JP4739196B2 - チオカルボキシレートシランの製造法 - Google Patents
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Description
本明細書で水性経路によるその製造について記載するチオカルボキシレートシランは、以下の式1、2及び3で表すことができる。
G1[−Y−S−G2(−SiX3)c]a (2)
[G1(−Y−S−)a]b [G2(−SiX3)c]d (3)
式中、Yはカルボニル、すなわちC(=O)であり、各R1は独立に水素、不飽和を含有していてもいなくてもよいアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基及びアラルキル基を含む基の組から選択され、各R1は0〜約30個の炭素原子を含有し、各G1は独立にR1又はアルキル、アルケニル、アリール若しくはアラルキル基の置換により誘導された多価基であり、G1は1〜約40個の炭素原子を含有することができ、各個々のG2は独立にアルキル、アルケニル、アリール又はアラルキル基の置換により誘導された多価(二価以上)基であり、G2は1〜約40個の炭素原子を含有することができ、各Xは独立にRO−、R2C=NO−、R2NO−又はR2N−、−R、及び−(OSiR2)t(OSiR3)からなる群から選択されるものであり、各RはR1に対して上記した通りであり、1以上のXは−Rではなく、各下付文字tは0〜約50の整数であり、各下付文字aは独立に1〜約6の整数であり、各下付文字bは独立に1〜約100の整数であり、各下付文字cは独立に1〜6の整数であり、各下付文字dは独立に1〜約100の整数である。
式中、各G2は独立にアルキル、アルケニル、アリール又はアラルキル基の置換により誘導された多価の基であり、またG2は1〜約40個の炭素原子を含有することができ、各Lはハロゲン原子(すなわち、F、Cl、Br、又はI)、スルホン酸基、スルフィン酸基、又はカルボン酸基であり、各Xは独立にRO−、R2C=NO−、R2NO−若しくはR2N−、−R、及び−(OSiR2)t(OSiR3)からなる群から選択されるものであり、ここで各Rは既に定義した通りであるが、1以上のXが−Rではなく、各下付文字tは0〜約50の整数であり、各下付文字cは独立に1〜約6の整数であり、各下付文字fは独立に1〜約6の整数である。従って、本明細書で使用する場合「ハロアルキルシラン」という表現は、炭化水素基上の水素に対する1以上のハロゲン置換、及び以下に記載する求核置換反応の間の潜在的な離脱基となる他の置換を有するシランを包含する。
式中、各G1は独立にR1又はアルキル、アルケニル、アリール若しくはアラルキル基の置換により誘導された多価の基であり、またG1は1〜約40個の炭素原子を含有することができ、G1がR1である場合、各R1は独立に水素、不飽和を含有していてもいなくてもよいアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びアラルキル基を含む基の組から選択され、各R1は0〜約30個の炭素原子を含有し、YはカルボニルC(=O)であり、各Mはアルカリ金属、アンモニウム、又はモノ−、ジ−、若しくはトリ−置換アンモニウムであり、各下付文字aは独立に1〜約6の整数である。
チオカルボキシレートシラン組成物の製造に必要なチオカルボン酸塩の水溶液が入手できない場合には、チオカルボキシレートシランの製造に使用するのに先立って別個の工程で製造することができる。或いは、水性チオカルボン酸塩をその場で製造し、その後そのまま上記のように使用してチオカルボキシレートシラン組成物を製造してもよい。
MSH (7)
G1(−Y−L)a (8)
式中、各Mはアルカリ金属、アンモニウム、又はモノ−、ジ−、若しくはトリ−置換アンモニウムであり、各Lはハロゲン原子(すなわち、F、Cl、Br、又はI)、スルホン酸基、スルフィン酸基、又はカルボン酸基であり、YはカルボニルC(=O)であり、各R1は独立に水素、不飽和を含有していてもいなくてもよいアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基及びアラルキル基を含む基の組から選択され、各R1は0〜約30個の炭素原子を含有し、各別個のG1は独立にR1又はアルキル、アルケニル、アリール若しくはアラルキル基の置換により誘導された多価基であり、G1は1〜40個の炭素原子を含有することができ、各下付文字aは独立に1〜約6の整数である。
1)酸ハロゲン化物という用語は、酸フッ化物、酸塩化物、酸臭化物、酸ヨウ化物、酸無水物、又は別のカルボン酸、他の有機酸、若しくは無機酸との混合酸無水物、又はこれらの混合物をいう。
3)チオカルボン酸塩という用語は、1種以上のチオカルボン酸イオン及び/又は対イオン(陽イオン)の塩の単一の成分又は混合物をいう。
チオカルボン酸塩水溶液を製造するための硫化物及び/又は水硫化物の水溶液を得るには、適当な量の硫化物若しくは水硫化物、又は混合物が所望の場合には各々の適当な量を、適当な量の水に溶解させて目的とする濃度の硫化物及び/又は水硫化物を得ることができる。また、これらの溶液は硫化水素を適当な塩基の水溶液に添加することによって製造することができる。1モル以上の硫化水素と1当量の塩基の割合で水硫化物が生じ、一方1モルの硫化水素と2当量の塩基の割合で硫化物が生じる。1モルの硫化水素と1〜2当量の塩基の割合で対応する水硫化物と硫化物の混合物が生じる。或いは、硫化物の水溶液は1当量の塩基を1当量の水性水硫化物に添加することによっても製造することができ、水硫化物の水溶液は1当量以上の硫化水素を1当量の水性硫化物に添加することによっても製造することができる。例えば、水性水硫化ナトリウムは1モルの水酸化ナトリウム又は硫化ナトリウムを含有する水溶液に1モル又は過剰の硫化水素を添加することによって製造することができるであろうし、水性硫化ナトリウムは2モルの水酸化ナトリウムを含有する水溶液に1モルの硫化水素又は2モルの水硫化ナトリウムを添加することによって製造することができるであろう。
本発明で使用する相間移動触媒は、2つの不混和性の液体の相境界を横切る化学反応を促進することによって、チオカルボン酸塩反応体及び/又はチオカルボキシレートシラン生成物の製造を促進する。相間移動触媒は、分子であれイオンであれ反応する化学種の相境界を横切る移動を促進することができるあらゆる物質からなることができる。有用な触媒は、硫化物、水硫化物、及びチオカルボン酸基のような含イオウ陰イオンを水性相から有機相中に移送することができる有機陽イオンからなることが多く、この有機相内でこれらの陰イオンが酸ハロゲン化物やハロアルキルシランのような化学種と反応することができる。これら有機陽イオンは塩として、又は水及び/又はアルコールのようなその他の適切な溶媒中の濃縮若しくは希薄溶液として加えることができる。この有機陽イオンは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、硫酸基、重硫酸基、炭酸基、重炭酸基、水酸基、リン酸基、カルボン酸基、チオカルボン酸基、などのような多種多様の陰イオンと結合することができる。
式中、各別個のR2、R3、R4、及びR5は独立にR1について上記したものの一つであり、Qは窒素又はリンであり、A−nは一価又は多価陰イオンであり、ここでマイナスの記号はこの化学種が陰イオンであることを意味し、nはこの陰イオン上の負の電荷の数を表し、下付文字nは1〜約6の正の整数である。一実施形態では、親水性で、より構造的に対称的な相間移動触媒化学種を使用する。
反応器に水性NaSHを装入し、
この水性NaSH溶液を撹拌しながら塩化アシル及び場合により相間移動触媒をいずれかの添加順序で添加し、反応が完了するまで撹拌を継続し、
工程bで得られた水溶液にハロアルキルシランを、場合により相間移動触媒をいずれかの順序で添加し、所望の反応進行度に達するまで溶液を撹拌し、
有機相を水性相から分離し、
場合により、ろ過し、及び/又は加熱及び/又は真空を用いて蒸発により残留揮発性成分を除去する
ことからなる。
A.水性チオオクタン酸ナトリウムの調製
5リットルの丸底フラスコ中で水和フレーク(240グラム、60%)の形態の硫化ナトリウム(144グラム、1.84モル)を880グラムの水中に溶解させることにより、12.9重量%の硫化ナトリウム水溶液を調製した。滴下漏斗に、塩化オクタノイル(300グラム、1.84モル)を仕込んだ。5リットルのフラスコ中の硫化ナトリウム溶液の温度は21℃と測定された。5リットルのフラスコの中身をメカニカルスターラーで撹拌しながら塩化オクタノイルの添加を開始し、即座に、0.15グラムの濃縮塩化メチルトリオクチルアンモニウム水溶液を5リットルのフラスコに添加した。塩化オクタノイルの添加は、5リットルのフラスコを外から冷却しながら5〜10分以内に完了した。5リットルのフラスコの中身は68℃の最高温度に達した。次に、5リットルのフラスコの中身を周囲温度まで冷却し、撹拌を止めて、チオオクタン酸ナトリウム(チオールオクタン酸ナトリウム及びチオカプリル酸ナトリウムともいう)と塩化ナトリウムの透明でやや粘稠な一相の水溶液を得た。
チオオクタン酸ナトリウムの水溶液を50℃に加熱し、この手順の間中メカニカルスターラーで撹拌した。この溶液に、3−クロロ−1−プロピルトリエトキシシラン(444グラム、1.84モル)を全て一度に添加した。その後即座に、0.15グラムの濃縮塩化メチルトリオクチルアンモニウム水溶液を添加した。連続的に撹拌しながら50℃の温度を9時間維持し、次いで温度を上げ、その後さらに15時間連続的に撹拌しながら74℃に維持した。この時点で、溶液を周囲温度まで放冷し、撹拌を止め、有機相を分液漏斗でデカンテーションにより水性相から分離した。ガスクロマトグラフィー及び質量分析(GC及びGCMS)により、80%の3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシランと15.5%の残留3−クロロ−1−プロピルトリエトキシシランを含有する生成物が明らかになった(記録された純度はGC応答曲線の面積%を基準にしている)。この生成物を110℃、0.1トルで真空ストリッピングして揮発性物質(主として3−クロロ−1−プロピルトリエトキシシラン)を除去することにより、94%の純度で生成物を得た。このプロセスを用いた生成物の正体は核磁気共鳴分光法(NMR)で確認した。
A.水性チオオクタン酸ナトリウムの調製
5リットルの丸底フラスコ中で水和フレーク(168グラム、60%)の形態の硫化ナトリウム(101グラム、1.29モル)を463グラムの水中に溶解させることにより、16重量%硫化ナトリウム水溶液を調製した。滴下漏斗に塩化オクタノイル(210.5グラム、1.294モル)を仕込んだ。5リットルフラスコ中の硫化ナトリウム溶液の温度は23℃と測定された。5リットルフラスコの中身をメカニカルスターラーで撹拌しながら5リットルフラスコへの塩化オクタノイルの添加を開始し、即座に0.21グラムの濃縮塩化メチルトリオクチルアンモニウム水溶液を5リットルフラスコに添加した。塩化オクタノイルの添加は、氷水浴を用いて5リットルフラスコを外から冷却しながら3分で完了した。5リットルフラスコの中身は59℃の最高温度に達した。次いで、5リットルフラスコの中身を周囲温度まで冷却し、撹拌を止めて、チオオクタン酸ナトリウムと塩化ナトリウムの透明でやや粘稠な一相水溶液を得た。
チオオクタン酸ナトリウムの水溶液を50℃まで加熱し、この手順の間中メカニカルスターラーで撹拌した。この溶液に、0.21グラムの濃縮塩化メチルトリオクチルアンモニウム水溶液を全て一度に添加した。その後即座に、23.6グラムのn−テトラデカンに溶かした3−クロロ−1−プロピルトリエトキシシラン(310グラム、1.29モル)の溶液を添加した。次の15〜20分にわたり、連続的に撹拌しながら5リットルフラスコの中身の温度を55℃に上昇させた。次に、連続的に撹拌しながらこの温度を5〜6時間維持した。その後、次の7分で温度を70℃まで上げ、さらに約2時間連続的に撹拌しながら維持したところ、温度は78℃まで上昇し、続いてさらに24時間程度連続的に撹拌しながらこの温度に維持した。周囲温度に冷却した後、有機相を水性相から分離した。ガスクロマトグラフィー及び質量分析(GC及びGCMS)により、85%の3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシランと5.5%の残留3−クロロ−1−プロピルトリエトキシシランを含有する生成物が明らかになった(記録された純度はGC応答曲線の面積%を基準にしている)。110℃、0.1トルの真空ストリッピングにより、揮発性物質(主として3−クロロ−1−プロピルトリエトキシシラン)を除去して、90+%の純度の生成物を得た。このプロセスの生成物の正体は核磁気共鳴分光法(NMR)により確認した。
A.水性チオオクタン酸ナトリウムの調製
水和フレーク(168グラム、60%)の形態の硫化ナトリウム(101グラム、1.29モル)を5リットルの丸底フラスコ中の463グラムの水に溶解させることにより、16重量%硫化ナトリウム水溶液を調製した。次に、この溶液を、さらに吸収されなくなるまで撹拌しながら硫化水素を添加することにより、過剰の硫化水素で飽和させることによって水硫化ナトリウム(NaSH)の水溶液に変換した。滴下漏斗に塩化オクタノイル(210.5グラム、1.294モル)を仕込んだ。5リットルフラスコ中の水硫化ナトリウム溶液の温度は23℃と測定された。5リットルフラスコの中身をメカニカルスターラーで撹拌しながら塩化オクタノイルの5リットルフラスコへの添加を開始し、その後即座に0.21グラムの濃縮塩化メチルトリオクチルアンモニウム水溶液を5リットルフラスコに添加した。塩化オクタノイルの添加中硫化水素が放出された。塩化オクタノイルの添加は3分で完了したが、その間氷水浴を用いて5リットルフラスコを外から冷却した。5リットルフラスコの中身は59℃の最高温度に達した。次いで、5リットルフラスコの中身を周囲温度まで冷却し、撹拌を止めて、チオオクタン酸ナトリウムと塩化ナトリウムの透明でやや粘稠な一相水溶液を得た。
チオオクタン酸ナトリウムの水溶液を50℃に加熱し、この手順の間中メカニカルスターラーで撹拌した。この溶液に、0.21グラムの濃縮塩化メチルトリオクチルアンモニウム水溶液を全て一度に添加した。その後即座に、23.6グラムのn−テトラデカンに溶かした3−クロロ−1−プロピルトリエトキシシラン(310グラム、1.29モル)の溶液を添加した。次の15〜20分にわたり、連続的に撹拌しながら5リットルフラスコの中身の温度を55℃まで上昇させた。その後、この温度を5〜6時間連続的に撹拌しながら維持した。次いで、次の7分間で温度を70℃まで上げ、さらに約2時間連続的に撹拌しながら維持した後、温度を78℃まで上げ、その後さらに24時間程度連続的に撹拌しながら維持した。周囲温度に冷却した後、有機相を水性相から分離した。ガスクロマトグラフィー及び質量分析(GC及びGCMS)により、85%の3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシランと5.5%の残留3−クロロ−1−プロピルトリエトキシシランを含有する生成物が明らかになった(記録された純度はGC応答曲線の面積%を基準にしている)。110℃、0.1トルで真空ストリッピングして、揮発性物質(主として3−クロロ−1−プロピルトリエトキシシラン)を除去して、90+%の純度の生成物を得た。このプロセスを用いた生成物の正体は核磁気共鳴分光法(NMR)により確認した。
A.水性チオオクタン酸ナトリウムの調製
1リットルの丸底フラスコ中で水和フレーク(65グラム、60%)の形態の硫化ナトリウム(39グラム、0.5モル)を130グラムの水に溶解することにより、20重量%の硫化ナトリウム水溶液を調製した。次にこの溶液を、撹拌しながら硫化水素を吸収されなくなるまで添加することにより過剰の硫化水素で飽和させることによって水硫化ナトリウム(NaSH)の水溶液に変換した。滴下漏斗に、塩化オクタノイル(81.3グラム、0.5モル)を仕込んだ。1リットルフラスコ内の水硫化ナトリウム溶液の温度は29.7℃と測定された。1リットルフラスコの中身をメカニカルスターラーで撹拌しながら、1リットルフラスコへの塩化オクタノイルの添加を開始し、その後即座に1グラムの濃縮塩化メチルトリオクチルアンモニウム水溶液を1リットルフラスコに添加した。塩化オクタノイルの添加中硫化水素が放出された。塩化オクタノイルの添加完了後、1リットルフラスコの中身を周囲温度まで冷却し、撹拌を止め、チオオクタン酸ナトリウムと塩化ナトリウムの透明でやや粘稠な一相の水溶液を得た。
チオオクタン酸ナトリウムの水溶液を80℃に加熱し、この手順の間中メカニカルスターラーで撹拌した。この溶液に4グラムの濃縮臭化テトラブチルアンモニウム水溶液を全て一度に添加した。その後即座に3−クロロ−1−プロピルトリエトキシシラン(120グラム、0.5モル)の溶液を添加した。この混合物を連続的に撹拌しながら6時間80℃に保った後、周囲温度まで放冷した。周囲温度に冷却した後、有機相を水性相から分離した。ガスクロマトグラフィー及び質量分析(GC及びGCMS)により、93%の3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシランを含有する生成物が明らかになった。このプロセスを用いた生成物の正体は核磁気共鳴分光法(NMR)で確認した。
チオデカン酸ナトリウムの調製
5リットルの丸底フラスコに、204.0グラムの硫化ナトリウムと410.0グラムの水を添加し、この混合物を固体が溶解するまで室温で撹拌した。硫化水素添加開始の約75分後トラップ中に泡立ちが見えるようになるまで合計53.5グラムの硫化水素を表面下に添加した。次に、反応混合物を氷水浴で16℃まで冷却した。次いで、塩化デカノイルをゆっくり添加した。約半分の塩化デカノイルを添加した後に発泡が観察された。この時点で、塩化デカノイルの添加を遅くし、場合によっては止めて発泡を調節した。反応器の温度は約17℃に保った。塩化デカノイルの添加は合計で4時間後完了した。得られたチオデカン酸ナトリウムを含有する溶液のpHをpH紙で測定したところ、値は11であった。その後、追加の10.0グラムの塩化デカノイルを滴定して溶液に添加して中和したところ、最終的に中性pH値が得られた。
チオデカン酸ナトリウムの調製
2リットルの丸底フラスコに82グラムの硫化ナトリウムと164グラムの水を添加し、この混合物を固体が溶解するまで室温で撹拌した。トラップ中で泡立ちが見られるまで過剰の硫化水素を表面下に添加した。次いで、反応混合物を氷水浴で17℃まで冷却した。次に、塩化デカノイルをゆっくり添加した。約半分の塩化デカノイルを添加した後発泡が観察された。この時点で、塩化デカノイルの添加を遅くし、場合によっては止めて発泡を調節した。反応器の温度は約17℃に保った。塩化デカノイルの添加は合計で2.5時間後に完了した。得られたチオデカン酸ナトリウムを含有する溶液のpHをpH紙で測定したところ、アルカリ性の値が得られた。そこで、追加の2.7グラムの塩化デカノイル滴定して溶液に加えて中和したところ、最終的に中性のpH値になった。
2−エチルヘキサン酸ナトリウムの調製
1リットルの丸底フラスコに、78グラムの硫化ナトリウムと210グラムの水を添加し、この混合物を固体が溶解するまで室温で撹拌した。その後、トラップ中で泡立ちが見られるようになるまで、合計で18.5グラムの硫化水素を表面下に添加した。次に、反応混合物を25℃に冷却した。この時点で、合計で92グラムの塩化2−エチルヘキサノイルをゆっくり添加したところ、同時に温度が約45℃に上昇した。発泡は観察されなかった。得られた2−エチルヘキサン酸ナトリウムを含有する溶液のpHをpH紙で測定したところ、11の値が得られた。次に、追加の9.5グラムの塩化2−エチルヘキサノイルを滴定して溶液に加えて中和したところ、最終的に中性のpH値になった。
チオオクタン酸ナトリウムの連続的製造方法
1リットルのジャケット付きフラスコに、25重量%の水硫化ナトリウム(NaSH)水溶液と塩化オクタノイルを、速度調節されたダイヤフラムポンプを介して仕込んだ。温度は、冷水をジャケット中に循環させることにより約25℃に維持した。反応器に保持された生成物は約425グラムであった。生成物はダイヤフラムポンプを用いて連続的に取り出した。反応体の供給速度は、25重量%水硫化ナトリウム水溶液が2.43cc/分、塩化オクタノイルが0.83cc/分であった。以上の供給速度では、滞留時間が約2時間、NaSHと塩化オクタノイルのモル比が2.2:1となった。臭化テトラブチルアンモニウム相間移動触媒は50重量%水溶液として調製し、供給NaSHを介して1200ppmのレベルで反応媒体に添加した。定常状態で試料を採取してGC分析にかけた。チオオクタン酸ナトリウムは平均98.5%の純度で生成した。
連続式プロセスで生成するチオオクタン酸ナトリウムの収率に対する回転攪拌機の先端速度の効果
これらの実施例では、チオオクタン酸ナトリウム生成物及び望ましくないオクタン酸ナトリウム副生成物の生成に対する様々な回転攪拌機の先端速度の効果を連続式プロセスに関連して評価した。実施例8に記載した連続式プロセスの場合と同様に、実施例9〜14の反応は1リットルのジャケット付きフラスコで行った。反応体、すなわち塩化オクタノイル(OC)の重量を基準にして600ppmの臭化tert−ブチルアンモニウム(TBAB)を含有する水性水硫化ナトリウム(NaSH)は、NaSH対OCのモル比約2.2:1で、速度調節されたダイヤフラムポンプを介してフラスコに導入した。各実施例のその他のチオカルボン酸塩生成反応の条件及びその結果を下記表に示す。
Claims (17)
- 相間移動触媒の存在下又は非存在下で、チオカルボン酸の塩の水溶液を、次式で表されるシラン:
LfG2(−SiX3)c
(式中、G 2 はアルキル、アルケニル、アリール又はアラルキル基より1以上の水素原子が除去された多価基であり、G2は1〜40個の炭素原子を含有し、
Lは、F、Cl、Br、及びIからなる群より選択されるハロゲン原子、スルホン酸基、スルフィン酸基、又はカルボン酸基であり、各Xは独立にRO−、R2C=NO−、R2NO−又はR2N−、−R、及び−(OSiR2)t(OSiR3)からなる群から選択されるものであり、各Rは独立に水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びアラルキル基を含んでなる基の組から選択され、各Rは0〜30個の炭素原子を含有し、1以上のXは−Rではなく、下付文字tは0〜50の整数であり、
下付文字cは1〜6の整数であり、
下付文字fは1〜6の整数である。)、
と反応させてチオカルボキシレートシランを得ることを含んでなる、チオカルボキシレートシランの製造方法。 - チオカルボン酸の塩が以下の式で表される、請求項1記載の方法。
G1(−Y−SM)a
(式中、G 1 はR 1 又はアルキル、アルケニル、アリール若しくはアラルキル基より1以上の水素原子が除去された多価基であり、G1は1〜40個の炭素原子を含有し、R 1 は水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びアラルキル基を含んでなる基の組から選択され、R 1 は0〜30個の炭素原子を含有し、Yはカルボニル、C(=O)であり、各Mはアルカリ金属、アンモニウム、又はモノ−、ジ−、若しくはトリ−置換アンモニウムであり、下付文字aは1〜6の整数である。) - 生成物チオカルボキシレートシランが以下の式の1以上で表される、請求項1又は請求項2記載の方法。
(R1−Y−S−) f G2(−SiX3)c
G1[−Y−S−G2(−SiX3)c]a
[G1(−Y−S−)a]b[G2(−SiX3)c]d
(式中、各G1は独立にR1又はアルキル、アルケニル、アリール若しくはアラルキル基より1以上の水素原子が除去された多価基であり、G1は1〜40個の炭素原子を含有し、R 1 は水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びアラルキル基を含んでなる基の組から選択され、R 1 は0〜30個の炭素原子を含有し、
式中、各G2は独立にアルキル、アルケニル、アリール又はアラルキル基より1以上の水素原子が除去された多価基であり、G2は1〜40個の炭素原子を含有し、
Yはカルボニル、C(=O)であり、
各Xは独立にRO−、R2C=NO−、R2NO−又はR2N−、−R、及び−(OSiR2)t(OSiR3)からなる群から選択されるものであり、各Rは独立に水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びアラルキル基を含んでなる基の組から選択され、各Rは0〜30個の炭素原子を含有し、1以上のXは−Rではなく、下付文字tは0〜50の整数であり、
各下付文字aは独立に1〜6の整数であり、
下付文字bは1〜100の整数であり、
各下付文字cは独立に1〜6の整数であり、
下付文字dは1〜100の整数であり、
下付文字fは1〜6の整数である。) - 反応中追加の塩が存在し、この追加の塩がアルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属硫酸塩及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の方法。
- チオカルボン酸の塩の水溶液中のその濃度が20〜45重量%である、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の方法。
- 反応条件下で水に不溶性であるか又は水に対して限られた溶解性を有する有機溶媒の非存在下で反応を行う、請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の方法。
- 反応条件下で水に不溶性であるか又は水に対して限られた溶解性を有する有機溶媒の存在下で反応を行う、請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の方法。
- 相間移動触媒が重量で1ppm〜3%の濃度で反応媒体中に存在し、この相間移動触媒が、反応媒体の水性相から有機相中へチオカルボン酸陰イオンを移送することができる有機陽イオンを保有する、請求項1乃至請求項7のいずれか1項記載の方法。
- チオカルボン酸の水性塩とシランとの反応を撹拌しながら行って、シロキサン型副生成物の量を反応生成物の総量の20重量%未満に保つ、請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載の方法。
- 臭化テトラブチルアンモニウム相間移動触媒の存在下、純度95重量%以上の水性チオオクタン酸ナトリウムを3−クロロ−1−プロピルトリエトキシシランと反応させて3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシランを得ることを含む、請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載の方法。
- 前記チオカルボン酸塩の水溶液が、相間移動触媒の存在下で硫化物及び/又は水硫化物の水溶液を次式で表される酸ハロゲン化物:
G1(−Y−L)a
(式中、各Lは、F、Cl、Br、及びIからなる群より選択されるハロゲン原子であり、
Yはカルボニル、C(=O)であり、
G 1 はR 1 又はアルキル、アルケニル、アリール若しくはアラルキル基より1以上の水素原子が除去された多価基であり、G1は1〜40個の炭素原子を含有し、R 1 は水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びアラルキル基を含んでなる基の組から選択され、R 1 は0〜30個の炭素原子を含有し、
下付き文字aは1〜6の整数である。)
と反応させる方法により調製される、請求項1記載の方法。 - 硫化物、及び水硫化物の構造が以下のいずれかの式で表される、請求項11記載の方法。
M2S
MSH
式中、各Mはアルカリ金属、アンモニウム又はモノ−、ジ−、若しくはトリ−置換アンモニウムである。 - 前記チオカルボン酸塩の水溶液の調製に用いられる相間移動触媒が次式で表される、請求項11又は請求項12記載の方法。
(R2R3R4R5Q+)nA−n
式中、各個々のR2、R3、R4、及びR5は独立にR1であり、R1は独立に水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基及びアラルキル基を含む基の組から選択され、各R1は0〜30個の炭素原子を含有し、Qは窒素又はリンであり、A−nは一価又は多価陰イオンであり、マイナスの記号はこの化学種が陰イオンであることを意味し、nはこの陰イオン上の負の電荷数を意味し、下付文字nは1〜6の正の整数である。 - 前記チオカルボン酸塩の水溶液の調製を、10〜40℃において回分式操作で、又は20〜50℃において連続式操作で行う、請求項11乃至請求項13のいずれか1項記載の方法。
- 前記チオカルボン酸塩の水溶液の調製を、撹拌下で行って、全反応生成物の総重量を基準にして95重量%以上の純度の生成物チオカルボン酸塩を得る、請求項11乃至請求項14のいずれか1項記載の方法。
- 相間移動触媒及びチオカルボン酸の塩を含む水溶液が請求項11乃至請求項15のいずれか1項に記載のチオカルボン酸塩の水溶液の調製工程により得られたものである、請求項1記載の方法。
- (a)反応器にNaSHの水溶液を加える工程;
(b)前記NaSHの水溶液を攪拌しながら、酸ハロゲン化物及び相間移動触媒をいずれかの順序で添加し、反応が完了するまで攪拌を継続する工程であって、
前記酸ハロゲン化物が次式:
G1(−Y−L)a (8)
(式中、G 1 はR 1 又はアルキル、アルケニル、アリール若しくはアラルキル基より1以上の水素原子が除去された多価基であり、G1は1〜40個の炭素原子を含有し、R 1 は水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びアラルキル基を含んでなる基の組から選択され、R 1 は0〜30個の炭素原子を含有し、
Yはカルボニル、C(=O)であり、
各Lは、F、Cl、Br、及びIからなる群より選択されるハロゲン原子であり、
下付き文字aは1〜6の整数である。)
で表され、前記相間移動触媒が次式:
(R 2 R 3 R 4 R 5 Q+)nA−n (9)
(式中、各R 2 、R 3 、R 4 、及びR 5 は独立にRであり、Rは水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基及びアラルキル基を含む基の組から選択され、Rは0〜30個の炭素原子を含有し、Qは窒素又はリンであり、A−nは、一価又は多価陰イオンであり、マイナスの記号はこの化学種が陰イオンであることを意味し、nはこの陰イオン上の負の電荷数を意味し、下付文字nは1〜6の正の整数である。)
で表される工程;
(c)工程bで得られた水溶液にシランを添加し、相間移動触媒を添加するか、添加せずに、所定の反応進行度に達するまで溶液を攪拌する工程であって、
前記シランが次式:
LfG2(−SiX3)c (5)
(式中、G 2 はアルキル、アルケニル、アリール又はアラルキル基の1以上の水素原子が除去された多価基であり、G2は1〜40個の炭素原子を含有し、
各Lは、F、Cl、Br、及びIからなる群より選択されるハロゲン原子、スルホン酸基、スルフィン酸基、又はカルボン酸基であり、
各Xは独立にRO−、R2C=NO−、R2NO−又はR2N−、−R、及び−(OSiR2)t(OSiR3)からなる群から選択されるものであり、各Rは独立に水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びアラルキル基を含んでなる基の組から選択され、各Rは0〜30個の炭素原子を含有し、1以上のXは−Rではなく、下付文字tは0〜50の整数であり、
下付文字cは1〜6の整数であり、
下付文字fは1〜6の整数である。)
で表される工程;及び
(d)有機相を水性相から分離した後、ろ過、及び/又は、熱及び/又は真空を用いる蒸発による残留揮発性成分の除去を行うか、行わない、工程、を含む、
以下の式の1以上で表されるチオカルボキシレートシランの製造方法。
(R 1 −Y−S−) f G2(−SiX3)c (1)
G1[−Y−S−G2(−SiX3)c]a (2)
[G1(−Y−S−)a]b[G2(−SiX3)c]d (3)
(式中、各G1及びG2は独立にアルキル、アルケニル、アリール若しくはアラルキル基より1以上の水素原子が除去された多価基であり、G1及びG2は1〜40個の炭素原子を含有し、
R 1 は水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びアラルキル基を含んでなる基の組から選択され、R 1 は0〜30個の炭素原子を含有し、
Yはカルボニル、C(=O)であり、
各Xは独立にRO−、R2C=NO−、R2NO−又はR2N−、−R、及び−(OSiR2)t(OSiR3)からなる群から選択されるものであり、各Rは独立に水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びアラルキル基を含んでなる基の組から選択され、各Rは0〜30個の炭素原子を含有し、1以上のXは−Rではなく、下付文字tは0〜50の整数であり、
各下付文字aは独立に1〜6の整数であり、
下付文字bは1〜100の整数であり、
各下付文字cは独立に1〜6の整数であり、
下付文字dは1〜100の整数であり、下付文字fは1〜6の整数である。
なお、チオカルボキシレートシランが式(3)で表される場合、ab=dfであることを条件に、式(5)中の下付き文字fは1〜6の整数である。)
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