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JP2002265478A - 分岐状低分子シロキサンの製造方法 - Google Patents

分岐状低分子シロキサンの製造方法

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JP2002265478A
JP2002265478A JP2001071788A JP2001071788A JP2002265478A JP 2002265478 A JP2002265478 A JP 2002265478A JP 2001071788 A JP2001071788 A JP 2001071788A JP 2001071788 A JP2001071788 A JP 2001071788A JP 2002265478 A JP2002265478 A JP 2002265478A
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聡 淺井
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一正 槻岡
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 下記一般式(1)で示されるトリクロロ
シランと下記一般式(2)で示されるジシロキサンとを
線状塩化窒素−リン化合物(LPNC)触媒存在下で反
応させることを特徴とする下記一般式(3)で示される
分岐状低分子シロキサンの製造方法。 【化1】 (式中、Rは水素原子または炭素数1〜20の1価炭化
水素基である。) 【効果】 本発明によれば、分岐状低分子シロキサン、
特にメチルトリストリメチルシロキシシランを効率的か
つ高収率で得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、分岐状低分子シロ
キサンの製造方法に関し、特にシロキサン工業用油剤、
化粧品油剤、洗浄剤として有用なメチルトリストリメチ
ルシロキシシランの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
下記一般式(3)で示されるような分岐状低分子シロキ
サンはこれまで簡便な合成法がなかったためほとんど利
用されることはなかった。これは分子中に分岐があると
直鎖状低分子シロキサンに比べて通常の平衡化又は重合
ではゲル化してしまったり、副生物が多く生成してしま
うため、特定の分岐状低分子シロキサンを効率的に合成
することが困難なためである。
【0003】
【化3】 (式中、Rは水素原子または炭素数1〜20の1価炭化
水素基である。)
【0004】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、式(3)の分岐状低分子シロキサン、特にメチルト
リストリメチルシロキシシランを効率的かつ高収率で得
ることのできる製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、
下記一般式(1)で示されるトリクロロシランと下記一
般式(2)で示されるジシロキサンとを触媒としてLP
NC触媒を使用して反応させることにより、下記一般式
(3)で示される分岐状低分子シロキサンを効率的に製
造できることを見出し、本発明をなすに至った。
【0006】従って、本発明は、下記一般式(1)で示
されるトリクロロシランと下記一般式(2)で示される
ジシロキサンとLPNC触媒存在下で反応させることを
特徴とする下記一般式(3)で示される分岐状低分子シ
ロキサンの製造方法を提供する。
【0007】
【化4】 (式中、Rは水素原子または炭素数1〜20の1価炭化
水素基である。)
【0008】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
【0009】本発明の分岐状低分子シロキサンはトリク
ロロシランとジシロキサンをLPNC触媒存在下で反応
させることにより得られるものである。
【0010】本発明の出発原料として使用するトリクロ
ロシラン及びジシロキサンは下記一般式(1)及び
(2)で示されるものである。
【0011】
【化5】
【0012】ここで、Rは水素原子又は炭素数1〜20
の1価炭化水素基であり、1価炭化水素基としては、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、ヘプチル基、オクチル基、ドデシル
基、オクタデシル基等のアルキル基、シクロヘキシル基
等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケ
ニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジ
ル基等のアラルキル基や、これらの水素原子の一部又は
全部がフッ素で置換された基などを挙げることができ
る。なお、Rは互いに同一であっても異なっていてもよ
い。これらの中でも、特にメチル基が反応のしやすさか
ら好ましい。
【0013】上記一般式(1)で示されるトリクロロシ
ランとしては、メチルトリクロロシラン、及び上記一般
式(2)で示されるジシロキサンとしては、ヘキサメチ
ルジシロキサンが好適に使用される。
【0014】本発明で使用するトリクロロシランとジシ
ロキサンの配合比は、1:1〜1:9(モル比)が好ま
しい。所望の分岐状低分子シロキサンの生成量を多く
し、かつ副生成物の生成を抑えるためには、使用するト
リクロロシランとジシロキサンのモル比を比較したとき
にジシロキサンを過剰に用いることが好ましく、特にト
リクロロシランとジシロキサンの配合比が1:4.5
(モル比)であることが好ましい。
【0015】一般式(1)で示されるトリクロロシラン
と一般式(2)で示されるジシロキサンとを後述するL
PNC触媒存在下で反応させることによって生成される
分岐状低分子シロキサンは、下記一般式(3)で示され
るものである。
【0016】
【化6】 (Rは上記と同様である。)
【0017】また、上記式(1)で示されるトリクロロ
シランとしてメチルトリクロロシランと上記式(2)で
示されるジシロキサンとしてヘキサメチルジシロキサン
を上記割合でLPNC触媒存在下で反応させることによ
り、下記一般式(4)で示される分岐状低分子シロキサ
ンを高収率かつ後工程における精蒸留が容易な副生成物
の少ない原液として得ることができる。
【0018】
【化7】
【0019】特にメチルトリクロロシランとヘキサメチ
ルジシロキサンのモル比が1:1〜1:9、好ましくは
1:4〜1:6の割合でLPNC触媒存在下で反応させ
ることによりメチルトリストリメチルシロキシシランを
選択的に合成することができる。
【0020】触媒としては線状窒化−リン化合物(LP
NC)が使用される。この触媒の合成法は既に公知であ
り、J.Emsley他、J.Chem.Soc.A
(1971)2863に開示されているほか、米国特許
第3839388号、ドイツ連邦共和国特許出願公告第
2229514号明細書、特開平11−267508号
公報等、種々の特許出願に開示されている。使用するL
PNC触媒においては触媒を合成する際のリンと窒素の
配合量が反応を大きく左右し、リンと窒素のモル比が
1:1〜4:1が好ましく、より好ましくは2:1〜
3:1が好ましい。
【0021】なお、市販されている環状窒化−リン化合
物(CPNC)では活性がほとんどない。
【0022】また、特公昭45−41599号には、L
PNC触媒存在下に本反応と同じような置換反応を行う
ことにより有機ハロゲン珪素化合物を合成しているが、
本発明で合成しようとしている分岐状低分子シロキサン
を効率的に合成するものではなく、用いるLPNC触媒
の活性については言及されていない。
【0023】LPNC触媒の使用量は、触媒量である
が、少なすぎると反応が遅くなり、また多すぎても反応
が早すぎて制御できなくなるので、好ましくは原料シラ
ン及びシロキサンの総量の0.01〜1重量%、より好
ましくは0.05〜0.2重量%であるとよい。
【0024】反応温度は0〜100℃で行うのが望まし
い。0℃未満では反応速度が遅く、反応を完結させるた
めに長時間を要する。より好ましくは15〜30℃であ
る。この場合の反応時間は1〜6時間である。
【0025】反応終了後に通常の蒸留操作により目的の
分岐状低分子シロキサンを得ることができる。必要であ
れば公知の方法によりLPNC触媒を不活性化すること
も有効である。
【0026】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
【0027】なお、次の例に使用されるLPNC触媒
は、特開平11−267508号公報の実施例に基づき
合成を行った。配合量は五塩化リンを8.66g、ヘキ
サメチルジシラザンを2.23g(リンと窒素のmol
比は3:1)、ヘキサメチルジシロキサンを200gで
ある。
【0028】[実施例1]500mlのセパラフラスコに
ヘキサメチルジシロキサン229.6gとメチルトリク
ロロシラン70.4g(mol比3:1)からなる混合
溶液を用意し、攪拌下に25℃で上記で示したLPNC
触媒を9g添加して6時間反応を行ったあと、一般的な
蒸留精製をするとメチルトリストリメチルシロキシシラ
ンを52.9g(収率36.2%)で得ることができ
た。(単離した生成物はNMR、IR等の分析により構
造確認をした。以下同様。)
【0029】[比較例1]500mlのセパラフラスコに
ヘキサメチルジシロキサン229.6gとメチルトリク
ロロシラン70.4g(mol比3:1)からなる混合
溶液を用意し、攪拌下に25℃でCPNCを0.15g
添加し反応を行ったところ、6時間反応をさせてもメチ
ルトリストリメチルシロキシシランを得ることができな
かった。
【0030】[実施例2]500mlのセパラフラスコに
ヘキサメチルジシロキサン249.1gとメチルトリク
ロロシラン50.9g(mol比4.5:1)からなる
混合溶液を用意し、攪拌下に25℃で上記で合成したL
PNC触媒を9g添加して2時間反応を行ったあと、一
般的な蒸留精製をするとメチルトリストリメチルシロキ
シシランを74.8g(収率70.8%)で得ることが
できた。
【0031】[実施例3]500mlのセパラフラスコに
ヘキサメチルジシロキサン241.4gとプロピルトリ
クロロシラン58.6g(mol比4.5:1)からな
る混合溶液を用意し、攪拌下に25℃で上記で合成した
LPNC触媒を9g添加して3時間反応を行ったあと、
一般的な蒸留精製をするとプロピルトリストリメチルシ
ロキシシランを76.5g(収率68.5%)で得るこ
とができた。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、分岐状低分子シロキサ
ン、特にメチルトリストリメチルシロキシシランを効率
的かつ高収率で得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4H039 CA93 CD20 4H049 VN01 VP04 VQ02 VQ78 VR21 VR23 VR41 VR43 VS02 VS12 VS78 VT10 VT34 VT38 VT42 VT47 VT52 VW02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で示されるトリクロロ
    シランと下記一般式(2)で示されるジシロキサンとを
    線状塩化窒素−リン化合物(LPNC)触媒存在下で反
    応させることを特徴とする下記一般式(3)で示される
    分岐状低分子シロキサンの製造方法。 【化1】 (式中、Rは水素原子または炭素数1〜20の1価炭化
    水素基である。)
  2. 【請求項2】 LPNC触媒のリンと窒素のモル比が
    1:1〜4:1であることを特徴とする請求項1記載の
    分岐状低分子シロキサンの製造方法。
  3. 【請求項3】 メチルトリクロロシランとヘキサメチル
    ジシロキサンとをLPNC触媒存在下で反応させること
    を特徴とする下記一般式(4)で示されるメチルトリス
    トリメチルシロキシシランの製造方法。 【化2】
  4. 【請求項4】 メチルトリクロロシランとヘキサメチル
    ジシロキサンのモル比が1:1〜1:9の割合でLPN
    C触媒存在下で反応させる請求項3記載のメチルトリス
    トリメチルシロキシシランの製造方法。
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