JPS58121292A - ビス(シリルプロピル)カ−ボネ−ト及びその製法 - Google Patents

ビス(シリルプロピル)カ−ボネ−ト及びその製法

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JPS58121292A
JPS58121292A JP57003302A JP330282A JPS58121292A JP S58121292 A JPS58121292 A JP S58121292A JP 57003302 A JP57003302 A JP 57003302A JP 330282 A JP330282 A JP 330282A JP S58121292 A JPS58121292 A JP S58121292A
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JP
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carbonate
bis
general formula
silylpropyl
peak
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JP57003302A
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Shozo Kato
加藤 祥三
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Tokuyama Corp
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Tokuyama Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般式 %式%( しXはハロゲン原子またはアルコキシ基である)で示さ
れるビス(シリルプロピル)カーボネート及びその製法
を提供するものである。
従来Y’−R−BIXs  (Xはハロゲン原子または
アルコキシ基 xlは官能基、Rは直鎖または分枝状の
アルキレン基などを表わす)で示される官能性アルキル
シラン化合物、例えば3−アミノプロピルトリエトキシ
シラン、2−シアノエチルトリクロロシラン、2−メト
キシカルボニルトリメトキシシランなどは公知な化合物
で、繊維表面などへの撥水処理剤。
潤滑剤、防錆剤等に使用されうろことが知られている。
本発明者は長年有用な種々の官能性有機珪素化合物の合
成研究を続けて来たが、新規な化合物である、一般式、 XjSiCH2C!H2OH2O00CH2CH2CH
2SiIs (但し■ Xはハロゲン原子またはアルコキシ基である。)で示さ
れるビス(シリルプロピル)カーボネートを合成し、そ
の構造及び用途を確認、本発明を完成し提供するに至っ
た。
本発明の新規化合物であるビス(シリルプロピル)カー
ボネートは一般式 %式%( しxはハロゲン原子またはアルコキシ基である。)で示
される。上記式中でハロゲン原子は塩素、臭素、フッ素
原子等のノ・ロゲン原子が好適で、アルコキシ基はメト
キシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基など炭素数が1
〜6の低級アルコキシ基が好適に使用される。
本発明のビス(シリルプロピル)カーボネートは前記一
般式中のXの種類によってその性状が多少異なるが一般
に常温常圧では無色透明液体状で存在する。また本発明
のビス(シリルプロピル)カーボネートは、一般に次の
旬〜に)のような手段で一般式の各化合物であることを
確認することが出来る。
(へ)赤外吸収スペクトル(1r)を測定することによ
り、1740〜1750国−1付近にカーlネート化合
物に特有なカルボニル基にもとづく強い吸収が現われる
。なお、単離精製した無色透明液体である生成物を高温
例えば2000以上に加熱した場合、連続的に泡を発生
して分解すること、即ち脱炭酸反応を起こすことからも
生成物がカーボネート類に属していることを知ることが
できる。
(→ 13炭素核磁気共鳴スペクトル(13C−nmr
 )を測定することによって測定に供した試料中に存在
するメチレン基ならびにカーlネート基を、さらに上記
一般式中においてXがアルコキシ基である場合には、該
アルコキシ基の個数と種類を知ることが出来る。即ち1
IC−nmr (テトラメチルシラン基準)に於いて1
561)pm付近にカーボネート化合物に特有なカルボ
ニル基の炭素原子に基づくピーク、70 ppm付近に
カーボネートの酸素原子に隣接するメチレン基の炭素原
子に基づ〈ピーク、23ppm付近にプロピレン基の中
央に位置するメチレン基の炭素原子に基づくピーク、5
〜22ppl!1付近に珪素原子に隣接したメチレン基
の炭素原子に基づくピークを示す。
なお、それぞれのピーク強度を相対的に比較することに
より、それぞれの結合基の個数を知ることが出来る。
fう 質量スペクトル(ms )を測定し、観察される
各ピーク(一般にはイオンの分子量を電子の荷電数・で
割ったm/e で表わされる質量数)に相当する組成式
を算出することにより、測定に供した試料の結合様式さ
らに終局的にはその分子量を推定することが出来る。例
えば前記一般式に於いてXが塩素原子である場合、m/
e  179,178,177.175゜175 、1
74にOL、BICH2CH2CH2Φに相当する極め
て強いピーク、m/e 141 、140 t139.
138,137にctssl  に相当するピークを示
す。さらに極めて注意深く測定を行なうと、強度的には
弱いが対応する分子量に相当オる分子イオンピークを観
察することができる。さらに前記一般式に於いてXがエ
トキシ基である場合、m/e165 に極めて強い(l
to)381  に相当するピーク、m/θ205に(
ICto ) 5SiCH2C!H2CH2Φに相当す
るピークの他に対応する分子量に相当するビー \り(
M5’)からエタノールが脱離したと考えられるピーク
、即ちMΦ−46のピークが観察される。同様にXがメ
トキシ基である場合、m/θ121に極めて張込CCH
sO)、Bj−°に相当するピーク、m/e153に(
(!H30)81CH2C!H20H2Φに相当するピ
ークの他に対応する分子量に相当するピーク(MΦ)か
らメタノールが脱離したと考えられるピーク、即ちM”
−32のピークが観察される。同様にXが他のアルコキ
シの場合も特有のピークを観察することができる。
0 元素分析によって炭素、水素、珪素の各重量Xを求
め、さらに認知された各元素の重量%の和を100から
減じることにより、酸素の重量Xを算出することが出来
、従って、該生成物の組成式を決定することが出来る。
本発明のビス(シリルプロピル)カーボネートは高沸点
を有する無色無臭の透明液体であり、具体的には後述す
る実施例に示すが、一般の有機化合物と同じように分子
量が太きくなる程沸点が高くなる傾向がある。本発明の
ビス(シリルプロピル)カーボネートはベンゼン、エー
テル、ヘキサン、クロロホルム。
四塩化炭素、アセトニトリル、  N、N−ジメチルホ
ルムアミドなどの一般有機溶媒に良く溶ける。前記一般
式に於いてXが−・ロゲン原子である場合にはアルコー
ル類に加えるとアルコール類と反応し、I・ロゲン化水
素を発生すると同時にハロゲン原子がアルコキシ基によ
って置換され、該アルコールから誘導されるアルコキシ
基であるカーボネートに変化する。
また!がアルコキシ基である場合、異種のアルコールに
溶かすと、徐々にではあるが溶媒となるアルコールの量
に応じてアルコキシ基の一部あるいは条件によってはア
ルコキシ基の全てが溶媒として用いられた異種のア・ル
ブキシ基に変化するのが一般的である。また、前記一般
式で示されるカーボネートを含水溶媒に添加すると発熱
を伴う加水分解反応が起こり、対応スるポリシルセスキ
オキサン化合物に変化する。この際前記一般式に於ける
Xがハロゲン原子である場合の方がアルコキシ基である
場合に比べ、加水分解反応の速度が大きい傾向にある。
また、該加水分解は溶媒に水酸化ナトリウム、水酸化着
すウム、アンモニア等の塩基類あるいは塩酸、硫酸、酢
酸等の酸類を添加することにより大いに促進される。本
発明のビス(シリルプロピル)カーボネートは無溶媒あ
るいは不活性溶媒中で200℃以上に加熱した場合、連
続的に脱炭酸反応を起こす。該脱炭酸反応は加熱温度が
高くなる程、激しくなる傾向にある。なお、脱炭酸反応
後の分解物も一般に無色透明の液体である。
本発明のビス(シリルプロピル)カーボネートの製造方
法は特に限定されず如何なる方法によって得てもよい。
一般に好適に採用される代表的な製造方法を以下に説明
する。即ち下記式で示されるジアリルカーボネートと一
般式Hstx、  (但し、Xは−・ロゲン原子又はア
ルコキシ基である)で示されるシラン化金物例えばトリ
ハロゲノシランあるいはトリアルコキシシランとを触媒
存在下に反応させることによって好収率で目的とするビ
ス(シリルプロピル)カーボネートを得ることが出来る
。上記反応を化学式で示せば下記の通りである。
ca2−caca2ococa2ca−ca2上記式で
示されるジアリルカーボネートは、その製法に限定され
ず例えば公知の製法で得られるものが特に制限されず使
用出来る。またトリハロゲノシランあるいはトリアルコ
キシシランは一般式Hs1x5  (xは)・ロゲン原
子またはアルコキシ基である)で示される化金物で、そ
の製法に限定されず使用出来る。
また該反応に用いられる触媒は、いわゆるヒドロシリル
化反応に一般的に用いられる触媒であれば特に限定され
ず使用することが出来るが、塩化白金酸等の白金化合物
が少量でしかも効果的である場合が多いので好適である
本発明に於ける上記ジアリルカーボネートとトリハロゲ
ノシランあるいはトリアルコキシシランとの反応の代表
例は後記する実施例で詳述する。該反応は一般に無溶媒
に於いても実施することが出来るが、通常溶媒の存在下
に実施するのが一般的である。該溶媒としては、原料或
いは触媒と反応しない極性非水溶媒ならば特に限定され
ず用いることが出来、一般にはベンゼン、トルエン、ヘ
キサン等の炭化水素系溶媒:クロロホルム、&!!j塩
化炭素等の−・ロダン化炭化水素系溶媒ニジメチルエー
テル、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒等が好適に
使用される。
また前記反応条件は特に限定されるものではないが、原
料の種類、触媒の種類、溶媒の有無又は種類等によって
異なる場合があるので予め好適な条件を選定して実施す
るのが好ましい。一般に/fi−20〜160℃の温度
下に、数10分〜40時間の範囲で選べば十分である。
また反応圧力社大気圧下に十分に進行するので通常は常
圧で実施すればよく、必要に応じて加圧下或いは減圧下
で実施することも出来る。
また目的生成物がビス(トリアルコキシシリルプロピル
)カーボネートである場合は前記反応式に従いアリルカ
ーボネートとトリアルコキシシランとを反応させること
によって得られる他に、次のような方法によって得るこ
とも出来る。即ち、一般式 %式%( Yaハロゲン原子である)で示されるビス(トリハロシ
リルプロピル)カーボネートと一般式ROH(但し、R
はアルキル基である)で示されるアルコールとを触媒の
存在下又は不存在下に反応させることによって得ること
が出来る。この場合一般に上記一般式中のアルキル基は
炭素原子数1〜6或いはこれ以上の直鎖状又祉分校状の
アルキル基を周込ると好適である。また前記反応に於け
る触媒は一般に塩基であれば特に限定されず使用出来、
特にアンモニア、1〜3級のアミン、低級アルキルアミ
ン、芳香族アミン等の含窒素化合物が好適に使用される
更にまた前記したようにビス(トリアルコキシシリルプ
ロピル)カーボネートにあってはアルコキシが低級程高
級アルコキシに置換され易い性質を有するので、このよ
うな性状を利用すれば低級アルコキシ基を含むビス(ト
リアルコキシシリルプロピル)カーボネートヲ蚊アルコ
キシ基よりも高級なアルコールと接触させ、置換反応に
より生成する低級アルコールを連続的に分別蒸留などの
手段で分離することによって、目的のアルコキシ基を含
ムヒス(トリアルコキシシリルプロピル)カーボネート
とすることが出来る。
本発明のビス(シリルプロピル)カーボネートは前記一
般式から或いは前記性状の説明からも明らかなようにカ
ルボニル基と両趨に珪素を含む化合物である。皺カルボ
ニル基は前記したように加熱することによって炭酸ガス
として離脱するのでこの性状を利用し九発泡剤としての
用途がある。また前記含有珪素に基因し撥水性の強いも
のであるので撥水剤としての用途4有する。この場合ビ
ス(シリルプロピル)カーボネートは部分的に又は完全
に加水分解させることによって架橋した強固な被膜とす
ることも出来るのでガラス、セメント、モルタル等の無
機材料:紙、木材。
セルロース、ナイロン等の有機材料等についての種々の
形態の加工物の表面に塗布することにより、該加工物に
撥水性を付与することが出来る。
本発明を更に具体的に説明する九めに以下実施例及び応
用例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。
実施例 1 無水ジアリルカーボネート(99,5F、、α7モル)
、トリクロロシラン(182mg)、無水へキサン(9
0m)の混合物に塩化白金酸・6水和物(1ooq)を
加え、磁気攪拌下に12時間加熱還流した。反応混合物
から低沸点成分を蒸留によって除いた後、残渣を2回真
空蒸留することにより沸点112〜114C10,15
■upの無色透明液体(201,Of、)を得た。赤外
吸収スペクトルを測定したところ1745z’にカーl
ネート基に基づく吸収を示した。その元素分析値はC!
 20.26%。
H3,95X 、 OL 52.01!であって ”7
H12o5cz、st2 (413,09)に対する計
算値である020.35X、H2,93X、cz51.
50%によく一致した。また質量スペクトルを測定した
ととろm/e  417,415,413 (最強)、
411に分子量に相当する分子イオンピーク、m/θ 
179〜174に強いC15BICH2CH2CH2Φ
に対応するピーク、m/e139〜133に極めて強い
C1581■に対応するピークを示した。さらにInc
−核磁気共鳴スペクトル(13C−nmr)を測定した
。各ピーク(化学シフト値: ’ r ppm :テト
ラメチル基準)の解析結果は次の通りであった。
〔π(2) [1558)  I:大〕上記の結果から
、単離生成物がビス(5−トリクロロシリルプロピル)
カーボネートであることが明らかとなった。収率は用い
たジアリルカーボネートに対し69.5 Nであった。
実施例 2 ビス(3−)リクロロシリルプロビル)カーボネー)(
41,3f、、 0.1モル)を食塩/氷を用いた寒剤
浴で冷却し、攪拌しながら無水エタノール(60f、)
 ト無水ベンゼン(60f、)の混合物をゆっくり滴下
した。滴下終了後も冷却を続けながら2時間攪拌した。
さらに攪拌下、該冷却溶液に乾燥アンモニアガスを、も
はや塩化アンモニウムの白色沈殿が生成しなくなるまで
通気し、過剰のアンモニアガスを窒素ガス置換すること
によって追い出した。生成した塩化アンモニウムを吸収
濾過することによって除去し、さらに濾液に含まれる低
沸点成分を蒸留によって除いた後、残漬を真空蒸留する
ことにより沸点139〜140C10,1−Elfの無
色透明液体(35,7+6 F、)を得た。赤外吸収ス
ペクトルを測定し九ところ、原料のビス(3−トリクロ
ロシリルプロピル)カーボネートには認められなかった
、エトキシ基のOH結合に由来すると考えられる吸収が
2870ts  と2840z  に、カーボネート基
のカルボニル結合に由来する吸収が1745画−1に認
められた。その元素分析値は C49,12X 、 H
9,45%−1:あって CnHa20ts12(47
0,71)  に対する計算値である0 48.48g
 、H8−99X ニ一致した。また質量スペクトルを
測定したところm/e424に分子量に相当する分子イ
オンビーク(Me)からエタノールが脱離したと考えら
れるピーク、即ちMe−46のピークが観察された。
またm/e205に(F!to) 581CH20H2
0Hz■に相当するピーク、m/e 165に(KtO
,)5Si■に対応するピークを示した。 さらに13
cmnmrを測定し、観測された各ピークの化学シフト
値を解析した結果は次の通りであった。
〔 ( 上記の結果から単離生成物がビス(3−) IJエトキ
シシリルツクビル)カーボネートであることが明らかと
なった。収車は用いたビス(3−)リクレロシリルプロ
ビル)カーボネートに対し7S、OXであった。
実施例 3 ビス(3−)リクロロシリルブロビル)カーボネート(
41,3f、、 (L1モル)を食塩/氷を用iた寒剤
浴で冷却し、攪拌下に無水メタノール(60t、)と無
水ベンゼン(50t、)。
無水ヘキサン(Sat、)の混合物をゆっくり滴下した
。滴下終了後も冷却を“続けながら3時間攪拌をした後
、無水トリエチルアミン(70f、)を滴下し、さらに
同条件下2時間攪拌した。生成した白色結晶であるトリ
エチルアミンの塩酸塩を濾別し、濾液中の低沸点成分の
蒸留によって除去した。蒸留残渣を真空蒸留することに
より沸点165C10,5−シの無色透明液体(51,
3t、 )を得た。赤外吸収スペクトルを測定したとこ
ろ1745es−’にカーボネート基のカルボニル結合
に基づく吸収が認められた。その元素分析値は C40
,86X、H8,57Xであって013H500?5i
2(386,55)  に対する計算値であるc do
、40X、H7,82%に一致した。ま九質量スペクト
ルを測定したところm/e  554に分子量に相当す
る分子イオンピーク(Me)からメタノールが脱離した
と考えられるピーク、即ちM”−32のピークが観察さ
れる。
またm/5121に(OH30)、810HzCHzO
Hz■に相当する強いピーク、 m/5121に(cH
so)、sle  に相当する強いピークが観察された
。さらに15 c ++ nIarを測定し、Il!測
された各ピークの化学シフト値を解析した結果は次の通
6)であった。
〔狐〕   〔ゐ)  [15a5] [22JJ  
  C狐〕上記の結果から単離生成物がビス(3−)!
Jメトキシシリルプロピル)カーボネートであることが
明らかとなった。収率は用いたビス(3−)リクロロシ
リルプロビル)カーボネートに対し81.0!であった
実施例 4 無水ジアリルカーボネー)  (14,33f、。
0.1モル)およびトリエトキシシラン(32,86t
、、 0.2モル)の混合物に塩化白金酸・6水和物(
100り)を加え、水浴上で冷却しながら3時間攪拌し
た後、皺混合物を油浴上80℃に3時間攪拌した。黒色
を帯びた反応混合物を真空蒸留することにより、沸点1
40r:、10.1■Hyのビス(3−トリエトキシシ
リルプロビル)カーボネー) (25,4f、)を得た
。収率は49.+6%であった。
実施例 5 300−のステンレス製オートクレーブに無水ジアリル
カーボネート (14,2F、、  0.1モル)、無
水シクロヘキサン(80wt)、塩化白金酸・6水和物
(20q)を入れ、オートクレーブを液体窒素浴上で冷
却した。次いでトリフルオロシラン40−を加え、攪拌
しながら約30分かけて徐々に室温まで温め約3時間攪
拌した。さらに蚊オートクレーブを50℃の油浴上で4
時間加熱攪拌して反応を終fさせた。反応終了後、先ず
窒素ガスを導入通気することにより過剰のトリフルオロ
シランを除去し、オートクレーブから反応混合溶液を注
意深く取り出してフラスコ中に移した。該反応混合物か
ら低沸点成分を蒸留によって除いた後、残渣を真空蒸留
することにより沸点110〜113C/10.5■Hf
の無色透明液体(21,5f、)を得た。赤外吸収スペ
クトルを測定したところ1750α にカーボネート基
のカルボニル結合に基づく吸収を示した。その元素分析
値はC25,45N、s3.61X 、 IP 35.
2951 テあッテ07H1205F481z (31
4,35)に対する計算値である0 26.74N、 
H3,85!、 ’? 56.27Nによく一致した。
また質量スペクトルを測定したところm/θ314に分
子イオンピーク(Me) 、 m/e 127にF、8
1(H2CH2CH2■に対応するピーク、m/s85
にFsSi■に対応する強いピークを示した。さらに”
O−nmrを測定したところ、該単離生成物のスペクト
ルは実施例1で既に記載したビス(6−トリクロロシリ
ルプロビル)カーボネートのスペクトルにほぼ一致した
。則ち上記の結果から該生成物がビス(3−)リフルオ
ロシリルプロピル)カーボネートであることが明らかと
なった。収率は用いたジアリルカー〆ネートに対し68
.5!Xであった。
実施例 6 ビス(3−)リクロロシリルプロビル)カーボネート(
16,sr、、0.04モル)を水浴上で冷却しなから
n−ペンタノ−4/(3ot、)とトルエン(30f、
)の混合物を攪拌下にゆっくりと滴下した後、さらに4
時間攪拌を続けた。先ず減圧下で反応混合物から生成し
た塩化水素を除去し、さらに低沸点成分を留去した後、
残渣を蒸留することにより無色透明液体(27,1?、
)を得た。赤外吸収スペクトル測定では174551 
 にカーボネート基に基づく吸収を示した。またその元
素分析値はc 62.00X 、 H11,54% テ
あッテC37H7110?81z (723−17) 
 j二対する計算値であるC 61.45X、H10,
87% 4m!<一致した。また質量スペクトル測定で
はm/e531に (CsHu O) 5BiCH20
H2CHz■に相当するピーク、m/e289に(C’
5Hno)、si■に相当するピークを示した。
上記の結果から該生成物がビス(3−) IJ−n−ペ
ントキシプロピル)カーボネートであることが明らかと
なった。
応用例 1 ビス(3−トリクロロシリルプロピル)カーボネート(
1,Of、)をヘキサン(1ook)に溶解して1w/
vX  の溶液を調整した。該溶液にガラス片を浸漬し
た後徐々に乾燥した。
骸処理ガラス片につき接触角を測定したところ100°
なる値を示した。付着水滴の挙動を未処理ガラス片と比
較観察してもその撥水性の増大現象は明らかであった。
応用例 2 −)に溶解することミニより10w/vXの溶液を調整
した。該溶液に予め50℃の乾燥基中で恒量になるまで
乾燥した2枚のナイロン製シート(501角)のうちの
1枚を浸して充分該溶液と接触させた後、該溶液から取
り出して風乾した。腋試料片を再び50℃の乾燥基中に
保存して恒量になるまで乾燥した後、未処理試料片と共
に23℃の純水(100m)中に24時間浸漬した。誼
試料片を浸漬浴から取り出し、乾燥ガーゼで拭いた後両
試験片の重量を測定することにより、それぞれの試験片
の吸水率を求めた。その結果、ビス(3−トリエトキシ
シリルプロビル)カーボネート溶液で処理した試験片の
吸水率は未処理試験片のν10以下であった。
特許出願人 徳山1達株式金社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)一般式X3810H2(3H20H20COCH
    20H2CH2B iX 5(但しXはハロゲン原子ま
    たはアルコキシ基である)で示されるビス(シリルプロ
    ピル)カーボネート。 (2)  ジアリルカーボネートと一般式Hails 
    (但しXはハロゲン原子又はアルコキシ基)で示される
    シラン化合物とを触媒の存在下に反応させることを特徴
    とする一般式 %式% れるビス(シリルプロピル)カーボネートの製造方法。 (3)触媒が白金化合物である特許請求の範囲し)記載
    の方法。 (4)一般式Yj 8i CH2CH20H2000C
    H20H2CH28i Y 5儒 (但し工はハロゲン原子である)で示されるビス(シリ
    ルプロピル)カーボネートと一般式ROH(但しRF!
    アルキル基である)で示されるアルコールとを触媒の存
    在下又は不存在下に反応させることを特徴とするビス(
    トリアルコキシシリルプロピル)カーボネートの製造方
    法。 φ)アルキル基が炭素原子数1〜6の直鎖状又は分枝状
    のアルキル基である特許請求の範囲←)記載の方法。 (6)  触媒がアンモニア、1〜3級アミン、低級ア
    ルキルアミン又は芳香族アミンである特許請求の範囲←
    )記載の方法。
JP57003302A 1982-01-14 1982-01-14 ビス(シリルプロピル)カ−ボネ−ト及びその製法 Pending JPS58121292A (ja)

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JPS55104380A (en) * 1979-02-07 1980-08-09 Toagosei Chem Ind Co Ltd Permeable water-proof composition

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