JP2002128895A - Optically active organic silicon copolymer - Google Patents

Optically active organic silicon copolymer

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JP2002128895A
JP2002128895A JP2001330092A JP2001330092A JP2002128895A JP 2002128895 A JP2002128895 A JP 2002128895A JP 2001330092 A JP2001330092 A JP 2001330092A JP 2001330092 A JP2001330092 A JP 2001330092A JP 2002128895 A JP2002128895 A JP 2002128895A
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optically active
copolymer
chiral
absorption
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Japanese (ja)
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Michiya Fujiki
道也 藤木
Hiromi Takigawa
裕美 瀧川
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optically active organic silicon copolymer at low cost which has a structure of an organic substituent containing chiral center directly bonding to a silicon. SOLUTION: The copolymer is shown by the general formula (wherein R1 and R2 is equal or different, an alkyl, an aralkyl, an aryoxyalkyl, or alkyl ether group; R* is equal or different, a chiral alkyl group having a branch structure at a β-position; 0.001<=x<=0.999; n is 10-100,000).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、サーモクロミズ
ム、ピエゾクロミズム、電界発光、エナンチオマー分子
認識能、あるいは一次元量子細線半導体、励起子物質と
しての物性や機能が期待される光学活性な有機ポリシラ
ン共重合体に関する。
The present invention relates to an optically active organic polysilane which is expected to have thermochromism, piezochromism, electroluminescence, enantiomer molecular recognition ability, or one-dimensional quantum wire semiconductor, physical properties and functions as an exciton substance. Related to polymers.

【0002】[0002]

【従来の技術】有機シリコン化合物は産業上有用なもの
が多く、表面処理剤、はっ水はつ油剤、電気絶縁体、熱
媒体、セラミック材の前駆体など、いずれもシリコンを
骨格の一部に含む高分子である。近年、主鎖骨格がシリ
コンのみから構成される、溶媒に可溶な有機ポリシラン
が新しいタイプの機能材料として注目を集めてきてお
り、フォトレジスト、光導波路材料、シリコンカーバイ
ドの前駆体、電子写真感光体、非線形光学材料、発光材
料など、応用を思考した多くの研究例が進行している。
有機ポリシランは一般に300から400nm付近にS
i−Si連鎖に特有の主鎖骨格に基づく紫外吸収帯を持
つ。従来のポリシランの主鎖吸収は室温溶液中、分子吸
収係数約5000〜8000(モノマー単位/リット
ル)-1cm-1、半値幅0.5〜0.6eV(約40〜6
0nm)程度であるのに対し、室温溶液中における主鎖
発光半値幅は0.1〜0.2eV(約10〜20nm)
と、主鎖吸収に比べてかなり狭い。すなわち、有機ポリ
シランの発光スペクトル形状は、通常有機物質の吸収・
発光現象で見られるような鏡像関係にはない。この原因
に対するこれまで多くの研究者が考えている描像は、有
機ポリシランの一本の主鎖には、コンフォメーション性
欠陥を介して、共役長の種々異なるトランスジグザグあ
るいはそれに近いゆるやかなヘリックス性セグメントの
鎖状連結体であるというものである。すなわち、通常観
測される有機ポリシランの主鎖吸収幅は、種々の吸収極
大を持つこれらセグメント主鎖吸収の重ね合せの現れで
あって、主鎖吸収帯を光励起すると、励起エネルギーの
最も低いセグメントにエネルギー移動を起こし、そこか
ら発光するというものである。したがって、従来の有機
ポリシラン物質固有の物性ではなく、実は主鎖中の多く
の欠陥によって特性が変化していた可能性があった。有
機ポリシランは、主鎖自身がシリコンのみから構成され
る高分子であるため、紫外線照射により容易に主鎖分解
を起こし、低分子量化、あるいはシロキサン化が容易に
進行する。実際にこれを利用したフォトレジストとして
の応用例が報告されている。したがって、有機ポリシラ
ン類は電子写真感光体、非線形光学材料、発光材料な
ど、光関連の機能材用としての応用には不適である。し
かしながら、紫外域に吸収・発光を示し、溶媒に可溶な
高分子が比較的簡単な化学合成で容易に得られるという
点では、鎖間相互作用を無視することのできる一次元半
導体の光・電気物性の基礎研究用モデル物質としては大
変貴重で魅力的であり、高分子標準物質としての市場性
が期待される。一方、エナンチオマーを認識する高分子
材料として、スパルティン−ブチルリチウムを重合開始
剤にして合成された、ポリ(トリフェニルメチルメタク
リレート)やポリ(ジフェニルピリジルメチルメタクリ
レート)など、主鎖が1方向ヘリシティを有する炭素骨
格高分子が知られている〔例えば、Y.オカモト(Y.Ok
amoto)ほか、ジャーナル オブ アメリカン ケミカル
ソサイエティ(J.Am.Chem.Soc.) 、第103巻、第6
971頁(1981)〕。これらの一方向ヘリシティを
持つ有機高分子は、実際にシリカゲル表面に担持された
形態で、エナンチオマーを分離分割する高速液体クロマ
トグラフィー用カラム材として上市されている〔ダイセ
ル化学(株)Chiralpak-OT、Chiralpak-OP〕。しか
しながら、これらのポリ(トリフェニルメチルメタクリ
レート)系材料は、主鎖ヘリックス構造を固定する側鎖
部が脱離すると同時にエナンチオマー認識能も失われる
という致命的な欠点を有している。有機ポリシランのシ
リコン主鎖骨格や炭化水素系側鎖は加水分解や加溶媒分
解に対して耐性があるという特徴を活かすことができれ
ば、通常、暗所、脱酸素の条件下で使用する高速液体ク
ロマトグラフィー(HPLCと略)、ガスクロマトグラ
フィー(GCと略)用カラム材料としての用途が開け
る。更に光学活性な有機ポリシロキサン構造であれば酸
素に対する耐性が有機ポリシランよりも更に向上するこ
とが期待される。例えば、熱力学的に不安定な有機ポリ
シラン骨格が酸化されると、最終的には熱力学的に安定
な光学活性な有機ポリシロキサンに転化されると考えら
れるが、それでもなお、主鎖のキラリティに由来するエ
ナンチオマー認識能は依然保持され、従って長期的な反
復使用に対して実用に耐えられる特性を有することが十
分期待できる。
2. Description of the Related Art Many organic silicon compounds are industrially useful, such as a surface treatment agent, a water-repellent oil agent, an electrical insulator, a heating medium, and a precursor of a ceramic material. It is a polymer contained in. In recent years, solvent-soluble organic polysilanes, whose main chain skeleton is composed of only silicon, have attracted attention as a new type of functional material. Photoresists, optical waveguide materials, precursors of silicon carbide, electrophotographic photosensitive materials Numerous research examples have been developed for applications such as bodies, nonlinear optical materials, and luminescent materials.
Organic polysilanes generally have an S around 300 to 400 nm.
It has an ultraviolet absorption band based on a main chain skeleton unique to an i-Si chain. The absorption of the main chain of a conventional polysilane in a solution at room temperature is a molecular absorption coefficient of about 5000 to 8000 (monomer unit / liter) -1 cm -1 and a half width of 0.5 to 0.6 eV (about 40 to 6 eV).
0 nm), whereas the half-width of the main chain emission in a solution at room temperature is 0.1 to 0.2 eV (about 10 to 20 nm).
And it is considerably narrower than the main chain absorption. In other words, the emission spectrum shape of organic polysilane is usually
There is no mirror image relationship as seen in the light emission phenomenon. Many researchers have thought that the cause of this phenomenon is that a single main chain of organopolysilane is formed by a conformational defect, a trans-zigzag with various conjugation lengths, or a slow helical segment close to it. Is a chain-like linked body. In other words, the main-chain absorption width of the organic polysilane that is usually observed is a manifestation of the superposition of these segment main-chain absorptions having various absorption maxima, and when the main-chain absorption band is photoexcited, it becomes the segment with the lowest excitation energy. It causes energy transfer and emits light from it. Therefore, the properties may have been changed due to many defects in the main chain, not the physical properties inherent in the conventional organic polysilane substance. Since organic polysilane is a polymer in which the main chain itself is composed of only silicon, the main chain is easily decomposed by irradiation with ultraviolet light, and the reduction of the molecular weight or the siloxane conversion easily proceeds. Actually, an application example as a photoresist utilizing this is reported. Therefore, organic polysilanes are unsuitable for application as light-related functional materials such as electrophotographic photoreceptors, non-linear optical materials, and luminescent materials. However, in view of the fact that it exhibits absorption and emission in the ultraviolet region and that a polymer soluble in a solvent can be easily obtained by relatively simple chemical synthesis, the light- It is very valuable and attractive as a model material for basic research on electrical properties, and is expected to be marketable as a polymer standard material. On the other hand, as a polymer material that recognizes enantiomers, the main chain has one-way helicity, such as poly (triphenylmethyl methacrylate) and poly (diphenylpyridylmethyl methacrylate) synthesized using spartin-butyllithium as a polymerization initiator. Carbon skeleton polymers are known [for example, Y. Okamoto (Y.Ok
amoto), Journal of American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.), Volume 103, Volume 6
971 (1981)]. These organic polymers having one-way helicity are marketed as column materials for high-performance liquid chromatography for separating and separating enantiomers in a form actually supported on the surface of silica gel [Daicel Chemical Co., Ltd. Chiralpak-OT, Chiralpak-OP]. However, these poly (triphenylmethyl methacrylate) -based materials have a fatal drawback that the side chain portion fixing the main chain helical structure is eliminated and the ability to recognize enantiomers is lost at the same time. If the silicon main chain skeleton and hydrocarbon side chain of organic polysilane can take advantage of the characteristics of being resistant to hydrolysis and solvolysis, high-performance liquid chromatography usually used in dark places and under deoxygenation conditions It can be used as a column material for chromatography (abbreviated as HPLC) and gas chromatography (abbreviated as GC). Further, it is expected that the resistance to oxygen is further improved as compared with the organic polysilane in the case of an optically active organic polysiloxane structure. For example, when a thermodynamically unstable organic polysilane skeleton is oxidized, it is thought that it is ultimately converted into a thermodynamically stable optically active organic polysiloxane, but the chirality of the main chain is still high. The ability to recognize the enantiomer derived from is still retained, and therefore, it can be expected that it has properties that can be practically used for long-term repeated use.

【0003】現在HPLCによる分離分析手段として、
逆相条件でも使用できるエナンチオマー認識用カラム材
の多くは生体物質由来のものであり、その多くがアミド
結合を有するアルキル誘導体であるため、やはり加水分
解によるカラムの劣化という問題が残されている。ここ
でもし光学活性置換基を有するクロロシラン系材料から
誘導されるか、あるいは、主鎖骨格自身のヘリシティを
有する光学活性有機ポリシランを担体に担持させること
ができれば、HPLC用CSPあるいはGC用CSPと
しての用途が開ける。現在このような有機ポリシラン類
あるいは有機ポリシロキサン類は知られていない。最
近、溶液中熱的に非常に安定な単一ラセン(巻方向一定
・ピッチ均一)ポリシランが報告され、4eV(320
nm)において半値幅0.10eV(8nm)という非
常に急峻なUV・円偏光(CD)吸収、蛍光スペクトル
特性を示すことが報告された。この単一ラセンポリシラ
ンは、理想的な励起子光学応答スペクトル特性を示すこ
とから、有機溶媒に可溶な量子細線半導体(細線幅0.
5nm)として、また理想的な一次元励起子物質として
注目を集めてきている〔例えば、M.フジキ(M.Fujik
i) 、ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサ
イエティ、第116巻、第6017頁(1994)、
M.フジキ(M.Fujiki) 、アプライド フィジクス レ
ターズ(Appl.Phys.Lett.)、第65巻、第3251頁
(1994)〕。
At present, as a means for separation and analysis by HPLC,
Most of the column materials for enantiomer recognition that can be used even under reversed phase conditions are derived from biological substances, and most of them are alkyl derivatives having an amide bond. Therefore, there still remains a problem of column degradation due to hydrolysis. Here, if it is derived from a chlorosilane-based material having an optically active substituent, or if an optically active organic polysilane having the helicity of the main chain skeleton itself can be supported on a carrier, it can be used as a CSP for HPLC or a CSP for GC. Open applications. At present, such organic polysilanes or organic polysiloxanes are not known. Recently, a single helical (constant winding direction and uniform pitch) polysilane that is thermally very stable in solution has been reported, and 4 eV (320
(nm), a very steep UV / circularly polarized light (CD) absorption and fluorescence spectrum characteristic having a half width of 0.10 eV (8 nm) was reported. Since this single helix polysilane exhibits ideal exciton optical response spectrum characteristics, a quantum wire semiconductor soluble in an organic solvent (thin wire width of 0.1 mm).
5 nm) and as an ideal one-dimensional exciton material [see, for example, M.S. Fujiki (M.Fujik)
i), Journal of American Chemical Society, Vol. 116, No. 6017 (1994),
M. M. Fujiki, Applied Physics Letters, 65, 3251 (1994)].

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このように、単一ラセ
ンポリシランは優れた励起子光学応答スペクトル特性を
有することが知られているが、このポリシランを実現す
るには、エナンチオマー的に純粋な右手型(〔R〕−
体)あるいは左手型(〔S〕−体)キラルアルキル基を
側鎖に持つ特殊な有機ジクロロシランを原料として、金
属ナトリウムで脱塩縮合で得られる単独重合体である必
要があった。とりわけ、非常に急峻な励起子光学応答ス
ペクトルを与え、ヘリックス構造が非常に安定な高分子
構造にするには、キラル側鎖基が、β−位あるいはγ−
位に分岐構造を持つ構造である必要があった。これらの
〔R〕−体あるいは〔S〕−体の原料は非常に高価であ
るため、製造コストを下げるため、光学純度が多少低く
ても、あるいは使用するキラルモノマーの使用量を減ら
してでも、単独重合体と同等の励起子光学応答スペクト
ル特性を持つ一方向性ヘリックス構造を合成する必要性
があった。本発明の目的は、エナンチオマー認識材料、
特にHPLCやGC用CSP用材料として、また一次元
半導体・量子細線構造物性研究用モデル標準物質とし
て、キラル中心を含む有機置換基がシリコン原子に直接
結合された構造を有する、室温溶液中でも一方向ヘリッ
クスが安定に保持された光学活性有機シリコン高分子群
をより安価に提供することにある。
As described above, a single helix polysilane is known to have excellent exciton optical response spectrum characteristics. However, to realize this polysilane, an enantiomerically pure right-handed Type ([R]-
) Or a left-handed ([S]-)) homopolymer obtained by desalting and condensing with sodium metal from a special organic dichlorosilane having a chiral alkyl group in the side chain. In particular, in order to give a very steep exciton optical response spectrum and obtain a polymer structure having a very stable helical structure, the chiral side chain group must be in the β-position or γ-position.
The structure had to have a branched structure at the position. Since the raw materials of these [R] -forms or [S] -forms are very expensive, in order to reduce the production cost, even if the optical purity is somewhat low, or even if the amount of the chiral monomer used is reduced, There was a need to synthesize a unidirectional helical structure with the same exciton optical response spectrum characteristics as the homopolymer. An object of the present invention is to provide an enantiomer recognition material,
In particular, as a material for HPLC and GC CSPs, and as a model standard for one-dimensional semiconductor and quantum wire structure properties research, it has a structure in which an organic substituent containing a chiral center is directly bonded to a silicon atom. An object of the present invention is to provide an optically active organic silicon polymer group in which a helix is stably maintained at a lower cost.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は光学活性有機シリコン高分子共重合体に関する発
明であって、下記一般式(化2):
SUMMARY OF THE INVENTION In general, the present invention relates to an optically active organosilicon polymer copolymer, and has the following general formula (2):

【0006】[0006]

【化2】 Embedded image

【0007】(式中R及びRは同一又は異なり、ア
ルキル基、アラルキル基、アリールオキシアルキル基、
又はアルキルエーテル基、R* は同一又は異なり、β−
位置に分岐構造をもつキラルなアルキル基を示し、xは
0.001≦x≦0.999を示す)で表される光学活
性でキラルな有機置換基が導入されたシリコン単位を主
鎖骨格の一部に含み、nの数として10から10000
0までの範囲にあることを特徴とする。
(Wherein R 1 and R 2 are the same or different and each represents an alkyl group, an aralkyl group, an aryloxyalkyl group,
Or an alkyl ether group and R * are the same or different, β-
Represents a chiral alkyl group having a branched structure at a position, and x represents 0.001 ≦ x ≦ 0.999.) A silicon unit having an optically active chiral organic substituent represented by the following formula: Included in part, the number of n is 10 to 10000
It is characterized by being in the range up to 0.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below.

【0009】本発明の基本となる発明は、他の光学活性
有機シリコン高分子共重合体に関する発明であって、下
記一般式(化3):
The basic invention of the present invention relates to another optically active organosilicon polymer copolymer, and has the following general formula (Formula 3):

【0010】[0010]

【化3】 Embedded image

【0011】(式中R1 及びR2 は同一又は異なり、ア
ルキル基、アラルキル基、アリールオキシアルキル基、
又はアルキルエーテル基、R3 はβ−位置に分岐構造を
もつアキラルなアルキル基、R* はβ−位置に分岐構造
をもつキラルなアルキル基を示し、(R)−配置又は
(S)−配置であり、xは0.001≦x≦0.999
を示す)で表される光学活性でキラルな有機置換基が導
入されたシリコン単位を主鎖骨格の一部に含み、nの数
として10から100000までの範囲にあることを特
徴とする。
(Wherein R 1 and R 2 are the same or different and each represents an alkyl group, an aralkyl group, an aryloxyalkyl group,
Or an alkyl ether group, R 3 is an achiral alkyl group having a branched structure at the β-position, R * is a chiral alkyl group having a branched structure at the β-position, and has an (R) -configuration or (S) -configuration. And x is 0.001 ≦ x ≦ 0.999
Is included in a part of the main chain skeleton and has an optically active chiral organic substituent introduced therein, and the number of n is in the range of 10 to 100,000.

【0012】前記基本となる発明の特徴は、β−位置に
分岐構造を持つアキラルな構造を持つシランモノマー単
位と、β−位置に分岐構造を持つ、光学純度100%の
キラルな構造を持つシランモノマー単位とのポリシラン
共重合体であることである。それに対して、本発明の特
徴は、β−位置に分岐構造を持つ(S)配置を持つキラ
ルな構造を持つシランモノマー単位と、β−位置に分岐
構造を持つ(R)配置を持つキラルな構造を持つシラン
モノマー単位との比率が1/1より少しでも多いが、少
なくずれたポリシラン共重合体であることである。言い
換えるならば、キラルな構造を持つシランモノマーのラ
セミ体共重合体に、(R)配置あるいは(S)配置を持
つキラルシランモノマー単位が少し過剰に含まれている
ポリシラン共重合体であることである。すなわち、光学
純度の良くないキラルシランモノマーからなるポリシラ
ン共重合体であることである。
The basic invention is characterized by a silane monomer unit having an achiral structure having a branched structure at the β-position, and a silane monomer having a branched structure at the β-position and having a chiral structure having an optical purity of 100%. That is, it is a polysilane copolymer with a monomer unit. On the other hand, a feature of the present invention is that a silane monomer unit having a chiral structure having a (S) configuration having a branched structure at the β-position and a chiral monomer having an (R) configuration having a branched structure at the β-position. Although the ratio to the silane monomer unit having a structure is slightly larger than 1/1, the polysilane copolymer is a small deviation. In other words, it is a polysilane copolymer in which a racemic copolymer of a silane monomer having a chiral structure contains a slight excess of a chiral silane monomer unit having an (R) configuration or an (S) configuration. is there. That is, it is a polysilane copolymer composed of a chiral silane monomer having poor optical purity.

【0013】まず、前記した基本となる発明を、合成例
によって更に具体的に説明する。本発明で使用したSi
−Cl結合を2個有する非対称置換型光学活性基を含む
クロロシラン類は、下記一般反応式(化4)に基づいて
合成される。この具体的な合成方法や分析結果について
は、特願平5−202474号、特願平5−20252
8号の各明細書に記載してある。
First, the above-described basic invention will be described more specifically with reference to synthesis examples. Si used in the present invention
Chlorosilanes containing an asymmetrically substituted optically active group having two —Cl bonds are synthesized based on the following general reaction formula (Formula 4). The specific synthesis method and analysis result are described in Japanese Patent Application Nos. 5-202474 and 5-20252.
No. 8 is described in each specification.

【0014】[0014]

【化4】 Embedded image

【0015】Et2 Oはジエチルエーテルを示す。Et 2 O represents diethyl ether.

【0016】前記基本となる発明、及び本発明におい
て、R1 及びR2 で表される基のうち、アルキル基の例
としては、CH3 、C25 、n−C37 、n−C4
9 、n−C511、n−C613、n−C715、n
−C817、n−C919、n−C1021、n−C11
23、n−C1225、n−C1327、n−C1429、n−
1531、n−C1633、n−C1735、n−C
1837、n−C1939、n−C 2041が挙げられる。ま
たアラルキル基の例としては、CH2 CH2 Ph(Ph
はフェニル基を示す。以下同じ)、CH2 CH2 CH2
Ph、CH2 CH2 CH2 CH2 Phが挙げられる。ま
たアリールオキシアルキル基の例としては、CH2 CH
2 OPh、CH2 CH2 CH2 OPh、CH2 CH2
2 CH2 OPhが挙げられる。そしてアルキルエーテ
ル基の例としては、CH2 CH2 OCH2 CH2 OC2
5 、CH2 CH2 O(CH2 CH2 O)225
挙げられる。本発明において、R* で表される基のう
ち、(R)−R* で表される基の例としては、下記式
(化5)で表される各基が挙げられる。
The basic invention and the present invention
And R1 And RTwo Examples of alkyl groups among the groups represented by
As CHThree , CTwo HFive , N-CThree H7 , N-CFour 
H9 , N-CFive H11, N-C6 H13, N-C7 HFifteen, N
-C8 H17, N-C9 H19, N-CTenHtwenty one, N-C11H
twenty three, N-C12Htwenty five, N-C13H27, N-C14H29, N-
CFifteenH31, N-C16H33, N-C17H35, N-C
18H37, N-C19H39, N-C 20H41Is mentioned. Ma
Examples of aralkyl groups include CHTwo CHTwo Ph (Ph
Represents a phenyl group. Hereinafter the same), CHTwo CHTwo CHTwo 
Ph, CHTwo CHTwo CHTwo CHTwo Ph. Ma
Examples of aryloxyalkyl groups include CHTwo CH
Two OPh, CHTwo CHTwo CHTwo OPh, CHTwo CHTwo C
HTwo CHTwo OPh. And alkylate
Examples of the groupTwo CHTwo OCHTwo CHTwo OCTwo
HFive , CHTwo CHTwo O (CHTwo CHTwo O)Two CTwo HFive But
No. In the present invention, R*Group represented by
C, (R) -R*Examples of the group represented by the following formula
Each group represented by (Chem. 5) is exemplified.

【0017】[0017]

【化5】 Embedded image

【0018】他方、(S)−R* で表される基の例とし
ては、下記式(化6)で表される各基が挙げられる。
On the other hand, examples of the group represented by (S) -R * include the groups represented by the following formula (Formula 6).

【0019】[0019]

【化6】 Embedded image

【0020】本発明において、R3 で表される基の例と
しては、下記式(化7)で表される各基が挙げられる。
In the present invention, examples of the group represented by R 3 include groups represented by the following formula (Formula 7).

【0021】[0021]

【化7】 Embedded image

【0022】前記基本となる発明の光学活性ポリシラン
共重合体は、対応する光学活性ジクロロシランと光学不
活性ジクロロシランとトルエン中金属ナトリウムと脱塩
共重合することで、対応する光学活性ポリシラン共重合
体を合成するもので、下記一般式(化8)で表される。
その際に、ラセンの巻性は、使用した光学活性ジクロロ
シランの絶対配置のみで決定される。すなわち、(S)
−配置のキラルアルキル基を持つ光学活性ジクロロシラ
ンを共重合体の一部に取り込めば、(S)−配置のキラ
ルアルキル基を持つ光学活性ジクロロシランのみから合
成できる単独重合体と同じ巻性になる。反対に、(R)
−配置のキラルアルキル基を持つ光学活性ジクロロシラ
ンを共重合体の一部に取り込めば、(R)−配置のキラ
ルアルキル基を持つ光学活性ジクロロシランのみから合
成できる単独重合体と同じ巻性になる。
The optically active polysilane copolymer of the basic invention is desalted and copolymerized with the corresponding optically active dichlorosilane, optically inactive dichlorosilane and metallic sodium in toluene to obtain the corresponding optically active polysilane copolymer. The compound is synthesized by the following formula (Formula 8).
At that time, the winding property of the helix is determined only by the absolute configuration of the optically active dichlorosilane used. That is, (S)
By incorporating an optically active dichlorosilane having a chiral alkyl group in a part of the copolymer, the copolymer has the same winding property as a homopolymer that can be synthesized only from an optically active dichlorosilane having a chiral alkyl group in an (S) -configuration. Become. Conversely, (R)
By incorporating an optically active dichlorosilane having a chiral alkyl group in a part of the copolymer, the copolymer has the same winding property as a homopolymer that can be synthesized only from an optically active dichlorosilane having a chiral alkyl group in an (R) configuration. Become.

【0023】[0023]

【化8】 Embedded image

【0024】本発明の共重合体は、対応する(S)−配
置光学活性ジクロロシランと(R)−配置光学活性ジク
ロロシランとトルエン中金属ナトリウムと脱塩共重縮合
することで、対応する光学活性ポリシラン共重合体を合
成するもので、下記一般式(化9)で表される。その際
に、ラセンの巻性は、使用した(R)−配置の光学活性
ジクロロシランと(S)−配置の光学活性ジクロロシラ
ンの過剰なジクロロシラン体で決定される。すなわち、
もし(R)−配置ジクロロシラン>(S)−配置ジクロ
ロシランであれば、(R)−配置光学活性ジクロロシラ
ンのみから合成した単独重合体と同じ巻性になる。反対
に(S)−配置ジクロロシラン>(R)−配置ジクロロ
シランであれば、(S)−配置光学活性ジクロロシラン
のみから合成した単独重合体と同じ巻性になる。
The copolymer of the present invention is desalted and copolycondensed with the corresponding (S) -configuration optically active dichlorosilane, the (R) -configuration optically active dichlorosilane, and sodium metal in toluene to obtain the corresponding optically active dichlorosilane. It synthesizes an active polysilane copolymer and is represented by the following general formula (Formula 9). At this time, the winding property of the spiral is determined by the excess of the optically active dichlorosilane of the (R) -configuration and the optically active dichlorosilane of the (S) -configuration used. That is,
If (R) -configured dichlorosilane> (S) -configured dichlorosilane, it has the same winding property as a homopolymer synthesized from only the (R) -configured optically active dichlorosilane. Conversely, if (S) -configuration dichlorosilane> (R) -configuration dichlorosilane, the winding property is the same as that of a homopolymer synthesized from only the (S) -configuration optically active dichlorosilane.

【0025】[0025]

【化9】 Embedded image

【0026】この際、使用する光学活性有機置換基を含
むジクロロシラン類は、分岐部がβ位置にあるためNa
脱塩縮合反応過程でのラセミ化や転移反応の恐れがな
く、また、縮合反応時のシリコンモノマー間の立体障害
の程度も比較的小さいため、高分子量の光学活性鎖状有
機ポリシランが容易に生成する。本発明者らの知見で
は、極少量のβ位キラル炭素が鎖状骨格の有機ポリシラ
ン共重合体全体の主鎖をほとんど一方向にかつ一定ピッ
チのヘリックスに固定化する効果が顕著である。一方、
α位炭素の分岐構造、例えばi−プロピル基、シクロヘ
キシル基では逆に立体的要請が極めて高く、結果的には
極めて低分子量、通常1000以下でかつ主鎖吸収極大
が300〜320nmで吸収幅が極めて広い有機ポリシ
ラン共重合体しか得られなかった。
At this time, the dichlorosilanes containing an optically active organic substituent to be used have Na 2
There is no risk of racemization or rearrangement during the desalination condensation reaction, and the degree of steric hindrance between the silicon monomers during the condensation reaction is relatively small, so high-molecular-weight optically active linear organic polysilanes can be easily produced. I do. According to the findings of the present inventors, the effect that a very small amount of the chiral carbon at the β-position fixes the main chain of the entire organic polysilane copolymer having a chain skeleton almost in one direction to a helix having a constant pitch is remarkable. on the other hand,
On the other hand, in the branched structure of the α-position carbon, for example, i-propyl group and cyclohexyl group, the steric requirement is extremely high, and as a result, the absorption width is extremely low, usually 1000 or less, and the main chain absorption maximum is 300 to 320 nm. Only a very wide organic polysilane copolymer was obtained.

【0027】[0027]

【実施例】本発明である光学活性鎖状有機ポリシラン共
重合体の具体的合成例を下記実施例により更に具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
EXAMPLES Specific examples of the synthesis of the optically active linear organic polysilane copolymer of the present invention will be described more specifically with reference to the following Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0028】参考例1 ポリ〔n−ヘキシル−(S)−2−メチルブチルシラ
ン〕0.05−コ(co)−(n−ヘキシル−2−メチルプ
ロピルシラン)0.95の具体的合成例を示す。反応容器内
を十分に脱水脱気し、アルゴンガス置換した後、金属ナ
トリウム0.98g、18−クラウンエーテル−6の
0.05gと脱水トルエン50mlをフラスコに入れ
た。油浴温度120℃においてn−ヘキシル−(S)−
2−メチルブチルジクロロシラン0.26g(5モル
%)とn−ヘキシル−2−メチルプロピルジクロロシラ
ン4.58g(95モル%)の混合物を一気に滴下し、
8時間反応させた。反応混合溶液を加圧ろ過し、ろ液に
エチルアルコールを加えた。生じた白色沈殿を遠心分離
機で回収し、120℃で真空乾燥した。収量は0.90
gあり、収率はジクロロシラン換算で、26%であっ
た。GPC法により、重量平均分子量が300万と8万
の二峰性であり、積分比で前者が48%、後者が52%
であった。得られたポリシラン共重合体の紫外吸収スペ
クトルと円二色スペクトルを図1に示す。すなわち、図
1は参考例1で得られた、ポリ〔n−ヘキシル−(S)
−2−メチルブチルシラン〕0.05−コ−(n−ヘキシル
−2−メチルプロピルシラン)0.95の吸収、円二色吸収
スペクトル(イソオクタン中、−5℃)を示す図であ
る。図1において、横軸は光子エネルギー(eV)、左
縦軸は吸光係数〔ε(Si−単位)-1dm3 cm-1〕、
右縦軸は円二色吸光係数〔Δε(Si−単位)-1dm3
cm-1〕を示す。これらのスペクトルの比較から、3.
93eVのコットンCD吸収帯は3.93eVでの主鎖
吸収帯の完全な相似形でかつ吸収極大が一致することが
明らかになった。比較のため、ポリ〔n−ヘキシル−
(S)−2−メチルブチルシラン〕単独重合体の紫外吸
収スペクトルと円二色スペクトルを図2に示す。すなわ
ち図2は比較例として、ポリ〔n−ヘキシル−(S)−
2−メチルブチルシラン〕の吸収、円二色吸収スペクト
ル(イソオクタン中、−5℃)を示す図である。図2に
おいて、各縦軸及び横軸は図1と同義である。図1と図
2の比較から、単独重合体と共重合体の紫外吸収スペク
トルと円二色スペクトルの強度には若干の差違が認めら
れるものの、その吸収極大や半値幅はほとんど同一であ
った。スペクトルの強度は主として、分子量が若干異な
るためであるということが単独重合体で既に明らかにな
っている〔M.フジキ(M.Fujiki) 、アプライド フィ
ジクス レターズ、第65巻、第3251頁(199
4)〕。更に、ラセン性に非常に敏感な非対称性因子
(3.93eVのCD吸収帯を3.93eVの紫外吸収
帯で除した値)は、単独重合体で2.3×10-4、共重
合体で2.0×10-4と、ほとんど同一であった。この
ことは、共重合体中にわずか5%の(S)−キラルシラ
ンが含まれるだけで、単独重合体と同一の巻性、ラセン
ピッチ、剛直性高分子構造を取っていることを意味して
いる。
Reference Example 1 A specific synthesis example of poly [n-hexyl- (S) -2-methylbutylsilane] 0.05 -co (co)-(n-hexyl-2-methylpropylsilane) 0.95 is shown. After the inside of the reaction vessel was sufficiently dehydrated and degassed and purged with argon gas, 0.98 g of metallic sodium, 0.05 g of 18-crown ether-6 and 50 ml of dehydrated toluene were placed in a flask. N-Hexyl- (S)-at an oil bath temperature of 120 ° C
A mixture of 0.26 g (5 mol%) of 2-methylbutyldichlorosilane and 4.58 g (95 mol%) of n-hexyl-2-methylpropyldichlorosilane was dropped at once,
The reaction was performed for 8 hours. The reaction mixture was filtered under pressure, and ethyl alcohol was added to the filtrate. The resulting white precipitate was collected by a centrifuge and dried in vacuum at 120 ° C. Yield 0.90
g, and the yield was 26% in terms of dichlorosilane. According to the GPC method, the weight average molecular weight is bimodal with 3,000,000 and 80,000, and the former is 48% and the latter is 52% by integration ratio.
Met. FIG. 1 shows an ultraviolet absorption spectrum and a circular dichroic spectrum of the obtained polysilane copolymer. That is, FIG. 1 shows the poly [n-hexyl- (S) obtained in Reference Example 1.
FIG. 2 is a diagram showing an absorption spectrum and a circular dichroic absorption spectrum (in isooctane at −5 ° C.) of 0.05 -co- (n-hexyl-2-methylpropylsilane) 0.95 . In FIG. 1, the horizontal axis represents photon energy (eV), the left vertical axis represents extinction coefficient [ε (Si-unit) −1 dm 3 cm −1 ],
The right vertical axis represents the circular two-color absorption coefficient [Δε (Si-unit) -1 dm 3]
cm -1 ]. From the comparison of these spectra, 3.
It was found that the cotton CD absorption band at 93 eV was a perfect analog of the main chain absorption band at 3.93 eV, and that the absorption maxima coincided. For comparison, poly [n-hexyl-
FIG. 2 shows an ultraviolet absorption spectrum and a circular dichroic spectrum of (S) -2-methylbutylsilane] homopolymer. That is, FIG. 2 shows poly [n-hexyl- (S)-
[2-Methylbutylsilane] is a diagram showing an absorption spectrum and circular two-color absorption spectrum (in isooctane at -5 ° C). 2, each vertical axis and horizontal axis have the same meaning as in FIG. From the comparison between FIG. 1 and FIG. 2, although a slight difference is recognized between the intensity of the ultraviolet absorption spectrum and the intensity of the circular dichroism spectrum of the homopolymer and the copolymer, the absorption maximum and the half width are almost the same. It has already been shown for homopolymers that the intensity of the spectrum is mainly due to the slightly different molecular weight [M. M. Fujiki, Applied Physics Letters, 65, 3251 (199
4)]. Further, the asymmetry factor (the value obtained by dividing the CD absorption band at 3.93 eV by the ultraviolet absorption band at 3.93 eV), which is very sensitive to the helical property, is 2.3 × 10 -4 for the homopolymer and 2.3 for the copolymer. Was almost the same as 2.0 × 10 −4 . This means that the copolymer contains only 5% of (S) -chiral silane and has the same winding, spiral pitch, and rigid polymer structure as the homopolymer. .

【0029】参考例2 ポリ〔n−ヘキシル−(R)−2−メチルブチルシラ
ン〕0.05−コ−(n−ヘキシル−2−メチルプロピルシ
ラン)0.95の具体的合成例を示す。反応容器内を十分に
脱水脱気し、アルゴンガス置換した後、金属ナトリウム
0.98g、18−クラウンエーテル−6の0.05g
と脱水トルエン50mlをフラスコに入れた。油浴温度
120℃において、n−ヘキシル−(R)−2−メチル
ブチルジクロロシラン0.26g(5モル%)とn−ヘ
キシル−2−メチルプロピルジクロロシラン4.58g
(95モル%)の混合物を一気に滴下し、8時間反応さ
せた。反応混合溶液を加圧ろ過し、ろ液にエチルアルコ
ールを加えた。生じた白色沈殿を遠心分離機で回収し、
120℃で真空乾燥した。収量は0.90gあり、収率
はジクロロシラン換算で、26%であった。GPC法に
より、重量平均分子量が200万と6万の二峰性であ
り、積分比で前者が38%、後者が62%であった。得
られたポリシラン共重合体の紫外吸収スペクトルと円二
色スペクトルを図3に示す。比較のため、ポリ〔n−ヘ
キシル−(R)−2−メチルブチルシラン〕単独重合体
の紫外吸収スペクトルと円二色スペクトルを図4に示
す。すなわち図3は参考例2で得られた、ポリ〔n−ヘ
キシル−(R)−2−メチルブチルシラン〕0.05−コ−
(n−ヘキシル−2−メチルプロピルシラン)0.95の吸
収、円二色吸収スペクトル(イソオクタン中、−5℃)
を示す図である。また、図4は比較例として、ポリ〔n
−ヘキシル−(R)−2−メチルブチルシラン〕の吸
収、円二色吸収スペクトル(イソオクタン中、−5℃)
を示す図である。各図において、各縦軸及び横軸は図1
と同義である。これらのスペクトルの比較から、3.9
3eVのコットンCD吸収帯は3.93eVでの主鎖吸
収帯の完全な相似形でかつ吸収極大が一致することが明
らかになった。このスペクトル特性は、ポリ〔n−ヘキ
シル−(R)−2−メチルブチルシラン〕単独重合体の
紫外吸収スペクトルと円二色スペクトルと強度には若干
の差違が認められるものの、その吸収極大や半値幅はほ
とんど同一であった。非対称性因子は、単独重合体で−
2.2×10-4、共重合体で−1.9×10-4と、ほと
んど同一であった。このことは、共重合体中にわずか5
%の(R)−キラルシランが含まれるだけで、単独重合
体と同一の巻性、ラセンピッチ、剛直性高分子構造を取
っていることを意味している。当然ながら、(R)−キ
ラルシランの場合には、(S)−キラルシランとは逆の
ラセン巻性になる。
Reference Example 2 A specific synthesis example of poly [n-hexyl- (R) -2-methylbutylsilane] 0.05 -co- (n-hexyl-2-methylpropylsilane) 0.95 is shown. After the inside of the reaction vessel was sufficiently dehydrated and degassed and purged with argon gas, 0.98 g of sodium metal and 0.05 g of 18-crown ether-6 were obtained.
And 50 ml of dehydrated toluene were placed in the flask. At an oil bath temperature of 120 ° C., 0.26 g (5 mol%) of n-hexyl- (R) -2-methylbutyldichlorosilane and 4.58 g of n-hexyl-2-methylpropyldichlorosilane
(95 mol%) was dropped at once, and reacted for 8 hours. The reaction mixture was filtered under pressure, and ethyl alcohol was added to the filtrate. The resulting white precipitate is collected by a centrifuge,
Vacuum dried at 120 ° C. The yield was 0.90 g, and the yield was 26% in terms of dichlorosilane. According to the GPC method, the weight average molecular weight was bimodal with 2,000,000 and 60,000, and the integration ratio was 38% for the former and 62% for the latter. FIG. 3 shows an ultraviolet absorption spectrum and a circular dichroic spectrum of the obtained polysilane copolymer. For comparison, FIG. 4 shows an ultraviolet absorption spectrum and a circular dichroic spectrum of poly [n-hexyl- (R) -2-methylbutylsilane] homopolymer. That is, FIG. 3 shows poly [n-hexyl- (R) -2-methylbutylsilane] 0.05 -co- obtained in Reference Example 2.
(N-hexyl-2-methylpropylsilane) Absorption at 0.95 , circular dichroism absorption spectrum (in isooctane, -5 ° C)
FIG. FIG. 4 shows poly [n] as a comparative example.
-Hexyl- (R) -2-methylbutylsilane] absorption spectrum (in isooctane at -5 ° C)
FIG. In each figure, each ordinate and abscissa correspond to FIG.
Is synonymous with From a comparison of these spectra, 3.9
It was revealed that the cotton CD absorption band at 3 eV was completely similar to the main chain absorption band at 3.93 eV, and that the absorption maximum was in agreement. Although the spectral characteristics of the poly [n-hexyl- (R) -2-methylbutylsilane] homopolymer are slightly different in intensity from the ultraviolet absorption spectrum and the circular dichroic spectrum, the absorption maximum and half of the absorption are observed. The price range was almost the same. The asymmetry factor is a homopolymer-
It was almost the same as 2.2 × 10 -4 and -1.9 × 10 -4 for the copolymer. This means that only 5
% Of (R) -chiral silane means that it has the same winding, spiral pitch, and rigid polymer structure as the homopolymer. Naturally, in the case of (R) -chiral silane, the helical winding property is opposite to that of (S) -chiral silane.

【0030】参考例3 同様の共重合実験を繰り返し、ポリ(n−ヘキシル−2
−メチルプロピルシラン)系における(S)−2−メチ
ルブチルシランあるいは(R)−2−メチルブチルシラ
ンの含量と非対称性因子の関係を求めた。結果を図5に
まとめた。すなわち、図5はポリ(n−ヘキシル−2−
メチルブチルシラン)x −コ−(n−ヘキシル−2−メ
チルプロピルシラン)1-x 系において、(S)−体ある
いは(R)−体の含量と、非対称性因子(イソオクタン
中、−5℃)の関係を示す図である。図5において、横
軸は、各キラルのモル分率(モル%)、縦軸は、非対称
性因子〔(Δε/ε)×10-4〕を示す。非対称性因子
がゼロということは、系中に右巻ラセンと左巻ラセンと
が50%ずつ等しく共存していることを意味している。
図5から、(S)−キラル体あるいは(R)−キラル体
が約0.5%でも含まれているならば、ポリシラン全体
のラセン巻性がほとんど片方に整列することを意味す
る。
Reference Example 3 The same copolymerization experiment was repeated to obtain poly (n-hexyl-2).
The relationship between the content of (S) -2-methylbutylsilane or (R) -2-methylbutylsilane in the (-methylpropylsilane) system and the asymmetry factor was determined. The results are summarized in FIG. That is, FIG. 5 shows poly (n-hexyl-2-
Methylbutylsilane) x -co- (n-hexyl-2-methylpropylsilane) In the 1-x system, the content of the (S) -form or the (R) -form and the asymmetry factor (-5 ° C in isooctane) FIG. In FIG. 5, the horizontal axis represents the mole fraction (mol%) of each chiral, and the vertical axis represents the asymmetry factor [(Δε / ε) × 10 −4 ]. The fact that the asymmetry factor is zero means that the right-handed spiral and the left-handed spiral coexist in the system equally by 50%.
From FIG. 5, if the (S) -chiral compound or (R) -chiral compound is contained even at about 0.5%, it means that the helical winding property of the entire polysilane is almost aligned to one side.

【0031】同様の効果は、ポリ〔メチル−(S)−2
−メチルブチルシラン〕0.05−コ−(n−ヘキシル−2
−メチルプロピルシラン)0.95でも観測され、この場
合、アキラルモノマーのn−ヘキシル基が主として共重
合体の剛直性の保持力に重要な役割を担っていることが
理解できる。本発明者らの知見では、n−ヘキシル基の
代りに、他のアルキル基、アラルキル基、アリールオキ
シアルキル基、アルキルエーテル基を用いても、共重合
体のラセン構造を剛直で一方向に整列することができる
ことが判明した。
A similar effect is obtained by using poly [methyl- (S) -2
-Methylbutylsilane] 0.05 -co- (n-hexyl-2
-Methylpropylsilane) is also observed at 0.95 . In this case, it can be understood that the n-hexyl group of the achiral monomer plays an important role mainly in maintaining the rigidity of the copolymer. According to the findings of the present inventors, the helical structure of the copolymer is rigidly aligned in one direction even when another alkyl group, an aralkyl group, an aryloxyalkyl group, or an alkyl ether group is used instead of the n-hexyl group. It turns out that you can.

【0032】実施例1 ポリ〔n−ヘキシル−(S)−2−メチルブチルシラ
ン〕0.60−コ−〔n−ヘキシル−(R)−2−メチルブ
チルシラン)0.40の具体的合成例を示す。反応容器内を
十分に脱水脱気し、アルゴンガス置換した後、金属ナト
リウム0.98g、18−クラウンエーテル−6の0.
05gと脱水トルエン50mlをフラスコに入れた。油
浴温度120℃において、n−ヘキシル−(S)−2−
メチルブチルジクロロシラン3.06g(60モル%)
とn−ヘキシル−(R)−2−メチルブチルジクロロシ
ラン2.04g(40モル%)の混合物を一気に滴下
し、8時間反応させた。反応混合溶液を加圧ろ過し、ろ
液にエチルアルコールを加えた。生じた白色沈殿を遠心
分離機で回収し、120℃で真空乾燥した。収量は1.
16gあり、収率はジクロロシラン換算で、32%であ
った。GPC法により、重量平均分子量が250万と7
万の二峰性であり、積分比で前者が28%、後者が72
%であった。得られたポリシラン共重合体の紫外吸収ス
ペクトルと円二色スペクトルを図6に示す。すなわち、
図6は実施例1で得られた、ポリ〔n−ヘキシル−
(S)−2−メチルブチルシラン〕0.60−コ−〔n−ヘ
キシル−(R)−2−メチルブチルシラン)0.40の吸
収、円二色吸収スペクトル(イソオクタン中、−5℃)
を示す図である。図6において、各縦軸及び横軸は図1
と同義である。これらのスペクトルの比較から、3.9
3eVのコットンCD吸収帯は3.93eVでの主鎖吸
収帯の完全な相似形でかつ吸収極大が一致することが明
らかになった。図2のポリ〔n−ヘキシル−(S)−2
−メチルブチルシラン〕単独重合体の紫外吸収スペクト
ルと円二色スペクトルと比較すると、単独重合体と共重
合体の紫外吸収スペクトルと円二色スペクトルの強度に
は若干の差違が認められるものの、その吸収極大や半値
幅はほとんど同一であった。スペクトルの強度は主とし
て、分子量が若干異なるためであるということで説明で
きる。非対称性因子は、共重合体が2.2×10-4と、
単独重合体のそれと全く同一であった。このことは、共
重合体中にわずか20%の(S)−キラルシランが過剰
に含まれるだけで、単独重合体と同一の巻性、ラセンピ
ッチ、剛直性高分子構造を取っていることを意味してい
る。
Example 1 A specific example of the synthesis of poly [n-hexyl- (S) -2-methylbutylsilane] 0.60 -co- [n-hexyl- (R) -2-methylbutylsilane) 0.40 is shown. After the inside of the reaction vessel was sufficiently dehydrated and degassed and purged with argon gas, 0.98 g of sodium metal and 0.1% of 18-crown ether-6 were added.
05 g and 50 ml of dehydrated toluene were placed in a flask. At an oil bath temperature of 120 ° C., n-hexyl- (S) -2-
3.06 g (60 mol%) of methylbutyldichlorosilane
And a mixture of 2.04 g (40 mol%) of n-hexyl- (R) -2-methylbutyldichlorosilane was dropped at once, and reacted for 8 hours. The reaction mixture was filtered under pressure, and ethyl alcohol was added to the filtrate. The resulting white precipitate was collected by a centrifuge and dried in vacuum at 120 ° C. The yield is 1.
There was 16 g, and the yield was 32% in terms of dichlorosilane. According to the GPC method, the weight average molecular weight was 2.5 million and 7
It is bimodal, with the former at 28% and the latter at 72%
%Met. FIG. 6 shows an ultraviolet absorption spectrum and a circular dichroic spectrum of the obtained polysilane copolymer. That is,
FIG. 6 shows the poly [n-hexyl-
(S) -2-methylbutylsilane] 0.60 -co- [n-hexyl- (R) -2-methylbutylsilane) 0.40 absorption, circular dichroism absorption spectrum (in isooctane at -5 ° C)
FIG. 6, each vertical axis and horizontal axis are shown in FIG.
Is synonymous with From a comparison of these spectra, 3.9
It was revealed that the cotton CD absorption band at 3 eV was completely similar to the main chain absorption band at 3.93 eV, and that the absorption maximum was in agreement. The poly [n-hexyl- (S) -2 in FIG.
Compared with the UV absorption spectrum of the homopolymer and the circular dichroic spectrum, although there is a slight difference in the intensity of the UV absorption spectrum and the circular dichroic spectrum of the homopolymer and the copolymer, The absorption maximum and half width were almost the same. The intensity of the spectrum can mainly be explained by the slight difference in molecular weight. The asymmetry factor is 2.2 × 10 -4 for the copolymer,
It was exactly the same as that of the homopolymer. This means that the copolymer has the same winding, helical pitch and rigid polymer structure as the homopolymer only by containing an excess of (S) -chiral silane of only 20% in the copolymer. ing.

【0033】実施例2 ポリ〔n−ヘキシル−(S)−2−メチルブチルシラ
ン〕0.40−コ−〔n−ヘキシル−(R)−2−メチルブ
チルシラン)0.60の具体的合成例を示す。反応容器内を
十分に脱水脱気し、アルゴンガス置換した後、金属ナト
リウム0.99g、18−クラウンエーテル−6の0.
05gと脱水トルエン50mlをフラスコに入れた。油
浴温度120℃において、n−ヘキシル−(S)−2−
メチルブチルジクロロシラン2.04g(40モル%)
とn−ヘキシル−(R)−2−メチルブチルジクロロシ
ラン3.06g(60モル%)の混合物を一気に滴下
し、8時間反応させた。反応混合溶液を加圧ろ過し、ろ
液にエチルアルコールを加えた。生じた白色沈殿を遠心
分離機で回収し、120℃で真空乾燥した。収量は0.
58gあり、収率はジクロロシラン換算で、13%であ
った。GPC法により、重量平均分子量が250万と7
万の二峰性であり、積分比で前者が45%、後者が55
%であった。得られたポリシラン共重合体の紫外吸収ス
ペクトルと円二色スペクトルを図7に示す。すなわち、
図7は実施例2で得られた、ポリ〔n−ヘキシル−
(S)−2−メチルブチルシラン〕0.40−コ−〔n−ヘ
キシル−(R)−2−メチルブチルシラン)0.60の吸
収、円二色吸収スペクトル(イソオクタン中、−5℃)
を示す図である。図7において、各縦軸及び横軸は図1
と同義である。これらのスペクトルの比較から、3.9
3eVのコットンCD吸収帯は3.93eVでの主鎖吸
収帯の完全な相似形でかつ吸収極大が一致することが明
らかになった。図4のポリ〔n−ヘキシル−(R)−2
−メチルブチルシラン〕単独重合体の紫外吸収スペクト
ルと円二色スペクトルと比較すると、単独重合体と共重
合体の紫外吸収スペクトルと円二色スペクトルの強度に
は若干の差違が認められるものの、その吸収極大や半値
幅はほとんど同一であった。スペクトルの強度は主とし
て、分子量が若干異なるためであるということで説明で
きる。非対称性因子は、共重合体が−2.2×10
-4と、単独重合体のそれと全く同一であった。このこと
は、共重合体中にわずか20%の(R)−キラルシラン
が過剰に含まれるだけで、単独重合体と同一の巻性、ラ
センピッチ、剛直性高分子構造を取っていることを意味
している。当然ながら、(R)−キラルシランの場合に
は、(S)−キラルシランとは逆のラセン巻性になる。
Example 2 A specific example of the synthesis of poly [n-hexyl- (S) -2-methylbutylsilane] 0.40 -co- [n-hexyl- (R) -2-methylbutylsilane) 0.60 is shown. After sufficiently dehydrating and degassing the inside of the reaction vessel and purging with argon gas, 0.99 g of sodium metal and 0.1% of 18-crown ether-6 were added.
05 g and 50 ml of dehydrated toluene were placed in a flask. At an oil bath temperature of 120 ° C., n-hexyl- (S) -2-
2.04 g (40 mol%) of methylbutyldichlorosilane
And a mixture of 3.06 g (60 mol%) of n-hexyl- (R) -2-methylbutyldichlorosilane was dropped at once, and reacted for 8 hours. The reaction mixture was filtered under pressure, and ethyl alcohol was added to the filtrate. The resulting white precipitate was collected by a centrifuge and dried in vacuum at 120 ° C. The yield is 0.
The amount was 58 g, and the yield was 13% in terms of dichlorosilane. According to the GPC method, the weight average molecular weight was 2.5 million and 7
10,000 bimodal, the integration ratio of the former is 45% and the latter is 55%
%Met. FIG. 7 shows an ultraviolet absorption spectrum and a circular dichroic spectrum of the obtained polysilane copolymer. That is,
FIG. 7 shows the poly [n-hexyl-
(S) -2-methylbutylsilane] 0.40 -co- [n-hexyl- (R) -2-methylbutylsilane) absorption at 0.60 , circular two-color absorption spectrum (in isooctane at -5 ° C)
FIG. In FIG. 7, each vertical axis and horizontal axis are shown in FIG.
Is synonymous with From a comparison of these spectra, 3.9
It was revealed that the cotton CD absorption band at 3 eV was completely similar to the main chain absorption band at 3.93 eV, and that the absorption maximum was in agreement. The poly [n-hexyl- (R) -2 in FIG.
Compared with the UV absorption spectrum of the homopolymer and the circular dichroic spectrum, although there is a slight difference in the intensity of the UV absorption spectrum and the circular dichroic spectrum of the homopolymer and the copolymer, The absorption maximum and half width were almost the same. The intensity of the spectrum can mainly be explained by the slight difference in molecular weight. The asymmetry factor was as follows: the copolymer was -2.2 × 10
-4 , which was exactly the same as that of the homopolymer. This means that the copolymer has the same winding, helical pitch and rigid polymer structure as the homopolymer only by containing an excess of (R) -chiral silane of only 20% in the copolymer. ing. Naturally, in the case of (R) -chiral silane, the helical winding property is opposite to that of (S) -chiral silane.

【0034】実施例3 同様の共重合実験を繰り返し、ポリ(n−ヘキシル−2
−メチルプロピルシラン)系における(S)−体あるい
は(R)−体の含量と非対称性因子の関係を求めた。結
果を図8にまとめた。すなわち、図8はポリ〔n−ヘキ
シル−(S)−2−メチルブチルシラン〕x −コ−〔n
−ヘキシル−(R)−2−メチルブチルシラン)1-x
において、(S)−体あるいは(R)−体の含量と、非
対称性因子(イソオクタン中、−5℃)の関係を示す図
である。図8において、縦軸は非対称性因子〔(Δε/
ε)×104 〕、上横軸は〔R〕キラルSi単位のモル
分率(モル%)、下横軸は〔S〕キラルSi単位のモル
分率(モル%)を示す。非対称性因子がゼロということ
は、系中に右巻ラセンと左巻ラセンとが50%ずつ等し
く共存していることを意味している。図8から、(S)
−キラル体あるいは(R)−キラル体が約2〜3%でも
過剰に含まれているならば、ポリシラン全体のラセン巻
性がほとんど片方に整列することを意味する。
Example 3 The same copolymerization experiment was repeated to obtain poly (n-hexyl-2).
The relationship between the content of (S) -form or (R) -form in the (-methylpropylsilane) system and the asymmetry factor was determined. The results are summarized in FIG. That is, FIG. 8 shows poly [n-hexyl- (S) -2-methylbutylsilane] x -co- [n
-Hexyl- (R) -2-methylbutylsilane) Diagram showing the relationship between the content of the (S) -form or the (R) -form and the asymmetry factor (in isooctane, -5 ° C) in the 1-x system. It is. In FIG. 8, the vertical axis represents the asymmetry factor [(Δε /
ε) × 10 4 ], the upper abscissa indicates the mole fraction (mol%) of [R] chiral Si units, and the lower abscissa indicates the mole fraction (mol%) of [S] chiral Si units. The fact that the asymmetry factor is zero means that the right-handed spiral and the left-handed spiral coexist in the system equally by 50%. From FIG. 8, (S)
If the chiral form or (R) -chiral form is contained in excess of about 2 to 3%, it means that the helical winding property of the whole polysilane is almost unilaterally aligned.

【0035】同様の効果は、ポリ〔メチル−(S)−2
−メチルブチルシラン〕0.05−コ−〔n−ヘキシル−
(S)−2−メチルブチルシラン)0.95でも観測され、
この場合、アキラルモノマーのn−ヘキシル基が主とし
て共重合体の剛直性の保持力に重要な役割を担っている
ことが理解できる。本発明者らの知見では、n−ヘキシ
ル基の代りに、他のアルキル基、アラルキル基、アリー
ルオキシアルキル基、アルキルエーテル基を用いても、
共重合体のラセン構造を剛直で一方向に整列することが
できることが判明した。
A similar effect is obtained by using poly [methyl- (S) -2
-Methylbutylsilane] 0.05 -co- [n-hexyl-
(S) -2-methylbutylsilane) was also observed at 0.95 ,
In this case, it can be understood that the n-hexyl group of the achiral monomer plays an important role mainly in maintaining the rigidity of the copolymer. The present inventors have found that, instead of the n-hexyl group, other alkyl groups, aralkyl groups, aryloxyalkyl groups, and alkyl ether groups can be used.
It has been found that the helical structure of the copolymer can be rigid and aligned in one direction.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明で示したように、β−位置に分岐
構造を持つアルキル基を持つ二種類のジクロロシランを
原料にすれば、光学純度の低い光学活性キラルモノマー
であろうと、光学純度の低い光学活性キラルモノマーが
アキラルモノマーに極少量含まれていようと、純度10
0%のキラルモノマーから合成した単独重合体とほとん
ど同一のヘリックス構造と主鎖吸収、円二色吸収スペク
トル特性を与えることが明確になった。すなわち、工業
的には非常に少量のキラルモノマー、あるいは、ほとん
どラセミ体といってもいいような不純なキラルモノマー
を利用できるため、極めて主鎖吸収強度が強く極めて半
値幅が極めて狭い有機ポリシラン、あるいはラセン巻性
やラセンピッチが一様な有機ポリシランを非常に安価に
提供することが可能となった。側鎖置換基を適切に選択
することによって、従来の柔軟性有機ポリシランに比し
て、主鎖吸収強度が飛躍的に強く、かつ吸収幅が極めて
狭い光学的特徴を有する均一・単一ラセン構造の鎖状有
機ポリシラン類は、鎖間相互作用のない理想的な一次元
半導体や近い将来実現になるであろう原子レベルの極限
的量子細線構造の基本的な光物性、電気物性研究のため
の基本的なモデル物質として極めて有用であり、高分子
標準物質として使用することができる。このような光学
活性有機ポリシランは、新しいタイプのエナンチオマー
認識材料としての利用が期待される。
As shown in the present invention, if two kinds of dichlorosilanes having an alkyl group having a branched structure at the β-position are used as raw materials, an optically active chiral monomer having a low optical purity may be used. Achiral monomer containing a very small amount of chiral monomer having a low purity of 10
It has been clarified that the helical structure, main chain absorption and circular dichroic absorption spectrum characteristics almost identical to those of the homopolymer synthesized from 0% chiral monomer are provided. That is, industrially, a very small amount of chiral monomer, or an impure chiral monomer, which can be said to be almost racemic, can be used. Alternatively, it has become possible to provide an organic polysilane having a uniform spiral winding property and a uniform spiral pitch at a very low cost. By selecting the side chain substituent appropriately, a uniform and single helix structure with optical characteristics with significantly higher main chain absorption intensity and extremely narrow absorption width compared to conventional flexible organic polysilanes Is an ideal one-dimensional semiconductor with no interchain interaction and an atomic level limit quantum wire structure that will be realized in the near future. It is extremely useful as a basic model substance and can be used as a polymer standard substance. Such an optically active organic polysilane is expected to be used as a new type of enantiomer recognition material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】参考例1で得られた、ポリ〔n−ヘキシル−
(S)−2−メチルブチルシラン〕0.05−コ−(n−ヘ
キシル−2−メチルプロピルシラン)0.95の吸収、円二
色吸収スペクトル(イソオクタン中、−5℃)を示す図
である。
FIG. 1 shows the poly [n-hexyl- obtained in Reference Example 1.
(S) -2-Methylbutylsilane] It is a figure which shows the absorption of 0.05 -co- (n-hexyl-2-methylpropylsilane) 0.95 , and a circular dichroism absorption spectrum (in isooctane, -5 degreeC).

【図2】比較例として、ポリ〔n−ヘキシル−(S)−
2−メチルブチルシラン〕の吸収、円二色吸収スペクト
ル(イソオクタン中、−5℃)を示す図である。
FIG. 2 shows a comparison example of poly [n-hexyl- (S)-
[2-Methylbutylsilane] is a diagram showing an absorption spectrum and circular two-color absorption spectrum (in isooctane at -5 ° C).

【図3】参考例2で得られた、ポリ〔n−ヘキシル−
(R)−2−メチルブチルシラン〕0.05−コ−(n−ヘ
キシル−2−メチルプロピルシラン)0.95の吸収、円二
色吸収スペクトル(イソオクタン中、−5℃)を示す図
である。
FIG. 3 shows the poly [n-hexyl- obtained in Reference Example 2.
(R) -2-Methylbutylsilane] It is a figure which shows the absorption of 0.05 -co- (n-hexyl-2-methylpropylsilane) 0.95 , and a circular dichroism absorption spectrum (in isooctane, -5 degreeC).

【図4】比較例として、ポリ〔n−ヘキシル−(R)−
2−メチルブチルシラン〕の吸収、円二色吸収スペクト
ル(イソオクタン中、−5℃)を示す図である。
FIG. 4 shows a comparative example of poly [n-hexyl- (R)-
[2-Methylbutylsilane] is a diagram showing an absorption spectrum and circular two-color absorption spectrum (in isooctane at -5 ° C).

【図5】ポリ(n−ヘキシル−2−メチルブチルシラ
ン)x −コ−(n−ヘキシル−2−メチルプロピルシラ
ン)1-x 系において、(S)−体あるいは(R)−体の
含量と、非対称性因子(イソオクタン中、−5℃)の関
係を示す図である。
FIG. 5: Content of (S) -form or (R) -form in poly (n-hexyl-2-methylbutylsilane) x -co- (n-hexyl-2-methylpropylsilane) 1-x system FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the asymmetry factor (in isooctane, at −5 ° C.).

【図6】実施例1で得られた、ポリ〔n−ヘキシル−
(S)−2−メチルブチルシラン〕0.60−コ−〔n−ヘ
キシル−(R)−2−メチルブチルシラン)0.40の吸
収、円二色吸収スペクトル(イソオクタン中、−5℃)
を示す図である。
FIG. 6 shows the poly [n-hexyl- obtained in Example 1.
(S) -2-methylbutylsilane] 0.60 -co- [n-hexyl- (R) -2-methylbutylsilane) 0.40 absorption, circular dichroism absorption spectrum (in isooctane at -5 ° C)
FIG.

【図7】実施例2で得られた、ポリ〔n−ヘキシル−
(S)−2−メチルブチルシラン〕0.40−コ−〔n−ヘ
キシル−(R)−2−メチルブチルシラン)0.60の吸
収、円二色吸収スペクトル(イソオクタン中、−5℃)
を示す図である。
FIG. 7: Poly [n-hexyl- obtained in Example 2
(S) -2-methylbutylsilane] 0.40 -co- [n-hexyl- (R) -2-methylbutylsilane) absorption at 0.60 , circular two-color absorption spectrum (in isooctane at -5 ° C)
FIG.

【図8】ポリ〔n−ヘキシル−(S)−2−メチルブチ
ルシラン〕x −コ−〔n−ヘキシル−(R)−2−メチ
ルブチルシラン〕1-x 系において、(S)−体あるいは
(R)−体の含量と、非対称性因子(イソオクタン中、
−5℃)の関係を示す図である。
FIG. 8 shows a poly [n-hexyl- (S) -2-methylbutylsilane] x -co- [n-hexyl- (R) -2-methylbutylsilane] 1-x- based (S) -form Alternatively, the content of the (R) -form and the asymmetry factor (in isooctane,
FIG.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(化1): 【化1】 (式中R及びRは同一又は異なり、アルキル基、ア
ラルキル基、アリールオキシアルキル基、又はアルキル
エーテル基、R* は同一又は異なり、β−位置に分岐構
造をもつキラルなアルキル基を示し、xは0.001≦
x≦0.999を示す)で表される光学活性でキラルな
有機置換基が導入されたシリコン単位を主鎖骨格の一部
に含み、nの数として10から100000までの範囲
にあることを特徴とする光学活性有機シリコン高分子共
重合体。
1. A compound represented by the following general formula (1): (Wherein R 1 and R 2 are the same or different, an alkyl group, an aralkyl group, an aryloxyalkyl group, or an alkyl ether group, R * is the same or different and represents a chiral alkyl group having a branched structure at the β-position. , X is 0.001 ≦
x ≦ 0.999), wherein a silicon unit having an optically active chiral organic substituent introduced therein is included in a part of the main chain skeleton, and the number of n is in the range of 10 to 100,000. Characteristic optically active organosilicon polymer copolymer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108795302A (en) * 2018-06-28 2018-11-13 丹阳市沃德立电工材料有限公司 A kind of silicon rubber self-adhesive tape that novel fire-resistant is fire-retardant

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108795302A (en) * 2018-06-28 2018-11-13 丹阳市沃德立电工材料有限公司 A kind of silicon rubber self-adhesive tape that novel fire-resistant is fire-retardant

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