JP6390473B2 - 両末端変性されたシラシクロブタン開環重合物及びその製造方法 - Google Patents
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上記のように、反応性基により両末端を変性されたシラシクロブタン開環重合物は、これまでに知られていなかった。
〔1〕
下記一般式(1)
(式中、R1は、炭素数1〜20の置換又は非置換の2価炭化水素基であり、ケイ素原子を含有していてもよく、R2,R3は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、R4は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、互いに同一でも異なっていてもよいが、両末端のそれぞれの−SiR4 3において、R4の少なくとも1つはオルガノオキシ基もしくはハロゲン原子又は1価炭化水素基の水素原子の一部又は全部が、酸素含有環状炭化水素基、α,β不飽和カルボニル基、α,β不飽和カルボニルオキシ基、活性水素含有基、炭素数2〜10のアルケニル基、ハロゲン原子から選ばれる反応性基により置換された置換基である。また、n及びmはそれぞれ2〜1,000,000の整数である。)
で表される両末端変性されたシラシクロブタン開環重合物。
〔2〕
前記反応性基が、エポキシ基、オキセタニル基、アクリル基、メタクリル基、アクリルオキシ基、メタクリルオキシ基、シリル基により活性水素が保護されていてもよいアミノ基、水酸基、メルカプト基、炭素数2〜10のアルケニル基、ハロゲン原子から選ばれるものである〔1〕記載の両末端変性されたシラシクロブタン開環重合物。
〔3〕
前記一般式(1)中、R2及びR3がメチル基であり、両末端のそれぞれの−SiR4 3において、R4のうち2つがメチル基である〔1〕記載の両末端変性されたシラシクロブタン開環重合物。
〔4〕
下記一般式(2)
(式中、R2又はR3は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基である。)
で表されるシラシクロブタン化合物を、下記一般式(3)
Li−R1−Li (3)
(式中、R1は炭素数1〜20の置換又は非置換の2価炭化水素基である。)
で表されるオルガノジリチウム化合物の存在下で重合を行った後、下記一般式(4)
R4 3SiCl (4)
(式中、R4は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、互いに同一でも異なっていてもよいが、R4の少なくとも1つはオルガノオキシ基もしくはハロゲン原子又は1価炭化水素基の水素原子の一部又は全部が、酸素含有環状炭化水素基、α,β不飽和カルボニル基、α,β不飽和カルボニルオキシ基、活性水素含有基、炭素数2〜10のアルケニル基、ハロゲン原子から選ばれる反応性基により置換された置換基である。)
で表されるクロロシラン化合物と反応させることを特徴とする両末端変性されたシラシクロブタン開環重合物の製造方法。
〔5〕
SiR4 3基の末端導入率である変性率が50%超である〔4〕記載の製造方法。
〔6〕
シラシクロブタン開環重合物が、下記一般式(1)
(式中、R1は、炭素数1〜20の置換又は非置換の2価炭化水素基であり、ケイ素原子を含有していてもよく、R2,R3は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、R4は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、互いに同一でも異なっていてもよいが、両末端のそれぞれの−SiR4 3において、R4の少なくとも1つはオルガノオキシ基もしくはハロゲン原子又は1価炭化水素基の水素原子の一部又は全部が前記反応性基により置換された置換基である。また、n及びmはそれぞれ2〜1,000,000の整数である。)
で表される〔4〕記載の製造方法。
一方、オルガノオキシシリル基やハロシリル基等の加水分解可能な基を有する置換基を導入した場合には、加水分解縮合することにより得られる重合物又は縮合物に、シラシクロブタン開環重合物を導入することができ、最終的に得られる重合物の熱安定性や、光学特性、密着性等を改良することができる。
(式中、R1は、炭素数1〜20の置換又は非置換の2価炭化水素基であり、炭素原子の一部がケイ素原子置き換わっていてもよく、R2,R3は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、R4は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、互いに同一でも異なっていてもよいが、両末端のそれぞれの−SiR4 3において、R4の少なくとも1つはオルガノオキシ基もしくはハロゲン原子又は1価炭化水素基の水素原子の一部又は全部が前記反応性基により置換された置換基である。また、n及びmはそれぞれ2〜1,000,000、好ましくは5〜100,000、より好ましくは10〜10,000の整数である。)
(式中、R2は上記と同じであり、破線は結合手を示す。)
この場合、両末端のそれぞれの−SiR4 3において、R4のうち少なくとも1つは、前記オルガノオキシ基もしくはハロゲン原子又は上記1価炭化水素基の水素原子の一部又は全部が反応性基により置換された置換基であり、反応性基としては、前記反応性基と同様の基が挙げられる。
(式中、R2又はR3は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基である。)
で表されるシラシクロブタン化合物を、下記一般式(3)
Li−R1−Li (3)
(式中、R1は炭素数1〜20の置換又は非置換の2価炭化水素基であり、炭素原子の一部がケイ素原子に置き換わっていてもよい。)
で表されるオルガノジリチウム化合物の存在下で重合を行った後、下記一般式(4)
R4 3SiCl (4)
(式中、R4は上記と同じ。)
で表されるクロロシラン化合物と反応させる方法が挙げられる。
また、上記一般式(2)で表されるシラシクロブタン化合物としては、例えば、1,1−ジメチルシラシクロブタン、1,1−ジエチルシラシクロブタン、1,1−ジプロピルシラシクロブタン、1,1−ジイソプロピルシラシクロブタン、1,1−ジ−n−ブチルシラシクロブタン、1−メチル−1−ビニルシラシクロブタン、1−アリル−1−メチルシラシクロブタン、1,1−ジフェニルシラシクロブタン、1−フェニル−1−メチルシラシクロブタン、1−フェニル−1−ビニルシラシクロブタン等が挙げられる。
200mlの4つ口ガラスフラスコに還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付け、内部を窒素置換した。このフラスコに、p−ジブロモベンゼン2.36g(0.01mol)とn−ヘキサン60ml、テトラヒドロフラン30mlを仕込み、ドライアイスバスにより冷却した。1.60M/molのn−ブチルリチウム12.5ml(0.02mol)を、内温を−70〜−60℃に保ちながら10分で添加した後、2.5時間熟成した。熟成後、1,1−ジメチルシラシクロブタン20.0g(0.2mol)を、内温を−45〜−35℃に保ちながら25分で滴下し、1時間そのままの温度で熟成した。熟成後、ジメチルビニルクロロシラン2.9g(0.24mol)を、−37〜−20℃で添加した後、ドライアイスバスを外して、室温まで昇温した。
副生した塩化リチウムを除去した反応液を、メタノール500ml中に撹拌下に添加し、そのまま1時間撹拌した後静置した。白色の液状沈殿物が得られた。分液によりメタノール層を除去した後、減圧下に低沸点成分を除去することにより、テトラヒドロフランを溶媒とするゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算値で、一般式(1)の繰り返し単位nに対応するMn=2,194、Mw=3,022の重合物が20.4g得られた。
1H−NMRスペクトル(重クロロホルム)
図1にチャートを示す。
IRスペクトル
図2にチャートを示す。
以上の結果より、得られた化合物は1,1−ジメチルシラシクロブタン開環重合物の両末端が、ジメチルビニルシリル基により変性された化合物であることが確認された。また、変性率は1H−NMR分析の結果から85%であった。
p−ジブロモベンゼンの代わりに、m−ジブロモベンゼン2.36g(0.01mol)を用いた以外は、実施例1と同様に反応を行い、Mn=2,338、Mw=3,263の重合物が20.1g得られた。
1H−NMRスペクトル(重クロロホルム)
図3にチャートを示す。
IRスペクトル
図4にチャートを示す。
以上の結果より、得られた化合物は1,1−ジメチルシラシクロブタン開環重合物の両末端が、ジメチルビニルシリル基により変性された化合物であることが確認された。また、変性率は1H−NMR分析の結果から83%であった。
Claims (6)
- 下記一般式(1)
(式中、R1は、炭素数1〜20の置換又は非置換の2価炭化水素基であり、ケイ素原子を含有していてもよく、R2,R3は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、R4は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、互いに同一でも異なっていてもよいが、両末端のそれぞれの−SiR4 3において、R4の少なくとも1つはオルガノオキシ基もしくはハロゲン原子又は1価炭化水素基の水素原子の一部又は全部が、酸素含有環状炭化水素基、α,β不飽和カルボニル基、α,β不飽和カルボニルオキシ基、活性水素含有基、炭素数2〜10のアルケニル基、ハロゲン原子から選ばれる反応性基により置換された置換基である。また、n及びmはそれぞれ2〜1,000,000の整数である。)
で表される両末端変性されたシラシクロブタン開環重合物。 - 前記反応性基が、エポキシ基、オキセタニル基、アクリル基、メタクリル基、アクリルオキシ基、メタクリルオキシ基、シリル基により活性水素が保護されていてもよいアミノ基、水酸基、メルカプト基、炭素数2〜10のアルケニル基、ハロゲン原子から選ばれるものである請求項1記載の両末端変性されたシラシクロブタン開環重合物。
- 前記一般式(1)中、R2及びR3がメチル基であり、両末端のそれぞれの−SiR4 3において、R4のうち2つがメチル基である請求項1記載の両末端変性されたシラシクロブタン開環重合物。
- 下記一般式(2)
(式中、R2又はR3は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基である。)
で表されるシラシクロブタン化合物を、下記一般式(3)
Li−R1−Li (3)
(式中、R1は炭素数1〜20の置換又は非置換の2価炭化水素基である。)
で表されるオルガノジリチウム化合物の存在下で重合を行った後、下記一般式(4)
R4 3SiCl (4)
(式中、R4は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、互いに同一でも異なっていてもよいが、R4の少なくとも1つはオルガノオキシ基もしくはハロゲン原子又は1価炭化水素基の水素原子の一部又は全部が、酸素含有環状炭化水素基、α,β不飽和カルボニル基、α,β不飽和カルボニルオキシ基、活性水素含有基、炭素数2〜10のアルケニル基、ハロゲン原子から選ばれる反応性基により置換された置換基である。)
で表されるクロロシラン化合物と反応させることを特徴とする両末端変性されたシラシクロブタン開環重合物の製造方法。 - SiR4 3基の末端導入率である変性率が50%超である請求項4記載の製造方法。
- シラシクロブタン開環重合物が、下記一般式(1)
(式中、R1は、炭素数1〜20の置換又は非置換の2価炭化水素基であり、ケイ素原子を含有していてもよく、R2,R3は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、R4は炭素数1〜20の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、互いに同一でも異なっていてもよいが、両末端のそれぞれの−SiR4 3において、R4の少なくとも1つはオルガノオキシ基もしくはハロゲン原子又は1価炭化水素基の水素原子の一部又は全部が前記反応性基により置換された置換基である。また、n及びmはそれぞれ2〜1,000,000の整数である。)
で表される請求項4記載の製造方法。
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