JP7539140B2 - Method for producing acyloxysilane - Google Patents
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Description
本発明は、アシロキシシランの効率的な製造方法に関する。 The present invention relates to an efficient method for producing acyloxysilane.
アシロキシシラン類は、医薬、農薬、電子材料等の精密合成用試薬またはその合成中間体として利用される他、表面修飾剤、ゾル・ゲル材料、ナノ材料、有機無機ハイブリッド材料等の原料等として利用される機能性化学品である。
アシロキシシラン類の製造方法として、クロロシランを原料とする方法が知られている。具体的には、(A)クロロシランとカルボン酸を直接あるいは塩基存在下で反応させる方法(特許文献1、2)、(B)クロロシランとカルボン酸金属塩を反応させる方法(特許文献3)、(C)クロロシランとカルボン酸無水物を反応させる方法(特許文献4)等が検討されている。
一方、原料としてSi-O-Si結合を有するシロキサン化合物を用いる方法として、(D)ジシロキサンとカルボン酸無水物を、塩化亜鉛(II)の存在下(非特許文献1)、またはトリフルオロメタンスルホン酸またはアンバーリスト15の存在下で(特許文献5)、反応させる方法が報告されている。また、環状シロキサン化合物のオクタメチルシクロテトラシロキサンと無水酢酸を、硫酸の存在下で反応させる例(特許文献6)、および塩化亜鉛(II)または塩化鉄(III)の存在下で反応させる例が報告されている(非特許文献2)。
Acyloxysilanes are functional chemicals that are used as reagents or synthetic intermediates for the precision synthesis of pharmaceuticals, agricultural chemicals, electronic materials, etc., as well as raw materials for surface modifiers, sol-gel materials, nanomaterials, organic-inorganic hybrid materials, etc.
Methods using chlorosilanes as a raw material are known as methods for producing acyloxysilanes.Specifically, methods that have been investigated include (A) a method in which chlorosilane is reacted with a carboxylic acid directly or in the presence of a base (Patent Documents 1 and 2), (B) a method in which chlorosilane is reacted with a metal salt of a carboxylic acid (Patent Document 3), and (C) a method in which chlorosilane is reacted with a carboxylic anhydride (Patent Document 4).
On the other hand, as a method using a siloxane compound having a Si-O-Si bond as a raw material, a method has been reported in which (D) a disiloxane is reacted with a carboxylic acid anhydride in the presence of zinc(II) chloride (Non-Patent Document 1), or in the presence of trifluoromethanesulfonic acid or Amberlyst 15 (Patent Document 5). Also reported is an example of reacting a cyclic siloxane compound, octamethylcyclotetrasiloxane, with acetic anhydride in the presence of sulfuric acid (Patent Document 6), and an example of reacting in the presence of zinc(II) chloride or iron(III) chloride (Non-Patent Document 2).
しかし、クロロシランを原料とする方法では、(1)加水分解により腐食性の塩化水素を発生するクロロシランを使用するため、原料の取り扱いが容易でない(方法A、B)、(2)カルボン酸との反応で塩基を使用しない場合、腐食性の塩化水素が副生する(方法A)、(3)カルボン酸との反応で塩基を使用する場合、大量の塩が副生する(方法A)、(4)カルボン酸金属塩との反応でも大量の塩が副生する(方法B)、(5)カルボン酸無水物との反応では、加水分解しやすく腐食性の塩化水素を発生しやすいアシル塩化物が副生する(方法C)等の問題点があった。
一方、Si-O-Si結合を有するシロキサン化合物を原料とする方法(方法D)では、腐食性の塩化水素の発生等の問題はなく、原子利用効率が100%の反応のため、不要な共生成物の問題はないものの、触媒的に使用されていた従来の酸性化合物では効率が低いために、原料に対して大量の酸性化合物が必要であること(非特許文献1では、塩化亜鉛をヘキサメチルジシロキサンに対して20mol%;特許文献5では、トリフルオロメタンスルホン酸をヘキサメチルジシロキサンに対して10mol%;特許文献5では、アンバーリスト15を、ヘキサメチルジシロキサンに対して119質量%、無水酢酸に対して184質量%、など)、反応温度を130℃以上の高温とする必要があること(特許文献6では、140℃付近;非特許文献2では、150℃または250℃、など)、数時間から48時間などの長い反応時間が必要であること(特許文献5,6、非特許文献1,2)、などの問題があった。
However, the methods using chlorosilane as a raw material have problems such as: (1) handling of the raw material is difficult because chlorosilane, which generates corrosive hydrogen chloride upon hydrolysis, is used (Methods A and B); (2) when a base is not used in the reaction with a carboxylic acid, corrosive hydrogen chloride is by-produced (Method A); (3) when a base is used in the reaction with a carboxylic acid, a large amount of salt is by-produced (Method A); (4) a large amount of salt is also by-produced in the reaction with a metal carboxylate (Method B); and (5) when a reaction with a carboxylic anhydride is performed, acyl chlorides that are easily hydrolyzed and tend to generate corrosive hydrogen chloride are by-produced (Method C).
On the other hand, in the method (Method D) using a siloxane compound having a Si-O-Si bond as a raw material, there are no problems such as the generation of corrosive hydrogen chloride, and since the reaction has an atom utilization efficiency of 100%, there is no problem of unnecessary co-products. However, there are problems such as the low efficiency of conventional acidic compounds used as catalysts, which requires a large amount of acidic compound relative to the raw material (Non-Patent Document 1 uses 20 mol % zinc chloride relative to hexamethyldisiloxane; Patent Document 5 uses 10 mol % trifluoromethanesulfonic acid relative to hexamethyldisiloxane; Patent Document 5 uses 119 mass % Amberlyst 15 relative to hexamethyldisiloxane and 184 mass % relative to acetic anhydride, etc.), the need for a high reaction temperature of 130° C. or more (around 140° C. in Patent Document 6; 150° C. or 250° C. in Non-Patent Document 2), and the need for a long reaction time of several hours to 48 hours (Patent Documents 5 and 6, Non-Patent Documents 1 and 2).
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであって、アシロキシシランを、Si-O-Si結合を有するシロキサン化合物から効率的に製造する方法を提供することを課題とするものである。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a method for efficiently producing acyloxysilane from a siloxane compound having a Si-O-Si bond.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、Si-O-Si結合を有するシロキサン化合物とカルボン酸無水物との反応が、特定の触媒存在下でスムーズに進行し、アシロキシシランが効率よく得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive research aimed at solving the above problems, the inventors discovered that the reaction between a siloxane compound having a Si-O-Si bond and a carboxylic acid anhydride proceeds smoothly in the presence of a specific catalyst, and acyloxysilane can be efficiently obtained, thus completing the present invention.
すなわち、この出願は以下の発明を提供するものである。
<1>
下記(1)および(2)から選ばれる酸性触媒の存在下で、Si-O-Si結合を有するシロキサン化合物に、カルボン酸無水物を反応させる反応工程を含む、Si-OCO結合(OCOは、オキシカルボニル基のO-C(=O)を示す。)を有するアシロキシシランの製造方法。
(1)周期表で第3族~第15族元素から選ばれる元素の過塩素酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)塩、ヘキサフルオロアンチモン酸塩、もしくはチオシアン酸塩;塩化ルテニウム;塩化ガリウム;塩化スズ;塩化インジウム;臭化鉄;臭化ルテニウム;トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン;トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルシリル;ノナフルオロブタンスルホン酸;ビス(パーフルオロアルカンスルホニル)イミド;ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドトリメチルシリル;過塩素酸;ヘキサフルオロアンチモン酸;またはチオシアン酸。
(2)無機系の固体酸化合物。
<2>
前記(1)の酸性触媒が、第3族、第8族、および第13~第15族の元素から選ばれる元素の過塩素酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)塩、またはヘキサフルオロアンチモン酸塩;塩化ルテニウム;トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン;トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルシリル;ノナフルオロブタンスルホン酸;ビス(パーフルオロアルカンスルホニル)イミド;およびビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドトリメチルシリル;から選ばれる化合物である、<1>に記載のアシロキシシランの製造方法。
<3>
前記第3族、第8族、および第13~第15族の元素から選ばれる元素が、スカンジウム、イットリウム、サマリウム、イットリビウム、鉄、ルテニウム、銅、アルミニウム、ガリウム、インジウム、スズ、およびビスマスから選ばれる元素である、<2>に記載のアシロキシシランの製造方法
<4>
前記(2)の酸性触媒が、ゼオライトおよびモンモリロナイトの少なくとも一方である、<1>~<3>の何れかに記載の製造方法。
<5>
前記シロキサン化合物が、下記一般式(IA)、(IB)、または(IC)で表されるシロキサン化合物である、<1>~<4>の何れかに記載のアシロキシシランの製造方法
。
R1R2R3Si-O-SiR1R2R3 (IA)
X1O(SiR6R7O)nX2 (IC)
(式(IA)~(IC)中、R1~R7は、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよく;X1およびX2は、それぞれ独立にシリル基または水素原子であり;mおよびnは、それぞれ独立に2以上10000以下の整数である。)
<6>
前記カルボン酸無水物が、下記一般式(IIA)または(IIB)で表されるカルボン酸無水物である、<1>~<4>の何れかに記載のアシロキシシランの製造方法。
(R8CO)2O (IIA)
(式(IIA)中、R8は、炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。式(IIB)中、R9は、炭素数2~24の2価の炭化水素基であり、前記炭素数2~24の2価の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。)
<7>
前記シロキサン化合物が、下記一般式(IA)で表されるシロキサン化合物であり、前記カルボン酸無水物が、下記一般式(IIA)で表されるカルボン酸無水物であり、前記アシロキシシランが、下記一般式(IIIA)で表されるアシロキシシランである、<1>~<4>の何れかに記載のアシロキシシランの製造方法。
R1R2R3Si-O-SiR1R2R3 (IA)
(R8CO)2O (IIA)
R1R2R3Si(OCOR8) (IIIA)
(式(IA)中、R1~R3は、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
式(IIA)中、R8は、炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
式(IIIA)中、R1~R3は、式(IA)中のR1~R3と同様に定義され、R8は、式(IIA)中のR8と同様に定義される。)
<8>
前記シロキサン化合物が、下記一般式(IB)で表されるシロキサン化合物であり、前
記カルボン酸無水物が、前記一般式(IIA)で表されるカルボン酸無水物であり、前記アシロキシシランが、下記一般式(IIIB)で表されるアシロキシシランである、<1>~<4>の何れかに記載のアシロキシシランの製造方法。
(R8CO)2O (IIA)
R8CO2(SiR4R5O)pCOR8 (IIIB)
(式(IB)中、R4およびR5は、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよく;mは、2以上10000以下の整数である。
式(IIA)中、R8は、炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
式(IIIB)中、R4およびR5は、式(IB)中のR4およびR5と同様に定義され;R8は、式(IIA)中のR8と同様に定義され;pは、1~100の整数である。)
<9>
前記シロキサン化合物が、下記一般式(IC)で表されるシロキサン化合物であり、前記カルボン酸無水物が、前記一般式(IIA)で表されるカルボン酸無水物であり、前記アシロキシシランが、下記一般式(IIIC)で表されるアシロキシシランである、<1>~<4>の何れかに記載のアシロキシシランの製造方法。
X1O(SiR6R7O)nX2 (IC)
(R8CO)2O (IIA)
R8CO2(SiR6R7O)qCOR8 (IIIC)
(式(IC)中、R6およびR7は、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよく;X1およびX2は、それぞれ独立にシリル基または水素原子であり;nは、2以上10000以下の整数である。
式(IIA)中、R8は、炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
式(IIIC)中、R6およびR7は、式(IC)中の6およびR7と同様に定義され;R8は、式(IIA)中のR8と同様に定義され;qは、1~100の整数である。)<10>
前記シロキサン化合物が、下記一般式(IB)で表されるシロキサン化合物であり、前記カルボン酸無水物が、下記一般式(IIB)で表されるカルボン酸無水物であり、前記アシロキシシランが、下記一般式(IIID)で表されるアシロキシシランである、<1>~<4>の何れかに記載のアシロキシシランの製造方法。
(式(IB)中、R4およびR5は、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよく;mは、2以上10000以下の整数である。
式(IIB)中、R9は、炭素数2~24の2価の炭化水素基であり、前記炭素数2~24の2価の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
式(IIID)中、R4およびR5は、式(IB)中のR4およびR5と同様に定義され;R9は、式(IIB)中のR9と同様に定義され;r1は、1~100の整数であり;r2は、1以上r1以下の整数である。)
<11>
前記シロキサン化合物が、下記一般式(IC)で表されるシロキサン化合物であり、前記カルボン酸無水物が、下記一般式(IIB)で表されるカルボン酸無水物であり、前記アシロキシシランが、下記一般式(IIIE)で表されるアシロキシシランである、<1>~<4>の何れかに記載のアシロキシシランの製造方法。
X1O(SiR6R7O)nX2 (IC)
(式(IC)中、R6およびR7は、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよく;X1およびX2は、それぞれ独立にシリル基または水素原子であり;nは、2以上10000以下の整数である。
式(IIB)中、R9は、炭素数2~24の2価の炭化水素基であり、前記炭素数2~24の2価の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
式(IIIE)中、R6およびR7は、式(IC)中の6およびR7と同様に定義され;R9は、式(IIB)中のR9と同様に定義され;s1は、1~100の整数であり;s2は、1以上s1以下の整数である。)
<12>
<1>~<11>の何れかに記載の製造方法によりアシロキシシランを製造するアシロキシシラン製造工程、および
前記アシロキシシランに下記一般式(IV)で表されるアルコールを反応させ、前記アシロキシシランのアシロキシ基をアルコキシ基に変換する修飾工程
を含む、アルコキシシランの製造方法。
R10OH (IV)
(式中、R10は、炭素数1~6のアルキル基である。)
That is, this application provides the following inventions.
<1>
A method for producing an acyloxysilane having a Si-OCO bond (OCO represents an oxycarbonyl group, O-C(=O)), comprising a reaction step of reacting a siloxane compound having a Si-O-Si bond with a carboxylic acid anhydride in the presence of an acid catalyst selected from the following (1) and (2):
(1) Perchlorate, trifluoromethanesulfonate, bis(trifluoromethanesulfonylimide) salt, hexafluoroantimonate, or thiocyanate of an element selected from the elements of Groups 3 to 15 of the periodic table; ruthenium chloride; gallium chloride; tin chloride; indium chloride; iron bromide; ruthenium bromide; tris(pentafluorophenyl)borane; trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate; nonafluorobutanesulfonic acid; bis(perfluoroalkanesulfonyl)imide; bis(trifluoromethanesulfonyl)imide trimethylsilyl; perchloric acid; hexafluoroantimonate; or thiocyanic acid.
(2) Inorganic solid acid compounds.
<2>
The method for producing an acyloxysilane according to <1>, wherein the acid catalyst (1) is a compound selected from the group consisting of perchlorates, trifluoromethanesulfonates, bis(trifluoromethanesulfonylimide)salts, and hexafluoroantimonates of elements selected from the group consisting of elements of Groups 3, 8, and 13 to 15; ruthenium chloride; tris(pentafluorophenyl)borane; trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate; nonafluorobutanesulfonic acid; bis(perfluoroalkanesulfonyl)imide; and bis(trifluoromethanesulfonyl)imide trimethylsilyl.
<3>
<4> The method for producing an acyloxysilane according to <2>, wherein the element selected from the group consisting of elements of Groups 3, 8, and 13 to 15 is an element selected from the group consisting of scandium, yttrium, samarium, yttrium, iron, ruthenium, copper, aluminum, gallium, indium, tin, and bismuth.
The method according to any one of <1> to <3>, wherein the acid catalyst (2) is at least one of zeolite and montmorillonite.
<5>
The method for producing an acyloxysilane according to any one of <1> to <4>, wherein the siloxane compound is a siloxane compound represented by the following general formula (IA), (IB), or (IC):
R 1 R 2 R 3 Si-O-SiR 1 R 2 R 3 (IA)
X 1 O(SiR 6 R 7 O) n X 2 (IC)
(In formulas (IA) to (IC), R 1 to R 7 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction; X 1 and X 2 each independently represent a silyl group or a hydrogen atom; and m and n each independently represent an integer of 2 or more and 10,000 or less.)
<6>
The method for producing an acyloxysilane according to any one of <1> to <4>, wherein the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (IIA) or (IIB):
(R 8 CO) 2 O (IIA)
(In formula (IIA), R 8 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with a group that does not participate in the reaction. In formula (IIB), R 9 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms may be substituted with a group that does not participate in the reaction.)
<7>
The method for producing an acyloxysilane according to any one of <1> to <4>, wherein the siloxane compound is a siloxane compound represented by the following general formula (IA), the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (IIA), and the acyloxysilane is an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIA):
R 1 R 2 R 3 Si-O-SiR 1 R 2 R 3 (IA)
(R 8 CO) 2 O (IIA)
R 1 R 2 R 3 Si (OCOR 8 ) (IIIA)
In formula (IA), R 1 to R 3 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with a group that is not involved in the reaction.
In formula (IIA), R 8 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
In formula (IIIA), R 1 to R 3 are defined in the same manner as R 1 to R 3 in formula (IA), and R 8 is defined in the same manner as R 8 in formula (IIA).
<8>
The method for producing an acyloxysilane according to any one of <1> to <4>, wherein the siloxane compound is a siloxane compound represented by the following general formula (IB), the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (IIA), and the acyloxysilane is an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIB):
(R 8 CO) 2 O (IIA)
R 8 CO 2 (SiR 4 R 5 O) p COR 8 (IIIB)
(In formula (IB), R 4 and R 5 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction; and m represents an integer of 2 or more and 10,000 or less.
In formula (IIA), R 8 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
In formula (IIIB), R 4 and R 5 are defined as R 4 and R 5 in formula (IB); R 8 is defined as R 8 in formula (IIA); and p is an integer from 1 to 100.
<9>
The method for producing an acyloxysilane according to any one of <1> to <4>, wherein the siloxane compound is a siloxane compound represented by the following general formula (IC), the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (IIA), and the acyloxysilane is an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIC):
X 1 O(SiR 6 R 7 O) n X 2 (IC)
(R 8 CO) 2 O (IIA)
R 8 CO 2 (SiR 6 R 7 O) q COR 8 (IIIC)
(In formula (IC), R 6 and R 7 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction; X 1 and X 2 each independently represent a silyl group or a hydrogen atom; and n represents an integer of 2 or more and 10,000 or less.
In formula (IIA), R 8 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
In formula (IIIC), R 6 and R 7 are defined as 6 and R 7 in formula (IC); R 8 is defined as R 8 in formula (IIA); and q is an integer of 1 to 100.) <10>
The method for producing an acyloxysilane according to any one of <1> to <4>, wherein the siloxane compound is a siloxane compound represented by the following general formula (IB), the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (IIB), and the acyloxysilane is an acyloxysilane represented by the following general formula (IIID).
(In formula (IB), R 4 and R 5 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction; and m represents an integer of 2 or more and 10,000 or less.
In formula (IIB), R 9 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
In formula (IIID), R 4 and R 5 are defined as R 4 and R 5 in formula (IB); R 9 is defined as R 9 in formula (IIB); r1 is an integer of 1 to 100; and r2 is an integer of 1 or more and r1 or less.
<11>
The method for producing an acyloxysilane according to any one of <1> to <4>, wherein the siloxane compound is a siloxane compound represented by the following general formula (IC), the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (IIB), and the acyloxysilane is an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIE):
X 1 O(SiR 6 R 7 O) n X 2 (IC)
(In formula (IC), R 6 and R 7 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction; X 1 and X 2 each independently represent a silyl group or a hydrogen atom; and n represents an integer of 2 or more and 10,000 or less.
In formula (IIB), R 9 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
In formula (IIIE), R 6 and R 7 are defined as R 6 and R 7 in formula (IC); R 9 is defined as R 9 in formula (IIB); s1 is an integer of 1 to 100; and s2 is an integer of 1 or more and s1 or less.
<12>
A method for producing an alkoxysilane, comprising: an acyloxysilane production step of producing an acyloxysilane by the production method according to any one of <1> to <11>; and a modification step of reacting the acyloxysilane with an alcohol represented by the following general formula (IV) to convert an acyloxy group of the acyloxysilane into an alkoxy group:
R10OH (IV)
(In the formula, R 10 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
本発明の製造方法を用いることにより、Si-O-Si結合を有するシロキサン化合物を原料として、アシロキシシランを、従来の方法に比べ、より効率的に製造できるという効果を有する。 The manufacturing method of the present invention has the effect of making it possible to more efficiently manufacture acyloxysilanes using siloxane compounds having Si-O-Si bonds as raw materials, compared to conventional methods.
詳細には、本発明の製造方法の好適な態様では、次のような特徴を有する。
(1)原料および触媒が入手し易く、取り扱いが容易で安全性も高い。
(2)腐食性の塩化水素の発生等の問題はない。
(3)室温~90℃程度の温和な条件でも反応が進行する。
(4)触媒活性が高いため、少量の触媒量でも反応が進行する。
(5)固体触媒を使用する反応系では、触媒の分離、回収等も容易である。
(6)低分子のジシロキサンだけでなく、ポリシロキサンのような高分子でもスムーズに反応が進行する。
すなわち、本発明の製造方法の好適な態様においては、製造プロセスの低コスト化、高効率化を可能にするもので、従来技術に比べて経済性、環境負荷等の面で大きな利点を有する。
In particular, a preferred embodiment of the production method of the present invention has the following features.
(1) The raw materials and catalysts are easy to obtain, easy to handle, and highly safe.
(2) There are no problems such as the generation of corrosive hydrogen chloride.
(3) The reaction proceeds even under mild conditions of room temperature to about 90°C.
(4) Because of its high catalytic activity, the reaction proceeds even with a small amount of catalyst.
(5) In a reaction system that uses a solid catalyst, the catalyst can be easily separated and recovered.
(6) The reaction proceeds smoothly not only with low molecular weight disiloxanes, but also with polymers such as polysiloxanes.
That is, a preferred embodiment of the production method of the present invention enables a low-cost and highly efficient production process, and has great advantages over conventional techniques in terms of economy, environmental load, etc.
以下、本発明について詳細に説明する。なお、特段の記載がない限り、本明細書中のある式中の記号が他の式においても用いられる場合、同一の記号は同一の意味を示す。
本発明の一実施態様に係るアシロキシシランの製造方法は、Si-O-Si結合を有するシロキサン化合物を、酸性触媒の存在下で、カルボン酸無水物と反応させる反応工程を含むことを特徴とする。
The present invention will be described in detail below. Unless otherwise specified, when a symbol in a formula in this specification is used in other formulas, the same symbol has the same meaning.
A method for producing an acyloxysilane according to one embodiment of the present invention is characterized by comprising a reaction step of reacting a siloxane compound having a Si-O-Si bond with a carboxylic acid anhydride in the presence of an acidic catalyst.
本実施形態に係る製造方法において、原料として使用するSi-O-Si結合を有するシロキサン化合物(以下、単に「シロキサン化合物」と称することがある。)は、たとえば、下記一般式(IA)~(IC)で表される。
R1R2R3Si-O-SiR1R2R3 (IA)
In the production method according to this embodiment, the siloxane compound having a Si—O—Si bond (hereinafter, simply referred to as a “siloxane compound”) used as a raw material is represented, for example, by the following general formulas (IA) to (IC).
R 1 R 2 R 3 Si-O-SiR 1 R 2 R 3 (IA)
X1O(SiR6R7O)nX2 (IC)
これら式(IA)~(IC)中、R1~R7は、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。なお、本明細書において「反応に関与しない」とは、目的とする反応に反応物質として直接関与せず、また、当該反応を阻害または促進しないことを意味する。
X1およびX2は、それぞれ独立にシリル基または水素原子である。
また、mおよびnは、それぞれ独立に2以上10000以下の整数である。
X 1 O(SiR 6 R 7 O) n X 2 (IC)
In these formulas (IA) to (IC), R 1 to R 7 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and A part or all of the bonded hydrogen atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction. In this specification, "not participating in the reaction" means that the compound does not directly participate in the target reaction as a reactant. It also means that the reaction is neither inhibited nor promoted.
X1 and X2 each independently represent a silyl group or a hydrogen atom.
Furthermore, m and n are each independently an integer of 2 or more and 10,000 or less.
R1~R7が炭素数1~24の炭化水素基である場合、炭化水素基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基等が挙げられる。 When R 1 to R 7 are each a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an alkenyl group.
炭化水素基がアルキル基の場合、アルキル基の炭素数は、好ましくは1~20、より好ましくは1~18、さらに好ましくは1~10である。また、アルキル基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。 When the hydrocarbon group is an alkyl group, the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 18, and even more preferably 1 to 10. In addition, some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the alkyl group may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
反応に関与しない基としては、炭素数が1~6のアルコキシ基、炭素数が1~6のアルコキシカルボニル基、炭素数が1~6のジアルキルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子等が挙げられる。アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ジアルキルアミノ基、およびハロゲン原子をより具体的に示せば、それぞれ、メトキシ基、エトキシ基、ヘキソキシ基等のアルコキシ基;メトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基;およびフッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;を挙げることができる。
反応に関与しない基で置換されていてもよいアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、クロロメチル基、2-メトキシエチル基、3-エトキシプロピル基、2-メトキシカルボニルエチル基、2-ジメチルアミノエチル基、3-シアノプロピル基、トリフルオロメチル基、3-クロロプロピル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、1H,1H,2H,2H-トリデカフルオロオクチル基、1H,1H,2H,2H-ヘプタデカフルオロデシル基等が挙げられる。
Examples of the group that does not participate in the reaction include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms, a dialkylamino group having 1 to 6 carbon atoms, a cyano group, a nitro group, a halogen atom, etc. More specific examples of the alkoxy group, the alkoxycarbonyl group, the dialkylamino group, and the halogen atom include alkoxy groups such as a methoxy group, an ethoxy group, and a hexoxy group; alkoxycarbonyl groups such as a methoxycarbonyl group and a propoxycarbonyl group; dialkylamino groups such as a dimethylamino group and a diethylamino group; and halogen atoms such as a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom.
Specific examples of the alkyl group which may be substituted with a group which does not participate in the reaction include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a sec-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, an octyl group, a decyl group, a chloromethyl group, a 2-methoxyethyl group, a 3-ethoxypropyl group, a 2-methoxycarbonylethyl group, a 2-dimethylaminoethyl group, a 3-cyanopropyl group, a trifluoromethyl group, a 3-chloropropyl group, a 3,3,3-trifluoropropyl group, a 1H,1H,2H,2H-tridecafluorooctyl group, and a 1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodecyl group.
また、炭化水素基がアリール基の場合、炭化水素環系または複素環系の1価の芳香族有機基を使用できる。アリール基が炭化水素環系の場合、炭化水素環系の1価の芳香族有機
基の炭素数は、好ましくは6~22、より好ましくは6~14である。アリール基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、ペンタセニル基等が挙げられる。また、アリール基が複素環系の場合、複素環中のヘテロ原子は硫黄、酸素原子等である。また、複素環系の1価の芳香族有機基の炭素数は、好ましくは4~12、より好ましくは4~8である。アリール基の具体例としては、チエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、フリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基等が挙げられる。
アリール基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部は、反応に関与しない基で置換されていてもよい。反応に関与しない基としては、上記のアルキル基の場合に示したもの等を挙げることができる。また、その他の反応に関与しない基として、環上の2つの炭素原子を結合させる2価の基であるオキシエチレン基、オキシエチレンオキシ基等が挙げられる。それらの基等を有するアリール基の具体例としては、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ブトキシフェニル基、オクトキシフェニル基、メチル(メトキシ)フェニル基、フルオロ(メチル)フェニル基、クロロ(メトキシ)フェニル基、ブロモ(メトキシ)フェニル基、2,3-ジヒドロベンゾフラニル基、1,4-ベンゾジオキサニル基等が挙げられる。
In addition, when the hydrocarbon group is an aryl group, a monovalent aromatic organic group of a hydrocarbon ring system or a heterocyclic ring system can be used. In the case where the aryl group is a hydrocarbon ring system, the number of carbon atoms of the monovalent aromatic organic group of the hydrocarbon ring system is preferably 6 to 22, more preferably 6 to 14. Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, a pyrenyl group, a perylenyl group, and a pentacenyl group. In the case where the aryl group is a heterocyclic ring system, the heteroatom in the heterocyclic ring is a sulfur atom, an oxygen atom, or the like. In addition, the number of carbon atoms of the monovalent aromatic organic group of the heterocyclic ring system is preferably 4 to 12, more preferably 4 to 8. Specific examples of the aryl group include a thienyl group, a benzothienyl group, a dibenzothienyl group, a furyl group, a benzofuryl group, and a dibenzofuryl group.
A part or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the aryl group may be substituted with a group that does not participate in the reaction. Examples of the group that does not participate in the reaction include those shown in the case of the alkyl group above. Other groups that do not participate in the reaction include an oxyethylene group, an oxyethyleneoxy group, etc., which are divalent groups that bond two carbon atoms on a ring. Specific examples of aryl groups having such groups include a methylphenyl group, an ethylphenyl group, a hexylphenyl group, a methoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a butoxyphenyl group, an octoxyphenyl group, a methyl(methoxy)phenyl group, a fluoro(methyl)phenyl group, a chloro(methoxy)phenyl group, a bromo(methoxy)phenyl group, a 2,3-dihydrobenzofuranyl group, and a 1,4-benzodioxanyl group.
さらに、炭化水素基がアラルキル基の場合には、アラルキル基の炭素数は、好ましくは7~23、より好ましくは7~16である。また、アラルキル基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
反応に関与しない基としては、上記のアルキル基の場合について示したもの等を挙げることができる。
反応に関与しない基で置換されていてもよいアラルキル基の具体例としては、ベンジル基、フェネチル基、2-ナフチルメチル基、9-アントリルメチル基、(4-クロロフェニル)メチル基、1-(4-メトキシフェニル)エチル基等が挙げられる。
Furthermore, when the hydrocarbon group is an aralkyl group, the number of carbon atoms in the aralkyl group is preferably 7 to 23, more preferably 7 to 16. In addition, some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the aralkyl group may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
Examples of the group that does not participate in the reaction include those mentioned above for the alkyl group.
Specific examples of the aralkyl group which may be substituted by a group which does not participate in the reaction include a benzyl group, a phenethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 9-anthrylmethyl group, a (4-chlorophenyl)methyl group, and a 1-(4-methoxyphenyl)ethyl group.
また、炭化水素基がアルケニル基の場合には、アルケニル基の炭素数は、好ましくは2~23、より好ましくは2~20、さらに好ましくは2~10である。また、アルケニル基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
反応に関与しない基としては、上記のアルキル基の場合について示したもの等の他、上記に示したアリール基等を挙げることができる。
反応に関与しない基で置換されていてもよいアルケニル基の具体例としては、ビニル基、2-プロペニル基、3-ブテニル基、5-ヘキセニル基、9-デセニル基、2-フェニルエテニル基、2-(メトキシフェニル)エテニル基、2-ナフチルエテニル基、2-アントリルエテニル基等が挙げられる。
When the hydrocarbon group is an alkenyl group, the number of carbon atoms in the alkenyl group is preferably 2 to 23, more preferably 2 to 20, and even more preferably 2 to 10. Some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the alkenyl group may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
Examples of the group that does not participate in the reaction include those exemplified above for the alkyl group, as well as the aryl group and the like.
Specific examples of the alkenyl group which may be substituted by a group which does not participate in the reaction include a vinyl group, a 2-propenyl group, a 3-butenyl group, a 5-hexenyl group, a 9-decenyl group, a 2-phenylethenyl group, a 2-(methoxyphenyl)ethenyl group, a 2-naphthylethenyl group, and a 2-anthrylethenyl group.
X1およびX2がシリル基である場合、シリル基としては、トリアルキルシリル基、ジアルキルシリル基、アリールジアルキルシリル基、アルケニルジアルキルシリル基、モノアルキルシリル基、トリアリールシリル基、ジアリールシリル基、モノアリールシリル基、トリアラルキルシリル基、ジアラルキルシリル基、モノアラルキルシリル基、トリアルケニルシリル基、ジアルケニルシリル基、モノアルケニルシリル基等を挙げることができる。これらのシリル基におけるアルキル基、アリール基、アラルキル基、およびアルケニル基としては、R1~R7の説明において示したもの等を挙げることができる。 When X1 and X2 are silyl groups, examples of the silyl group include a trialkylsilyl group, a dialkylsilyl group, an aryldialkylsilyl group, an alkenyldialkylsilyl group, a monoalkylsilyl group, a triarylsilyl group, a diarylsilyl group, a monoarylsilyl group, a trialalkylsilyl group, a diaralkylsilyl group, a monoaralkylsilyl group, a trialkenylsilyl group, a dialkenylsilyl group, a monoalkenylsilyl group, etc. Examples of the alkyl group, aryl group, aralkyl group, and alkenyl group in these silyl groups include those shown in the explanation of R1 to R7 .
mは、好ましくは3以上1000以下の整数、より好ましくは3以上200以下の整数、さらに好ましくは3以上50以下の整数、特に好ましくは3以上10以下の整数である。
また、nは、好ましくは3以上5000以下の整数、より好ましくは3以上3000以下の整数、さらに好ましくは3以上1000以下の整数、特に好ましくは3以上500以
下の整数である。
m is preferably an integer of 3 or more and 1,000 or less, more preferably an integer of 3 or more and 200 or less, further preferably an integer of 3 or more and 50 or less, and particularly preferably an integer of 3 or more and 10 or less.
Further, n is preferably an integer of 3 or more and 5,000 or less, more preferably an integer of 3 or more and 3,000 or less, further preferably an integer of 3 or more and 1,000 or less, and particularly preferably an integer of 3 or more and 500 or less.
したがって、それらの炭化水素基等を有する原料のSi-O-Si結合を有するシロキサン化合物の具体例としては、以下のものを挙げることができる。
まず、一般式(IA)で表されるシロキサン化合物としては、ヘキサメチルジシロキサン(Me3SiOSiMe3)、ヘキサエチルジシロキサン(Et3SiOSiEt3)、1,1,3,3-テトラメチル-1,3-ジフェニルジシロキサン(Me2PhSiOSiMe2Ph)、1,3-ジメチル-1,1,3,3-テトラフェニルジシロキサン(MePh2SiOSiMePh2)、1,1,3,3-テトラメチル-1,3-ジビニルジシロキサン(Me2ViSiOSiMe2Vi)、1,3-ビス(クロロメチル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン((ClCH2)Me2SiOSiMe2(CH2Cl))、1,3-ビス(3-シアノプロピル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン([NC(CH2)3]Me2SiOSiMe2[(CH2)3CN])等が挙げられる。
Therefore, specific examples of the siloxane compound having an Si-O-Si bond, which is a raw material having such a hydrocarbon group, include the following:
First, examples of the siloxane compounds represented by the general formula (IA) include hexamethyldisiloxane (Me 3 SiOSiMe 3 ), hexaethyldisiloxane (Et 3 SiOSiEt 3 ), 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-diphenyldisiloxane (Me 2 PhSiOSiMe 2 Ph), 1,3-dimethyl-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane (MePh 2 SiOSiMePh 2 ), 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-divinyldisiloxane (Me 2 ViSiOSiMe 2 Vi), 1,3-bis(chloromethyl)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane ((ClCH 2 )Me 2 SiOSiMe 2 (CH 2 Cl), 1,3-bis(3-cyanopropyl)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane ([NC(CH 2 ) 3 ]Me 2 SiOSiMe 2 [(CH 2 ) 3 CN]), and the like.
また、一般式(IB)で表されるシロキサン化合物としては、ヘキサメチルシクロトリシロキサン((SiMe2O)3)、オクタメチルシクロテトラシロキサン((SiMe2O)4)、1,3,5,7-テトラメチル-1,3,5,7-テトラビニルシクロテトラシロキサン((SiMeViO)4)、デカメチルシクロペンタシロキサン((SiMe2O)5)等が挙げられる。 Examples of the siloxane compound represented by general formula (IB) include hexamethylcyclotrisiloxane ((SiMe 2 O) 3 ), octamethylcyclotetrasiloxane ((SiMe 2 O) 4 ), 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetravinylcyclotetrasiloxane ((SiMeViO) 4 ), and decamethylcyclopentasiloxane ((SiMe 2 O) 5 ).
さらに、一般式(IC)で表されるシロキサン化合物としては、末端が、それぞれ独立にトリメチルシロキシ基またはヒドロキシ基である、ポリ(ジメチルシロキサン)(X1aO(SiMe2O)pX2a;X1a、X2a=SiMe3またはH)、ポリ(メチルフェニルシロキサン)(X1bO(SiMePhO)pX2b;X1b、X2b=SiMe3またはH)、ポリ(ジメチルシロキサン-co-ジフェニルシロキサン)(X1cO(SiMe2O)q(SiPh2O)rX2c;X1c、X2c=SiMe3またはH)等が挙げられる。
末端がトリメチルシリル基である、ポリ(ジメチルシロキサン)あるいはポリ(ジメチルシロキサン-co-ジフェニルシロキサン)としては、たとえば、KF-968あるいはKF-54(ともに信越化学社製)の名称で、シリコーンオイルとして市販されているもの等を使用できる。
Further, examples of the siloxane compound represented by general formula (IC) include poly(dimethylsiloxane) ( X1aO (SiMe2O) pX2a ; X1a, X2a = SiMe3 or H), poly(methylphenylsiloxane) (X1bO(SiMePhO)pX2b; X1b, X2b = SiMe3 or H ) , and poly(dimethylsiloxane-co-diphenylsiloxane ) ( X1cO ( SiMe2O ) q (SiPh2O ) rX2c ; X1c , X2c = SiMe3 or H), each of which is independently terminated with a trimethylsiloxy group or a hydroxy group.
As the poly(dimethylsiloxane) or poly(dimethylsiloxane-co-diphenylsiloxane) having a trimethylsilyl group at the end, for example, those commercially available as silicone oils under the names KF-968 or KF-54 (both manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can be used.
一方、上記アルコキシシラン類と反応させるカルボン酸無水物は、たとえば、下記一般式(IIA)または(IIB)で表される。
(R8CO)2O (IIA)
On the other hand, the carboxylic acid anhydride to be reacted with the alkoxysilane is represented, for example, by the following general formula (IIA) or (IIB).
(R 8 CO) 2 O (IIA)
一般式(IIA)~(IIC)中、R8は、炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。R9は、炭素数2~24の2価の炭化水素基であり、炭素数2~24の2価の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。 In general formulas (IIA) to (IIC), R8 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with a group that does not participate in the reaction. R9 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms may be substituted with a group that does not participate in the reaction.
一般式(IIA)において、R8は、炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
炭素数1~24の炭化水素基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基等が挙げられ、反応に関与しない基としては、上記の一般式(IA)~(IC)のR1~R7の説明において示したもの等を挙げることができる。
炭化水素基中の炭素数に関しては、炭化水素基がアルキル基の場合には、好ましくは1~20、より好ましくは1~18、さらに好ましくは1~8であり;アリール基の場合には、好ましくは4~20、より好ましくは4~18、さらに好ましくは6~12であり;アラルキル基の場合には、好ましくは5~21、より好ましくは5~19であり;アルケニル基の場合には、好ましくは2~20、より好ましくは2~18である。
それらの基の具体例としては、上記の一般式(IA)~(IC)のR1~R7の説明において示したもの等を挙げることができる。
In general formula (IIA), R 8 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms include an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an alkenyl group. Examples of the group that does not participate in the reaction include those described above in the description of R 1 to R 7 in general formulas (IA) to (IC).
Regarding the number of carbon atoms in the hydrocarbon group, when the hydrocarbon group is an alkyl group, it is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 18, and even more preferably 1 to 8; when the hydrocarbon group is an aryl group, it is preferably 4 to 20, more preferably 4 to 18, and even more preferably 6 to 12; when the hydrocarbon group is an aralkyl group, it is preferably 5 to 21, and more preferably 5 to 19; and when the hydrocarbon group is an alkenyl group, it is preferably 2 to 20, and more preferably 2 to 18.
Specific examples of these groups include those given in the explanation of R 1 to R 7 in the above general formulae (IA) to (IC).
一方、一般式(IIB)において、R9は、炭素数2~24の2価の炭化水素基であり、炭素数2~24の2価の炭化水素基の水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
炭素数2~24の2価の炭化水素基としては、アルキレン基、アリーレン基、アルケニレン基等が挙げられ、反応に関与しない基としては、上記の一般式(IA)~(IC)のR1~R7の説明において示したもの等を挙げることができる。
炭化水素基中の炭素数に関しては、炭化水素基がアルキレン基の場合には、好ましくは2~20、より好ましくは2~18であり;炭化水素基がアリーレン基の場合には、好ましくは4~20、より好ましくは4~18であり;炭化水素基がアルケニレン基の場合には、好ましくは2~20、より好ましくは2~18である。
On the other hand, in general formula (IIB), R 9 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms of the divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
Examples of the divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms include an alkylene group, an arylene group, and an alkenylene group. Examples of the group that does not participate in the reaction include those described above in relation to R 1 to R 7 in general formulas (IA) to (IC).
Regarding the number of carbon atoms in the hydrocarbon group, when the hydrocarbon group is an alkylene group, it is preferably 2 to 20, more preferably 2 to 18; when the hydrocarbon group is an arylene group, it is preferably 4 to 20, more preferably 4 to 18; and when the hydrocarbon group is an alkenylene group, it is preferably 2 to 20, more preferably 2 to 18.
したがって、それらの炭化水素基を有するカルボン酸無水物(IIA)の具体例としては、無水酢酸(Ac2O)、プロピオン酸無水物((EtCO)2O)、酪酸無水物((PrCO)2O)、イソ酪酸無水物((Me2CHCO)2O)、吉草酸無水物((BuCO)2O)、イソ吉草酸無水物((Me2CHCH2CO)2O)、ピバル酸無水物((tert-BuCO)2O)、ヘキサン酸無水物((C5H11CO)2O)、ヘプタン酸無水物(C6H13CO)2O)、シクロヘキサンカルボン酸無水物((cyc-C6H11CO)2O)、オクタン酸無水物((C7H15CO)2O)、ノナン酸無水物((C8H17CO)2O)、デカン酸無水物((C9H19CO)O)、ラウリン酸無水物((C11H23CO)2O)、ミリスチン酸無水物((C13H29CO)2O))、パルミチン酸無水物((C15H31CO)2O)、ステアリン酸無水物((C17H35CO)2O)、ジフルオロ酢酸無水物((CF2HCO)2O))、トリフルオロ酢酸無水物((CF3CO)2O)、トリクロロ酢酸無水物((CCl3CO)2O)、クロロジフルオロ酢酸無水物((CClF2CO)2O)、ペンタフルオロプロピオン酸無水物((C2F5CO)2O)、安息香酸無水物((PhCO)2O)、トルイル酸無水物((MeC6H4CO)2O)、ナフトエ酸無水物((C10H7CO)2O)、フェニル酢酸無水物((PhCH2CO)2O)、クロトン酸無水物((trans-MeCH=CHCO)2O)、イソクロトン酸無水物((cis-MeCH=CHCO)2O)、チグリン酸無水物((MeCH=CMeCO)2O)、オレイン酸無水物([C8H17CH=CH(CH2)7CO]2O)等が挙げられる。 Specific examples of the carboxylic anhydride (IIA) having such a hydrocarbon group include acetic anhydride (Ac 2 O), propionic anhydride ((EtCO) 2 O), butyric anhydride ((PrCO) 2 O), isobutyric anhydride ((Me 2 CHCO) 2 O), valeric anhydride ((BuCO) 2 O), isovaleric anhydride ((Me 2 CHCH 2 CO) 2 O), pivalic anhydride ((tert-BuCO) 2 O), hexanoic anhydride ((C 5 H 11 CO) 2 O), heptanoic anhydride (C 6 H 13 CO) 2 O), cyclohexanecarboxylic anhydride ((cyc-C 6 H 11 CO) 2 O), octanoic anhydride ((C 7 H 15 CO) 2 O ), nonanoic anhydride ((C H 17 CO) 2 O), decanoic anhydride ((C 9 H 19 CO) O), lauric anhydride ((C 11 H 23 CO) 2 O), myristic anhydride ((C 13 H 29 CO) 2 O)), palmitic anhydride ((C 15 H 31 CO) 2 O), stearic anhydride ((C 17 H 35 CO) 2 O), difluoroacetic anhydride ((CF 2 HCO) 2 O)), trifluoroacetic anhydride ((CF 3 CO) 2 O), trichloroacetic anhydride ((CCl 3 CO) 2 O), chlorodifluoroacetic anhydride ((CClF 2 CO) 2 O), pentafluoropropionic anhydride ((C 2 F 5 CO) 2 O), benzoic anhydride ((PhCO) 2 O), toluic anhydride ((MeC 6 H 4 CO) 2 O), naphthoic anhydride ((C 10 H 7 CO) 2 O), phenylacetic anhydride ((PhCH 2 CO) 2 O), crotonic anhydride ((trans-MeCH═CHCO) 2 O), isocrotonic anhydride ((cis-MeCH═CHCO) 2 O), tiglic anhydride ((MeCH═CMeCO) 2 O), oleic anhydride ([C 8 H 17 CH═CH(CH 2 ) 7 CO] 2 O), and the like.
また、カルボン酸無水物(IIB)の具体例としては、無水コハク酸((CH2)2(CO)2O)、グルタル酸無水物((CH2)3(CO)2O)、オクチルコハク酸無水物、((OctCHCH2)(CO)2O)、オクタデシルコハク酸無水物([(C18H37)CHCH2](CO)2O)、アリルコハク酸無水物([(CH2=CHCH2)CHCH2](CO)2O)、イタコン酸無水物([CH2C(=CH2)](CO)
2O)、3,3-ジメチルグルタル酸無水物((CH2CMe2CH2)(CO)2O)、無水フタル酸((1,2-C6H4)(CO)2O)等が挙げられる。
Specific examples of the carboxylic acid anhydride (IIB) include succinic anhydride ((CH 2 ) 2 (CO) 2 O), glutaric anhydride ((CH 2 ) 3 (CO) 2 O), octylsuccinic anhydride ((OctCHCH 2 ) (CO) 2 O), octadecylsuccinic anhydride ([(C 18 H 37 ) CHCH 2 ] (CO) 2 O), allylsuccinic anhydride ([(CH 2 ═CHCH 2 ) CHCH 2 ] (CO) 2 O), itaconic anhydride ([CH 2 C(═CH 2 )] (CO).
2 O), 3,3-dimethylglutaric anhydride ((CH 2 CMe 2 CH 2 )(CO) 2 O), phthalic anhydride ((1,2-C 6 H 4 )(CO) 2 O), and the like.
原料のSi-O-Si結合を有するシロキサン化合物に対するカルボン酸無水物のモル比は任意に選ぶことができるが、シロキサン化合物に対するアシロキシシランの収率を考慮すれば、通常0.4以上100以下であり、より好ましくは0.5以上50以下であり、さらに好ましくは0.5以上20以下である、特に好ましくは0.5以上10以下である。 The molar ratio of the carboxylic acid anhydride to the raw material siloxane compound having Si-O-Si bonds can be selected arbitrarily, but taking into consideration the yield of acyloxysilane relative to the siloxane compound, it is usually 0.4 to 100, more preferably 0.5 to 50, even more preferably 0.5 to 20, and particularly preferably 0.5 to 10.
本実施形態において、Si-O-Si結合を有するシロキサン化合物が、前記一般式(IA)で表されるシロキサン化合物であり、前記カルボン酸無水物が、前記一般式(IIA)で表されるカルボン酸無水物である場合、下記一般式(IIIA)で表されるアシロキシシランを製造できる。
R1R2R3Si(OCOR8) (IIIA)
一般式(IIIA)中、R1~R3は、式(IA)中のR1~R3と同様に定義され、R1~R3の具体例としては、式(IA)のR1~R3の説明において示したもの等を挙げることができる。また、R8は、式(IIA)中のR8と同様に定義され、R8の具体例としては、式(IIA)のR8の説明において示したもの等を挙げることができる。
In the present embodiment, when the siloxane compound having a Si—O—Si bond is a siloxane compound represented by the general formula (IA) and the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the general formula (IIA), an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIA) can be produced.
R 1 R 2 R 3 Si (OCOR 8 ) (IIIA)
In general formula (IIIA), R 1 to R 3 are defined in the same manner as R 1 to R 3 in formula (IA), and specific examples of R 1 to R 3 include those shown in the description of R 1 to R 3 in formula (IA), etc. R 8 is defined in the same manner as R 8 in formula (IIA), and specific examples of R 8 include those shown in the description of R 8 in formula (IIA), etc.
したがって、それらの基等を有する一般式(IIIA)のアシロキシシランの具体例としては、アセトキシトリメチルシラン(Me3SiOAc)、アセトキシトリエチルシラン(Et3SiOAc)、アセトキシジメチルフェニルシラン(Me2PhSiOAc)、アセトキシメチルジフェニルシラン(MePh2SiOAc)、アセトキシジメチルビニルシラン(Me2ViSiOAc)、アセトキシ(クロロメチル)ジメチルシラン((ClCH2)Me2SiOAc)、アセトキシ(3-シアノプロピル)ジメチルシラン([NC(CH2)3]Me2SiOAc)、トリメチル(プロピオニルオキシ)シラン(Me3SiOCOEt)、トリメチル(ブタノイルオキシ)シラン(Me3SiOCOPr)、(ヘキサノイルオキシ)トリメチルシラン(Me3SiOCOC5H11)、(トリフ
ルオロアセチルオキシ)トリメチルシラン(Me3SiOCOCF3)、(ペンタフルオロプロパノイルオキシ)トリメチルシラン(Me3SiOCOC2F5)、(ベンゾイルオ
キシ)トリメチルシラン(Me3SiOCOPh)等を挙げることができる。
Therefore, specific examples of acyloxysilanes of general formula (IIIA) having these groups and the like include acetoxytrimethylsilane (Me 3 SiOAc), acetoxytriethylsilane (Et 3 SiOAc), acetoxydimethylphenylsilane (Me 2 PhSiOAc), acetoxymethyldiphenylsilane (MePh 2 SiOAc), acetoxydimethylvinylsilane (Me 2 ViSiOAc), acetoxy(chloromethyl)dimethylsilane ((ClCH 2 )Me 2 SiOAc), acetoxy(3-cyanopropyl)dimethylsilane ([NC(CH 2 ) 3 ]Me 2 SiOAc), trimethyl(propionyloxy)silane (Me 3 SiOCOEt), trimethyl(butanoyloxy)silane (Me 3 SiOCOPr), (hexanoyloxy)trimethylsilane (Me 3 SiOCOC) , and the like. 5H11 ), (trifluoroacetyloxy) trimethylsilane ( Me3SiOCOCF3 ), ( pentafluoropropanoyloxy )trimethylsilane ( Me3SiOCOC2F5 ), ( benzoyloxy)trimethylsilane ( Me3SiOCOPh ) , and the like.
また、本実施形態において、Si-O-Si結合を有するシロキサン化合物が、前記一般式(IB)で表されるシロキサン化合物であり、前記カルボン酸無水物が、前記一般式(IIA)で表されるカルボン酸無水物である場合、下記一般式(IIIB)で表されるアシロキシシランを製造できる。
(R8CO)O(SiR4R5O)p(COR8) (IIIB)
一般式(IIIB)中、R4およびR5は、式(IB)中のR4およびR5と同様に定義され;R8は、式(IIA)中のR8と同様に定義され;pは、1~100の整数である。R4およびR5の具体例としては、式(IB)のR4およびR5の説明において示したもの等を挙げることができ、R8の具体例としては、式(IIA)のR8の説明において示したもの等を挙げることができる。
また、pは、好ましくは1~80、より好ましくは1~50、さらに好ましくは1~10である。
Furthermore, in this embodiment, when the siloxane compound having a Si—O—Si bond is a siloxane compound represented by general formula (IB) and the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by general formula (IIA), an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIB) can be produced.
(R 8 CO) O(SiR 4 R 5 O) p (COR 8 ) (IIIB)
In general formula (IIIB), R 4 and R 5 are defined similarly to R 4 and R 5 in formula (IB), R 8 is defined similarly to R 8 in formula (IIA), and p is an integer of 1 to 100. Specific examples of R 4 and R 5 include those given in the description of R 4 and R 5 in formula (IB), and specific examples of R 8 include those given in the description of R 8 in formula (IIA).
Furthermore, p is preferably 1 to 80, more preferably 1 to 50, and further preferably 1 to 10.
したがって、それらの基等を有する一般式(IIIB)で表されるアシロキシシランの具体例としては、ジアセトキシジメチルシラン(AcO(SiMe2O)Ac)、1,3-ジアセトキシ-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン(AcO(SiMe2O)2Ac)、1,5-ジアセトキシ-1,1,3,3,5,5-ヘキサメチルトリシロキサン(AcO(SiMe2O)3Ac)、1,7-ジアセトキシ-1,1,3,3,5,5
,7,7-オクタメチルテトラシロキサン(AcO(SiMe2O)4Ac)、ジアセトキシジフェニルシラン(AcO(SiPh2O)Ac)、1,3-ジアセトキシ-1,1,3,3-テトラフェニルジシロキサン(AcO(SiPh2O)2Ac)、1,5-ジアセトキシ-1,1,3,3,5,5-ヘキサフェニルトリシロキサン(AcO(SiPh2O)3Ac)、1,7-ジアセトキシ-1,1,3,3,5,5,7,7-オクタフェニルテトラシロキサン(AcO(SiPh2O)4Ac)、1,3-ジアセトキシ-1,1-ジメチル-3,3-ジフェニルジシロキサン(AcO(SiMe2O)(SiPh2O)Ac)等を挙げることができる。
Therefore, specific examples of acyloxysilanes represented by general formula (IIIB) having such groups include diacetoxydimethylsilane (AcO(SiMe 2 O)Ac), 1,3-diacetoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane (AcO(SiMe 2 O) 2 Ac), 1,5-diacetoxy-1,1,3,3,5,5-hexamethyltrisiloxane (AcO(SiMe 2 O) 3 Ac), 1,7-diacetoxy-1,1,3,3,5,5
,7,7-octamethyltetrasiloxane (AcO(SiMe 2 O) 4 Ac), diacetoxydiphenylsilane (AcO(SiPh 2 O)Ac), 1,3-diacetoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane (AcO(SiPh 2 O) 2 Ac), 1,5-diacetoxy-1,1,3,3,5,5-hexaphenyltrisiloxane (AcO(SiPh 2 O) 3 Ac), 1,7-diacetoxy-1,1,3,3,5,5,7,7-octaphenyltetrasiloxane (AcO(SiPh 2 O) 4 Ac), 1,3-diacetoxy-1,1-dimethyl-3,3-diphenyldisiloxane (AcO(SiMe 2 O)(SiPh 2 O) Ac) and the like.
本実施形態において、Si-O-Si結合を有するシロキサン化合物が、前記一般式(IC)で表されるシロキサン化合物であり、前記カルボン酸無水物が、前記一般式(IIA)で表されるカルボン酸無水物である場合、下記一般式(IIIC)で表されるアシロキシシランを製造できる。
(R8CO)O(SiR6R7O)q(COR8) (IIIC)
一般式(IIIC)中、R6およびR7は、式(IC)中のR6およびR7と同様に定義され;R8は、式(IIA)中のR8と同様に定義され;qは、1~100の整数である。R6およびR7の具体例としては、式(IC)のR6およびR7の説明において示したもの等を挙げることができ、R8の具体例としては、式(IIA)のR8の説明において示したもの等を挙げることができる。
また、qは、好ましくは1~80、より好ましくは1~50、さらに好ましくは1~10である。
In this embodiment, when the siloxane compound having a Si—O—Si bond is a siloxane compound represented by general formula (IC) and the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by general formula (IIA), an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIC) can be produced.
(R 8 CO) O (SiR 6 R 7 O) q (COR 8 ) (IIIC)
In general formula (IIIC), R 6 and R 7 are defined as R 6 and R 7 in formula (IC), R 8 is defined as R 8 in formula (IIA), and q is an integer of 1 to 100. Specific examples of R 6 and R 7 include those given in the description of R 6 and R 7 in formula (IC), and specific examples of R 8 include those given in the description of R 8 in formula (IIA).
Furthermore, q is preferably 1 to 80, more preferably 1 to 50, and further preferably 1 to 10.
一般式(IIIC)で表されるアシロキシシランの具体例としては、一般式(IIIB)で表されるアシロキシシランの説明において示したもの等を挙げることができる。 Specific examples of acyloxysilanes represented by general formula (IIIC) include those shown in the description of acyloxysilanes represented by general formula (IIIB).
さらに、本実施形態において、前記Si-O-Si結合を有するシロキサン化合物が、前記一般式(IB)で表されるシロキサン化合物であり、前記カルボン酸無水物が、前記一般式(IIB)で表されるカルボン酸無水物である場合、下記一般式(IIID)で表されるアシロキシシランを製造できる。下記一般式(IIID)で表されるアシロキシシランは、シロキサン化合物に由来するr1個の(SiR4R5-O)ユニットとカルボン酸無水物に由来するr2個の(O-CO-R9-CO)ユニットとから化合物の骨格が形成されており、(O-CO-R9-CO)ユニットの両側には1個以上の(SiR4R5-O)ユニットが存在する。 Furthermore, in this embodiment, when the siloxane compound having a Si-O-Si bond is a siloxane compound represented by general formula (IB) and the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by general formula (IIB), an acyloxysilane represented by general formula (IIID) below can be produced. The acyloxysilane represented by general formula (IIID) below has a compound skeleton formed from r1 (SiR 4 R 5 -O) units derived from the siloxane compound and r2 (O-CO-R 9 -CO) units derived from the carboxylic acid anhydride, and one or more (SiR 4 R 5 -O) units are present on both sides of the (O-CO-R 9 -CO) unit.
一般式(IIID)中、R4およびR5は、式(IB)中のR4およびR5と同様に定義され;R9は、式(IIB)中のR9と同様に定義され;r1は、1~100の整数であり;r2は、1以上r1以下の整数である。R4およびR5の具体例としては、式(IB)のR4およびR5の説明において示したもの等を挙げることができ、R9の具体例としては、式(IIB)のR9の説明において示したもの等を挙げることができる。
また、r1およびr2は、好ましくは1~80、より好ましくは1~50、さらに好ましくは1~20である。
In general formula (IIID), R 4 and R 5 are defined similarly to R 4 and R 5 in formula (IB), R 9 is defined similarly to R 9 in formula (IIB), r1 is an integer of 1 to 100, and r2 is an integer of 1 or more and r1 or less. Specific examples of R 4 and R 5 include those shown in the description of R 4 and R 5 in formula (IB), and specific examples of R 9 include those shown in the description of R 9 in formula (IIB).
Furthermore, r1 and r2 are preferably 1-80, more preferably 1-50, and further preferably 1-20.
したがって、それらの基等を有する一般式(IIID)で表されるアシロキシシランの具体例としては、1,1-ジメチル-2,8-ジオキサ-3,7-ジオキソ-1-シラシクロオクタン((SiMe2O)[CO(CH2)3CO2])、1,1,3,3-テトラメチル-2,4,10-トリオキサ-5,9-ジオキソ-1,3-ジシラシクロデカン((SiMe2O)2[CO(CH2)3CO2])、 1,1,3,3,5,5-ヘキサメチル-2,4,6,12-テトラオキサ-7,11-ジオキソ-1,3,5-トリシラシクロドデカン((SiMe2O)3[CO(CH2)3CO2])、1,1,3,3,5,5,7,7-オクタメチル-2,4,6,8,14-ペンタオキサ-9,13-ジオキソ-1,3,5,7-トリシラシクロテトラデカン((SiMe2O)4[CO(CH2)3CO2])、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-デカメチル-2,4,6,8,10,16-ヘキサオキサ-11,13-ジオキソ-1,3,5,7,9-ペンタシラシクロヘキサデカン((SiMe2O)5[CO(CH2)3CO2])、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,11,11-ドデカメチル-2,4,6,8,10,12,18-ヘプタオキサ-13,17-ジオキソ1,3,5,7,9,11-ヘキサシラシクロオクタデカン((SiMe2O)6[CO(CH2)3CO2])等を挙げることができる。 Therefore, specific examples of acyloxysilanes represented by general formula (IIID) having such groups or the like include 1,1-dimethyl-2,8-dioxa-3,7-dioxo-1-silacyclooctane ((SiMe 2 O)[CO(CH 2 ) 3CO 2 ]), 1,1,3,3-tetramethyl-2,4,10-trioxa-5,9-dioxo-1,3-disilacyclodecane ((SiMe 2 O) 2 [CO(CH 2 ) 3CO 2 ]), 1,1,3,3,5,5-hexamethyl-2,4,6,12-tetraoxa-7,11-dioxo-1,3,5-trisilacyclododecane ((SiMe 2 O) 3 [CO(CH 2 ) 3CO 2 ]), and ]), 1,1,3,3,5,5,7,7-octamethyl-2,4,6,8,14-pentaoxa-9,13-dioxo-1,3,5,7-trisilacyclotetradecane ((SiMe 2 O) 4 [CO(CH 2 ) 3 CO 2 ]), 1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-decamethyl-2,4,6,8,10,16-hexaoxa-11,13-dioxo-1,3,5,7,9-pentasilacyclohexadecane ((SiMe 2 O) 5 [CO(CH 2 ) 3 CO 2 ]), 1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,11,11-dodecamethyl-2,4,6,8,10,12,18-heptaoxa-13,17-dioxo-1,3,5,7,9,11-hexasilacyclooctadecane ((SiMe 2 O) 6 [CO(CH 2 ) 3 CO 2 ]), and the like.
さらにまた、本実施形態において、前記Si-O-Si結合を有するシロキサン化合物が、前記一般式(IC)で表されるシロキサン化合物であり、前記カルボン酸無水物が、前記一般式(IIB)で表されるカルボン酸無水物である場合、下記一般式(IIIE)で表されるアシロキシシランを製造できる。下記一般式(IIIE)で表されるアシロキシシランは、シロキサン化合物に由来するs1個の(SiR6R7-O)ユニットとカルボン酸無水物に由来するs2個の(O-CO-R9-CO)ユニットとから化合物の骨格が形成されており、(O-CO-R9-CO)ユニットの両側には1個以上の(SiR6R7-O)ユニットが存在する。 Furthermore, in this embodiment, when the siloxane compound having a Si-O-Si bond is a siloxane compound represented by general formula (IC) and the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by general formula (IIB), an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIE) can be produced. The acyloxysilane represented by the following general formula (IIIE) has a compound skeleton formed from s1 (SiR 6 R 7 -O) units derived from the siloxane compound and s2 (O-CO-R 9 -CO) units derived from the carboxylic acid anhydride, and one or more (SiR 6 R 7 -O) units are present on both sides of the (O-CO-R 9 -CO) unit.
一般式(IIIE)中、R6およびR7は、式(IC)中のR6およびR7と同様に定義される。R9は、式(IIB)中のR9と同様に定義され。s1は、1~100の整数であり、s2は、1以上s1以下の整数である。R6およびR7の具体例としては、式(IB)のR4およびR5の説明において示したもの等を挙げることができ、R9の具体例としては、式(IIB)のR9の説明において示したもの等を挙げることができる。
また、s1およびs2は、好ましくは1~80、より好ましくは1~50、さらに好ましくは1~20である。
In general formula (IIIE), R 6 and R 7 are defined in the same way as R 6 and R 7 in formula (IC). R 9 is defined in the same way as R 9 in formula (IIB). s1 is an integer of 1 to 100, and s2 is an integer of 1 or more and s1 or less. Specific examples of R 6 and R 7 include those shown in the description of R 4 and R 5 in formula (IB), and specific examples of R 9 include those shown in the description of R 9 in formula (IIB).
Additionally, s1 and s2 are preferably 1-80, more preferably 1-50, and further preferably 1-20.
一般式(IIIE)で表されるアシロキシシランの具体例としては、一般式(IIID)で表されるアシロキシシランの説明において示したもの等を挙げることができる。 Specific examples of acyloxysilanes represented by general formula (IIIE) include those shown in the description of acyloxysilanes represented by general formula (IIID).
本実施形態おける反応工程では、Si-O-Si結合を有するシロキサン化合物に対して、カルボン酸無水物が求核的に相互作用して、反応が進行していると考えられる。
したがって、本実施形態における反応は、シロキサン化合物のSi-O-Si結合と、カルボン酸無水物のCO-O-CO結合の間での結合の組み換えが起こる反応になり、その反応工程では、たとえば、前記一般式(IA)で表されるシロキサン化合物に1当量の前記一般式(IIA)で表されるカルボン酸無水物を反応させた場合、前記一般式(IIIA)のアシロキシシランが2当量生成する(スキーム1)。
In the reaction step in this embodiment, it is believed that the reaction proceeds by nucleophilic interaction between the carboxylic acid anhydride and the siloxane compound having a Si-O-Si bond.
Therefore, the reaction in this embodiment is a reaction in which a bond recombination occurs between the Si—O—Si bond of the siloxane compound and the CO—O—CO bond of the carboxylic acid anhydride. In the reaction step, for example, when the siloxane compound represented by the general formula (IA) is reacted with 1 equivalent of the carboxylic acid anhydride represented by the general formula (IIA), 2 equivalents of the acyloxysilane represented by the general formula (IIIA) are produced (Scheme 1).
スキーム1
Scheme 1
一方、前記一般式(IB)または(IC)で表される環状または直鎖状のシロキサン化合物の反応では、Si-O-Si結合のアシロキシ化だけでなく、生成物間の不均化反応が進行するため、前記一般式(IIA)で表されるカルボン酸無水物を反応させる場合、両末端にアシロキシ基を有する、前記一般式(IIIB)または(IIIC)で表されるアシロキシシランが生成する(スキーム2、3)。 On the other hand, in the reaction of a cyclic or linear siloxane compound represented by the general formula (IB) or (IC), not only the acyloxylation of the Si-O-Si bond but also a disproportionation reaction between the products proceeds, so that when a carboxylic anhydride represented by the general formula (IIA) is reacted, an acyloxysilane represented by the general formula (IIIB) or (IIIC) having acyloxy groups at both ends is produced (Schemes 2 and 3).
スキーム2
Scheme 2
スキーム3
Scheme 3
スキーム2、3におけるアシロキシシランの分子量の分布は、原料のポリシロキサン、カルボン酸無水物の反応性、および、それらの仕込み比等に依存して変化するが、一般的には、原料のシロキサン化合物に対するカルボン酸無水物の仕込み比が高いほど、低分子量側の割合が多い分布になる。 The molecular weight distribution of the acyloxysilane in Schemes 2 and 3 varies depending on the reactivity of the raw material polysiloxane and carboxylic acid anhydride, and their feed ratio, but generally, the higher the feed ratio of the raw material carboxylic acid anhydride to the siloxane compound, the higher the proportion of low molecular weight compounds in the distribution.
また、前記一般式(IB)または(IC)で表される環状または直鎖状のシロキサン化合物と、前記一般式(IIB)で表される環状カルボン酸無水物の反応でも、Si-O-
Si結合のアシロキシ化だけでなく、生成物間の不均化反応が進行するため、環内にカルボニルオキシ基を有する、前記一般式(IIID)または(IIIE)で表される環状アシロキシシランが生成する(スキーム4、5)。
In addition, the reaction of a cyclic or linear siloxane compound represented by the general formula (IB) or (IC) with a cyclic carboxylic acid anhydride represented by the general formula (IIB) also gives Si—O—
Not only the acyloxylation of the Si bond but also a disproportionation reaction between the products proceeds, so that a cyclic acyloxysilane having a carbonyloxy group in the ring and represented by the general formula (IIID) or (IIIE) is produced (Schemes 4 and 5).
スキーム4
Scheme 4
スキーム5
Scheme 5
本実施形態における反応工程では、反応を促進するために、次の(1)および(2)から選ばれる酸性触媒を使用する。
(1)周期表で第3族~第15族元素から選ばれる元素の過塩素酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)塩、ヘキサフルオロアンチモン酸塩、もしくはチオシアン酸塩;塩化ルテニウム;塩化ガリウム;塩化スズ;塩化インジウム;臭化鉄;臭化ルテニウム;トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン;トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルシリル;ノナフルオロブタンスルホン酸;ビス(パーフルオロアルカンスルホニル)イミド;ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドトリメチルシリル;過塩素酸;ヘキサフルオロアンチモン酸;またはチオシアン酸。
(2)無機系の固体酸化合物。
In the reaction step of this embodiment, an acid catalyst selected from the following (1) and (2) is used to promote the reaction.
(1) Perchlorate, trifluoromethanesulfonate, bis(trifluoromethanesulfonylimide) salt, hexafluoroantimonate, or thiocyanate of an element selected from the elements of Groups 3 to 15 of the periodic table; ruthenium chloride; gallium chloride; tin chloride; indium chloride; iron bromide; ruthenium bromide; tris(pentafluorophenyl)borane; trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate; nonafluorobutanesulfonic acid; bis(perfluoroalkanesulfonyl)imide; bis(trifluoromethanesulfonyl)imide trimethylsilyl; perchloric acid; hexafluoroantimonate; or thiocyanic acid.
(2) Inorganic solid acid compounds.
(1)の酸性触媒における第3族~第15族元素は、好ましくは第3族、第8族、または第13第~15族元素であり、より好ましくは第3族、第8族、13族、または第15族元素であり、さらに好ましくは第3族、第8族、または第13族元素である。
より具体的には、第3族~第15族元素は、好ましくは、スカンジウム、イットリウム、サマリウム、イットリビウム、鉄、ルテニウム、銅、アルミニウム、ガリウム、インジウム、スズ、またはビスマスであり、より好ましくは、スカンジウム、鉄、ルテニウム、アルミニウム、ガリウム、インジウム、スズ、またはビスマスであり、さらに好ましくは、スカンジウム、鉄、ルテニウム、アルミニウム、ガリウム、またはインジウムである。
The Group 3 to Group 15 element in the acidic catalyst (1) is preferably a Group 3, Group 8, or Group 13 to 15 element, more preferably a Group 3, Group 8, Group 13, or Group 15 element, and even more preferably a Group 3, Group 8, or Group 13 element.
More specifically, the Group 3 to Group 15 elements are preferably scandium, yttrium, samarium, yttrium, iron, ruthenium, copper, aluminum, gallium, indium, tin, or bismuth, more preferably scandium, iron, ruthenium, aluminum, gallium, indium, tin, or bismuth, and even more preferably scandium, iron, ruthenium, aluminum, gallium, or indium.
したがって、第3族~第15族元素から選ばれる元素の過塩素酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)塩、ヘキサフルオロアン
チモン酸塩、およびチオシアン酸塩の具体例としては、過塩素酸鉄(III)、過塩素酸銀、ヘキサフルオロアンチモン酸塩、またはチオシアン酸塩の具体例としては、トリフルオロメタンスルホン酸スカンジウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸イットリビウム(III)、トリフルオロメタンスン酸鉄(III)、トリフルオロメタンスルホン酸銅(II)、トリフルオロメタンスルホン酸アルミニウム(III)、トリフルオロメタンスン酸ガリウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸インジウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸スズ(IV)、トリフルオロメタンスルホン酸ビスマス(IV)、トリフルオロメタンスルホン酸ランタン(III)、トリフルオロメタンスルホン酸プラセオジム(IV)、トリフルオロメタンスルホン酸ネオジム(IV)、トリフルオロメタンスルホン酸イットリビウム(IV)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドスカンジウム(III)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド亜鉛(II)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドインジウム(III)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドスズ(IV)、ヘキサフルオロアンチモン酸鉄(III)、ヘキサフルオロアンチモン酸インジウム(III)、チオシアン酸鉄(III)、チオシアン酸インジウム(III)等を挙げることができる。
Therefore, specific examples of perchlorates, trifluoromethanesulfonates, bis(trifluoromethanesulfonylimide) salts, hexafluoroantimonates, and thiocyanates of elements selected from Groups 3 to 15 include iron(III) perchlorate, silver perchlorate, hexafluoroantimonates, and specific examples of thiocyanates include scandium(III) trifluoromethanesulfonate, yttrium(III) trifluoromethanesulfonate, iron(III) trifluoromethanesulfonate, copper(II) trifluoromethanesulfonate, aluminum(III) trifluoromethanesulfonate, gallium(III) trifluoromethanesulfonate, indium(III) trifluoromethanesulfonate, and trifluoromethanesulfonic acid. Examples of the imidazole include tin(IV), bismuth(IV) trifluoromethanesulfonate, lanthanum(III) trifluoromethanesulfonate, praseodymium(IV) trifluoromethanesulfonate, neodymium(IV) trifluoromethanesulfonate, ytterbium(IV) trifluoromethanesulfonate, bis(trifluoromethanesulfonyl)imide scandium(III), bis(trifluoromethanesulfonyl)imide zinc(II), bis(trifluoromethanesulfonyl)imide indium(III), bis(trifluoromethanesulfonyl)imide tin(IV), iron(III) hexafluoroantimonate, indium(III) hexafluoroantimonate, iron(III) thiocyanate, and indium(III) thiocyanate.
また、前記(1)の酸性触媒としては、塩化ルテニウム、塩化ガリウム、塩化スズ、塩化インジウム、臭化鉄、または臭化ルテニウムを使用することもできる。
それらの塩化物または臭化物とともに過塩素酸銀、ヘキサフルオロアンチモン酸銀等を反応系に添加し、反応系内で塩化物または臭化物を、過塩素酸塩、ヘキサフルオロアンチモン酸塩等に変換して使用することも、好ましい方法である。
As the acid catalyst of (1), ruthenium chloride, gallium chloride, tin chloride, indium chloride, iron bromide, or ruthenium bromide can also be used.
It is also a preferred method to add silver perchlorate, silver hexafluoroantimonate, or the like to the reaction system together with the chloride or bromide thereof and convert the chloride or bromide into a perchlorate, hexafluoroantimonate, or the like in the reaction system for use.
さらに、前記(1)の酸性触媒としては、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルシリル、ノナフルオロブタンスルホン酸、ビス(パーフルオロアルカンスルホニル)イミド、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドトリメチルシリル、過塩素酸、ヘキサフルオロアンチモン酸、またはチオシアン酸を使用することもできる。 Furthermore, as the acid catalyst (1), tris(pentafluorophenyl)borane, trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate, nonafluorobutanesulfonic acid, bis(perfluoroalkanesulfonyl)imide, bis(trifluoromethanesulfonyl)imide trimethylsilyl, perchloric acid, hexafluoroantimonic acid, or thiocyanic acid can also be used.
一方、前記(2)の無機系の固体酸化合物としては、金属塩、金属酸化物等の固体無機物等が挙げられ、より具体的に示せば、プロトン性水素原子または金属原子(アルミニウム、チタン、ガリウム、鉄、セリウム、スカンジウム等)を有する、ゼオライト、メソポーラスシリカ、モンモリロナイトなどのほか、シリカゲル、ヘテロポリ酸、カーボン系素材等を担体とする無機系固体酸が挙げられる。 On the other hand, examples of the inorganic solid acid compounds of (2) above include solid inorganic substances such as metal salts and metal oxides. More specifically, examples include zeolites, mesoporous silica, montmorillonite, etc., which have protic hydrogen atoms or metal atoms (aluminum, titanium, gallium, iron, cerium, scandium, etc.), as well as inorganic solid acids supported by silica gel, heteropolyacids, carbon-based materials, etc.
これらの中では、触媒活性または生成物に対する選択性等の点で、規則的細孔および/または層状構造を有する無機系固体酸である、ゼオライト、メソポーラスシリカ、モンモリロナイト系等の固体酸が好ましく、ゼオライト、モンモリロナイト等の固体酸がより好ましく使用される。無機系固体酸の規則的細孔および/または層状構造の種類にとくに制限はないが、反応する分子または生成する分子の拡散のしやすさを考慮すると、細孔構造を有する固体酸触媒では、細孔径は、通常0.2~20nm、好ましくは0.3~15nm、より好ましくは0.3~10nmである。また、層状構造を有する固体酸触媒では、層間距離は、通常0.2~20nm、好ましくは0.3~15nm、より好ましくは0.3~10nmである。 Among these, in terms of catalytic activity or selectivity to products, inorganic solid acids having regular pores and/or layered structures such as zeolite, mesoporous silica, and montmorillonite are preferred, and solid acids such as zeolite and montmorillonite are more preferred. There are no particular limitations on the type of regular pores and/or layered structures of inorganic solid acids, but in consideration of the ease of diffusion of reacting molecules or generated molecules, the pore diameter of a solid acid catalyst having a pore structure is usually 0.2 to 20 nm, preferably 0.3 to 15 nm, and more preferably 0.3 to 10 nm. In addition, in a solid acid catalyst having a layered structure, the interlayer distance is usually 0.2 to 20 nm, preferably 0.3 to 15 nm, and more preferably 0.3 to 10 nm.
規則的細孔構造を有する無機系固体酸触媒としてゼオライトを使用する場合、その種類としては、Y型、ベータ型、ZSM-5型、モルデナイト型、SAPO型等の基本骨格を有する各種のゼオライトを挙げることができる。また、Y型ゼオライト(Na-Y)を二次的処理して得られる、SUSY型(Super Ultrastable Y)、VUSY型(Very Ultrastable Y)、SDUSY型(Super dealuminated ultrastable Y)等として知られるUSY型(Ult
rastable Y、超安定Y型)のものも好ましく使用できる(USY型については、たとえば、“Molecular Sieves”、Advances in Chemistry、Volume 121、American Chemical Society、1973、Chapter 19、等を参照)。
When zeolite is used as an inorganic solid acid catalyst having an ordered pore structure, examples of the type include various zeolites having a basic skeleton such as Y type, beta type, ZSM-5 type, mordenite type, SAPO type, etc. In addition, USY type (Ultrastable Y type), known as SUSY type (Super Ultrastable Y), VUSY type (Very Ultrastable Y), SDUSY type (Super dealuminated ultrastable Y), etc., which are obtained by secondary treatment of Y type zeolite (Na-Y), can be used.
Also preferably usable are those of USY type (for the USY type, see, for example, "Molecular Sieves", Advances in Chemistry, Volume 121, American Chemical Society, 1973, Chapter 19, etc.).
反応速度の点では、これらゼオライトの中では、USY型、ベータ型、Y型、ZSM-5型、およびモルデナイト型が好ましく、USY型、ベータ型、およびY型がより好ましく、USY型およびベータ型がさらに好ましい。 In terms of reaction rate, among these zeolites, USY type, beta type, Y type, ZSM-5 type, and mordenite type are preferred, USY type, beta type, and Y type are more preferred, and USY type and beta type are even more preferred.
これらゼオライトにおいては、プロトン性水素原子を有するブレンステッド酸型のもの、金属カチオンを有するルイス酸型のものなど、各種のゼオライトを使用できる。この中で、プロトン性水素原子を有するプロトン型のものは、H-Y型、H-SDUSY型、H-SUSY型、H-ベータ型、H-モルデナイト型、H-ZSM-5型等で表される。また、アンモニウム型のものである、NH4-Y型、NH4-VUSY型、NH4-ベータ型、NH4-モルデナイト型、NH4-ZSM-5型等のゼオライトを焼成して、プロトン型に変換したものも使用することができる。
さらに、ゼオライトのシリカ/アルミナ比(物質量比)については、反応条件に応じて各種の比を選択できるが、通常は3~1000であり、好ましくは3~800、より好ましくは5~600、さらに好ましくは5~400である。
Various types of zeolites can be used, such as Bronsted acid type zeolites having protic hydrogen atoms and Lewis acid type zeolites having metal cations. Among these, proton type zeolites having protic hydrogen atoms are represented by H-Y type, H-SDUSY type, H-SUSY type, H-beta type, H-mordenite type, H-ZSM-5 type, etc. In addition, ammonium type zeolites such as NH 4 -Y type, NH 4 -VUSY type, NH 4 -beta type, NH 4 -mordenite type, NH 4 -ZSM-5 type, etc., which are calcined to convert them to proton type can also be used.
Furthermore, the silica/alumina ratio (ratio of substances) of the zeolite can be selected from various ratios depending on the reaction conditions, but is usually 3 to 1,000, preferably 3 to 800, more preferably 5 to 600, and even more preferably 5 to 400.
それらゼオライトとしては、市販品を含む各種のものを使用できる。市販品の具体例を示すと、USY型ゼオライトとしては、ゼオリスト社より市販されている、CBV760、CBV780、CBV720、CBV712、CBV600等が挙げられる。Y型ゼオライトとしては、東ソー社より市販されているHSZ-360HOA、HSZ-320HOA等が挙げられる。また、ベータ型ゼオライトとしては、ゼオリスト社より市販されている、CP811C、CP814N、CP7119、CP814E、CP7105、CP814CN、CP811TL、CP814T、CP814Q、CP811Q、CP811E-75、CP811E、CP811C-300等;東ソー社より市販されているHSZ-930HOA、HSZ-940HOA等;UOP社より市販されているUOP-Beta等;が挙げられる。さらに、モルデナイト型ゼオライトとしては、ゼオリスト社より市販されているCBV21A、CBV90A等;東ソー社より市販されている、HSZ-660HOA、HSZ-620HOA、HSZ-690HOA等;が挙げられる。ZSM-5型ゼオライトとしては、ゼオリスト社より市販されている、CBV5524G、CBV8020、CBV8014N等が挙げられる。 Various types of zeolites, including commercially available products, can be used. Specific examples of commercially available products include USY-type zeolites such as CBV760, CBV780, CBV720, CBV712, and CBV600, which are commercially available from Zeolite Co., Ltd. Examples of Y-type zeolites include HSZ-360HOA and HSZ-320HOA, which are commercially available from Tosoh Corporation. Examples of beta zeolites include CP811C, CP814N, CP7119, CP814E, CP7105, CP814CN, CP811TL, CP814T, CP814Q, CP811Q, CP811E-75, CP811E, CP811C-300, etc., available from Zeolist, Inc.; HSZ-930HOA, HSZ-940HOA, etc., available from Tosoh Corporation; and UOP-Beta, etc., available from UOP, Inc. Furthermore, examples of mordenite zeolites include CBV21A, CBV90A, etc., available from Zeolist, Inc.; and HSZ-660HOA, HSZ-620HOA, HSZ-690HOA, etc., available from Tosoh Corporation. Examples of ZSM-5 zeolites include CBV5524G, CBV8020, and CBV8014N, which are commercially available from Zeolite.
一方、層状構造を有する無機系固体酸としてモンモリロナイトを使用する場合、層間にプロトンを有するブレンステッド酸性のものだけでなく。周期表で第3族~第15族等の元素の陽イオンを層間に有するルイス酸性のものを使用できる。
ブレンステッド酸性のものとしては、モンモリロナイトKSF、モンモリロナイトK10、モンモリロナイトK30等が挙げられる。
また、ルイス酸性のものとしては、層間に、スカンジウム(III)、チタン(III)、チタン(IV)、ジルコニム(IV)、マンガン、鉄(III)、ルテニウム(III)、コバルト(II)、ニッケル(II)、銅(II)、亜鉛(II)、アルミニウム(III)、ガリウム(III)、インジウム(III)、スズ(IV)、ビスマス(III)等の陽イオン(本明細書中では、金属Mのn価の陽イオンを、Mn+イオンと表記する場合もある。)を有するものが挙げられる。
層間の陽イオンとしては、好ましくは、チタン(III)、チタン(IV)、ジルコニム(IV)、鉄(III)、ルテニウム(III)、アルミニウム(III)、ガリウム(III)、インジウム(III)、スズ(IV)であり、より好ましくは、チタン(III)、チタン(IV)、ジルコニム(IV)、スズ(IV)であり、さらに好ましくは
、チタン(III)、チタン(IV)、ジルコニム(IV)、スズ(IV)である。
これらの陽イオンは、一種類に限らず、複数の種類が混在しているものも使用できる。
また、前記(1)と(2)の触媒は、それらを複数組み合わせて使用することもできる。
On the other hand, when montmorillonite is used as an inorganic solid acid having a layered structure, not only Bronsted acid having protons between layers, but also Lewis acid having cations of elements of groups 3 to 15 of the periodic table between layers can be used.
Examples of montmorillonite having Bronsted acidity include montmorillonite KSF, montmorillonite K10, and montmorillonite K30.
Examples of Lewis acidic materials include those having cations between layers, such as scandium (III), titanium (III), titanium (IV), zirconium (IV), manganese, iron (III), ruthenium (III), cobalt (II), nickel (II), copper (II), zinc (II), aluminum (III), gallium (III), indium (III), tin (IV), and bismuth (III) (in this specification, an n-valent cation of a metal M may be referred to as an M n+ ion).
The interlayer cations are preferably titanium (III), titanium (IV), zirconium (IV), iron (III), ruthenium (III), aluminum (III), gallium (III), indium (III), and tin (IV), more preferably titanium (III), titanium (IV), zirconium (IV), and tin (IV), and even more preferably titanium (III), titanium (IV), zirconium (IV), and tin (IV).
These cations are not limited to one type, and a mixture of a plurality of types may also be used.
The catalysts (1) and (2) may also be used in combination.
シロキサン化合物又はカルボン酸無水物に対する触媒量は任意に決めることができるが、重量比では、通常は0.0001~20程度、好ましくは0.0001~10程度、より好ましくは0.001~8程度、さらに好ましくは0.001~6程度である。 The amount of catalyst relative to the siloxane compound or carboxylic acid anhydride can be determined as desired, but the weight ratio is usually about 0.0001 to 20, preferably about 0.0001 to 10, more preferably about 0.001 to 8, and even more preferably about 0.001 to 6.
本実施形態において、反応工程での反応は、反応温度または反応圧力に応じて、液相または気相状態で行うことができる。また、反応装置の形態としては、バッチ型、フロー型等、従来知られている各種形態で行うことができる。
反応温度は、通常は-20℃以上、好ましくは-10~300℃、より好ましくは、-10~200℃、さらに好ましくは0℃~100℃である。
さらに、反応圧力は、通常は0.1~100気圧で、好ましくは0.1~50気圧、より好ましくは0.1~10気圧である。
反応時間は、原料の量、触媒の量、反応温度、反応装置の形態等に依存するが、生産性および効率を考慮すると、通常1~1200分、好ましくは1~600分、より好ましくは1~300分程度である。
In this embodiment, the reaction in the reaction step can be carried out in a liquid phase or gas phase state depending on the reaction temperature or reaction pressure. The reaction can be carried out in various conventionally known reactor configurations, such as a batch type or a flow type.
The reaction temperature is usually -20°C or higher, preferably -10 to 300°C, more preferably -10 to 200°C, and further preferably 0 to 100°C.
Furthermore, the reaction pressure is usually from 0.1 to 100 atm, preferably from 0.1 to 50 atm, and more preferably from 0.1 to 10 atm.
The reaction time depends on the amount of the raw material, the amount of the catalyst, the reaction temperature, the shape of the reaction apparatus, etc., but in consideration of productivity and efficiency, it is usually about 1 to 1,200 minutes, preferably about 1 to 600 minutes, and more preferably about 1 to 300 minutes.
また、反応を液相系で行う場合、溶媒を用いてもよく、無溶媒系で行ってもよい。溶媒を用いる場合、溶媒としては、トルエン、デカリン(デカヒドロナフタレン)、デカン等の炭化水素;ジクロロメタン、クロロホルム、重クロロホルム、クロロベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン、1,3-ジクロロベンゼン、1,2,3-トリクロロベンゼン、1,2,4-トリクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素;tert-ブチルメチルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル等;のような、原料と反応しない各種の溶媒;等が使用可能で、2種以上混合して用いることもできる。また、反応を気相で行う場合には、窒素等の不活性ガスを混合して反応を行うこともできる。 When the reaction is carried out in a liquid phase system, a solvent may be used or the reaction may be carried out without a solvent. When a solvent is used, various solvents that do not react with the raw materials, such as hydrocarbons such as toluene, decahydronaphthalene, and decane; halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, deuterated chloroform, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,2,3-trichlorobenzene, and 1,2,4-trichlorobenzene; and ethers such as tert-butyl methyl ether and dibutyl ether, can be used, and two or more of these can be mixed together. When the reaction is carried out in a gas phase, the reaction can be carried out by mixing an inert gas such as nitrogen.
本実施形態の反応工程は、マイクロ波照射下で行うこともできる。本反応系では、原料のカルボン酸無水物、酸触媒等の誘電損失係数が比較的大きく、マイクロ波を効率よく吸収するため、マイクロ波照射下ではカルボン酸無水物、触媒等が活性化され、反応をより効率的に行うことができる。 The reaction step of this embodiment can also be carried out under microwave irradiation. In this reaction system, the dielectric loss coefficients of the raw materials, such as the carboxylic acid anhydride and acid catalyst, are relatively large and efficiently absorb microwaves. Therefore, under microwave irradiation, the carboxylic acid anhydride, catalyst, etc. are activated, allowing the reaction to be carried out more efficiently.
マイクロ波照射反応では、接触式または非接触式の温度センサーを備えた各種の市販装置等を使用できる。また、マイクロ波照射の出力、キャビティの種類(マルチモード、シングルモード)、照射の形態(連続的、断続的)等は、反応のスケール、反応の種類等に応じて任意に決めることができる。マイクロ波の周波数としては、通常、0.3~30GHzである。その中で好ましいのは、産業分野、科学分野、医療分野等で使用するために割り当てられたIMS周波数帯で、さらにその中でも、2.45GHz帯、5.8GHz帯等がより好ましい。 In microwave irradiation reactions, various commercially available devices equipped with contact or non-contact temperature sensors can be used. In addition, the microwave irradiation output, type of cavity (multi-mode, single mode), irradiation form (continuous, intermittent), etc. can be determined as desired depending on the scale and type of reaction. The microwave frequency is usually 0.3 to 30 GHz. Among these, the IMS frequency band allocated for use in the industrial, scientific, and medical fields is preferable, and even more preferable among these are the 2.45 GHz band, 5.8 GHz band, etc.
また、マイクロ波照射反応では、反応系をより効率よく加熱するために、マイクロ波を吸収して発熱する加熱材(サセプター)を反応系に添加することができる。加熱材の種類としては、活性炭、黒鉛、炭化ケイ素、炭化チタン等、従来公知の各種のものを使用できる。また、先に記載した触媒と加熱材の粉末を混合して、セピオライト、ホルマイト等の適当なバインダーを利用して焼成加工した成形触媒を用いることもできる。 In addition, in microwave irradiation reactions, a heating material (susceptor) that absorbs microwaves and generates heat can be added to the reaction system in order to heat the reaction system more efficiently. As the type of heating material, various types of materials known in the art, such as activated carbon, graphite, silicon carbide, and titanium carbide, can be used. In addition, a molded catalyst can be used that is made by mixing the catalyst and heating material powder described above and calcining the mixture using an appropriate binder such as sepiolite or hormite.
本実施形態の反応工程は、密閉系の反応装置でも進行するが、反応装置を開放系にして、反応生成物を反応系外に連続的に除去することにより、反応をより効率的に進行させる
こともできる。
The reaction step of this embodiment can proceed in a closed reaction apparatus. However, the reaction can also proceed more efficiently by using an open reaction apparatus and continuously removing the reaction product from the reaction system.
本実施形態の製造方法で、固体酸触媒を用いる場合、反応工程後の触媒の分離および回収は、濾過、遠心分離等の方法により容易に行うことができる。
また、生成したアシロキシシランの精製も、蒸留、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の有機化学上通常用いられる手段により容易に達せられる。
When a solid acid catalyst is used in the production method of this embodiment, the catalyst can be easily separated and recovered after the reaction step by a method such as filtration or centrifugation.
Furthermore, the acyloxysilane produced can be easily purified by means commonly used in organic chemistry, such as distillation, recrystallization, column chromatography, etc.
本実施形態に係る製造方法により提供されるアシロキシシランは、反応性が高いアシロキシ基を有している。そのため、合成中間体として利用する際の反応、表面処理剤、ゾル・ゲル材料等として利用する際の反応を、温和な条件で、効率的に行うことができると考えられ、機能性化学品として高い利用価値を有する。
たとえば、表面処理剤に関しては、ガラス等の固体材料に対して、室温で数分程度の温和な条件下で迅速に表面処理を行うことが可能で、使用するアシロキシシラン類の種類に応じて、固体材料表面の親水性または疎水性を容易に制御することができる。
また、表面処理剤は、上記の反応で製造されるアシロキシシランを組成物とするもので、単離精製したアシロキシシランだけでなく、複数のアシロキシシランを含む混合溶液を使用することもできる。
さらに、本実施形態に係るアシロキシシランの製造方法では、さまざまなアシロキシシランを温和な条件下で簡便に製造できるため、アシロキシシランを含む反応液をそのまま使用して表面処理を行うこともできる。
アシロキシシランを表面処理剤として用いる場合は、必要に応じて、トルエン、ヘキサン等のアシロキシシランと反応しない有機溶剤で希釈して用いることもできる。
固体材料の表面処理の方法については、ディップ法(浸漬法)、キャスト法、スピンコート法、スプレーコート法等、従来公知の各種の方法により行うことができる。
The acyloxysilane provided by the production method according to the present embodiment has a highly reactive acyloxy group, and therefore it is believed that reactions when used as a synthetic intermediate, a surface treatment agent, a sol-gel material, etc. can be efficiently carried out under mild conditions, making it highly useful as a functional chemical.
For example, the surface treatment agent can rapidly treat the surface of solid materials such as glass under mild conditions at room temperature for a few minutes, and the hydrophilicity or hydrophobicity of the solid material surface can be easily controlled depending on the type of acyloxysilane used.
The surface treatment agent is a composition containing the acyloxysilane produced by the above reaction, and not only isolated and purified acyloxysilane but also a mixed solution containing a plurality of acyloxysilanes can be used.
Furthermore, in the method for producing acyloxysilane according to this embodiment, various acyloxysilanes can be produced easily under mild conditions, so that the reaction solution containing acyloxysilane can be used directly for surface treatment.
When an acyloxysilane is used as the surface treatment agent, it can be diluted with an organic solvent that does not react with acyloxysilane, such as toluene or hexane, if necessary.
The surface treatment of the solid material can be carried out by various conventional methods such as a dipping method, a casting method, a spin coating method, a spray coating method, or the like.
本実施形態に係る製造方法では、得られるアシロキシシランが反応性のアシロキシ基を有している。そのため、得られたアシロキシシランに修飾剤を反応させることで、アシロキシ基を他の官能基に変換する修飾工程を含んでいてもよい。
なお、修飾工程は、精製したシロキサン化合物だけでなく、未精製のシロキサン化合物を用いて行うこともできる。すなわち、アシロキシシランを含む反応液に修飾剤を添加して、アシロキシ基を他の置換基にワンポットで変換することが可能である。
In the production method according to the present embodiment, the resulting acyloxysilane has a reactive acyloxy group, and therefore the method may include a modification step in which the resulting acyloxysilane is reacted with a modifying agent to convert the acyloxy group into another functional group.
The modification step can be carried out not only with a purified siloxane compound, but also with an unpurified siloxane compound. That is, it is possible to convert the acyloxy group to another substituent in one pot by adding a modifying agent to a reaction solution containing acyloxysilane.
修飾工程において使用される修飾剤としては、アシロキシ基と反応するものであればとくに制限はなく、たとえば、アルコール、水等を挙げることができる。修飾剤としてアルコールを用いた場合、アシロキシ基をアルコキシ基に変換することができ、修飾剤として水を用いた場合は、アシロキシ基をヒドロキシ基に変換することができる。
アルコールとしては、たとえば、下記一般式(IV)で表されるアルコールが挙げられ、当該アルコールとの反応により、アシロキシ基は対応するアルコキシ基(R10O基)に変換される。
R10OH (IV)
The modifying agent used in the modification step is not particularly limited as long as it reacts with an acyloxy group, and examples thereof include alcohol, water, etc. When an alcohol is used as the modifying agent, the acyloxy group can be converted into an alkoxy group, and when water is used as the modifying agent, the acyloxy group can be converted into a hydroxy group.
The alcohol may, for example, be an alcohol represented by the following general formula (IV), and the acyloxy group is converted to the corresponding alkoxy group (R 10 O group) by reaction with the alcohol.
R10OH (IV)
一般式(IV)において、R10は、炭素数1~6のアルキル基である。アルキル基の炭素数は好ましくは1~4、より好ましくは1~3である。R10の具体例としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等を挙げることができる。
それらの基を有する一般式(IV)のアルコールの具体例としては、メタノール(MeOH)、エタノール(EtOH)、イソプロパノール(iso-PrOH)、tert-ブタノール(tert-BuOH)、ペンタノール(PentOH)、ヘキサノール(HexOH)等を挙げることができる。
また、アシロキシ基にそれらのアルコールを反応させて生成するアルコキシ基(R10
O基)の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、tert-ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等を挙げることができる。
In general formula (IV), R 10 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1 to 4, and more preferably 1 to 3. Specific examples of R 10 include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, and a hexyl group.
Specific examples of the alcohol of general formula (IV) having these groups include methanol (MeOH), ethanol (EtOH), isopropanol (iso-PrOH), tert-butanol (tert-BuOH), pentanol (PentOH), and hexanol (HexOH).
In addition, the alkoxy group (R 10
Specific examples of the aryloxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an isopropoxy group, a tert-butoxy group, a pentyloxy group, and a hexyloxy group.
また、修飾工程では、反応を促進するために、塩基性化合物等を共存させて反応を行ってもよい。塩基性化合物としては、有機系化合物または無機系化合物が使用可能である。有機系化合物の具体例としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、ピリジン、ジメチルアニリン等を挙げることができる。無機系化合物の具体例としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、リン酸カリウム等を挙げることができる。
それらの塩基性化合物は、触媒量であってもよく、各反応工程において使用するものと同一でも異なっていてもよい。触媒として使用する場合、通常、塩基を添加することなく、水、アルコール等の修飾剤をワンポット的に添加することにより、アシロキシ基をヒドロキシ基、アルコキシ基等に変換できる。
In the modification step, the reaction may be carried out in the presence of a basic compound or the like in order to promote the reaction. As the basic compound, an organic compound or an inorganic compound can be used. Specific examples of the organic compound include triethylamine, tripropylamine, diisopropylethylamine, dicyclohexylmethylamine, pyridine, and dimethylaniline. Specific examples of the inorganic compound include sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, and potassium phosphate.
The basic compound may be used in a catalytic amount and may be the same as or different from those used in each reaction step. When used as a catalyst, an acyloxy group can be converted to a hydroxy group, an alkoxy group, or the like by adding a modifying agent such as water or an alcohol in a one-pot manner without adding a base.
修飾剤の量は任意に選ぶことができるが、アシロキシシランに対するモル比として、通常は1以上30以下、好ましくは1以上20以下、より好ましくは1以上10以下である。
修飾工程は、溶媒を用いてもよく、無溶媒系で行ってもよい。溶媒としては、反応工程で用いられる溶媒と同様のものを使用することができる。
反応温度も任意に選ぶことができるが、通常は-20℃以上、好ましくは-10~300℃、より好ましくは-10~200℃、さらに好ましくは0~100℃である。また、修飾剤としてアルコールを用いる場合、アルコールの反応性を制御するために室温で反応を行う場合には、室温の温度範囲としては、通常は0~40℃、好ましくは5~40℃、より好ましくは10~35℃である。
反応時間は、アシロキシ基を有するシロキサン生成物の量、反応促進剤の量、反応温度、反応装置の形態等に依存するが、生産性および効率を考慮すると、通常1分~72時間、好ましくは1分~48時間、より好ましくは1分~24時間、さらに好ましくは1~10時間程度である。
The amount of the modifying agent can be selected arbitrarily, but the molar ratio to the acyloxysilane is usually 1 or more and 30 or less, preferably 1 or more and 20 or less, and more preferably 1 or more and 10 or less.
The modification step may be carried out in the presence or absence of a solvent, and the solvent may be the same as that used in the reaction step.
The reaction temperature can also be arbitrarily selected, but is usually −20° C. or higher, preferably −10 to 300° C., more preferably −10 to 200° C., and even more preferably 0 to 100° C. When an alcohol is used as a modifying agent, and the reaction is carried out at room temperature to control the reactivity of the alcohol, the room temperature range is usually 0 to 40° C., preferably 5 to 40° C., and more preferably 10 to 35° C.
The reaction time depends on the amount of acyloxy group-containing siloxane product, the amount of reaction accelerator, the reaction temperature, the shape of the reaction apparatus, etc., but taking into consideration productivity and efficiency, it is usually 1 minute to 72 hours, preferably 1 minute to 48 hours, more preferably 1 minute to 24 hours, and even more preferably about 1 minute to 10 hours.
本実施形態に係る製造方法は、ポリシロキサンのような高分子にも適用することが可能である。たとえば、室温付近の温和な条件下で、ポリシロキサンを無水酢酸と反応させて、1時間以内の短時間で、単量体、2量体等のジアセトキシシランを得ることができる。この反応は、廃シリコーンのリサイクル、再資源化等にも利用できる反応系である。 The manufacturing method according to this embodiment can also be applied to polymers such as polysiloxane. For example, under mild conditions around room temperature, polysiloxane can be reacted with acetic anhydride to obtain diacetoxysilanes such as monomers and dimers in a short time of less than one hour. This reaction is a reaction system that can also be used for recycling and reusing waste silicone.
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。
なお、以下の実施例で使用した主な分析装置等は、以下の通りである。
・核磁気共鳴スペクトル分析(以下、NMRと称する場合がある。):ブルカー製 AVANCE III HD 600MHz(クライオプローブ装着)
・ガスクロマトグラフ分析(以下、GCと称する場合がある。):島津製作所製 GC-2014
・ガスクロマトグラフ質量分析(以下、GC-MSと称する場合がある。):島津製作所製 GCMS-QP2010Plus
・ショートパス蒸留:桐山製作所製 ショートパス蒸留装置AB25F-1または柴田科学製 ガラスチューブオーブンGTO-350RD(以下、それぞれ、ショートパス蒸留装置AまたはBと称する場合がある。)
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
The main analytical instruments used in the following examples are as follows:
Nuclear magnetic resonance spectroscopy (hereinafter sometimes referred to as NMR): Bruker AVANCE III HD 600MHz (with cryoprobe)
Gas chromatograph analysis (hereinafter sometimes referred to as GC): Shimadzu Corporation GC-2014
Gas chromatograph mass spectrometry (hereinafter sometimes referred to as GC-MS): Shimadzu Corporation GCMS-QP2010Plus
Short-path distillation: Kiriyama Seisakusho short-path distillation apparatus AB25F-1 or Shibata Scientific glass tube oven GTO-350RD (hereinafter, each may be referred to as short-path distillation apparatus A or B, respectively).
(実施例1)
ヘキサメチルジシロキサン(Me3SiOSiMe3) 2mmol、無水酢酸(Ac
2O) 4mmol、過塩素酸鉄(III)6水和物(Fe(ClO4)3・6H2O)
0.02mmolを反応容器に入れ、約25℃(室温)で、30分攪拌した。生成物を、GC、GC-MS、およびNMRで分析し、生成物をNMRで分析した結果、(アセトキシ)トリメチルシラン(Me3SiOAc)が、1.88mmol(収率94%)生成したことがわかった(表1-1参照)。
Example 1
Hexamethyldisiloxane (Me 3 SiOSiMe 3 ) 2 mmol, acetic anhydride (Ac
2O ) 4mmol, iron(III) perchlorate hexahydrate (Fe( ClO4 ) 3.6H2O )
0.02 mmol was placed in a reaction vessel and stirred for 30 minutes at about 25° C. (room temperature). The product was analyzed by GC, GC-MS, and NMR, and the NMR analysis of the product showed that 1.88 mmol (yield 94%) of (acetoxy)trimethylsilane (Me 3 SiOAc) was produced (see Table 1-1).
(実施例2~215、比較例1~3)
反応条件(原料、触媒、温度、時間等)を変えて、実施例1と同様に反応および分析を行い、生成物の収率をNMRで測定した結果を表1-1~表1-20に示す。
(Examples 2 to 215, Comparative Examples 1 to 3)
The reaction and analysis were carried out in the same manner as in Example 1, but the reaction conditions (raw materials, catalyst, temperature, time, etc.) were changed. The product yields were measured by NMR, and the results are shown in Tables 1-1 to 1-20.
表1-1~表1~20(以下、単に「表1」と称することがある。)中の注釈を以下に
示す。
1) Me3SiOSiMe3:ヘキサメチルジシロキサン
Et3SiOSiEt3:ヘキサエチルジシロキサン
Me2PhSiOSiMe2Ph:1,1,3,3-テトラメチル-1,3-ジフェニルジシロキサン
MePh2SiOSiMePh2:1,3-ジメチル-1,1,3,3-テトラフェニルジシロキサン
Me2ViSiOSiMe2Vi:1,1,3,3-テトラメチル-1,3-ジビニルジシロキサン
(ClCH2)Me2SiOSiMe2(CH2Cl):1,3-ビス(クロロメチル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロ
キサン
[NC(CH2)3]Me2SiOSiMe2[(CH2)3CN]:1,3-ビス(3-シアノプロピル)-1,1,3,3-テトラメ
チルジシロキサン
(SiMe2O)4:オクタメチルシクロテトラシロキサン
(SiMe2O)5:デカメチルシクロペンタシロキサン
KF-968:ポリ(ジメチルシロキサン)(信越化学社製、Me3SiO(SiMe2O)pSiMe3、メチル
基を有し、両末端がトリメチルシリル基のポリシロキサン)
KF-54:ポリ(ジメチルシロキサン-co-ジフェニルシロキサン)(信越化学社製、Me3SiO(SiMe2O)q(SiPh2O)rSiMe3、q:r=約73:27、置換基として、メチル基およびフェニル基を
有し、両末端がトリメチルシリル基のポリシロキサン)
なお、シロキサン化合物がポリマーの場合の使用モル数は、繰り返し構造単位当たりのモル数を示す。繰り返し構造単位の分子量は、KF-968は74.2、KF-54は107.7とした。また、ゲル浸透クロマトグラフィー(トルエン溶出液)によるKF-968およびKF-54の数平均分
子量(ポリスチレン標準)の測定値は、それぞれ、6000および1300であることから、KF-968のpおよびKF-54のq+rの値は、それぞれ、79および11程度と見積もられた。
The notes in Tables 1-1 to 1-20 (hereinafter sometimes simply referred to as "Table 1") are as follows.
1) Me3SiOSiMe3 : Hexamethyldisiloxane
Et3SiOSiEt3 : Hexaethyldisiloxane
Me2PhSiOSiMe2Ph : 1,1,3,3- tetramethyl -1,3-diphenyldisiloxane
MePh2SiOSiMePh2 : 1,3-dimethyl-1,1,3,3 - tetraphenyldisiloxane
Me2ViSiOSiMe2Vi : 1,1,3,3 - tetramethyl-1,3-divinyldisiloxane
( ClCH2 ) Me2SiOSiMe2 ( CH2Cl ): 1,3-bis( chloromethyl )-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane
[NC( CH2 ) 3 ] Me2SiOSiMe2 [( CH2 ) 3CN ]: 1,3 - bis(3-cyanopropyl)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane
( SiMe2O ) 4 : Octamethylcyclotetrasiloxane
( SiMe2O ) 5 : Decamethylcyclopentasiloxane
KF-968: Poly(dimethylsiloxane) (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Me 3 SiO(SiMe 2 O) p SiMe 3 , a polysiloxane having a methyl group and trimethylsilyl groups at both ends)
KF-54: Poly(dimethylsiloxane-co-diphenylsiloxane) (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Me3SiO ( SiMe2O ) q ( SiPh2O ) rSiMe3 , q:r=approximately 73:27, polysiloxane having methyl and phenyl groups as substituents and both ends terminated with trimethylsilyl groups)
When the siloxane compound is a polymer, the number of moles used indicates the number of moles per repeating structural unit. The molecular weight of the repeating structural unit was 74.2 for KF-968 and 107.7 for KF-54. The number average molecular weight (polystyrene standard) of KF-968 and KF-54 measured by gel permeation chromatography (toluene eluent) was 6000 and 1300, respectively, so the values of p for KF-968 and q+r for KF-54 were estimated to be about 79 and 11, respectively.
2) Ac2O:無水酢酸、
(EtCO)2O:プロピオン酸無水物
(C5H11CO)2O:ヘキサン酸無水物
(CF3CO)2O:トリフルオロ酢酸無水物
(C2F5CO)2O:ペンタフルオロプロピオン酸無水物
(CH2)3(CO)2O:グルタル酸無水物
(PhCO)2O:安息香酸無水物
2) Ac2O : acetic anhydride,
(EtCO) 2O : Propionic anhydride
( C5H11CO ) 2O : Hexanoic anhydride
( CF3CO ) 2O : Trifluoroacetic anhydride
( C2F5CO ) 2O : Pentafluoropropionic anhydride
( CH2 ) 3 (CO) 2O : glutaric anhydride
(PhCO) 2O : Benzoic anhydride
3) Fe(ClO4)3・6H2O:過塩素酸鉄(III)6水和物
FeBr3:臭化鉄(III)
RuCl3:塩化ルテニウム(III)
RuCl3・H2O:塩化ルテニウム(III)水和物
InCl3:塩化インジウム(III)
SnCl4:塩化スズ(IV)
AgClO4:過塩素酸銀
AgSbF6:ヘキサフルオロアンチモン酸銀
Sc(OTf)3:トリフルオロメタンスルホン酸スカンジウム(III)
Yb(OTf)3:トリフルオロメタンスルホン酸イットリビウム(III)
Fe(OTf)3:トリフルオロメタンスン酸鉄(III)
Cu(OTf)2:トリフルオロメタンスルホン酸銅(II)
Al(OTf)3:トリフルオロメタンスルホン酸アルミニウム(III)
Ga(OTf)3:トリフルオロメタンスルホン酸ガリウム(III)
In(OTf)3:トリフルオロメタンスルホン酸インジウム(III)
Sn(OTf)3:トリフルオロメタンスルホン酸スズ(IV)
Bi(OTf)4:トリフルオロメタンスルホン酸ビスマス(IV)
La(OTf)3:トリフルオロメタンスルホン酸ランタン(III)
Pr(OTf)4:トリフルオロメタンスルホン酸プラセオジム(IV)
Nd(OTf)4:トリフルオロメタンスルホン酸ネオジム(IV)
Yb(OTf)4:トリフルオロメタンスルホン酸イットリビウム(IV)
Me3SiOTf:トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルシリル
C4F9SO3H:ノナフルオロブタンスルホン酸
Sc(NTf2)3:ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドスカンジウム(III)
Zn(NTf2)2:ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド亜鉛(II)
In(NTf2)3:ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドインジウム(III)
Sn(NTf2)4:ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドスズ(IV)
Me3SiNTf2:ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドトリメチルシリル
Tf2NH:ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド
(C4F9SO2)2NH:ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド
B(C6F5)3:トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン
ZnCl2:塩化亜鉛(II)
TfOH:トリフルオロメタンスルホン酸
CBV780:USY系ゼオライトCBV780(ゼオリスト社製)
Ti3+-mont:Ti3+イオン含有モンモリロナイト
Ti4+-mont:Ti4+イオン含有モンモリロナイト
Zr4+-mont:Zr4+イオン含有モンモリロナイト
Fe3+-mont:Fe3+イオン含有モンモリロナイト
Ru3+-mont:Ru3+イオン含有モンモリロナイト
Cu2+-mont:Cu2+イオン含有モンモリロナイト
Zn2+-mont:Zn2+イオン含有モンモリロナイト
Al3+-mont:Al3+イオン含有モンモリロナイト
Ga3+-mont:Ga3+イオン含有モンモリロナイト
In3+-mont:In3+イオン含有モンモリロナイト
Sn4+-mont:Sn4+イオン含有モンモリロナイト
Amberlyst 15:H+型陽イオン交換樹脂アンバーリスト15(ダウ・ケミカル社製)
なお、上記に記載の元素Mの陽イオンを含むMn+イオン含有モンモリロナイトは、水中で、Na+型モンモリロナイトに、元素Mの硝酸塩または塩化物を添加し、Na+イオンをMn+イオンに交換させて調製したものである。
3) Fe( ClO4 ) 3.6H2O : Iron(III) perchlorate hexahydrate
FeBr3 : Iron(III) bromide
RuCl3 : Ruthenium(III) chloride
RuCl3 · H2O : Ruthenium(III) chloride hydrate
InCl3 : Indium(III) chloride
SnCl4 : Tin(IV) chloride
AgClO4 : Silver perchlorate
AgSbF6 : Silver hexafluoroantimonate
Sc(OTf) 3 : Scandium(III) trifluoromethanesulfonate
Yb(OTf) 3 : Ytterbium(III) trifluoromethanesulfonate
Fe(OTf) 3 : Iron(III) trifluoromethanesulfonate
Cu(OTf) 2 : Copper(II) trifluoromethanesulfonate
Al(OTf) 3 : Aluminum trifluoromethanesulfonate(III)
Ga(OTf) 3 : Gallium(III) trifluoromethanesulfonate
In(OTf) 3 : Indium(III) trifluoromethanesulfonate
Sn(OTf) 3 : Tin(IV) trifluoromethanesulfonate
Bi(OTf) 4 : Bismuth(IV) trifluoromethanesulfonate
La(OTf) 3 : Lanthanum(III) trifluoromethanesulfonate
Pr(OTf) 4 : Praseodymium(IV) trifluoromethanesulfonate
Nd(OTf) 4 : Neodymium(IV) trifluoromethanesulfonate
Yb(OTf) 4 : ytterbium(IV) trifluoromethanesulfonate
Me 3 SiOTf: Trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate
C4F9SO3H : Nonafluorobutanesulfonic acid
Sc( NTf2 ) 3 : Bis(trifluoromethanesulfonyl)imidoscandium(III)
Zn( NTf2 ) 2 : Bis(trifluoromethanesulfonyl)imide zinc(II)
In( NTf2 ) 3 : Bis(trifluoromethanesulfonyl)imide indium(III)
Sn( NTf2 ) 4 : Bis(trifluoromethanesulfonyl)imide tin(IV)
Me3SiNTf2 : Bis(trifluoromethanesulfonyl)imide trimethylsilyl
Tf 2 NH: Bis(trifluoromethanesulfonyl)imide
( C4F9SO2 ) 2NH : Bis( nonafluorobutanesulfonyl )imide
B(C 6 F 5 ) 3 : Tris(pentafluorophenyl)borane
ZnCl2 : Zinc chloride (II)
TfOH: Trifluoromethanesulfonic acid
CBV780: USY zeolite CBV780 (manufactured by Zeolist)
Ti3 + -mont: Montmorillonite containing Ti3 + ions
Ti4 + -mont: Montmorillonite containing Ti4 + ions
Zr4 + -mont: Montmorillonite containing Zr4 + ions
Fe3 + -mont: Montmorillonite containing Fe3 + ions
Ru3 + -mont: Ru3 + ion-containing montmorillonite
Cu2 + -mont: Montmorillonite containing Cu2 + ions
Zn2 + -mont: Zn2 + ion-containing montmorillonite
Al3 + -mont: Al3 + ion-containing montmorillonite
Ga3 + -mont: Montmorillonite containing Ga3 + ions
In3 + -mont: Montmorillonite containing In3+ ions
Sn4 + -mont: Sn4 + ion-containing montmorillonite
Amberlyst 15: H + type cation exchange resin Amberlyst 15 (manufactured by The Dow Chemical Company)
The Mn+ ion-containing montmorillonite containing the cations of element M described above was prepared by adding a nitrate or chloride of element M to Na + montmorillonite in water to exchange the Na + ions for Mn + ions.
4) 丸括弧の数値の単位はmmol、角括弧の数値の単位はmg。
5) DCB:1,2-ジクロロベンゼン
PhMe:トルエン
CHCl3:クロロホルム
CH2Cl2:ジクロロメタン
6) 25℃は、室温での反応を示す。室温より高い温度での反応では、オイルバス(理工科
学社製MH-5D)を使用した。
4) Numbers in parentheses are in mmol, numbers in square brackets are in mg.
5) DCB: 1,2-dichlorobenzene
PhMe: Toluene
CHCl3 : Chloroform
CH2Cl2 : Dichloromethane
6) 25°C indicates the reaction temperature at room temperature. For reactions at temperatures higher than room temperature, an oil bath (Riko Kagaku MH-5D) was used.
7) Me3SiOAc:アセトキシトリメチルシラン
Et3SiOAc:アセトキシトリエチルシラン
Me2PhSiOAc:アセトキシジメチルフェニルシラン
MePh2SiOAc:アセトキシメチルジフェニルシラン
Me2ViSiOAc:アセトキシジメチルビニルシラン
(ClCH2)Me2SiOAc:アセトキシ(クロロメチル)ジメチルシラン
[NC(CH2)3]Me2SiOAc:アセトキシ(3-シアノプロピル)ジメチルシラン
Me3SiOCOEt:トリメチル(プロピオニルオキシ)シラン
Me3SiOCOC5H11:(ヘキサノイルオキシ)トリメチルシラン
Me3SiOCOCF3:(トリフルオロアセチルオキシ)トリメチルシラン
Me3SiOCOC2F5:(ペンタフルオロプロパノイルオキシ)トリメチルシラン
Me3SiOCO(CH2)3CO2SiMe3:1,3-ビス(トリメチルシロキシカルボニル)プロパン
Me3SiOCOPh:(ベンゾイルオキシ)トリメチルシラン
(SiMe2O)[CO(CH2)3CO2]:1,1-ジメチル-2,8-ジオキサ-3,7-ジオキソ-1-シラシクロオ
クタン
(SiMe2O)2[CO(CH2)3CO2]:1,1,3,3-テトラメチル-2,4,10-トリオキサ-5,9-ジオキソ-1,3-ジシラシクロデカン
(SiMe2O)3[CO(CH2)3CO2]:1,1,3,3,5,5-ヘキサメチル-2,4,6,12-テトラオキサ-7,11-
ジオキソ-1,3,5-トリシラシクロドデカン
(SiMe2O)4[CO(CH2)3CO2]:1,1,3,3,5,5,7,7-オクタメチル-2,4,6,8,14-ペンタオキサ-9,13-ジオキソ-1,3,5,7-トリシラシクロテトラデカン
(SiMe2O)5[CO(CH2)3CO2]:1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-デカメチル-2,4,6,8,10,16-ヘキサオキサ-11,13-ジオキソ-1,3,5,7,9-ペンタシラシクロヘキサデカン
(SiMe2O)6[CO(CH2)3CO2]:1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,11,11-ドデカメチル-2,4,6,8,10,12,18-ヘプタオキサ-13,17-ジオキソ1,3,5,7,9,11-ヘキサシラシクロオクタデカン
AcO(SiMe2O)Ac:ジアセトキシジフェニルシラン
AcO(SiMe2O)2Ac:1,3-ジアセトキシ-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン
AcO(SiMe2O)3Ac:1,5-ジアセトキシ-1,1,3,3,5,5-ヘキサメチルトリシロキサン
AcO(SiMe2O)4Ac:1,7-ジアセトキシ-1,1,3,3,5,5,7,7-オクタメチルテトラシロキサン
AcO(SiPh2O)Ac:ジアセトキシジフェニルシラン
AcO(SiPh2O)2Ac:1,3-ジアセトキシ-1,1,3,3-テトラフェニルジシロキサン
AcO(SiPh2O)3Ac:1,5-ジアセトキシ-1,1,3,3,5,5-ヘキサフェニルトリシロキサン
AcO(SiPh2O)4Ac:1,7-ジアセトキシ-1,1,3,3,5,5,7,7-オクタフェニルテトラシロキサン
AcO(SiMe2O)(SiPh2O)Ac:1,3-ジアセトキシ-1,1-ジメチル-3,3-ジフェニルジシロキサン
7) Me 3 SiOAc: Acetoxytrimethylsilane
Et3SiOAc : Acetoxytriethylsilane
Me2PhSiOAc : Acetoxydimethylphenylsilane
MePh2SiOAc : Acetoxymethyldiphenylsilane
Me2ViSiOAc : Acetoxydimethylvinylsilane
( ClCH2 ) Me2SiOAc : Acetoxy(chloromethyl)dimethylsilane
[NC( CH2 ) 3 ] Me2SiOAc : Acetoxy(3-cyanopropyl)dimethylsilane
Me 3 SiOCOEt: Trimethyl(propionyloxy)silane
Me 3 SiOCOC 5 H 11 : (Hexanoyloxy)trimethylsilane
Me 3 SiOCOCF 3 : (Trifluoroacetyloxy)trimethylsilane
Me 3 SiOCOC 2 F 5 : (Pentafluoropropanoyloxy)trimethylsilane
Me3SiOCO ( CH2 ) 3CO2SiMe3 : 1,3- bis (trimethylsiloxycarbonyl)propane
Me 3 SiOCOPh: (benzoyloxy)trimethylsilane
( SiMe2O )[CO( CH2 ) 3CO2 ]: 1,1-dimethyl-2,8-dioxa-3,7-dioxo-1 - silacyclooctane
( SiMe2O ) 2 [CO( CH2 ) 3CO2 ]: 1,1,3,3-tetramethyl-2,4,10-trioxa-5,9-dioxo-1,3 - disilacyclodecane
( SiMe2O ) 3 [CO( CH2 ) 3CO2 ]: 1,1,3,3,5,5-hexamethyl-2,4,6,12 - tetraoxa-7,11-
Dioxo-1,3,5-trisilacyclododecane
( SiMe2O ) 4 [CO( CH2 ) 3CO2 ]: 1,1,3,3,5,5,7,7-octamethyl-2,4,6,8,14-pentaoxa-9,13-dioxo-1,3,5,7 - trisilacyclotetradecane
( SiMe2O ) 5 [CO( CH2 ) 3CO2 ]: 1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-decamethyl-2,4,6,8,10,16-hexaoxa-11,13 - dioxo-1,3,5,7,9-pentasilacyclohexadecane
( SiMe2O ) 6 [CO( CH2 ) 3CO2 ]: 1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,11,11-dodecamethyl-2,4,6,8,10,12,18-heptaoxa-13,17 - dioxo-1,3,5,7,9,11-hexasilacyclooctadecane
AcO( SiMe2O )Ac: Diacetoxydiphenylsilane
AcO( SiMe2O ) 2Ac : 1,3-diacetoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane
AcO( SiMe2O ) 3Ac : 1,5-diacetoxy-1,1,3,3,5,5-hexamethyltrisiloxane
AcO( SiMe2O ) 4Ac : 1,7-diacetoxy-1,1,3,3,5,5,7,7-octamethyltetrasiloxane
AcO( SiPh2O )Ac: Diacetoxydiphenylsilane
AcO( SiPh2O ) 2Ac : 1,3-diacetoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane
AcO( SiPh2O ) 3Ac : 1,5-diacetoxy-1,1,3,3,5,5-hexaphenyltrisiloxane
AcO( SiPh2O ) 4Ac : 1,7-diacetoxy-1,1,3,3,5,5,7,7-octaphenyltetrasiloxane
AcO( SiMe2O )( SiPh2O )Ac: 1,3-diacetoxy-1,1-dimethyl-3,3-diphenyldisiloxane
8) NMRによる収率(シロキサン化合物に対するアシロキシシランの収率)
9) カルボン酸無水物に対するシロキサン生成物の収率
10) 2個のアセトキシ基を有する化合物AcO(SiMe2O)tAc(t = 1, 2, 3, 4, 5, ≧6)の混
合物。角括弧内は、それらの化合物の比を示す。また、収率は、それらの合計収率を示す。
11) 2個のアセトキシ基を有する化合物Me2CHCO2(SiMe2O)uCOCHMe2(u = 1, 2, 3, 4, ≧5)の混合物。角括弧内は、それらの化合物の比を示す。また、収率は、それらの合計収率を示す。
12) 環内にカルボニルオキシ基を有する化合物(SiMe2O)v1[CO(CH2)3CO2]v2(v2 = 1で v1
= 1, 2, 3の3種類の化合物(P1~P3)、および、v2 = 1でv1 ≧ 4とv2 ≧ 2でv1 ≧ 2のその他の化合物(P4))の混合物。角括弧内は、P1~P4の化合物の比を示す。また、収率は、それらの合計収率を示す。
13) Me3SiOAcと、2個のアセトキシ基を有する化合物AcO(SiMe2O)wAc(w = 1, 2, 3, 4,
≧5)の混合物。角括弧内は、それらの化合物の比を示す。また、収率は、それらの合計
収率を示す。
14) Me3Si基を含むアシロキシシランMe3SiO(SiMe2O)w1[CO(CH2)3CO2]w2SiMe3(w1 ≧ 0, w2 ≧ 1)(Q1)と、環内にカルボニルオキシ基を有する化合物(SiMe2O)w3[CO(CH2)3CO2]w4(w4 = 1で w3 = 1, 2, 3の3種類の化合物(Q2~Q4)、および、w4 = 1でw3 ≧ 4とw4 ≧ 2でw3 ≧ 2のその他の化合物(Q5))の混合物。角括弧内は、Q1~Q5の化合物の比を
示す。また、収率は、それらの合計収率を示す。
15) Me3SiOAcと、2個のアセトキシ基を有する化合物である、AcO(SiMe2O)xAc(x = 1, 2
)、AcO(SiPh2O)yAc(y = 1, 2)、AcO(SiMe2O)(SiPh2O)Ac、および、AcO(SiR2)zOAc (R = Me, Ph; z ≧3)(両末端にアセトキシ基があり、他のケイ素原子上の置換基がメチル基またはフェニル基である、ケイ素原子数が3個以上のオリゴシロキサン化合物)の混合物
。角括弧内は、それらの化合物の比を示す。また、収率は、それらの合計収率を示す。
8) Yield by NMR (Acyloxysilane Yield to Siloxane Compound)
9) Yield of siloxane product relative to carboxylic acid anhydride
10) A mixture of compounds with two acetoxy groups, AcO( SiMe2O ) tAc (t = 1, 2, 3, 4, 5, ≧6). The numbers in brackets indicate the ratio of the compounds. The yield indicates the total yield.
11) A mixture of compounds having two acetoxy groups , Me2CHCO2 ( SiMe2O ) uCOCHMe2 (u = 1, 2, 3, 4, ≧5). The numbers in brackets indicate the ratio of the compounds. The yield indicates the total yield.
12) Compounds with a carbonyloxy group in the ring (SiMe 2 O) v1 [CO(CH 2 ) 3 CO 2 ] v2 (v2 = 1 and v1
A mixture of three compounds (P1 to P3) with v = 1, 2, and 3, and another compound (P4) with v = 1, v ≥ 4, and v ≥ 2, v ≥ 2. The numbers in the brackets indicate the ratio of compounds P1 to P4. The yield indicates the total yield.
13) Me 3 SiOAc and the compound AcO(SiMe 2 O) w Ac (w = 1, 2, 3, 4,
≧5). The numbers in brackets indicate the ratio of the compounds. The yield indicates the total yield.
14) A mixture of acyloxysilane containing Me 3 Si group, Me 3 SiO(SiMe 2 O) w1 [CO(CH 2 ) 3 CO 2 ] w2 SiMe 3 (w1 ≧ 0, w2 ≧ 1) (Q1) and a compound having a carbonyloxy group in the ring, (SiMe 2 O) w3 [CO(CH 2 ) 3 CO 2 ] w4 (three compounds (Q2 to Q4) where w4 = 1 and w3 = 1, 2, and 3, and other compounds (Q5) where w4 = 1 and w3 ≧ 4 and w4 ≧ 2 and w3 ≧ 2). The figures in square brackets show the ratio of compounds Q1 to Q5. The yield shows the total yield.
15) Me 3 SiOAc and the compound with two acetoxy groups, AcO(SiMe 2 O) x Ac (x = 1, 2
), AcO( SiPh2O ) yAc (y = 1, 2), AcO( SiMe2O )( SiPh2O )Ac, and a mixture of AcO( SiR2 ) zOAc (R = Me, Ph; z ≧ 3) (oligosiloxane compounds with 3 or more silicon atoms, with acetoxy groups at both ends and methyl or phenyl groups as substituents on the other silicon atoms). The figures in square brackets show the ratio of these compounds. The yield shows the total yield.
表1に示した結果から、本発明の製造方法では、触媒活性が高く、室温付近でも反応が容易に進行するため、従来知られていた触媒よりも効率よくアシロキシシランを製造できることがわかった。
たとえば、ヘキサメチルジシロキサンと無水酢酸の反応で、触媒として、過塩素酸鉄(III)6水和物、塩化ルテニウム(III)水和物、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドスカンジウム(III)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドインジウム(III)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドトリメチルシリル、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、およびビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドを使用した場合(実施例1、9、52、56、59、61、および63)、25℃で0.5時間撹拌の条件で、アシロキシシランを、それぞれ、94%、93%、98%、98%、96%、98%、および98%の高収率で得ることができた。
一方、従来知られていた触媒である、塩化亜鉛またはトリフルオロメタンスルホン酸を使用した場合(比較例1、2)、25℃で0.5時間の条件では、アシロキシシランの収率は、それぞれ、1%または20%であり、実施例1、9、52、56、59、61、および63の収率より低い値であった。
From the results shown in Table 1, it is clear that the production method of the present invention has high catalytic activity and the reaction proceeds easily even at around room temperature, making it possible to produce acyloxysilane more efficiently than with conventionally known catalysts.
For example, when iron(III) perchlorate hexahydrate, ruthenium(III) chloride hydrate, bis(trifluoromethanesulfonyl)imide scandium(III), bis(trifluoromethanesulfonyl)imide indium(III), bis(trifluoromethanesulfonyl)imide trimethylsilyl, bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, and bis(nonafluorobutanesulfonyl)imide were used as catalysts in the reaction of hexamethyldisiloxane with acetic anhydride (Examples 1, 9, 52, 56, 59, 61, and 63), acyloxysilanes could be obtained in high yields of 94%, 93%, 98%, 98%, 96%, 98%, and 98%, respectively, under conditions of stirring at 25° C. for 0.5 hours.
On the other hand, when zinc chloride or trifluoromethanesulfonic acid, which are conventionally known catalysts, were used (Comparative Examples 1 and 2), the yield of acyloxysilane was 1% or 20%, respectively, at 25°C for 0.5 hours, which were lower than the yields in Examples 1, 9, 52, 56, 59, 61, and 63.
また、固体酸触媒を用いた場合でも、ヘキサメチルジシロキサンと無水酢酸の反応で、たとえば、触媒として、Sn4+イオン含有モンモリロナイトを使用した場合(実施例106)、25℃で0.5時間撹拌の条件で、アシロキシシランが、56%の収率で得られた。
それに対して、従来知られていたアンバーリスト15を使用した場合(比較例3)、25℃で0.5時間の条件では、アシロキシシランの収率は15%であり、実施例106の収率より低い値であった。
これらの結果は、(1)および(2)から選ばれる酸性触媒を用いることにより、アシロキシシランを、従来の触媒を用いる場合に比べて、より効率的に製造できることを示すものである。
Furthermore, even when a solid acid catalyst was used, for example, when Sn ion- containing montmorillonite was used as the catalyst in the reaction of hexamethyldisiloxane with acetic anhydride (Example 106), acyloxysilane was obtained in a yield of 56% when stirred at 25° C. for 0.5 hours.
In contrast, when the conventionally known Amberlyst 15 was used (Comparative Example 3), the yield of acyloxysilane was 15% under conditions of 25° C. for 0.5 hour, which was lower than the yield in Example 106.
These results show that by using an acidic catalyst selected from (1) and (2), acyloxysilane can be produced more efficiently than when a conventional catalyst is used.
上記反応で得られたアシロキシシランは、下記実施例に示すように、アルコール等の適当な修飾剤を反応させることにより、アシロキシ基をアルコキシ基等の他の置換基に変換することができる。 The acyloxysilane obtained by the above reaction can be converted into other substituents such as alkoxy groups by reacting it with an appropriate modifying agent such as alcohol, as shown in the examples below.
(実施例216)
表1の実施例144で得られた、AcO(SiMe2O)tAc(t=1~5,≧6;それらの組成比は、1:10:13:13:11:49) 約0.074mmol(ケイ素原子当たり)を含む反応液0.03mLを重クロロホルム 0.45mLに溶解させ、メタノール 0.22mmolおよびトリエチルアミン 0.22mmolを添加して、室温で約5時間放置した。生成物をNMRで分析した結果、MeO(SiMe2O)tMe(t=1~5,≧6;それらの組成比は、2:11:13:13:12:48)が、約0.073mmol(ケイ素原子当たりのモル数、収率≧95%)生成したことがわかった(表2参照)。
(Example 216)
0.03 mL of the reaction solution containing about 0.074 mmol (per silicon atom) of AcO(SiMe 2 O) t Ac (t=1-5, ≧6; their composition ratio is 1:10:13:13:11:49) obtained in Example 144 in Table 1 was dissolved in 0.45 mL of deuterated chloroform, and 0.22 mmol of methanol and 0.22 mmol of triethylamine were added and allowed to stand at room temperature for about 5 hours. As a result of analyzing the product by NMR, it was found that about 0.073 mmol (moles per silicon atom, yield ≧95%) of MeO(SiMe 2 O) t Me (t=1-5, ≧6; their composition ratio is 2:11:13:13:12:48) was produced (see Table 2).
(実施例217~221)
反応条件(原料、触媒、温度、時間等)を変えて、実施例216と同様に反応および分析を行い、生成物の収率をNMRで測定した結果を表2に示す。
(Examples 217 to 221)
The reaction and analysis were carried out in the same manner as in Example 216, but the reaction conditions (raw materials, catalyst, temperature, time, etc.) were changed. The product yields were measured by NMR, and the results are shown in Table 2.
表2中の注釈を以下に示す。
1) 実施例216~221では、それぞれ、実施例144、145、146、173、173、および212で得ら
れた反応液を使用して、修飾剤との反応を行った。反応液の使用量(mL)は、それぞれ、0.03、0.05、0.08、0.09、0.09、および0.02で、モル数は、ケイ素原子当たりのモル数である。また、角括弧内は、アシロキシシラン化合物の比を示す。
2) MeOH:メタノール
EtOH:エタノール。
3) Et3N:トリエチルアミン。
4) CDCl3:重クロロホルム。
5) 25℃は、室温での反応を示す。
The notes in Table 2 are as follows:
1) In Examples 216 to 221, the reaction solutions obtained in Examples 144, 145, 146, 173, 173, and 212 were used to react with the modifier. The amounts (mL) of the reaction solutions used were 0.03, 0.05, 0.08, 0.09, 0.09, and 0.02, respectively, and the number of moles is the number of moles per silicon atom. The values in square brackets indicate the ratio of the acyloxysilane compounds.
2) MeOH: Methanol
EtOH: ethanol.
3) Et3N : Triethylamine.
4) CDCl3 : deuterated chloroform.
5) 25℃ indicates the reaction at room temperature.
6) MeO(SiMe2O)Me:ジメチルジメトキシシラン
MeO(SiMe2O)2Me:1,1,3,3-テトラメチル-1,3-ジメトキシジシロキサン
MeO(SiMe2O)3Me:1,1,3,3,5,5-ヘキサメチル-1,5-ジメトキシトリシロキサン
MeO(SiMe2O)4Me:1,1,3,3,5,5,7,7-オクタメチル-1,7-ジメトキシテトラシロキサン
MeO(SiMe2O)5Me:1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-デカメチル-1,9-ジメキシペンタシロキサン
Me3SiOMe:トリメチルメトキシシラン
Me3SiOEt:エトキシトリメチルシラン
EtO(SiMe2O)Et:ジエトキシジメチルシラン
EtO(SiMe2O)2Et:1,3-ジエトキシ-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン
EtO(SiMe2O)3Et:1,5-ジエトキシ-1,1,3,3,5,5-ヘキサメチルトリシロキサン
EtO(SiMe2O)4Et:1,7-ジエトキシ-1,1,3,3,5,5,7,7-オクタメチルテトラシロキサン
MeO(SiPh2O)Me:ジメトキシジフェニルシラン
MeO(SiMe2O)(SiPh2O)Me:1,1-ジメチル-1,3-ジメトキシ-3,3-ジフェニルジシロキサン
MeO(SiPh2O)2Me:1,3-ジメトキシ-1,1,3,3-テトラフェニルジシロキサン
なお、角括弧内は、生成した修飾化合物の比を示す。また、収率は、それらの合計収率を示す。
7) NMRによる収率(アシロキシシランに対する収率)
6) MeO( SiMe2O )Me: Dimethyldimethoxysilane
MeO( SiMe2O ) 2Me : 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-dimethoxydisiloxane
MeO( SiMe2O ) 3Me : 1,1,3,3,5,5-hexamethyl-1,5-dimethoxytrisiloxane
MeO( SiMe2O ) 4Me : 1,1,3,3,5,5,7,7-octamethyl-1,7-dimethoxytetrasiloxane
MeO( SiMe2O ) 5Me : 1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-decamethyl-1,9-dimethoxypentasiloxane
Me3SiOMe : Trimethylmethoxysilane
Me3SiOEt : Ethoxytrimethylsilane
EtO( SiMe2O )Et: Diethoxydimethylsilane
EtO( SiMe2O ) 2Et : 1,3-diethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane
EtO( SiMe2O ) 3Et : 1,5-diethoxy-1,1,3,3,5,5-hexamethyltrisiloxane
EtO( SiMe2O ) 4Et : 1,7-diethoxy-1,1,3,3,5,5,7,7-octamethyltetrasiloxane
MeO( SiPh2O )Me: Dimethoxydiphenylsilane
MeO( SiMe2O )( SiPh2O )Me: 1,1-dimethyl-1,3-dimethoxy-3,3-diphenyldisiloxane
MeO(SiPh 2 O) 2 Me: 1,3-dimethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane The figures in the brackets indicate the ratio of the modified compounds produced, and the yield indicates the total yield.
7) Yield by NMR (relative to acyloxysilane)
上記の表1および表2の実施例で得られた、アシロキシシランおよびその修飾化合物の29Si-NMR、GC-MSの測定データを表3-1~表3-5に示す。 The 29 Si-NMR and GC-MS measurement data of the acyloxysilanes and modified compounds thereof obtained in the Examples in Tables 1 and 2 above are shown in Tables 3-1 to 3-5.
表3-1~表3~5中の注釈を以下に示す。
1) 各生成物の名称は、表1脚注7、および、表2脚注6に記載。
2) 29Si NMRの化学シフト値。NMR溶媒として、CDCl3を使用。緩和試薬Cr(acac)3(クロム(III)アセチルアセトナート)を添加して測定。括弧内はピーク面積の積分比に基づくケ
イ素原子の個数またはその比。なお、*は、同じ位置に複数の化合物のシグナルが重なっ
ていると考えられることから、その化合物におけるケイ素原子の個数またはその比を推定した値。
3) GC-MS:ガスクロマトグラフ質量分析、EI法:電子衝撃イオン化法(70eV)。
4) NMR溶媒として、C6D6を使用。
The notes in Tables 3-1 to 3-5 are as follows:
1) The names of each product are listed in Table 1, Note 7 and Table 2, Note 6.
2) Chemical shift value of 29Si NMR. CDCl3 was used as the NMR solvent. Measured with the addition of relaxation agent Cr(acac) 3 (chromium(III) acetylacetonate). The figures in parentheses indicate the number of silicon atoms or their ratio based on the integral ratio of peak areas. Note that * indicates an estimate of the number of silicon atoms or their ratio in the compound, since it is believed that signals from multiple compounds overlap at the same position.
3) GC-MS: Gas chromatograph mass spectrometry, EI method: Electron impact ionization method (70 eV).
4) C6D6 was used as the NMR solvent.
本発明の製造方法により得られたアシロキシシランは、固体酸触媒を用いた場合、次の実施例に示すように、触媒を遠心分離、ろ過等で分離した後、蒸留、再結晶等の操作により、容易に単離精製できることが確認された。また、均一系触媒を用いた場合も、触媒量が少ない場合などは、触媒を分離することなく、蒸留、再結晶等の操作により、アシロキシシランを容易に単離精製できることが確認された。 As shown in the following examples, when a solid acid catalyst is used, it has been confirmed that the acyloxysilane obtained by the manufacturing method of the present invention can be easily isolated and purified by procedures such as distillation and recrystallization after separating the catalyst by centrifugation, filtration, etc. Furthermore, when a homogeneous catalyst is used, it has been confirmed that the acyloxysilane can be easily isolated and purified by procedures such as distillation and recrystallization without separating the catalyst when the amount of catalyst is small.
(実施例222)
ヘキサメチルジシロキサン(Me3SiOSiMe3) 25.6mmol、プロピオン酸無水物((EtCO)2O) 26.9mmol、およびSn4+-Mont触媒(クニピア工業製 クニピアF(Na型モンモリロナイト、Na+-Mont)に、水中で、塩化スズ(IV)5水和物を反応させて調製したもの) 400mgを反応容器に入れ、90℃で45分攪拌した。触媒の固体を遠心分離で分離し、上澄み液を分離した後、触媒をヘキサンで洗浄した(1mLで2回)。先の上澄み液と洗浄液を合わせて減圧下濃縮して、ショートパス蒸留装置Aで生成物の蒸留を行った結果、トリメチル(プロピオニルオキシ)シラン(Me3SiOCOEt)が、23.0mmol(収率90%)得られた。
(Example 222)
25.6 mmol of hexamethyldisiloxane (Me 3 SiOSiMe 3 ), 26.9 mmol of propionic anhydride ((EtCO) 2 O), and 400 mg of Sn 4+ -Mont catalyst (prepared by reacting Kunipia F (Na-type montmorillonite, Na + -Mont) manufactured by Kunipia Corporation with tin(IV) chloride pentahydrate in water) were placed in a reaction vessel and stirred at 90° C. for 45 minutes. The catalyst solid was separated by centrifugation, and the supernatant was separated, after which the catalyst was washed with hexane (1 mL twice). The supernatant and the washings were combined and concentrated under reduced pressure, and the product was distilled using a short-path distillation apparatus A, resulting in 23.0 mmol (yield 90%) of trimethyl(propionyloxy)silane (Me 3 SiOCOEt).
得られた生成物の物性値、スペクトルデータは、次の通りであった。
沸点:135-140℃(ショートパス蒸留での留出温度)
1H-NMR (CDCl3): δ 0.28 (s, 9H, SiCH3), 1.10 (t, J = 7.5 Hz, 3H, COCCH3), 2.32
(q, J = 7.5 Hz, 2H, COCH2)
13C-NMR (CDCl3): δ -0.3, 9.1, 29.1, 175.1
29Si-NMR (CDCl3): δ 23.0
The physical properties and spectral data of the product obtained were as follows:
Boiling point: 135-140℃ (short path distillation temperature)
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 0.28 (s, 9H, SiCH 3 ), 1.10 (t, J = 7.5 Hz, 3H, COCCH 3 ), 2.32
(q, J = 7.5 Hz, 2H, COCH2 )
13C -NMR (CDCl 3 ): δ -0.3, 9.1, 29.1, 175.1
29Si -NMR( CDCl3 ): δ 23.0
(実施例223)
ヘキサメチルジシロキサン(Me3SiOSiMe3) 6.4mmol、ヘキサン酸無水物((C5H11CO)2O) 6.7mmol、およびSn4+-Mont触媒(クニピア工業製 クニピアF(Na型モンモリロナイト、Na+-Mont)に、水中で、塩化スズ(IV)5水和物を反応させて調製したもの) 100mgを反応容器に入れ、90℃で45分攪拌した。触媒の固体を遠心分離で分離し、上澄み液を分離した後、触媒をヘキサンで洗浄した(1mLで2回)。先の上澄み液と洗浄液を合わせて減圧下濃縮して、ショートパス蒸留装置Bで生成物の蒸留を行った結果、(ヘキソイルオキシ)トリメチルシラン(Me3SiOCOC5H11)が、4.5mmol(収率70%)得られた。
(Example 223)
6.4 mmol of hexamethyldisiloxane (Me 3 SiOSiMe 3 ), 6.7 mmol of hexanoic anhydride ((C 5 H 11 CO) 2 O), and 100 mg of Sn 4+ -Mont catalyst (prepared by reacting Kunipia F (Na-type montmorillonite, Na + -Mont) manufactured by Kunipia Corporation with tin(IV) chloride pentahydrate in water) were placed in a reaction vessel and stirred at 90° C. for 45 minutes. The catalyst solid was separated by centrifugation, and the supernatant was separated, after which the catalyst was washed with hexane (1 mL twice). The supernatant and the washings were combined and concentrated under reduced pressure, and the product was distilled using a short-path distillation apparatus B, resulting in 4.5 mmol (yield 70%) of (hexoyloxy)trimethylsilane (Me 3 SiOCOC 5 H 11 ).
得られた生成物の物性値、スペクトルデータは次の通りであった。
沸点:90-95℃/48mmHg(ショートパス蒸留での留出温度)
1H-NMR (CDCl3): δ 0.27 (s, 9H, SiCH3), 0.89 (t, J = 7.2 Hz, 3H, CCH3), 1.26-1.34 (m, 4H, CH2), 1.59 (quint, J = 7.4 Hz, 2H, COCCH2), 2.28 (t, J = 7.4 Hz, 2H,
COCH2)
13C-NMR (CDCl3): δ -0.3, 13.9, 22.3, 24.7, 31.3, 35.9, 174.6
29Si-NMR (CDCl3): δ 23.0
The physical properties and spectral data of the product obtained were as follows:
Boiling point: 90-95℃/48mmHg (short path distillation temperature)
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 0.27 (s, 9H, SiCH 3 ), 0.89 (t, J = 7.2 Hz, 3H, CCH 3 ), 1.26-1.34 (m, 4H, CH 2 ), 1.59 (quint, J = 7.4 Hz, 2H, COCCH 2 ), 2.28 (t, J = 7 .4Hz, 2H,
COCH 2 )
13C -NMR (CDCl 3 ): δ -0.3, 13.9, 22.3, 24.7, 31.3, 35.9, 174.6
29Si -NMR( CDCl3 ): δ 23.0
(実施例224)
1,1,3,3-テトラメチル-1,3-ジフェニルジシロキサン(Me2PhSiOSiMe2Ph) 8mmol、無水酢酸(Ac2O) 6.7mmol、およびSn4+-Mont触媒(クニピア工業製 クニピアF(Na型モンモリロナイト、Na+-Mont)に、水中で、塩化スズ(IV)5水和物を反応させて調製したもの) 180mgを反応容器に入れ、90℃で45分攪拌した。触媒の固体を遠心分離で分離し、上澄み液を分離した後、触媒をトルエンで洗浄した(1mLで2回)。先の上澄み液と洗浄液を合わせて減圧下濃縮して、ショートパス蒸留装置Bで生成物の蒸留を行った結果、アセトキシジメチルフェニルシラン(Me2PhSiOAc)が、5mmol(収率63%)得られた。
(Example 224)
8 mmol of 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-diphenyldisiloxane (Me 2 PhSiOSiMe 2 Ph), 6.7 mmol of acetic anhydride (Ac 2 O), and 180 mg of Sn 4+ -Mont catalyst (prepared by reacting Kunipia F (Na-type montmorillonite, Na + -Mont) manufactured by Kunipia Corporation with tin(IV) chloride pentahydrate in water) were placed in a reaction vessel and stirred at 90°C for 45 minutes. The catalyst solid was separated by centrifugation, and the supernatant was separated, after which the catalyst was washed with toluene (1 mL twice). The supernatant and the washings were combined and concentrated under reduced pressure, and the product was distilled using a short-path distillation apparatus B, resulting in 5 mmol of acetoxydimethylphenylsilane (Me 2 PhSiOAc) (yield 63%).
得られた生成物の物性値、スペクトルデータは次の通りであった。
沸点:100-110℃/3.5mmHg(ショートパス蒸留での留出温度)
1H-NMR (CDCl3): δ 0.58 (s, 6H, SiCH3), 2.09 (s, 3H, COCH3), 7.37-7.46 and 7.62-7.67 (each m, 5H, C6H5)
13C-NMR (CDCl3): δ -1.6, 22.9, 127.9, 130.2, 133.6, 135.7, 171.6
29Si-NMR (CDCl3): δ 11.7
The physical properties and spectral data of the product obtained were as follows:
Boiling point: 100-110℃/3.5mmHg (short path distillation temperature)
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 0.58 (s, 6H, SiCH 3 ), 2.09 (s, 3H, COCH 3 ), 7.37-7.46 and 7.62-7.67 (each m, 5H, C 6 H 5 )
13C -NMR (CDCl 3 ): δ -1.6, 22.9, 127.9, 130.2, 133.6, 135.7, 171.6
29Si -NMR( CDCl3 ): δ 11.7
(実施例225)
ヘキサメチルジシロキサン(Me3SiOSiMe3) 24mmol、トリフルオロ酢酸無水物((CF3CO)2O) 36mmol、およびSn4+-Mont触媒(クニピア工業製 クニピアF(Na型モンモリロナイト、Na+-Mont)に、水中で、塩化スズ(IV)5水和物を反応させて調製したもの) 350mgを反応容器に入れ、90℃で45分攪拌した。触媒の固体を遠心分離で分離し、上澄み液を分離した後、触媒をペンタンで洗浄した(1mLで2回)。先の上澄み液と洗浄液を合わせて減圧下濃縮して、ショートパス蒸留装置Aで生成物の蒸留を行った結果、(トリフルオロアセチルオキシ)トリメチルシラン(Me3SiOCOCF3)が、19.7mmol(収率82%)得られた。
(Example 225)
24 mmol of hexamethyldisiloxane (Me 3 SiOSiMe 3 ), 36 mmol of trifluoroacetic anhydride ((CF 3 CO) 2 O), and 350 mg of Sn 4+ -Mont catalyst (prepared by reacting Kunipia F (Na-type montmorillonite, Na + -Mont) manufactured by Kunipia Corporation with tin(IV) chloride pentahydrate in water) were placed in a reaction vessel and stirred at 90° C. for 45 minutes. The catalyst solid was separated by centrifugation, and the supernatant was separated, after which the catalyst was washed with pentane (twice with 1 mL). The supernatant and the washings were combined and concentrated under reduced pressure, and the product was distilled using short-path distillation apparatus A, resulting in 19.7 mmol (yield 82%) of (trifluoroacetyloxy)trimethylsilane (Me 3 SiOCOCF 3 ).
得られた生成物の物性値、スペクトルデータは次の通りであった。
沸点:86-88℃(ショートパス蒸留での留出温度)
1H-NMR (CDCl3): δ 0.40 (s, 9H, SiCH3)
13C-NMR (CDCl3): δ -0.7, 114.5 (q, J = 286 Hz), 156.7 (q, J = 42 Hz)
29Si-NMR (CDCl3): δ 33.5
The physical properties and spectral data of the product obtained were as follows:
Boiling point: 86-88℃ (short path distillation temperature)
1H -NMR (CDCl 3 ): δ 0.40 (s, 9H, SiCH 3 )
13C -NMR (CDCl 3 ): δ -0.7, 114.5 (q, J = 286 Hz), 156.7 (q, J = 42 Hz)
29Si -NMR ( CDCl3 ): δ 33.5
(実施例226)
ヘキサメチルジシロキサン(Me3SiOSiMe3) 25mmol、プロピオン酸無水物((EtCO)2O) 37.5mol、およびビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドインジウム(III) 0.016mmolを反応容器に入れ、90℃で30分撹拌した。ショートパス蒸留装置Aで生成物の蒸留を行った結果、トリメチル(プロピオニルオキシ)シラン(Me3SiOCOEt)が、23.8mmol(収率95%)得られた。
得られた生成物の物性値およびスペクトルデータは、実施例222で得られたデータと一致していた。
(Example 226)
25 mmol of hexamethyldisiloxane ( Me3SiOSiMe3 ), 37.5 mol of propionic anhydride ((EtCO) 2O ), and 0.016 mmol of bis(trifluoromethanesulfonyl)imide indium(III) were placed in a reaction vessel and stirred for 30 minutes at 90° C. The product was distilled using a short-path distillation apparatus A, and 23.8 mmol of trimethyl(propionyloxy)silane ( Me3SiOCOEt ) was obtained (yield 95%).
The physical properties and spectral data of the product obtained were consistent with those obtained in Example 222.
本発明の製造方法により、機能性化学品として有用なアシロキシシランを、Si-O-Si結合を有するシロキサン化合物に、カルボン酸無水物を反応させることによって、効
率的かつ安全に製造できるため、本発明の利用価値は高く、その工業的意義は多大である。
According to the production method of the present invention, acyloxysilanes, which are useful as functional chemical products, can be efficiently and safely produced by reacting a siloxane compound having a Si—O—Si bond with a carboxylic acid anhydride, and therefore the utility value of the present invention is high and its industrial significance is great.
Claims (11)
(1)周期表で第3族~第15族元素から選ばれる元素の過塩素酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩(ただし、トリフルオロメタンスルホン酸鉄を除く。)、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)塩、ヘキサフルオロアンチモン酸塩、もしくはチオシアン酸塩;塩化ルテニウム;塩化ガリウム;塩化スズ;塩化インジウム;臭化鉄;臭化ルテニウム;トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン;トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルシリル;ノナフルオロブタンスルホン酸;ビス(パーフルオロアルカンスルホニル)イミド;ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドトリメチルシリル;過塩素酸;ヘキサフルオロアンチモン酸;またはチオシアン酸。
(2)ゼオライトおよびモンモリロナイトの少なくとも一方。 A method for producing an acyloxysilane having a Si-OCO bond (OCO represents an oxycarbonyl group, O-C(=O)), comprising a reaction step of reacting a siloxane compound having a Si-O-Si bond with a carboxylic acid anhydride in the presence of an acid catalyst selected from the following (1) and (2):
(1) Perchlorates, trifluoromethanesulfonates (excluding iron trifluoromethanesulfonate), bis(trifluoromethanesulfonylimide )salts, hexafluoroantimonates, or thiocyanates of elements selected from Groups 3 to 15 of the periodic table; ruthenium chloride; gallium chloride; tin chloride; indium chloride; iron bromide; ruthenium bromide; tris(pentafluorophenyl)borane; trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate; nonafluorobutanesulfonic acid; bis(perfluoroalkanesulfonyl)imide; bis(trifluoromethanesulfonyl)imide trimethylsilyl; perchloric acid; hexafluoroantimonate; or thiocyanic acid.
(2) At least one of zeolite and montmorillonite.
R1R2R3Si-O-SiR1R2R3 (IA)
X1O(SiR6R7O)nX2 (IC)
(式(IA)~(IC)中、R1~R7は、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよく;X1およびX2は、それぞれ独立にシリル基または水素原子であり;mおよびnは、それぞれ独立に2以上10000以下の整数である。) The method for producing an acyloxysilane according to any one of claims 1 to 3 , wherein the siloxane compound is a siloxane compound represented by the following general formula (IA), (IB), or (IC):
R 1 R 2 R 3 Si-O-SiR 1 R 2 R 3 (IA)
X 1 O(SiR 6 R 7 O) n X 2 (IC)
(In formulas (IA) to (IC), R 1 to R 7 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction; X 1 and X 2 each independently represent a silyl group or a hydrogen atom; and m and n each independently represent an integer of 2 or more and 10,000 or less.)
(R8CO)2O (IIA)
(式(IIA)中、R8は、炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。式(IIB)中、R9は、炭素数2~24の2価の炭化水素基であり、前記炭素数2~24の2価の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。) The method for producing an acyloxysilane according to any one of claims 1 to 3 , wherein the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (IIA) or (IIB):
(R 8 CO) 2 O (IIA)
(In formula (IIA), R 8 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with a group that does not participate in the reaction. In formula (IIB), R 9 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms may be substituted with a group that does not participate in the reaction.)
R1R2R3Si-O-SiR1R2R3 (IA)
(R8CO)2O (IIA)
R1R2R3Si(OCOR8) (IIIA)
(式(IA)中、R1~R3は、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
式(IIA)中、R8は、炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
式(IIIA)中、R1~R3は、式(IA)中のR1~R3と同様に定義され、R8は、式(IIA)中のR8と同様に定義される。) The method for producing an acyloxysilane according to any one of claims 1 to 3, wherein the siloxane compound is a siloxane compound represented by the following general formula (IA), the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (IIA), and the acyloxysilane is an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIA):
R 1 R 2 R 3 Si-O-SiR 1 R 2 R 3 (IA)
(R 8 CO) 2 O (IIA)
R 1 R 2 R 3 Si (OCOR 8 ) (IIIA)
In formula (IA), R 1 to R 3 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with a group that does not participate in the reaction.
In formula (IIA), R 8 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
In formula (IIIA), R 1 to R 3 are defined in the same manner as R 1 to R 3 in formula (IA), and R 8 is defined in the same manner as R 8 in formula (IIA).
(R8CO)2O (IIA)
R8CO2(SiR4R5O)pCOR8 (IIIB)
(式(IB)中、R4およびR5は、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよく;mは、2以上10000以下の整数である。
式(IIA)中、R8は、炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
式(IIIB)中、R4およびR5は、式(IB)中のR4およびR5と同様に定義され;R8は、式(IIA)中のR8と同様に定義され;pは、1~100の整数である。) The method for producing an acyloxysilane according to any one of claims 1 to 3, wherein the siloxane compound is a siloxane compound represented by the following general formula (IB), the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (IIA), and the acyloxysilane is an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIB):
(R 8 CO) 2 O (IIA)
R 8 CO 2 (SiR 4 R 5 O) p COR 8 (IIIB)
(In formula (IB), R 4 and R 5 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction; and m represents an integer of 2 or more and 10,000 or less.
In formula (IIA), R 8 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
In formula (IIIB), R 4 and R 5 are defined as R 4 and R 5 in formula (IB); R 8 is defined as R 8 in formula (IIA); and p is an integer from 1 to 100.
X1O(SiR6R7O)nX2 (IC)
(R8CO)2O (IIA)
R8CO2(SiR6R7O)qCOR8 (IIIC)
(式(IC)中、R6およびR7は、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよく;X1およびX2は、それぞれ独立にシリル基または水素原子であり;nは、2以上10000以下の整数である。
式(IIA)中、R8は、炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
式(IIIC)中、R6およびR7は、式(IC)中の6およびR7と同様に定義され;R8は、式(IIA)中のR8と同様に定義され;qは、1~100の整数である。) The method for producing an acyloxysilane according to any one of claims 1 to 3, wherein the siloxane compound is a siloxane compound represented by the following general formula (IC), the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (IIA), and the acyloxysilane is an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIC):
X 1 O(SiR 6 R 7 O) n X 2 (IC)
(R 8 CO) 2 O (IIA)
R 8 CO 2 (SiR 6 R 7 O) q COR 8 (IIIC)
(In formula (IC), R 6 and R 7 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction; X 1 and X 2 each independently represent a silyl group or a hydrogen atom; and n represents an integer of 2 or more and 10,000 or less.
In formula (IIA), R 8 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
In formula (IIIC), R 6 and R 7 are defined as 6 and R 7 in formula (IC); R 8 is defined as R 8 in formula (IIA); and q is an integer from 1 to 100.
(式(IB)中、R4およびR5は、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよく;mは、2以上10000以下の整数である。
式(IIB)中、R9は、炭素数2~24の2価の炭化水素基であり、前記炭素数2~24の2価の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
式(IIID)中、R4およびR5は、式(IB)中のR4およびR5と同様に定義され;R9は、式(IIB)中のR9と同様に定義され;r1は、1~100の整数であり;r2は、1以上r1以下の整数である。) The method for producing an acyloxysilane according to any one of claims 1 to 3, wherein the siloxane compound is a siloxane compound represented by the following general formula (IB), the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (IIB), and the acyloxysilane is an acyloxysilane represented by the following general formula (IIID).
(In formula (IB), R 4 and R 5 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction; and m represents an integer of 2 or more and 10,000 or less.
In formula (IIB), R 9 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
In formula (IIID), R 4 and R 5 are defined as R 4 and R 5 in formula (IB); R 9 is defined as R 9 in formula (IIB); r1 is an integer of 1 to 100; and r2 is an integer of 1 or more and r1 or less.
X1O(SiR6R7O)nX2 (IC)
(式(IC)中、R6およびR7は、それぞれ独立に炭素数1~24の炭化水素基または水素原子であり、前記炭素数1~24の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよく;X1およびX2は、それぞれ独立にシリル基または水素原子であり;nは、2以上10000以下の整数である。
式(IIB)中、R9は、炭素数2~24の2価の炭化水素基であり、前記炭素数2~24の2価の炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が反応に関与しない基で置換されていてもよい。
式(IIIE)中、R6およびR7は、式(IC)中の6およびR7と同様に定義され;R9は、式(IIB)中のR9と同様に定義され;s1は、1~100の整数であり;s2は、1以上s1以下の整数である。) The method for producing an acyloxysilane according to any one of claims 1 to 3, wherein the siloxane compound is a siloxane compound represented by the following general formula (IC), the carboxylic acid anhydride is a carboxylic acid anhydride represented by the following general formula (IIB), and the acyloxysilane is an acyloxysilane represented by the following general formula (IIIE):
X 1 O(SiR 6 R 7 O) n X 2 (IC)
(In formula (IC), R 6 and R 7 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrogen atom, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that do not participate in the reaction; X 1 and X 2 each independently represent a silyl group or a hydrogen atom; and n represents an integer of 2 or more and 10,000 or less.
In formula (IIB), R 9 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the divalent hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms may be substituted with groups that are not involved in the reaction.
In formula (IIIE), R 6 and R 7 are defined as R 6 and R 7 in formula (IC); R 9 is defined as R 9 in formula (IIB); s1 is an integer of 1 to 100; and s2 is an integer of 1 or more and s1 or less.
前記アシロキシシランに下記一般式(IV)で表されるアルコールを反応させ、前記アシロキシシランのアシロキシ基をアルコキシ基に変換する修飾工程
を含む、アルコキシシランの製造方法。
R10OH (IV)
(式中、R10は、炭素数1~6のアルキル基である。) A method for producing an alkoxysilane, comprising: an acyloxysilane production step of producing an acyloxysilane by the production method according to any one of claims 1 to 10 ; and a modification step of reacting the acyloxysilane with an alcohol represented by the following general formula (IV) to convert an acyloxy group of the acyloxysilane into an alkoxy group.
R10OH (IV)
(In the formula, R 10 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
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