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JP3161780B2 - α,ω−ジヒドロキシフルオロアルキルメチルポリシロキサンの製造方法 - Google Patents

α,ω−ジヒドロキシフルオロアルキルメチルポリシロキサンの製造方法

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JP3161780B2
JP3161780B2 JP27822491A JP27822491A JP3161780B2 JP 3161780 B2 JP3161780 B2 JP 3161780B2 JP 27822491 A JP27822491 A JP 27822491A JP 27822491 A JP27822491 A JP 27822491A JP 3161780 B2 JP3161780 B2 JP 3161780B2
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Japan
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dihydroxyfluoroalkylmethylpolysiloxane
zinc oxide
organic solvent
cyclic
producing
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秀樹 小林
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東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社
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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
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/22Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G77/24Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen halogen-containing groups

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はα,ω−ジヒドロキシフ
ルオロアルキルメチルポリシロキサンの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術と問題点】従来、ビストリフルオロトリル
ジクロロシラン[(F3CC642SiCl2]と酸化亜
鉛をアセトニトリルの存在下に反応させ、ビストリフル
オロトリルシロキサン[(F3CC642SiO]を得
る方法は知られている(米国特許第2,629,725号公報参
照)。また、ジフェニルジクロロシランと酸化亜鉛を酢
酸メチル中で、加熱還流下で反応させ、環状3量体であ
るヘキサフェニルシクロトリシロキサンを得る方法は知
られている[J.Org.Chem.,25(2)310−
311(1960)参照]。さらに、ジアルキルジクロ
ロシランの加水分解反応では、環状ジアルキルオリゴシ
ロキサンと線状ジアルキルポリシロキサンの混合物が生
成することが知られており、線状ジアルキルポリシロキ
サンはこれらの混合物から環状ジアルキルオリゴシロキ
サンを蒸留し、分離することにより製造される。しかし
ながら、長い側鎖を有するフルオロアルキルメチルポリ
シロキサンの場合には、環状ジアルキルオリゴシロキサ
ンの沸点が高いため、これを蒸留することにより分離す
ることが困難であるという問題があった。
【0003】
【発明の目的】本発明の目的は、環状フルオロアルキル
メチルオリゴシロキサンの生成量が微量であり、α,ω
−ジヒドロキシフルオロアルキルメチルポリシロキサン
を高収率で製造することのできるα,ω−ジヒドロキシ
フルオロアルキルメチルポリシロキサンの製造方法を提
供することにある。
【0004】
【発明の構成とその作用】本発明は、有機溶媒の存在下
で、式F(CF2)aC24SiMeCl2(式中、Me
はメチル基であり、aは2以上の整数である)で表され
るフルオロアルキルメチルジクロロシランと酸化亜鉛を
有機溶媒の存在下で反応させ、次いで、得られた反応混
合物に水およびプロトン酸を加えて攪拌することによ
り、該反応混合物中に含まれている反応生成物の分子鎖
末端にシラノール基を生成せしめることを特徴とする、
α,ω−ジヒドロキシフルオロアルキルメチルポリシロ
キサンの製造方法に関する。
【0005】これを説明すると、本発明に使用されるフ
ルオロアルキルメチルジクロロシランは、上式中、aは
2以上の整数である。この整数aは、例えば4、6、8
などが例示される。本発明においてはこのようなフルオ
ロアルキルメチルジクロロシランと酸化亜鉛を有機溶媒
の存在下で反応させるのであるが、酸化亜鉛とフルオロ
アルキルメチルジクロロシランは、有機溶媒中で反応
し、対応するフルオロアルキルメチルポリシロキサンと
副生物としての塩化亜鉛を生じる。反応は、通常加熱
下、例えば有機溶媒の加熱還流下で行なわれる。ここで
酸化亜鉛の使用量は、通常、フルオロアルキルメチルジ
クロロシラン1モル当たり、0.4〜2モルとなるよう
な量であり、当量である 0.5モル以上が好ましい。2
モル以上の使用は無意味である。
【0006】本発明に使用される有機溶媒しては、アセ
トニトリルおよび酢酸アルキルがあげられる。酢酸アル
キルとしては、酢酸メチル,酢酸エチル,酢酸イソプロ
ピル,酢酸n−プロピル,酢酸イソブチルなどが例示さ
れる。また、これらの有機溶媒に、他の有機溶媒を併用
することは可能である。かかる有機溶媒を例示すると、
ジエチルエ−テル,テトラヒドロフラン等のエ−テル
類、メチルイソブチルケトン等のケトン類、1,1,1−
トリクロロエタン,ジクロロエタン,α,α,α−トリフ
ルオロトルエン,ヘキサフルオロキシレン,1,1,2−
トリクロロトリフルオロエタン等のハロゲン化炭化水
素、CHCl2CF3(HCFC123)、CH3CCl2
F(HCFC141b)のようなHCFC系溶媒等が挙
げられるが、これらに限定されるものではない。特に
は、生成するα,ω−ジヒドロキシフルオロアルキルメ
チルポリシロキサンを溶解するような有機溶媒、例え
ば、ハロゲン化炭化水素が好ましい。
【0007】本発明においては、上記のようにして得ら
れた反応混合物に、水およびプロトン酸を加えて攪拌す
ることにより、生成したフルオロアルキルメチルポリシ
ロキサンの分子鎖末端にシラノール基を生成し、α,ω
−ジヒドロキシフルオロアルキルメチルポリシロキサン
が選択的に得られる。ここで生成したフルオロアルキル
メチルポリシロキサンは分子鎖末端が塩化亜鉛の塩およ
び/またはクロロシロキシ基になっているものと推定さ
れる。また反応生成物中には、環状フルオロアルキルメ
チルオリゴシロキサンは含まれないかまたはわずかしか
含まれない。また、水およびプロトン酸を加えることに
より、副生物として生成した塩化亜鉛は水層に溶解され
る。ここで過剰の酸化亜鉛は、混合溶液中に懸濁してい
る。このような懸濁している過剰の酸化亜鉛は、これを
濾過により分離し、固形分のない水層と有機層に分離で
きる。しかし、本発明の方法においては、反応生成物に
水およびプロトン酸を加えて混合することにより、目的
のα,ω−ジヒドロキシフルオロアルキルメチルポリシ
ロキサンを損うことなく、懸濁した過剰の酸化亜鉛を塩
化亜鉛として水層に溶解させることができるので、この
プロトン酸の使用は非常に好ましい方法である。ここで
使用されるプロトン酸としては酸化亜鉛を溶解するもの
であればよく特に限定されない。このようなプロトン酸
の具体例としては、塩酸,硫酸が挙げられる。これらの
中でも塩酸が最も好ましい。有機層は水で繰り返して洗
浄され、最後に有機溶媒をストリッピングすることによ
り、目的とするα,ω−ジヒドロキシフルオロアルキル
メチルポリシロキサンを製造することができる。
【0008】
【実施例】実施例中のMeはメチル基を意味する。
【0009】
【実施例1】フラスコに酸化亜鉛24.4g(0.3モ
ル)、酢酸エチル70gおよびメタキシレンヘキサフル
オライド100gを加え、加熱し、加熱還流下で、ノナ
フルオロヘキシルメチルジクロロシラン[F(CF24
24SiMeCl2]72.2g(0.2モル)とメタ
キシレンヘキサフルオライド40gの混合物を、1時間
かけて滴下した。滴下終了後さらに5時間加熱還流を続
けた。冷却後、250mlの水を加えて撹拌した。さら
に攪拌下、懸濁している固形分がなくなるまで10重量
%塩酸を滴下した。その後、得られた反応混合物を分液
ロ−トに移し、静置して透明な有機層と水層とに分離し
た。続いて、水層を捨て、有機層を水により洗浄した。
最後に、有機溶媒を減圧加熱することにより留去した。
得られた反応生成物の量は、理論量に対し95重量%で
あった。この反応生成物についてゲルパ−ミェ−ション
クロマトグラフィ−(GPC)分析を、単分散ポリジメ
チルシロキサンをスタンダ−ドに用いて行ったところ、
この反応生成物には平均分子量Mw7700、Mn52
40、分散度 1.46であるポリシロキサンが99重量
%の比率で存在しており、平均分子量Mw1200、M
n1180、分散度 1.08の環状オリゴシロキサンが
1重量%の比率で存在していることが判った。さらに、
この反応生成物について、29Si−NMR測定を、テト
ラメチルシランをスタンダ−ドに用いて行ったところ、
−9.2ppmにノナフルオロヘキシルメチルシロキサンの
環状3量体が1重量%の比率で認められ、−14.3ppm
に末端基としてのヒドロキシノナフルオロヘキシルメチ
ルシロキサン単位、−22.0ppmに主鎖中のノナフルオ
ロヘキシルメチルシロキサン単位が認められた。一方、
環状オリゴシロキサンが生成する際に典型的に存在する
とされている環状4量体のピ−ク(−19.8ppm)は認
められなかった。これらの分析結果から、上記の製造方
法においては、式HO−{F(CF2)424SiMe
O}b−Hで表される、α,ω−ジヒドロキシノナフル
オロヘキシルメチルポリシロキサンが独占的に生成して
いることが判った。
【0010】
【実施例2】フラスコに酸化亜鉛24.4g(0.3モ
ル)と酢酸メチル150gを加え、これに加熱し、加熱
還流下で、ノナフルオロヘキシルメチルジクロロシラン
[F(CF2424SiMeCl2]72.2g(0.
2モル)と酢酸イソプロピル100gの混合物を、2時
間かけて滴下した。滴下終了後、さらに30分加熱還流
を続けた。冷却後、250mlの水と1,1,2−トリク
ロロトリフルオロエタン50mlを加えて撹拌した。さ
らに撹拌下、懸濁している固形分がなくなるまで10重
量%塩酸を滴下した。その後、反応混合物を分液ロ−ト
に移し、静置して透明な有機層と水層とに分離した。続
いて、水層を捨て、有機層を水により洗浄した。最後
に、有機溶媒を減圧加熱することにより留去した。得ら
れた反応生成物の量は 64.1gであった。この反応生
成物は、ゲルパ−ミェ−ションクロマトグラフィ−(G
PC)分析により、平均分子量Mw3630、Mn12
50、分散度 1.15であることが判明した。この反応
生成物は、29Si−NMR測定では、−9.2ppmの環状
3量体および−19.8ppmの環状4量体のピ−クは認め
られず、−14.3ppmに末端基としてのヒドロキシノナ
フルオロヘキシルメチルシロキサン単位、−22.0ppm
に主鎖中のノナフルオロヘキシルメチルシロキサン単位
だけが認められた。これらの分析結果から、上記の製造
方法においては式HO−{F(CF2)424SiMe
O}b−Hで表される、α,ω−ジヒドロキシノナフル
オロヘキシルメチルポリシロキサンが独占的に生成して
いることが判明した。
【0011】
【実施例3】フラスコに酸化亜鉛24.4g(0.3モ
ル)、酢酸イソプロピル70gとメタキシレンヘキサフ
ルオライド100gを加え、加熱し、加熱還流下で、式
[F(CF2824SiMeCl2]122.2g
(0.2モル)とメタキシレンヘキサフルオライド40
gの混合したものを、1時間で滴下した。滴下終了後さ
らに2時間加熱還流を続けた。冷却後、250mlの水
を加えて撹拌した。さらに撹拌下、懸濁している固形分
がなくなるまで10重量%塩酸を滴下した。その後、得
られた反応混合物を分液ロ−トに移し、静置して透明な
有機層と水層とに分離し、水層を捨て、有機層を水によ
り洗浄した。最後に、酢酸イソプロピルを減圧加熱する
ことにより留去した。得られたα,ω−ジヒドロキシフ
ルオロアルキルメチルポリシロキサンの量は、100.
8gであった。このポリシロキサンは、ゲルパ−ミェ−
ションクロマトグラフィ−(GPC)分析では、平均分
子量Mw6150、Mn5220、分散度 1.18であ
り、平均分子量Mw1700、Mn1600、分散度
1.06である環状オリゴシロキサンを3重量%含むも
のであった。
【0012】
【発明の効果】本発明のα,ω−ジヒドロキシフルオロ
アルキルメチルポリシロキサンの製造方法は、環状フル
オロアルキルメチルオリゴシロキサンの生成量が微量で
あり、α,ω−ジヒドロキシフルオロアルキルメチルポ
リシロキサンを高収率で製造できるという特徴を有す
る。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機溶媒の存在下で、式F(CF2)a
    24SiMeCl2(式中、Meはメチル基であり、
    aは2以上の整数である)で表されるフルオロアルキル
    メチルジクロロシランと酸化亜鉛を有機溶媒の存在下で
    反応させ、次いで、得られた反応混合物に水およびプロ
    トン酸を加えて攪拌することにより、生成したフルオロ
    アルキルメチルポリシロキサンの分子鎖末端にシラノー
    ル基を生成せしめることを特徴とする、α,ω−ジヒド
    ロキシフルオロアルキルメチルポリシロキサンの製造方
    法。
JP27822491A 1991-09-30 1991-09-30 α,ω−ジヒドロキシフルオロアルキルメチルポリシロキサンの製造方法 Expired - Fee Related JP3161780B2 (ja)

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DE69210933T DE69210933T2 (de) 1991-09-30 1992-09-29 Verfahren zur Herstellung von Alpha, Omega-Dihydroxyperfluoroalkylethylmethylpolysiloxanen

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