JPH07285974A - シクロテトラシロキサンの製造方法 - Google Patents

シクロテトラシロキサンの製造方法

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JPH07285974A
JPH07285974A JP10342494A JP10342494A JPH07285974A JP H07285974 A JPH07285974 A JP H07285974A JP 10342494 A JP10342494 A JP 10342494A JP 10342494 A JP10342494 A JP 10342494A JP H07285974 A JPH07285974 A JP H07285974A
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JP
Japan
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cyclotetrasiloxane
yield
tert
formula
mol
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JP10342494A
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English (en)
Inventor
Norio Shinohara
紀夫 篠原
Seiji Ichinohe
省二 一戸
Toshio Yamazaki
敏夫 山崎
Koichi Higuchi
浩一 樋口
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 下記一般式(1)で示されるジクロロジシロ
キサンをtert−ブタノールの存在下で加水分解する
ことを特徴とする下記一般式(2)で示されるシクロテ
トラシロキサンの製造方法。 【化1】 (但し、Zは水素原子又はメチル基を示す。) 【効果】 本発明によれば、環状5量体、環状6量体等
の副生なく、通常98%以上という高収率で簡単かつ確
実に式(2)のシクロテトラシロキサンを製造すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコーンオイルやシ
リコーンゴムの基礎原料として重要なシクロテトラシロ
キサンの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、シクロテトラシロキサンの中で特
に有用な下記一般式(2)で示されるようなSi原子上
に1個以上のメチル基を持った通称メチルシクロテトラ
シロキサンを製造する各種方法として次の提案がなされ
ている。
【0003】
【化3】 (但し、Zは水素原子又はメチル基を示す。)
【0004】(1)ジメチルジクロロシラン〔(C
32SiCl2〕をメタノールの存在下或いは不存在
下で加水分解して式(2)においてZがメチル基である
ジメチルシクロテトラシロキサンを製造する方法(特公
昭63−28893号公報及び特開平5−320179
号公報)。 (2)メチルジクロロシラン〔(CH3 HSiCl2
をtert−ブタノールの存在下で加水分解して式
(2)においてZが水素原子であるメチルヒドロゲノシ
クロテトラシロキサンを製造する方法(米国特許第34
84468号公報)。 (3)メチルヒドロゲノポリシロキサンを触媒の存在下
で高温加熱し、クラッキングさせて式(2)においてZ
が水素原子であるメチルヒドロゲノシクロテトラシロキ
サンを製造する方法(特公昭55−11697号公
報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、(1)の方法
では、目的とするジメチルシクロテトラシロキサンの他
に下記式のようなジメチルシクロポリシロキサンが副生
して、目的物の環状4量体の収率が低いという欠点があ
る(収率50〜60%)。
【0006】
【化4】
【0007】また、(2)の方法では、目的とするメチ
ルヒドロゲノシクロテトラシロキサンの他に多量の下記
式のようなメチルヒドロゲノシクロポリシロキサンが副
生し、目的物のテトラシロキサンの収率が極めて低いと
いう欠点がある(収率20〜30%)。
【0008】
【化5】
【0009】(3)の方法では、かなりな収率で目的の
メチルヒドロゲノシクロテトラシロキサンを得るが、熱
クラッキングという特別なプロセスを加えているので、
エネルギー的な損失がある上、この加熱プロセスではS
iHの酸化分解が起こり易く、そのために生じたSiO
Hの縮合によるシロキサンの3次元化が起こり、釜残が
ゲル化してしまうという大きな製造プロセス上の欠点を
持つ。
【0010】本発明は、上記事情を改善するためになさ
れたもので、目的とする式(2)のシクロテトラシロキ
サンを高収率で製造することができるシクロテトラシロ
キサンの新規製造方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
高収率(98%以上)で目的のシクロテトラシロキサン
を製造する方法を追求した結果、(イ)出発原料を(C
32SiCl2や(CH3 HSiCl2のシランモノ
マーからこれらを加水分解したシロキサンダイマーであ
る下記一般式(1)のジクロロジシロキサンに替えるこ
と、(ロ)この式(1)のジクロロジシロキサンを特定
のアルコール、即ちtert−ブタノールを含む水溶液
中で加水分解することによって、極めて収率よく(98
%以上)、シクロテトラシロキサンのみを得ることを確
認して、本発明を完成させたものである。
【0012】
【化6】 (但し、Zは水素原子又はメチル基を示す。)
【0013】従って、本発明は、上記一般式(1)で示
されるジクロロジシロキサンをtert−ブタノールの
存在下で加水分解することを特徴とする上記一般式
(2)で示されるシクロテトラシロキサンの製造方法を
提供する。
【0014】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明のシクロテトラシロキサンの製造方法は、上
述したように、式(1)のジクロロジシロキサンをte
rt−ブタノールの存在下で加水分解するもので、下記
反応式(A),(B)に従うと考えられる。
【0015】
【化7】 (但し、Zは水素原子又はメチル基を示す。以下、同
様。)
【0016】即ち、従来法のジクロロシランを用いる加
水分解では、下記の通り環状4量体以外は環状5量体、
環状6量体が多量に副生し、環状4量体の収率は60%
程度で、反応選択性はないものである。ところが、下記
の本発明の方法では、反応選択性があり、環状4量体の
収率は98%以上である。
【0017】
【化8】
【0018】本発明における反応の真のメカニズムにつ
いては完全には解らないが、本発明の方法によって式
(2)のシクロテトラシロキサンが98%以上という収
率で得られるのは、前記した2量体型のシロキサン、即
ちジクロロジシロキサンのカップリングに特定のアルコ
ール、即ちtert−ブタノールが極めて効果よく働い
ているためと推定できる。この場合、tert−ブタノ
ールではなく、メタノール、エタノール及びプロパノー
ルを使用するときにはかかる効果はなく、本発明の目的
を達成し得ない。
【0019】本発明において、上記式(1)のジクロロ
ジシロキサンにおいて、例えば(I)1,1,3,3−
テトラメチル−1,3−ジクロロジシロサンは、ウイン
トン・パットノード及びドナルド・ウイルコックの合成
方法〔Winton Patnode and Don
ald F.Wilcock,J.Am.Chem.S
oc.,68巻,358頁(1946年)〕、(II)
1,3−ジメチル−1,3−ジクロロジシロサンは、馬
場及び西崎の合成方法〔馬場久、西崎俊一郎、日本化学
雑誌、79巻,60頁(昭和33年)〕により製造する
ことができる。
【0020】
【化9】
【0021】また、本発明の方法において、式(A)か
ら明らかなように、使用する水は原料の式(1)のジク
ロロジシロキサンに対して理論的には当量あればよい
が、反応を完結させるには1.1〜100当量、好まし
くは2〜80当量でよい。一方、tert−ブタノール
は式(B)から生成するHClに対して理論的には当量
あればよいが、これも1.1〜100当量、好ましくは
2〜80当量でよい。
【0022】このように大過剰量の水とtert−ブタ
ノールが使用できるのは、これらの化合物が反応に利用
される量以外に、生成してくるシクロテトラシロキサン
を洗い、分離させるに必要な量としての働きがあるから
である。
【0023】なお、本発明の反応では、溶媒として用い
られているtert−ブタノール(tert−C49
Hと略す)が溶媒としての役割の他に、他方、脱HCl
剤としての作用を有するので外部から第3成分として脱
HCl剤を加えなくてもよいが、反応を加速促進させる
目的でNaHCO3,NaCO3,CH3COONa,
(CH3CH23N,ピリジン,ピコリンのような脱H
Cl剤として働き得る塩基性物質を加えてもよく、その
添加量はジクロロジメチルジシロキサンから発生するH
Clに対して当量以上であればよい。
【0024】上記反応において、反応温度は−20℃〜
100℃、特に5〜50℃であることが好ましく、また
反応時間は通常0.5〜3時間である。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、環状5量体、環状6量
体等の副生なく、通常98%以上という高収率で簡単か
つ確実に式(2)のシクロテトラシロキサンを製造する
ことができる。
【0026】
【実施例】以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
【0027】〔実施例1〕1,1,3,3,5,5,7,7−オクタメチルシクロ
テトラシロキサンの合成 撹拌機、温度計、滴下ロート、冷却器付きの500ml
の丸底フラスコにNaHCO316.80g(0.20
モル)、tert−C49OH100g(1.35モ
ル)、水100g(5.56モル)を入れ、撹拌した。
外部から冷却し、内容物を24℃に保った。滴下ロート
から1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジクロロ
ジシロキサン20.32g(0.10モル)を50分か
けて滴下した。反応温度は24〜30℃で、後撹拌を3
0分した後、内容物を2層分離させた。水層を捨て、得
られた有機層を蒸留精製して、20mmHgで74℃の
沸点を持つ無色の液状化合物を得た。このものは信越化
学工業(株)から純正試料(商品名LS−8620)と
して市販されている化合物との比較分析(GC−MS,
IR,NMR分析)より、1,1,3,3,5,5,
7,7−オクタメチルシクロテトラシロキサンであるこ
とが確認された。収量は14.60g(収率98.4
%)であった。
【0028】〔実施例2〕実施例1において、NaHC
3を使用しなかった他は全て同一の条件で合成及び蒸
留精製操作を行って、20mmHgで74℃の沸点を持
つ無色の液状化合物を得た。このものは純正試料(商品
名LS−8620)との比較分析(GC−MS,IR,
NMR分析)より、1,1,3,3,5,5,7,7−
オクタメチルシクロテトラシロキサンであることが確認
された。収量は14.55g(収率98.1%)であっ
た。
【0029】〔比較例1〕実施例1において、tert
−C49OH100g(1.35モル)の代りに、n−
37OHを1.35モル使用する以外は全て同一の条
件で合成及び蒸留精製を行ったところ、得られた1,
1,3,3,5,5,7,7−オクタメチルシクロテト
ラシロキサンの収率は17.5%であった。
【0030】〔比較例2〕実施例1において、tert
−C49OH100g(1.35モル)の代りに、n−
49OHを1.35モル使用する以外は全て同一の条
件で合成及び蒸留精製を行ったところ、得られた1,
1,3,3,5,5,7,7−オクタメチルシクロテト
ラシロキサンの収率は18.1%であった。
【0031】〔比較例3〕実施例1において、tert
−C49OH100g(1.35モル)の代りに、n−
511OHを1.35モル使用する以外は全て同一の
条件で合成及び蒸留精製を行ったところ、得られた1,
1,3,3,5,5,7,7−オクタメチルシクロテト
ラシロキサンの収率は18.3%であった。
【0032】〔実施例3〕1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン
の合成 撹拌機、温度計、滴下ロート、冷却器付きの500ml
の丸底フラスコにtert−C49OH100g(1.
35モル)、水100g(5.56モル)を入れ、撹拌
した。外部から冷却し、内容物を24℃に保った。滴下
ロートから1,3−ジメチル−1,3−ジクロロジシロ
キサン17.51g(0.10モル)を50分かけて滴
下した。反応温度は24〜30℃で、後撹拌を30分し
た後、内容物を2層分離させた。水層を捨て、得られた
有機層を蒸留精製して、100mmHgで70℃の沸点
を持つ無色の液状化合物を得た。このものは信越化学工
業(株)から純正試料(商品名LS−8600)として
市販されている化合物との比較分析(GC−MS,I
R,NMR分析)より、1,3,5,7−テトラメチル
シクロテトラシロキサンであることが確認された。収量
は11.82g(収率98.3%)であった。
【0033】〔比較例4〕実施例3において、tert
−C49OH100g(1.35モル)の代りに、n−
49OHを1.35モル使用する以外は全て同一の条
件で合成及び蒸留精製を行ったところ、得られた1,
3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンの収
率は17.2%であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 敏夫 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 樋口 浩一 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 (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 (但し、Zは水素原子又はメチル基を示す。)で示され
    るジクロロジシロキサンをtert−ブタノールの存在
    下で加水分解することを特徴とする下記一般式(2) 【化2】 (但し、Zは上記と同様の意味を示す。)で示されるシ
    クロテトラシロキサンの製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08157487A (ja) * 1994-12-02 1996-06-18 Shin Etsu Chem Co Ltd シクロテトラシロキサンの製造方法
US6262289B1 (en) 1997-06-11 2001-07-17 Kaneka Corporation Process for preparing cyclic oligosiloxanes
JP2014065699A (ja) * 2011-12-22 2014-04-17 Tosoh Corp 環状シロキサン化合物の製造方法およびジシロキサン化合物
JP2017101016A (ja) * 2015-07-22 2017-06-08 国立研究開発法人産業技術総合研究所 シロキサンオリゴマーの製造方法

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