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JP2018039754A - Method for producing n-silylaminoalkylsilane compounds - Google Patents

Method for producing n-silylaminoalkylsilane compounds Download PDF

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JP2018039754A
JP2018039754A JP2016175164A JP2016175164A JP2018039754A JP 2018039754 A JP2018039754 A JP 2018039754A JP 2016175164 A JP2016175164 A JP 2016175164A JP 2016175164 A JP2016175164 A JP 2016175164A JP 2018039754 A JP2018039754 A JP 2018039754A
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JP
Japan
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compound
producing
silylaminoalkylsilane
formula
polar solvent
Prior art date
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Pending
Application number
JP2016175164A
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Japanese (ja)
Inventor
淳一 寺沢
Junichi Terasawa
淳一 寺沢
智理 鶴岡
Chisato TSURUOKA
智理 鶴岡
田中 亨
Toru Tanaka
亨 田中
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JNC Corp
Original Assignee
JNC Corp
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Abstract

【課題】N−シリルアミノアルキルシラン化合物の製造方法の提供。【解決手段】アミノアルキルシラン化合物とモノクロロシラン化合物を、非プロトン性極性溶媒を用いて、3級アミン化合物の存在下で、反応させることによって、N−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。前記アミノアルキルシラン化合物は、例えば式(1)で表される化合物であり、非プロトン性極性溶媒は例えば、1,2−ジメトキシエタンである、N−シリルアミノアルキルシラン化合物の製造方法。(R1はC1−5のアルキル;R2はH、フェニル又は2−アミノエチル;mは1〜5の整数;nは0〜2の整数)【選択図】なしA method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound is provided. A method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound by reacting an aminoalkylsilane compound and a monochlorosilane compound using an aprotic polar solvent in the presence of a tertiary amine compound. A method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound, wherein the aminoalkylsilane compound is, for example, a compound represented by formula (1), and the aprotic polar solvent is, for example, 1,2-dimethoxyethane. (R1 is C1-5 alkyl; R2 is H, phenyl or 2-aminoethyl; m is an integer of 1 to 5; n is an integer of 0 to 2) [Selection] None

Description

本発明は、N−シリルアミノアルキルシラン化合物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound.

特許文献1では、N,N−ビス(トリメチルシリル)アリルアミンとメチルジアルコキシシランのヒドロシリル化反応により、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルシランを合成しているが、N,N−ビス(トリメチルシリル)アリルアミンの原料であるアリルアミンは毒性が高く、しかも高価な白金触媒を使用する必要がある。
特許文献2では、アミノプロピルシランとトリメチルクロロシランを、トリエチルアミンの存在下、反応させているが、N−シリルアミノプロピルシラン化合物を得るためには、室温で長時間、反応をする必要があった。反応を早く進行させるために、加熱すると、副反応が起こり、トリメチルシランの環状化合物などが生成し、N−シリルアミノプロピルシラン化合物がほとんど得られない。
そこで、反応時間が短く、効率のよいN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法が望まれている。
In Patent Document 1, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropylsilane is synthesized by hydrosilylation reaction of N, N-bis (trimethylsilyl) allylamine and methyldialkoxysilane, but N, N-bis (trimethylsilyl) is synthesized. ) Allylamine, which is a raw material for allylamine, is highly toxic and requires the use of an expensive platinum catalyst.
In Patent Document 2, aminopropylsilane and trimethylchlorosilane are reacted in the presence of triethylamine. However, in order to obtain an N-silylaminopropylsilane compound, it is necessary to react at room temperature for a long time. When heated to advance the reaction quickly, a side reaction occurs, a trimethylsilane cyclic compound or the like is generated, and an N-silylaminopropylsilane compound is hardly obtained.
Therefore, a method for producing an efficient N-silylaminoalkylsilane compound with a short reaction time is desired.

特開平10−17579号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-17579 特開2009−249312号公報JP 2009-24931 A

本発明の課題は、従来技術が有する課題を解消し、工業的な生産に適した、N−シリルアミノアルキルシラン化合物の製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound that solves the problems of the prior art and is suitable for industrial production.

本発明者らは、非プロトン性極性溶媒を用いることで、3級アミン化合物存在下、アミノアルキルシラン化合物とモノクロロシラン化合物を反応させることにより、N−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造することができることを見出し、本発明を完成した。   The present inventors can produce an N-silylaminoalkylsilane compound by reacting an aminoalkylsilane compound and a monochlorosilane compound in the presence of a tertiary amine compound by using an aprotic polar solvent. The present invention has been completed.

本発明の長所は、目的生成物であるN−シリルアミノアルキルシラン化合物を高収率で得ることができることである。   The advantage of the present invention is that the target product N-silylaminoalkylsilane compound can be obtained in high yield.

本発明は、以下の項などである。なお、化学式において、「Me」はメチルであり、「Ph」はフェニルである。   The present invention includes the following items. In the chemical formula, “Me” is methyl and “Ph” is phenyl.

項1. アミノアルキルシラン化合物とモノクロロシラン化合物を、非プロトン性極性溶媒を用いて、3級アミン化合物の存在下で、反応させることによって、N−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。   Item 1. A method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound by reacting an aminoalkylsilane compound and a monochlorosilane compound using an aprotic polar solvent in the presence of a tertiary amine compound.

項2. アミノアルキルシラン化合物が、式(1)で表される化合物である、項1に記載のN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。

Figure 2018039754

式(1)において、
は炭素数1から5のアルキルであり;Rは、水素、フェニル、または2−アミノエチルであり;mは、1、2、3、4、または5であり;nは、0、1、または2である。 Item 2. Item 2. The method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound according to Item 1, wherein the aminoalkylsilane compound is a compound represented by Formula (1).

Figure 2018039754

In equation (1),
R 1 is alkyl having 1 to 5 carbons; R 2 is hydrogen, phenyl, or 2-aminoethyl; m is 1, 2, 3, 4, or 5; 1 or 2.

項3. 3級アミン化合物が、酸解離定数(pKa)が7以上であり、かつ極性表面積(PSA)が12A以上である、項1または2に記載のN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。 Item 3. Tertiary amine compounds, acid dissociation constant (pKa) of is not less than 7, and polar surface area (PSA) is the 12A 2 or more, a method for producing a N- silyl aminoalkyl silane compound according to claim 1 or 2.

項4.非プロトン性極性溶媒が、水と混和する溶液である、項1から3のいずれか1項に記載のN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。   Item 4. Item 4. The method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound according to any one of Items 1 to 3, wherein the aprotic polar solvent is a solution miscible with water.

項5.非プロトン性極性溶媒が、エーテル結合を有する化合物である、項1から4のいずれか1項に記載のN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。   Item 5. Item 5. The method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound according to any one of Items 1 to 4, wherein the aprotic polar solvent is a compound having an ether bond.

項6.非プロトン性極性溶媒が、1,2−ジメトキシエタンである、項1から5のいずれか1項に記載のN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。   Item 6. Item 6. The method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound according to any one of Items 1 to 5, wherein the aprotic polar solvent is 1,2-dimethoxyethane.

項7. 3級アミン化合物が、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エンである、項1から6のいずれか1項に記載のN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。   Item 7. Item 7. The method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound according to any one of Items 1 to 6, wherein the tertiary amine compound is 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene.

項8. 式(3)、式(4)、または式(5)で表される化合物を目的物とする、項1から7のいずれか1項に記載のN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。

Figure 2018039754

式(3)、式(4)、および式(5)において、
は炭素数1から5のアルキルであり;mは、1、2、3、4、または5であり;nは、0、1、または2である。 Item 8. Item 8. A method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound according to any one of Items 1 to 7, wherein the target compound is the compound represented by Formula (3), Formula (4), or Formula (5).

Figure 2018039754

In Formula (3), Formula (4), and Formula (5),
R 1 is alkyl having 1 to 5 carbons; m is 1, 2, 3, 4, or 5; n is 0, 1, or 2.

本発明の原料であるアミノアルキルシラン化合物は、式(1)で表される化合物が好ましい。

Figure 2018039754

式(1)において、
は炭素数1から5のアルキルであり;Rは、水素、フェニル、または2−アミノエチルであり;mは、1、2、3、4、または5であり;nは、0、1、または2である。 The aminoalkylsilane compound which is a raw material of the present invention is preferably a compound represented by the formula (1).

Figure 2018039754

In equation (1),
R 1 is alkyl having 1 to 5 carbons; R 2 is hydrogen, phenyl, or 2-aminoethyl; m is 1, 2, 3, 4, or 5; 1 or 2.

式(1)で表される化合物としては、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アニリノプロピルメチルジエトキシシラン、3-アニリノプロピルトリエトキシシラン、3-アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、3-アニリノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、1−アミノメチルメチルジエトキシシラン、1−アミノメチルトリエトキシシラン、2−アミノエチルメチルジエトキシシラン、2−アミノエチルトリエトキシシランなどを、挙げることができる。   Examples of the compound represented by the formula (1) include 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-anilinopropyl. Methyldiethoxysilane, 3-anilinopropyltriethoxysilane, 3-anilinopropylmethyldimethoxysilane, 3-anilinopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N -(2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 1-aminomethylmethyldiethoxysilane, 1-aminomethyltriethoxysilane, 2-aminoethylmethyldiethoxysilane, 2-aminoethyltriethoxysilane, etc. Can be mentioned.

もう一方の原料として、モノクロロシラン化合物を用いる。好ましいモノクロロシラン化合物は、式(6)で表される化合物である。

Figure 2018039754

式(6)において、
は、水素、炭素数1から5のアルキル、またはフェニルである。 A monochlorosilane compound is used as the other raw material. A preferred monochlorosilane compound is a compound represented by the formula (6).

Figure 2018039754

In equation (6),
R 3 is hydrogen, alkyl having 1 to 5 carbons, or phenyl.

モノクロロシラン化合物は、トリメチルクロロシラン、ジメチルクロロシラン、エチルジメチルクロロシラン、ビニルジメチルクロロシラン、フェニルジメチルクロロシランなどである。
反応に添加するモノクロロシラン化合物の量は、アミノプロピルシラン化合物中のアミンにおける水素に対して、等倍モル以上であることが好ましい。より好ましくは、1倍モルから3倍モルの範囲であり、さらに好ましくは、1倍モルから2倍モルの範囲である。
Examples of the monochlorosilane compound include trimethylchlorosilane, dimethylchlorosilane, ethyldimethylchlorosilane, vinyldimethylchlorosilane, and phenyldimethylchlorosilane.
The amount of the monochlorosilane compound added to the reaction is preferably equal to or greater than the mole of hydrogen in the amine in the aminopropylsilane compound. More preferably, it is in the range of 1-fold mole to 3-fold mole, and even more preferably in the range of 1-fold mole to 2-fold mole.

本発明に用いる3級アミン化合物は、脱塩化水素剤として用いるので、塩基であることが必要であり、より強い塩基であることが好ましい。従って、酸解離定数(pKa)が7以上であり、かつ極性表面積(PSA)が12A以上であることが好ましい。そして、この強塩基のアミン化合物の置換反応を避けるため、アミンの窒素に直接結合する水素が存在しない方が好ましいので、3級アミンとなる。 Since the tertiary amine compound used in the present invention is used as a dehydrochlorinating agent, it needs to be a base and is preferably a stronger base. Accordingly, it is preferable that the acid dissociation constant (pKa) is 7 or more and the polar surface area (PSA) is 12A 2 or more. In order to avoid the substitution reaction of the amine compound of the strong base, it is preferable that there is no hydrogen directly bonded to the nitrogen of the amine, so that the tertiary amine is obtained.

酸解離定数(pKa)および極性表面積(PSA)は、Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V11.02 (c1994-2016 ACD/Labs)によって、計算することができる。例えば、データベースSciFinder(登録商標)から、それぞれの値を入手することができる。   The acid dissociation constant (pKa) and polar surface area (PSA) can be calculated by Advanced Chemistry Development (ACD / Labs) Software V11.02 (c1994-2016 ACD / Labs). For example, each value can be obtained from the database SciFinder (registered trademark).

酸解離定数(pKa)が7以上であり、かつ極性表面積(PSA)が12A以上である、3級アミン化合物は、少なくとも1つの酸素を有するアミン化合物、または少なくとも2つの窒素を有する共役系アミン化合物であることが好ましい。 A tertiary amine compound having an acid dissociation constant (pKa) of 7 or more and a polar surface area (PSA) of 12A 2 or more is an amine compound having at least one oxygen, or a conjugated amine having at least two nitrogens A compound is preferred.

少なくとも1つの酸素を有するアミン化合物は、4−メチルモルホリンが好ましい。

Figure 2018039754
The amine compound having at least one oxygen is preferably 4-methylmorpholine.

Figure 2018039754

少なくとも2つの窒素を有する共役系アミン化合物としては、ヘテロ環化合物、DMAP(N,N−ジメチル−4−アミノピリジン)などが挙げられる。

Figure 2018039754
Examples of the conjugated amine compound having at least two nitrogens include heterocyclic compounds and DMAP (N, N-dimethyl-4-aminopyridine).

Figure 2018039754

脱塩化水素剤として用いる、3級アミンである少なくとも2つの窒素を有する共役系アミン化合物は、アミジン骨格を有する化合物が好ましい。アミジン骨格を有する化合物としては、式(2)で表される化合物が好ましい。

Figure 2018039754

式(2)において、
、R、およびRは独立して、炭素数1から5のアルキルまたは炭素数1から5のアルケニルであり;Rは、水素、炭素数1から5のアルキル、炭素数1から5のアルケニル、または2つの水素が炭素数1から5のアルキルで置き換えられたアミノであり;
、R、R、およびRから選ばれた2つは、お互いに結合して、環を形成してもよい。 The conjugated amine compound having at least two nitrogen atoms that is a tertiary amine used as a dehydrochlorinating agent is preferably a compound having an amidine skeleton. As the compound having an amidine skeleton, a compound represented by the formula (2) is preferable.

Figure 2018039754

In equation (2),
R a , R c , and R d are independently alkyl having 1 to 5 carbons or alkenyl having 1 to 5 carbons; R b is hydrogen, alkyl having 1 to 5 carbons, and 1 to C carbons 5 alkenyl, or amino in which two hydrogens are replaced by alkyl having 1 to 5 carbons;
Two selected from R a , R b , R c and R d may be bonded to each other to form a ring.

式(2)で表される化合物としては、以下の化合物が挙げられる。

Figure 2018039754

Figure 2018039754

Figure 2018039754
Examples of the compound represented by the formula (2) include the following compounds.

Figure 2018039754

Figure 2018039754

Figure 2018039754

より好ましく用いられる脱塩化水素剤は、ヘテロ環化合物である。ヘテロ環化合物としては、DBU(1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン)、DBN(1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン)などが、挙げられる。

Figure 2018039754

最も好ましい脱塩化水素剤は、DBUである。 More preferably, the dehydrochlorinating agent is a heterocyclic compound. Examples of the heterocyclic compound include DBU (1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene), DBN (1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene), and the like. Can be mentioned.

Figure 2018039754

The most preferred dehydrochlorinating agent is DBU.

反応に添加する、酸解離定数(pKa)が7以上であり、かつ極性表面積(PSA)が12A以上であるアミン化合物の量は、アミノプロピルシラン化合物中のアミンにおける水素に対して、等倍モル以上であることが好ましい。より好ましくは、1倍モルから3倍モルの範囲であり、さらに好ましくは、1倍モルから2倍モルの範囲である Added to the reaction, the acid dissociation constant (pKa) of is not less than 7, and the amount of the amine compound is a polar surface area (PSA) is 12A 2 or more, with respect to hydrogen in the amine of the aminopropyl silane compound, magnification It is preferable that it is more than mol. More preferably, it is in the range of 1-fold mole to 3-fold mole, and more preferably in the range of 1-fold mole to 2-fold mole.

本発明の反応において、非プロトン性極性溶媒を用いる。溶媒としては、非プロトン性極性溶媒は、水と混和する性質を有することが好ましい。非プロトン性極性溶媒は、エーテル系、アミド系、ウレア系などの溶媒が挙げられる。好ましい非プロトン性極性溶媒は、エーテル系の溶媒である。   In the reaction of the present invention, an aprotic polar solvent is used. As the solvent, the aprotic polar solvent preferably has a property of being miscible with water. Examples of the aprotic polar solvent include ether solvents, amide solvents, and urea solvents. A preferred aprotic polar solvent is an ether solvent.

エーテル系の溶媒には、THF、DME(1,2−ジメトキシエタン)、1,4−ジオキサンが、挙げられる。
アミド系またはウレア系の溶媒には、DMF(N,N−ジメチルホルムアミド)、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリジン、1,1,3,3−テトラメチルウレア、DMI(1,3−ジメチル−2−イミダゾリジアノン)、DMPU(N,N’−ジメチルプロピレンウレア)が挙げられる。
Examples of ether solvents include THF, DME (1,2-dimethoxyethane), and 1,4-dioxane.
Examples of amide or urea solvents include DMF (N, N-dimethylformamide), N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidine, 1,1,3,3-tetramethylurea, DMI (1 , 3-dimethyl-2-imidazolidianone) and DMPU (N, N′-dimethylpropylene urea).


Figure 2018039754

Figure 2018039754

溶媒の量は、反応系内で生成するアミンの塩酸塩のスラリー濃度が40%未満になる量であることが好ましい。エーテル系では、生成するアミンの塩酸塩がほとんど溶けないため、アミンの塩酸塩のスラリー濃度が40%未満になるように溶媒を入れる必要がある。また、DMFなどアミンの塩酸塩を溶解させる能力の高い溶媒は、アミンの塩酸塩の溶解度分、スラリー濃度が減少するため、溶媒量を減らすことが可能である。   The amount of the solvent is preferably such an amount that the slurry concentration of the hydrochloride of amine produced in the reaction system is less than 40%. In the ether system, the generated amine hydrochloride is hardly soluble, and therefore it is necessary to add a solvent so that the slurry concentration of the amine hydrochloride is less than 40%. In addition, a solvent having a high ability to dissolve amine hydrochloride such as DMF can reduce the amount of the solvent because the slurry concentration is decreased by the solubility of amine hydrochloride.

本発明の製造方法では、アミノアルキルシラン化合物、モノクロロシラン化合物、3級アミン化合物、および非プロトン極性溶媒を仕込み、攪拌させることによって、反応は進行する。反応を好適に制御しながら進行させるために、モノクロロシラン化合物、および3級アミン化合物を、非プロトン性極性溶媒に溶かせておき、所定の反応温度にしてから、アミノアルキルシラン化合物を滴下させることが好ましい。   In the production method of the present invention, the reaction proceeds by charging and stirring an aminoalkylsilane compound, a monochlorosilane compound, a tertiary amine compound, and an aprotic polar solvent. In order to proceed while controlling the reaction suitably, it is possible to dissolve the monochlorosilane compound and the tertiary amine compound in an aprotic polar solvent, bring the reaction temperature to a predetermined temperature, and then drop the aminoalkylsilane compound dropwise. preferable.

反応温度は、0℃から100℃の範囲が好ましい。より好ましくは、10℃から80℃の範囲である。さらに好ましくは、20℃から60℃の範囲である。高い温度で反応の進行を促した後に、低い温度で熟成させることもできる   The reaction temperature is preferably in the range of 0 ° C to 100 ° C. More preferably, it is in the range of 10 ° C to 80 ° C. More preferably, it is the range of 20 to 60 degreeC. After accelerating the reaction at high temperature, it can be aged at low temperature

反応の圧力は、特に制限されないが、減圧にすると低沸点のモノクロロシラン化合物が、揮散しやすくなるので、常圧以上が好ましい。
反応は、水分の混入を防ぐ目的で、乾燥空気、または乾燥窒素気流下で行なうことが好ましい。反応には、可燃物を取り扱うので、不活性雰囲気下、例えば、窒素、アルゴンの環境が好ましい。
The pressure of the reaction is not particularly limited. However, when the pressure is reduced, the low-boiling monochlorosilane compound is likely to be volatilized, and therefore, normal pressure or higher is preferable.
The reaction is preferably performed in a dry air or dry nitrogen stream for the purpose of preventing moisture from entering. In the reaction, combustible materials are handled, and therefore, an inert atmosphere, for example, an environment of nitrogen or argon is preferable.

本発明の反応は、式(3)、式(4)、および式(5)で表される化合物を目的生成物とする場合に、好適に用いることができる。

Figure 2018039754

式(3)、式(4)、および式(5)において、
は炭素数1から5のアルキルであり;mは、1、2、3、4、または5であり;nは、0、1、または2である。 The reaction of the present invention can be suitably used when a compound represented by formula (3), formula (4), or formula (5) is used as a target product.

Figure 2018039754

In Formula (3), Formula (4), and Formula (5),
R 1 is alkyl having 1 to 5 carbons; m is 1, 2, 3, 4, or 5; n is 0, 1, or 2.

式(1)で表される化合物において、Rが水素であるとき、式(3)で表される化合が目的物となる。Rがフェニルであるとき、式(4)で表される化合が目的物となる。Rが2−アミノエチルであるとき、式(5)で表される化合が目的物となる。 In the compound represented by the formula (1), when R 2 is hydrogen, the compound represented by the formula (3) is the target product. When R 2 is phenyl, the compound represented by formula (4) is the target product. When R 2 is 2-aminoethyl, the compound represented by the formula (5) is the target product.

実施例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によっては制限されない。   The invention is explained in more detail by means of examples. The invention is not limited by these examples.

化合物は、下記の手順により合成した。合成した化合物は、NMR分析により同定し、ガスクロマト分析により定量を行なった。   The compound was synthesized by the following procedure. The synthesized compound was identified by NMR analysis and quantified by gas chromatography analysis.

NMR分析:測定には、JEOL社製のECP400を用いた。H−NMRの測定では、試料をCDClの重水素化溶媒に溶解させ、室温、400MHz、積算回数32回の条件で測定した。クロロホルムを内部標準として用いた。13C−NMRの測定では、CDClを内部標準として用い、積算回数14回で行った。核磁気共鳴スペクトルの説明において、sはシングレット、dはダブレット、tはトリプレット、qはカルテット、quinはクインテット、mはマルチプレットであることを意味する。 NMR analysis: ECP400 manufactured by JEOL was used for measurement. In the measurement of 1 H-NMR, the sample was dissolved in a deuterated solvent of CDCl 3 and measured under conditions of room temperature, 400 MHz, and the number of integrations of 32 times. Chloroform was used as an internal standard. In the measurement of 13 C-NMR, CDCl 3 was used as an internal standard, and the integration was performed 14 times. In the description of the nuclear magnetic resonance spectrum, s is a singlet, d is a doublet, t is a triplet, q is a quartet, quin is a quintet, and m is a multiplet.

例えば、目的物の1つであるN,N−(ビストリメチルシリル)−3−アミノプロピルメチルジエトキシランのスペクトルデータを示す。

Figure 2018039754

Figure 2018039754
For example, spectral data of N, N- (bistrimethylsilyl) -3-aminopropylmethyldiethoxylane, which is one of the objects, are shown.

Figure 2018039754

Figure 2018039754

ガスクロマト分析:測定には、島津製作所製のGC−2014型ガスクロマトグラフを用いた。カラムは、パックドカラム内径2.6mm、長さ3m、充填剤、SE−30 10% 60/80、Shimalite WAWを用いた。キャリアーガスとしてはヘリウム(20ml/分)を用いた。試料気化室の温度を250℃、検出器(TCD)部分の温度を250℃に設定した。試料は0.5μmのシリンジフィルタでろ過後、ろ液1μlを試料気化室に注入した。記録計には島津製作所製のGCsolutionシステムなどを用いた。   Gas chromatographic analysis: A GC-2014 gas chromatograph manufactured by Shimadzu Corporation was used for measurement. As the column, packed column inner diameter 2.6 mm, length 3 m, packing material, SE-30 10% 60/80, Shimalite WAW was used. Helium (20 ml / min) was used as the carrier gas. The temperature of the sample vaporization chamber was set to 250 ° C., and the temperature of the detector (TCD) portion was set to 250 ° C. The sample was filtered with a 0.5 μm syringe filter, and 1 μl of the filtrate was injected into the sample vaporizing chamber. For the recorder, a GCsolution system manufactured by Shimadzu Corporation was used.

[実施例1]

Figure 2018039754
[Example 1]

Figure 2018039754

アミノアルキルシラン化合物、モノクロロシラン化合物、および脱塩化水素剤のモル比は、1:2.5:2.6とした。
100mLの4つ口フラスコの系内を窒素で置換した後、室温下で、DME(1,2−ジメトキシエタン)17.4g、DBU10.4g(69mmol)、およびトリメチルクロロシラン7.3g(67mmol)を仕込んだ。攪拌を行いながら、50℃に加熱し、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン(APMS−E)5.0g(26.5mmol)を加えた。その後、50℃で1時間、さらに60℃に加熱し、3時間撹拌した。その後、室温まで冷却し、20時間ほど熟成させた。ガスクロマト分析し、目的物であるN,N−(ビストリメチルシリル)−3−アミノプロピルメチルジエトキシランを、GC収率99.9%以上で得た。
The molar ratio of the aminoalkylsilane compound, the monochlorosilane compound, and the dehydrochlorinating agent was 1: 2.5: 2.6.
After replacing the inside of the 100 mL four-necked flask with nitrogen, 17.4 g of DME (1,2-dimethoxyethane), 10.4 g (69 mmol) of DBU, and 7.3 g (67 mmol) of trimethylchlorosilane were added at room temperature. Prepared. While stirring, the mixture was heated to 50 ° C., and 5.0 g (26.5 mmol) of 3-aminopropylmethyldiethoxysilane (APMS-E) was added. Then, it heated at 60 degreeC at 50 degreeC for 1 hour, and also stirred for 3 hours. Thereafter, it was cooled to room temperature and aged for about 20 hours. Gas chromatographic analysis was conducted to obtain the target product N, N- (bistrimethylsilyl) -3-aminopropylmethyldiethoxylane with a GC yield of 99.9% or more.

実施例1で用いたDMEを含めて、以下の溶媒を溶媒1〜7とする。

Figure 2018039754
The following solvents including DME used in Example 1 are designated as Solvents 1-7.

Figure 2018039754

溶媒1〜7の水への溶解度を、溶剤ハンドブック(講談社出版)から、入手した。

Figure 2018039754
The solubility of solvents 1 to 7 in water was obtained from the solvent handbook (Kodansha Publishing).

Figure 2018039754

[実施例2〜4]
実施例1で用いたDME(溶媒1)の代わりに、溶媒2〜4を用い、使用するアミノシラン、クロロシラン、およびDBUは実施例1と同一とし、実施例1と同一の、原料等のモル比、反応装置、および反応方法によって、生成反応を行った。
[Examples 2 to 4]
Instead of DME (solvent 1) used in Example 1, solvents 2 to 4 were used, and aminosilane, chlorosilane, and DBU used were the same as those in Example 1, and the same molar ratio of raw materials and the like as in Example 1 The production reaction was carried out using a reaction apparatus and a reaction method.

[比較例1〜3]
実施例1で用いたDME(溶媒1)の代わりに、溶媒5〜7を用い、使用するアミノシラン、クロロシラン、およびDBUは、実施例1と同一とし、実施例1と同一の、原料等のモル比、反応装置、および反応方法によって、生成反応を行った。
[Comparative Examples 1-3]
Instead of DME (solvent 1) used in Example 1, solvents 5 to 7 were used, and the aminosilane, chlorosilane, and DBU used were the same as in Example 1, and the same moles of raw materials and the like as in Example 1 The production reaction was carried out by ratio, reactor and reaction method.

反応によっては、副生成物として、環化体(1−トリメチルシリル−2,2−ジエトキシ−1−アザ−2−シラシクロペンタン)、モノ体(N−トリメチルシリル−3−アミノプロピルメチルジエトキシラン)が得られた。実施例1〜4および比較例1〜3の反応後の組成を示す。組成は、原料のアミノシラン、目的生成物、環化体、およびモノ体のGC%の合計を基準とし、各成分の割合を百分率で表している。   Depending on the reaction, as a by-product, cyclized product (1-trimethylsilyl-2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane), mono product (N-trimethylsilyl-3-aminopropylmethyldiethoxylane) was gotten. The composition after reaction of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3 is shown. The composition is expressed as a percentage of each component based on the total of GC% of the raw material aminosilane, target product, cyclized product, and mono product.


Figure 2018039754

Figure 2018039754

Figure 2018039754

Figure 2018039754

比較例1〜3は、未反応アミノシランが5%以上と多く残った。これに対して、実施例1〜4は、目的生成物であるN,N−(ビストリメチルシリル)−3−アミノプロピルメチルジエトキシランを収率良く得ることができた。   In Comparative Examples 1 to 3, a large amount of unreacted aminosilane remained at 5% or more. In contrast, Examples 1 to 4 were able to obtain the target product N, N- (bistrimethylsilyl) -3-aminopropylmethyldiethoxylane in good yield.

本発明で製造できるN−シリルアミノアルキルシラン化合物は、アミノアルキル変性シリコーンの製造原料、低燃費タイヤ用などのシランカップリング剤、表面処理剤、各種シランカップリング剤原料として有用な化合物である。   The N-silylaminoalkylsilane compound that can be produced in the present invention is a useful compound as a raw material for producing aminoalkyl-modified silicone, a silane coupling agent for a fuel-efficient tire, a surface treatment agent, and various silane coupling agent raw materials.

Claims (8)

アミノアルキルシラン化合物とモノクロロシラン化合物を、非プロトン性極性溶媒を用いて、3級アミン化合物の存在下で、反応させることによって、N−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。 A method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound by reacting an aminoalkylsilane compound and a monochlorosilane compound using an aprotic polar solvent in the presence of a tertiary amine compound. アミノアルキルシラン化合物が、式(1)で表される化合物である、請求項1に記載のN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。

Figure 2018039754

式(1)において、
は炭素数1から5のアルキルであり;Rは、水素、フェニル、または2−アミノエチルであり;mは、1、2、3、4、または5であり;nは、0、1、または2である。
The method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound according to claim 1, wherein the aminoalkylsilane compound is a compound represented by the formula (1).

Figure 2018039754

In equation (1),
R 1 is alkyl having 1 to 5 carbons; R 2 is hydrogen, phenyl, or 2-aminoethyl; m is 1, 2, 3, 4, or 5; 1 or 2.
3級アミン化合物が、酸解離定数(pKa)が7以上であり、かつ極性表面積(PSA)が12A以上である、請求項1または2に記載のN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。 The method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound according to claim 1 or 2, wherein the tertiary amine compound has an acid dissociation constant (pKa) of 7 or more and a polar surface area (PSA) of 12A 2 or more. . 非プロトン性極性溶媒が、水と混和する溶液である、請求項1から3のいずれか1項に記載のN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。   The method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound according to any one of claims 1 to 3, wherein the aprotic polar solvent is a solution miscible with water. 非プロトン性極性溶媒が、エーテル結合を有する化合物である、請求項1から4のいずれか1項に記載のN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。   The method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound according to any one of claims 1 to 4, wherein the aprotic polar solvent is a compound having an ether bond. 非プロトン性極性溶媒が、1,2−ジメトキシエタンである、請求項1から5のいずれか1項に記載のN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。   The method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound according to any one of claims 1 to 5, wherein the aprotic polar solvent is 1,2-dimethoxyethane. 3級アミン化合物が、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エンである、請求項1から6のいずれか1項に記載のN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。   The method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound according to any one of claims 1 to 6, wherein the tertiary amine compound is 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene. . 式(3)、式(4)、または式(5)で表される化合物を目的物とする、請求項1から7のいずれか1項に記載のN−シリルアミノアルキルシラン化合物を製造する方法。
Figure 2018039754

式(3)、式(4)、および式(5)において、
は炭素数1から5のアルキルであり;mは、1、2、3、4、または5であり;nは、0、1、または2である。
The method for producing an N-silylaminoalkylsilane compound according to any one of claims 1 to 7, wherein the target compound is the compound represented by formula (3), formula (4), or formula (5). .
Figure 2018039754

In Formula (3), Formula (4), and Formula (5),
R 1 is alkyl having 1 to 5 carbons; m is 1, 2, 3, 4, or 5; n is 0, 1, or 2.
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