon group, and the like are also included.
  • (poly) siloxy group means “siloxy group” or “polysiloxy group”.
  • R 1 is a hydrocarbon group
  • the functional group contained in the hydrocarbon group includes a nitro group (—NO 2 ), a primary amino group (—NH 2 ), a secondary amino group (—NHR a ), a tertiary group Amino group (—NR a R b ), quaternary ammonium group (—N + R a R b R c ), amide group (—NRC ( ⁇ O) —), oxy group (—O—), carboxyl group (— COOH), ester group (—COOR), oxycarbonyl group (—OCO—), keto group (—COR a ), formyl group (—C (H) ⁇ O), trihydrosilyl group (—SiH 3 ), dihydrosilyl Group (—SiR a H 2 ), hydrosilyl group (—SiHR a R b ), trialkylsilyl group (—SiR a R b R c ), fluoro group (fluor
  • R 1 is a (poly) siloxy group
  • the number of silicon atoms in the (poly) siloxy group is preferably 100 or less, more preferably 50 or less, and more preferably 10 or less.
  • examples of the substituent contained in the (poly) siloxy group include a methyl group (—CH 3 , —Me), an ethyl group (—C 2 H 5 , —Et), n -Propyl group ( -n C 3 H 7 , -n Pr), i-propyl group ( -i C 3 H 7 , -i Pr), n-hexyl group ( -n C 6 H 13 , -n Hex), Examples include a cyclohexyl group ( —c C 6 H 11 , —Cy), a phenyl group (—C 6 H 5 , —Ph), and the like.
  • R 1 includes a methyl group (—CH 3 , —Me), an ethyl group (—C 2 H 5 , —Et), an n-propyl group ( —n C 3 H 7 , —n Pr), and an i-propyl group.
  • Examples of the cyclic siloxane represented by the formula (A) include those represented by the following formula.
  • the ring-opening polymerization step is a step in which the reaction is carried out in the presence of an organic base, but the specific type of “organic base” is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
  • organic base will be described with specific examples.
  • Acid dissociation constant pK a of the conjugate acid of an organic base as a number at a temperature 25 ° C. in an acetonitrile solvent, usually 20 or more, preferably 23 or more, usually 40 or less, more preferably 36 or less.
  • the acid dissociation constant pK a of the conjugate acid of an organic base is within the range, as represented by the following formula, it is easily suppressed so-called backbiting reaction.
  • Examples of the organic base include an amidine structure represented by the following formula (1), a guanidine structure represented by the following formula (2), a phosphazene structure represented by the following formula (3), and a pro- gen represented by the following formula (4).
  • the compound is preferably a compound having at least one structure selected from the group consisting of an azaphosphatran structure.
  • Specific organic bases include those represented by the following formulas (1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene (DBN), 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undeca. -7-ene (DBU), 7-methyl-1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene (MTBD), 1,5,7-triazabicyclo [4.4 .0] dec-5-ene (TBD), t-butylimino - tris (dimethylamino) phosphorane (BEMP), phosphazene base P 1 - t Bu-tris (tetramethylene) (t Bu-P 1 ( Pyrr)), Phosphazene base P 2 -Et (P 2 -Et)), 2,8,9-triisobutyl-2,5,8,9-tetraaza-1-phosphabicyclo [3.3.3] undecane (TiBP), etc. Is mentioned.
  • the amount of organic base used (charged amount) in the ring-opening polymerization step is usually 0.01 mol% or more, preferably 0.05 mol% or more, in terms of the amount of substance, based on the cyclic siloxane represented by formula (A).
  • it is 0.1 mol% or more, and is 10 mol% or less normally, Preferably it is 5 mol% or less, More preferably, it is 2 mol% or less. Within the above range, it becomes easy to efficiently produce the polysiloxane structure-containing compound.
  • the ring-opening polymerization step is a step of starting the reaction with water and at least one selected from the group consisting of compounds represented by any of the following formulas (C-1) to (C-2).
  • the specific type of the compound represented by any one of (C-1) to (C-2) is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the “terminal structure” of the target polysiloxane structure.
  • the initiator silanol will be described with specific examples.
  • R 2 in the formulas (C-1) and (C-2) is “at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and a halogen atom.
  • R 2 is because you are “independently”, also R 2 where m is present in one molecule of the case of two or more may be the same or may be different from each other.
  • R 2 is a hydrocarbon group
  • the number of carbon atoms of the hydrocarbon group is preferably 16 or less, more preferably 12 or less, and more preferably 8 or less.
  • R 2 is a hydrocarbon group
  • the functional group contained in the hydrocarbon group includes a nitro group (—NO 2 ), a primary amino group (—NH 2 ), a secondary amino group (—NHR a ), a tertiary group Amino group (—NR a R b ), quaternary ammonium group (—N + R a R b R c ), amide group (—NR a C ( ⁇ O) —), oxy group (—O—), carboxyl group (—COOH), ester group (—COOR a ), oxycarbonyl group (—OCO—), keto group (—COR a ), formyl group (—C (H) ⁇ O), trihydrosilyl group (—SiH 3 ) , Dihydrosilyl group (—SiR a H 2 ), hydrosilyl group (—SiHR a R b ), trialkylsilyl group (—SiR a R b R c ),
  • R 2 is a (poly) siloxy group
  • the number of silicon atoms in the (poly) siloxy group is preferably 100 or less, more preferably 50 or less, more preferably 10 or less.
  • examples of the substituent contained in the (poly) siloxy group include a methyl group (—CH 3 , —Me), an ethyl group (—C 2 H 5 , —Et), n -Propyl group ( -n C 3 H 7 , -n Pr), i-propyl group ( -i C 3 H 7 , -i Pr), n-hexyl group ( -n C 6 H 13 , -n Hex), Examples include a cyclohexyl group ( —c C 6 H 11 , —Cy), a phenyl group (—C 6 H 5 , —Ph), and the like.
  • R 2 includes a methyl group (—CH 3 , —Me), an ethyl group (—C 2 H 5 , —Et), an n-propyl group ( —n C 3 H 7 , —n Pr), and an i-propyl group.
  • Z represents “a carbon atom having 1 to 10,000 carbon atoms, which may contain at least one atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and a halogen atom.
  • the compound represented by the formula (C-2) represents a polyvalent silanol represented by the following formula, m represents the number of silanol groups, and Z represents a linking group to which the silanol groups are bonded. .
  • Z means “hydrocarbon group”, “(poly) siloxy group”, or “hydrocarbon group” and “(poly) siloxy group”.
  • “(Poly) siloxy group” may be two or more.
  • the number of carbon atoms of the hydrocarbon group is preferably 2000 or less, more preferably 1500 or less, still more preferably 1000 or less, still more preferably 600 or less, and particularly preferably 300 or less.
  • Z contains a (poly) siloxy group the number of silicon atoms in the (poly) siloxy group is preferably 3000 or less, more preferably 2500 or less, and more preferably 2000 or less.
  • the functional group included in the hydrocarbon group includes a nitro group (—NO 2 ), a primary amino group (—NH 2 ), a secondary amino group (—NHR a ), and a tertiary group.
  • Amino group (—NR a R b ), quaternary ammonium group (—N + R a R b R c ), amide group (—NRC ( ⁇ O) —), oxy group (—O—), carboxyl group (— COOH), ester group (—COOR), oxycarbonyl group (—OCO—), keto group (—COR a ), formyl group (—C (H) ⁇ O), trihydrosilyl group (—SiH 3 ), dihydrosilyl Group (—SiR a H 2 ), hydrosilyl group (—SiHR a R b ), trialkylsilyl group (—SiR a R b R c ), fluoro group (fluorine atom, —F), chloro group (chlorine atom, — Cl), bromo group (bromine atom,- r), iodo group (iodine atom, -I), and the like.
  • the substituents contained in the (poly) siloxy group include methyl group (—CH 3 , —Me), ethyl group (—C 2 H 5 , —Et), n -Propyl group ( -n C 3 H 7 , -n Pr), i-propyl group ( -i C 3 H 7 , -i Pr), n-butyl group ( -n C 4 H 9 , -n Bu), t-butyl group ( -t C 4 H 9 , -t Bu), n-pentyl group ( -n C 5 H 11 ), n-hexyl group ( -n C 6 H 13 , -n Hex), cyclohexyl group ( - c C 6 H 11, -Cy ), phenyl group (-C 6 H 5, -Ph) , benzyl group (-CH 2 C 6 H 5, -Bn),
  • Examples of the compound represented by the formula (C-1) include those represented by the following formula.
  • Examples of the compound represented by the formula (C-2) include those represented by the following formula.
  • the amount of initiator used in the ring-opening polymerization step is water with respect to the cyclic siloxane represented by the formula (A) or a substance having a silanol structure of the compound represented by any of the formulas (C-1) to (C-2)
  • the amount is usually 0.01 mol% or more, preferably 0.05 mol% or more, more preferably 0.1 mol% or more, and usually 10 mol% or less, preferably 7.5 mol% or less, more preferably 5 mol% or less. . Within the above range, it becomes easy to efficiently produce the polysiloxane structure-containing compound.
  • the ring-opening polymerization step is preferably a step for terminating the reaction with a compound represented by the following formula (D).
  • X represents a structure represented by any of the following formulas (d-1) to (d-10), and R 3 each independently represents an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, or a silicon atom.
  • a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may contain at least one atom, R ′′ is independently an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and A hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may contain at least one atom selected from the group consisting of halogen atoms, or a silyl group (—SiR ′ ′′ 3 ), wherein R ′ ′′ is oxygen
  • the compound represented by the formula (D) is a silane having a suitable leaving group, which reacts with
  • X represents a structure represented by any one of formulas (d-1) to (d-10), and R ′ in formulas (d-1) to (d-10) each independently represents an “oxygen atom, A hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may contain at least one atom selected from the group consisting of a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and a halogen atom, '' Each independently represents the number of carbon atoms that may contain at least one atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and a halogen atom.
  • hydrocarbon group or“ silyl group (—SiR ′ ′′ 3 ) ”, but“ oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, silicon atom, boron atom, phosphorus atom, and halogen atom ”
  • R ′ and R ′′ are hydrocarbon groups, the number of carbon atoms of the hydrocarbon group is preferably 16 or less, more preferably 12 or less, and more preferably 8 or less.
  • R ′ and R ′′ are hydrocarbon groups
  • R ′ includes a methyl group (—CH 3 , —Me), an ethyl group (—C 2 H 5 , —Et), an n-propyl group ( —n C 3 H 7 , —n Pr), and an i-propyl group.
  • R ′′ includes a methyl group (—CH 3 , —Me), an ethyl group (—C 2 H 5 , —Et), an n-propyl group ( —n C 3 H 7 , —n Pr), i-propyl Groups ( -i C 3 H 7 , -i Pr), n-butyl groups ( -n C 4 H 9 , -n Bu), t-butyl groups ( -t C 4 H 9 , -t Bu), n- Pentyl group ( -n C 5 H 11 ), n-hexyl group ( -n C 6 H 13 , -n Hex), cyclohexyl group ( -c C 6 H 11 , -Cy), phenyl group (-C 6 H 5 , —Ph), benzyl group (—CH 2 C 6 H 5 , —Bn), vinyl group (—CH ⁇ CH 2 ), allyl group (—CH 2 CH ⁇ CH
  • R ′ ′′ includes a methyl group (—CH 3 , —Me), an ethyl group (—C 2 H 5 , —Et), an n-propyl group ( —n C 3 H 7 , —n Pr), i— propyl (- i C 3 H 7, - i Pr), n- butyl (- n C 4 H 9, - n Bu), t- butyl (- t C 4 H 9, - t Bu), n -Pentyl group ( -n C 5 H 11 ), n-hexyl group ( -n C 6 H 13 , -n Hex), cyclohexyl group ( -c C 6 H 11 , -Cy), phenyl group (-C 6 H 5 , Ph), benzyl group (—CH 2 C 6 H 5 , —Bn), vinyl group (—CH ⁇ CH 2 ), allyl group (—CH 2 CH ⁇ CH 2 ), ethy
  • R 3 in the formula (D) may contain “at least one atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and a halogen atom. Represented by any one of “hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms”, “hydrogen atom”, “(poly) siloxy group having 1 to 3000 silicon atoms” or “formulas (d-1) to (d-10)”.
  • hydrocarbon group have the same meaning as in the case of R 1 described above.
  • R 3 is a hydrocarbon group, the number of carbon atoms of the hydrocarbon group is preferably 16 or less, more preferably 12 or less, and more preferably 8 or less.
  • R 3 is a hydrocarbon group
  • the functional group contained in the hydrocarbon group includes a nitro group (—NO 2 ), a tertiary amino group (—NR a R b ), a quaternary ammonium group (—N + R).
  • R 3 includes a methyl group (—CH 3 , —Me), an ethyl group (—C 2 H 5 , —Et), an n-propyl group ( —n C 3 H 7 , —n Pr), and an i-propyl group.
  • Examples of the compound represented by the formula (D) include those represented by the following formula.
  • the reaction temperature in the ring-opening polymerization step is usually ⁇ 78 ° C. or higher, preferably ⁇ 40 ° C. or higher, more preferably ⁇ 20 ° C. or higher, and usually 100 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or lower. is there.
  • the reaction time of the ring-opening polymerization step is usually 1 minute or more, preferably 10 minutes or more, more preferably 1 hour or more, and usually 100 hours or less, preferably 72 hours or less, more preferably 48 hours or less. Within the above range, it becomes easy to efficiently produce the polysiloxane structure-containing compound.
  • the number of ring-opening polymerization steps is not limited to one, and different cyclic siloxane trimers may be continuously polymerized to form a block copolymer having two or more polysiloxane structures.
  • the polysiloxane structure-containing compound whose molecular weight dispersity is controlled by the production method of the present invention can be produced.
  • the following formulas (E-1) to (E) -7) a polymer comprising a polysiloxane structure-containing compound represented by any one of two or more kinds having different molecular weights, and having a molecular weight distribution (M w / M n ) of 1.00 to 1.20
  • M w / M n molecular weight distribution
  • a composition hereinafter sometimes abbreviated as “the polymer composition of the present invention” is also an embodiment of the present invention.
  • each R 1 is independently selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, a phosphorus atom, and a halogen atom.
  • R 3 is independently oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, phosphorus atom, and a halogen atom
  • a linking group consisting of at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon group having 1 to 10,000 and a (poly) siloxy group having 1 to 3000 silicon atoms, m is an integer from 1 to 100, and i is independently Represents 1 to 3000.
  • R 1 , R 2 , R 3 , Z, m are as defined above. Also, since R 1, R 2, R 3 is you are "independently", even R 1, R 2, R 3 present in the molecule when m is 2 or more, respectively identical, different It may be a thing.
  • each of the compounds is a polysiloxane-containing compound corresponding to the formula (E-1), but is a polymer composition having different molecular weights.
  • i represents 1 to 3000, preferably 30 or more, more preferably 40 or more, preferably 2500 or less, more preferably 2000 or less. Since i is “independently”, the lengths of the polysiloxy groups represented by i may be the same or different.
  • the molecular weight distribution (M w / M n ) of the polymer composition of the present invention is preferably 1.00 or more, more preferably 1.03 or more, and usually 1.20 or less, preferably 1.18 or less, more Preferably it is 1.16 or less, More preferably, it is 1.14 or less.
  • the number average molecular weight (M n ) of the polymer composition of the present invention is usually 300 or more, preferably 500 or more, more preferably 1000 or more, and usually 2000000 or less, preferably 1000000 or less, more preferably 500000 or less.
  • Example 1 Synthesis of polydimethylsiloxane (PDMS) by polymerization of hexamethylcyclotrisiloxane (D (Me2) 3 ) D (Me2) 3 (283 mg, 1.27 mmol), methyldiphenylsilanol (MePh 2 SiOH) , 27.2 mg, 127 ⁇ mol), and tetrahydrofuran (THF, 661 ⁇ L) in a solution of 1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene (TBD, conjugate acid) acid dissociation constant pK a: 26.03) in THF (88.4 mg mL -1, 20.0 ⁇ L , 12.7 ⁇ mol) were added, and reacted for 24 hours under -20 ° C.
  • THF 1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene
  • Example 2 Synthesis of poly (methylphenylsiloxane) (PMPS) by polymerization of 1,3,5-trimethyl-1,3,5-triphenylcyclotrisiloxane (D (Me, Ph) 3 ) D (Me , Ph) 3 (260 mg, 0.635 mmol), methyl (phenyl) vinylsilanol (MePhViSiOH, 16.8 mg, 102 ⁇ mol), and THF (481 ⁇ L) in a solution of TBD in THF (88. 4 mg mL ⁇ 1 , 4.0 ⁇ L, 2.5 ⁇ mol) was added and reacted at ⁇ 20 ° C. for 4 hours under a nitrogen atmosphere.
  • PMPS poly (methylphenylsiloxane)
  • Example 3 Synthesis of poly (methylvinylsiloxane) (PMVS) by polymerization of 1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinylcyclotrisiloxane (D (Me, Vi) 3 ) D (Me , Vi) 3 (268 mg, 1.05 mmol), MePhViSiOH (17.0 mg, 105 ⁇ mol), and THF (544 ⁇ L) were added to 7-methyl-1,5,7-triazabicyclo [ 4.4.0] THF solution (100 mg mL ⁇ 1 , 15.9 ⁇ L, 10.5 ⁇ mol) of deca-5-ene (MTBD, acid dissociation constant of conjugate acid pK a : 25.49) was added.
  • MTBD deca-5-ene
  • Example 4 Poly [methyl ( 1,2,5 -trimethyl-1,3,5-tris (3,3,3-trifluoropropyl) cyclotrisiloxane (D (Me, TFPr) 3 ) polymerization] 1,3,5-trifluoropropyl) siloxane] (PMTFPS) D (Me, TFPr) 3 (357 mg, 0.762 mmol), methyl (3,3,3-trifluoropropyl) phenylsilanol (MeTFPrPhSiOH , 17.9 mg, 76.2 ⁇ mol) and THF (406 ⁇ L) were charged with a THF solution of TBD (88.4 mg mL ⁇ 1 , 15.9 ⁇ L, 10.5 ⁇ mol), The reaction was performed at ⁇ 20 ° C.
  • Example 5 Synthesis of PDMS-PMVS block copolymer D (Me2) 3 (246 mg, 1.11 mmol), MePh 2 SiOH (8.5 mg, 40 ⁇ mol), and tetrahydrofuran (THF, 500 ⁇ L).
  • a solution of TBD in THF 88.4 mg mL ⁇ 1 , 9.0 ⁇ L, 5.7 ⁇ mol was added to the solution and reacted at ⁇ 20 ° C. for 16.9 hours in a nitrogen atmosphere.
  • D (Me, Vi) 3 (246 mg, 0.952 mmol) was added, and the mixture was further reacted at ⁇ 20 ° C. for 45 minutes under a nitrogen atmosphere.
  • Example 7 Synthesis of PDMS by Polymerization Using D Unit Silanol as Initiator D (Me2) 3 (221 mg, 0.991 mmol), 1,5-dihydroxy-1,1,3,3,5
  • a solution of 5-hexamethyltrisiloxane (HO-D (Me2) 3 -OH, 24.0 ⁇ L, 99.1 ⁇ mol) and methylene chloride (513 ⁇ L) was added to a solution of TMnPG in THF (100 mg mL ⁇ 1 , 14.0 ⁇ L, 9.91 ⁇ mol) and allowed to react at 30 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere.
  • Example 8 Synthesis of PDMS by polymerization using T unit silanol as initiator D (Me2) 3 (221 mg, 0.991 mmol), 3-hydroxy-1,1,1,3,5,5,
  • T unit silanol as initiator D (Me2) 3 (221 mg, 0.991 mmol), 3-hydroxy-1,1,1,3,5,5,
  • Me (TMSO) 2 SiOH 23.7 mg, 99.1 ⁇ mol
  • methylene chloride 513 ⁇ L
  • TMnPG 1,2-trimethylene-3-n-propylguanidine
  • THF 100 mg mL ⁇ 1 , 14.0 ⁇ L, 9.91 ⁇ mol
  • Example 9 Synthesis of PDMS by Polymerization Using Q Unit Silanol as Initiator D (Me2) 3 (221 mg, 0.991 mmol), Tris (trimethylsiloxy) silanol ((TMSO) 3 SiOH, 31.0 mg, 99.1 ⁇ mol) and methylene chloride (513 ⁇ L) were charged with a THF solution of TMnPG (100 mg mL ⁇ 1 , 14.0 ⁇ L, 9.91 ⁇ mol), and a nitrogen atmosphere at 30 ° C. For 90 minutes.
  • Example 10 Synthesis of PDMS having a vinyl group and a hydrosilyl group at its terminal From D (Me2) 3 (283 mg, 1.27 mmol), MePhViSiOH (20.9 ⁇ L, 127 ⁇ mol), and THF (665 ⁇ L) A solution of TBD in THF (88.4 mg mL ⁇ 1 , 20.0 ⁇ L, 12.7 ⁇ mol) was added to the resulting solution and reacted at ⁇ 20 ° C. for 17.5 hours under a nitrogen atmosphere.
  • Example 11 Synthesis of PDMS having a methacryloyl group and a hydrosilyl group at the end D (Me2) 3 (221 mg, 0.991 mmol), dimethyl (3-methacryloxypropyl) silanol (MAMe 2 SiOH, 19.9 ⁇ L) , 99.1 ⁇ mol) and methylene chloride (517 ⁇ L) were charged with a THF solution of TMnPG (100 mg mL ⁇ 1 , 14.0 ⁇ L, 9.91 ⁇ mol) at 30 ° C. in a nitrogen atmosphere. The reaction was carried out for 1 hour.
  • Example 12 Synthesis of branched PDMS by polymerization using polyvalent silanol as initiator D (Me2) 3 (221 mg, 0.991 mmol), 1,3,5-tris (hydroxydimethylsilyl) benzene (A solution consisting of THSB, 29.8 mg, 99.1 ⁇ mol) and THF (537 ⁇ L) was charged with a THF solution of TMnPG (100 mg mL ⁇ 1 , 14.0 ⁇ L, 9.91 ⁇ mol), and nitrogen was added. The reaction was performed at 30 ° C. for 90 minutes in an atmosphere.
  • Example 13 Synthesis of PDMS by polymerization using silanediol as initiator D (Me2) 3 (220 mg, 0.991 mmol), methyl (phenyl) silanediol (MePhSi (OH) 2 , 15.3 mg , 99.1 ⁇ mol) and methylene chloride (530 ⁇ L) were charged with a THF solution of TMnPG (100 mg mL ⁇ 1 , 14.0 ⁇ L, 9.91 ⁇ mol) at 30 ° C. in a nitrogen atmosphere. The reaction was performed for 90 minutes.
  • Example 14 Synthesis of PDMS by polymerization using amidine as catalyst D (Me2) 3 (219 mg, 0.985 mmol), water / THF mixed solution (1/99 (v / v), 178 ⁇ L, water) 98.5 ⁇ mol) and THF (355 ⁇ L) were added to 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU, acid dissociation constant of conjugate acid pK a : 23.34). Of THF (100 mg mL ⁇ 1 , 15.0 ⁇ L, 9.85 ⁇ mol) was added and reacted at 30 ° C. for 120 hours in a nitrogen atmosphere.
  • DBU 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene
  • Example 15 Synthesis of PDMS by polymerization using phosphazene as catalyst D (Me2) 3 (219 mg, 0.985 mmol), water / THF mixed solution (1/99 (v / v), 178 ⁇ L, water) 98.5 ⁇ mol) and THF (355 ⁇ L) were dissolved in 2-tert-butylimino-2-diethylamino-1,3-dimethylperhydro-1,3,2-diazaphosphorin (BEMP, acid dissociation of conjugate acid).
  • Example 16 Synthesis of PDMS by polymerization using proazaphosphatran as a catalyst D (Me2) 3 (227 mg, 1.02 mmol), water / THF mixed solution (1/99 (v / v), 187 ⁇ L, water 102 ⁇ mol) and THF (371 ⁇ L) were added to a solution of 2,8,9-triisobutyl-2,5,8,9-tetraaza-1-phosphabicyclo [3.3.3].
  • a THF solution (10 mg mL ⁇ 1 , 17.5 ⁇ L, 9.84 ⁇ mol) of undecane (TiBP, acid dissociation constant of conjugate acid pK a : 33.53) was added and reacted at 30 ° C.
  • Example 17 Synthesis of terminal functionalized PDMS by polymerization using water as an initiator and chloro (chloromethyl) dimethylsilane as an end capping agent D (Me2) 3 (212 mg, 0.953 mmol), water / THF mixed solution (1/99 (v / v), 172 ⁇ L, water 95.3 ⁇ mol) and THF (340 ⁇ L) in a solution of TBD in THF (29.5 mg mL ⁇ 1 , 18. 0 ⁇ L, 3.81 ⁇ mol) was added and reacted at ⁇ 20 ° C. for 24 hours under a nitrogen atmosphere.
  • D chloro (chloromethyl) dimethylsilane
  • Example 18 Synthesis of terminal functionalized PDMS by polymerization using water as initiator and 2,3,4,5,6-pentafluorophenyldimethylsilane as end capping agent D (Me2) 3 (212 mg , 0.953 mmol), a mixed solution of water / THF (1/99 (v / v), 172 ⁇ L, water 95.3 ⁇ mol), and THF (340 ⁇ L) into a solution of TBD in THF (29. 5 mg mL ⁇ 1 , 18.0 ⁇ L, 3.81 ⁇ mol), and allowed to react at ⁇ 20 ° C. for 24 hours under a nitrogen atmosphere.
  • end capping agent D Me2
  • Example 19 Synthesis of end-functionalized PDMS by polymerization using water as initiator and chlorotriethoxysilane as end-capping agent D (Me2) 3 (218 mg, 0.979 mol), water / THF mixed solution (1/99 (v / v), 176 ⁇ L, water 97.9 ⁇ mol) and THF (352 ⁇ L) were added to a solution of MTBD in THF (100 mg mL ⁇ 1 , 15.0 ⁇ L, 9.79). ⁇ mol) was added and reacted at 30 ° C. for 16 hours under a nitrogen atmosphere.
  • end-functionalized PDMS by polymerization using water as initiator and chlorotriethoxysilane as end-capping agent D (Me2) 3 (218 mg, 0.979 mol), water / THF mixed solution (1/99 (v / v), 176 ⁇ L, water 97.9 ⁇ mol) and THF (352 ⁇ L) were added to a solution of MTBD in
  • Example 20 Synthesis of PDMS by polymerization using acetoxytrimethylsilane as end-capping agent D (Me2) 3 (221 mg, 0.991 mmol), water / THF mixed solution (1/99 (v / v) , 179 ⁇ L, water 99.1 ⁇ mol), and a solution of TMnPG in THF (100 mg mL ⁇ 1 , 14.0 ⁇ L, 9.91 ⁇ mol) were added to a solution consisting of methylene chloride (358 ⁇ L) and a nitrogen atmosphere The reaction was carried out at 30 ° C. for 1 hour.
  • Example 21 Synthesis of PDMS by polymerization using dimethylaminotrimethylsilane as a terminal blocking agent D (Me2) 3 was polymerized under the same conditions as in Example 17. Dimethylaminotrimethylsilane (77.8 ⁇ L, 496 ⁇ mol) was added to the reaction solution and reacted at 30 ° C. for 3.5 hours. The product was purified in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • Example 22 Synthesis of high molecular weight PDMS D (Me2) 3 (221 mg, 0.991 mmol), water / THF mixed solution (1/99 (v / v), 17.9 ⁇ L, water 9.91 ⁇ mol) ) And a solution of methylene chloride (519 ⁇ L) and a solution of TMnPG in THF (100 mg mL ⁇ 1 , 14.0 ⁇ L, 9.91 ⁇ mol) were added and reacted at 30 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere. .
  • ⁇ Comparative example 2> A mixture of octamethylcyclotetrasiloxane (250 mg, 0.843 mmol) and hexamethyldisiloxane (2.7 ⁇ L, 13 ⁇ mol) in a THF solution of isobutyl-substituted azaphosphatran (TiBP) at 100 ° C. under a nitrogen atmosphere ( (10.0 mg mL ⁇ 1 , 100 ⁇ L, 2.92 ⁇ mol) was added to start the reaction. No monomer consumption was observed at 2 hours and 22 hours from the start of the reaction. After that, water (1.5 ⁇ L, 83 ⁇ mol) was added to the reaction solution, and the reaction was further continued for 5.5 hours, but no monomer consumption was observed.
  • TiBP isobutyl-substituted azaphosphatran
  • the polysiloxane structure-containing compound obtained by the production method of the present invention can be used as a high heat resistant material. Can be used for various materials.

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Abstract

ポリシロキサン構造における「繰り返し構造」や「末端構造」が明確で、かつ分子量分散度を小さく抑えることができるポリシロキサン構造含有化合物の製造方法を提供することを目的とする。有機塩基を触媒とし、水や特定の化合物を開始剤として、下記式(A)で表される環状シロキサンを開環重合させることにより、「繰り返し構造」や「末端構造」が明確で、かつ分子量分散度を小さく抑えたポリシロキサン構造が形成できる。

Description

ポリシロキサン構造含有化合物の製造方法及び高分子組成物
 本発明は、ポリシロキサン構造含有化合物の製造方法及び高分子組成物に関し、より詳しくは環状シロキサンの開環重合によってポリシロキサン構造を形成するポリシロキサン構造含有化合物の製造方法、及び前記製造方法を利用して製造することができる高分子組成物に関する。
 シロキサン結合(Si-O-Si)は、有機化合物の基本骨格である炭素-炭素結合(C-C結合)や炭素-酸素結合(C-O結合)よりも結合エネルギーが大きく、シロキサン結合が連なったポリシロキサンは、耐熱性、耐擦傷性、耐候性に優れ、様々な用途に利用されている有用な化合物である。
 ポリシロキサン構造を形成する方法としては、ハロゲン化シランやアルコキシシランを加水分解・脱水縮合する方法が一般的に知られているが、近年、直鎖状のポリシロキサン構造を形成する方法として、塩基触媒下で環状シロキサンを開環重合する利用する方法が提案されている。具体的には、N-ヘテロサイクリックカルベンを触媒として利用する方法(特許文献1及び非特許文献1、2参照)、フォスファゼン塩基を触媒として利用する方法(特許文献2、3及び非特許文献3、4、5参照)、グアニジン塩基を触媒として利用する方法(特許文献4参照)等が報告されている。
米国特許出願公開第2008/0097064号明細書 米国特許第6353075号明細書 欧州特許出願公開第0982345号明細書 米国特許第8367796号明細書
Baceiredo et al.,J.Organomet.Chem.2007,692,705. Waymouth et al.,Org.Lett.2006,8,4683. Taylor et al.,J.Inorg.Organomet.Polym.1999,9,17. Clarson et al.,J.Inorg.Organomet.Polym.1998,8,111. Moller et al.,Macromol.Rapid Commun.1995,16,449.
 本発明は、ポリシロキサン構造における「繰り返し構造」や「末端構造」が明確で、かつ分子量分散度を小さく抑えることができるポリシロキサン構造含有化合物の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、有機塩基を触媒とし、水や特定の化合物を開始剤として、環状シロキサン三量体を開環重合させることにより、「繰り返し構造」や「末端構造」が明確で、かつ分子量分散度を小さく抑えたポリシロキサン構造が形成できることを見出し、本発明を完成させた。
 即ち、本発明は以下の通りである。
<1> 下記式(A)で表される環状シロキサンを反応させて下記式(b)で表される繰り返し構造を形成する開環重合工程を含むポリシロキサン構造含有化合物の製造方法であって、
 前記開環重合工程が、有機塩基の存在下で反応が行われ、かつ水及び下記式(C-1)~(C-2)の何れかで表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種によって反応を開始させる工程であることを特徴とする、ポリシロキサン構造含有化合物の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式(A)及び(b)中、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は水素原子を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(式(C-1)及び(C-2)中、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、ヒドロキシル基、又は水素原子を、Zは酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~10000の炭化水素基、並びにケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基からなる群より選択される少なくとも1種からなる連結基を、mは1~100の整数を表す。)
<2> 前記有機塩基の共役酸の酸解離定数pKが、アセトニトリル溶媒における数値として20~34である、<1>に記載のポリシロキサン構造含有化合物の製造方法。
<3> 前記有機塩基が、下記式(1)で表されるアミジン構造、下記式(2)で表されるグアニジン構造、(3)で表されるフォスファゼン構造、及び下記式(4)で表されるプロアザフォスファトラン構造からなる群より選択される少なくとも1種の構造を有する化合物である、<2>に記載のポリシロキサン構造含有化合物の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
<4> 前記開環重合工程が、下記式(D)で表される化合物によって反応を終了させる工程である、<1>~<3>の何れかに記載のポリシロキサン構造含有化合物の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式(D)中、Xは下記式(d-1)~(d-10)の何れかで表される構造を、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、水素原子、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は下記式(d-1)~(d-10)の何れかで表される構造を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(式(d-4)~(d-10)中、R’はそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基を、R’’はそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、又はシリル基(-SiR’’’)を、R’’’は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は水素原子を表す。)
<5> 下記式(E-1)~(E-7)の何れか1つで表されるポリシロキサン構造含有化合物で分子量が異なる2種以上の分子からなる高分子組成物であって、
 分子量分布(M/M)が1.00~1.20である、高分子組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(式(E-1)~(E-7)中、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は水素原子を、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、ヒドロキシル基、又は水素原子を、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、水素原子、ヒドロキシル基、又は下記式(d-1)~(d-10)の何れかで表される構造を、Zは酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~10000の炭化水素基、並びにケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基からなる群より選択される少なくとも1種からなる連結基を、mは1~100の整数を、iはそれぞれ独立して1~3000を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(式(d-4)~(d-10)中、R’はそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基を、R’’はそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、又はシリル基(-SiR’’’)を、R’’’は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は水素原子を表す。)
<6> 数平均分子量(M)が300~2000000である、<5>に記載の高分子組成物。
 本発明によれば、「繰り返し構造」や「末端構造」が明確で、かつ分子量分散度を小さく抑えたポリシロキサン構造含有化合物を効率良く製造することができる。
 本発明の詳細を説明するに当たり、具体例を挙げて説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない限り以下の内容に限定されるものではなく、適宜変更して実施することができる。
<ポリシロキサン構造含有化合物の製造方法>
 本発明の一態様であるポリシロキサン構造含有化合物の製造方法(以下、「本発明の製造方法」と略す場合がある。)は、下記式(A)で表される環状シロキサンを反応させて下記式(b)で表される繰り返し構造を形成する開環重合工程(以下、「開環重合工程」と略す場合がある。)を含む方法であり、開環重合工程が、有機塩基の存在下で反応が行われ、かつ水及び下記式(C-1)~(C-2)の何れかで表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種(以下、「開始剤」と略す場合がある。)によって反応を開始させる工程であることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(式(A)及び(b)中、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は水素原子を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(式(C-1)及び(C-2)中、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、ヒドロキシル基、又は水素原子を、Zは酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~10000の炭化水素基、並びにケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基からなる群より選択される少なくとも1種からなる連結基を、mは1~100の整数を表す。)
 本発明者らは、有機塩基を触媒とし、水や式(C-1)~(C-2)の何れかで表される化合物を開始剤として、環状シロキサン三量体を開環重合させることにより、「繰り返し構造」や「末端構造」が明確で、かつ分子量分散度を小さく抑えたポリシロキサン構造が形成できることを見出したのである。シラノール構造を含む化合物を開始剤とした場合の開環重合工程を模擬的に表すと、下記式のように表現することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 かかる開環重合工程によって形成されるポリシロキサン構造は、sec-ブチルリチウム等のリチウム化合物を開始剤として用いた場合や、有機塩基を触媒、メタノール等のアルコールを開始剤として用いた場合に比べて、その分子量分散度を小さく抑えることができることを本発明者らは明らかとしており、分子量分散度が制御されたポリシロキサン構造含有化合物を製造することができるのである。
 また、上記式で表現されているように、異なる環状シロキサン三量体を連続重合させることにより、2種以上のポリシロキサン構造を有するブロック共重合体を形成することも可能であり、有用性の高い製造方法であると言える。
 なお、「有機塩基」とは、ブレンステッド塩基性を有した有機化合物を意味するものとする。
 以下、「式(A)で表される環状シロキサン」、「有機塩基」、「開始剤」等について詳細に説明する。
(式(A)で表される環状シロキサン)
 開環重合工程は、下記式(A)で表される環状シロキサンを反応させて下記式(b)で表される繰り返し構造を形成する工程であるが、「式(A)で表される環状シロキサン」の具体的種類は特に限定されず、目的とするポリシロキサン構造に応じて適宜選択することができる。なお、開環重合工程で使用する「式(A)で表される環状シロキサン」の種類は、1種類に限られず、2種以上を組み合せてポリシロキサン構造を共重合体とすることもできる。以下、式(A)で表される環状シロキサンについて具体例を挙げて説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 式(A)及び(b)中のRは、それぞれ独立して「酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基」、「ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基」、又は「水素原子」を表しているが、「酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい」とは、炭化水素基の水素原子が酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、ハロゲン原子等を含む1価の官能基で置換されていてもよいほか、炭化水素基の炭素骨格内部の炭素原子が酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、ハロゲン原子等を含む2価以上の官能基(連結基)で置換されていてもよいことを意味する。また、「炭化水素基」は、直鎖状の飽和炭化水素基に限られず、炭素-炭素不飽和結合、分岐構造、環状構造のそれぞれを有していてもよいことを意味し、不飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環式炭化水素基等も含まれるものとする。また、「(ポリ)シロキシ基」とは、「シロキシ基」又は「ポリシロキシ基」であることを意味する。
 Rが炭化水素基である場合、炭化水素基の炭素原子数は、好ましくは16以下、より好ましくは12以下、より好ましくは8以下である。
 Rが炭化水素基である場合、炭化水素基に含まれる官能基としては、ニトロ基(-NO)、一級アミノ基(-NH)、二級アミノ基(-NHR)、三級アミノ基(-NR)、四級アンモニウム基(-N),アミド基(-NRC(=O)-)、オキシ基(-O-)、カルボキシル基(-COOH)、エステル基(-COOR)、オキシカルボニル基(-OCO-)、ケト基(-COR)、ホルミル基(-C(H)=O)、トリヒドロシリル基(-SiH)、ジヒドロシリル基(-SiR)、ヒドロシリル基(-SiHR)、トリアルキルシリル基(-SiR)、フロオロ基(フッ素原子、-F)、クロロ基(塩素原子、-Cl)、ブロモ基(臭素原子、-Br)、ヨード基(ヨウ素原子、-I)等が挙げられる。
 Rが(ポリ)シロキシ基である場合、(ポリ)シロキシ基のケイ素原子数は、好ましくは100以下、より好ましくは50以下、より好ましくは10以下である。
 Rが(ポリ)シロキシ基である場合、(ポリ)シロキシ基に含まれる置換基としては、メチル基(-CH、-Me)、エチル基(-C、-Et)、n-プロピル基(-、-Pr)、i-プロピル基(-、-Pr)、n-ヘキシル基(-13,-Hex)、シクロヘキシル基(-11,-Cy)、フェニル基(-C,-Ph)等が挙げられる。
 Rとしては、メチル基(-CH、-Me)、エチル基(-C、-Et)、n-プロピル基(-、-Pr)、i-プロピル基(-、-Pr)、n-ブチル基(-、-Bu)、t-ブチル基(-、-Bu)、n-ペンチル基(-11)、n-ヘキシル基(-13,-Hex)、シクロヘキシル基(-11,-Cy)、フェニル基(-C,-Ph)、ベンジル基(-CH,-Bn)、ビニル基(-CH=CH)、アリル基(-CHCH=CH)、エチニル基(-C≡CH)、プロパルギル基(-CHC≡CH)、水素原子等が挙げられる。
 式(A)で表される環状シロキサンとしては、下記式で表されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(有機塩基)
 開環重合工程は、有機塩基の存在下で反応が行われる工程であるが、「有機塩基」の具体的種類は特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。以下、有機塩基について具体例を挙げて説明する。
 有機塩基の共役酸の酸解離定数pKは、温度25℃のアセトニトリル溶媒における数値として、通常20以上、好ましくは23以上であり、通常40以下、より好ましくは36以下である。有機塩基の共役酸の酸解離定数pKが前記範囲内であると、下記式で表されるような、いわゆるバックバイティング反応を抑制し易くなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 有機塩基としては、下記式(1)で表されるアミジン構造、下記式(2)で表されるグアニジン構造、(3)で表されるフォスファゼン構造、及び下記式(4)で表されるプロアザフォスファトラン構造からなる群より選択される少なくとも1種の構造を有する化合物であるであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 具体的な有機塩基としては、下記式で表されるもの(1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノン-5-エン(DBN)、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(DBU)、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(MTBD)、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(TBD)、t-ブチルイミノ-トリス(ジメチルアミノ)ホスホラン(BEMP)、フォスファゼン塩基PBu-トリス(テトラメチレン)(Bu-P(Pyrr))、フォスファゼン塩基P-Et(P-Et))、2,8,9-トリイソブチル-2,5,8,9-テトラアザ-1-ホスファビシクロ[3.3.3]ウンデカン(TiBP)等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 開環重合工程における有機塩基の使用量(仕込量)は、式(A)で表される環状シロキサンに対して物質量換算で、通常0.01mol%以上、好ましくは0.05mol%以上、より好ましくは0.1mol%以上であり、通常10mol%以下、好ましくは5mol%以下、より好ましくは2mol%以下である。前記範囲内であると、ポリシロキサン構造含有化合物を効率良く製造し易くなる。
(開始剤)
 開環重合工程は、水及び下記式(C-1)~(C-2)の何れかで表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種によって反応を開始させる工程であるが、式(C-1)~(C-2)の何れかで表される化合物の具体的種類は特に限定されず、目的とするポリシロキサン構造の「末端構造」に応じて適宜選択することができる。以下、開始剤シラノールについて具体例を挙げて説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 式(C-1)及び(C-2)中のRは、「酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基」、「ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基」、「ヒドロキシル基」、又は「水素原子」を表しているが、「酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい」と「炭化水素基」と「(ポリ)シロキシ基」は、前述のRの場合と同義である。また、Rは「それぞれ独立して」いるため、mが2以上の場合の1分子内に存在するRは同一であっても、それぞれ異なるものであってもよい。
 Rが炭化水素基である場合、炭化水素基の炭素原子数は、好ましくは16以下、より好ましくは12以下、より好ましくは8以下である。
 Rが炭化水素基である場合、炭化水素基に含まれる官能基としては、ニトロ基(-NO)、一級アミノ基(-NH)、二級アミノ基(-NHR)、三級アミノ基(-NR)、四級アンモニウム基(-N),アミド基(-NRC(=O)-)、オキシ基(-O-)、カルボキシル基(-COOH)、エステル基(-COOR)、オキシカルボニル基(-OCO-)、ケト基(-COR)、ホルミル基(-C(H)=O)、トリヒドロシリル基(-SiH)、ジヒドロシリル基(-SiR)、ヒドロシリル基(-SiHR)、トリアルキルシリル基(-SiR)、ホスフィン基(-PR)、四級ホスホニウム基(-P)、フロオロ基(フッ素原子、-F)、クロロ基(塩素原子、-Cl)、ブロモ基(臭素原子、-Br)、ヨード基(ヨウ素原子、-I)等が挙げられる。
 Rが(ポリ)シロキシ基である場合、(ポリ)シロキシ基のケイ素原子数は、好ましくは100以下、より好ましくは50以下、より好ましくは10以下である。
 Rが(ポリ)シロキシ基である場合、(ポリ)シロキシ基に含まれる置換基としては、メチル基(-CH、-Me)、エチル基(-C、-Et)、n-プロピル基(-、-Pr)、i-プロピル基(-、-Pr)、n-ヘキシル基(-13,-Hex)、シクロヘキシル基(-11,-Cy)、フェニル基(-C,-Ph)等が挙げられる。
 Rとしては、メチル基(-CH、-Me)、エチル基(-C、-Et)、n-プロピル基(-、-Pr)、i-プロピル基(-、-Pr)、n-ブチル基(-、-Bu)、t-ブチル基(-、-Bu)、n-ペンチル基(-11)、n-ヘキシル基(-13,-Hex)、シクロヘキシル基(-11,-Cy)、フェニル基(-C,-Ph)、ベンジル基(-CH,-Bn)、ビニル基(-CH=CH)、アリル基(-CHCH=CH)、エチニル基(-C≡CH)、プロパルギル基(-CHC≡CH)、ヒドロキシル基、水素原子等が挙げられる。
 Zは「酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~10000の炭化水素基、並びにケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基からなる群より選択される少なくとも1種からなる連結基」を表しているが、「酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい」は、前述のRの場合と同義である。
 式(C-2)で表される化合物は、下記式で表されるような多価シラノールを表しており、mはシラノール基の数を、Zはシラノール基が結合した連結基を表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 Zは「炭化水素基」のみ、「(ポリ)シロキシ基」、又は「炭化水素基」及び「(ポリ)シロキシ基」によって構成される基であることを意味しており、「炭化水素基」、「(ポリ)シロキシ基」はそれぞれ2種以上であってもよいものとする。
 Zに炭化水素基が含まれる場合、炭化水素基の炭素原子数は、好ましくは2000以下、より好ましくは1500以下、さらに好ましくは1000以下、さらに好ましくは600以下、特に好ましくは300以下である。
 Zに(ポリ)シロキシ基が含まれる場合、(ポリ)シロキシ基のケイ素原子数は、好ましくは3000以下、より好ましくは2500以下、より好ましくは2000以下である。
 Zに炭化水素基が含まれる場合、炭化水素基に含まれる官能基としては、ニトロ基(-NO)、一級アミノ基(-NH)、二級アミノ基(-NHR)、三級アミノ基(-NR)、四級アンモニウム基(-N),アミド基(-NRC(=O)-)、オキシ基(-O-)、カルボキシル基(-COOH)、エステル基(-COOR)、オキシカルボニル基(-OCO-)、ケト基(-COR)、ホルミル基(-C(H)=O)、トリヒドロシリル基(-SiH)、ジヒドロシリル基(-SiR)、ヒドロシリル基(-SiHR)、トリアルキルシリル基(-SiR)、フロオロ基(フッ素原子、-F)、クロロ基(塩素原子、-Cl)、ブロモ基(臭素原子、-Br)、ヨード基(ヨウ素原子、-I)等が挙げられる。
 Zに(ポリ)シロキシ基が含まれる場合、(ポリ)シロキシ基に含まれる置換基としては、メチル基(-CH、-Me)、エチル基(-C、-Et)、n-プロピル基(-、-Pr)、i-プロピル基(-、-Pr)、n-ブチル基(-、-Bu)、t-ブチル基(-、-Bu)、n-ペンチル基(-11)、n-ヘキシル基(-13,-Hex)、シクロヘキシル基(-11,-Cy)、フェニル基(-C,-Ph)、ベンジル基(-CH,-Bn)、ビニル基(-CH=CH)、アリル基(-CHCH=CH)、エチニル基(-C≡CH)、プロパルギル基(-CHC≡CH)、水素原子等が挙げられる。
 mは1~100の整数を表しているが、好ましくは3以上、より好ましくは4以上であり、好ましくは80以下、より好ましくは60以下である。
 式(C-1)で表される化合物としては、下記式で表されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 式(C-2)で表される化合物としては、下記式で表されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 開環重合工程における開始剤の使用量は、式(A)で表される環状シロキサンに対する水又は式(C-1)~(C-2)の何れかで表される化合物のシラノール構造の物質量として、通常0.01mol%以上、好ましくは0.05mol%以上、より好ましくは0.1mol%以上であり、通常10mol%以下、好ましくは7.5mol%以下、より好ましくは5mol%以下である。前記範囲内であると、ポリシロキサン構造含有化合物を効率良く製造し易くなる。
 開環重合工程は、下記式(D)で表される化合物によって反応を終了させる工程であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(式(D)中、Xは下記式(d-1)~(d-10)の何れかで表される構造を、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、水素原子、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は下記式(d-1)~(d-10)の何れかで表される構造を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(式(d-4)~(d-10)中、R’はそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基を、R’’はそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、又はシリル基(-SiR’’’)を、R’’’は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は水素原子基を表す。)
 式(D)で表される化合物は、好適な脱離基を有したシラン類であり、下記式で表されるようにポリシロキサン構造の末端のヒドロキシル基と反応して、末端を封止し、反応を終了させることができるのである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 Xは式(d-1)~(d-10)の何れかで表される構造を表し、式(d-1)~(d-10)中のR’はそれぞれ独立して「酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基」を、R’’はそれぞれ独立して「酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基」、又は「シリル基(-SiR’’’)」を表しているが、「酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい」と「炭化水素基」は、前述のRの場合と同義である。
 R’、R’’が炭化水素基である場合、炭化水素基の炭素原子数は、好ましくは16以下、より好ましくは12以下、より好ましくは8以下である。
 R’、R’’が炭化水素基である場合、炭化水素基に含まれる官能基としては、ニトロ基(-NO)、三級アミノ基(-NR)、四級アンモニウム基(-N),アミド基(-NRC(=O)-)、オキシ基(-O-)、エステル基(-COOR)、オキシカルボニル基(-OCO-)、ケト基(-COR)、ホルミル基(-C(H)=O)、トリヒドロシリル基(-SiH)、ジヒドロシリル基(-SiR)、ヒドロシリル基(-SiHR)、トリアルキルシリル基(-SiR)、フロオロ基(フッ素原子、-F)、クロロ基(塩素原子、-Cl)、ブロモ基(臭素原子、-Br)、ヨード基(ヨウ素原子、-I)等が挙げられる。
 R’としては、メチル基(-CH、-Me)、エチル基(-C、-Et)、n-プロピル基(-、-Pr)、i-プロピル基(-、-Pr)、n-ブチル基(-、-Bu)、t-ブチル基(-、-Bu)、n-ペンチル基(-11)、n-ヘキシル基(-13,-Hex)、シクロヘキシル基(-11,-Cy)、フェニル基(-C,-Ph)、ベンジル基(-CH,-Bn)、ビニル基(-CH=CH)、アリル基(-CHCH=CH)、エチニル基(-C≡CH)、プロパルギル基(-CHC≡CH)、水素原子等が挙げられる。
 R’’としては、メチル基(-CH、-Me)、エチル基(-C、-Et)、n-プロピル基(-、-Pr)、i-プロピル基(-、-Pr)、n-ブチル基(-、-Bu)、t-ブチル基(-、-Bu)、n-ペンチル基(-11)、n-ヘキシル基(-13,-Hex)、シクロヘキシル基(-11,-Cy)、フェニル基(-C,-Ph)、ベンジル基(-CH,-Bn)、ビニル基(-CH=CH)、アリル基(-CHCH=CH)、エチニル基(-C≡CH)、プロパルギル基(-CHC≡CH)、水素原子等が挙げられる。
 R’’’としては、メチル基(-CH、-Me)、エチル基(-C、-Et)、n-プロピル基(-、-Pr)、i-プロピル基(-、-Pr)、n-ブチル基(-、-Bu)、t-ブチル基(-、-Bu)、n-ペンチル基(-11)、n-ヘキシル基(-13,-Hex)、シクロヘキシル基(-11,-Cy)、フェニル基(-C,-Ph)、ベンジル基(-CH,-Bn)、ビニル基(-CH=CH)、アリル基(-CHCH=CH)、エチニル基(-C≡CH)、プロパルギル基(-CHC≡CH)、水素原子等が挙げられる。
 式(D)中のRは、「酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基」、「水素原子」、「ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基」又は「式(d-1)~(d-10)の何れかで表される構造」を表しているが、「酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい」と「炭化水素基」は、前述のRの場合と同義である。
 Rが炭化水素基である場合、炭化水素基の炭素原子数は、好ましくは16以下、より好ましくは12以下、より好ましくは8以下である。
 Rが炭化水素基である場合、炭化水素基に含まれる官能基としては、ニトロ基(-NO)、三級アミノ基(-NR)、四級アンモニウム基(-N),アミド基(-NRC(=O)-)、オキシ基(-O-)、エステル基(-COOR)、ケト基(-COR)、ホルミル基(-C(H)=O)、トリヒドロシリル基(-SiH)、ジヒドロシリル基(-SiR)、ヒドロシリル基(-SiHR)、トリアルキルシリル基(-SiR)、フロオロ基(フッ素原子、-F)、クロロ基(塩素原子、-Cl)、ブロモ基(臭素原子、-Br)、ヨード基(ヨウ素原子、-I)等が挙げられる。
 Rとしては、メチル基(-CH、-Me)、エチル基(-C、-Et)、n-プロピル基(-、-Pr)、i-プロピル基(-、-Pr)、n-ブチル基(-、-Bu)、t-ブチル基(-、-Bu)、n-ペンチル基(-11)、n-ヘキシル基(-13,-Hex)、シクロヘキシル基(-11,-Cy)、フェニル基(-C,-Ph)、ベンジル基(-CH,-Bn)、ビニル基(-CH=CH)、アリル基(-CHCH=CH)、エチニル基(-C≡CH)、プロパルギル基(-CHC≡CH)、水素原子等が挙げられる。
 式(D)で表される化合物としては、下記式で表されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 開環重合工程の反応温度は、通常-78℃以上、好ましくは-40℃以上、より好ましくは-20℃以上であり、通常100℃以下、好ましくは80℃以下、より好ましくは60℃以下である。
 開環重合工程の反応時間は、通常1分以上、好ましくは10分以上、より好ましくは1時間以上であり、通常100時間以下、好ましくは72時間以下、より好ましくは48時間以下である。
 前記範囲内であると、ポリシロキサン構造含有化合物を効率良く製造し易くなる。
 開環重合工程の回数は、1回に限られず、異なる環状シロキサン三量体を連続重合させて、2種以上のポリシロキサン構造を有するブロックコポリマーを形成するものであってもよい。
<高分子組成物>
 本発明の製造方法によって分子量分散度が制御されたポリシロキサン構造含有化合物を製造することができることを前述したが、本発明の製造方法によって製造することができる下記式(E-1)~(E-7)の何れか1つで表されるポリシロキサン構造含有化合物で分子量が異なる2種以上の分子からなり、分子量分布(M/M)が1.00~1.20である高分子組成物(以下、「本発明の高分子組成物」と略す場合がある。)も本発明の一態様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
(式(E-1)~(E-7)中、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は水素原子を、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、ヒドロキシル基、又は水素原子を、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、水素原子、又は下記式(d-1)~(d-10)の何れかで表される構造を、Zは酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~10000の炭化水素基、並びにケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基からなる群より選択される少なくとも1種からなる連結基を、mは1~100の整数を、iはそれぞれ独立して1~3000を表す。)
 なお、式(E-1)~(E-7)中のR、R、R、Z、mは、前述のものと同義である。また、R、R、Rは「それぞれ独立して」いるため、mが2以上の場合の1分子内に存在するR、R、Rはそれぞれ同一であっても、異なるものであってもよい。
 また、「式(E-1)~(E-7)の何れか1つで表されるポリシロキサン構造含有化合物で分子量が異なる2種以上の分子からなる」とは、例えば下記式で表される化合物のように、何れも式(E-1)に該当するポリシロキサン含有化合物であるが、分子量が異なるものからなる高分子組成物であるものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 iは1~3000を表しているが、好ましくは30以上、より好ましくは40以上であり、好ましくは2500以下、より好ましくは2000以下である。なお、iは「それぞれ独立して」いるため、iで表されるポリシロキシ基の長さは同一であっても、それぞれ異なるものであってもよい。
 本発明の高分子組成物の分子量分布(M/M)は、好ましくは1.00以上、より好ましくは1.03以上であり、通常1.20以下,好ましくは1.18以下,より好ましくは1.16以下,さらに好ましくは1.14以下である。
 本発明の高分子組成物の数平均分子量(M)は、通常300以上、好ましくは500以上、より好ましくは1000以上であり、通常2000000以下、好ましくは1000000以下、より好ましくは500000以下である。
 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
<実施例1> ヘキサメチルシクロトリシロキサン(D(Me2) )の重合によるポリジメチルシロキサン(PDMS)の合成
 D(Me2) (283 mg,1.27 mmol)、メチルジフェニルシラノール(MePhSiOH,27.2 mg,127 μmol)、及びテトラヒドロフラン(THF,661 μL)からなる溶液に、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デセ-5-エン(TBD,共役酸の酸解離定数pK:26.03)のTHF溶液(88.4 mg mL-1,20.0 μL,12.7 μmol)を投入し、窒素雰囲気下-20℃で24時間反応させた。ピリジン(82.2 μL, 1.02 mmol)とクロロトリエチルシラン(106 μL, 635 μmol)を順に反応溶液に加え、-20℃で2時間反応させた。エバポレーターを用いて生成物を濃縮した。続いて、メタノール(5 mL)を加えて攪拌し、静置し、パスツールピペットで上澄みを除去した。このメタノールでの洗浄をさらに二度繰り返した後、真空を用いて残った油状物質からメタノールを除去した。得られた無色透明の油状物質を、NMRおよびサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により分析し、生成物の化学構造と数平均分子量(M)および分子量分散度を決定した。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
<実施例2> 1,3,5-トリメチル-1,3,5-トリフェニルシクロトリシロキサン(D(Me,Ph) )の重合によるポリ(メチルフェニルシロキサン)(PMPS)の合成
 D(Me,Ph) (260 mg,0.635 mmol)、メチル(フェニル)ビニルシラノール(MePhViSiOH,16.8 mg,102 μmol)、及びTHF(481 μL)からなる溶液に、TBDのTHF溶液(88.4 mg mL-1,4.0 μL,2.5 μmol)を投入し、窒素雰囲気下-20℃で4時間反応させた。ピリジン(40.9 μL, 508 μmol)とクロロトリエチルシラン(53.2 μL, 318 μmol)を順に反応溶液に加え、-20℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
<実施例3> 1,3,5-トリメチル-1,3,5-トリビニルシクロトリシロキサン(D(Me,Vi) )の重合によるポリ(メチルビニルシロキサン)(PMVS)の合成
 D(Me,Vi) (268 mg,1.05 mmol)、MePhViSiOH(17.0 mg,105 μmol)、及びTHF(544 μL)からなる溶液に、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(MTBD,共役酸の酸解離定数pK:25.49)のTHF溶液(100 mg mL-1,15.9 μL,10.5 μmol)を投入し、窒素雰囲気下30℃で2時間反応させた。ピリジン(67.0 μL, 842 μmol)とクロロトリエチルシラン(87.0 μL, 526 μmol)を順に反応溶液に加え、30℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
<実施例4> 1,3,5-トリメチル-1,3,5-トリス(3,3,3-トリフルオロプロピル)シクロトリシロキサン(D(Me,TFPr) )の重合によるポリ[メチル(1,3,5-トリフルオロプロピル)シロキサン](PMTFPS)の合成
 D(Me,TFPr) (357 mg,0.762 mmol)、メチル(3,3,3-トリフルオロプロピル)フェニルシラノール(MeTFPrPhSiOH,17.9 mg,76.2 μmol)、及びTHF(406 μL)からなる溶液に、TBDのTHF溶液(88.4 mg mL-1,15.9 μL,10.5 μmol)を投入し、窒素雰囲気下-20℃で2.5時間反応させた。ピリジン(49.1 μL, 697 μmol)とクロロトリエチルシラン(63.8 μL, 436 μmol)を順に反応溶液に加え、-20℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
<実施例5> PDMS-PMVSブロックコポリマーの合成
 D(Me2) (246 mg,1.11 mmol)、MePhSiOH(8.5 mg,40 μmol)、及びテトラヒドロフラン(THF,500 μL)からなる溶液に、TBDのTHF溶液(88.4 mg mL-1,9.0 μL,5.7 μmol)を投入し、窒素雰囲気下-20℃で16.9時間反応させた。D(Me,Vi) (246 mg,0.952 mmol)を加えた後、窒素雰囲気下-20℃でさらに45分間反応させた。ピリジン(61.3 μL, 762 μmol)とクロロトリエチルシラン(79.7 μL, 476 μmol)を順に反応溶液に加え、-20℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。Mn=14.7kg mol-1、分子量分散度:1.08。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
<実施例6> 開始剤として水を用いた重合によるPDMSの合成
 D(Me2) (212 mg,0.953 mmol)、水/THF混合溶液(1/99(v/v),172 μL,水95.3 μmol)、及びTHF(352 μL)からなる溶液に、TBDのTHF溶液(88.4 mg mL-1,6.0 μL,3.8 μmol)を投入し、窒素雰囲気下-20℃で22時間反応させた。ピリジン(61.4 μL, 726 μmol)とクロロ(ジメチル)フェニルシラン(80.0 μL, 476 μmol)を順に反応溶液に加え、-20℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
<実施例7> 開始剤としてD単位シラノールを用いた重合によるPDMSの合成
 D(Me2) (221 mg,0.991 mmol)、1,5-ジヒドロキシ-1,1,3,3,5,5-ヘキサメチルトリシロキサン(HO-D(Me2) -OH,24.0 μL,99.1 μmol)、及び塩化メチレン(513 μL)からなる溶液に、TMnPGのTHF溶液(100 mg mL-1,14.0 μL,9.91 μmol)を投入し、窒素雰囲気下30℃で1時間反応させた。ピリジン(63.9 μL, 793 μmol)とクロロ(ジメチル)フェニルシラン(83.2 μL, 496 μmol)を順に反応溶液に加え、30℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
<実施例8> 開始剤としてT単位シラノールを用いた重合によるPDMSの合成
 D(Me2) (221 mg,0.991 mmol)、3-ヒドロキシ-1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチルトリシロキサン(Me(TMSO)SiOH,23.7 mg,99.1 μmol)、及び塩化メチレン(513 μL)からなる溶液に、1,2-トリメチレン-3-n-プロピルグアニジン(TMnPG,共役酸の酸解離定数pK:24~26)のTHF溶液(100 mg mL-1,14.0 μL,9.91 μmol)を投入し、窒素雰囲気下30℃で92分間反応させた。ピリジン(63.9 μL, 793 μmol)とクロロ(ジメチル)フェニルシラン(83.2 μL, 496 μmol)を順に反応溶液に加え、30℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
<実施例9> 開始剤としてQ単位シラノールを用いた重合によるPDMSの合成
 D(Me2) (221 mg,0.991 mmol)、トリス(トリメチルシロキシ)シラノール((TMSO)SiOH,31.0 mg,99.1 μmol)、及び塩化メチレン(513 μL)からなる溶液に、TMnPGのTHF溶液(100 mg mL-1,14.0 μL,9.91 μmol)を投入し、窒素雰囲気下30℃で90分間反応させた。ピリジン(63.9 μL, 793 μmol)とクロロ(ジメチル)フェニルシラン(83.2 μL, 496 μmol)を順に反応溶液に加え、30℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
<実施例10> 末端にビニル基とヒドロシリル基を有するPDMSの合成
 D(Me2) (283 mg,1.27 mmol)、MePhViSiOH(20.9 μL,127 μmol)、及びTHF(665 μL)からなる溶液に、TBDのTHF溶液(88.4 mg mL-1,20.0 μL,12.7 μmol)を投入し、窒素雰囲気下-20℃で17.5時間反応させた。ピリジン(82.2 μL, 1.02 mmol)とクロロ(メチル)フェニルシラン(95.4 μL, 635 μmol)を順に反応溶液に加え、-20℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
<実施例11> 末端にメタクリロイル基とヒドロシリル基を有するPDMSの合成
 D(Me2) (221 mg,0.991 mmol)、ジメチル(3-メタクリロキシプロピル)シラノール(MAMeSiOH,19.9 μL,99.1 μmol)、及び塩化メチレン(517 μL)からなる溶液に、TMnPGのTHF溶液(100 mg mL-1,14.0 μL,9.91 μmol)を投入し、窒素雰囲気下30℃で1時間反応させた。ピリジン(63.9 μL, 0.793 mmol)とクロロジメチルシラン(66.1 μL, 595 μmol)を順に反応溶液に加え、-20℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
<実施例12> 開始剤として多価シラノールを用いた重合による分岐状PDMSの合成
 D(Me2) (221 mg,0.991 mmol)、1,3,5-トリス(ヒドロキシジメチルシリル)ベンゼン(THSB,29.8 mg,99.1 μmol)、及びTHF(537 μL)からなる溶液に、TMnPGのTHF溶液(100 mg mL-1,14.0 μL,9.91 μmol)を投入し、窒素雰囲気下30℃で90分間反応させた。ピリジン(71.9 μL, 892 μmol)とクロロトリエチルシラン(99.6 μL, 595 μmol)を順に反応溶液に加え、30℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
<実施例13> 開始剤としてシランジオールを用いた重合によるPDMSの合成
 D(Me2) (220 mg,0.991 mmol)、メチル(フェニル)シランジオール(MePhSi(OH),15.3 mg,99.1 μmol)、及び塩化メチレン(530 μL)からなる溶液に、TMnPGのTHF溶液(100 mg mL-1,14.0 μL,9.91 μmol)を投入し、窒素雰囲気下30℃で90分間反応させた。ピリジン(63.9 μL, 793 μmol)とクロロトリエチルシラン(99.6 μL, 595   μmol)を順に反応溶液に加え、30℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
<実施例14> 触媒としてアミジンを用いた重合によるPDMSの合成
 D(Me2) (219 mg,0.985 mmol)、水/THF混合溶液(1/99(v/v),178 μL,水98.5 μmol)、及びTHF(355 μL)からなる溶液に、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(DBU,共役酸の酸解離定数pK:23.34)のTHF溶液(100 mg mL-1,15.0 μL,9.85 μmol)を投入し、窒素雰囲気下30℃で120時間反応させた。ピリジン(63.5 μL, 751 μmol)とクロロ(ジメチル)フェニルシラン(82.7 μL, 493 μmol)を順に反応溶液に加え、30℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
<実施例15> 触媒としてフォスファゼンを用いた重合によるPDMSの合成
 D(Me2) (219 mg,0.985 mmol)、水/THF混合溶液(1/99(v/v),178 μL,水98.5 μmol)、及びTHF(355 μL)からなる溶液に、2-tert-ブチルイミノ-2-ジエチルアミノ-1,3-ジメチルペルヒドロ-1,3,2-ジアザホスホリン(BEMP,共役酸の酸解離定数pK:27.58)のTHF溶液(100 mg mL-1,27.0 μL,9.84 μmol)を投入し、窒素雰囲気下30℃で35.25時間反応させた。ピリジン(63.4 μL, 750 μmol)とクロロ(ジメチル)フェニルシラン(82.7 μL, 493 μmol)を順に反応溶液に加え、30℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
<実施例16> 触媒としてプロアザフォスファトランを用いた重合によるPDMSの合成
 D(Me2) (227 mg,1.02 mmol)、水/THF混合溶液(1/99(v/v),187 μL,水102 μmol)、及びTHF(371 μL)からなる溶液に、2,8,9-トリイソブチル-2,5,8,9-テトラアザ-1-ホスファビシクロ[3.3.3]ウンデカン(TiBP,共役酸の酸解離定数pK:33.53)のTHF溶液(10 mg mL-1,17.5 μL,9.84 μmol)を投入し、窒素雰囲気下30℃で10分間反応させた。ピリジン(63.5 μL, 762 μmol)とクロロ(ジメチル)フェニルシラン(85.8 μL, 500 μmol)を順に反応溶液に加え、30℃で2.25時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
<実施例17> 開始剤として水、末端封止剤としてクロロ(クロロメチル)ジメチルシランを用いた重合による末端官能基化PDMSの合成
 D(Me2) (212 mg,0.953 mmol)、水/THF混合溶液(1/99(v/v),172 μL,水95.3 μmol)、及びTHF(340 μL)からなる溶液に、TBDのTHF溶液(29.5 mg mL-1,18.0 μL,3.81 μmol)を投入し、窒素雰囲気下-20℃で24時間反応させた。エチルジイソプロピルアミン(DIPEA,163 μL, 953 μmol)とクロロ(クロロメチル)ジメチルシラン(75.2 μL, 571 μmol)を順に反応溶液に加え、-20℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
<実施例18> 開始剤として水、末端封止剤として2,3,4,5,6-ペンタフルオロフェニルジメチルシランを用いた重合による末端官能基化PDMSの合成
 D(Me2) (212 mg,0.953 mmol)、水/THF混合溶液(1/99(v/v),172 μL,水95.3 μmol)、及びTHF(340 μL)からなる溶液に、TBDのTHF溶液(29.5 mg mL-1,18.0 μL,3.81 μmol)を投入し、窒素雰囲気下-20℃で24時間反応させた。エチルジイソプロピルアミン(DIPEA,163 μL, 953 μmol)とクロロ(2,3,4,5,6-ペンタフルオロフェニル)ジメチルシラン(106 μL, 571 μmol)を順に反応溶液に加え、-20℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
<実施例19> 開始剤として水,末端封止剤としてクロロトリエトキシシランを用いた重合による末端官能基化PDMSの合成
 D(Me2) (218 mg,0.979mol)、水/THF混合溶液(1/99(v/v),176 μL,水97.9 μmol)、及びTHF(352 μL)からなる溶液に、MTBDのTHF溶液(100 mg mL-1,15.0 μL,9.79 μmol)を投入し、窒素雰囲気下30℃で16時間反応させた。ピリジン(63.1 μL, 746 μmol)とクロロトリエトキシシラン(96.1 μL, 489 μmol)を順に反応溶液に加え、-20℃で2時間反応させた。生成物の精製はメタノールの代わりにアセトニトリルを用いて実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
<実施例20> 末端封止剤としてアセトキシトリメチルシランを用いた重合によるPDMSの合成
 D(Me2) (221 mg,0.991 mmol)、水/THF混合溶液(1/99(v/v),179 μL,水99.1 μmol)、及び塩化メチレン(358 μL)からなる溶液に、TMnPGのTHF溶液(100 mg mL-1,14.0 μL,9.91 μmol)を投入し、窒素雰囲気下30℃で1時間反応させた。ピリジン(63.9 μL, 756 μmol)とアセトキシトリメチルシラン(73.3 μL, 496 μmol)を順に反応溶液に加え、30℃で6.5時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
<実施例21> 末端封止剤としてジメチルアミノトリメチルシランを用いた重合によるPDMSの合成
 実施例17と同じ条件でD(Me2) の重合を行った。ジメチルアミノトリメチルシラン(77.8 μL, 496 μmol)を反応溶液に加え、30℃で3.5時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
<実施例22> 高分子量PDMSの合成
 D(Me2) (221 mg,0.991 mmol)、水/THF混合溶液(1/99(v/v),17.9 μL,水9.91 μmol)、塩化メチレン(519 μL)からなる溶液に、及びTMnPGのTHF溶液(100 mg mL-1,14.0 μL,9.91 μmol)を投入し、窒素雰囲気下30℃で6時間反応させた。ピリジン(6.4 μL, 79 μmol)とクロロ(ジメチル)フェニルシラン(8.3 μL, 50 μmol)を順に反応溶液に加え、30℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000050
<比較例1>
 オクタメチルシクロテトラシロキサン(499 mg,1.68 mmol)、ヘキサメチルジシロキサン(7.6 mg,27 μmol)、及びTBD(2.0 mg,14 μmol)の混合物を窒素雰囲気下で100℃に加熱して反応を開始した。反応開始から4時間の時点でTBDに対して過剰の安息香酸を加えて反応を停止した。NMRにより測定したモノマーの反応率は38.1%であり、SECにより測定した生成物のMnおよび分子量分散度はポリスチレン換算でそれぞれ32.1kg mol-1及び2.11であった。
<比較例2>
 オクタメチルシクロテトラシロキサン(250 mg,0.843 mmol)及びヘキサメチルジシロキサン(2.7 μL,13 μmol)の混合物に窒素雰囲気下100℃でイソブチル置換アザホスファトラン(TiBP)のTHF溶液(10.0 mg mL-1,100 μL,2.92 μmol)を投入して反応を開始した。反応開始から2時間および22時間の時点ではモノマーの消費が認められなかった。さらにその後、水(1.5 μL, 83 μmol)を反応溶液に添加してさらに反応を5.5時間継続したがなおもモノマーの消費は観測されなかった。
<比較例3>
 D(Me2) (283 mg,1.27 mmol)、3-フェニル-1-プロパノール(17.3 mg,127 μmol)、及びTHF(384 μL)からなる溶液に、TBDのTHF溶液(88.4 mg mL-1,20.0 μL,12.7 μmol)を投入し、窒素雰囲気下0℃で160分間反応させた。ピリジン(82 μL, 1.0 mmol)とクロロジメチル(フェニル)シラン(107 μL, 635 μmol)を順に反応溶液に加え、0℃で2時間反応させた。生成物の精製は実施例1と同様の方法によって行った。NMRにより測定したモノマーの反応率は97.2%であり、生成物のMn及び分子量分散度はそれぞれH NMRおよびSEC測定により5.55kg mol-1及び1.38と決定された。
 本発明の製造方法によって得られたポリシロキサン構造含有化合物は、高耐熱性材料等として利用することができる。様々な材料に使用することができる。

Claims (6)

  1.  下記式(A)で表される環状シロキサンを反応させて下記式(b)で表される繰り返し構造を形成する開環重合工程を含むポリシロキサン構造含有化合物の製造方法であって、
     前記開環重合工程が、有機塩基の存在下で反応が行われ、かつ水及び下記式(C-1)~(C-2)の何れかで表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種によって反応を開始させる工程であることを特徴とする、ポリシロキサン構造含有化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式(A)及び(b)中、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は水素原子を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(C-1)及び(C-2)中、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、ヒドロキシル基、又は水素原子を、Zは酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~10000の炭化水素基、並びにケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基からなる群より選択される少なくとも1種からなる連結基を、mは1~100の整数を表す。)
  2.  前記有機塩基の共役酸の酸解離定数pKが、アセトニトリル溶媒における数値として20~34である、請求項1に記載のポリシロキサン構造含有化合物の製造方法。
  3.  前記有機塩基が、下記式(1)で表されるアミジン構造、下記式(2)で表されるグアニジン構造、(3)で表されるフォスファゼン構造、及び下記式(4)で表されるプロアザフォスファトラン構造からなる群より選択される少なくとも1種の構造を有する化合物である、請求項2に記載のポリシロキサン構造含有化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
  4.  前記開環重合工程が、下記式(D)で表される化合物によって反応を終了させる工程である、請求項1~3の何れか1項に記載のポリシロキサン構造含有化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式(D)中、Xは下記式(d-1)~(d-10)の何れかで表される構造を、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、水素原子、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は下記式(d-1)~(d-10)の何れかで表される構造を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (式(d-4)~(d-10)中、R’はそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基を、R’’はそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、又はシリル基(-SiR’’’)を、R’’’は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は水素原子を表す。)
  5.  下記式(E-1)~(E-7)の何れか1つで表されるポリシロキサン構造含有化合物で分子量が異なる2種以上の分子からなる高分子組成物であって、
     分子量分布(M/M)が1.00~1.20である、高分子組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (式(E-1)~(E-7)中、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は水素原子を、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は水素原子を、Rはそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、水素原子、又は下記式(d-1)~(d-10)の何れかで表される構造を、Zは酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~10000の炭化水素基、並びにケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基からなる群より選択される少なくとも1種からなる連結基を、mは1~100の整数を、iはそれぞれ独立して1~3000を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    (式(d-4)~(d-10)中、R’はそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基を、R’’はそれぞれ独立して酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、又はシリル基(-SiR’’’)を、R’’’は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の炭化水素基、ケイ素原子数1~3000の(ポリ)シロキシ基、又は水素原子を表す。)
  6.  数平均分子量(M)が300~2000000である、請求項5に記載の高分子組成物。
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