(57)【要約】　　　（修正有）【課題】トリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートを高収率、高純度かつ安価に製造できる方法を提供する。【解決手段】式（１）Ｒ１（Ｒ２）Ｃ＝Ｃ（Ｒ３）−ＣＯＯＨ　　　　　　　　（１）〔Ｒ１は水素原子、アルキル基または−（ＣＨ２）ｎＣＯＯＲ７基を示し、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ水素原子、メチル基あるいは−ＣＯＯＲ８基を示し、しかもＲ２およびＲ３の少なくとも一方は水素原子であるが、ただし、Ｒ１がアルキル基または−（ＣＨ２）ｎＣＯＯＲ７基のときは、Ｒ２およびＲ３はいずれも水素原子である〕の不飽和カルボン酸と、式（２）ＣｌＳｉＲ４（Ｒ５）（Ｒ６）　　　　　　　　　　　　　（２）〔Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は、アルキル基またはシクロアルキル基を示す〕のトリオルガノクロロシランと脱塩化水素剤とを反応させて、式（３）Ｒ１（Ｒ２）Ｃ＝Ｃ（Ｒ３）−ＣＯＯ−ＳｉＲ４（Ｒ５）（Ｒ６）　　　（３）〔Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は前記と同じ意味をもつ〕のトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートを製造する方法において、脱塩化水素剤としてアンモニアを用いて反応を行う。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）
Ｒ１（Ｒ２）Ｃ＝Ｃ（Ｒ３）−ＣＯＯＨ　　　　　　　　（１）
〔式中、Ｒ１は水素原子、アルキル基または−（ＣＨ２）ｎＣＯＯＲ７基（ここで、Ｒ７は水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基を示し、ｎは１〜６の整数を示す）を示し、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ水素原子、メチル基あるいは−ＣＯＯＲ８基（ここで、Ｒ８は水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基を示す）を示し、しかもＲ２およびＲ３の少なくとも一方は水素原子であるが、ただし、Ｒ１がアルキル基または−（ＣＨ２）ｎＣＯＯＲ７基のときは、Ｒ２およびＲ３はいずれも水素原子である〕で示される不飽和カルボン酸と、一般式（２）
ＣｌＳｉＲ４（Ｒ５）（Ｒ６）　　　　　　　　　　　　　（２）
〔式中、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は、互いに同一であるかあるいは異なっていてもよく、アルキル基またはシクロアルキル基を示す〕で示されるトリオルガノクロロシランと脱塩化水素剤とを反応させて、一般式（３）
Ｒ１（Ｒ２）Ｃ＝Ｃ（Ｒ３）−ＣＯＯ−ＳｉＲ４（Ｒ５）（Ｒ６）　　　（３）
〔式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は前記と同じ意味をもち、すなわちＲ１は水素原子、アルキル基または−（ＣＨ２）ｎＣＯＯＲ７基（ここで、Ｒ７は水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基を示し、ｎは１〜６の整数を示す）を示し、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ水素原子、メチル基あるいは−ＣＯＯＲ８基（ここで、Ｒ８は水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基を示す）を示し、しかもＲ２およびＲ３の少なくとも一方は水素原子であるが、ただし、Ｒ１がアルキル基または
−（ＣＨ２）ｎＣＯＯＲ７基のときは、Ｒ２およびＲ３はいずれも水素原子である。Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は互いに同一であるかあるいは異なっていてもよく、アルキル基またはシクロアルキル基を示す〕で示されるトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートを製造する方法において、脱塩化水素剤として塩基であるアンモニアを用いて反応を行うことを特徴とする、一般式（３）のトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートの製造方法。
【請求項２】
一般式（３）のトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートが、トリイソプロピルシリル　（メタ）アクリレートあるいはｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル　（メタ）アクリレートである、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重合性を有するトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートの新しい製造方法に関するものである。より詳しくは、本発明は、防汚塗料用樹脂、機能性高分子材料などの合成原料として有用なトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートを安価に製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートの合成法については、米国特許４，５９３，０５５号明細書、特開昭６３−２１５７８０号公報、特開平０４−３４２５９３号公報に示されているように、不飽和カルボン酸とトリオルガノクロロシランと脱塩化水素剤としてトリエチルアミンなどの第三級アミンとをキシレンまたはトルエン中で、脱塩化水素により反応させる方法が知られている。なお、特開平４−３４２５９３号公報には、ジオキサン中で不飽和カルボン酸に第三級アミンを反応させ、次いでトリオルガノクロロシランを反応させる合成方法も示される。
【０００３】
また、特開平０４−３４２５９４号公報、特開平０４−３４２５９５号公報には、第三級アミンからなる塩基を用いないで、不飽和カルボン酸とトリオルガノクロロシランを加熱下に脱塩化水素反応させて合成する方法が記載されている。
【０００４】
他方、不飽和カルボン酸とトリオルガノシランとを反応させてトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートを合成する方法としては、特開平１０−１９５０８４号公報では銅または銅化合物を脱水素触媒として反応を行う合成方法が提案され、また特開平１０−２１２２９３号公報では還元性の二重結合を有する化合物の存在下で、脱水素触媒を用いて反応を行う合成方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、第三級アミンからなる塩基を脱塩化水素剤として用いて反応させる合成方法では、比較的高価な第三級アミンを不飽和カルボン酸に対して当量以上使用するため製造コストがかさむ。ここで、コストの節減を図るためには、第三級アミンを回収する工程が必要であるが、副生した第三級アミン塩酸塩から遊離の第三級アミンを回収するには、まず第三級アミン塩酸塩をアルカリ水溶液で処理して第三級アミンを遊離させ、それから有機溶媒で抽出、脱水、蒸留精製などの工程が必要であり、非常に煩雑な操作を要する。
【０００６】
一方、加熱下に脱塩化水素反応により合成する前記の方法では、反応温度を高く保つ必要があり、またこの高温の条件で行なっても、トリオルガノクロロシランを消失させるまで反応を完了することは困難であり、そのため、収率も低くなる。
【０００７】
他方、金属よりなる脱水素触媒を用いて不飽和カルボン酸とトリオルガノシランからトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートを合成する前記の方法でも、望ましくないトリオルガノシリル　飽和カルボキシレートが生成し、満足できる品質かつ収率で、トリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートを得ることができない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記の問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、不飽和カルボン酸とトリオルガノクロロシランと脱塩化水素剤とを反応させる時に脱塩化水素剤として、工業的に安価なアンモニアを塩基として用いると、高い効率で不飽和カルボン酸とトリオルガノクロロシランが反応できることを見出した。すなわち、本発明者らにより、不飽和カルボン酸とトリオルガノクロロシランと脱塩化水素剤としてアンモニアとを反応させると、トリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートを高収率かつ低コストで容易に生成し得る工業的に有利な製造方法が提供できることが見出された。
【０００９】
すなわち、本発明においては、一般式（１）
Ｒ１（Ｒ２）Ｃ＝Ｃ（Ｒ３）−ＣＯＯＨ　　　　　　　　　（１）
〔式中、Ｒ１は水素原子、アルキル基または−（ＣＨ２）ｎＣＯＯＲ７基（ここで、Ｒ７は水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基を示し、ｎは１〜６の整数を示す）を示し、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ水素原子、メチル基あるいは−ＣＯＯＲ８基（ここで、Ｒ８は水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基を示す）を示し、しかもＲ２およびＲ３の少なくとも一方は水素原子であるが、ただし、Ｒ１がアルキル基または−（ＣＨ２）ｎＣＯＯＲ７基のときは、Ｒ２およびＲ３はいずれも水素原子である〕で示される不飽和カルボン酸と、一般式（２）
ＣｌＳｉＲ４（Ｒ５）（Ｒ６）　　　　　　　　　　　　　　（２）
〔式中、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は、互いに同一であるかあるいは異なっていてもよく、アルキル基またはシクロアルキル基を示す〕で示されるトリオルガノクロロシランと脱塩化水素剤とを反応させて、一般式（３）
Ｒ１（Ｒ２）Ｃ＝Ｃ（Ｒ３）−ＣＯＯ−ＳｉＲ４（Ｒ５）（Ｒ６）　　　　（３）
〔式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は前記と同じ意味をもち、すなわちＲ１は水素原子、アルキル基または−（ＣＨ２）ｎＣＯＯＲ７基（ここで、Ｒ７は水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基を示し、ｎは１〜６の整数を示す）を示し、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ水素原子、メチル基あるいは−ＣＯＯＲ８基（ここで、Ｒ８は水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基を示す）を示し、しかもＲ２およびＲ３の少なくとも一方は水素原子であるが、ただし、Ｒ１がアルキル基または
−（ＣＨ２）ｎＣＯＯＲ７基のときは、Ｒ２およびＲ３はいずれも水素原子である。Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は互いに同一であるかあるいは異なっていてもよく、アルキル基またはシクロアルキル基を示す〕で示されるトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートを製造する方法において、脱塩化水素剤として、塩基であるアンモニアを用いて反応を行うことを特徴とする、一般式（３）のトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートの製造方法が提供される。
【００１０】
上記した一般式（１）において、Ｒ１がアルキル基である場合、Ｒ１で示されるアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基などの（Ｃ１〜Ｃ１０）アルキル基が挙げられる。
【００１１】
一般式（１）において、Ｒ１が−（ＣＨ２）ｎＣＯＯＲ７基である場合、Ｒ７で示されるアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基などの（Ｃ１〜Ｃ１０）アルキル基が挙げられる。また、Ｒ７で示されるシクロアルキル基としては、具体的には、シクロプロピル基、シクロヘキシル基などの（Ｃ３〜Ｃ６）シクロアルキル基が挙げられる。
【００１２】
一般式（１）において、Ｒ２またはＲ３が−ＣＯＯＲ８である場合、Ｒ８で示されるアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基などの（Ｃ１〜Ｃ１０）アルキル基が挙げられる。また、シクロアルキル基としては、具体的には、シクロプロピル基、シクロヘキシル基などの（Ｃ３〜Ｃ６）シクロアルキル基が挙げられる。
【００１３】
本発明で使用される一般式（１）で示される不飽和カルボン酸の具体例としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸などの不飽和カルボン酸が挙げられる。
【００１４】
一般式（２）において、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６で示されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基などの（Ｃ１〜Ｃ１０）アルキル基が挙げられる。また、シクロアルキル基としては、具体的にはシクロプロピル基、シクロヘキシル基などの（Ｃ３〜Ｃ６）シクロアルキル基が挙げられる。
【００１５】
本発明で使用される一般式（２）で示されるトリオルガノクロロシランの具体例としては、例えばトリメチルクロロシラン、トリエチルクロロシラン、トリ−ｎ−プロピルクロロシラン、トリイソプロピルクロロシラン、トリ−ｎ−ブチルクロロシラン、トリイソブチルクロロシラン、トリ−ｓｅｃ−ブチルクロロシラン、トリ−ｎ−ヘキシルクロロシラン、メチルジエチルクロロシラン、ジメチルエチルクロロシラン、エチルジブチルクロロシラン、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルクロロシランなどが挙げられる。
【００１６】
本発明方法を行うに当って、反応させられる不飽和カルボン酸とトリオルガノクロロシランの割合は、トリオルガノクロロシランに対して不飽和カルボン酸を１〜３当量とするのがよい。また、用いるアンモニアの割合は不飽和カルボン酸に対して１〜５当量とするのがよい。
【００１７】
本発明方法においては、反応を行う際にその反応系は無溶媒であってもよいが、反応温度の制御と、原料の溶解などのために、反応媒質として、有機溶媒を使用できる。溶媒としては、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、酢酸エチルなどのエステル系溶媒、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒を単独または混合して使用できる。
【００１８】
反応条件として、反応温度は、通常は８０℃以下、好ましくは０〜６０℃の温度であり、式（１）の化合物と式（２）の化合物と必要に応じて用いる溶媒とから成る反応混合物中にアンモニアガスを吹込み加えていくのが望ましい。なお、不飽和カルボン酸も、トリオルガノクロロシランも液体である場合には、無溶媒でも反応を実施できる。
【００１９】
本発明方法で、上記の各原料を反応させる順序は、（１）　一般式（１）の不飽和カルボン酸に、まずアンモニアを作用させて、不飽和カルボン酸のアンモニウム塩を形成し、次いでこのアンモニウム塩に一般式（２）のトリオルガノクロロシランを作用させる方法でも、あるいは　（２）　一般式（１）の不飽和カルボン酸に、まず一般式（２）のトリオルガノクロロシランを加え、得られた混合物にアンモニアを加えて反応させる方法でも、一般式（３）のトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートを生成できる。
【００２０】
本発明の方法では、副反応としてアンモニアとトリオルガノクロロシランが反応してアミノトリオルガノシランを生成し、収率が低下することがある。これを防止する目的で、各原料を反応させる順序が上記の（１）の場合は、吹込まれて過剰に存在するアンモニアと後から添加されるトリオルガノクロロシランとの副反応が起こらないようにするために、トリオルガノクロロシランの滴下による添加に３時間以上かけることが望ましい。また、各原料を反応させる順序が上記の（２）の場合は、未反応のまま残存するアンモニアとトリオルガノクロロシランとの副反応が起こらないようにするために、アンモニアの吹込みを徐々に行い吹込み時間に５時間以上かけることが望ましい。
【００２１】
このようにして得られた一般式（３）の反応生成物は、ついで反応溶液から分離し、精製される。手順としては、まず副生成物である塩化アンモニウムをろ別したのち、反応生成物を含む有機層を水洗することもできるし、ろ別せずそのまま水洗により取り除くこともできる。その後、反応生成物を含む有機層から溶剤を留去してから残留分を蒸留する。このようにしてトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートが回収でき、高収率かつ高純度で得られる。
【００２２】
また、本発明の方法においては、原料の不飽和カルボン酸や、生成物のトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートの重合を防止するために、ハイドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンナトリウム塩、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンカリウム塩、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩などの一般的な重合防止剤を原料の事前に添加することが望ましい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、有用なトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートを高収率、高純度かつ安価に製造することができる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明によるトリオルガノシリル　不飽和カルボキシレートの製造方法について実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
【００２５】
【実施例１】
温度計、還流冷却器を取付けた１０リットルの４つ口フラスコに、アクリル酸３９６ｇ、トリイソプロピルクロロシラン９６４ｇ、トルエン（溶媒）２．２　ｋｇを入れ、得られた混合物を３０〜４０℃で攪拌しながら、該混合物の液面下に挿入されたガス出口をもつノズルを介して、アンモニアガスの９５ｇを、アミノトリイソプロピルシランが副生しないような吹込み速度で該混合物中に吹込んだ。９５ｇに相当する量のアンモニアガスの吹込みに５時間を要した。アンモニアガスの吹込み直後から塩化アンモニウムの析出が観測された。得られた反応混合物中のトリイソプロピルクロロシランが消失するまで、さらに３０〜４０℃の温度で３時間攪拌した。その後、得られた反応溶液へ水２．５　ｋｇを滴下して水層に塩化アンモニウムを溶解させた。水性層と有機層とに分液し、有機層をさらに水２．５　ｋｇで２回洗浄した。
【００２６】
水洗された有機層からロータリーエバポレーターにて溶媒を留去した後、残留分を減圧下に蒸留した。蒸留圧力１３３　Ｐａにて１０７〜１０９℃までの留分としてトリイソプロピルシリル　アクリレートの１１１３ｇを得た。このようにして得られたトリイソプロピルシリル　アクリレートは、その収率が９７．０％、純度が９９．５％であった。純度はガスクロマトグラフィーにより測定した。また、得られたものがトリイソプロピルシリル　アクリレートであることはＮＭＲにより確認した。
【００２７】
【実施例２】
実施例１で用いたトルエンをｎ−ヘキサン（溶媒）の２．２　ｋｇに代えて、またアンモニアガスの吹込み時間をアミノトリイソプロピルシランが副生しないように５時間１０分に延長させた以外は、実施例１と同様な操作を行った。蒸留圧力１３３　Ｐａにて１０７〜１０９℃までの留分としてトリイソプロピルシリル　アクリレートの１１１０ｇを得た。このようにして回収されたトリイソプロピルシリル　アクリレートは、その収率が９６．５％、純度が９９．３％であった。
【００２８】
【実施例３】
実施例１と同じ装置に、アクリル酸３７８ｇ、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルクロロシラン７５４ｇ、トルエン（溶媒）２．２　ｋｇを入れ、得られた混合物を３０〜４０℃で攪拌しながら、アンモニアガスの９５ｇをアミノ（ｔｅｒｔ−ブチル）ジメチルシランが副生しないような吹込み速度で該混合物中に吹込んだ。アンモニアガスの吹込みに５時間３０分を要した。アンモニアガスの吹込み直後から塩化アンモニウムの析出が観測された。得られた反応混合物中のｔｅｒｔ−ブチルジメチルクロロシランが消失するまでさらに３０〜４０℃の温度で３時間攪拌した後、そこへ水２．５　ｋｇを滴下して水層中に塩化アンモニウムを溶解させた。水性層と有機層とに分液し、有機層をさらに水２．２　ｋｇで２回洗浄した。
【００２９】
水洗された有機層からロータリーエバポレーターにて溶媒を留去した後、残留分を減圧下に蒸留した。蒸留圧力１３３　Ｐａにて９２〜９６℃までの留分としてｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル　アクリレート９０７ｇを得た。このようにして得られたｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル　アクリレートは、その収率が９６．８％、純度が９９．４％であった。
【００３０】
【実施例４】
実施例１と同じ装置に、アクリル酸３９６ｇ、トルエン（溶媒）２．２　ｋｇを入れ、得られた溶液を３０〜４０℃で攪拌しながら、アンモニアガスの９５ｇを１時間３０分かけて吹込んだ。アンモニアガスの吹き込み直後からアクリル酸のアンモニウム塩の固体析出が観測された。さらに同温度で１時間攪拌した後、溶液へ３０〜４０℃でトリイソプロピルクロロシラン９６４ｇを、アミノトリイソプロピルシランが副生しないような吹込み速度で４時間かけて滴下した。得られた反応混合物中のトリイソプロピルクロロシランが消失するまで同温度で３時間攪拌した。反応液中に塩化アンモニウムが析出した。その後、そこへ水２．５　ｋｇを滴下して塩化アンモニウムを溶解させた。これを水性層と有機層に分液し、有機層をさらに水２．５　ｋｇで２回洗浄した。
【００３１】
水洗された有機層からロータリーエバポレーターにて溶媒を留去した後、残留分を減圧下に蒸留した。蒸留圧力１３３　Ｐａにて１０７〜１０９℃までの留分として１１１０ｇを得た。このようにして得られたトリイソプロピルシリル　アクリレートは、その収率が９６．７％、純度が９９．５％であった。
【００３２】
【比較例１】
温度計、還流冷却器を取付けた１０リットルの４つ口フラスコに、トリイソプロピルクロロシラン１．９　ｋｇ、塩基（脱塩化水素剤）としてのトリエチルアミン１．０　ｋｇ、トルエン（溶媒）４．３　ｋｇを入れ、得られた混合物を５０℃以下で攪拌しながら、これにアクリル酸７２０ｇを３時間かけて滴下した。滴下直後からトリエチルアミン塩酸塩の析出が観測された。得られた反応混合物中のトリイソプロピルクロロシランが消失するまでさらに５０℃以下で１時間攪拌した後、そこへ水２．０　ｋｇを滴下してトリエチルアミン塩酸塩を水層中に溶解させた。水性層と有機層とに分液し、有機層をさらに水２．０　ｋｇで洗浄した。
【００３３】
得られた有機層からロータリーエバポレーターにて溶媒を留去した後、残留分を減圧下に蒸留した。蒸留圧力１３３　Ｐａにて１０７〜１０９℃までの留分としてトリイソプロピルシリル　アクリレート１０５４ｇを得た。このようにして得られたトリイソプロピルシリル　アクリレートは、その収率が９１．７％、純度が９９．４％であった。