JPH06321968A - シクロトリシロキサンの製造方法 - Google Patents

シクロトリシロキサンの製造方法

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JPH06321968A
JPH06321968A JP5112905A JP11290593A JPH06321968A JP H06321968 A JPH06321968 A JP H06321968A JP 5112905 A JP5112905 A JP 5112905A JP 11290593 A JP11290593 A JP 11290593A JP H06321968 A JPH06321968 A JP H06321968A
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JP
Japan
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cyclotrisiloxane
group
hydrotrisiloxane
chemical
producing
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JP5112905A
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English (en)
Inventor
Yasushi Yamamoto
靖 山本
Shinichi Sato
伸一 佐藤
Takashi Matsuda
高至 松田
Tomofumi Sudo
智文 須藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 穏和な条件で容易に収率よくかつ処理の面倒
な副生物を生じることなくシクロトリシロキサンを製造
する方法を提供する。 【構成】 両末端のけい素原子にそれぞれ1個の水素原
子が結合した式(1)のヒドロトリシロキサンを非水溶
媒中で脱水素触媒の存在下に加水分解することを特徴と
する式(2)のシクロトリシロキサンの製造方法。 (ただし、R1およびR2は非置換または置換の一価炭化水
素基であり、炭素鎖の途中に窒素、硫黄、酸素のヘテロ
原子または>C=0、>S=0 を含有してもよい)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、側鎖に種々の官能基を
導入したシクロトリシロキサンを容易にかつ選択的に製
造する方法に関するものである。これらのシクロトリシ
ロキサンは種々の機能を有するオルガノポリシロキサ
ン、また、単分散性がよく低分子成分の少ないオルガノ
ポリシロキサンの原料として有用である。
【0002】
【従来の技術】従来、シリコーン工業において最もよく
使われているシクロトリシロキサンはけい素原子に結合
した有機基がすべてメチル基であるヘキサメチルシクロ
トリシロキサンである。その製造方法には、ジクロロジ
メチルシランを加水分解する方法があるが、この方法で
は生成する環状シロキサンのうち大部分がシクロテトラ
シロキサン以上の環の大きいものであり、目的とするヘ
キサメチルシクロトリシロキサンは10%以下の収率でし
か得られない。また、シクロテトラシロキサン以上の環
の大きいものから、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム
などのアルカリ化合物の存在下に加熱してクラッキング
することによりヘキサメチルシクロトリシロキサンを得
ることもできるが、反応および流出速度が遅く工業化を
考えた場合有益とはいえない。
【0003】また、特公昭41-10916号、特公昭47-49200
号、米国特許3590064 号各公報に開示されているよう
に、下記一般式(3)
【化3】 (ただし、Xは塩素原子またはアセトキシ基)で示され
るトリシロキサンをアルカリ金属の炭酸塩等と反応させ
て環化させシクロトリシロキサンを合成する方法もある
が、この方法では(3)式で示されるトリシロキサンの
合成時およびその後の環化反応で多量の塩が析出すると
いう問題がある。
【0004】さらに、近年、産業の発達に伴って、高機
能性を付与したシリコーンの開発が望まれている。すな
わち、耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、低表面張力性、離
型性、柔軟性、強度などを向上させるために、側鎖にメ
チル基以外の基、例えば炭素数2以上のアルキル基、フ
ェニル基、アルキルエーテル基、フッ素含有基等を導入
したシリコーンの開発である。このようなシリコーンポ
リマーを合成する際の原料として、側鎖にメチル基以外
の基を導入したシクロトリシロキサンが有用である。
【0005】このようなことから、側鎖にメチル基以外
の基を導入したシクロトリシロキサンの合成が試みられ
ており、例えば、特開平3-77893 号公報には、側鎖にフ
ッ素含有基を導入したシクロトリシロキサンの合成法が
開示されている。この合成法は、一般式(4)
【化4】 (ただし、Rfはフッ素含有基、Xはハロゲン基)で示さ
れるジハロゲノシラン化合物と一般式(5)
【化5】 で示されるジヒドロキシジシロキサンとを酸受容体の存
在下で脱ハロゲン化水素させ、シクロトリシロキサンを
得るものである。しかし、この方法もアミン塩など多量
の塩が析出し、析出した塩を水洗等で除去する場合、水
質汚染問題などを考えると廃水処理に多大の費用がかか
りはなはだ不経済である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記のような状況か
ら、本発明は、容易に高い収率で目的物が得られ、処理
の面倒な副生物を生じない、シクロトリシロキサンの製
造方法を提供しようとしてなされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記の課題
を解決するため鋭意検討の結果、両末端に1個ずつのSi
-H基を有するヒドロトリシロキサンの特定の条件下にお
ける加水分解反応によればよいことを見出して本発明に
至った。すなわち、本発明は一般式(1)
【化6】 で示されるヒドロトリシロキサンを非水溶媒中で脱水素
触媒の存在下に加水分解することを特徴とする、一般式
(2)
【化7】 で示されるシクロトリシロキサンの製造方法(ただし、
R1およびR2は非置換または置換の一価炭化水素基であ
り、炭素鎖の途中に窒素、硫黄、酸素のヘテロ原子また
は>C=O、>S=O を含有してもよい)を要旨とするもので
ある。
【0008】以下に本発明について詳しく説明する。前
記一般式(1)あるいは一般式(2)中のR1およびR2
非置換または置換の一価炭化水素基であるが、このよう
な基としては、メチル基、エチル基、プロピル基などの
アルキル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル
基、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基などのアル
ケニル基、フェニル基、トリル基などのアリール基、あ
るいは3,3,3-トリフルオロプロピル基、6,6,6,5,5,4,4,
3,3-ノナフルオロヘキシル基、クロロメチル基、3-クロ
ロプロピル基などのこれらの基の水素原子が部分的にハ
ロゲン原子などで置換された基、等が例示される。ま
た、R1、R2としては高度にフッ素化された基が挙げら
れ、 C4F9CH2CH2CH2-、 C8F17CH2CH2-、 C3F7OCF(CF3)CF2OCF2C
F2CH2CH2-、 C3F7OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CF2O(CH2)3-、C3F7OCF(CF3)CF2
OCF(CF3)CONH(CH2)3-、 C8F17SO2N(CH3)CH2CH2OOCCH2CH2-、 C3F7O[CF(CF3)CF2O]
3CF(CF3)CH2CH2- などが例示される。これらの基は炭素鎖の途中に窒素、
硫黄、酸素のヘテロ原子または>C=O、>S=O を含有して
もよく、1分子中のR1とR2は同一でも異なっていてもよ
い。
【0009】本発明の製造方法は、原料として前記一般
式(1)で示されるヒドロトリシロキサンを用い、非水
溶媒中で脱水素触媒の存在下に加水分解することを特徴
とする。原料であるヒドロトリシロキサンは公知の方法
(特開平3-197484号公報参照)によってつくることがで
きる。加水分解反応に使用する水は水道水でもかまわな
いが、できるなら脱イオン水あるいは蒸留水が好まし
い。水の量としては(1)式で表されるヒドロトリシロ
キサンに対して 0.7〜10.0倍モルとすればよいが、好ま
しくは 1.0〜3.0 倍モルである。加水分解反応は10〜90
℃で行えばよいが、好ましくは30〜70℃である。
【0010】脱水素触媒としては周期律表第VIII族元素
またはその化合物、例えば、塩化白金酸、アルコール変
性塩化白金酸(米国特許第3220972 号明細書参照)、塩
化白金酸とオレフィンとのコンプレックス(米国特許第
3159601 号、同第3159662 号、同第3775452 号明細書参
照)、白金黒またはパラジウムなどをアルミナ、シリ
カ、カーボンなどの担体に担持させたもの、ロジウム−
オレフィンコンプレックス、クロロトリス(トリフェニ
ルフォスフィン)ロジウム(ウイルキンソン触媒)など
が挙げられるが、パラジウムをカーボンに担持させたも
のが好ましい。これらの触媒は必要に応じて、アルコー
ル系、ケトン系、エーテル系、塩素化炭化水素系、炭化
水素系の溶剤に溶解したものとしてもよい。
【0011】非水溶媒としては、反応によって生成する
シクロトリシロキサンと任意の割合でよく混ざり合うも
のがよく、(1)式で示されるヒドロトリシロキサンに
対して重量部で0.01〜100 倍量、好ましくは 0.2〜10倍
量使用するのがよい。このような溶媒としては、n−ヘ
キサン、シクロヘキサン、トルエン、石油エーテル、キ
シレンのような炭化水素系、ジエチルエーテル、n−ブ
チルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランのよう
なエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジブチ
ルケトン、酢酸エチルのようなケトン、エステル類、メ
チレンクロライド、クロルベンゼン、クロロホルムのよ
うな塩素化炭化水素系、アセトニトリルのようなニトリ
ル系、トリフロロベンゼン、メタキシレンヘキサフロラ
イドのようなフッ素系のものが例示され、単独で使用し
ても、あるいは必要に応じて2種以上の溶媒を併用して
もよい。
【0012】本発明の製造方法においては、反応の進行
に伴い水素ガスが発生するため、反応容器内を窒素等の
不活性ガスで置換しながら反応を行うのが望ましい。
【0013】
【実施例】
実施例1 攪拌子、温度計、ジムロート冷却器を備えた1L四つ口
フラスコに、5%担持Pd/カーボン0.5g、n−ヘキサン
59.0g 、THF5.0gおよび純水5.4gを仕込み、窒素ガス
を50ml/分の流量で流しながら、攪拌下に内温を50℃に
した後、下記構造式
【化8】 のヒドロトリシロキサン59.1g を20分かけて滴下した。
【0014】滴下終了後、5%Pd/カーボンを濾別し、
濾液を精留したところ、下記構造式
【化9】 のシクロトリシロキサンを収率75%で得た。沸点81℃/
55mmHg
【0015】実施例2 下記構造式
【化10】 のヒドロトリシロキサン69.5g 、n−ヘキサン80.0g 、
THF8.0g、純水6.3gを使用した以外は、実施例1と同
様にして反応を行い、収率81%で下記構造式
【化11】 のシクロトリシロキサンを得た。沸点78℃/18mmHg
【0016】実施例3 下記構造式
【化12】 のヒドロトリシロキサン52.2g 、n−ヘキサン60.0g 、
THF4.0g、純水6.3gを使用した以外は、実施例1と同
様にして反応を行い、収率69%でヘキサメチルシクロト
リシロキサンを得た。沸点 134℃/760mmHg 、融点62〜
64℃
【0017】実施例4 下記構造式
【化13】 のヒドロトリシロキサン67.6g 、トルエン90.0g 、メチ
ルエチルケトン(MEK)8.0g、純水6.3gを使用した以
外は、実施例1と同様にして反応を行い、収率77%で下
記構造式
【化14】 のシクロトリシロキサンを得た。沸点82℃/2mmHg
【0018】実施例5 下記構造式
【化15】 のヒドロトリシロキサン73.5g 、n−ヘキサン80.0g 、
n−ブチルエーテル20.0g 、純水6.3gを使用した以外
は、実施例1と同様にして反応を行い、収率70%で下記
構造式
【化16】 のシクロトリシロキサンを得た。沸点 107℃/2mmHg
【0019】実施例6 下記構造式
【化17】 のヒドロトリシロキサン76.0g 、ベンゾトリフロライド
70.0g 、MEK10.0g 、純水6.3gを使用した以外は、実
施例1と同様にして反応を行い、収率75%で下記構造式
【化18】 のシクロトリシロキサンを得た。沸点 103℃/100mmHg
【0020】実施例7 下記構造式
【化19】 のヒドロトリシロキサン160.0g、メタキシレンヘキサフ
ロライド(以下MXHF)160.0g、THF10.0g 、純水
8.1gを使用した以外は、実施例1と同様にして反応を行
い、収率85%で下記構造式
【化20】 のシクロトリシロキサンを得た。沸点 112℃/3mmHg
【0021】実施例8 下記構造式
【化21】 のヒドロトリシロキサン139.3g、MXHF140.0g、ME
K10.0g 、純水8.1gを使用した以外は、実施例1と同様
にして反応を行い、収率83%で下記構造式
【化22】 のシクロトリシロキサンを得た。沸点 114℃/3mmHg
【0022】実施例9 下記構造式
【化23】 のヒドロトリシロキサン188.0g、MXHF250.0g、ME
K20.0g 、純水8.1gを使用した以外は、実施例1と同様
にして反応を行い、収率83%で下記構造式
【化24】 のシクロトリシロキサンを得た。沸点 120℃/4mmHg
【0023】
【発明の効果】本発明により、穏和な条件で容易に収率
よくかつ処理の面倒な副生物を生じることなくシクロト
リシロキサンを製造する新規な方法が提供された。本発
明の方法により各種の基を側鎖にもつシクロトリシロキ
サンを製造することができ、このシクロトリシロキサン
がポリシロキサンの原料として極めて有用であるので、
本発明の効果は極めて大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 高至 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 須藤 智文 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1) 【化1】 で示されるヒドロトリシロキサンを非水溶媒中で脱水素
    触媒の存在下に加水分解することを特徴とする、一般式
    (2) 【化2】 で示されるシクロトリシロキサンの製造方法。(ただ
    し、R1およびR2は非置換または置換の一価炭化水素基で
    あり、炭素鎖の途中に窒素、硫黄、酸素のヘテロ原子ま
    たは>C=O、>S=O を含有してもよい)
  2. 【請求項2】 加水分解に使用する水の量がヒドロトリ
    シロキサンに対して0.7 〜10.0倍モルである請求項1に
    記載のシクロトリシロキサンの製造方法。
  3. 【請求項3】 加水分解に使用する非水溶媒が生成する
    シクロトリシロキサンを溶解することができるものであ
    る請求項1に記載のシクロトリシロキサンの製造方法。
JP5112905A 1993-05-14 1993-05-14 シクロトリシロキサンの製造方法 Pending JPH06321968A (ja)

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