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JPH06211879A - アルコキシシラン基とアミノ基とを含有する化合物 - Google Patents

アルコキシシラン基とアミノ基とを含有する化合物

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JPH06211879A
JPH06211879A JP5297592A JP29759293A JPH06211879A JP H06211879 A JPH06211879 A JP H06211879A JP 5297592 A JP5297592 A JP 5297592A JP 29759293 A JP29759293 A JP 29759293A JP H06211879 A JPH06211879 A JP H06211879A
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alkoxysilane
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Christian Zwiener
クリスチアン・ツヴイーナー
Lutz Schmalstieg
ルーツ・シユマルステイーク
Josef Dr Pedain
ヨーゼフ・ペダイン
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Bayer AG
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Bayer AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1804Compounds having Si-O-C linkages

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Abstract

(57)【要約】 【目的】アルコキシシラン基と第二アミノ基とを含有す
る新規な化合物、該化合物の製造方法およびその使用法
を提供すること。 【構成】N−アルコキシシリルアルキル−アスパラギン
酸エステルは、等モル量のアミノアルキルアルコキシシ
ランとマレイン酸エステル又はフマル酸エステルとの反
応により製造される。これらのN−アルコキシシリルア
ルキル−アスパラギン酸エステルは、アルコキシシラン
基と尿素基とを含有するプレポリマーの製造において反
応体として特に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はアルコキシシラン基と
第二アミノ基とを含有する新規な化合物、該化合物の製
造方法、およびアルコキシシラン基と尿素基とを含有す
るプレポリマーの製造に用いられる有機ポリイソシアネ
ートに対する反応体としての新規化合物の使用、に関す
る。
【0002】
【従来の技術】加水分解できる有機官能性シランは、従
来の重合体化学をシリコーン化学に結び付ける鍵となる
成分である。この目的のための工業的に重要な化合物
は、特に一般式 (RO)3 Si−(CH2 3 −X (R=アルキル
基 X=官能基) に該当する化合物である。このような化合物は、湿分の
存在下に“シラン重縮合”によって架橋する加水分解可
能なシリル基と、上記化合物を従来の重合体物質と化学
的に結合させることのできる他の官能基Xとの、両者を
含有している。(たとえばAngew.Chem.98
(1986)237−253を参照)。官能基Xがツエ
レビチノフ活性水素原子を含有する上式に該当する加水
分解可能な官能性シランは、潜在的にポリイソシアネー
トを改質することができる(たとえばWO92/052
12を参照)。この目的に適う商業的に入手できる製品
はNH2 および/又はNH基を含有している。SH基も
又、存在していてもよい。
【0003】SH基を含有するアルコキシシランは、た
とえばGB−A(英国公開公報)−1,102,25
1;EP−A(ヨーロッパ公開公報)−0,018,0
94;DE−A(ドイツ公開公報)−1,162,81
8;US−A(米国特許公報)−3,590,065;
US−A−3,849,471;US−A4,082,
790;US−A−4,012,403;およびUS−
A−4,401,286に記載されている。SH基を含
有する全てのアルコキシシランはメルカプタン特有の不
快臭を有している。したがってその重合体はこれら化合
物の残基のため不快臭を有するであろう。アミノ基を含
有するアルコキシシランは、たとえばJ.Org.Ch
em.36(1971),P.3120;DE−A−
1,152,695;DE−A−1,271,712;
DE−A−2,161,716;DE−A−2,40
8,480;DE−A−2,521,399;DE−A
−2,749,316;US−A−2,832,75
4;US−A−2,971,864;およびUS−A−
4,481,364に記載されている。本技術分野で公
知の全てのアミノ−官能性シランに共通する不利な点
は、イソシアネートと極端に反応し易いということであ
る。従って、これらのアルコキシシランは、反応生成物
の不相容性、異質性および極端に高い粘度のため、ポリ
イソシアネートと反応することはできない。湿分によっ
て架橋し得るα−アミノアルキルシラン誘導体は、Ge
rmanOffenlegungsschriften
(ドイツ公開公報)Nos.1,812,504および
1,812,562によって製造し得る。しかし、そこ
に記載された官能性シランはその複雑な合成方法のため
工業的重要性を達成することはできなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、N
H基を含有する工業的にたやすく得られるアルコキシシ
ランを提供することである。また、この発明の目的は、
NH基を含有する従来技術のアルコキシシランの遭遇す
る不相容性や異質性や粘度の問題をもたらすことなく、
イソシアネートと反応し得るNH基を含有するアルコキ
シシランを提供することである。この発明のもう1つの
目的は、NH基を含有する簡単で商業的に有用なアルコ
キシシランの製造方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】これらの目的及び本技術
分野で当業者にとって明白であろう他の目的は、約0℃
〜約100℃の温度で、与えられた式で表される等モル
量のアミノ−アルキルアルコキシシランとマレイン酸エ
ステル又はフマル酸エステルとを反応させることによ
り、達成される。この反応の生成物、つまりこの発明の
アルコキシシランは、式(I)によって表される。
【化3】 ここにおいて、R,R′,X,Y,Zおよびnは下記に
明記された基又は変数を表す。
【0006】この発明は式(I)に該当する、アルコキ
シシラン基とアミノ基とを含有する化合物に関するもの
であり、
【化4】 式(I)において、RおよびR′は100℃より低い温
度でイソシアネート基に対し不活性な同一又は異なる有
機基を表し、X,YおよびZは100℃より低い温度で
イソシアネートに対し不活性な同一又は異なる有機基を
表し、ただしこの際これらの基の少なくとも1つはアル
コキシ基であることを条件とし、nは2〜4の整数を表
す。
【0007】この発明は又、式(I)で表されるアルコ
キシシラン基とアミノ基とを含有する化合物の製造方法
に関し、この製造方法では式(II)に該当する等モル
量のアミノアルキルアルコキシシラン
【化5】 と、式(III)に該当するマレイン酸エステエル又は
フマル酸エステル ROOC−CH=CH−COOR′ (III) (ただし両式においてR,R′,X,Y,Zおよびnは
前記に指示された意味を有する)とを約0℃〜約100
℃の温度範囲内で反応させる。
【0008】この発明は又、アルコキシシラン基と尿素
基とを含有するプレポリマーの製造方法に関し、この製
造方法では式(I)で表される化合物を有機ポリイソシ
アネートと反応させる。式(I)、(II)および(I
II)の各々における好ましい変数は次の通りである。
RおよびR′は1〜4ヶの炭素原子を有する同一又は異
なるアルキル基、最も好ましくはメチル基又はエチル基
を表し、X,YおよびZは1〜4ヶの炭素原子を有する
アルキル又はアルコキシ基を表し、ただしこの際これら
の基の少なくとも1つはアルコキシ基であることを条件
とし、そしてnは3を表す。
【0009】X,YおよびZの各々がメトキシ基を表す
化合物、およびXが1〜4ヶの炭素原子を有するアルコ
キシ基を表し且つYおよびZが1〜4ヶの炭素原子を有
する同一又は異なるアルキル基又はアルコキシ基を表す
化合物が、特に好ましい。式(I)で表される化合物
は、式(II)に該当するアミノアルキルアルコキシシ
ランを、式(III)で表されるマレイン酸エステル又
はフマル酸エステルと反応させることにより製造され
る。
【0010】第一アミンと、マレイン酸エステル又はフ
マル酸エステルとの反応は文献から原則的にすでに公知
であり、たとえばEP−A−0,403,921;DE
−OS1,670,812;およびDE−OS2,15
8,945に記載ずみである。しかしながら、これらの
刊行物はどれも,アルコキシシラン−官能性アミンとマ
レイン酸エステル又はフマル酸エステルとの反応を示唆
していない。式(I)で表されるアルコキシシランを製
造し得る適当なアミノアルキルアルコキシ−シランの具
体例は、次の化合物を包含する。2−アミノエチル−ジ
メチルメトキシシラン;3−アミノプロピル−トリメト
キシシラン;3−アミノプロピル−トリエトキシシラン
および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−トリメトキシシランおよび3
−アミノプロピル−トリエトキシシランが特に好まし
い。
【0011】適当なマレイン酸エステル又はフマル酸エ
ステルの具体例は次の化合物を包含する。マレイン酸ジ
メチルエステル;マレイン酸ジエチルエステル;マレイ
ン酸ジ−n−ブチルエステル;および対応するフマル酸
エステル。マレイン酸ジメチルエステルとマレイン酸ジ
エチルエステルが特に好ましい。マレイン酸エステル又
はフマル酸エステルとアミノアルキルアルコキシシラン
との反応は約0℃〜約100℃の温度範囲内で行われ
る。酸エステルとアミノアルキルアルコキシシランの量
は、一般に出発物質がモル比1:1で用いられるように
選ばれる。反応は溶媒のあるなしに拘わらず実施し得
る。しかし、溶媒の使用は余り好ましくない。もし溶媒
が用いられる場合は、ジオキサンが好ましい溶媒の例で
ある。反応はもちろん、異なる3−アミノアルキルアル
コキシシランの混合物およびフマル酸エステルおよび/
又はマレイン酸エステルの混合物を用いて実施できる。
アミノ基およびアルコキシシラン基を含有するこの発明
の化合物は、無色から淡黄色を呈する。この化合物はさ
らなる精製を行わずにイソシアネート基含有化合物の改
質に使用し得る。
【0012】この発明の化合物は、アルコキシシラン基
と尿素基とを含有するプレポリマーの製造目的のため
に、イソシアネート基を含有する化合物に対する貴重な
改質剤である。このようなプレポリマーはたとえば“シ
ラン重縮合”により架橋し得る封止剤の製造に使用でき
る。この目的に用いるときは、プレポリマーはしばしば
ジブチル錫ジアセテートのような適当な触媒との混合物
として用いられる。式(II)で表されるような低分子
量で塩基性のアミノアルキルトリアルコキシ−シラン
は、プレポリマーの硬化を促進する。そのため、これら
のシランはプレポリマーをシーラントの製造に用いると
きに、触媒量で添加し得る。このように我々の発明を記
述してきたので、以下の例はそれを実証するために与え
られている。これらの例で与えられた全ての%は重量%
である。
【0013】
【実施例】
例1N−(3−トリエトキシシリルプロピル)アスパラギン
酸ジエチルエステル 221.0g(1.0mol)の3−アミノプロピルト
リエトキシシランが標準攪拌装置に導入された。17
2.0g(1.0mol)のマレイン酸ジエチルエステ
ルが点滴法で室温下に約4時間にわたって添加された。
発熱反応は水浴中で装置を冷却することにより、約30
℃に維持された。攪拌はそれからさらに8時間、室温下
で続けられた。約30mPa.s(23℃)の粘度を有
する透明かつ無色の液体が得られた。塩基滴定は殆ど完
全な転換を示した。アミン当量は約398g(理論値:
393g)であった。
【0014】例2N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−アスパラギ
ン酸ジメチルエステル 221.0g(1.0mol)の3−アミノプロピルト
リエトキシシランが標準攪拌装置内に導入された。14
4.0g(1.0mol)のマレイン酸ジメチルエステ
ルが室温下に約4時間にわたって点滴法で添加された。
発熱反応は水溶冷却により約30℃に維持された。塩基
性触媒転換によりマレイン酸ジメチルエステルから形成
されたフマル酸ジメチルエステルの結晶が反応中に容器
の壁に沈着し、室温下に約16時間、後攪拌の期間中に
反応した。粘度約30mPa.s(23℃)を有する透
明な無色の液体が得られた。塩基滴定により決定された
アミン当量はおよそ372g(理論値:365g)であ
った。
【0015】例3N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−アスパラギ
ン酸ジ−n−ブチルエステル 221.0g(1.0mol)の3−アミノプロピル−
トリエトキシシランおよび228.0g(1.0mo
l)のマレイン酸ジ−n−ブチルエステルが例1で用い
たのと同じ手順により反応した。透明で淡黄色の液体の
粘度は約30mPa.s(23℃)であった。塩基滴定
は約462g(理論値:449g)のアミン当量を示し
た。
【0016】例4N−(3−トリメトキシシリルプロピル)−アスパラギ
ン酸ジメチルエステル 179.0g(1.0mol)の3−アミノプロピル−
トリメトキシシランおよび144.0g(1.0mo
l)のマレイン酸ジメチルエステルが例2で用いられた
のと同じ手順に従って反応した。透明で淡黄色の液体の
粘度は約30mPa.s(23℃)であった。塩基滴定
は約331g(理論値:323g)のアミン当量を示し
た。
【0017】例5N−(3−トリメトキシシリルプロピル)−アスパラギ
ン酸ジエチルエステル 179.0g(1.0mol)の3−アミノプロピル−
トリメトキシシランおよび172.0g(1.0mo
l)のマレイン酸ジエチルエステルが例1で用いられた
のと同じ手順により反応した。約30mPa.s(23
℃)の粘度を有する透明な無色の生成物が得られた。塩
基滴定により決定されたアミン当量は約359g(理論
値:351g)であった。
【0018】例6アルコキシシラン−官能性ポリウレタンプレポリマーの
製造 プレポリマーを形成するため、プロピレングリコールの
プロポキシル化によって製造されたOH価56を有する
ポリエーテルジオール1000gを、80℃、6時間で
2,4−トリレンジイソシアネート174gと反応させ
た。3.5%のNCO含量を有するプレポリマーが得ら
れた。反応混合物を室温に冷却したのち、例1からの、
マレイン酸ジエチルエステルと3−アミノプロピル−ト
リエトキシシランとの付加物380gを点滴法により室
温下で激しく攪拌しながら添加した。室温下に1時間攪
拌すると、混合物からイソシアネート基が消失した。得
られた透明で無色の液体は23℃で30000mPa.
sの粘度を有していた。
【0019】例7例6からのアルコキシシラン−官能性ポリウレタンプレ
ポリマーの湿分硬化 例6からの生成物100gを親密にジブチル錫ジアセテ
ート0.5gおよび3−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン5gと混合した。ガラス板に塗布したこの物質のフ
ィルム(層厚1mm)は1晩で硬化して不透明な弾性プ
ラスチックになった。
【0020】例8アルコキシシラン−官能性ポリウレタンプレポリマーの
製造 プロピルグリコールのプロポキシル化とそれに続くプロ
ポキシル化生成物のエトキシル化によって(PO−EO
重量比=85:15)製造されたOH価28を有するポ
リエーテルジオール2000gを80℃で7時間かけ
て、2,4−トルイレンジイソシアネート80重量%と
2,6−トルイレンジイソシアネート20重量%とから
なる混合物と反応させた。1.8%のNCO含量を有す
るイソシアネートプレポリマーが得られた。プレポリマ
ーを室温に冷却したのち、例2からの、マレイン酸ジメ
チルエステルと3−アミノプロピルトリエトキシシラン
の付加物380gを、激しく攪拌しながら点滴法により
室温下に添加した。さらに1時間攪拌すると、混合物か
らイソシアネート基が消失した。得られた透明で無色の
生成物は、粘度28000mPa.s/23℃を有して
いた。
【0021】例9例8からのアルコキシシラン−官能性ポリウレタンプレ
ポリマーの湿分硬化 例8からの生成物100gを親密にジブチル錫ジアセテ
ート0.5g,3−アミノプロピルトリエトキシシラン
5gおよびメチルトリメトキシシラン5gと混合した。
ガラス板に塗布されたこの物質のフィルム(層厚1m
m)は一晩かかって不透明な弾性プラスチックに硬化し
た。この発明は説明の目的のため前記に詳細に説明して
きたけれども、そのような詳細はもっぱらその目的のた
めであること、および特許請求の範囲により限定され得
る以外はこの発明の精神と範囲とから逸脱することなく
当業者により変形がなし得ることは理解されるベきであ
る。この発明は以下の態様を含む。
【0022】1.式(I)で表されるアルコキシシラン
基とアミノ基とを含有する化合物であり、
【化6】 式(I)において、RおよびR′は100℃より低い温
度においてイソシアネート基に対し不活性である同一又
は異なる有機基を表し、X,YおよびZは100℃より
低い温度においてイソシアネート基に対し不活性である
同一又は異なる有機基であり、ただしこの際これらの基
の少なくとも1つはアルコキシ基であることを条件と
し、nは2〜4の整数を表す。
【0023】2.RおよびR′が1〜4ヶの炭素原子を
有する同一又は異なるアルキル基を表し、Xは1〜4ヶ
の炭素原子を有するアルコキシ基を表し、YおよびZは
1〜4ヶの炭素原子を有する同一又は異なるアルキル基
またはアルコキシ基を表し、nは3を表す、前記第1項
記載の化合物。 3.RおよびR′は各々メチル基またはエチル基を表
し、X,YおよびZは各々メトキシ基を表し、nは3を
表す、前記第1項記載の化合物。
【0024】4.式(II)に該当する等モル量のアミ
ノ−アルキルアルコキシシランと、
【化7】 (式(II)において、X,YおよびZは100℃より
低い温度においてイソシアネート基に対し、不活性であ
る同一又は異なる有機基を表し、ただしこの際これらの
基の少なくとも1つはアルコキシ基であることを条件と
し、nは2〜4の整数を表す。)式(III)に該当す
るマレイン酸エステル又はフマル酸エステル ROOC−CH=CH−COOR′ (III) (式(III)においてRおよびR′は100℃より低
い温度においてイソシアネート基に対し不活性である同
一または異なる有機基を表す)とを約0℃〜約100℃
の温度範囲内で反応させる、前記第1項に記載の化合物
の製造方法。
【0025】5.RおよびR′は1〜4ヶの炭素原子を
有する同一または異なるアルキル基を表し、Xは1〜4
ヶの炭素原子を有するアルコキシ基を表し、YおよびZ
は1〜4ヶの炭素原子を有する同一又は異なるアルキル
基又はアルコキシ基を表し、そしてnは3を表す、前記
第4項に記載の方法。 6.RおよびR′は各々メチル基又はエチル基を表し、
X,YおよびZは各々メトキシ基を表し、そしてnは3
を表す、前記第4項に記載の方法。
【0026】7.前記第1項に記載の化合物をポリイソ
シアネートと反応させる、アルコキシシラン基および尿
素基を含有するプレポリマーの製造方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨーゼフ・ペダイン ドイツ連邦共和国デイー51061 ケルン、 ハーフエルカムプ 6

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(I)で表されるアルコキシシラン基
    とアミノ基とを含有する化合物。 【化1】 (式(I)において、 RおよびR′は100℃より低い温度においてイソシア
    ネート基に対し不活性である同一又は異なる有機基を表
    し、X,YおよびZは100℃より低い温度においてイ
    ソシアネート基に対し不活性である同一又は異なる有機
    基を表し、ただしこの際、これらの基の少なくとも1つ
    はアルコキシ基であることを条件とし、そしてnは2〜
    4の整数を表す。)
  2. 【請求項2】 式(II)に該当する等モル量のアミノ
    −アルキルアルコキシシラン 【化2】 (式(II)において、X,YおよびZは100℃より
    低い温度においてイソシアネート基に対し不活性である
    同一又は異なる有機基を表し、ただしこの際これらの基
    の少なくとも1つはアルコキシ基であることを条件と
    し、そしてnは2〜4の整数を表す。)と、式(II
    I)に該当するマレイン酸エステル又はフマル酸エステ
    ル ROOC−CH=CH−COOR′ (III) (式(III)において、RおよびR′は100℃より
    低い温度においてイソシアネート基に対し不活性である
    同一又は異なる有機基を表す。)とを約0℃〜約100
    ℃の温度範囲内で反応させることを特徴とする請求項1
    の化合物の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1の化合物をポリイソシアネートと
    反応させることを特徴とするアルコキシシラン基と尿素
    基とを含有するプレポリマーの製造方法。
JP29759293A 1992-11-06 1993-11-04 アルコキシシラン基とアミノ基とを含有する化合物 Expired - Lifetime JP3342552B2 (ja)

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DE4237468.5 1992-11-06
DE4237468A DE4237468A1 (de) 1992-11-06 1992-11-06 Alkoxysilan- und Aminogruppen aufweisende Verbindungen

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JPH06211879A true JPH06211879A (ja) 1994-08-02
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US (1) US5364955A (ja)
EP (1) EP0596360B1 (ja)
JP (1) JP3342552B2 (ja)
AT (1) ATE175970T1 (ja)
CA (1) CA2102272C (ja)
DE (2) DE4237468A1 (ja)
ES (1) ES2127777T3 (ja)

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