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JPH0826158B2 - Polyamine-polysiloxane block copolymer - Google Patents
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JPH0826158B2 - Polyamine-polysiloxane block copolymer - Google Patents

Polyamine-polysiloxane block copolymer

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Publication number
JPH0826158B2
JPH0826158B2 JP10694487A JP10694487A JPH0826158B2 JP H0826158 B2 JPH0826158 B2 JP H0826158B2 JP 10694487 A JP10694487 A JP 10694487A JP 10694487 A JP10694487 A JP 10694487A JP H0826158 B2 JPH0826158 B2 JP H0826158B2
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JP
Japan
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polyamine
block copolymer
polysiloxane
reaction
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育志 手塚
清和 今井
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東芝シリコ−ン株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はポリアミン−ポリシロキサンブロック共重合
体に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a polyamine-polysiloxane block copolymer.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

ポリジオルガノシロキサンと極性をもつ各種の直鎖状
有機ポリマーとのブロック共重合体ないしグラフト共重
合体はよく知られている。たとえばポリオキシアルキレ
ンとのブロックないしグラフト共重合体は界面活性剤や
整泡剤として用いられ、またポリウレタンとのブロック
共重合体には生体適合体があると言われている。
Block copolymers or graft copolymers of polydiorganosiloxane and various linear organic polymers having polarity are well known. For example, block or graft copolymers with polyoxyalkylenes are used as surfactants and foam stabilizers, and block copolymers with polyurethanes are said to be biocompatible.

しかし、ポリアミンとのブロック共重合体は知られて
いない。とくに、シロキサン鎖および/またはポリアミ
ン鎖の鎖長のそろった上記共重合体は知られていない。
However, a block copolymer with polyamine is not known. In particular, the above-mentioned copolymer in which the siloxane chains and / or polyamine chains have the same chain length is not known.

なお、ヒドロキシ基含有ポリシロキサン−ポリオキシ
アルキレンブロック共重合体とポリアミンを有機ポリイ
ソシアネートと反応させてブロック共重合体を得る方法
が開示されている(特開昭52−57295号公報)が、これ
はポリシロキサン含有ポリウレタン弾性体を目的とした
もので、ポリシロキサンとポリアミンとの間にポリオキ
シアルキレン鎖とウレタン結合が存在し、本発明のブロ
ック共重合体とは、分子構造、目的、性状の異なるもの
である。
A method of reacting a hydroxy group-containing polysiloxane-polyoxyalkylene block copolymer and a polyamine with an organic polyisocyanate to obtain a block copolymer has been disclosed (JP-A-52-57295). Is intended for a polysiloxane-containing polyurethane elastic body, in which a polyoxyalkylene chain and a urethane bond are present between the polysiloxane and the polyamine, and the block copolymer of the present invention has a molecular structure, a purpose and a property. It is different.

本発明者らは先に、ポリシロキサン−ポリオキサゾリ
ンブロック共重合体を合成した(風間、手塚、今井;高
分子学会予稿集、第35巻第336ページ(1986)。このブ
ロック共重合体は、本発明のポリアミン−ポリシロキサ
ンブロック共重合体のような生理活性を示さないし、水
で乳化することができない。また、本発明のブロック共
重合体のようにポリアミン鎖の長さをそろえる方法を見
出すに至らなかった。
The present inventors have previously synthesized a polysiloxane-polyoxazoline block copolymer (Kazama, Tezuka, Imai; Proceedings of the Polymer Society of Japan, Vol. 35, page 336 (1986). This block copolymer is The polyamine-polysiloxane block copolymer of the present invention does not exhibit physiological activity and cannot be emulsified with water, and a method for arranging polyamine chain lengths as in the block copolymer of the present invention has been found. Did not reach

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は、新規なポリアミン−ポリシロキサン
ブロック共重合体を提供することにある。とくに本発明
によって、ポリシロキサン鎖および/またはポリアミン
鎖の長さのそろった上記共重合体を提供することができ
る。
An object of the present invention is to provide a novel polyamine-polysiloxane block copolymer. In particular, the present invention can provide the above-mentioned copolymer having a uniform length of polysiloxane chain and / or polyamine chain.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

すなわち本発明は、一般式 (式中、R1はアルキル基、フェニル基、またはアルケニ
ル基を示し、R2は互いに同一または相異なるアルキル基
を示し、R3は炭素数3以上のアルキル基を示し、R4はア
ルキル基を示し、R5は互いに同一または相異なるアルキ
ル基を示し、nは平均5〜1,000、mは平均5〜1,000、
pは3〜10の数を示す。) または一般式 (式中、R1,R2,R3,n,m,pは前述のとおり、Aは連鎖停
止基を示す。) で表されるポリアミン−ポリシロキサンブロック共重合
体に関する。
That is, the present invention has the general formula (In the formula, R 1 represents an alkyl group, a phenyl group, or an alkenyl group, R 2 represents the same or different alkyl groups, R 3 represents an alkyl group having 3 or more carbon atoms, and R 4 represents an alkyl group. R 5 are the same or different alkyl groups, n is 5 to 1,000 on average, m is 5 to 1,000 on average,
p shows the number of 3-10. ) Or general formula (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , n, m and p are as described above and A represents a chain terminating group.) The polyamine-polysiloxane block copolymer represented by the formula:

本発明において、R1はアルキル基、フェニル基、また
はアルケニル基である。アルキル基としてはメチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシ
ル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基など、またア
ルケニル基としてはビニル基、アリル基などが例示され
る。この中で、耐熱性の点からはメチル基又はフェニル
基が好ましいが、シロキサン鎖の長さのそろった共重合
体を得る場合はR1はR1Liに由来するので、その取り扱い
の容易なことから、ブチル基が好ましい。
In the present invention, R 1 is an alkyl group, a phenyl group, or an alkenyl group. The alkyl group is a methyl group,
Examples are ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, decyl group and dodecyl group, and examples of alkenyl group include vinyl group and allyl group. Of these, a methyl group or a phenyl group is preferable from the viewpoint of heat resistance, but in the case of obtaining a copolymer having a uniform siloxane chain length, R 1 is derived from R 1 Li, and therefore its handling is easy. Therefore, a butyl group is preferable.

R2は互いに同一または相異なるアルキル基であり、メ
チル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基な
どが例示されるが、取り扱い及び原料入手の容易なこと
と、耐熱性、撥水性、柔軟性など、ポリシロキサンの性
質を最も良く発揮することから、メチル基が好ましい。
R 2 is an alkyl group which is the same as or different from each other, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a decyl group, and a dodecyl group. The methyl group is preferable because it is easy to perform and the properties of the polysiloxane such as heat resistance, water repellency, and flexibility are best exhibited.

nは平均5〜1,000、好ましくは20〜200の整数であ
る。nが平均5未満のものは合成しにくく、nが平均1,
000を越えると粘度が上がりすぎて取り扱いが困難なば
かりか、制御よく合成することが困難になる。
n is an integer of 5 to 1,000 on average, preferably 20 to 200. If n is less than 5 on average, it is difficult to synthesize, and n is 1 on average.
If it exceeds 000, not only is the viscosity too high to handle, but it is also difficult to synthesize with good control.

pは3〜10の整数である。pが1のものはヒドロシリ
ル化反応では合成できないし、pが2の場合は加水分解
反応に対する抵抗が少ない。またpが10を越えると、系
の見掛け粘度が上昇し、また耐熱性が低下する。この中
で合成の容易なことから、pが3であることが好まし
い。
p is an integer of 3-10. When p is 1, it cannot be synthesized by hydrosilylation reaction, and when p is 2, resistance to hydrolysis reaction is small. On the other hand, when p exceeds 10, the apparent viscosity of the system increases and the heat resistance decreases. Among these, p is preferably 3 because of easy synthesis.

R3は炭素数3以上のアルキル基であり、プロピル基、
ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシ
ル基、ドデシル基などが例示されるが、ポリアミン鎖部
分の分子量が大きく、かつ鎖長のそろったブロック共重
合体を得るには、イソプロピル基、tert−ブチル基、ネ
オペンチル基のような分岐状のものがよく、その中で、
取扱いおよび原料入手の容易なことから、tert−ブチル
基がさらに好ましい。メチル基またはエチル基では、ポ
リアミン鎖を所望の長さに伸ばすことができない。
R 3 is an alkyl group having 3 or more carbon atoms, a propyl group,
A butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a decyl group, a dodecyl group and the like are exemplified, but the polyamine chain portion has a large molecular weight, and to obtain a block copolymer having a uniform chain length, an isopropyl group, A branched one such as a tert-butyl group or a neopentyl group is preferable, among which,
The tert-butyl group is more preferable because it is easy to handle and obtain the raw materials. The methyl group or the ethyl group cannot extend the polyamine chain to a desired length.

R4はアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピ
ル基などが例示される。
R 4 is an alkyl group, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group and a propyl group.

R5は互いに同一または相異なるアルキル基であり、メ
チル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが例示さ
れるが、反応性の大きいことから、メチル基が好まし
い。
R 5 s are alkyl groups that are the same or different from each other, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. However, a methyl group is preferable because of its high reactivity.

mは平均5〜1,000、好ましくは20〜200の整数であ
る。mが平均5未満のものはブロック共重合体の特徴を
十分に発揮しない。またmが平均1,000を越えると粘度
が上がりすぎて取り扱いが困難なばかりか、制御よく合
成することが困難になる。
m is an integer of 5 to 1,000 on average, preferably 20 to 200. Those having an average m of less than 5 do not sufficiently exhibit the characteristics of the block copolymer. On the other hand, when m exceeds 1,000 on average, the viscosity becomes too high, which makes it difficult to handle and makes it difficult to synthesize the composition with good control.

Aは連鎖停止反応によって共重合体中に導入された
基、またはそれより後処理中に生じた基であり、反応条
件や反応終了後の洗浄の仕方によって異なるが、環状ポ
リアミン基、水酸基、メトキシ基、エトキシ基などが例
示される。
A is a group introduced into the copolymer by a chain termination reaction, or a group generated during the post-treatment thereof, which varies depending on the reaction conditions and the washing method after the reaction, but is a cyclic polyamine group, a hydroxyl group, a methoxy group. Examples thereof include a group and an ethoxy group.

式(I)で示されるブロック共重合体は、たとえば次
のようにして得ることができる。すなわち、一般式 (式中R1,R2,R5,nおよびpは前述のとおり) で表される末端アミン型ポリシロキサンと、一般式 (式中R3,R4およびmは前述のとおり) で表されるポリアミンと反応させて得ることができる。
The block copolymer represented by the formula (I) can be obtained, for example, as follows. That is, the general formula (Wherein R 1 , R 2 , R 5 , n and p are as described above), and a terminal amine type polysiloxane represented by the general formula (In the formula, R 3 , R 4 and m are as described above).

末端アミン型ポリシロキサン(III)は、次のように
して合成することができる。すなわち、一般式〔R2 2Si
O〕(ただし、R2は前述のとおり)で表されるヘキサ
オルガノトリシロキサンをテトラヒドロフラン中で一般
式R1Li(ただし、R1は前述のとおり)で示されるオルガ
ノリチウム化合物の存在下に重合し、ついで一般式R2 2H
SiCl(ただし、R2は前述のとおり)で表されるジオルガ
ノクロロシランと脱塩反応させて、一般式R1〔R2 2SiO〕
R2 2SiH(ただし、R1,R2及びnは前述のとおり)で示
される片末端ヒドロシリル結合含有ポリシロキサンを得
る(風間、手塚、今井;第35回高分子討論会予稿集、第
35巻第1684ページ(1986))。これに、白金系触媒の存
在下にジメチルアリルアミン、ジエチルアリルアミン、
ジイソプロピルアリルアミン、ジメチルブテニルアミン
のようなジアルキルアルケニルアミンをヒドロシリル化
反応させることによって、末端アミン型ポリシロキサン
(III)を得ることができる。
The terminal amine type polysiloxane (III) can be synthesized as follows. That is, the general formula [R 2 2 Si
O] 3 (where R 2 is as described above) in the presence of an organolithium compound represented by the general formula R 1 Li (where R 1 is as described above) in tetrahydrofuran. Polymerize and then the general formula R 2 2 H
A general formula R 1 [R 2 2 SiO] is obtained by performing a desalting reaction with diorganochlorosilane represented by SiCl (where R 2 is as described above).
A polysiloxane containing a hydrosilyl bond at one end represented by n R 2 2 SiH (where R 1 , R 2 and n are as described above) is obtained (Kazama, Tezuka, Imai; Proc.
Volume 35, page 1684 (1986)). In addition to this, in the presence of platinum catalyst, dimethylallylamine, diethylallylamine,
The terminal amine type polysiloxane (III) can be obtained by hydrosilylating a dialkylalkenylamine such as diisopropylallylamine or dimethylbutenylamine.

この場合、第1段階の反応で、重量平均分子量の数平
均分子量に対する比(分散度)が1.0〜1.2、条件により
1.1以下の、シロキサン鎖長のそろったポリシロキサン
が得られるので、末端アミン型ポリシロキサン(III)
も、同様にシロキサン鎖長のそろったものを得ることが
できる。
In this case, the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (dispersion degree) in the first step reaction is 1.0 to 1.2
Since a polysiloxane with a siloxane chain length equal to or less than 1.1 can be obtained, the terminal amine type polysiloxane (III)
In the same manner, a product having a uniform siloxane chain length can be obtained.

また、このような末端アミン型ポリシロキサン(II
I)は、例えばR1R2 2SiClと〔R2 2SiO〕(ただし、R1
R2は前述のとおり、qは3または4の整数を示す)の間
のテロメリゼーションまたは開環平衡化反応によってR1
〔R2 2SiO〕R2 2SiCl(ただし、R1,R2及びnは前述の
とおり)を得、この末端の塩素原子をLiAlH4などで水素
化したのち、同様にジアルキルアルケニルアミンと反応
させて得ることもできる。ただし、この方法ではシロキ
サン鎖の長さをそろえることはできない。
In addition, such terminal amine type polysiloxane (II
I) is, for example, R 1 R 2 2 SiCl and [R 2 2 SiO] q (where R 1 ,
R 2 is as described above, q is an integer of 3 or 4, and R 1 is formed by telomerization or ring-opening equilibrium reaction.
[R 2 2 SiO] n R 2 2 SiCl (provided that R 1 , R 2 and n are as described above) is obtained, and the terminal chlorine atom is hydrogenated with LiAlH 4 or the like, and then similarly dialkylalkenylamine is formed. It can also be obtained by reacting. However, this method cannot make the lengths of the siloxane chains uniform.

ポリアミン(IV)は、たとえばヘキサメチルホスホト
リアミドとテトラヒドロフランの混合溶媒中で、トリフ
ルオロメタンスルホン酸メチルのようなトリフルオロメ
タンスルホン酸アルキルを反応開始剤として、N−アル
キルアジリジンを開環重合することによって溶液状で得
ることができる。この方法によれば、得られるポリアミ
ン(IV)は分散度が1.0〜1.2、条件により1.1以下の、
アミン鎖長のそろったポリアミンが得られる。N−アル
キルアジリジンとしては、N−イソプロピルアジリンジ
ン、N−tert−ブチルアジリジン、N−ネオペンチルア
ジリジンのような分岐状アルキル基をもつものが収率よ
く高重合体を与える。
Polyamine (IV) is prepared by ring-opening polymerization of N-alkylaziridine using alkyl trifluoromethanesulfonate such as methyl trifluoromethanesulfonate as a reaction initiator in a mixed solvent of hexamethylphosphotriamide and tetrahydrofuran. It can be obtained in the form of a solution. According to this method, the obtained polyamine (IV) has a dispersity of 1.0 to 1.2, and 1.1 or less depending on the conditions.
A polyamine having a uniform amine chain length is obtained. As the N-alkylaziridine, those having a branched alkyl group such as N-isopropylazirindine, N-tert-butylaziridine and N-neopentylaziridine give a high polymer in good yield.

末端アミン型ポリシロキサン(III)とポリアミン(I
V)の反応は、たとえば、(III)をヘキサメチルホスホ
トリアミドのような非プロトン極性溶媒とテトラヒドロ
フランの混合溶媒に溶解した溶液に(IV)のテトラヒド
ロフラン溶液を加えて、常温で進行させることができ
る。また、末端アミン型ポリシロキサン(III)を均一
に溶解して、反応を円滑に進行させるために、テトラヒ
ドロフランなどの有機溶媒を共存させてもよい。
Terminal amine type polysiloxane (III) and polyamine (I
The reaction of V) can be carried out at room temperature by adding the tetrahydrofuran solution of (IV) to a solution of (III) in a mixed solvent of aprotic polar solvent such as hexamethylphosphotriamide and tetrahydrofuran. it can. Further, an organic solvent such as tetrahydrofuran may coexist in order to uniformly dissolve the terminal amine type polysiloxane (III) and allow the reaction to proceed smoothly.

式(II)て示されるブロツク共重合体は、たとえば次
のようにして得ることができる。すなわち、一般式 (式中、R1,R2,nおよびpは前述のとおり、R6は1価の
炭化水素基を示す。) で表される末端スルホン酸エステル型ポリシロキサンに
より、一般式 (式中R3は前述のとおり)で示されるN−アルキルアジ
リジンを、テトラヒドロフランおよび非プロトン極性溶
媒の存在下に開環重合して得ることができる。
The block copolymer represented by the formula (II) can be obtained, for example, as follows. That is, the general formula (In the formula, R 1 , R 2 , n and p are as described above, and R 6 is a monovalent hydrocarbon group.) N-alkylaziridine represented by the formula (in the formula, R 3 is as described above) can be obtained by ring-opening polymerization in the presence of tetrahydrofuran and an aprotic polar solvent.

式(V)において、R6としてはメチル基、エチル基、
フェニル基、p−トリル基などが例示されるが、反応性
の大きいことから、p−トリル基が好ましい。
In formula (V), R 6 is a methyl group, an ethyl group,
Examples thereof include a phenyl group and a p-tolyl group, but the p-tolyl group is preferable because of its high reactivity.

末端スルホン酸エステル型ポリシロキサン(V)は、
(III)の中間原料である片末端ヒドロシリル結合含有
ポリシロキサンに、白金系触媒の存在下にアリルアコー
ル、3−ブテニルアルコールのようなアルケニルアルコ
ールをヒドロシリル化させたのち、一般式R6SO2Cl(た
だし、R6は前述のとおり)で示されるクロロスルフリル
化合物を反応させて得ることができる。この場合も(II
I)と同様に、用いる片末端ヒドロシリル結合含有ポリ
シロキサンの製法によっては、シロキサン鎖長のそろっ
たものを得ることができる。
The terminal sulfonate ester type polysiloxane (V) is
After hydrosilylating an alkenyl alcohol such as allylacol or 3-butenyl alcohol to a polysiloxane containing a hydrosilyl bond at one end, which is an intermediate raw material of (III), in the presence of a platinum catalyst, the compound represented by the general formula R 6 SO 2 It can be obtained by reacting a chlorosulfuryl compound represented by Cl (wherein R 6 is as described above). Also in this case (II
As in the case of I), a product having a uniform siloxane chain length can be obtained depending on the method for producing the polysiloxane containing a hydrosilyl bond at one end.

末端スルホン酸エステル型ポリシロキサン(V)によ
ってN−アルキルアジリジン(VI)を開環重合して本発
明の共重合体を得る反応は、たとえば上記のポリシロキ
サン(V)をヘキサメチルホスホトリアミドのような非
プロトン極性溶媒またはそれに必要に応じてテトラヒド
ロフランのような上記ポリシロキサン(V)の良溶媒を
加えた混合溶媒に溶解し、これにN−アルキルアジリジ
ン(VI)に加えて80〜120℃の温度で進めることができ
る。この場合も、N−アルキルアジリジンとしては、前
述のような分岐状アルキル基をもつものが、高重合体を
得る点で好ましい。反応終了後、得られた混合物から溶
媒および未反応物を除去し、共重合体を炭化水素系溶媒
のような溶媒に溶解して、凍結乾燥によって精製した共
重合体(II)が得られる。
The reaction of ring-opening polymerization of N-alkylaziridine (VI) with a terminal sulfonic acid ester type polysiloxane (V) to obtain the copolymer of the present invention is carried out, for example, by converting the above polysiloxane (V) into hexamethylphosphotriamide. Such as an aprotic polar solvent or a mixed solvent obtained by adding a good solvent for the above polysiloxane (V) such as tetrahydrofuran, if necessary, and then adding N-alkylaziridine (VI) to 80-120 ° C. Can proceed at temperatures of. Also in this case, as the N-alkylaziridine, one having a branched alkyl group as described above is preferable in terms of obtaining a high polymer. After completion of the reaction, the solvent and unreacted materials are removed from the obtained mixture, the copolymer is dissolved in a solvent such as a hydrocarbon solvent, and freeze-dried to obtain a purified copolymer (II).

この開環重合の際に、連鎖停止反応によってAが形成
される。Aの内容は本発明にとって本質的ではない。た
とえば成長するポリアミン鎖がピペラジン環のようなポ
リアミン環を形成して停止する場合がある。また、系中
に存在する水や後処理に使用する水、アルコールなどに
よって、水酸基またはメトキシ基、エトキシ基、イソプ
ロポキシ基のようなアルコキシ基を形成することがあ
る。
During this ring-opening polymerization, A is formed by a chain termination reaction. The content of A is not essential to the invention. For example, growing polyamine chains may terminate by forming a polyamine ring, such as a piperazine ring. In addition, a hydroxyl group or an alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group or an isopropoxy group may be formed due to water present in the system, water used for the post-treatment, alcohol or the like.

本発明のポリアミン−ポリシロキサンブロック共重合
体は、その合成法によって(I)または(II)の構造式
で表すことができ、いずれもポリシロキサン鎖とポリア
ミン鎖をポリメチレン結合を介して結合させたもので、
本質的には同様のものである。ただし、式(I)で表さ
れるものは、ポリアミン鎖部分の分散度が1.0〜1.2とい
う鎖長のそろったものを得ることができる。また、いず
れの構造式で表されるものも、片末端ヒドロシリル基含
有ポリシロキサンの製法によっては、シロキサン鎖部分
の分散度が1.0〜1.2という鎖長のそろったものを得るこ
とができる。
The polyamine-polysiloxane block copolymer of the present invention can be represented by the structural formula (I) or (II) depending on its synthetic method, and in both cases, the polysiloxane chain and the polyamine chain are bonded via a polymethylene bond. Things
Essentially the same. However, the compound represented by the formula (I) can be obtained with a polyamine chain portion having a uniform polydispersity of 1.0 to 1.2. In addition, those represented by any of the structural formulas can be obtained in which the degree of dispersion of the siloxane chain portion has a uniform chain length of 1.0 to 1.2, depending on the method for producing the polysiloxane containing a hydrosilyl group at one end.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によって提供されるジブロック型ポリアミン−
ポリシロキサンブロック共重合体は、水で容易に乳化で
き、化学的に安定で、生理活性を有し、マイナス電荷を
もつ物質との相互作用、金属に対する配位性、および特
異な配向性をもつ表面形成能がある。とくにブロック共
重合体の一方または相方のセグメントの鎖長をそろえた
ものは、種々の興味ある性質を示す。たとえば、このこ
とによって相分離構造を制御することができる。ポリア
ミン鎖の鎖長をそろえると生体の蛋白質への応答性を制
御できるし、ポリシロキサン鎖の鎖長をそろえると、表
面張力や水との接触角など、共重合体の表面性質を制御
できる。また、両セグメントの鎖長をそろえたものは界
面活性剤としての特性の安定したものが得られる。
The diblock polyamine provided by the present invention
Polysiloxane block copolymers can be easily emulsified in water, are chemically stable, have physiological activity, interact with negatively charged substances, have coordination with metals, and have unique orientation. Has surface forming ability. In particular, a block copolymer in which one or both segments have the same chain length exhibits various interesting properties. For example, this can control the phase separation structure. By adjusting the chain length of the polyamine chain, it is possible to control the responsiveness to biological proteins, and by adjusting the chain length of the polysiloxane chain, the surface properties of the copolymer such as surface tension and contact angle with water can be controlled. Further, when the chain lengths of both segments are the same, those having stable characteristics as a surfactant can be obtained.

したがって、本発明のポリアミン−ポリシロキサンブ
ロック共重合体は、界面活性剤、防菌・防カビ剤、防汚
塗料の成分、染色性向上剤、繊維処理剤として有用であ
る。
Therefore, the polyamine-polysiloxane block copolymer of the present invention is useful as a surfactant, an antibacterial / antifungal agent, a component of an antifouling paint, a dyeability improving agent, and a fiber treating agent.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を合成例、実施例および比較例によって
説明する。これらの例において、部は重量部を表す。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to Synthesis Examples, Examples and Comparative Examples. In these examples, parts represent parts by weight.

合成例1〜3 ヘキサメチルシクロトリシロキサンをテトラヒドロフ
ラン中でブチルリチウムにより重合させ、更にジメチル
クロロシランと反応させて得た、シロキサン鎖の数平均
重合度が30で、重量平均分子量と数平均分子量の比が1.
08の、片末端ヒドロシリル基、他の末端がブチル基で閉
塞されたポリジメチルシロキサン25.1部を反応容器に仕
込み、容器内を窒素で置換したのち、38.6部のジメチル
アリルアミンを加え、さらに0.34部の5%の白金を含む
カーボン担持白金を加えて均一に攪拌しつつ、温度を90
℃に保ってヒドロシリル化反応を行った。反応を8時間
続け、1H-NMRを測定した結果、Si−H結合は完全に消滅
し、反応が完全に進行したことを確認した。生成物を水
で洗浄して過剰のジメチルアリルアミンを除き、常法に
より脱水、濾過を行って、末端にジメチルアミノ基をも
つポリシロキサンS−1を得た。
Synthesis Examples 1 to 3 Hexamethylcyclotrisiloxane was polymerized with butyllithium in tetrahydrofuran and further reacted with dimethylchlorosilane to obtain a siloxane chain having a number average degree of polymerization of 30 and a ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight. Is 1.
08, one end hydrosilyl group, the other end was charged with 25.1 parts of polydimethylsiloxane blocked with a butyl group into the reaction vessel, after replacing the inside of the vessel with nitrogen, 38.6 parts of dimethylallylamine was added, and 0.34 part of Add platinum on carbon containing 5% platinum and stir evenly while keeping the temperature at 90
The hydrosilylation reaction was carried out while maintaining the temperature at ℃. The reaction was continued for 8 hours, and 1 H-NMR was measured. As a result, it was confirmed that the Si—H bond disappeared completely and the reaction proceeded completely. The product was washed with water to remove excess dimethylallylamine, dehydrated and filtered by a conventional method to obtain polysiloxane S-1 having a terminal dimethylamino group.

同様にして、シロキサン鎖の数平均重合度が50および
100の、同様に鎖長のそろった片末端ヒドロシリル結合
含有ポリシロキサンから、同様の配合比と反応条件によ
って、末端にジメチルアミノ基をもつポリシロキサンS
−2およびS−3を得た。原料シロキサンの数平均重合
度と分散度、ならびにS−1〜S−3の重量平均および
数平均分子量を第1表に示す。またS−2の1H-NMRのチ
ャートを第1図に示す。
Similarly, the number average degree of polymerization of siloxane chains is 50 and
Polysiloxane S having a dimethylamino group at the end was prepared from 100 polysiloxanes containing a hydrosilyl bond at one end and having the same chain length at the same mixing ratio and reaction conditions.
-2 and S-3 were obtained. Table 1 shows the number average degree of polymerization and the degree of dispersion of the raw material siloxane, and the weight average and number average molecular weights of S-1 to S-3. Further, the 1 H-NMR chart of S-2 is shown in FIG.

合成例4〜6 合成例1〜3で用いたのと同様の3種類のヒドロシリ
ル基含有ポリシロキサンそれぞれ20.0部を69.4部のトル
エンに溶解し、窒素気流中において、0.34部の5%の白
金を含むカーボン担持白金および25.2部のアリルアルコ
ールを加え、攪拌しつつ第2表に示す条件でヒドロシリ
ル化反応を行った。ついで、メンブレンフィルターを用
いてカーボン担持白金を濾別し、トルエンと未反応アリ
ルアルコールを減圧蒸留によって除いたのち、メタノー
ルで数回洗浄を行って、ベンゼン中より凍結乾燥して、
ヒドロキシプロピル基含有ポリシロキサンを得た。
Synthetic Examples 4 to 6 20.0 parts of each of the same three kinds of hydrosilyl group-containing polysiloxanes used in Synthetic Examples 1 to 3 were dissolved in 69.4 parts of toluene, and 0.34 parts of 5% platinum was added in a nitrogen stream. Carbon-containing platinum containing carbon and 25.2 parts of allyl alcohol were added, and the hydrosilylation reaction was carried out with stirring under the conditions shown in Table 2. Then, the carbon-supported platinum was filtered off using a membrane filter, after removing toluene and unreacted allyl alcohol by vacuum distillation, washed several times with methanol, freeze-dried from benzene,
A hydroxypropyl group-containing polysiloxane was obtained.

このヒドロキシプロピル基含有ポリシロキサン10.0部
を第2表に示す量の塩化メチレンに溶解し、第2表に示
す量の塩化トシル、トリエチルアミン、4−ジメチルア
ミノピリジンを加えて、20℃で22時間攪拌して反応を行
った。反応生成物を39.5部のn−ヘキサンで抽出し、メ
タノール中で繰返し沈澱させて精製し、ベンゼン中より
凍結乾燥して、トシル基含有ポリシロキサンT−1〜T
−3を得た。
Dissolve 10.0 parts of this hydroxypropyl group-containing polysiloxane in the amount of methylene chloride shown in Table 2, add the amounts of tosyl chloride, triethylamine and 4-dimethylaminopyridine shown in Table 2 and stir at 20 ° C for 22 hours. Then, the reaction was carried out. The reaction product was extracted with 39.5 parts of n-hexane, repeatedly precipitated in methanol for purification, and lyophilized from benzene to give tosyl group-containing polysiloxanes T-1 to T-.
-3 was obtained.

原料シロキサンの数平均重合度および分散度、ヒドロ
シリル化反応の条件、ヒドロキシプロピル基含有ポリシ
ロキサンの収率、トシル基含有ポリシロキサンの収率、
ならびにその重量平均および数平均分子量を第2表に示
す。またT−2の1H-NMRのチャートを第2図に示す。
Number average degree of polymerization and dispersity of raw material siloxane, conditions of hydrosilylation reaction, yield of hydroxypropyl group-containing polysiloxane, yield of tosyl group-containing polysiloxane,
In addition, Table 2 shows the weight average and number average molecular weight thereof. The 1 H-NMR chart of T-2 is shown in FIG.

実施例1〜4 N−tert−ブチルアジリジンをヘキサメチルホスホト
リアミドとテトラヒドロフランの混合溶媒に溶解し、こ
れにトリフルオロメタンスルホン酸メチルを加えて、攪
拌しつつ15℃で20分間、開環重合を行った。それぞれの
仕込量は第3表に示すとおりである。得られた反応溶液
から一部を抜き出して、生成したポリアミンの重量平均
および数平均分子量を求めたところ、第3表のように、
分散度はいずれも1.1以下であった。
Examples 1 to 4 N-tert-butylaziridine was dissolved in a mixed solvent of hexamethylphosphotriamide and tetrahydrofuran, methyl trifluoromethanesulfonate was added thereto, and ring-opening polymerization was carried out at 15 ° C. for 20 minutes while stirring. went. The amount of each charge is as shown in Table 3. A part of the obtained reaction solution was extracted and the weight average and number average molecular weight of the produced polyamine were determined.
The dispersity was 1.1 or less in all cases.

得られた反応溶液中に、合成例1〜3で得られたジメ
チルアミノ基含有ポリシロキサンS−1〜S−3のテト
ラヒドロフラン溶液を加えた。添加量は第3表のとおり
である。この混合物を30℃で2時間攪拌してカップリン
グ反応を行った。反応生成物をメタノールに注いで単離
し、さらにイソプロパノールで繰返し洗浄したのち、ベ
ンゼンに溶解して凍結乾燥を行い、ポリアミン−ポリシ
ロキサンブロック共重合体を得た。収量、重量平均およ
び数平均分子量、NMRより積分比として求めた共重合体
中のポリアミンセグメントの割合を第3表に示す。
The tetrahydrofuran solutions of the dimethylamino group-containing polysiloxanes S-1 to S-3 obtained in Synthesis Examples 1 to 3 were added to the obtained reaction solutions. The added amount is shown in Table 3. The mixture was stirred at 30 ° C. for 2 hours to carry out a coupling reaction. The reaction product was poured into methanol to be isolated, further washed repeatedly with isopropanol, dissolved in benzene and freeze-dried to obtain a polyamine-polysiloxane block copolymer. Table 3 shows the yield, weight average and number average molecular weights, and the proportion of the polyamine segment in the copolymer obtained as the integral ratio from NMR.

また、実施例4で得られたブロック共重合体の1H-NMR
およびIRのチャートをそれぞれ第3図および第4図に、
その帰属を第5表に示す。
In addition, 1 H-NMR of the block copolymer obtained in Example 4
And IR charts are shown in Figs. 3 and 4, respectively.
The attribution is shown in Table 5.

実施例5〜7 合成例4〜6で得られたトシル基含有ポリシロキサン
T−1〜T−3を反応容器に仕込み、脱気、チッ素置換
したのち、ヘキサメチルホスホトリアミドをテトラヒド
ロフランを加え、さらにN−tert−ブチルアジリジンを
添加して攪拌しつつ加熱して、トシル基含有ポリシロキ
サンを開始剤とするtert−ブチルアジリジンの開環重合
を行った。それぞれの仕込量および反応条件は第4表に
示すとおりである。
Examples 5 to 7 Tosyl group-containing polysiloxanes T-1 to T-3 obtained in Synthesis Examples 4 to 6 were charged into a reaction vessel, deaerated and replaced with nitrogen, and hexamethylphosphotriamide was added to tetrahydrofuran. Further, N-tert-butylaziridine was added and heated with stirring to carry out ring-opening polymerization of tert-butylaziridine using a tosyl group-containing polysiloxane as an initiator. The charged amounts and reaction conditions are shown in Table 4.

反応終了後、未反応のN−tert−ブチルアジリジン、
ヘキサメチルホスホトリアミドおよびテトラヒドロフラ
ンを減圧蒸留によって留去し、エタノールと水の1:1混
合液を加えてポリマーを析出させた。さらにエタノール
と水の1:1混合液で洗浄を繰り返して、副生した環状ポ
リアミンオリゴマーを除去した。ついで、ベンゼンを加
えて凍結乾燥することにより、精製したポリアミン−ポ
リシロキサンブロック共重合体を得た。
After completion of the reaction, unreacted N-tert-butylaziridine,
Hexamethylphosphotriamide and tetrahydrofuran were distilled off under reduced pressure, and a 1: 1 mixture of ethanol and water was added to precipitate a polymer. Further, washing with a 1: 1 mixture of ethanol and water was repeated to remove the by-produced cyclic polyamine oligomer. Then, benzene was added and freeze-dried to obtain a purified polyamine-polysiloxane block copolymer.

得られたブロック共重合体は無色の粘性固体であり、
ヘキサン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、クロロホル
ム、四塩化炭素に可溶で、アセトン、メタノール、ジメ
チルスルホキシド、水に不溶であった。また、このブロ
ック共重合体は希塩酸中で乳化作用を示した。
The obtained block copolymer is a colorless viscous solid,
It was soluble in hexane, benzene, tetrahydrofuran, chloroform and carbon tetrachloride and insoluble in acetone, methanol, dimethyl sulfoxide and water. Further, this block copolymer exhibited an emulsifying action in dilute hydrochloric acid.

ブロック共重合体の収量、平均分子量、共重合体中の
ポリアミンセグメントの割合、tert−ブチルアジリジン
の反応率、および開始剤の効率を第4表に示す。実施例
7で得られたブロック共重合体の1H-NMRおよびIRのチャ
ートはそれぞれ第3図および第4図と同じ特性吸収を示
した。
Table 4 shows the yield of the block copolymer, the average molecular weight, the ratio of the polyamine segment in the copolymer, the reaction rate of tert-butylaziridine, and the efficiency of the initiator. The 1 H-NMR and IR charts of the block copolymer obtained in Example 7 showed the same characteristic absorptions as in FIGS. 3 and 4, respectively.

比較例1 ヘキサメチルホスホトリアミドを用いず、テトラヒド
ロフランの代りに700部の塩化メチレンを溶媒として用
い、反応条件を0℃、48時間とした以外は実施例5と同
様の実験を行ったところ、反応は全く行われず、目的の
ポリアミン−ポリシロキサン共重合体は得られなかっ
た。
Comparative Example 1 The same experiment as in Example 5 was conducted except that hexamethylphosphotriamide was not used, 700 parts of methylene chloride was used as a solvent instead of tetrahydrofuran, and the reaction conditions were 0 ° C. and 48 hours. No reaction was carried out, and the target polyamine-polysiloxane copolymer was not obtained.

比較例2 ヘキサメチルホスホトリアミドを用いず、テトラヒド
ロフランの量を466部とし、反応条件を60℃、26時間と
した以外は実施例7と同様の実験を行ったところ、反応
は全く行われず、目的のポリアミン−ポリシロキサン共
重合体は得られなかった。
Comparative Example 2 The same experiment as in Example 7 was carried out except that hexamethylphosphotriamide was not used, the amount of tetrahydrofuran was 466 parts, and the reaction conditions were 60 ° C. and 26 hours. The target polyamine-polysiloxane copolymer was not obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は合成例2で得られたジメチルアミノ基含有ポリ
シロキサンの1H-NMRのチャート、第2図は合成例5で得
られたトシル基含有ポリシロキサンの1H-NMRのチャー
ト、第3図および第4図は実施例4で得られたポリアミ
ン−ポリシロキサンブロック共重合体の1H-NMRおよびIR
チャートを示す。
Figure 1 is 1 H-NMR chart of the dimethylamino group-containing polysiloxane obtained in Synthesis Example 2, FIG. 2 1 H-NMR chart of the tosyl group-containing polysiloxane obtained in Synthesis Example 5, the 3 and 4 show 1 H-NMR and IR of the polyamine-polysiloxane block copolymer obtained in Example 4.
A chart is shown.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一般式 (式中、R1はアルキル基、フェニル基、またはアルケニ
ル基を示し、R2は互いに同一または相異なるアルキル基
を示し、R3は炭素数3以上のアルキル基を示し、R4はア
ルキル基を示し、R5は互いに同一または相異なるアルキ
ル基を示し、nは平均5〜1,000、mは平均5〜1,000、
pは3〜10の数を示す。) または一般式 (式中、R1,R2,R3,n,m,pは前述のとおり、Aは連鎖停
止基を示す。) で表されるポリアミン−ポリシロキサンブロック共重合
体。
1. A general formula (In the formula, R 1 represents an alkyl group, a phenyl group, or an alkenyl group, R 2 represents the same or different alkyl groups, R 3 represents an alkyl group having 3 or more carbon atoms, and R 4 represents an alkyl group. R 5 are the same or different alkyl groups, n is 5 to 1,000 on average, m is 5 to 1,000 on average,
p shows the number of 3-10. ) Or general formula (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , n, m, and p are as described above, and A represents a chain-terminating group.) A polyamine-polysiloxane block copolymer represented by the formula:
【請求項2】R1がブチル基である特許請求の範囲第1項
記載のポリアミン−ポリシロキサンブロック共重合体。
2. The polyamine-polysiloxane block copolymer according to claim 1, wherein R 1 is a butyl group.
【請求項3】R2がメチル基である特許請求の範囲第1項
記載のポリアミン−ポリシロキサンブロック共重合体。
3. The polyamine-polysiloxane block copolymer according to claim 1, wherein R 2 is a methyl group.
【請求項4】シロキサン鎖部分の重量平均分子量の数平
均分子量に対する比が1.0〜1.2である特許請求の範囲第
1項記載のポリアミン−ポリシロキサンブロック共重合
体。
4. The polyamine-polysiloxane block copolymer according to claim 1, wherein the ratio of the weight average molecular weight of the siloxane chain portion to the number average molecular weight is 1.0 to 1.2.
【請求項5】pが3である特許請求の範囲第1項記載の
ポリアミン−ポリシロキサンブロック共重合体。
5. The polyamine-polysiloxane block copolymer according to claim 1, wherein p is 3.
【請求項6】R3がtert−ブチル基である特許請求の範囲
第1項記載のポリアミン−ポリシロキサンブロック共重
合体。
6. The polyamine-polysiloxane block copolymer according to claim 1, wherein R 3 is a tert-butyl group.
【請求項7】一般式(I)で表される共重合体におい
て、アミン鎖部分の重量平均分子量の数平均分子量に対
する比が1.0〜1.2である特許請求の範囲第1項記載のポ
リアミン−ポリシロキサンブロック共重合体。
7. The polyamine-polyamine according to claim 1, wherein in the copolymer represented by the general formula (I), the ratio of the weight average molecular weight of the amine chain portion to the number average molecular weight is 1.0 to 1.2. Siloxane block copolymer.
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