説明

アミノ基を有する有機ケイ素化合物の製法

本発明はアミノ基を有するオルガノポリシロキサンの製法に関し、該方法は(A)平衡化触媒の存在で、末端にSiC−結合アミノ基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサンと、末端にSi−結合ヒドロキシル基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサン及び/又はシクロシロキサンの平衡化により得られる、アミノ基とSi−結合ヒドロキシル基を有する有機ケイ素化合物と、式(IV)のシラザン(B)を反応させることを特徴とする(式IV中の基と係数は請求項1に記載の意味を有する)。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シラノール基を有さないか又は極わずかな割合のシラノール基しか有さないアミノ基を有する有機ケイ素化合物の製法に関する。
【0002】
アミノ基を有する有機ケイ素化合物の製法は既に公知である。US-A 5461134には、50個以上のケイ素原子の鎖長を有するアミノアルキル末端シロキサンを製造するための平衡方法が記載されている。触媒として無水テトラメチルアンモニウムヒドロキシド−アミノプロピルジメチル−シラノレートが使用されている。さらに、EP-A 739372には、27個以上のケイ素原子の鎖長を有するアミノアルキル末端シロキサンを製造するための平衡方法が記載されている。触媒としてRb−又はCs-ヒドロキシド/シラノレートが使用されているが、これらは反応終了後に酸で中和し、かつ塩を除去しなくてはならない。これまでに公知の方法は、存在する微量の水分を取り込む結果、高いシラノールの割合を有する化合物が得られるという欠点を頻繁に有する。不所望なシラノールの割合を減らすことは、方法の著しい高い出費と結びつく。
【0003】
アミノ官能性シロキサンの多くの用途、例えば、ジイソシアネート、酸エステル及び酸塩化物との共重合に関しては、低いシラノールの割合が著しく重要である。共重合の際に、Si-OH基がポリ尿素になることが著しい欠点であることがわかっている。それというのも、以後の付加重合反応でSi-OH基が連鎖停止剤としてのジイソシアネートと反応するからである。この問題は、ポリシロキサンの鎖長が成長するにつれて益々重要である。なぜならば、活性末端基の数が成長するシロキサンの鎖長を下げるからである。
【0004】
本発明の対象は、アミノ基を有するオルガノポリシロキサン化合物の製法であり、該方法は、
(A)平衡化触媒の存在で、末端にSiC−結合アミノ基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサンと、末端にSi−結合ヒドロキシル基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサン及び/又はシクロシロキサンの平衡化により得られる、アミノ基とSi−結合ヒドロキシル基を有する有機ケイ素化合物と、
(B)式(IV)
【化1】

[式中、
Wは、水素原子、場合により置換された一価の炭化水素基又はオルガノシリル基を意味し、
Rは、同じ又は異なっていてよく、かつ場合により置換された一価の炭化水素基又はオルガニルオキシ基を意味し、
Xは、酸素原子又は窒素原子により中断されていてもよい、場合により置換された二価の炭化水素基を意味する]
のシラザンを反応させることに特徴付けられる。
【0005】
本発明の範囲内では、オルガノポリシロキサンという用語は、ポリマー、オリゴマー、またダイマーのシロキサンも意味し、その際に、ケイ素原子の一部は酸素原子以外の基により、例えば、−N−又は−C−により互いに結合していることもできる。
【0006】
炭化水素基Rの例は、アルキル基、例えば、メチル−、エチル−、n−プロピル−、イソプロピル−、1−n−ブチル−、2−n−ブチル、イソブチル−、t−ブチル−、n−ペンチル−、イソ−ペンチル−、ネオペンチル−、t−ペンチル基;ヘキシル基、例えば、n−ヘキシル基;ヘプチル基、例えば、n−ヘプチル基;オクチル基、例えば、n−オクチル基及びイソオクチル基、例えば、2,2,4−トリメチルペンチル基;ノニル基、例えば、n−ノニル基;デシル基、例えば、n−デシル基;ドデシル基、例えば、n−ドデシル基;オクタデシル基、例えば、n−オクタデシル基;シクロアルキル基、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基及びメチルシクロヘキシル基;アルケニル基、例えば、ビニル−、1−プロペニル−、及び2−プロペニル基;アリール基、例えば、フェニル−、ナフチル−、アントリル−及びフェナントリル基;アルカリール基、例えば、o−、m−、p−トリル基;キシリル基及びエチルフェニル基;及びアラルキル基、例えば、ベンジル基、α−及びβ−フェニルエーテル基である。
【0007】
置換された炭化水素基Rの例は、ハロゲンアルキル基、例えば、3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル基、2,2,2,2’,2’,2’−ヘキサフルオロ―イソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基及びハロゲンアリール基、例えば、o−、m−及びp−クロロフェニル基、エーテル酸素を有するアルキル基、例えば、アルコキシアルキル基、例えば2−メトキシエチル基である。
【0008】
アルガニルオキシ基Rの例は、アルコキシ基、例えば、メトキシ−、エトキシ−、n−プロポキシ−、イソ−プロポキシ−、1−n−ブトキシ−、2−n−ブトキシ−及びイソ−ブトキシ基である。
【0009】
基Rは、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基、特にメチル基又はフェニル基である場合が有利である。
【0010】
二価の基Rの例は、線状又は分枝状のアルキル基、例えば、メチレン−、エチレン−、n−プロピレン−、イソ−プロピレン−、n−ブチレン−、イソ−ブチレン−、t−ブチレン−、n−ペンチレン−、イソ−ペンチレン−、ネオ−ペンチレン−、t−ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基及びオクタデシレン基;シクロアルキレン基、例えば、シクロペンチレン基、アルケニレン基、例えば、ビニレン−、n−ヘキセニレン−、シクロヘキセニレン−、1−プロペニレン−、アリレン−、ブテニレン−及び4−ペンテニレン基;アルキニレン基、例えば、エチニレン−及びプロパルギレン基;アリーレン基、例えば、フェニレン−、ナフチレン―、アントリレン−及びフェナントリレン基;アルカリレン基、例えば、o−、m−、p−トリレン基、キシリレン基及びエチルフェニレン基;及びアラルキレン基、例えば、ベンジレン基、α−及びβ−フェニルエチレン基である。
【0011】
置換基Xの例は、前記の基であり、その際に、隣り合わないメチレン単位は、基−O−又は=N−R’( R’は、上記のRで挙げた意味を有する)で置換されている。その例は、−CH2−CH2−O−CH2−、−CH2−CH2−NR’−CH2−ならびにハロゲン原子で置換された二価の炭化水素基、例えば、−CH2−CH2−CHCl−CH2−である。
【0012】
基Xが、1〜10個の炭素原子を有する二価の脂肪族基であるのが特に有利であり、その際に、1,3−プロピレン基及び2−メチル−1,3−プロピレン基が特に有利である。
【0013】
基Wがオルガノシリル基の意味を有する場合には、これは式
−SiR42−Z−NR52 (V)
[式中、
R4は、同じ又は異なっていてよく、かつRで挙げた意味を有し、
R5は、同じ又は異なっていてよく、かつ水素原子又は場合により置換されている一価の炭化水素基を意味し、かつ
Zは、酸素原子又は窒素原子により中断されていてもよい、場合により置換された二価の炭化水素基を意味する]
の基であるのが有利である。
【0014】
基R4の例は、Rで挙げた例に相当する。
【0015】
基R4が、アルキル基、アルケニル基又はアリール基であるのが特に有利であり、とりわけアルキル基、特にメチル基であるのが有利である。
【0016】
基R5の例は、場合により置換された炭化水素基に関してRで挙げた例に相当する。
【0017】
基R5が、水素原子、アルキル基又はアリール基であるのが特に有利であり、その際、水素原子がとりわけ有利である。
【0018】
Zの例は、上記のXで挙げた例に相当する。
【0019】
基Zが、線状又は分枝状のアルキル基であるのが有利であり、その際に、1,3−n−プロピレン基が特に有利である。
【0020】
同じオルガノシリル基であるWの例は、3−アミノプロピル−ジ−メチルシリル−、N−メチル−3−アミノプロピル−ジメチルシリル−、N−メチル−3−アミノ−2−メチルプロピル−ジメチルシリル基、又は4−アミノブチル−ジメチルシリル基であり、その際に、3−アミノプロピル−ジメチルシリル基が有利である。
【0021】
場合により置換された同じ一価の炭化水素基であるWの例は、上記の基Rで挙げた炭化水素基ならびにアミノアルキル基、例えば、2−アミノエチル基、3−アミノプロピル基及び4−アミノブチル基である。
【0022】
基Wが式(V)の基であるのが有利であり、特に3−アミノプロピル−ジメチルシリル基であるのが有利である。
【0023】
本発明により使用されるシラザン(B)の例は、Xが2−メチル−1,3−プロピレン基であり、かつWが水素原子又はメチル基である式(IV)のもの(式IVa)
【化2】

またX=1,3−プロピレン基であり、W=Hである式(IV)のもの(式IVb)
【化3】

またW=Si R42−Z−N R52基である式(IV)のもの(式IVc)
【化4】

【0024】
[式中、
R、R4、R5、X及びZは、上記の意味と同じであり、例えば、3−[2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル](ジメチル)シリル]−1−プロパンアミン]である。
【0025】
本発明により使用されるシラザン(B)は、Wが同じオルガノシリル基である式(IV)のものである。特に有利には、式(IVc)のシラザン、特に3−[2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル](ジメチル)シリル]−1−プロパンアミン]である。
【0026】
本発明による方法で使用されるアミノ基とSi−結合ヒドロキシル基を有するシロキサン(A)は、通常、平衡化により製造される従来公知の任意のシロキサンであることができる。これらのシロキサンは、50〜100000質量ppm、有利には50〜50000質量ppmのシラノール含有量を有する殆ど線状で、末端にSi−結合アミノ基を有するオルガノポリシロキサンであるのが有利である。
【0027】
本発明による方法で使用されるアミノ基とSi−結合ヒドロキシル基を有するシロキサン(A)は、その都度25℃で4〜1000000mm2/s、特に有利には4〜200mm2/sの粘度を有する。
【0028】
本発明による方法は、以下を特徴とする二工程の方法であるのが有利である。
工程1で
平衡化触媒の存在で
(a1)末端にSi-C結合アミノ基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサンと、
(a2)末端にSi-結合ヒドロキシル基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサン及び/又はシクロシロキサンを反応させ、かつ
工程2で
このように得られたアミノ基とSi−結合ヒドロキシル基を有するオルガノポリシロキサン(A)と、
(B)式(IV)
【化5】

[式中、Wは水素原子、場合により置換された一価の炭化水素基又はオルガノシリル基を意味し、
Rは、同じ又は異なっていてよく、かつ場合により置換された一価の炭化水素基又はオルガニルオキシ基を意味し、かつ
Xは、酸素原子又は窒素原子により中断されていてもよい場合により置換された二価の炭化水素基を意味する]
のシラザンを反応させる。
【0029】
末端にアミノ基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサン(a1)は、式(I)
R6HN−Y−[SiR12O]nSi R12−Y−NHR6 (I)
[式中、R1は、同じ又は異なっていてよく、かつ場合により置換された一価の炭化水素基を意味し、
R6は、同じ又は異なっていてよく、かつ水素原子又は場合により置換された一価の炭化水素基を意味し、
Yは、同じ又は異なっていてよく、かつ場合により置換された二価の炭化水素基を意味し、かつ
nは、1以上の整数、有利には1〜50である]
のシロキサンであるのが有利である。
【0030】
基R1とR6の例は、互いに独立に場合により置換された炭化水素基に関して上記のRで挙げた例に相当する。
【0031】
基R1は、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基であるのが有利であり、メチル基又はフェニル基であるのが特に有利である。
【0032】
基R6は、水素原子及び1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基、特に有利には水素原子又はメチルであるのが有利である。
【0033】
基Yの例は、上記のXで挙げた例に相当する。
【0034】
Yは、アルキレン基及びフェニレン基であり、特にメチレン基、プロピレン基又はフェニレン基であるのが有利である。
【0035】
式(I)中で挙げていないが、ジオルガノシロキサン単位の5molパーセントまでを、他のシロキサン単位、例えば、R1SiO3/2単位及びSiO4/2単位(式中、R1は、上記に挙げた意味を有する)で置換することもできる。
【0036】
式(I)のシロキサンの例は、
MeHN−( CH2) 3−[SiMe2O]1-10SiMe2−( CH2) 3−NHMe、
H2N−( CH2) 3−SiMe2O-[SiMeViO]1-10−[SiMe2O]1-10−SiMe2−( CH2) 3−NH2及び
H2N−( CH2) 3−[SiMe2O]1-10SiMe2−( CH2) 3−NH2
であり、ここで、Meは、同じメチル基及びViは、同じビニル基を意味する。
【0037】
式(I)のシロキサンは、
H2N−( CH2) 3−[Si(CH3) 2O]1-10Si(CH3) 2−( CH2) 3−NH2であるのが有利であり、その際に、H2N−( CH2) 3−[Si(CH3) 2O]Si(CH3) 2−( CH2) 3−NH2であるのが特に有利である。
【0038】
本発明による方法の工程1で使用されるシロキサン(a1)は、25℃で有利にはその都度1〜100mm2/s、特に有利には4〜10mm2/sの粘度を有する。
【0039】
末端にSi−結合ヒドロキシル基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサン(a2)は、式(II)
OH−[Si R22O]mSi R22−OH (II)
[式中、R2は、同じ又は異なっていてよく、かつ場合により置換された一価の炭化水素基を意味し、かつmは、0又は整数、有利には1〜10000、特に有利には10〜100である]
のシロキサンであるのが有利である。
【0040】
基R2の例は、場合により置換された炭化水素基に関して上記のRで挙げた例に相当するのが有利である。
【0041】
基R2は、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素、特に有利にはメチル基、ビニル基又はフェニル基であるのが有利である。
【0042】
式(II)中で挙げていないが、ジオルガノシロキサン単位の5molパーセントまでを、他のシロキサン単位、例えば、R2SiO3/2単位及びSiO4/2単位(式中、R2は、上記に挙げた意味を有する)で置換することもできる。
【0043】
式(II)のシロキサンの例は、OH−[SiMe2O]10-500−SiMe2−OHであり、その際に、OH−[SiMe2O]10-200−SiMe2−OHが有利であり、かつOH−[SiMe2O]15-50SiMe2−OHが特に有利であり、ここで、Meは、同じメチル基を意味する。
【0044】
本発明による方法の工程1で使用可能な、実質的に線状のシロキサン(a2)は、25℃でその都度10〜100000mm2/s、特に有利には10〜500mm2/sの粘度を有する。
【0045】
シクロシロキサン(a2)は、式
(SiR32O)a (III)
[R3は、同じ又は異なっていてよく、かつ場合により置換されている一価の炭化水素基を意味し、かつaは、3以上の整数、有利には3、4、5、6である]
のものであるのが有利である。
【0046】
基R3の例は、場合により置換された炭化水素基に関して上記のRで挙げた例に相当する。
【0047】
基R3は、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基、特に有利にはメチル基である。
【0048】
式(III)中で挙げていないが、ジオルガノシロキサン単位の5molパーセントまでを、他のシロキサン単位、例えば、R3SiO3/2単位及びSiO4/2単位(式中、R3は、上記に挙げた意味を有する)で置換することもできる。
【0049】
式(III)のシロキサンの例は、ヘキサメチルシクロトリシロキサン(D3)、オクタメチルテトラシロキサン(D4)、デカメチルペンタシロキサン(D5)及びドデカメチルヘキサシロキサン(D6)、種々の環の大きさのフェニルシクロシロキサン、フェニルメチルシクロシロキサン、ビニルシクロシロキサン及びビニルメチルシクロシロキサンである。
【0050】
式(III)のシクロシロキサンは、オクタメチルテトラシロキサン(D4)、デカメチルペンタシロキサン(D5)及びドデカメチルヘキサシロキサン(D6)、特に有利にはオクタメチルテトラシロキサン(D4)及びドデカメチルペンタシロキサン(D5)であるのが有利である。
【0051】
本発明により使用されるシロキサン(a2)は、専ら、末端にSi−結合ヒドロキシル基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサンであるか、又は専らシクロシロキサンであるか、又は線状及び環状のシロキサンから成る混合物であることができ、その際、成分(a2)としてシクロシロキサンを使用するのが有利である。
【0052】
本発明による方法の工程1では、シロキサン(a1):シロキサン(a2)の量比は、実質的に所望する最終生成物の鎖長による。シロキサン(a2)は、シロキサン(a1)の100質量部に対して、300〜20000質量部、特に有利には300〜10000質量部の量で使用するのが特に有利である。
【0053】
所望の場合には、本発明による方法の工程1で、シロキサン(a1)と(a2)に加えて、シラザン(a3)を既に使用することもできる。この場合に、シラザンをジシロキサンに加水分解することができ、かつ平衡化の間にシロキサン鎖末端を取り除くことができる。
【0054】
場合により使用されるシラザン(a3)は、同じシラザンであることができ、これは本発明による方法の際に成分(B)として使用される。
【0055】
本発明による方法の工程1で、シラザン(a3)が添加される場合には、この添加は、有利にはシロキサン(a2)と(a3)ならびに添加した平衡化触媒の全体の水及びOH-Si含有量に対して理論量以下、又は理論量で行われる。本発明による平衡工程ではシラザン(a3)を使用するのが有利である。
【0056】
本発明による方法の工程1でシラザン(a3)が添加される場合には、この量は、シロキサン(a1)と(a2)の全質量の100質量部に対して、0.1〜20質量部、特に0.1〜5質量部であるのが有利である。
【0057】
本発明により使用される平衡化触媒は、従来公知の任意の平衡化触媒であるか又はそれらの混合物であることができる。
【0058】
平衡化触媒の例は、アルカリヒドロキシド、特に水酸化カリウム、水酸化ルビジウム及び水酸化セシウム、アルカリアルコレート、第四級水酸化アンモニウム、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)又はそれらのペンタハイドレート、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、また水溶液又はアルコール溶液としてのそれらの混合物、ベンジルトリメチルアンモニウムブチレート、β−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム−2−エチルヘキサノエート;
第四級ホスホニウムヒドロキシド、例えば、テトラメチルホスホニウムヒドロキシド、テトラエチルホスホニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルホスホニウムヒドロキシド及びトリ−n−ブチル−3−[トリス−(トリメチルシロキシ)シリル]−n−プロピル−ホスホニウムヒドロキシド、それらの混合物ならびにそれらのシラノレート及びシロキサノレート;
アルカリオルガノシラノレート及びアンモニウムオルガノシラノレート、例えば、アミノプロピルジメチルシラノール、アミノメチルジメチルシラノール、アミノアルキルシラノール又はアミノアリールシラノールのカリウム−、ルビジウム−、セシウム−、テトラメチル−、テトラブチル−及びベンジルトリメチル−アンモニウム塩(これらは、その都度アルカリヒドロキシド又はアンモニウムヒドロキシド及び相応のアミノシランから製造することができる)、アルカリシロキサノレート及びアンモニウムオルガノシロキサノレート、例えば、線状シロキサンジオール又はアミノシロキサノールのカリウム−、ルビジウム−、セシウム−、テトラメチル−、テトラブチル−及びベンジルトリメチル−アンモニウム塩(これらは、その都度アルカリヒドロキシド又はアンモニウムヒドロキシドとD環、OH−シロキサン又はジアミノアルキルシロキサンから製造できる)、ベンジルトリメチルアンモニウムエチルシロキサノレート及びリン−窒素−化合物。全ての触媒は無水の形であることができるが、水溶液又はアルコール溶液に添加することもできる。その際、第四級ホスホニウムヒドロキシド及びアンモニウムヒドロキシド及びそれらのシラノレート及びシロキサノレート、例えば、水性TMAH、TMAH−ペンタハイドレート、TMAH−アミノプロピルジメチルシラノレート及びTMAH−シロキサノレートが有利であり、かつTMAH−ペンタハイドレート、TMAH−アミノプロピルジメチルシラノレート及びTMAH−シロキサノレートが特に有利である。アミノプロピルジメチルシラノレート及びTMAH−シロキサノレートが特に有利である。
【0059】
本発明による方法の工程1では、平衡化触媒は、シロキサン(a1)100質量部に対して、0.01〜5質量部の量で、特に有利には0.01〜2質量部の量で使用される。
【0060】
本発明による方法の平衡化工程は、有利には60〜150℃の温度、特に有利には80〜100℃の温度で、かつ周囲雰囲気の圧力、すなわち900〜1100hPaの圧力で実施される。
【0061】
本発明による方法の平衡化工程は、有機溶剤の存在又は不在で実施でき、有利には有機溶剤の不在で実施される。溶剤を使用する場合には、これは反応混合物に対して不活性な非プロトン性溶剤であるのが有利である。
【0062】
場合により使用される有機溶剤の例は、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジクロロメタン、トリクロロメタン、四塩化炭素、ヘプタン、イソオクタン及びシクロヘキサンである。
【0063】
本発明による方法の工程1で有機溶剤を使用する場合には、これはシロキサン(a1)と(a2)の全質量の100質量部に対してその都度5〜500質量部、特に有利には10〜50質量部の量で使用される。
【0064】
本発明による方法の平衡化工程は、有利には空気の水分を大幅に除去しながら実施される。
【0065】
本発明による方法の平衡化工程は、有利には不活性雰囲気、例えば、窒素及び希ガス、有利には窒素又はアルゴンにおいて実施される。
【0066】
本発明による方法の平衡化工程では、25℃でその都度10〜5000mm2/s、特に有利には25〜500mm2/sの粘度を有する、末端にSiC−結合アミノ基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサン(A)が得られる。
【0067】
本発明による方法の平衡化工程では、50〜5000質量ppm、特に有利には100〜1000質量ppmのシラノール含有量を有する末端にSiC-結合アミノ基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサン(A)が得られる。
【0068】
シロキサン(A)のシラノール含有量は、広い範囲内で変化でき、かつ第一に反応物質中に既に存在するシラノール基の量ならびに反応物質及び触媒中で避けられない水分により、これらからSiOSi−が分離しながら反応物質中でシラノール基を生じる。
【0069】
平衡化工程で得られる反応混合物は、任意かつ従来公知の方法により処理できる。この場合に、平衡化触媒は不活性化及び/又は分離されるのが有利である。場合により使用される有機溶剤は、全て又は部分的に蒸留により除去することができる。しかし、この処理方法は所望の場合に後の方法工程により行うことができる。
【0070】
本発明による方法の特に有利な手法により、平衡化が終了した後に平衡化触媒は不活性化される。アンモニウム塩又はホスホニウム塩もしくはそれらのシラノレート又はシロキサノレートを触媒として使用する際に、反応混合物は有利には熱により処理され、特に有利には少なくとも1時間以上150℃まで加熱される。熱処理の半分の期間の後に、圧力は初めて下がり、有利には500〜800mbarまで更に下がり、更に有利には0.1〜10mbarまで下がる。その際に、触媒の分離生成物及び更なる揮発性化合物は留去される。引き続き、このように得られた混濁した反応混合物は濾過され、その際に濾過は、場合により有利には2〜5barの高圧下に行うことができ、そこで無色の透明な液体が得られる。所望の場合には、記載した処理は、まず(圧力)濾過を実施し、それに引き続き蒸留を行うように変更してもよい。無機アルカリ水酸化物、それらのシラノレート又はシロキサノレートを触媒として使用する際には、平衡化の後に反応混合物は無機酸又は有機酸で、又はCO2で中和され、引き続き塩は濾過され、その際に、濾過は場合により2〜5barの高圧で実施でき、その際に、透明な無色の液体が得られる。
【0071】
本発明による方法では、アミノ基とSi−結合ヒドロキシル基を有するオルガノポリシロキサンと式(IV)のシラザンを反応させる。
【0072】
本発明による方法の工程2では、シラザンの添加は、アミノ基とSi-結合ヒドロキシル基を有するオルガノポリシロキサン(A)の水の含有量及びOH−Si−含有量に対して、理論量又は過剰に行われる。特に、シラザン(B)は、アミノ基とSi−結合ヒドロキシル基を有するオルガノポリシロキサン(A)100質量部に対して、その都度0.1〜10質量部、特に0.1〜6質量部の量で使用するのが特に有利である。
【0073】
所望の場合には、シラザン(B)との本発明による反応は、触媒の存在、例えばブレンステッド酸又はルイス酸、例えば、酢酸、塩化アンモニウム又はアルコール性塩酸の存在で実施できる。
【0074】
本発明による方法の工程2を触媒の存在で実施する場合には、これはアミノ基とSi−結合ヒドロキシル基を有するオルガノポリシロキサン(A)の100質量部に対して、その都度有利には0.01〜20質量部、特に有利には0.1〜1質量部の量である。本発明による方法の工程2では、触媒を何も使用しないのが有利である。
【0075】
シラザン(B)との本発明による反応は、有機溶剤の存在又は不在で実施できる。溶剤を使用する場合には、これは平衡化工程で使用したものと同じである。
【0076】
本発明による方法の工程2を有機溶剤の存在で実施する場合には、これはアミノ基とSi−結合ヒドロキシル基を有するオルガノポリシロキサン(A)の100質量部に対して、その都度有利には5〜500質量部、特に有利には10〜50質量部の量である。本発明による方法の工程2では、有機溶剤を何も使用しないのが有利である。
【0077】
シラザン(B)との本発明による反応は、有利には25〜90℃、特に有利には60〜80℃の温度で、かつ周囲雰囲気、すなわち900〜1100hPaの圧力で実施される。
【0078】
シラザンとの本発明による反応は、殆ど空気水分の排除下に実施され、かつ有利には不活性ガス雰囲気で、例えば窒素及び希ガス、有利には窒素又はアルゴン中で実施される。
【0079】
本発明による方法は連続的に、半連続的にかつ不連続に実施でき、その際に、不連続な手法が有利である。
【0080】
本発明による方法で使用される成分は、このような成分の種類でも、またその都度の成分の少なくとも2種から成る混合物であってもよい。
【0081】
シラザンとの本発明による反応により得られる粗反応混合物は、目的の用途で直接に使用し、かつ更に加工できるか、又は任意かつ従来公知の方法で処理される。処理の際には、120〜175℃の温度及び0.1〜5mbarの圧力でいわゆる真空での揮発性物質の除去が実施され、その際に、過剰なシラザンの他に、あらゆる揮発性低分子化合物、例えば、低分子アミノアルキルシロキサン、触媒−分離生成物、低分子量D−環ならびに有機溶剤を除去できる。
【0082】
シラザンとの本発明による反応では、25℃でその都度有利には10〜20000mm2/s、特に有利には10〜5000mm2/sの粘度を有する、末端にSiC−結合アミノ基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサンが得られる。
【0083】
本発明により製造されるオルガノポリシロキサンは、有利には透明、無色かつ無臭である。
【0084】
本発明により製造されるオルガノポリシロキサンは、0〜100質量ppm、特に有利には0〜50質量ppmのシラノール含有量を有する。
【0085】
本発明により製造される末端にSiC−結合アミノ基を有するオルガノポリシロキサンは、有利には、160〜0.03mg KOH/gのアミン数を有し、その際、160mg〜2.0mg KOH/gの間のアミン数を有するオルガノポリシロキサンが特に有利である。
【0086】
本発明による方法では、9個までのケイ素原子を有する低分子オルガノシクロシロキサンの含有量を有するオルガノポリシロキサンが有利には1質量%を下回って得られる。
【0087】
本発明による末端にSiC−結合アミノ基を有するオルガノポリシロキサンは、これまでアミノシロキサンが使用されてきた場所で、例えば、ジイソシアネート、酸エステル、酸塩化物又は酸無水物との共重合の際に、単に厳格な二官能性のいわゆる構成ユニットとして、場合により鎖延長剤としての有機ジアミン又はジオールとの混合物の形で広範囲に使用できる。このように製造されたコポリマーは、樹脂添加剤として使用されるか、又は100%−材料として光学的高透明性エラスチックフィルムもしくは構成成分に混合することができる。このようなフィルムは、特に鉱物又は有機ガラスと天然石又は光電池をエラスチックに、光透過的かつ光学的に透明に粘着するために使用できる。
【0088】
更にこのようなコポリマーは、卓越した離型特性を有する。更に、これらはエポキシドと反応して新たな種類の作用物質にすることができる。これらの全てのコポリマーの用途には高い重合度を達成するために高い程度の二価を必要とし、これが優れたコポリマーの目的の特性にとって必要不可欠である。
【0089】
本発明による方法は極めて簡単に実施でき、かつ目的を定めて鎖長を調節できるという利点がある。
【0090】
更に本発明による方法は、使用される出発物質のシラノール含有量及び水含有量とは無関係に、極めて良好に再現可能な生成物の組成物を用いて、有利には完全にシラノール不含かつ無水の生成物を提供できるという利点がある。
【0091】
更に本発明による方法は、簡単に提供可能な工業原料を使用し、かつ製造を開始する全ての出発物質の費用のかかる乾燥工程及び精製工程ならびに水を含まない慎重な反応の実施をしなくても済むという利点がある。
【0092】
本発明による方法のもう1つの利点は、様々な反応を実施する際に有利に短縮された反応時間である。
【0093】
本発明による方法は、オルガノポリシロキサンの分子重量分布が一定に再現可能であるという利点がある。
【0094】
また本発明による方法により製造されたシロキサンは、コポリマーにおいていわゆる構成ユニットとして使用するために優れて適切であるという利点があり、その際に、高い官能化度を有する再現可能な一定の生成物特性が生じる。
【0095】
以下の実施例では、特記されない限り、部及び百分率の全てのデータは質量で表記することにする。特記されない限り、以下の実施例は、周囲雰囲気の圧力で、すなわち約1000hPaの圧力かつ室温で、すなわち約20℃で実施されるかもしくは室温において反応物質が組合わさる際に更に加熱もしくは冷却せずに設定される温度で実施される。実施例に記載される粘度のデータは全て、25℃の温度で表記することにする。
無水テトラメチルアンモニウム−3−アミノプロピルジメチルシラノレートの製造
磁気撹拌機、アルゴン吸気口及び乾燥管付き冷却器を備えた250ml−三つ首丸底フラスコに、1,3−ビス(3―アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン12.4g(0.05mmol)、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド−ペンタヒドレート18.1g(88.12mmol)及びテトラヒドロフラン30mlを加えた。この混合物を還流下に保護ガス雰囲気で5時間加熱した。
【0096】
ゆっくり冷却する際に、黄−茶色の母液から白色の結晶性沈殿物が生じた。フラスコを氷浴中に置き、かつ引き続き固体を吸引した。無色固体が得られ、これを0.1mbarの圧力で5時間乾燥させた。引き続き、これを無水THFから結晶化させ、かつシュレンクフリットを介して保護ガス下に吸引した。
【0097】
室温でアルゴン下に吸湿性生成物をデシケーター中のブルーゲルの上に保存した。
【0098】
例1
内部温度計、機械的撹拌機、滴下漏斗及び保護ガス吸気口を備えた1000ml−三つ首丸底フラスコ中に、オクタメチルシクロテトラシロキサン600g(=4.73mol)、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン55.86g(=0.22mmol)及びテトラメチルアンモニウムヒドロキシド−ペンタハイドレート0.6g(=3.3mmol)を加えた。フラスコの内容物を、保護ガスとしてのアルゴン下に油浴を用いて12時間撹拌しながら80℃まで加熱した。
【0099】
混合物のSi-29-NMRは、使用したビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンが98%まで反応したことを示した。反応混合物中のシクロシロキサンの含有量は、出発量の約15%であった。
【0100】
この後に150℃まで加熱し、かつ出発物質をこの温度で30分間撹拌した。引き続き、ゆっくりかつ慎重に800hPaの真空を掛け、かつ10hPaまでゆっくり圧力を下げながら揮発性フラクションを留去した。この後に、出発物質を室温まで冷却し、かつ2barの圧力で濾過した。粘度50mm2/sとシラノール含有量940質量ppmを有するアミノシロキサンが得られた。
【0101】
引き続き、出発物質に3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミン(アザ環)20g(=87mmol)を加え、かつ30分間80℃まで加熱した。この後に、圧力1mbar及び170℃で、短経路型エバポレーター中でフラスコの内容物から揮発性物質を取り除いた。
【0102】
透明な無色の油552g(理論収率の84%)が得られた。Si-29-NMRにより算出した生成物の分子量は、2854g/mol(平均17.6個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は15質量ppmであった。
【0103】
例2
例1で記載した手法を繰り返したが、但し、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン55.86gの代わりに、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン167.58g(=0.67mol)を使用した点を変更した。
【0104】
透明な無色の油631g(理論収率の82%)が得られた。Si-29-NMRにより算出した生成物の分子量は、1016g/mol(平均12.6個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は34質量ppmであった。
【0105】
例3
内部温度計、機械的撹拌機、滴下漏斗及び保護ガス吸気口を備えた1000ml−三つ首丸底フラスコ中に、オクタメチルシクロテトラシロキサン31g(=0.104mol)、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン6.41g(=0.026mol)及びテトラメチルアンモニウムヒドロキシド−ペンタハイドレート0.6g(=3.3mmol)を加えた。フラスコの内容物を、保護ガスとしてのアルゴン下に油浴を用いて2時間撹拌しながら80℃まで加熱し、その際に、著しい濁りが生じた。引き続き、更にオクタメチルシクロテトラシロキサン569g(=1.92mol)とテトラメチルアンモニウムヒドロキシド−ペンタハイドレート0.6g(=3.3mmol)を加え、かつ出発物質を更に6時間撹拌しながら80℃まで加熱した。
【0106】
混合物のSi-29-NMRは、使用したビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンが95%まで反応したことを示した。
【0107】
反応混合物中のシクロシロキサンの含有量は、出発量の約10%であった。
【0108】
この後に150℃まで加熱し、かつ出発物質をこの温度で30分間撹拌した。引き続き、ゆっくりかつ慎重に800hPaの真空を掛け、かつ10mbarまでゆっくり圧力を下げながら揮発性フラクションを留去した。この後に、出発物質を室温まで冷却し、かつ2barの圧力で濾過した。粘度約1000mm2/sとシラノール含有量1073質量ppmを有するアミノシロキサンが得られた。
【0109】
引き続き、出発物質に3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミン(アザ環)20g(=87mmol)を加え、かつ2時間80℃まで加熱した。この後に、圧力1mbar及び170℃で、短経路型エバポレーター中でフラスコの内容物から揮発性物質を取り除いた。
【0110】
透明な無色の油530g(理論収率の87%)が得られた。Si-29-NMRにより算出した生成物の分子量は、21600g/mol(平均289個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は8質量ppmであった。
【0111】
比較例1
まず、オクタメチルシクロテトラシロキサンとビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンをビグローカラムにより分別蒸留した。
【0112】
内部温度計、機械的撹拌機、滴下漏斗及び保護ガス吸気口を備えた1000ml−三つ首丸底フラスコ中に、オクタメチルシクロテトラシロキサン31g(=0.104mol)、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン6.41g(=0.026mol)及びテトラメチルアンモニウム−アミノプロピルジメチルシラノレート0.05g(=0.24mmol)を加えた。混濁したフラスコの内容物を、保護ガスとしてのアルゴン下に油浴を用いて12時間撹拌しながら80℃まで加熱した。引き続き、更にオクタメチルシクロテトラシロキサン569g(=1.92mol)を加え、かつ出発物質を更に12時間撹拌しながら80℃まで加熱した。
【0113】
混合物のSi-29-NMRは、使用したビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンが95%まで反応したことを示した。シクロシロキサンの含有量は、反応混合物中で出発量の約12%であった。
【0114】
この後に150℃まで加熱し、かつ出発物質をこの温度で30分間撹拌した。引き続き、ゆっくりかつ慎重に800mbarの真空を掛け、かつ10mbarまでゆっくり圧力を下げながら揮発性フラクションを留去した。この後に、出発物質を室温まで冷却し、かつ2barの圧力で濾過した。粘度1000mm2/sとシラノール含有量123質量ppmを有するアミノシロキサンが得られた。
【0115】
この後に、圧力1mbar及び170℃で、短経路型エバポレーター中でフラスコの内容物から揮発性物質を取り除いた。
【0116】
透明な無色の油490g(理論収率の81%)が得られた。Si-NMRにより算出した生成物の分子量は、19800g/mol(平均267個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は145質量ppmであった。
【0117】
例4
内部温度計、機械的撹拌機、滴下漏斗及び保護ガス吸気口を備えた1000ml−三つ首丸底フラスコ中に、約12000質量ppmのOH-Si−含有量ならびに1540質量ppmの水含有量を有する38個のSi-単位の平均鎖長を有するα,β−ジヒドロキシポリジオルガノシロキサン139g(=49.1mmol)、及びシクロ−オクタメチルテトラシロキサン108.30g(365mmol)、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン34g(137mmol)、3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミン)15.8g(68.5mmol)、TMAH−ペンタハイドレート0.6g(3.3mmol)を1000mlフラスコ中で混合し、かつ油浴を用いて保護ガスとしてのアルゴン下に6時間撹拌しながら80℃まで加熱した。出発物質は、数分後に混濁した。
【0118】
2時間の撹拌後に、もう一度D4−環300gと更にTMAH−ペンタハイドレート0.6g(=3.3mmol)を加え、かつ出発物質を80℃で更に6時間撹拌した。
【0119】
混合物のSi-29−NMRは、使用したビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンが95%まで反応したことを示した。反応混合物中のシクロシロキサンの含有量は出発量の約12%であった。
【0120】
この後に標準圧で150℃まで加熱し、かつ出発物質をこの温度で30分間撹拌した。引き続き、ゆっくりかつ慎重に800mbarの真空を掛け、かつ10mbarまでゆっくり圧力を下げながら揮発性フラクションを留去した。この後に、出発物質を室温まで冷却し、かつ2barの圧力で濾過した。粘度50mm2/sとシラノール含有量45質量ppmを有するアミノシロキサンが得られた。
【0121】
引き続き、出発物質に3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミン(アザ環)20g(=87mmol)を加え、かつ2時間80℃まで加熱した。この後に、圧力1mbar及び170℃で、短経路型エバポレーター中でフラスコの内容物から揮発性物質を取り除いた。
【0122】
透明な無色の油480g(理論収率の80%)が得られた。Si-29-NMRにより算出した生成物の分子量は、2454g/mol(平均32個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は5質量ppmであった。
【0123】
例5
内部温度計、機械的撹拌機、滴下漏斗及び保護ガス吸気口を備えた1000ml−三つ首丸底フラスコ中に、約12000質量ppmのOH-Si−含有量ならびに1540質量ppmの水含有量を有する38個のSi-単位の平均鎖長を有するα,β−ジヒドロキシポリジオルガノシロキサン20.3g(7.16mmol)、シクロオクタメチルテトラシロキサン11.78g(39.8mmol)、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン4.42g(17.8mmol)、3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミン)2.05g(8.9mmol)、無水テトラメチルアンモニウム−3−アミノプロピルジメチルシラノレート1g(4.9mmol)から成る混合物を加え、かつ保護ガスとしてのアルゴン下に油浴を用いて2時間撹拌しながら80℃まで加熱した。引き続き、更にオクタメチルシクロテトラシロキサン561g(=1.89mol)及び無水テトラメチルアンモニウム−3−アミノプロピル−ジメチルシラノレート1g(4.9mmol)を加え、かつ出発物質を更に6時間撹拌しながら80℃まで加熱した。
【0124】
混合物のSi-29−NMRは、使用したビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンが95%まで反応し、かつ3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミン)が完全に反応したことを示した。反応混合物中のシクロシロキサンの含有量は、出発量の約10%であった。
【0125】
この後に標準圧で150℃まで加熱し、かつ出発物質をこの温度で30分間撹拌した。引き続き、ゆっくりかつ慎重に800mbarの真空を掛け、かつ10mbarまで真空をゆっくり下げながら揮発性フラクションを留去した。この後に、出発物質を室温まで冷却し、かつ2barの圧力で濾過した。粘度約1000mm2/sとシラノール含有量22質量ppmを有するアミノシロキサンが得られた。
【0126】
引き続き、3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミン10g(=48mmol)を加え、かつ2時間80℃まで加熱した。この後に、圧力1mbar及び170℃で、短経路型エバポレーター中でフラスコの内容物から揮発性物質を取り除いた。
【0127】
透明な無色の油475g(理論収率の79%)が得られた。Si-NMRにより算出した生成物の分子量は、22605g/mol(平均304個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は15質量ppmであった。
【0128】
例6
例1で記載した運転方法を繰り返したが、但し、平衡化を110℃の温度及び300mbarの圧力で実施した点を変更し、その際に、蒸留ブリッジを用いて混合物から揮発性フラクションを連続的に除去し、かつ3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミンとの反応を圧力濾過の前に2barで、かつ無水NH4Cl 50mgの添加下に行った。
【0129】
透明な無色の油575g(理論収率の85%)が得られた。Si-29-NMRにより算出した生成物の分子量は、2731g/mol(平均37.5個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は3質量ppmであった。NMRではMeOSi基は何も検出されなかった(Me=メチル基)。
【0130】
例7
例2で記載した運転方法を繰り返したが、但し、平衡化を110℃の温度及び300mbarの圧力で実施した点を変更し、その際に、蒸留ブリッジを用いて混合物から揮発性フラクションを連続的に除去し、かつ3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミンとの反応を圧力濾過の前に2barで、かつ無水NH4Cl 50mgの添加下に行った。
【0131】
透明な無色の油654g(理論収率の83%)が得られた。Si-29-NMRにより算出した生成物の分子量は、1073g/mol(平均13.0個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は4質量ppmであった。NMRではMeOSi基は何も検出されなかった(Me=メチル基)。
【0132】
例8
例3で記載した運転方法を繰り返したが、但し、平衡化を110℃の温度及び300mbarの圧力で実施した点を変更し、その際に、蒸留ブリッジを用いて混合物から揮発性フラクションを連続的に除去し、かつ3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミンとの反応を圧力濾過の前に2barで、かつ無水NH4Cl 50mgの添加下に行った。
【0133】
透明な無色の油520g(理論収率の83%)が得られた。Si-29-NMRにより算出した生成物の分子量は、20950g/mol(平均281.4個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は11質量ppmであった。NMRではMeOSi基は何も検出されなかった(Me=メチル基)。
【0134】
例9
例6で記載した運転方法を繰り返したが、但し、オクタメチルシクロテトラシロキサン600gの代わりに、約15500ppmのOH−Si−含有量ならびに140ppmの水含有量を有する29.3個のSi−単位の平均鎖長を有するα,ω−ジヒドロキシポリジオルガノシロキサン600gを使用した点を変更した。
【0135】
透明な無色の油548g(理論収率の81%)が得られた。Si-29-NMRにより算出した生成物の分子量は、2762g/mol(平均35.9個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は6質量ppmであった。NMRではMeOSi基は何も検出されなかった(Me=メチル基)。
【0136】
例10
例8で記載した運転方法を繰り返したが、但し、オクタメチルシクロテトラシロキサン31gの代わりに、約15500ppmのOH−Si−含有量ならびに140ppmの水含有量を有する29.3個のSi−単位の平均鎖長を有するα,ω−ジヒドロキシポリジオルガノシロキサン31gを使用した点を変更した。
【0137】
透明な無色の油515g(理論収率の82%)が得られた。Si-29-NMRにより算出した生成物の分子量は、22397g/mol(平均298.7個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は2質量ppmであった。NMRではMeOSi基は何も検出されなかった(Me=メチル基)。
【0138】
例11
内部温度計、機械的撹拌機、滴下漏斗及び保護ガス吸気口を備えた2000ml−三つ首丸底フラスコ中に、約15540質量ppmのOH-Si−含有量ならびに140質量ppmの水含有量を有する29個のSi-単位の平均鎖長を有するα,β−ジヒドロキシポリジオルガノシロキサン369g(169mmol)を装入した。
【0139】
これに、KWD−揮発性物質除去に類似した平衡出発物質からの蒸留物115.2gを加えた。この出発物質は、NMR分析により以下のもの:
・ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン73.8g(0.3mol)、
・殆どD4-D6−環を含有する環状メチルシロキサンから成る混合物32.8g(0.44mol)、及び
・3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミン8.6g(0.037mol)
から成る混合物から成っていた。
【0140】
無水NH4Clを添加後に、保護ガスとしてのアルゴン下に油浴を用いて30分間撹拌しながら加熱した。
【0141】
滴下漏斗を蒸留ブリッジと取り替え、TMAH−ペンタハイドレート1g(5.5mmol)を加え、かつ油浴を用いて出発物質を300mbarの圧力下に2時間撹拌しながら110℃まで加熱した。
【0142】
引き続き、保護ガスとしてのアルゴンで装置を標準圧までにし、α,ω−ジヒドロキシポリジオルガノシロキサン515g(0.24mol)ならびにTMAH−ペンタハイドレート1g(5.5mmol)を加え、かつ該混合物を300mbarの圧力下に油浴を用いて2時間撹拌しながら110℃に加熱した。
【0143】
保護ガスとしてのアルゴンで装置を標準圧までにし、かつ30分間撹拌しながら150℃まで加熱した。引き続き、ゆっくりかつ慎重に800hPaの真空を掛け、かつ10mbarの圧力までゆっくり圧力を下げながら揮発性フラクションを留去した。生じた蒸留物を捨てた。
【0144】
保護ガスとしてのアルゴンで装置を標準圧までにし、かつ80℃に冷却した。次に、無水NH4Cl 50mg(0.93mmol)ならびに3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミン20g(87mmol)を加え、かつこの温度で30分間撹拌した。
【0145】
引き続き、室温まで冷却し、かつ2barの圧力で濾過した。濾液を1mbar及び170℃で、短経路型エバポレーター(KWD)中で揮発性物質を取り除いた。透明な無色の油846g(理論収率の83%)が得られた。Si-29-NMRにより算出した生成物の分子量は、2943g/mol(平均38.6個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は6質量ppmであった。Si-29-NMRではMeOSi基は何も検出されなかった(Me=メチル基)。
【0146】
KWDで揮発性物質を除去した蒸留物をまとめ、かつ同様に実施されたアプローチで再び使用した。
【0147】
例12
例11で記載した運転方法を繰り返したが、但し、反応を開始させるためにα,ω−ジヒドロキシポリジオルガノシロキサン(884g=2.48mol)の全体量をKWDで揮発性物質を除去した蒸留物に少しずつ加えた点を変更した。無水NH4Cl 50mg(0.93mmol)を加えた後に、保護ガスとしてのアルゴン下に油浴を用いて30分間撹拌しながら80℃まで加熱した。
【0148】
引き続き、滴下漏斗を蒸留ブリッジと取り替え、TMAH−ペンタハイドレート2g(11mmol)を加え、かつ油浴を用いて出発物質を300mbarの圧力下に2時間撹拌しながら110℃まで加熱した。
【0149】
透明な無色の油806g(理論収率の78%)が得られた。Si-29-NMRにより算出した生成物の分子量は、3046g/mol(平均40個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は9質量ppmであった。Si-29-NMRではMeOSi基は何も検出されなかった(Me=メチル基)。
【0150】
KWDで揮発性物質を除去した蒸留物をまとめ、かつ同様に実施されたアプローチで再び使用した。
【0151】
例13
例11に記載のアプローチを繰り返したが、但し、α,ω−ジヒドロキシポリジオルガノシロキサンの添加量は、184g(84mmol)と758g(0.424mol)であった点を変更した。揮発性物質を除去した蒸留物の添加量は57.5gであった。蒸留物−組成物をNMRにより分析した。これは以下のもの:
・ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン36.82g(148mmol)、
・殆どD4-D6−環を含有する環状メチルシロキサンから成る混合物16.35g(219mmol)、及び
・3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミン4.29g(18mmol)
から成る混合物から成っていた。
【0152】
透明な無色の油865g(理論収率の85%)が得られた。Si-29-NMRにより算出した生成物の分子量は、5913g/mol(平均78.6個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は0質量ppmであった。Si-29-NMRではMeOSi基は何も検出されなかった(Me=メチル基)。
【0153】
KWDで揮発性物質を除去した蒸留物をまとめ、かつ同様に実施されたアプローチで再び使用した。
【0154】
例14
例11に記載のアプローチを繰り返したが、但し、α,ω−ジヒドロキシポリジオルガノシロキサンの添加量は、55.3(25mmol)と927g(0.424mol)であった点を変更した。揮発性物質を除去した蒸留物の添加量は17.25gであった。この組成物をNMRにより分析した。これは以下のもの:
・ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン11.05g(44mmol)、
・殆どD4-D6−環を含有する環状メチルシロキサンから成る混合物4.91g(66mmol)、及び
・3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミン1.29g(5.6mmol)
から成る混合物から成っていた。
【0155】
透明な無色の油877g(理論収率の86%)が得られた。Si-29-NMRにより算出した生成物の分子量は、19930g/mol(平均268個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は13質量ppmであった。Si-29-NMRではMeOSi基は何も検出されなかった(Me=メチル基)。
【0156】
KWDで揮発性物質を除去した蒸留物をまとめ、かつ同様に実施されたアプローチで再び使用した。
【0157】
例15
内部温度計、機械的撹拌機、滴下漏斗、還流冷却器及び保護ガス吸気口を備えた4000ml−三つ首丸底フラスコ中に、約14570質量ppmのOH-Si−含有量ならびに250質量ppmの水含有量を有する31個のシロキサン単位の平均鎖長を有するα,β−ジヒドロキシポリジオルガノシロキサン1236g(=0.530mmol)、3−(メトキシ−ジメチルシリル)プロピルアミン255.5g(1.7347mol)及び無水NH4Cl 50mg(0.93mmol)を装入した。
【0158】
これに、蒸留水50ml(2.78mol)を滴下した。引き続き、油浴を用いて保護ガスとしてのアルゴン下に10分間撹拌しながら80℃まで加熱した。
【0159】
滴下漏斗を蒸留ブリッジと取り替え、TMAH−ペンタハイドレート8g(22mmol)を加え、かつ油浴を用いて110℃まで加熱した。平行して圧力を徐々に300mbarにまで下げ、かつこの条件下に2時間撹拌した。
【0160】
引き続き、装置をアルゴンで標準圧までにし、α,ω−ジヒドロキシポリジオルガノシロキサン1508g(0.646mol)とTMAH−ペンタハイドレート4g(11mmol)を加え、かつ油浴を用いて該混合物を更に300mbarの圧力下に2時間撹拌しながら、110℃まで加熱した。その際に生じた蒸留物を捨てた。
【0161】
装置を保護ガスとしてのアルゴンで標準圧までにし、かつ30分間撹拌しながら150℃まで加熱した。引き続き、ゆっくりかつ慎重に800mbarの真空を掛け、かつ10mbarまでゆっくり圧力を下げながら揮発性フラクションを留去した。これまでに生じた全ての蒸留物を捨てた。油2494gが得られた。
【0162】
装置を保護ガスとしてのアルゴンで標準圧までにし、かつ80℃まで冷却した。次に、無水NH4Cl 50mg(0.93mmol)ならびに3−[(2,2−ジメチル−1,2−アザシロリジン−1−イル)(ジメチル)シリル]−1−プロパンアミン20g(=87mmol)を加え、かつこの温度で30分間撹拌した。引き続き、室温まで冷却し、かつ2barの圧力で濾過した。
【0163】
透明な無色の濾液を1mbarの圧力及び170℃で、短経路型エバポレーター(KWD)中で揮発性物質を取り除いた。
【0164】
透明な無色の油2420g(理論収率のの77%)が得られた。Si-29-NMRにより算出した生成物の分子量は、3234g/mol(平均42個のSi-単位)であった。シラノール基の含有量は10質量ppmであった。Si-29-NMRではMeOSi基は何も検出されなかった(Me=メチル基)。
【0165】
KWDで揮発性物質を除去した蒸留物をまとめ、かつ同様に実施されたアプローチで再び使用した。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
アミノ基を有するオルガノポリシロキサンの製法において、該方法は、
(A)平衡化触媒の存在で、末端にSiC−結合アミノ基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサンと、末端にSi−結合ヒドロキシル基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサン及び/又はシクロシロキサンの平衡化により得られる、アミノ基とSi−結合ヒドロキシル基を有する有機ケイ素化合物と、
(B)式(IV)
【化1】

[式中、
Wは、水素原子、場合により置換された一価の炭化水素基又はオルガノシリル基を意味し、
Rは、同じ又は異なっていてよく、かつ場合により置換された一価の炭化水素基又はオルガニルオキシ基を意味し、
Xは、酸素原子又は窒素原子により中断されていてもよい、場合により置換された二価の炭化水素基を意味する]
のシラザンを反応させることを特徴とする、アミノ基を有するオルガノポリシロキサンの製法。
【請求項2】
基Wは、式
−SiR42−Z−NR52 (V)
[式中、
R4は、同じ又は異なっていてよく、かつRで挙げた意味を有し、
R5は、同じ又は異なっていてよく、かつ水素原子又は場合により置換されている一価の炭化水素基を意味し、かつ
Zは、酸素原子又は窒素原子により中断されていてもよい場合により置換された二価の炭化水素基を意味する]
のオルガノシリル基である、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
工程1で
平衡化触媒の存在で
(a1)末端にSiC−結合アミノ基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサンと、
(a2)末端にSi−結合ヒドロキシル基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサン及び/又はシクロシロキサンを反応させ、かつ
工程2で
このように得られたアミノ基とSi−結合ヒドロキシル基を有するオルガノポリシロキサン(A)と、
(B)式(IV)
【化2】

[式中、Wは水素原子、場合により置換された一価の炭化水素基又はオルガノシリル基を意味し、
Rは、同じ又は異なっていてよく、かつ場合により置換された一価の炭化水素基又はオルガニルオキシ基を意味し、かつ
Xは、酸素原子又は窒素原子により中断されていてもよい場合により置換された二価の炭化水素基を意味する]
のシラザンを反応させる、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項4】
工程1でシロキサン(a1)と(a2)の他に、シラザン(a3)を使用する、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
シラザン(a3)は、シロキサン(a1)と(a2)の全質量の100質量部に対して、その都度0.1〜20質量部、特に0.1〜5質量部の量で使用される、請求項3又は4に記載の方法。
【請求項6】
末端にアミノ基を有する実質的に線状のオルガノポリシロキサン(a1)は、式(I)
R6HN−Y−[SiR12O]nSi R12−Y−NHR6 (I)
[R1は、同じ又は異なっていてよく、かつ場合により置換された一価の炭化水素基を意味し、
R6は、同じ又は異なっていてよく、かつ水素原子又は場合により置換された一価の炭化水素基を意味し、
Yは、同じ又は異なっていてよく、かつ場合により置換された二価の炭化水素基を意味し、かつ
nは、1以上の整数である]
のシロキサンである、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項7】
成分(a2)としてシクロシロキサンを使用する、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項8】
平衡化工程は、60〜150℃の温度で実施される、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
シラザン(B)は、アミノ基とSi−結合ヒドロキシル基を有するオルガノポリシロキサン(A)の100質量部に対して、その都度0.1〜10質量部の量で使用される、請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項10】
シラザン(B)との反応は25〜90℃の温度で実施される、請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法。

【公表番号】特表2012−512920(P2012−512920A)
【公表日】平成24年6月7日(2012.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−541325(P2011−541325)
【出願日】平成21年12月8日(2009.12.8)
【国際出願番号】PCT/EP2009/066618
【国際公開番号】WO2010/069820
【国際公開日】平成22年6月24日(2010.6.24)
【出願人】(390008969)ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフト (417)
【氏名又は名称原語表記】Wacker Chemie AG
【住所又は居所原語表記】Hanns−Seidel−Platz 4, D−81737 Muenchen, Germany
【Fターム(参考)】