JPH08277330A - アルキルポリエーテルシロキサン - Google Patents
アルキルポリエーテルシロキサンInfo
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Abstract
化によりアルキルポリエーテルシロキサンを与える従来
技術の改良を課題とする。 【解決手段】 式、RSi(OSiMe2Q)3、又は(Q
Me2SiO)2−Si(R)−O−Si(R)−(OSi
Me2Q)2(式中、Meはメチルであり、RはC2〜C18
直鎖又は分岐鎖アルキル置換基であり、Qは、オキシエ
チレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、又
はオキシエチレン基、オキシプロピレン基及びオキシブ
チレン基の組合せを含むラジカルである)から選択され
たアルキルポリエーテルシロキサン化合物。
Description
リエーテルシロキサンに関する。
ー、式、(HMe2SiO)2−Si(R)−O−Si
(R)−(OSiMe2H)2のオリゴマー、及び式、RS
i[(OSiMe2)xOSiMe2H]3及び[HMe2SiO
(Me2SiO)x]2Si(R)O(R)Si[(OSiM
e2)xOSiMe2H]2の一層大きな分子量のシロキサン
(式中、Meはメチルであり、RはC2 〜C18直鎖又は
分岐鎖アルキル置換基であり、xは1〜200の値であ
る)を含めた新しい種類のアルキルヒドリドシロキサン
が米国特許第5,446,185号明細書に記載されて
いる。
のアルキルヒドリドシロキサンのヒドロシリル化により
新規な種類のアルキルポリエーテルシロキサンを与える
従来技術の改良を内容とするものである。これらの新規
なアルキルポリエーテルシロキサンは、人間の皮膚に適
用される人体の手入れ用組成物中のコンディショニング
剤として有用である。
ルポリエーテルシロキサンに関する。それらシロキサン
は、次の式:RSi(OSiMe2Q)3、(QMe2Si
O)2−Si(R)−O−Si(R)−(OSiMe
2Q)2、RSi[(OSiMe2)xOSiMe2Q]3、及び
[QMe2SiO(Me2SiO)x]2Si(R)O(R)S
i[(OSiMe2)xOSiMe2Q]2の一つによって包含さ
れる化合物である。それらの式中、Meはメチルであ
り、RはC2 〜C18直鎖又は分岐鎖アルキル置換基であ
り、xは1〜200の値であり、Qは、オキシエチレン
基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、又はオキ
シエチレン基、オキシプロピレン基、又はオキシブチレ
ン基の組合せを含むラジカルである。代表的なラジカル
Qは、−(CH2)y(OCH2 CH2)a(OCH2 CHCH
3)b[OCH2 CH(CH2 CH3)]cORである。ラジカ
ルQの中で、R′は水素原子;メチル、エチル、プロピ
ル、又はブチルのようなアルキル基;フェニルのような
アリール基;ベンジルのようなアラルキル基;又はアセ
チルのようなアシル基;である。整数yは3〜6であ
り、aは0〜120であり、bは0〜50であり、cは
0〜50であり、但し、a、b、及びcは全てが0では
ないものとする。更に、Qは同じでも異なっていてもよ
い。
iMe2Q)3で包含される化合物は、RSi[(OSiMe2
Q)z (OSiMe2Q′)3-z](式中、zは1又は2で
ある)として表すのが一層便利である。同様に、式、R
Si[(OSiMe2)xOSiMe2Q]3によって包含される
化合物は、RSi[(OSiMe2)x(OSiMe2Q)]
z[(OSiMe2)x(OSiMe2Q′)]3-z (式中、zは
1又は2である)として表すのが一層便利である。
ルキルポリエーテルシロキサン及び新規な組成物を与え
ることである。
リドシロキサンを、アルケニルエーテル末端有機オキシ
アルキレン化合物でヒドロシリル化することにより製造
される。RSi(OSiMe2H)3、及び(HMe2Si
O)2−Si(R)−O−Si(R)−(OSiMe2H)2
のようなアルキルヒドリドシロキサンは、対応するクロ
ロシランの加水分解により高収率で製造される。加水分
解反応の詳細は、米国特許第5,446,185号明細
書に一層完全に記載されている。
できる。方式1
RSi(OSiMe2H)3の量は、反応を行った時の温度
に依存する。式中、Rはn−プロピル(Pr)であり、
温度が15℃より僅かに低く維持された場合、生成物の
83%はRSi(OSiMe2H)3である。30℃では、
生成物の79%がRSi(OSiMe2H)3であるが、4
0℃では、生成物の47%がRSi(OSiMe2H)3で
ある。一層高い温度では、(HMe2SiO)2−Si
(R)−O−Si(R)−(OSiMe2H)2及び一層大
きな分子量のシロキサン物質が一層多量に形成される。
i(OSiMe2H)3及び(HMe2SiO)2Si(R)O
(R)Si(OSiMe2H)2は、一層大きな分子量のシ
ロキサン物質を製造するのに用いることができる。それ
ら大きな分子量の物質は、ジメチルシクロシロキサンの
ような環式シロキサンを酸触媒により開環し、次にRS
i(OSiMe2H)3及び(HMe2SiO)2Si(R)O
(R)Si(OSiMe2H)2中に挿入することにより製
造される。そのような方法は米国特許第5,446,1
85号明細書にも記載されており、「方式2」で簡単に
表される。方式2
酸、蓚酸、酢酸、三塩化酢酸、又はトリフルオロメタン
スルホン酸でもよい。「方式2」の方法は、環式シロキ
サン(Me2SiO)a、RSi(OSiMe2H)3、又は
(HMe2SiO)2Si(R)O(R)Si(OSiMe2
H)2と、酸触媒との混合物を形成することにより行われ
る。混合物を、撹拌しながら重合反応温度で、本質的に
全ての環式シロキサンが反応するまで加熱する。必要な
時間は、反応物及び反応条件に依存して変化する。「方
式2」の重合反応は、環式シロキサンの希望の転化度の
所で、化学量論的に等しいか又はそれより僅かに多い量
の塩基を添加することにより酸触媒を中和するような当
業者に既知の方法を用いて停止する。反応を中和するの
に弱塩基を用いてもよい。
キサンには、コモノマー、オリゴマー、及び一層大きな
分子量のシロキサン物質が含まれ、本発明のアルキルポ
リエーテルシロキサンの製造に中間体として用いられ
る。「方式1」及び「方式2」中のR基は、C2 〜C18
直鎖(非分岐鎖)又は分岐鎖アルキル置換基である。適
当なR置換基は、エチル、n−プロピル、イソプロピ
ル、ブチル、2−メチルプロピル、ペンチル、2−メチ
ルブチル、2,2−ジメチルプロピル、ヘキシル、2−
メチルペンチル、3−メチルペンチル、2,2−ジメチ
ルブチル、2,3−ジメチルブチル、ヘプチル、2−メ
チルヘキシル、3−メチルヘキシル、2,2−ジメチル
ペンチル、2,3−ジメチルペンチル、2,4−ジメチ
ルペンチル、3,3−ジメチルペンチル、3−エチルペ
ンチル、2,2,3−トリメチルブチル、オクチル、ノ
ニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テ
トラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシ
ル、及びオクタデシルである。
は、( i) 133℃の沸点及び式、[(Me2)SiO]3を
有するへキサメチルシクロトリシロキサン;(ii)17
1℃の沸点及び式、[(Me2)SiO]4を有するオクタメ
チルシクロテトラシロキサン;(iii)205℃の沸点及
び式、[(Me2)SiO]5を有するデカメチルシクロペン
タシロキサン;及び(iv)245℃の沸点及び式、[(M
e2)SiO]6を有するドデカメチルシクロヘキサシロキ
サンである。
を製造する際、一種類以上の不飽和エーテルを、≡Si
H基を有する上記アルキルヒドリドシロキサンの一つと
反応させる。用いることができる適当なアルケニル・エ
ーテル末端有機オキシアルキレン化合物は、アルケニル
基中に少なくとも3個〜10個の炭素原子を有する。そ
のような基の例は、アリル、イソプロペニル、2−ブテ
ニル、3−ブテニル、又はヘキセニルである。アリルが
最も好ましいアルケニル基であり、代表的なアリル・エ
ーテル末端有機オキシアルキレン化合物は:H2 C=C
H−CH2 −O−(CH2 −CH2 O)m−R″;H2 C
=CH−CH2 −O−[CH2 −CH(CH3)O]n−
R″;及びH2 C=CH−CH2 −O−(CH2 −CH
2 O)m−[CH2 −CH(CH3)O]n−R″;である。
は1〜50であり、R″は水素原子;メチル、エチル、
プロピル、又はブチルのようなアルキル基;フェニルの
ようなアリール基;ベンジルのようなアラルキル基;又
はアセチルのようなアシル基;である。
にしてヒドロシリル化反応を行うのが好ましいが、他の
比率を用いてもよい。ヒドロシリル化反応のアルキルポ
リエーテルシロキサン生成物は、希望のオキシアルキレ
ン化合物のアリルエーテルと、対応する≡SiH基含有
シロキサンとを反応させることにより最もよく製造する
ことができる。この反応は、不活性担体上に分散させた
白金、又は塩化白金酸のような白金化合物のような白金
触媒の存在下で、反応物の混合物を30〜100℃の温
度で加熱することにより行うのが最もよい。
のように方式3及び4として書くことができる。方式3
H2)20OHであり;Q′は−(CH 2)3(OCH2 CH2)
40OHであり;二つの基Q及びQ′は50:50に近い
比で、シロキサン上に無作為的に配列されている。
ており、次の特許はそれらの製造及び使用に関して詳細
な記載を与えている:米国特許第2,823,218
号、米国特許第3,419,359号、米国特許第3,
445,420号、米国特許第3,697,473号、
米国特許第3,814,731号、米国特許第3,89
0,359号、及び米国特許第4,123,604号。
当分野で知られている触媒の多くは、反応が起きるよう
にするためには反応物を加熱する必要がある。そのよう
な触媒を用いた場合、この付加的条件を考慮に入れなけ
ればならない。
ことができる。しかし、典型的には、触媒の有効量は、
本発明の組成物中、重量で1〜1,000ppmの白金
を与えるような範囲にすべきである。
る。 例1−PrSi(OSiMe2H)3n−プロピルトリス
(ジメチルシロキシ)シランの製造 PrSiCl3 (59.92g、0.338モル)と、
Me2HSiCl(95.90g、1.014モル)との
混合物を、氷水(166.0g、9.22モル)を入れ
た三口丸底フラスコへ滴下した。フラスコに温度計、機
械的撹拌器、及び圧力平衡添加漏斗を取り付けた。クロ
ロシランを添加漏斗から、フラスコ中の温度を15℃よ
り僅かに低い温度に維持する速度で滴下した。この添加
中、溶液を激しく混合した。クロロシランの添加が終わ
った後、溶液を30分間撹拌した。水性層を流し出し、
次にpH紙で中性になるまで、NaHCO3 で数回洗浄
し、水で数回洗浄した。シロキサンをMgSO4 で一晩
乾燥し、N2 圧力下で濾過し、透明な無色の液体を生成
させた。最終的生成物は、83%のPrSi(OSiM
e2H)3;9%の(HMe2SiO)2Si(Pr)−OSi
(Pr)(OSiMe2H)2;及び8%の他のシロキサン
不純物を含んでいた。特性測定には、Si−29核磁気
共鳴(NMR)、ガスクロマトグラフ/質量分光分析
(GC/MS)、及びガスクロマトグラフ/火炎イオン
化検出(GC/FID)を用いた。
い、温度を30℃へ上昇させた。最終生成物は、79%
のPrSi(OSiMe2H)3、12%の(HMe2Si
O)2Si(Pr)OSi(Pr)(OSiMe2H)2、及
び9%の他のシロキサン不純物を含んでいた。
用い、温度を40℃へ上昇させた。最終生成物は、47
%のPrSi(OSiMe2H)3、30%の(HMe2Si
O)2Si(Pr)OSi(Pr)(OSiMe2H)2、及
び23%の他のシロキサン不純物を含んでいた。
e2H]3の製造 例1で製造したn−プロピルトリス(ジメチルシロキ
シ)シラン、PrSi(OSiMe2H)3(18.94
g、0.064モル)、(Me2SiO)4シクロシロキサ
ン(49.82g、0.672モル)及び41μlのト
リフルオロメタンスルホン酸の溶液を70℃へ加熱し
た。フラスコに、水冷凝縮カラム、磁気撹拌器、及び温
度計を取り付けた。フラスコを加熱する前にN2 でフラ
ッシュし、次に凝縮器の頂部から加圧N2 でフラッシュ
した。フラスコを70℃に4時間加熱した後、溶液を室
温へ冷却し、NaHCO3 (1.0g)及び珪藻土〔セ
ライト(Celite)(商標名)〕(1.0g)を添加した。
混合物を4時間撹拌し、N2 圧力下で濾過し、透明な無
色の液体を生成させた。Si−29NMRで決定した最
終的平均構造は、(PrSi)1.0[( OSiMe2)3.5O
SiMe2H]3であった。この構造では、値「1.0」は
±0.2であり;値「3.5」は±0.5であり;値
「3.0」は±0.2であった。生成物中には、ジメチ
ル環式シロキサンも存在していた。
Qは、−CH2 CH2 CH2 O(CH2 CH2 O)
20H)の製造 式、H2 C=CH−CH2 −O−(CH2 −CH2 O)
20−Hのアリルオキシ開始エチレンオキシド単独重合体
(208.51g、0.218モル)及びイソプロピル
アルコール(60.0g)を秤量し、水冷凝縮器及び圧
力平衡添加漏斗を取り付けたクレイセン(Claisen)アダ
プター、温度計、機械的撹拌器を備えた三口丸底フラス
コへ入れた。均質白金触媒(Ptとして10ppm)を
40℃の溶液へ添加した。PrSi(OSiMe2H)
3(18.69g、0.0631モル)の滴下は、その
添加中、温度を65℃近くに維持するように調節した。
赤外線スペクトルでSiHが観察されなくなるまで、温
度を90℃に上昇させた。減圧下でイソプロピルアルコ
ールを除去することにより、室温でワックス状固体の生
成物が生成した。
Qは、−CH2 CH2 CH2 O(CH2 CH2 O)
40H)の製造 式、H2 C=CH−CH2 −O−(CH2 −CH2 O)
40−Hのアリルオキシ開始エチレンオキシド単独重合体
(187.84g、0.136モル)、PrSi(OS
iMe2H)3(12.16g、0.0411モル)、及び
イソプロピルアルコール(40.0g)を秤量し、温度
計、機械的撹拌器、及び水冷凝縮器を具えた三口丸底フ
ラスコへ入れた。均質白金触媒(Ptとして9.2pp
m)を80℃の溶液へ添加した。SiHの量が5ppm
より低くなるまで、温度を90℃に維持した。減圧下で
イソプロピルアルコールを除去することにより、室温で
ワックス状固体の生成物が得られた。
iMe2Q′)x ]〔式中、x=0〜3、Qは−CH2 C
H2 CH2 O(CH2 CH2 O)7Hであり、Q′は−C
H2CH2 CH2 O(CH2 CH2 O)18(CH2 CHC
H3 O)18Hである〕の製造式、H2 C=CH−CH2
−O−(CH2 −CH2 O)7−Hのアリルオキシ開始エ
チレンオキシド単独重合体(26.72g、0.073
モル)、式、H2 C=CH−CH2 −O−(CH2 CH
2 O)18 (CH2 CHCH3 O)18 Hのアリルオキシ開
始エチレンオキシド/プロピレンオキシド共重合体(6
9.14g、0.0365モル)、PrSi(OSiM
e2H)3(10.13g、0.0342モル)、及びイソ
プロピルアルコール(26.0g)を秤量し、温度計、
機械的撹拌器、及び水冷凝縮器を具えた三口丸底フラス
コへ入れた。均質白金触媒(Ptとして10ppm)を
75℃の溶液へ添加した。SiHの量が5ppmより低
くなるまで、温度を90℃に維持した。減圧下でイソプ
ロピルアルコールを除去することにより、麦わら色の液
体の生成物が得られた。
Claims (8)
- 【請求項1】 式、RSi(OSiMe2Q)3、又は(Q
Me2SiO)2−Si(R)−O−Si(R)−(OSi
Me2Q)2(式中、Meはメチルであり、RはC2 〜C18
直鎖又は分岐鎖アルキル置換基であり、Qは、オキシエ
チレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、又
はオキシエチレン基、オキシプロピレン基及びオキシブ
チレン基の組合せを含むラジカルである)から選択され
たアルキルポリエーテルシロキサン化合物。 - 【請求項2】 式、RSi[(OSiMe2Q)z (OSi
Me2Q′)3-z]、又は(QMe2SiO)2−Si(R)−
O−Si(R)−(OSiMe2Q′)2(式中、Meはメ
チルであり、RはC2 〜C18直鎖又は分岐鎖アルキル置
換基であり、zは1又は2であり、Q及びQ′は、オキ
シエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン
基、又はオキシエチレン基、オキシプロピレン基及びオ
キシブチレン基の組合せを含む、同じか又は異なるラジ
カルであり、Q及びQ′はシロキサンに無作為的に配列
されている)から選択されたアルキルポリエーテルシロ
キサン化合物。 - 【請求項3】 式、RSi[(OSiMe2)xOSiMe
2Q]3、又は[QMe2SiO(Me2SiO)x]2Si
(R)O(R)Si[(OSiMe2)xOSiMe2Q]2(式
中、Meはメチルであり、RはC2 〜C18直鎖又は分岐
鎖アルキル置換基であり、xは1〜200の値であり、
Qはオキシエチレン基又はオキシブチレン基だけからな
る)から選択されたアルキルポリエーテルシロキサン化
合物。 - 【請求項4】 Rが、エチル、n−プロピル、イソプロ
ピル、ブチル、2−メチルプロピル、ペンチル、2−メ
チルブチル、2,2−ジメチルプロピル、ヘキシル、2
−メチルペンチル、3−メチルペンチル、2,2−ジメ
チルブチル、2,3−ジメチルブチル、ヘプチル、2−
メチルヘキシル、3−メチルヘキシル、2,2−ジメチ
ルペンチル、2,3−ジメチルペンチル、2,4−ジメ
チルペンチル、3,3−ジメチルペンチル、3−エチル
ペンチル、2,2,3−トリメチルブチル、オクチル、
ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、
テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデ
シル、及びオクタデシルからなる群から選択されてい
る、請求項1〜3のいずれか1項に記載のシロキサン化
合物。 - 【請求項5】 Q又はQ′ラジカルが、−(CH2)y(O
CH2 CH2)a(OCH2 CHCH3)b[OCH2 CH(C
H2 CH3)]cOR′(式中、R′は水素、アルキル基、
アリール基、アラルキル基、又はアシル基であり、yは
3〜6であり、aは0〜120であり、bは0〜50で
あり、cは0〜50であり、但し、a、b、及びcは全
てが0ではないものとする)である、請求項4に記載の
シロキサン化合物。 - 【請求項6】 Q及びQ′が50:50に近い比で、シ
ロキサン上に無作為的に配列されている、請求項5に記
載のシロキサン化合物。 - 【請求項7】 Rがn−プロピルである、請求項5に記
載のシロキサン化合物。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか1項に記載のシ
ロキサン化合物の、皮膚コンディショニング剤としての
使用。
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