JPH0488024A - カルビノール基含有オルガノポリシロキサンの製造方法 - Google Patents

カルビノール基含有オルガノポリシロキサンの製造方法

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JPH0488024A
JPH0488024A JP2202193A JP20219390A JPH0488024A JP H0488024 A JPH0488024 A JP H0488024A JP 2202193 A JP2202193 A JP 2202193A JP 20219390 A JP20219390 A JP 20219390A JP H0488024 A JPH0488024 A JP H0488024A
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明はカルビノール基台をオルガノポリシロキサンの
製造方法に関する。
[従来の技術] カルビノール基含有オルガノポリシロキサンの製造方法
としては数多くの方法が提案されている。例えば、特開
昭60−206834号公報には、 トリメチルシリル
基封鎖アリルアルコールとケイ素原子結合水素原子を有
するオルガノポリシロキサンとを付加反応させた後、塩
酸水溶液で脱シリル化反応させることにより、カルビノ
ール基含有オルガノポリシロキサンを得る方法が開示さ
れている。反応式は以下の通りである。ただし、Meは
メチル基を意味する。
・付加反応 CHp”CHCH20SIMe3+H3IE →Me3
SIO(CH2)3SIEΦ脱シリル化反応 2MeaSIO(CH2)as+= 12Q+HO(C
H2)asI=+(Me3SI)20[本発明が解決し
ようとする課題] しかしながら、この方法は脱シリル化反応を塩酸水溶液
等水を含む反応系で行っているため、必然的に副反応が
起こり、高純度のカルビノール基台をオルガノポリシロ
キサンを得ることは困難であった。すなわち、上記脱シ
リル化反応の途中でシロキサン結合の解裂反応が起こる
例えば、式: %式% で表されるジシロキサンを、塩酸水溶液で脱シリル化反
応させると、次に示すように主反応生成物(I)以外に
、該ジシロキサンの解裂反応により生成した副反応生成
物(II)が得られる。
Me  Me 」 )10(CH2)3SIO5I(CH2)aOH(I 
)Me  Me Me  Me ■ HO(CH2)asIO3IMe       (II
 )Me  Me また、分子量数百以上のカルビノール基含有オルガノポ
リシロキサンを、上記の方法で合成すると、副反応によ
って以下の反応式で示すようにシロキサン結合の切断が
起こり、分子鎖末端にシラノール基の生成が起こる。同
時に低分子量の、カルビノール基含有オルガノポリシロ
キサンが生成するが、これは生成した他の低沸点物とと
もに反応系外に留去される。そのため、得られたカルビ
ノール含有オルガノポリシロキサンのカルビノール基含
有率が、計算値よりも小さくなる。
Me   Me この副反応のため、設計した分子構造の通りの高純度の
カルビノール基含有オルガノポリシロキサンを得ること
は困難であった。
本発明の目的は、上記のような問題点がなく、高純度の
カルビノール基台をオルガノポリシロキサンを得ること
ができる、カルビノール変性オルガノポリシロキサンの
製造方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段とその作用]本発明は、 1分子中に少なくとも1個の脂肪族不飽和炭化水素基と
トリオルガノシリル基封鎖カルビノー基とを有する有機
化合物と、1分子中に少なくとも1個のケイ素原子結合
水素原子を有するオルガノポリシロキサンとを、白金系
触媒の存在下で付加反応させることにより、トリオルガ
ノシリル基封鎖カルビノール基を有するオルガノポリシ
ロキサンを製造し、次いで該オルガノポリシロキサンを
、を機カルボン酸とアルコールとの実質的に水を含まな
い混合物中で脱シリル化反応させることを特徴とする、
カルビノール基含有オルガノポリシロキサンの製造方法
に関する。
これを説明すると、本発明で使用される1分子中に少な
くとも1個の脂肪族不飽和炭化水素基とトリオルガノシ
リル基封鎖カルビノール基を有するを機化合物であり、
本発明において始発原料となるものである。このような
有機化合物は、例えば特開昭80−206834号公報
に記載されており、公知とされている。またこのような
化合物は、同一分子内に少なくとも1個の脂肪族不飽和
炭化水素基とカルビノール基とを有するアルコール類の
カルビノール基をシリル化剤でシリル化することによっ
て得られる。
このようなアルコール類としては、アリルアルコール、
メタリルアルコール、エチレングリコールモノアリルエ
ーテル、グリセリンモノアリルエーテル、 トリメチロ
ールプロパンモノアリルエーテル、 トリメチロールエ
タンモノアリルエーテル、ペンタエリスルトールモノア
リルエーテル等が挙げられる。シリル化剤としてはトリ
メチルクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げ
られる。
本発明で使用される1分子中に少なくとも1個のケイ素
原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンは、
」1記したを機化合物と共に本発明において始発原料と
なるものである。このようなオルガノポリシロキサンと
しては、次の一般式で示されるオルガノポリシロキサン
が挙げられる。
R3R3R3R3R3R3 u−sto(sto)。5l−H、R3−3!0(SI
O)IISLl(R3R3R3R3R3R5 R2R3R3R3 H−SIO(SIO)。(SIO)。S i −I+ 
R3R3HR3 R3R3R3 R3−(SIO)、(SIO)IISl−R3゜R3H
R3 R3H (」二式中 R3は、メチル、 エチル、 プロピル。
ブチル等のアルキル基;フェニル、 トリル、キシリル
等のアリール基;ベンジル、フェネチル等のアラルキル
基; クロロメチル、  1.1.1−トリフルオロプ
ロピル等のハロゲン化炭化水素基等で例示される一価の
宵機基であり、rL+  mは正の整数である。) このオルガノポリシロキサンの分子量は、特に規定され
ないが、望ましくは144から10o o o ol 
更に望ましくは144から10000である。
本発明においては、上記のような1分子中に少なくとも
1個の脂肪族不飽和炭化水素基とトリオルガノシリル基
封鎖カルビノール基を有する有機化合物と1分子中に少
なくとも1個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガ
ノポリシロキサンとを、白金系触媒存在下で付加反応さ
せることにより、トリオルガノカルビノール基を有する
オルガノポリシロキサンを製造するのであるが、ここで
使用される白金系触媒とじては、塩化白金酸、白金オレ
フィン錯体、塩化白金酸とビニルシロキサンとの錯体等
が挙げられる。この付加反応は、前者の有機化合物中の
トリオルガノシリル基封鎖カルビノール基のモル数が、
後者のポリシロキサン中のケイ素原子結合水素原子のモ
ル数よりも、若干過剰になるような条件下で行なうのが
望ましい。付加反応後、過剰の有機化合物は蒸留等によ
って容易に取り除くことができる。また、この付加反応
は、室温から150°Cの温度にて行うことができるが
、60〜150℃の範囲で行なうことが、反応時間を短
縮できるので望ましい。さらに、この付加反応は、有機
溶媒を使用して行なっても良い。
使用される溶媒としては、ベンゼン、 トルエン。
キシレン等の芳香族系炭化水素類、ジエチルエーテル、
テトラヒドロフラン等のエーテル類が好適である。
このようにして得られたトリオルガノシリル基封鎖カル
ビノール基を有するオルガノポリシロキサンは、有機カ
ルボン酸とアルコールとの混合物中で脱シリル化される
。ここで、有機カルボン酸とアルコールとの混合物は実
質的に水を含まないことが必要である。この混合物中に
水が存在すると、脱シリル化反応を行う際、前述したよ
うな副反応が起こるので、目的とするカルビノール基含
有ポリシロキサンを高純度で得ることは不可能になる。
ここで使用される有機カルボン酸としては、酢酸、プロ
ピオン酸等が挙げられる。アルコールとしては、メタノ
ール、エタノール等が挙げられる。
ここで使用されるを機カルボン酸の量は、少なすぎると
脱シリル化反応が完結せず、多すぎると副反応が起こり
、目的とするカルビノール基含有オルガノポリシロキサ
ンの純度が低下するため、トリオルガノシリル基封鎖カ
ルビノール基を有するオルガノポリシロキサン100万
重量部に対して、10〜10000重量部が望ましく、
100〜90000重量部が特に望ましい。またアルコ
ール量は、トリオルガノシリル基封鎖カルビノール基を
有するオルガノポリシロキサンと同量程度あるいはそれ
以上用いるのが望ましい。この脱シリル化反応は室温で
も進行するが、反応速度を高めるためより高い温度で行
うことが望ましい。具体的には、アルコールの沸点での
反応によって、副生ずるトリオルガノモノアルコキシシ
ランを、反応系外に除きながら行うのが望ましい。また
この脱シリル化反応に、前述した付加反応のところで述
べたようなを機溶剤を使用することもできる。
なお、従来の水を含む反応系で脱シリル化反応を行う方
法においては、反応終了後残存する酸あるいはアルカリ
成分を除去するために数回の水洗工程が必須であった。
ところが本発明の製造方法;こよれば、このような水洗
工程を省略でき、より効率良く目的のカルビノール変性
ポリシロキサンを製造できる。
[実施例コ 以下に本発明を実施例で説明する。実施例中、部とある
のは重量部を示し、Meはメチル基を意味し、Buはブ
チル基を意味する。
[実施例1コ 攪拌装置、温度計、還流冷却管を取り付けた200艷三
つロフラスコに、テトラメチルジシロキサン33.6部
と式CH2”CHCH2−OSIMe3で示される有機
化合物65.1部を仕込み、均一に混合シタ。次いで塩
化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(塩化白金酸含
W0.4重量%)0.4部を仕込み混合した。このとき
、フラスコ内温度は50℃まで上昇した。更に70℃ま
で昇温しで反応させた。この反応をガスクロマトグラフ
ィーで追跡し、原料のテトラメチルジシロキサンのピー
クが消失したときに、反応を終了した。次いで低沸点物
を減圧下で留去させ、沸点139°C/4mmHgの留
分を取った。この留分をプロトン核磁気共鳴(以降NM
Rと略す)により分析したところ、この留分は、次の化
学構造を有するジシロキサン化合物であることが判った
M83S10−(CH2)3sI−0−Sl(CH)3
−OSIMe3[I ]Me    Me このジシロキサン化合物[1350部、メタノール40
0部および酢酸0.01部を、攪拌装置、温度計、還流
冷却管を取り付けた1000+n9三つロフラスコに仕
込み、還流温度まで昇温した。
還流状態で、生成するMe3SIOMeを反応系外に留
去させながら脱シリル化反応を行った。反応終了後、減
圧下60°Cて低沸点物の留去を行い、31.3部のカ
ルビノール基含有ジシロキサンを得た。このカルビノー
ル基含有ジシロキサンの実測カルビノール基含有率は 
13.5重量パーセントであり、この値は理論値 13
.6重量パーセントとよく一致していた。また、プロト
ンおよびSiSi29N分析結果から、得られたカルビ
ノール基含有ジシロキサンは、次の化学構造を有する化
合物であり、その純度は100%であった。
Me  Me 攪拌装置滴下ロート、温度計、還流冷却管を取り付けた
500m1!四つ目フラスコに、平均構造式: Bu−
(Me2SIO)nMe2siHで示される、ケイ素原
子結合水素原子含有率0.0581重量パ重量トのポリ
シロキサンと1重量パーセント塩化白金酸テトラヒドロ
フラン溶液0.13部仕込み、徐々に60℃まで昇温し
た。弐CH2=c)lCH2−OS IMe3で示され
る有機化合物21.8部を滴下ロートから、滴下した。
発熱反応でフラスコ内温度は77°Cまで上昇した。6
0〜70°Cの温度で3時間反応させた。赤外分光スペ
クトラムでケイ素原子結合水素原子の特性吸収が無いこ
とを確認後、減圧下で低沸点物を留去させて、透明液体
ポリシロキサン 266.9部得た。
プロトン及びSiSi29N分析結果から、得られたシ
ロキサンの構造は下記の通りであった。
Me   Me [実施例2コ Me    Me Me     Me 攪拌装置、温度計、還流冷却管を取り付けた1=14= 00d三つロフラスコに、上記で得られたポリジメチル
シロキサン[7320部、メタノール20部そして酢酸
0.176部を仕込み、還流温度まで昇温した。還流状
態で生成するMe3SIOMeを系外に留去させながら
脱シリル化反応を行った。反応後、減圧下80’Cで低
沸点物の留去を行い、19.1  部のカルビノール基
含有ポリジメチルシロキサンが得られた。その実測カル
ビノール基台存率は、9.1 重量パーセントで理論値
9.2重量パーセントとよく一致していた。
また、そのSiSi29N分析結果を次表に示すが、こ
れより副反応によるシラノール基の生成は認められず、
下記構造の目的のカルビノール基含有ポリジメチルシロ
キサン[VI]が得られていることが確認された。
Me  Me ポリシロキサン[VI]のSiSi29N分析結果e 式 CH2:C−CC−CH2−03Iで示される有機
化合物178部を、攪拌装置、温度計、還流冷却管、滴
下ロートを取り付けた1000d四つ目フラスコに仕込
んだ。徐々に50℃まで昇温し、1重量パーセント塩化
白金酸テトラヒドロフラン溶液 1.1部を仕込んだ。
滴下ロートより、平均構造式: H−(Me2SIO)
nMe2sI−Nで示され、ケイ素結合水素原子含有率
0.3013重量パーセントのポリジメチルシロキサン
373部を、30分間かけて滴下した。発熱反応で、滴
下終了時にフラスコ内温度は110’Cまで上昇した。
さらに120°Cまで昇温し、この温度で2時間反応さ
せた。サンプルを取り、赤外分光スペクトラムにより、
ケイ素原子結合水素原子の特性吸収が認められないこと
を確認した後、減圧下で低沸点物を留去させて下記構造
のポリシロキサン[■]536部を得た。
Me   Me 上記ポリシロキサン[■コ20部、メタノール20部、
酢酸 1.76部とを、攪拌装置、温度計、還流冷却管
を取り付けた100−三ツロフラスコに仕込み、還流温
度まで昇温した。還流状態で、生成するMe3SIOM
eを系外に留去させながら脱シリル化反応を行った。反
応後、減圧下60℃で低沸−点物の留去を行い、18.
5 部の下記構造のカルビノール基台をポリジメチルシ
ロキサン[■コを得た。
l0C)I2CHCH2(S I O)、SiC[12
CHCH2−OH[■ ]Me   Me その実測カルビノール基含有率は、4.20重量パーセ
ントで理論値4.21重量パーセントとよく一致してい
た。また、SiSi29N分析結果によれば、シラノー
ル基の存在は認められず、目的のポリシロキサン[■コ
が、高純度で得られていた。
[実施例4] 式CI2 :CH−CI(2−o CCH2)20S 
IMe3 で示される存機化合物130部と平均構造式
:Me3SIO(Me2SIO)e(MeH3IO)7
sIMe3で示され、ケイ素原子結合水素含有率o、e
s重量バーセントノのポリシロキサン100部とを、攪
拌装置、温度計、還流冷却管を取り付けた500d四つ
ロフラスコに仕込んだ。徐々に70°Cまで昇温し、1
重量パーセント塩化白金酸テトラヒドロフラン溶液0゜
1部を仕込んだ。直ちに発熱反応が起こり、95℃まで
フラスコ内温度は上昇した。その後100℃まで昇温し
、この温度で2時間反応させた。サンプルを取り、赤外
分光スペクトラムにより、ケイ素原子結合水素原子の特
性吸収が認められないことを確認した後、減圧下で低沸
点物を留去させた。次いで、メタノール250部と酢酸
 1.9部とをフラスコに仕込み、還流温度まで昇温し
た。還流状態で、生成するMeaSIOMeを系外に留
去させながら脱シリル化反応を行った。反応後、減圧下
60″Cで低沸点物の留去を行い、165部の下記構造
のカルビノール基含有ポリジメチルシロキサン[IX]
を得た。
MeaSlo(Me2S10)e(MeSiO)7sI
Me3  [IXコ(CH2)3−0− (CH2)−
01(その実測カルビノール基含有率は、6.83 重
量パーセントであり、理論値6.84重量パーセントと
よく一致していた。また、SiSi29N分析結果によ
れば、シラノール基の存在は認められず、目的のポリシ
ロキサン[IX]が、高純度で得られていた。
比較例1 実施例1で得られたシロキサン化合物[I]39.5部
を、攪拌装置、温度計、還流冷却管を取り付けた100
d三つロフラスコに仕込んだ。
0、IN塩酸水溶液を、1.8部仕込み室温で4時間脱
シリル化反応を行った。反応後、反応混合物をエーテル
に溶かし、水洗を5回行った。
溶剤及び低沸点物を蒸留で除き、カルビノール基含有シ
ロキサン化合物を得た。そのプロトン及びSiSi29
N分析結果から得られた脱シリル化物は、下記の2種類
の混合物であることが判明した。目的とするシカルビノ
ール変性ジシロキサンは、30%しか得られず、大部分
は副反応によって生成したモノカルビノール基含有ジシ
ロキサンであった。
Me  Me Me    Me Me    Me IO−(C[lahSl−0−St−Me      
   70  %  [■コMe    Me 比較例2 Me 式CH2”C−CC−CH2−05Iで示される有機化
合物147部を、攪拌装置、温度計、還流冷却管、滴下
ロートを取り付けた10100O+四つ目フラスコに仕
込んだ。徐々に90°Cまで昇温し、1重量パーセント
塩化白金酸テトラヒドロフラン溶液 1.1部を仕込ん
だ。次いで、平均構造式:H−(Me2SIO)nMe
2s+−Hで示され、ケイ素結合水素原子含有率0.2
302重量パーセントのポリジメチルシロキサン403
部を、30分間かけて滴下した。発熱反応で、滴下終了
時にフラスコ内温度は105°Cまで上昇した。さらに
120℃まで昇温し、この温度で1時間反応させた。
サンプルを取り、赤外分光スペクトラムにより、ケイ素
原子結合水素原子の特性吸収が認められないことを確認
した後、減圧下で低沸点物を留去させた。得られたポリ
シロキサンは、プロトンおよびSiSi29N分析結果
から、次の化学構造を有するポリジメチルシロキサンで
あることが確認された。
Me    Me 上記で得られたポリジメチルシロキサン化合物[IV]
537部を、攪拌装置、温度計、還流冷却管を取り付け
た1000−三つロフラスコに投入し30°Cまで攪拌
しながらゆっくりと昇温した。0.7 N塩酸水溶液5
4部を加え、この温度で2時間反応させた。脱シリル化
反応後、トルエン500部に反応混合物を溶解させ、ト
ルエン溶液を水洗した。トルエンなどの低沸点物を減圧
下で留去させ、カルビノール変性ポリジメチルシロキサ
ンを得た。アセチル化法の滴定による実測カルビノール
基含有率は、2.39重量パーセントであった。理論カ
ルビノール基含有率は、3.35 重量パーセントであ
り、実測カルビノール基含有率はこれより小さくなって
いた。その原因を探るため、カルビノール変性ポリジメ
チルシロキサンのSiSi29N分析を行い、次表の結
果を得た。これらの結果から、カルビノール変性ポリジ
メチルシロキサンには、副反応に起因すると思われるシ
ラノール基の存在が確認された。このように、塩酸水溶
液による脱シリル化反応では副反応のため、目的物のカ
ルビノール変性ポリジメチルシロキサンを、高純度で得
ることは出来なかった。
比較例2のポリシロキサンのSiSi29N分析結果 比較例3 実施例2で得られたポリジメチルシロキサン[V]28
0部とメタノール360部とを、攪拌装置、温度計、還
流冷却管を取り付けた1000++4三つロフラスコに
仕込み、還流温度まで昇温し、この温度で3時間反応さ
せた。反応後、メタノール等の低沸点物を減圧下で留去
させた。
得られたポリシロキサンのカルビノール基含有率は、0
.21 重量パーセントであり、理論値0.92重量パ
ーセントより低かった。SiSi29N分析結果から、
脱シリル化が完全に進行せず、大部分のカルビノール基
がトリメチルシリル基で封鎖されたままであることが判
明した。このようにメタノールだけでは、脱シリル化反
応を完結させることは出来ず、目的の高純度カルビノー
ル変性ポリジメチルシロキサンは得られなかった。
[発明の効果] 本発明のオルガノポリシロキサンの製造方法は、1分子
中に少なくとも1個の脂肪族不飽和炭化水素基とトリオ
ルガノシリル基封鎖カルビノール基とを有するを機化合
物と、1分子中に少なくとも1個のケイ素原子結合水素
原子を有するオルガノポリシロキサンとを、白金系触媒
の存在下で付加反応させることにより、トリオルガノシ
リル基封鎖カルビノール基を有するオルガノポリシロキ
サンを製造し、次いで該オルガノポリシロキサンを、有
機カルボン酸とアルコールとの実質的に水を含まない混
合物中で脱シリル化反応させているので、副反応が起こ
らず高純度のカルビノール基台をオルガノポリシロキサ
ンを製造することが可能であるという特徴を有する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1分子中に少なくとも1個の脂肪族不飽和炭化水素基と
    トリオルガノシリル基封鎖カルビノール基とを有する有
    機化合物と、1分子中に少なくとも1個のケイ素原子結
    合水素原子を有するオルガノポリシロキサンとを、白金
    系触媒の存在下で付加反応させることにより、トリオル
    ガノシリル基封鎖カルビノール基を有するオルガノポリ
    シロキサンを製造し、次いで該オルガノポリシロキサン
    を、有機カルボン酸とアルコールとの実質的に水を含ま
    ない混合物中で脱シリル化反応させることを特徴とする
    、カルビノール基含有オルガノポリシロキサンの製造方
    法。
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