本發(fā)明涉及一種新型含氟硅烷化合物。本申請基于2014年3月31日于日本申請的特愿2014-073517號和特愿2014-073518號主張優(yōu)先權,在此援用其內容。
背景技術:
:一直以來,為了在有機材料與無機材料的界面中改善其粘接性,各種硅烷化合物被用作硅烷偶聯(lián)劑。另外,已知硅烷偶聯(lián)劑還被用作有機材料或無機材料的表面處理劑,能夠對材料表面賦予各種功能。其中,氟系硅烷偶聯(lián)劑作為滑移性·剝離性·疏水性·疏油性等的賦予劑被使用在各個領域中,特別利用了含有碳原子數(shù)8以上的全氟烷基(例如,參照專利文獻1、2)。然而,近年來,已經明確了具有碳原子數(shù)8以上的全氟烷基的化合物通過分解會生成毒性和環(huán)境·生物累積性高的全氟辛烷磺酸(PFOS)或全氟辛酸銨(PFOA),因此存在其使用被逐漸限制的問題。所以,在市場上期望一種在結構上為不生成對環(huán)境和生物的累積性高的PFOS或PFOA的、碳原子數(shù)6以下的盡可能短鏈長的全氟烷基的結構的材料。因此,提出了單純縮短全氟烷基的碳原子數(shù)的、短鏈長的結構的硅烷化合物(例如,參照非專利文獻1、2)。根據這種短鏈長結構的硅烷化合物,即使在分解時也不生成PFOS或PFOA,因此不必擔心對環(huán)境的影響。但是,使用單純的短鏈長結構的硅烷化合物的氟系硅烷偶聯(lián)劑在滑移性·剝離性·疏水性等特性方面,存在無法與含有碳原子數(shù)8以上的全氟烷基的、現(xiàn)有的氟系硅烷偶聯(lián)劑相匹敵的問題。專利文獻1:日本專利第3342170號公報(B)專利文獻2:日本專利第3619724號公報(B)非專利文獻1:S&T出版「シランカップリング剤の効果と使用法」、290-304ページ(2012年発行)(S&T出版《硅烷偶聯(lián)劑的效果與使用方法》、290-304頁(2012年發(fā)行))非專利文獻2:Bull.Chem.Soc.Jpn.1993、66、1754-1758.技術實現(xiàn)要素:本發(fā)明鑒于上述情況,其課題在于提供一種新型含氟硅烷化合物,其為不含有碳原子數(shù)8以上的全氟烷基,不用擔心生成在生物累積性和環(huán)境適應性方面造成問題的PFOS或PFOA的化學結構,并且能夠賦予優(yōu)異的疏水·疏油性,作為對于多種多樣的用途具有適用可能性的氟系硅烷偶聯(lián)劑有用。為了解決上述的課題,本發(fā)明采用以下的結構。[1]一種含氟硅烷化合物,其特征在于,具有由下述通式(1)或通式(A1)示出的全氟胺結構,[化學式1][化學式2]在上述式(1)中,m和n分別為相同或彼此不同的1~6的整數(shù),Rf1為碳原子數(shù)1~6的直鏈狀或支鏈狀的全氟亞烷基,另外,在上述式(A1)中,Rf2、Rf3和Rf4為碳原子數(shù)1~6的直鏈狀或支鏈狀的全氟亞烷基,另外,在上述式(1)和式(A1)中,X為碳原子數(shù)2~10的烴基,包括選自醚鍵、CO-NH鍵和O-CO-NH鍵中的一種以上的鍵,進而,在上述式(1)和式(A1)中,R1和Z為烷氧基或鹵基,其中,a為0~3的整數(shù)。[2]根據所述[1]所述的含氟硅烷化合物,其特征在于,所述Z為烷氧基。本發(fā)明的含氟硅烷化合物,其為不含有碳原子數(shù)8以上的全氟烷基,不用擔心生成在生物累積性和環(huán)境適應性方面造成問題的PFOS或PFOA的化學結構,并且能夠賦予優(yōu)異的疏水·疏油性,作為對于多種多樣的用途具有適用可能性的氟系硅烷偶聯(lián)劑有用。具體實施方式下面,對于適用本發(fā)明的實施方式的含氟硅烷化合物,與其制造方法以及作為氟系硅烷偶聯(lián)劑的利用方法一起進行詳細說明。(第一實施方式)<含氟硅烷化合物>首先,對第一實施方式的含氟硅烷化合物的結構進行說明。本實施方式的含氟硅烷化合物只要為在分子內分別具有一個以上的含氮全氟烷基與烷氧基硅烷基的結構,則并不特別限定。作為本實施方式的含氟硅烷化合物的結構,具體而言,可以由下述通式(1)表示。[化學式3]其中,在上述式(1)中,m和n分別為相同或彼此不同的1~6的整數(shù)。另外,Rf1為碳原子數(shù)1~6的全氟亞烷基,可以為直鏈狀或支鏈狀。另外,在上述式(1)中,X為二價的有機基,為碳原子數(shù)2~10的烴基且還可以包括選自醚鍵、酯鍵、酰胺鍵以及氨酯鍵中的一種以上的鍵。進而,在上述式(1)中,R1為低級烷基或苯基,Z為水解性基(其中,a為0~3的整數(shù))。這里,作為上述式(1)中的含氮全氟烷基,更具體而言,可以舉出由下述式(2)~(13)示出的全氟胺結構。[化學式4][化學式5][化學式6][化學式7][化學式8][化學式9][化學式10][化學式11][化學式12][化學式13][化學式14][化學式15]另外,作為上述式(1)中的X,可以舉出由下述式(14)~(17)示出的結構。此外,下述式(14)示出包括醚鍵、下述式(15)示出包括酯鍵、下述式(16)示出包括酰胺鍵、下述式(17)示出包括氨酯鍵的例子。[化學式16][化學式17][化學式18][化學式19]這里,在上述式(14)~(17)中,R2和R3為碳原子數(shù)0至10的烴基,R4為氫原子或碳原子數(shù)1至6的烴基。另外,在上述式(1)中,R1為甲基、乙基、丙基、丁基等低級烷基或苯基,但這些之中更優(yōu)選為甲基。另外,在上述式(1)中,Z只要為可被水解并形成Si-O-Si鍵的水解性基,則并不特別限定。作為這種水解性基,具體而言,例如可以舉出甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等烷氧基、氯基、溴基、碘基等的鹵基、苯氧基、萘基等芳氧基、芐氧基、苯乙氧基等芳烷氧基、乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、戊酰氧基、新戊酰氧基、苯甲酰氧基等酰氧基等。在這些之中,優(yōu)選適用甲氧基、乙氧基、氯基。這里,作為具有由上述式(1)示出的全氟胺結構的含氟硅烷化合物的具體例,例如可以舉出由下述式(18)~(65)示出的結構。此外,在下述式(18)~(65)中,R為甲基或乙基。[化學式20][化學式21][化學式22][化學式23][化學式24][化學式25][化學式26][化學式27][化學式28][化學式29][化學式30][化學式31][化學式32][化學式33][化學式34][化學式35][化學式36][化學式37][化學式38][化學式39][化學式40][化學式41][化學式42][化學式43][化學式44][化學式45][化學式46][化學式47][化學式48][化學式49][化學式50][化學式51][化學式52][化學式53][化學式54][化學式55][化學式56][化學式57][化學式58][化學式59][化學式60][化學式61][化學式62][化學式63][化學式64][化學式65][化學式66][化學式67]如上述所示,根據本實施方式的含氟硅烷化合物,成為在分子內分別具有一個以上的含氮全氟烷基與烷氧基硅烷基的結構。更具體而言,由于具有氮原子多個與碳原子數(shù)6以下的短鏈長的全氟烷基鍵合的含氮全氟烷基,分子內的氟含有率高,因此能夠賦予優(yōu)異的疏水·疏油性。另一方面,由于在分子內不含有碳原子數(shù)8以上的全氟烷基,因此成為即使在被分解時,也不必擔心生成在生物累積性和環(huán)境適應性方面造成問題的PFOS或PFOA的化學結構。這樣,本實施方式的含氟硅烷化合物為具備優(yōu)異的特性的新型化合物,作為氟系硅烷偶聯(lián)劑有用。即,本實施方式的含氟硅烷化合物的設計兼顧優(yōu)異的疏水疏油性與環(huán)境適應性,并不能由構成現(xiàn)有的氟系硅烷偶聯(lián)劑的化合物容易想到。另外,本實施方式的含氟硅烷化合物作為含氮全氟烷基,具有在氮原子上分支的多個短鏈長結構的全氟烷基,也就是具有全氟胺結構。由于該全氟胺結構體積大,因此盡管只具有短鏈長結構的全氟烷基,但與具有碳原子數(shù)少的直鏈狀全氟烷結構的含氟硅烷化合物相比,能夠賦予高的疏水疏油性、防污性、耐指紋性、脫模性、耐濕性、耐水性、耐熱性等因氟基帶來的高的特性。<含氟硅烷化合物的制造方法>下面,對本實施方式的含氟硅烷化合物的制造方法的一例進行說明。本實施方式的含氟硅烷化合物的制造方法,將由下述通式(66)示出的具有含氮全氟烷基的羧酸鹵化物還原為醇之后,在金屬催化劑的存在下與異氰酸酯反應從而得到。[化學式68]此外,在上述式(66)中,m和n分別為相同或彼此不同的1~6的整數(shù)。另外,Rf1為碳原子數(shù)1~6的全氟亞烷基,可以為直鏈狀或支鏈狀。進而,Y為選自氟、氯、溴和碘中的任意一個鹵素原子。由上述式(66)示出的具有含氮全氟烷基的羧酸鹵化物例如可以通過將對應的羧酸酯或鹵化物在氟化氫中電解氟化而得到。另外,在使用上述Y為氟原子以外的鹵素原子的物質時,例如可以對通過所述電解氟化得到的具有全氟烷基的羧酸氟化物進行水解處理,生成對應的羧酸之后,與適當?shù)柠u化劑(例如、氯化亞砜、草酰氯、磷酰氯、磺酰氯、三氯化磷、五氯化磷、三溴化磷、溴化氫、碘化氫等)反應,衍生為對應的羧酸鹵化物而得到。下面,對在上述通式(1)中,X為具有醚鍵、酰胺鍵以及氨酯鍵的化合物的情況分別進行說明。“X為具有氨酯鍵的化合物的情況”在這種情況下,例如可以通過以下兩階段的反應而合成。(羧酸鹵化物的還原反應)例如將溶解或分散以氫化鋁鋰(LiAlH4)或硼氫化鈉(NaBH4)等為代表的還原劑而得到的有機溶劑中滴入由上述式(66)示出的羧酸鹵化物,使其進行還原反應。通過該還原反應,得到下述式(67)示出的醇。[化學式69]此外,在上述式(67)中,m和n分別為相同或彼此不同的1~6的整數(shù)。另外,Rf1為碳原子數(shù)1~6的全氟亞烷基,可以為直鏈狀或支鏈狀。(與異氰酸酯的反應)通過使上述的還原反應中得到的上述式(67)示出的醇與作為具有異氰酸酯基的硅烷偶聯(lián)劑的三烷氧基硅烷在有機溶劑中反應,從而可得到上述式(1)示出的含氟硅烷化合物。此外,作為具有異氰酸酯基的硅烷偶聯(lián)劑,可以舉出異氰酸丙基三乙氧基硅烷、異氰酸丙基三甲氧基硅烷等。另外,在上述反應中,為了促進反應,還可以添加催化劑。具體而言,可以舉出二月桂酸二丁基錫、二醋酸二丁基錫、辛酸錫、辛酸鉍、癸酸鉍、環(huán)烷酸鉛、乙酸鉀等金屬催化劑、三乙胺、三丙胺、三乙烯二胺、1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯等胺系催化劑、三烷基膦催化劑等?!癤為具有醚鍵的化合物的情況”(烯丙基醚體的生成)在這種情況下,首先,與上述具有氨酯鍵的化合物的情況同樣,通過使具有氟烷基的羧酸鹵化物還原得到的上述式(67)示出的醇與烯丙基鹵(例如,烯丙基溴、烯丙基氯等)反應,從而得到下述通式(68)示出的烯丙基醚體。[化合物70](加氫硅烷化反應)接下來,通過使得到的烯丙基醚體與硅烷化合物(例如,三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、三氯硅烷等)反應(使用鉑催化劑的加氫硅烷化反應),從而可得到上述式(1)示出的含氟硅烷化合物?!癤為具有酰胺鍵的化合物的情況”(烯丙酰胺體的生成)在這種情況下,首先,通過使由上述式(66)示出的具有含氮全氟烷基的羧酸鹵化物與烯丙胺(例如,烯丙胺、N-甲基烯丙胺等)反應,從而得到下述通式(69)示出的烯丙酰胺體。此外,下述通式(69)中示出的R為氫原子或碳原子數(shù)1至6的烴基等。[化學式71](加氫硅烷化反應)接下來,通過使得到的烯丙酰胺體與硅烷化合物(例如,三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、三氯硅烷等)反應(使用鉑催化劑的加氫硅烷化反應),從而可得到上述式(1)示出的含氟硅烷化合物。<作為氟系硅烷偶聯(lián)劑的利用方法>接下來,對作為含氟硅烷化合物的氟系硅烷偶聯(lián)劑的利用方法進行說明。本實施方式的含氟硅烷化合物作為氟系硅烷偶聯(lián)劑,可直接使用或用作為其他成分的介質等而稀釋并使用。作為其他成分而使用的稀釋介質,可以舉出有機溶劑和水等液態(tài)介質。作為稀釋介質中的含氟硅烷化合物的濃度,具體而言,例如可以為0.01~100質量%,優(yōu)選為0.01~50質量%的范圍??蛇m用于本實施方式的氟系硅烷偶聯(lián)劑的有機溶劑并不特別限定,具體而言,例如可以使用甲醇、乙醇、異丙醇等醇系溶劑、丙酮、甲乙酮等酮系溶劑、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶劑、α,α,α-三氟甲苯、1,3-雙(三氟甲基)苯、1,4-雙(三氟甲基)苯、全氟辛酸、全氟己烷、HCFC-225、HFC-365、1,1,1,2,2,3,3-七氟代-3-甲氧基丙烷、1,1,1,2,2,3,3,4,4-九氟代-3-甲氧基丁烷、1,1,1,2,2,3,3,4,4-九氟代-3-丁氧基丁烷、六氟異丙醇等氟系溶劑等。進而,在氟系硅烷偶聯(lián)劑中,除了上述的含氟硅烷化合物以外,作為其他成分,還可以包含酸或堿(例如作為酸的鹽酸、硫酸、硝酸,作為堿的氨等)。本實施方式的氟系硅烷偶聯(lián)劑可以適用于賦予發(fā)泡性、防污性、耐指紋性、疏水疏油性、脫模性、耐濕性、耐水性、潤滑性、耐熱性等各種特性的涂布劑、賦予耐熱性的涂料的添加劑等表面處理劑、銀膏或金屬納米線等電子零件·電路的防遷移劑(マイグレーション防止剤)、塑料等的合成原料等的用途。特別地,作為本實施方式的氟系硅烷偶聯(lián)劑,含氟硅烷化合物作為含氮全氟烷基具有在氮原子上分支的多個短鏈長結構的全氟烷基,也就是具有全氟胺結構。由于該全氟胺結構體積大,因此盡管只具有短鏈長結構的全氟烷基,但作為硅烷偶聯(lián)劑使用時,與具有碳原子數(shù)少的直鏈狀全氟烷結構的含氟硅烷化合物相比,能夠賦予高的疏水疏油性等由上述的氟基帶來的高的特性。此外,在用于上述用途時,本實施方式的氟系硅烷偶聯(lián)劑可以使用一種,也可以并用兩種以上。進而,還可以作為與氟系硅烷偶聯(lián)劑以外的成分的混合物而使用。如以上說明所示,本實施方式的含氟硅烷化合物,其為不含有碳原子數(shù)8以上的全氟烷基,不用擔心生成在生物累積性和環(huán)境適應性方面造成問題的PFOS或PFOA的化學結構,并且能夠賦予優(yōu)異的疏水·疏油性,作為對于多種多樣的用途具有適用可能性的氟系硅烷偶聯(lián)劑有用。(第二實施方式)<含氟硅烷化合物>下面,對第二實施方式的含氟硅烷化合物的結構進行說明。本實施方式的含氟硅烷化合物只要為在分子內分別具有一個以上的含氮全氟烷基與烷氧基硅烷基的結構,則并不特別限定。作為本實施方式的含氟硅烷化合物的結構,具體而言,可以由下述通式(A1)表示。[化合物72]這里,在上述式(A1)中,Rf4、Rf2和Rf3分別為相同或彼此不同的碳原子數(shù)1~6的全氟亞烷基、還可以為直鏈狀或支鏈狀。Y為氧原子、氮原子或CF2基。另外,在上述式(A1)中,X為二價的有機基,為碳原子數(shù)2~10的烴基且還可以包括選自醚鍵、酯鍵、酰胺鍵以及氨酯鍵中的一種以上的鍵。進而,在上述式(A1)中,R1為低級烷基或苯基,Z為水解性基(其中,a為0~3的整數(shù))。這里,作為上述式(A1)中的含氮全氟烷基,更具體而言,可以舉出下述式(A2)~(A13)中示出的作為全氟雜環(huán)具有全氟哌啶、全氟吡咯烷、全氟哌嗪、全氟嗎啉、全氟環(huán)己亞胺的結構等。[化學式73][化學式74][化學式75][化學式76][化學式77][化學式78][化學式79][化學式80][化學式81][化學式82][化學式83][化學式84]另外,作為上述式(A1)中的X,可以舉出由下述式(A14)~(A17)示出的結構。此外,下述式(A14)示出包括醚鍵、下述式(A15)示出包括酯鍵、下述式(A16)示出包括酰胺鍵、下述式(A17)示出包括氨酯鍵的例子。[化學式85][化學式86][化學式87][化學式88]這里,在上述式(A14)~(A17)中,R2和R3為碳原子數(shù)0至10的烴基,R4為氫原子或碳原子數(shù)1至6的烴基。另外,在上述式(A1)中,R1為甲基、乙基、丙基、丁基等低級烷基或苯基,但這些之中更優(yōu)選為甲基。另外,在上述式(A1)中,Z只要為可被水解并形成Si-O-Si鍵的水解性基,則并不特別限定。作為這種水解性基,具體而言,例如可以舉出甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等烷氧基、氯基、溴基、碘基等的鹵基、苯氧基、萘基等芳氧基、芐氧基、苯乙氧基等芳烷氧基、乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、戊酰氧基、新戊酰氧基、苯甲酰氧基等酰氧基等。在這些之中,優(yōu)選適用甲氧基、乙氧基、氯基。這里,作為由上述式(A1)示出的具有全氟雜環(huán)的含氟硅烷化合物的具體例,例如可以舉出由下述式(A18)~(A80)示出的結構。此外,在下述式(A18)~(A80)中,R為甲基或乙基。[化學式89][化學式90][化學式91][化學式92][化學式93][化學式94][化學式95][化學式96][化學式97][化學式98][化學式99][化學式100][化學式101][化學式102][化學式103][化學式104][化學式105][化學式106][化學式107][化學式108][化學式109][化學式110][化學式111][化學式112][化學式113][化學式114][化學式115][化學式116][化學式117][化學式118][化學式119][化學式120][化學式121][化學式122][化學式123][化學式124][化學式125][化學式126][化學式127][化學式128][化學式129][化學式130][化學式131][化學式132][化學式133][化學式134][化學式135][化學式136][化學式137][化學式138][化學式139][化學式140][化學式141][化學式142][化學式143][化學式144][化學式145][化學式146][化學式147][化學式148][化學式149][化學式150][化學式151]如上述所示,根據本實施方式的含氟硅烷化合物,成為在分子內分別具有一個以上的含氮全氟烷基與烷氧基硅烷基的結構。更具體而言,由于具有氮原子與多個碳原子數(shù)6以下的短鏈長的全氟烷基鍵合的含氮全氟烷基,分子內的氟含有率高,因此能夠賦予優(yōu)異的疏水·疏油性。另一方面,由于在分子內不含有碳原子數(shù)8以上的全氟烷基,因此成為即使在被分解的情況下也不必擔心生成在生物累積性和環(huán)境適應性方面造成問題的PFOS或PFOA的化學結構。這樣,本實施方式的含氟硅烷化合物為具備優(yōu)異的特性的新型化合物,作為氟系硅烷偶聯(lián)劑有用。即,本實施方式的含氟硅烷化合物的設計兼顧優(yōu)異的疏水疏油性與環(huán)境適應性,并不能由構成現(xiàn)有的氟系硅烷偶聯(lián)劑的化合物容易想到。另外,本實施方式的含氟硅烷化合物作為含氮全氟烷基具有全氟雜環(huán)結構。由于該全氟雜環(huán)結構具有環(huán)狀結構,因此根據環(huán)結構之間的堆積效應,盡管只具有短鏈長結構的全氟烷基,但與具有碳原子數(shù)少的直鏈狀全氟烷結構的含氟硅烷化合物相比,能夠賦予高的疏水疏油性、防污性、耐指紋性、脫模性、耐濕性、耐水性、耐熱性等由氟基帶來的高的特性。<含氟硅烷化合物的制造方法>下面,對本實施方式的含氟硅烷化合物的制造方法的一例進行說明。本實施方式的含氟硅烷化合物的制造方法,將由下述通式(A81)示出的具有含氮全氟烷基的羧酸鹵化物還原為醇之后,在金屬催化劑的存在下與異氰酸酯反應從而得到。[化學式152]此外,在上述式(A81)中,Rf4、Rf2和Rf3分別為相同或彼此不同的碳原子數(shù)1~6的全氟亞烷基,可以為直鏈狀或支鏈狀。Y為氧原子、氮原子或CF2基。進而,A為選自氟、氯、溴和碘中的任意一個鹵素原子。由上述式(A81)示出的具有含氮全氟烷基的羧酸鹵化物例如可以通過將對應的羧酸酯或鹵化物在氟化氫中電解氟化而得到。另外,在使用上述A為氟原子以外的鹵素原子的物質時,例如可以對通過所述電解氟化得到的具有全氟烷基的羧酸氟化物進行水解處理,生成對應的羧酸之后,與適當?shù)柠u化劑(例如、氯化亞砜、草酰氯、磷酰氯、磺酰氯、三氯化磷、五氯化磷、三溴化磷、溴化氫、碘化氫等)反應,衍生為對應的羧酸鹵化物而得到。下面,對在上述通式(A1)中,X為具有醚鍵、酰胺鍵以及氨酯鍵的化合物的情況分別進行說明?!癤為具有氨酯鍵的化合物的情況”在這種情況下,例如可以通過以下兩階段的反應合成。(羧酸鹵化物的還原反應)例如將溶解或分散以氫化鋁鋰(LiAlH4)或硼氫化鈉(NaBH4)等為代表的還原劑而得到的有機溶劑中滴入由上述式(A81)示出的羧酸鹵化物,使其進行還原反應。通過該還原反應,得到下述式(A82)示出的醇。[化學式153]此外,在上述式(A81)中,Rf4、Rf2和Rf3分別為相同或彼此不同的碳原子數(shù)1~6的全氟亞烷基、可以為直鏈狀或支鏈狀。Y為氧原子、氮原子或CF2基。(與異氰酸酯的反應)通過使上述的還原反應中得到的上述式(A82)示出的醇與作為具有異氰酸酯基的硅烷偶聯(lián)劑的三烷氧基硅烷在有機溶劑中反應,從而可得到上述式(A1)示出的含氟硅烷化合物。此外,作為具有異氰酸酯基的硅烷偶聯(lián)劑,可以舉出異氰酸丙基三乙氧基硅烷、異氰酸丙基三甲氧基硅烷等。另外,在上述反應中,為了促進反應,還可以添加催化劑。具體而言,可以舉出二月桂酸二丁基錫、二醋酸二丁基錫、辛酸錫、辛酸鉍、癸酸鉍、環(huán)烷酸鉛、乙酸鉀等金屬催化劑、三乙胺、三丙胺、三乙烯二胺、1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯等胺系催化劑、三烷基膦催化劑等?!癤為具有醚鍵的化合物的情況”(烯丙基醚體的生成)在這種情況下,首先,與上述具有氨酯鍵的化合物的情況同樣,通過使具有氟烷基的羧酸鹵化物還原得到的上述式(A82)示出的醇與烯丙基鹵(例如,烯丙基溴、烯丙基氯等)反應,從而得到下述通式(A83)示出的烯丙基醚體。[化學式154](加氫硅烷化反應)接下來,通過使得到的烯丙基醚體與硅烷化合物(例如,三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、三氯硅烷等)反應(使用鉑催化劑的加氫硅烷化反應),從而可得到上述式(A1)示出的含氟硅烷化合物?!癤為具有酰胺鍵的化合物的情況”(烯丙酰胺體的生成)在這種情況下,首先,通過使由上述式(A81)示出的具有含氮全氟烷基的羧酸鹵化物與烯丙胺(例如,烯丙胺、N-甲基烯丙胺等)反應,從而得到下述通式(A84)示出的烯丙酰胺體。此外,下述通式(A84)中示出的R為氫原子或碳原子數(shù)1至6的烴基等。[化學式155](加氫硅烷化反應)接下來,通過使得到的烯丙酰胺體與硅烷化合物(例如,三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、三氯硅烷等)反應(使用鉑催化劑的加氫硅烷化反應),從而可得到上述式(A1)示出的含氟硅烷化合物。<作為氟系硅烷偶聯(lián)劑的利用方法>接下來,對作為含氟硅烷化合物的氟系硅烷偶聯(lián)劑的利用方法進行說明。本實施方式的含氟硅烷化合物作為氟系硅烷偶聯(lián)劑,可直接使用或作為其他成分的介質等而稀釋并使用。作為其他成分而使用的稀釋介質,可以舉出有機溶劑和水等液態(tài)介質。作為稀釋介質中的含氟硅烷化合物的濃度,具體而言,例如可以為0.01~100質量%,優(yōu)選為0.01~50質量%的范圍??蛇m用于本實施方式的氟系硅烷偶聯(lián)劑的有機溶劑并不特別限定,具體而言。例如可以使用甲醇、乙醇、異丙醇等醇系溶劑、丙酮、甲乙酮等酮系溶劑、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶劑、α,α,α-三氟甲苯、1,3-雙(三氟甲基)苯、1,4-雙(三氟甲基)苯、全氟辛酸、全氟正己烷、HCFC-225、HFC-365、1,1,1,2,2,3,3-七氟代-3-甲氧基丙烷、1,1,1,2,2,3,3,4,4-九氟代-3-甲氧基丁烷、1,1,1,2,2,3,3,4,4-九氟代-3-丁氧基丁烷、六氟異丙醇等氟系溶劑等。進而,在氟系硅烷偶聯(lián)劑中,除了上述的含氟硅烷化合物以外,作為其他成分,還可以包含酸或堿(例如作為酸的鹽酸、硫酸、硝酸,作為堿的氨等)。本實施方式的氟系硅烷偶聯(lián)劑可以適用于賦予發(fā)泡性、防污性、耐指紋性、疏水疏油性、脫模性、耐濕性、耐水性、潤滑性、耐熱性等各種特性的涂布劑、賦予耐熱性的涂料的添加劑等表面處理劑、銀膏或金屬納米線等電子零件·電路的防遷移劑、塑料等的合成原料等的用途。特別地,作為本實施方式的氟系硅烷偶聯(lián)劑,含氟硅烷化合物作為全氟雜環(huán)結構具有含氮全氟烷基。由于該全氟雜環(huán)結構具有環(huán)狀結構,因此根據環(huán)結構之間的堆積效應,盡管只具有短鏈長結構的全氟烷基,但作為硅烷偶聯(lián)劑使用時,與具有碳原子數(shù)少的直鏈狀全氟烷結構的含氟硅烷偶聯(lián)劑相比,也能夠賦予高的疏水疏油性等由上述的氟基帶來的高的特性。此外,在用于上述用途時,本實施方式的氟系硅烷偶聯(lián)劑可以使用一種,也可以并用兩種以上。進而,還可以作為與氟系硅烷偶聯(lián)劑以外的成分的混合物而使用。如以上說明所示,本實施方式的含氟硅烷化合物,成為不含有碳原子數(shù)8以上的全氟烷基,不必擔心生成在生物累積性和環(huán)境適應性方面造成問題的PFOS或PFOA的化學結構,并且能夠賦予優(yōu)異的疏水·疏油性,作為對于多種多樣的用途具有適用可能性的氟系硅烷偶聯(lián)劑有用。此外,本發(fā)明的技術范圍并不限定于上述第一和第二實施方式,能夠在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內添加各種變更。實施例下面,通過實施例進一步詳細說明本發(fā)明的效果。此外,本發(fā)明并不通過實施例進行任何限定。(實施例1)在具備滴液漏斗的三口燒瓶中投入硼氫化鈉(14.1g)(東京化成株式會社制)和四氫呋喃(310ml)。在滴液漏斗中放入通過(CH3CH2CH2CH2)2NCH2CH2CO2CH3的電解氟化得到的、(CF3CF2CF2CF2)2NCF2CF2COF(371.0g、純度70%),在室溫下緩緩滴入。在滴入結束后,在室溫下攪拌一小時之后,在水、鹽酸水溶液中驟冷反應液,加入氯仿進行分液。將得到的氯仿層用鹽酸水溶液和水進行清洗,用硫酸鎂干燥之后,通過旋轉式蒸發(fā)器濃縮所得到的溶液。進而,通過對所得到的溶液進行減壓蒸餾,從而得到醇體(171.0g、收率68%)。接下來,將得到的醇體(200.0g)與異氰酸丙基三乙氧基硅烷(70.7g)(東京化成株式會社制)、乙腈(300ml)、二月桂酸二丁基錫(3滴)(和光純藥株式會社制)進行混合,在70度下攪拌四小時。用蒸發(fā)器濃縮所得到的溶液,在減壓下(2Torr)、以140度進行干燥,從而得到由下述通式(70)示出的含氟硅烷化合物(233.5g、收率98%)。[化學式156](實施例2)在具備滴液漏斗的三口燒瓶中,投入與實施例1同樣得到的醇體(129.1g)、t-丁醇(129.0g)(東京化成株式會社制)、叔丁醇鉀(32.3g)(和光純藥株式會社制)。在滴液漏斗中放入烯丙基溴(53.6g)(和光純藥株式會社制),在0度下緩緩滴入。在滴入結束后,在室溫下攪拌一小時。過濾反應液后,將氯仿投入到所得到的濾液中,用水進行清洗,用硫酸鎂干燥之后,通過旋轉式蒸發(fā)器濃縮所得到的溶液。進而,通過對所得到的溶液進行減壓蒸餾,從而得到烯丙基醚(56.5g、收率41%)體。接下來,將得到的烯丙基醚體(23.9g)與甲苯(50ml)、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷鉑絡合物二甲苯溶液(0.3ml)(西格瑪奧德里奇公司制)、三甲氧基硅烷(5.6g)(東京化成株式會社制)進行混合,在60度下使其反應四小時。通過用蒸發(fā)器濃縮所得到的溶液,并進行減壓蒸餾,從而得到由下述通式(71)示出的含氟硅烷化合物(15.0g、收率53%)。[化學式157](實施例3)在具備滴液漏斗的三口燒瓶中投入烯丙胺(19.4g)(和光純藥株式會社制)和二異丙醚(200ml)。在滴液漏斗中放入通過(CH3)2NCH2CH(CH3)CO2CH3的電解氟化得到的、(CF3)2NCF2CF(CF3)COF(63.3g、純度50%),在0度下緩緩滴入。在滴入結束后,在室溫下攪拌一小時之后,用氫氧化鈉水溶液、水清洗反應液,加入硫酸鎂干燥。過濾硫酸鎂之后,通過旋轉式蒸發(fā)器濃縮所得到的溶液。進而,通過對所得到的溶液進行減壓蒸餾,從而得到烯丙酰胺體(21.0g、收率60%)。接下來,將得到的烯丙酰胺體(14.7g)與甲苯(50ml)、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷鉑絡合物二甲苯溶液溶液(0.3ml)(西格瑪奧德里奇公司制)、三甲氧基硅烷(5.6g)(東京化成株式會社制)進行混合,在60度下反應四小時。通過用蒸發(fā)器濃縮所得到的溶液,并進行減壓蒸餾,從而得到由下述通式(72)示出的含氟硅烷化合物(15.1g、收率78%)。[化學式158](比較例1)將由下述通式(73)示出的含氟硅烷化合物(東京化成公司制、“三甲氧基(1H,1H,2H,2H-十七氟癸基)硅烷”)作為比較例1。[化學式159]C8F17-CH2-CH2-Si(OCH3)3…(73)(比較例2)將由下述通式(74)示出的含氟硅烷化合物(東京化成公司制、三乙氧基(1H,1H,2H,2H-九氟己基)硅烷)作為比較例2。[化學式160]C4F9-CH2-CH2-Si(OCH2CH3)3…(74)<驗證試驗>“作為硅烷偶聯(lián)劑的疏水性評價”為了進行作為由上述實施例1~3合成的含氟硅烷化合物的硅烷偶聯(lián)劑的疏水性評價,與上述比較例1~2一起進行了附著水時的接觸角測定。此外,被處理物使用顯微鏡載玻片,使上述含氟硅烷化合物在AK-225(旭硝子株式會社制)2質量%溶解的物質中浸漬涂布,在80度下使其干燥一小時,從而得到評價部件。另外,接觸角測定使用協(xié)和界面科學社制、CA-A型接觸角計,水的液滴量設為20μl,在表面處理部件上的任意五點測定接觸角,算出其平均值。下述表1示出評價結果?!坝托怨P的收縮性評價”為了進行作為由上述實施例1~3合成的含氟硅烷化合物的硅烷偶聯(lián)劑的油性筆(內田洋行社制、“magicink”)的收縮性評價,與上述比較例1~2一起評價了附著油性筆時的收縮性。此外,評價部件與上述疏水性評價部件同樣進行調整,使用油性筆在部件表面寫下長度1cm的直線,按照以下的基準通過目視評價其收縮容易性。下述表1示出評價結果?!穑嚎煽吹绞湛s△:部分收縮×:完全未收縮【表1】水的接觸角油性筆的收縮性實施例1111°○實施例2106°○實施例3114°△比較例1110°△比較例295°×如表1所示,可知本發(fā)明的含氟硅烷化合物(實施例1~3),盡管不含有碳原子數(shù)8以上的全氟烷基,但是示出與其同等以上的水的接觸角和油性筆的收縮性,因此具有優(yōu)異的特性(疏水疏油性)。另外,還可確認到比碳原子數(shù)少的比較例2的特性更加優(yōu)異。(實施例4)在具備滴液漏斗的三口燒瓶中投入硼氫化鈉(18.6g)(東京化成株式會社制)和四氫呋喃(400ml)。在滴液漏斗中放入通過O(CH(CH3)CH2)2NCH2CO2CH3的電解氟化得到的、O(CF(CF3)CF2)2NCF2COF(350.0g、純度60%),在室溫下緩緩滴入。在滴入結束后,在室溫下攪拌一小時之后,在水、鹽酸水溶液中驟冷反應液,加入氯仿進行分液。將得到的氯仿層用鹽酸水溶液和水進行清洗,用硫酸鎂干燥之后,通過旋轉式蒸發(fā)器濃縮得到的溶液。進而,通過對得到的溶液進行減壓蒸餾,從而得到醇體(131.4g、收率65%)。接下來,將得到的醇體(100.0g)與異氰酸丙基三乙氧基硅烷(50.2g)(東京化成株式會社制)、乙腈(230ml)、二月桂酸二丁基錫(3滴)(和光純藥株式會社制)進行混合,在70度下攪拌四小時。通過用蒸發(fā)器濃縮所得到的溶液,在減壓下(2Torr),在140度下干燥,從而得到由下述通式(A85)示出的含氟硅烷化合物(130.7g、收率98%)。[化學式161](實施例5)在具備滴液漏斗的三口燒瓶中,投入與實施例4同樣地進行而得到的醇體(150.0g)、叔丁醇(150.0g)(東京化成株式會社制)、叔丁醇鉀(53.2g)(和光純藥株式會社制)。在滴液漏斗中放入烯丙基溴(88.3g)(和光純藥株式會社制),在0度下緩緩滴入。在滴入結束后,在室溫下攪拌一小時。過濾反應液后,將氯仿投入到所得到的濾液中,用水進行清洗,用硫酸鎂干燥之后,通過旋轉式蒸發(fā)器濃縮所得到的溶液。進而,通過對得到的溶液進行減壓蒸餾,從而得到烯丙基醚(84.0g、收率51%)體。接下來,將得到的烯丙基醚體(20.0g)與甲苯(50ml)、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷鉑絡合物二甲苯溶液(0.3ml)(西格瑪奧德里奇公司制)、三甲氧基硅烷(6.5g)(東京化成株式會社制)進行混合,在60度下使其反應四小時。通過用蒸發(fā)器濃縮所得到的溶液,并進行減壓蒸餾,從而得到由下述通式(A86)示出的含氟硅烷化合物(15.2g、收率60%)。[化學式162](比較例3)將由下述通式(A87)示出的含氟硅烷化合物(東京化成公司制、三甲氧基(1H,1H,2H,2H-十七氟癸基)硅烷)作為比較例3。[化學式163]C8F17-CH2-CH2-Si(OCH3)3…(A87)(比較例4)將由下述通式(A88)示出的含氟硅烷化合物(東京化成公司制、三乙氧基(1H,1H,2H,2H-九氟己基)硅烷)作為比較例4。[化學式164]C4F9-CH2-CH2-Si(OCH2CH3)3…(A88)<驗證試驗>“作為硅烷偶聯(lián)劑的疏水性評價”為了進行作為由上述實施例4和實施例5合成的含氟硅烷化合物的硅烷偶聯(lián)劑的疏水性評價,與上述比較例3~4一起進行了附著水時的接觸角測定。此外,被處理物使用顯微鏡載玻片,使上述含氟硅烷化合物在AK-225(旭硝子株式會社制)2質量%溶解的物質中浸漬涂布,在80度下使其干燥一小時,從而得到評價部件。另外,接觸角測定使用協(xié)和界面科學社制、CA-A型接觸角計,水的液滴量設為20μl,在表面處理部件上的任意五點測定接觸角,算出其平均值。下述表2示出評價結果?!坝托怨P的收縮性評價”為了進行作為由上述實施例4和5合成的含氟硅烷化合物的硅烷偶聯(lián)劑的油性筆(內田洋行社制、“magicink”)的收縮性評價,與上述比較例3~4一起評價了附著油性筆時的收縮性。此外,評價部件與上述疏水性評價部件同樣進行調整,使用油性筆在部件表面寫下長度1cm的直線,按照以下的基準通過目視評價其收縮容易性。下述表2示出評價結果?!穑嚎煽吹绞湛s△:部分收縮×:完全未收縮【表2】水的接觸角油性筆的收縮性實施例4111°○實施例5106°○比較例3110°△比較例495°×如表2所示,可知本發(fā)明的含氟硅烷化合物(實施例4、5),盡管不含有碳原子數(shù)8以上的全氟烷基,但是示出與其同等以上的水的接觸角和油性筆的收縮性,因此具有優(yōu)異的特性(疏水疏油性)。另外,還可確認到比碳原子數(shù)少的比較例3的特性更加優(yōu)異。本發(fā)明的含氟硅烷化合物的疏水疏油性優(yōu)異,且生物累積性低,環(huán)境適應性也優(yōu)異,因此作為氟系硅烷偶聯(lián)劑,在表面處理劑、涂布劑、涂料等廣泛的用途中有用。當前第1頁1 2 3