JP2005213127A - 第4級アンモニウム基を有する無機粉体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 1,3,5,7−テトラキス(4−ブロモブチル)―1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラキス(4−クロロブチル)―1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン等の(A)下記一般式(1)
(式中、R1は炭素数1〜10の1価の炭化水素基、R2は炭素数3〜10の2価の炭化水素基、Xはハロゲン原子であり、nは3〜6の整数、好ましくは3又は4である)
で表される環状シロキサン化合物を用いて無機粉体を処理する工程、及び(B)該環状シロキサン処理された無機粉体と第3級アミン化合物(R’3N;R’は各々独立に有機基)とを接触させることにより、無機粉体と結合させた−R2−Xを−R2−N+(R’)3・X−へと変換する。
【選択図】 なし
Description
で表される環状シロキサン化合物を用いて無機粉体を処理する工程、及び(B)該処理された無機粉体と第3級アミン化合物とを接触させて、無機粉体に第4級アンモニウム基を導入する工程を含むことを特徴とする、第4級アンモニウム基を有する無機粉体の製造方法である。また他の発明は、上記(B)工程における、無機粉体と第3級アミン化合物を気体状で供給することを特徴とする、第4級アンモニウム基を有する無機粉体の製造方法に関する。
上記式(1)において、R1は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。当該炭化水素基としては炭素数が1〜10であれば特に制限されるものではない。当該炭素数1〜10の炭化水素基を具体的に例示すると、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等のアルキル基;フェニル基、トルイル基等のアリール基類が例示されるが、表面被覆の効率が良い点でアルキル基であることが好ましく、さらには商業的に大量に原料が入手できる点で、メチル基又はエチル基が特に好ましい。
で表されるハロゲン置換された不飽和炭化水素化合物とを、ヒドロシリル化触媒の存在下に反応させる方法である。
で表されるハロゲン置換された芳香族不飽和炭化水素化合物とを、ヒドロシリル化触媒の存在下に反応させる方法により効率的に製造可能である。
還流冷却器、滴下漏斗、攪拌子、及び窒素導入管を備えた500mlの3つ口フラスコを十分に窒素置換し、トルエン100ml、Pt/C(5wt%担持)0.9g、4−ブロモ−1−ブテン25gを加えた。この混合溶液にテトラメチルシクロテトラシロキサン11.1gを30分間かけて滴下した後に、100℃にて10時間攪拌した。Pt/Cをろ過によって分離し、得られたろ液をロータリーエバポレーターにより50℃/1mmHgで濃縮し、透明液体状の環状シロキサン化合物を収率92%で得た。
δ(ppm):0.12−0.24(12H、Si−CH3)、0.56−0.62(8H、Si−CH2−)、1.52−1.55(8H、Si−C−CH2−)、1.88−1.90(8H、Si−C−C−CH2−)、3.40−3.43(8H、CH2−Br)
また、29Si−NMRの分析では次のようなスペクトルが観測された。
δ(ppm):−22(−O−Si(CH3)(C4H8Br)−O−)
また、赤外吸収スペクトル分析では、次のようなスペクトルが観測された。
1080cm−1(Si−O−Si)、803cm−1、1272cm−1、1410cm−1(Si−CH3)、559cm−1(CH2−Br)
以上のことより、得られたオイル状生成物は、下記構造式で表されるSi原子上にメチル基とブロモブチル基を有する環状シロキサン{1,3,5,7−テトラキス(4−ブロモブチル)−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン}であると同定された。
4−ブロモ−1−ブテンの代わりに4−クロロ−1−ブテンを17g用いた他は製造例1と同様にして環状シロキサン化合物を収率94%で得た。
δ(ppm):0.14−0.23(12H、Si−CH3)、0.52−0.60(8H、Si−CH2−)、1.48−1.52(8H、Si−C−CH2−)、1.85−1.88(8H、Si−C−C−CH2−)、3.32−3.40(8H、CH2−Cl)
また、29Si−NMRの分析では次のようなスペクトルが観測された。
δ(ppm):−23(−O−Si(CH3)(C4H8Cl)−O−)
また、赤外吸収スペクトル分析では、次のようなスペクトルが観測された。
1079cm−1(Si−O−Si)、800cm−1、1267cm−1(Si−CH3)、746cm−1(CH2−Cl)
以上のことより、得られたオイル状生成物は、下記構造式で表されるSi原子上にメチル基とクロロブチル基を有する環状シロキサン{1,3,5,7−テトラキス(4−クロロブチル)―1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン}であると同定された。
製造例1にて合成した1,3,5,7−テトラキス(4−ブロモブチル)−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン6gをシリカ(比表面積200m2/g、平均粒子径0.11μm)10gとジューサーミキサーで混合し、窒素ガス置換したオートクレーブ中で250℃にて1時間加熱処理した後、加熱したまま減圧して未反応の環状シロキサン化合物を除去した。次いで得られた環状シロキサン処理シリカに対してトリメチルアミン2g相当分をガス濃度90%以上を保った状態にて120℃で1時間接触させ、第4級アンモニウム基を有するイオン交換性シリカを得た。その後、系中を減圧して未反応のトリメチルアミンガスを除去し、粉体を回収した。これらの処理に用いた原料、環状シロキサンによる処理を行った粉体、および第4級アンモニウム基を導入した各々の状態での無機粉体の各種物性を表1に示す。
1,3,5,7−テトラキス(4−ブロモブチル)―1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンの代わりに、製造例2にて合成した1,3,5,7−テトラキス(4−クロロブチル)―1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンを5g用い、トリメチルアミンを160℃で4時間接触させた他は実施例1と同様にして第4級アンモニウム基を有するシリカを得た。原料及び処理後の、各々の状態での各種物性を表1に示す。
1,3,5,7−テトラキス(4−ブロモブチル)―1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンの代わりに1,3,5,7−テトラキス{2−(4−クロロメチルフェニル)エチル}―1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンを6g用いた他は実施例1と同様にして第4級アンモニウム基を有するシリカを得た。原料及び処理後の、各々の状態での各種物性を表1に示す。
1,3,5,7−テトラキス(4−ブロモブチル)―1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンの代わりに1,3,5,7−テトラキス(3−クロロプロピル)―1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンを4g用い、トリメチルアミンを160℃で4時間接触させた他は実施例1と同様にして第4級アンモニウム基を有するシリカを得た。原料及び処理後の、各々の状態での各種物性を表1に示す。
実施例1で用いたシリカ(比表面積200m2/g、平均粒子径0.11μm)に代えて、比表面積および粒子径の異なるシリカ(比表面積2m2/g、平均粒子径4.5μm)を10g用いた他は実施例1と同様にして第4級アンモニウム基を有するシリカを得た。原料及び処理後の、各々の状態での各種物性を表1に示す。
トリメチルアミンの代わりにトリエチルアミンを液体の状態で2g添加して4級化を行った他は実施例1と同様にして第4級アンモニウム基を有するシリカを得た。原料及び処理後の、各々の状態での各種物性を表1に示す。
1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン4gをシリカ(比表面積200m2/g、平均粒子径0.11μm)10gとジューサーミキサーで混合し、235℃にて1時間オートクレーブ中で加熱処理し、表面にSi−H基を有する表面処理シリカを得た。次いで得られた表面処理シリカ10gを滴下漏斗、温度計、攪拌子を備えた500mlの3つ口フラスコに入れ、トルエン300mlを加えた後、ヘキサクロロ白金酸6水和物を0.1g加え、かくはんしながら4−クロロメチルスチレン3gを内温20℃を保ちつつ1時間かけて滴下した。滴下終了後、80℃に昇温し、18時間かくはんを続けた後、スラリーをろ過し、トルエン300mlで3回洗浄し、150℃で1晩乾燥した。得られた表面処理シリカは灰色をしていた。この表面処理シリカに対してトリメチルアミン2g相当分をガス濃度90%以上にて120℃で1時間接触させ、第4級アンモニウム基を有するシリカを得た。原料及び処理後の、各々の状態での各種物性を表1に示す。なお表1中、環状シロキサン処理後における物性値は、環状シロキサンによる処理後、さらに4−クロロメチルスチレンと反応させた後の値である。
市販のシランカップリング剤であるγ−クロロプロピルトリメトキシシラン4gをシリカ(比表面積200m2/g、平均粒子径0.11μm)10gと混合し、180℃にて1時間オートクレーブ中で加熱処理し、表面処理シリカを得た。原料、および各種物性を表1に示す。
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JP2007217361A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Shiseido Co Ltd | 化粧料組成物 |
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JP2011246291A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Nippon Aerosil Co Ltd | 表面改質された無機酸化物粉体及び該無機酸化物粉体の製造方法並びに半導電材料 |
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