JPH01125390A - 二官能性オリゴエチレンオキシド誘導体 - Google Patents

二官能性オリゴエチレンオキシド誘導体

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JPH01125390A
JPH01125390A JP62282127A JP28212787A JPH01125390A JP H01125390 A JPH01125390 A JP H01125390A JP 62282127 A JP62282127 A JP 62282127A JP 28212787 A JP28212787 A JP 28212787A JP H01125390 A JPH01125390 A JP H01125390A
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JP
Japan
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ether
propyl
oligoethylene
bifunctional
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JP62282127A
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English (en)
Inventor
Kenji Honda
憲治 本田
Makoto Fujita
誠 藤田
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Sagami Chemical Research Institute
Original Assignee
Sagami Chemical Research Institute
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Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は一般式 %式% 式中、nは2〜20の整数を表わし、R1はハロゲン原
子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表わ
し、R2はハロゲン原子、アルコキシ基またはアリール
オキシ基を表わす、 で示される二官能性オリゴエチレンオキシド誘導体に関
する。
本発明の上記−能代[11で示される化合物は、たとえ
ばエレクトロクロミック素子(ECI))や2次電池な
どの固体電気化学素子用の電解質の前駆体として利用す
ることがでべろ。
[従来技術1 従来、固体電気化学素子用の電解質としては、α−Ag
Iやχ−AI20.0ような無機結晶が高イオン伝導体
として知られていたが、加工性等の点で問題があった・ 近年、ポリエチレンオキシド鎖を主骨格とする有機高分
子固体電解質が開発され、実用化されつつある。なかで
も、ポリシロキサン−ポリエチレンオキシド複合系固体
電解質は、ポリシロキサン鎖の導入によりポリマー骨格
のガラス転移点(Tg)は極めて低く、一般に高いイオ
ン伝導度を示すことが明らかになってきた。従来、この
ようなポリシロキサン−ポリエチレンオキシド複合体く
以下、PSEOと略記する)としては、(i)ジメチル
ジクロロシランとポリエチレングリコールとを16合さ
せて得られる複合体[J、Polym、 Sci、 +
Polym、  Lett、  Ed、  +2 2y
6 5 9(1984)]、(11)ポリメチルシロキ
サンにポリエチレングリコールモアメチルエーテルをグ
ラフトすることにより得られる複合体[Polym、 
Coml1lun、、27.98(1,986)’、M
acromo1.CI+em、、Rapid  Com
mun。
7.115(1986)]、GiDテトラエトキシシラ
ンとポリエチレングリコールとを縮合させて得られる複
合体[J、 Non−Crystal  5olids
、82−+210(1986)]、Gv)ポリメチルシ
ロキサンにポリエチレングリコール類のモノアリルエー
テル、モノメタクリラート、ンメタクリラート等を反応
させて得られる複合体[P olymer P rcp
r、 、 J apa11+35.778(1986)
]などが知られている。しかしながら、上記(i)〜G
iDの方法で得られる複合体は、主鎖との間に加水分解
を受けやすい5i−Q−C結合を含むため、化学的に不
安定であ−〕だ。
また、上記GV)で得られる複合体は、合成の際に触媒
として用いる遷移金属塩(または錯体)を電気化学的に
活性な不純物としで含み、その除去が困難なため、固体
電気化学素子の電解質として用いるには不向きである。
[発明が解決しようとする問題点1 本発明は、PSEOにおける上記の緒問題に鑑み、複合
体電解質用の自立性膜として利用でさる新規な1宮11
g性オリゴエチレンオキシド誘導体を提供することを目
的とするものである。
E問題点を解決するための手段] 本発明の前記式N]で示されろ新規な二官能性オリゴエ
チレンオキシド誘導体は、例えば下記反応式に示す[工
程A]及び[工程B]に従って、式[1111のオリゴ
エチレングリコールンアリルエーテルより高収率で製造
することができる。本工程の出発物質として用いられる
式[111の化合物は、人手容易なオリゴエチレングリ
コールと臭化アリルとの反応に上り高収率で製造するこ
とができる。
又1左 C)12=CHC11,(OCl(2CH2)nOcl
I2cH=cl+2  [I11]上記式中、XIはハ
ロゲン原子、アルキル基またはアリール基を表わし、X
2はノ10デン原子であり、Rはアルコキシ基またはア
リールオキシ基を表わし、R’及びR2は曲記と同義で
ある。
上記式において、アルキル基は直鎖状又は分枝鎖状のい
ずれのタイプのものであってもよく、例えばメチル、エ
チル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、
5ec−ブチル、tcrt−ブチル、ペンチル、ヘキシ
ル、オクチル基が挙げられ、中でも炭素原子数が6個以
下、好ましくは4個以下の低級アルキル基が好適である
。アルコキシ基はアルキル部分が上記の意味を有するア
ルキルオキシ基であり、例えばメトキシ、エトキシ、プ
ロポキシ、ブトキシ基等が包含される。
アリール基は単環及び多環式のいずれのタイプのもので
あってもよく、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル
基等が例示される。また、アリールオキシ基はアリール
部分が上記の意味を有するアリールオキシ基であり、例
えばフェノキシ基が好適である。
ハロゲン原子にはフッ素、塩素、臭素及びヨウ素原子が
包含される。
以下、」二足の工程A及びBの反応につき、さらに具体
的に説明する。
[工程A] 本工程は、オリゴエチレングリフールノアリル工−テル
[III]とヒドロシラン[■]とを触媒の存在「で反
応させ、二官能性オリゴエチレンオキシド誘導体[1]
を製造するものである。ヒドロシラン[IV]としては
、ジメトキシメチルシラン、ジェトキシメチルシラン、
ノメトキシプロビルシラン、ノメトキシフェニルシラン
、ノアエアキシメチルシラン、ジメチルエトキシシラン
、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン等を例示す
ることができる。ヒドロシランIIV]の使用量は厳密
に制限されるものでないが、一般に基質[I[[]に対
して2当量ないしそれ以上過剰の範囲であることができ
、特に2当量〜5当量の範囲が好ましい。
本工程は触媒の存在下で反応を行うものである。
触媒としては、例えば塩化白金酸、クロロトリス(17
7二二ル7オスフイン)ロジウム等の遷移金属塩または
錯体;アゾイソブチロニトリル等のラジカル発生剤等を
用いることができる。その使用量は基質[111]に対
し通常0.01mo1%□−1,0mo1%の範囲とす
ることができ、特に0.1.wo1%〜1mo1%の範
囲が好ましい。
反応は無溶媒または適当な有機溶媒中でイ1なうことが
でき、有機溶媒としては、例えばベンゼン、トルエン等
の芳香族炭化水素系溶媒ニジエチルエーテル、テトラヒ
ドロシラン等のエーテル系溶媒等を用いることができる
反応は一般に一50℃〜100°Cの温度範囲で行なわ
れるが、効率良く行うためには20°C〜60℃の範囲
が好ましい。
[工程B1 本工程は、オリゴエチレングリコールノアリルエーテル
[II[]ヒドロシラン[VIを、触媒存在下で反応さ
せ、ついで塩基の存在下にアルコール[VI]と反応さ
ぜることにより二官能性オリゴエチレンオキシド誘導体
[、] ]を製造するものである。ここで出発物質とし
て用いるヒドロシラン[VIとしては、ジクロロメチル
シラン、ジクロロプロピルシラン、ジクロロフェニルシ
ラン、トリクロロシラン、ジブロモメチルシラン、クロ
ロジメチルシラン、ブロモジメチルシラン等を例示する
ことができる。ヒドロシラン[VIの使用量は厳密には
制限されるものではないが、一般には基質[111]に
対して2当量ないしそれ以上の過剰とすることができ、
特に2当景〜5当量の範囲が好ましい。
[工程B−1]は触媒の存在下で反応を行う。触媒とし
ては、例えば塩化白金酸、クロロトリス(トリフェニル
7オスフイン)ロジウム等の遷8 金N塩または錯体;
アゾイソブチロニトリル等のラジカル発生剤等を用いる
ことができる。触媒の使用量は基質に対して、通常0.
01mo1%−10mo1%の範囲であり、特に0 、
1 mo1%〜1mo1%の範囲が好ましい。
[工程B−2]では、塩基の存在下にアルコール[W]
を反応させる。塩基としては、例えばトリエチルアミン
、ビリノン等のアミン類;水素化ナトリウム等の金属水
素化物;炭酸カリウム等の炭酸塩を用いることができる
。また、アルコール[VI]としては、例えばメチルア
ルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール
等の脂肪族アルコール類;および7エ7−ル等の芳香族
アルコール等を用いることができる。
反応は無溶媒または適当な有機溶媒中で行なうことがで
きる。有機溶媒としては、例えばベンゼン、トルエンと
うの芳香族炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、テトラ
ヒドロ7ラン等のエーテル系溶媒等を用いることができ
る。
反応は通t−50℃〜100℃の温度でイjなうことか
できるが、効率良く行うためには20 ’c〜60°C
の範囲が好ましい。
なお、[工程B−1]と[工程B−2]は同一の反応装
置内で連続的に行うことがで外る。また、本工程Bにお
いて、XIがアルキル基もしくはアリール基を表わすと
き、R1はXl(アルキル基もしくはアリール基)であ
り、R2はR(アルコキシ基またはアリールオキシ基)
である。Xlがハロゲン原子を表わすとき、R1及びR
2はRである。
得られる二官能性オリゴエチレンオキシド誘導体[+1
はそれ自体既知の方法、例えばクロマトグラフィー等に
より精製することがでとる。
本発明により提供される二官能性オリゴエチレンオキシ
ド誘導体の例を示せば次のとおりである。
ポリエチレングリコールビス[3−(ジェトキシメチル
シリル)プロピルエーテル(21度2〜20)、ポリエ
チレングリコールビス[3−(ノメトキシメチルシリル
ンプロビルエーテル(重合度2〜20)、ポリエチレン
グリコールビス[3−(ノメトキシフェニルシリル)プ
ロピル]エーテル(117ffi2〜20)、 ポリエチレングリコールビス[3−(メトキシメチルシ
リル)プロピル]エーテル(重合度2〜20)、ポリエ
チレングリコールビス[3−()リエトキシシリル)プ
ロピル1エーテル(m今度2〜20)、ポリエチレング
リコールビス[3−(メチルジクロロシリル)プロピル
]エーテル(ffl今度2〜20)、ポリエチレングリ
コールビス[3−(フェニルノクロロシリル)プロピル
]エーテル(重合度2〜20)等。
[発明の効果] 本発明により提供される二官能性オリゴエチレンオキシ
ド誘導体は、加水分解を経て脱水縮合させることにより
、ポリシロキサン鎖で架橋したポリエチレンオキシド架
橋重合体にすることかでblこの架橋重合体は、不純物
として電気化学的に活性なレドックス種を一切含まず、
重合時にin  5ituでイオンドーピングを行なう
ことにより、高イオン伝導性の膜として得ることができ
る(後記参考例参照)。得られる膜は透明で、ゴム状弾
性があるため、調光〃ラス、ECDなどの固体電気化学
素子用の電解質として好適である。
以下、実施例および参考例により本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるもので
はない。なお、以下において、Meはメチル基を、El
はエチル基を、そしてPhはフェニル基をそれぞれ意味
する。
実施例1 CIl□= CtlC112(OC112Cth)nO
cII>CII= CL  →jイc(EtO) 2s
i(C1(2):1(OCtl 2CL)nQ(CNz
) 3si(OEtL)づCオリゴエチレングリコール
ノアリルエーテル(平均分子量680)13.6g(2
0mmol)のトルエン100d溶液にジェトキシメチ
ルシラン6.72g(50mmol)及びクロロロジウ
ムトリス(トリフェニルホスフィン)20B(0,02
mtool)を加え、80°Cで一晩攪件した。減圧濃
縮後、得られた油状生成物をジエチルエーテル80mN
に溶解し、少量のイオン交換樹脂[アンバーライト(登
録商標)CG−1201及び活性炭を加え、室温で約1
時間攪拌した。濾過、減圧濃縮後、シリカゲルカラムク
ロマトグラフィーでさらに精製することにより、オリゴ
エチレングリコールビス[3−(ジェトキシメチルシリ
ル)プロピル]エーテル13.4gを得た。収率71%
(平均分子量950として)。
’ HN M R(CD C+3):δ0.1−0.2
(lfl、Me)、0.4−0.9(m1sicHz)
、1.10(t、J=7 Hz 、CH3CH2)、1
.4−1.7(+n、CH2CH2CH20)、3 、
2−4 、 O(m、C+−12CH2CI(20)、
3.56(s、0CH2C,!(20)。
I  R(neaeン:2 2 8 0 、 1106
 、 948cm’。
実施例2 CI!2 = CHCH2(OCIhCII2)20C
H2C)I= CI+2  →Me(EtO)、S i
 (C112)3 (OCR2CH2>20(CI+2
 )3S i (OE t )2Heジエチレングリコ
ールジアリルエーテル3.72H(20,0mmol)
のトルエン50J溶液にジェトキシメチルシラン(37
g(50+++mol)及びクロロロジウムトリス(ト
リフェニルホスフィン)20IOg(0、02mmol
)を加え、80℃で一晩攪件した。
以下、実施例1と同様に処理して、ノエチレングリコー
ルビス[3−(ジェトキシメチルシリル)プロピル]エ
ーテル?、9 ogを得た。収¥187%。
’HNMR(CDC+3):δ0.3(s、6H)、0
.6 1.3 (m、2 H)、1.42(t、J=7
Hz、12 トI )、  1..6    2.0(
+a、4H)、  3  、 6 − 3  、9  
(m。
411)、4.80(q、J=7Hz、8H)。
I R(neat): 2980.2940.2885
.1258.1166.1105.10°76.952
.824.796.765 c+Il−”。
実施例3 CH2= CI+C112(OCII2CI(2)40
CH2CH= CIl□ →P h(HeO)2S I
 (elf 2 L (OCH2CH2)40(CH2
)3S i (OMe)、P hテトラエチレングリフ
ールシアリルエーテル1゜37g(5,OmmoI)に
ジクロロフェニルシラン1゜71g(12,Omtno
l)及び塩化白金酸(0,1I6o1/1インブaビル
アルコール溶液>0.1tD1(0,OX++uno 
I )を加え、室温で1時間、50’Cで一晩攪拌した
。得られた油状精製物をジエチルエーテル50m1、ヘ
キサン50+afに溶解し、メタノール5IIIN及び
トリエチルアミン5mlを加え、室温で5時間攪件した
。析出したアミン塩をろ別し、ろ液を減圧濃縮した6得
られた油状生成物を再びジエチルエーテル50IIIN
に溶解し少量のイオン交換樹脂[アンバーライト(登録
面りCG−120]及び活性炭を加え、室温で約1時間
攪拌した。tP週、減圧濃縮により、テトラエチレング
コールビス[3−(ノメトキシフェニルシリル)プロピ
ル]エーテル2゜20gを得た。収率72%。
’I−[NMR(CDCI3):δ0.7 1.7(m
、8H)、3.2−4.2(m、32H)、7 、2 
7 、8 ([Q。
10H)。
I R(neat):2950.2890,1189.
1120、1086.813.74o1702 cv−
’。
実施例4 CH2=CHCH2(OCII2CH2)nOcH2c
H=cH2−+Na(NeO)2S i (CH2)l
 (OCH2CH2)nO(CH2)3S i (OH
e )2N(!オリゴエチレングリコールノアリルエー
テル(平均分子量680)3.40g(5,Om諭01
)のトルエン20m1溶液にメトキシジメチルシラン1
.35g(15,0mmol)及び塩化白金酸(1珀m
ol/ρイソプロピルアルコール溶液)0 、 I I
f(0、01mmol)を加え、室温で一晩攪拌した。
減圧濃縮後、得られた油状生成物をジエチルエーテル5
0m月こ溶解し、メタノール5+ol、トリエチルアミ
ン5m/を加え、室温で5時間攪件した。析出したアミ
ン塩をろ別し、ろ液を減圧濃縮した。得られた油状生成
物を再びジエチルエーテル100Jに溶解し少量のイオ
ン交換樹脂[アンバーライト(登録商標)CG−120
]及び活性炭を加え、室温で約1時間攪件した6ろ過、
減圧濃縮により、オリゴエチレングリコールビス[3−
(メトキシツメチルシリル)プロピル]エーテル3.2
2gを得た。収率75%(平均分子量860として)、
IHNMR(CDCI、):δ0,1−0.2(+n、
Si−Me)、0,5 1.3(m、5icH2)、1
.6−2.2(m=cH2cH2cH20)、3.4−
3.8(m、CH2CH2CH20)、3.6(3,0
CH2CH20)。
I R(neat):2885.1353.1107.
1039.940 cIll−’。
実施例5 CH2=C)1cHz(OC112C)1z)nOc)
12clI=cH3→(Neo)3s+(CL)、(O
CLCL)nO(CL)+5i(OHe)3オリゴエチ
レングリコールノアリルエーテル(平均分子量680)
3.4g(5,0mol)とトリクロロシラン1.52
J(15,0aonol)の混合物に水冷下塩化白金酸
(0,1mol/lイソプロピルアルコール溶液)0.
1mff1(0,01111mol)を加え、水冷下1
時間、室温で18時間攪攪拌た。以下、実施例1と同様
に処理したオリゴエチレングリコールビス[3−()リ
エトキシシリル)プロピル]エーテル3.3tiを得た
。収率71%(平均分子i1920として)。
’HNMR(CDCL):δ0.8 2 、0 (II
IIc H2CH2C用2SI)、3 、52 (s、
OMe)、3.j3 、7 (m−CH2O)。
I R(neat)=2950.2880.1460.
1353.1182.1090.950.826.78
8c+n相。
実施例6 CH2=C11C1+2(OC112C112)nOc
H2cH=cl12MeCI psicH2cH2CH
2(OCH2CH2)nOcH2cH2CI(2S i
Cl 2Meオリゴエチレングリコールノアリルエーテ
ル(平均分子量680)0.613g(1,OmmoI
)及びメチルジクロロシラン0.35g(3,0+nm
ollの混合物に、塩化白金酸(0、1mol/ 1.
イソプロピルアルコール溶[)0 、01 mj!(0
、001vamoI)を加え、室温で一晩攪拌した。減
圧濃縮後、さらに室温で1日真空乾燥することにより、
オリゴエチレングリコ−ルビス[3−(メチルジクロロ
シリル)プロピル]エーテル0.86gを得た。収率8
5%(平均分子量910として)。
’II  NMR(CDCl2):δ0.4−0.5(
IO,siMe)、0.7 1.3(m、5icH2)
、1.4−1.9(lIItsicH2cH2)、3 
、2  4 、0 (In。
CH2CH2CH,O)、3.62(S、0CH2CH
20)。
実施例7 C112=CHCH2(OC112CH2)nOcH2
cH=cH2CI 、5iCH2CH2CHz(OCH
2CH2)nOcHzcHzcH2sicI:+オリゴ
エチレングリコールジアリルエーテル(平均分子量68
0)0.68g(1mmol)、トリクロロシラン0,
41g(3,Ommol)及び塩化白金酸(0,111
Io1/Iイソプロピルアルコール溶液)O,1ml(
0、001mmol)を加え、室温で一晩攪拌した。
減圧濃縮後、室温で1日真空乾燥し、オリゴエチレング
リコールビス[3−(メチルジクロロシリル)プロピル
1エーテル0.78gを得た。収率82%(平均分子量
950として)。
’HNMR(CDCh):δ0,8−2.2(鴎、5i
C82CH2)、3 、2  4 、0 (m、CI−
12C02CH20)、3 、62 (slOCI−1
2CI−120)。
実施例8 Ct12= COCH2(OCH2CH2)nOcH2
cH= CH2F hCl 2S 1cH2cII□c
H2(OCII2C112)nOcI12clI2ct
12s i CI 2 P hオリゴエチレングリコー
ルジアリルエーテル(平均分子1680)0.68g(
1,O+nwol)及びフェニルノクロロシラン0.3
5g(2,0m+fiol)の混合物に、塩化白金酸(
0,1mo I / lイソプロピルアルコール溶液)
0 、01 +++f(0、001+nmol)を加え
、室温で一晩攪拌した。減圧濃縮後、さらに室温で1日
真空乾燥することにより、オリゴエチレングリコールビ
ス[3−(フェニルンクロロシリル)プロピル1エーテ
ル1..03gを得た。収率100%(平均分子量10
30として)。
’HNMR(CDCLGδ0.4−0.9(In、5i
CH2)、1.4−1.7(m、CI−f2cH,cf
−f20)、3.2 4.0(m、CH2CH2CH2
0)、3.62(s+0cHzcHzo)、7.3 7
.8(+o、AcH)。
参考例1 t4e(EtO)2S i (CH2)3 (OCHz
CH2)no(CH2)3S i (OE t ) 2
MeSi(OEt)、  +  LiC10<  →P
SEO実施例1で得たオリゴエチレングリコールビス[
3−(ジェトキシメチルシリル)プロピル]エーテル(
平均分子量950)474mg(0,5mmol)、テ
トラエトキシシラン21 B(0、1mmol)及び過
塩素酸リチウム38 mH(0、35mmol)をアセ
トン10IIlNに溶解し、濃塩酸2滴を加えた。この
溶液を底面4CII+×4CI11のテアoン(登録商
標)製の器(水準器を用い底面を水平に保った)に注ぎ
、全体をシャーレ−で覆った。シャーレ−は溶媒が自然
蒸発するよう、床面との開に若干の隙間をあけた。
このものを室温で3日間放置することにより均一なゴム
状無色透明膜を得た。この膜をさらに3日間室温で真空
乾燥し、より弾性の大トいゴム状無色透明膜を得た。
得られた膜のイオン伝導度: σ=1.4X10−58−am−’(25℃)参考例2
−14 実施例1−5で得たポリエチレングリコールビス(3−
シリルプロピル)エーテルを用い、参考例1と同様に処
理して膜を作成した。試薬の量、反応条件、膜の形状、
および得られた膜のイオン伝導度等を下記衣1に示す。
参考例15 参考例1で得た架橋高分子体を固体電解質として用い、
電着PB(プルシアンブルー)および蒸着WO1を対同
極とした透過型ECDセルを作成した(第1図参照)。
このセルを用い、PBを作用極として+1.OV ol
tから−1,0Voltt’着消色を行なった。このセ
ルの応答速度(電気量の半減期t%)は以下の通りであ
った。
消色時:t%”” 1 、6 sec 着色時:t%= 2 、15ec
【図面の簡単な説明】
第1図は参考例15で用いた透過型EDCセルの断面図
である。 PSEOの膜厚:100μm PBの電着量二8ミリクローン/cI62PB、WO,
の反応面積: 2 cmX 2 c+。 1ニガラス 2:ITO(インノウムチンオキシトン電極3:電着P
B(プルシアンブルー) 4:参考例で得たPSEO 5:WO,(酸化タングステン) 6:シール 手続補正書(自船 昭和63年11月4日 特許庁長官  吉 1)文 毅 殿 1、事件の表示 昭和62年特許願第282127号 2、発明の名称 二官能性オリゴエチレンオキシド誘導体3、補正をする
者 事件との関係  特許出願人 名 称 財団法人 相撲中央化学研究所4、代理人 〒
107 5、補正命令の日付   な し 6、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 7、補正の内容 (1)明細書第11頁第7行及び第9行にそれぞれ「プ
ロピル」とあるを「プロピル]」と訂正する。 (2)同第18頁第2行に「エトキシ」とあるを「メト
キシ」と訂正する。 (3)同第19頁第15行にrQ、1−Jとあるをro
、01mA」と訂正する。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、nは2〜20の整数を表わし、R^1はハロゲン
    原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表
    わし、R^2はハロゲン原子、アルコキシ基またはアリ
    ールオキシ基を表わす、 で示される二官能性オリゴエチレンオキシド誘導体。
JP62282127A 1987-11-10 1987-11-10 二官能性オリゴエチレンオキシド誘導体 Pending JPH01125390A (ja)

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