JP2009269820A - Method for producing basket-formed siloxane compound - Google Patents

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JP2009269820A JP2008118673A JP2008118673A JP2009269820A JP 2009269820 A JP2009269820 A JP 2009269820A JP 2008118673 A JP2008118673 A JP 2008118673A JP 2008118673 A JP2008118673 A JP 2008118673A JP 2009269820 A JP2009269820 A JP 2009269820A
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cage
group
siloxane compound
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Katsutoshi Morinaka
克利 森中
Hiroshi Uchida
博 内田
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Resonac Holdings Corp
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Showa Denko KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a basket-formed siloxane compound without containing a halogen component economically. <P>SOLUTION: This method for producing the basket-formed siloxane compound is characterized by comprising a reaction process of reacting the A moles of a basket-formed silicate compound with the B moles of disiloxane compound in the presence of the C moles of nitric acid as a reaction catalyst. The numbers of moles of A to C satisfy 1<C/(8×A)≤3 and 1≤(2×B)/(8×A)≤5 simultaneously. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、かご型シロキサン化合物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a cage siloxane compound.

かご型シロキサン化合物はナノメートルスケールの無機のシロキサン骨格を有し、ナノ材料として注目されている。かご構造の周りに様々な有機置換基を導入することで、有機無機ハイブリッド化合物のビルディングブロックとしても有用である。最近では電子材料用途にレジストや封止材としての用途も検討されている。かご型シロキサン化合物の製造方法として、かご型ケイ酸アニオンを原料としクロロシランまたはジシロキサン化合物を用いて官能基を有するかご型シロキサン化合物を製造する方法など、いくつかの製造方法が知られている(例えば、特許文献1〜4参照)。   The cage siloxane compound has a nanometer-scale inorganic siloxane skeleton, and is attracting attention as a nanomaterial. Introducing various organic substituents around the cage structure is also useful as a building block for organic-inorganic hybrid compounds. Recently, applications as a resist and a sealing material have been studied for electronic materials. As a method for producing a cage-type siloxane compound, several production methods are known, such as a method for producing a cage-type siloxane compound having a functional group using a cage-type silicate anion as a raw material and using a chlorosilane or a disiloxane compound ( For example, see Patent Documents 1 to 4).

しかしながら、これらの製造方法では、いずれも触媒となる酸として塩酸を用いるか、原料としてクロロシランを用いるため、生成物にハロゲンが残存する可能性がある。生成物に残存したハロゲンは、該生成物を電子材料として使用する際に、金属配線の腐食または絶縁性能の低下等致命的な問題を引き起こすため、高度な精製により除去する必要がある。また、従来の製造方法は、クロロシランまたはジシロキサン化合物が、かご型ケイ酸塩化合物に対して大過剰に使用されるため経済的ではない。また、触媒として硝酸を用いることは知られており、アニオンの当量以上に硝酸を用いることも、先に公開された特許文献等から公知である。
特開平2−67290号公報 特開平2−178291号公報 特許2777058号公報 特表2007−509177号公報
However, in any of these production methods, since hydrochloric acid is used as the catalyst acid or chlorosilane is used as the raw material, halogen may remain in the product. The halogen remaining in the product causes fatal problems such as corrosion of the metal wiring or deterioration of the insulation performance when the product is used as an electronic material, so it is necessary to remove it by a high degree of purification. Further, the conventional production method is not economical because the chlorosilane or disiloxane compound is used in a large excess with respect to the cage silicate compound. Further, it is known to use nitric acid as a catalyst, and the use of nitric acid in excess of the anion equivalent is also known from the previously published patent documents.
JP-A-2-67290 JP-A-2-178291 Japanese Patent No. 2777058 Special table 2007-509177

本発明は、ハロゲン成分を含まないかご型シロキサン化合物を経済的に製造する方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for economically producing a cage-type siloxane compound containing no halogen component.

本発明者らは上記の課題について鋭意検討した結果、反応触媒として特定量の硝酸の存在下、原料として特定の化合物を特定量反応させることにより、ハロゲン成分を含まないかご型シロキサン化合物が経済的に得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies on the above problems, the inventors of the present invention economically produced a cage-type siloxane compound containing no halogen component by reacting a specific compound as a raw material in the presence of a specific amount of nitric acid as a reaction catalyst. The present invention has been found and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、具体的には以下の[1]から[8]の実施態様を含む。
[1]
下記式(1)で表されるかご型シロキサン化合物の製造方法であって、
That is, the present invention specifically includes the following embodiments [1] to [8].
[1]
A method for producing a cage siloxane compound represented by the following formula (1):

(式(1)中Yは、下記式(2)で表されるトリアルキルシロキシ基を示す。 (Y in Formula (1) represents a trialkylsiloxy group represented by the following Formula (2).

(式(2)中R1は、水素原子、炭素原子数1〜3のアルキル基またはビニル基を示し、
2はメチル基、エチル基またはフェニル基を示す。)8個あるトリアルキルシロキシ基
において、R1としては同じ原子または基が選択され、R2としては同じ基が選択される。)
反応触媒としての硝酸の存在下、
下記式(3)で表されるかご型ケイ酸塩化合物と
(In Formula (2), R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a vinyl group,
R 2 represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group. ) In the eight trialkylsiloxy groups, the same atom or group is selected as R 1 , and the same group is selected as R 2 . )
In the presence of nitric acid as a reaction catalyst,
The cage silicate compound represented by the following formula (3)

(式(3)中Xは、それぞれ独立に下記式(4)または下記式(5)で表される基を示す。 (In formula (3), each X independently represents a group represented by the following formula (4) or the following formula (5).

(式(5)中R3は、それぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基を示す。))
下記式(6)で表されるジシロキサン化合物とを反応させる反応工程を含み、
(In formula (5), each R 3 independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.))
Including a reaction step of reacting with a disiloxane compound represented by the following formula (6):

(式(6)中R1、R2は、それぞれ上記式(2)のR1、R2と同じ基を示す。)
前記かご型ケイ酸塩化合物のモル数をAモル、前記ジシロキサン化合物のモル数をBモル、前記硝酸のモル数をCモルとした場合、前記モル数A〜Cが、
1<C/(8×A)≦3、および1≦(2×B)/(8×A)≦5
を同時に満たすことを特徴とするかご型シロキサン化合物の製造方法。
(In formula (6), R 1 and R 2 represent the same groups as R 1 and R 2 in formula (2), respectively).
When the mole number of the cage silicate compound is A mole, the mole number of the disiloxane compound is B mole, and the mole number of the nitric acid is C mole, the mole numbers A to C are
1 <C / (8 × A) ≦ 3 and 1 ≦ (2 × B) / (8 × A) ≦ 5
A method for producing a cage-type siloxane compound characterized by satisfying

[2]
前記式(2)および(6)において、R1が水素であり、R2がメチル基である[1]に記載のかご型シロキサン化合物の製造方法。
[2]
The method for producing a cage siloxane compound according to [1], wherein, in the formulas (2) and (6), R 1 is hydrogen and R 2 is a methyl group.

[3]
前記式(2)および(6)において、R1およびR2が共にメチル基である[1]に記載のかご型シロキサン化合物の製造方法。
[3]
The method for producing a cage siloxane compound according to [1], wherein in formulas (2) and (6), R 1 and R 2 are both methyl groups.

[4]
前記式(2)および(6)において、R1がビニル基であり、R2がメチル基である[1]に記載のかご型シロキサン化合物の製造方法。
[4]
In the above formulas (2) and (6), the method for producing a cage siloxane compound according to [1], wherein R 1 is a vinyl group and R 2 is a methyl group.

[5]
ハロゲン化炭化水素、脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素からなる群より選ばれる少なくとも1種の有機溶媒の存在下で、前記反応工程を行うことを特徴とする[1]乃至[
4]のいずれか一に記載のかご型シロキサン化合物の製造方法。
[5]
[1] to [1], wherein the reaction step is carried out in the presence of at least one organic solvent selected from the group consisting of halogenated hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons.
4] The method for producing a cage-type siloxane compound according to any one of [4].

[6]
前記ジシロキサン化合物およびアルコールを含む混合溶液を調製した後、該混合溶液に触媒としての硝酸を添加することを特徴とする[1]乃至[5]のいずれか一に記載のかご型シロキサン化合物の製造方法。
[6]
After preparing the mixed solution containing the said disiloxane compound and alcohol, nitric acid as a catalyst is added to this mixed solution, The cage-type siloxane compound of any one of [1] thru | or [5] characterized by the above-mentioned Production method.

[7]
前記アルコールの量が、前記硝酸100質量部に対して10〜100質量部であることを特徴とする[6]に記載のかご型シロキサン化合物の製造方法。
[7]
The method for producing a cage siloxane compound according to [6], wherein the amount of the alcohol is 10 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nitric acid.

[8]
[1]乃至[7]のいずれか一に記載の製造方法により得られることを特徴とするかご型シロキサン化合物。
[8]
A cage-type siloxane compound obtained by the production method according to any one of [1] to [7].

本発明の製造方法によればハロゲンが残存しないかご型シロキサン化合物を経済的に製造することができる。ハロゲンが残存しないかご型シロキサン化合物は、レジスト材料または半導体封止材料等の電子材料として有用である。   According to the production method of the present invention, a cage-type siloxane compound in which no halogen remains can be produced economically. A cage-type siloxane compound in which no halogen remains is useful as an electronic material such as a resist material or a semiconductor sealing material.

以下、本発明のかご型シロキサン化合物の製造方法について詳しく説明する。
本発明のかご型シロキサン化合物の製造方法は、かご型シロキサン化合物を得る製造方法であって、反応触媒として特定量の硝酸の存在下、特定量のかご型ケイ酸塩化合物と特定量のジシロキサン化合物とを反応させる反応工程を含むことを特徴としている。
Hereinafter, the method for producing the cage siloxane compound of the present invention will be described in detail.
The method for producing a cage-type siloxane compound of the present invention is a production method for obtaining a cage-type siloxane compound, which comprises a specific amount of a cage-type silicate compound and a specific amount of disiloxane in the presence of a specific amount of nitric acid as a reaction catalyst. It includes a reaction step of reacting with a compound.

前記かご型シロキサン化合物は、下記式(1)で表される化合物である。   The cage siloxane compound is a compound represented by the following formula (1).

(式(1)中Yは、下記式(2)で表されるトリアルキルシロキシ基を示す。 (Y in Formula (1) represents a trialkylsiloxy group represented by the following Formula (2).

(式(2)中R1は、水素原子、炭素原子数1〜3のアルキル基またはビニル基を示し、
2はメチル基、エチル基またはフェニル基を示す。)8個あるトリアルキルシロキシ基
において、R1としては同じ原子または基が選択され、R2としては同じ基が選択される。)
前記かご型ケイ酸塩化合物は、下記式(3)で表される化合物である。
(In Formula (2), R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a vinyl group,
R 2 represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group. ) In the eight trialkylsiloxy groups, the same atom or group is selected as R 1 , and the same group is selected as R 2 . )
The said cage silicate compound is a compound represented by following formula (3).

(式(3)中Xは、それぞれ独立に下記式(4)または下記式(5)で表される基を示す。 (In formula (3), each X independently represents a group represented by the following formula (4) or the following formula (5).

(式(5)中R3は、それぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基を示す。))
前記かご型ケイ酸塩化合物の対カチオンは、4級アンモニウムであることが好ましく、具体的にはテトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、コリンなどが挙げられる。前記かご型ケイ酸塩化合物は、J.Mol.Liq.,34 307−315(1987)などに記載の方法によって製造したものを使用できるし、また市販のものを使用してもよい。前記かご型ケイ酸塩化合物は、通常水和物の固体として得られるが、水和物の固体としてではなく、製造時にアルコール溶液として得られた場合はそのまま前記反応工程に用いることができる。
(In formula (5), each R 3 independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.))
The counter cation of the cage silicate compound is preferably quaternary ammonium, and specific examples thereof include tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, and choline. The cage silicate compound is disclosed in J. Org. Mol. Liq. , 34 307-315 (1987) or the like, or commercially available products may be used. The cage silicate compound is usually obtained as a hydrate solid, but can be used as it is in the reaction step when it is obtained as an alcohol solution at the time of manufacture, not as a hydrate solid.

前記かご型ケイ酸塩化合物の具体例としては、オクタ(テトラメチルアンモニウム)シルセスキオキサン、オクタ(テトラエチルアンモニウム)シルセスキオキサン、オクタ(テトラプロピルアンモニウム)シルセスキオキサンなどが挙げられ、好ましくはオクタ(テトラメチルアンモニウム)シルセスキオキサンが挙げられる。このような化合物であるとメタノールへの溶解性が高く、反応時の濃度を高くすることができ好ましい。   Specific examples of the cage silicate compound include octa (tetramethylammonium) silsesquioxane, octa (tetraethylammonium) silsesquioxane, octa (tetrapropylammonium) silsesquioxane, and the like. Is octa (tetramethylammonium) silsesquioxane. Such a compound is preferable because of its high solubility in methanol and high concentration during the reaction.

前記ジシロキサン化合物は、下記式(6)で表される化合物である。   The disiloxane compound is a compound represented by the following formula (6).

(式(6)中R1、R2は、それぞれ上記式(2)のR1、R2と同じ基を示す。)
前記式(2)および(6)において、R1およびR2は、炭素数が少ない基であることが好ましい。前記式(2)および(6)において、R1がビニル基であり、R2がメチル基であることが好ましく、R1およびR2が共にメチル基であることがより好ましく、R1が水
素であり、R2がメチル基であることが特に好ましい。本発明者らは、R1およびR2の炭
素数が少ないと、水に対する溶解度が高くなるため反応性が高くなると推定している。
(In formula (6), R 1 and R 2 represent the same groups as R 1 and R 2 in formula (2), respectively).
In the formulas (2) and (6), R 1 and R 2 are preferably groups having a small number of carbon atoms. In the above formulas (2) and (6), R 1 is preferably a vinyl group, R 2 is preferably a methyl group, more preferably R 1 and R 2 are both methyl groups, and R 1 is hydrogen. And R 2 is particularly preferably a methyl group. The present inventors presume that when the number of carbon atoms of R 1 and R 2 is small, the solubility in water is high and the reactivity is therefore high.

本発明のかご型シロキサン化合物の製造方法において、反応触媒として硝酸を用いる。反応触媒として硝酸を用いると、生成物中のハロゲン含有量を抑制できる点で好ましい。
また、反応触媒として硝酸は、前記ジシロキサン化合物およびアルコールを含む混合溶液に添加することが好ましい。アルコールを含まない混合物、例えば前記ジシロキサン化合物と後述する有機溶媒との混合物に、反応触媒としての硝酸を添加すると前記混合物が着色する。このように着色した混合物から得られる生成物を、電子材料用途の光硬化樹脂として使用すると、硬化効率の低下させる光吸収があり問題となり、また光学材料として使用すると、光透過性が悪く問題となる。前記混合物にアルコールを含有させた混合溶液は、反応触媒としての硝酸を添加しても着色しない。先行技術では反応触媒として塩酸を用いる例が多い。一般に濃塩酸と言われる35%前後の濃度の塩酸を使用する場合、特に黄色く着色することがある。触媒として硝酸を使用し、該硝酸を前記ジシロキサン化合物およびアルコールを含む混合溶液に添加すれば、反応溶液が着色することはなく、生成物に悪影響を及ぼすようなこともない。前記アルコールとしてはメタノール、エタノール、
1−プロパノール、2−プロパノール等が好ましく使用できる。
In the method for producing a cage siloxane compound of the present invention, nitric acid is used as a reaction catalyst. Nitric acid is preferably used as a reaction catalyst in that the halogen content in the product can be suppressed.
Moreover, it is preferable to add nitric acid as a reaction catalyst to the mixed solution containing the disiloxane compound and alcohol. When nitric acid as a reaction catalyst is added to a mixture containing no alcohol, for example, a mixture of the disiloxane compound and an organic solvent described later, the mixture is colored. When the product obtained from such a colored mixture is used as a photo-curing resin for electronic materials, there is a problem that light absorption lowers the curing efficiency, and when it is used as an optical material, the light transmittance is poor. Become. The mixed solution containing alcohol in the mixture is not colored even when nitric acid as a reaction catalyst is added. In the prior art, hydrochloric acid is often used as a reaction catalyst. When hydrochloric acid having a concentration of about 35%, generally called concentrated hydrochloric acid, is used, it may be particularly colored yellow. If nitric acid is used as a catalyst and the nitric acid is added to the mixed solution containing the disiloxane compound and the alcohol, the reaction solution will not be colored and the product will not be adversely affected. Examples of the alcohol include methanol, ethanol,
1-propanol, 2-propanol and the like can be preferably used.

前記アルコールの添加量は、前記硝酸100質量部に対して10〜100質量部であることが好ましく、20〜80質量部であることがより好ましく、40〜70質量部であることが特に好ましい。前記アルコールの添加量が前記範囲内であると、反応触媒としての硝酸による着色を防ぐことができるので好ましい。   The addition amount of the alcohol is preferably 10 to 100 parts by mass, more preferably 20 to 80 parts by mass, and particularly preferably 40 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nitric acid. It is preferable that the amount of the alcohol added be within the above range because coloring with nitric acid as a reaction catalyst can be prevented.

本発明のかご型シロキサン化合物の製造方法は、前記かご型ケイ酸塩化合物のモル数をAモル、前記ジシロキサン化合物のモル数をBモル、前記硝酸のモル数をCモルとした場合、各モル数A〜Cが、1<C/(8×A)≦3、および1≦(2×B)/(8×A)≦5を同時に満たすことを特徴としている。   In the method for producing a cage siloxane compound of the present invention, when the mole number of the cage silicate compound is A mole, the mole number of the disiloxane compound is B mole, and the mole number of nitric acid is C mole, The number of moles A to C is characterized by satisfying 1 <C / (8 × A) ≦ 3 and 1 ≦ (2 × B) / (8 × A) ≦ 5 at the same time.

これまでの知見では、かご型シロキサン化合物を合成する際の原料としてジシロキサン化合物またはクロロシラン化合物をケイ酸塩化合物に対して大過剰に用いることが通例である。しかしながら、本発明のかご型シロキサン化合物の製造方法においては、前記かご型ケイ酸塩化合物に対して、前記ジシロキサン化合物と、前記硝酸とを小過剰量で用いても充分反応が進行し、効率的にかご型シロキサン化合物を得ることができる。   According to the knowledge so far, it is customary to use a disiloxane compound or a chlorosilane compound in a large excess with respect to the silicate compound as a raw material for the synthesis of the cage siloxane compound. However, in the method for producing a cage siloxane compound of the present invention, the reaction proceeds sufficiently even if the disiloxane compound and nitric acid are used in a small excess amount with respect to the cage silicate compound, and the efficiency is improved. Thus, a cage-type siloxane compound can be obtained.

「C/(8×A)」が3より大きくても反応することは明らかであるが、必要以上の硝酸が無駄となり、廃棄物が多くなるだけで経済的ではない。「C/(8×A)」が1以下である場合は、酸が、塩基すなわちアンモニウム塩の量より少なくなるので、触媒としての作用を発揮せず、反応が進行しなくなるので好ましくない。また、この反応は酸の濃度が高くなければ進行しないので、濃度の高いものを使用することが好ましい。取り扱いのしやすさを考慮し硝酸水溶液の濃度が50〜75%のものが好ましく、60〜75%のものが更に好ましく、一般的に濃硝酸水溶液として流通している68%前後のものを用いるのが特に好ましい。   Although it is clear that the reaction will occur even when “C / (8 × A)” is larger than 3, it is not economical because more nitric acid than necessary is wasted and waste is increased. When “C / (8 × A)” is 1 or less, the acid is less than the amount of the base, that is, the ammonium salt, so that the function as a catalyst is not exhibited and the reaction does not proceed, which is not preferable. Further, since this reaction does not proceed unless the acid concentration is high, it is preferable to use one having a high concentration. In consideration of ease of handling, the concentration of nitric acid aqueous solution is preferably 50 to 75%, more preferably 60 to 75%, and generally around 68% circulating as concentrated nitric acid aqueous solution is used. Is particularly preferred.

「(2×B)/(8×A)」は1以上であることが好ましく、1.1より大きいことが更に好ましく、2より大きいことが特に好ましい。「(2×B)/(8×A)」が1未満であると反応が充分に進まずに反応中間体である副生物が多くなる。一方、(「(2×B)/(8×A)」が5よりも大きいと廃棄物が多くなるので経済的ではない。   “(2 × B) / (8 × A)” is preferably 1 or more, more preferably greater than 1.1, and particularly preferably greater than 2. When “(2 × B) / (8 × A)” is less than 1, the reaction does not proceed sufficiently, and by-products which are reaction intermediates increase. On the other hand, if “((2 × B) / (8 × A)” is greater than 5, waste is increased, which is not economical.

本発明のかご型シロキサン化合物の製造方法において、ハロゲン化炭化水素、脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素からなる群より選ばれる少なくとも1種の有機溶媒の存在下
で前記反応工程を行うことが好ましい。
In the method for producing a cage siloxane compound of the present invention, the reaction step is preferably performed in the presence of at least one organic solvent selected from the group consisting of halogenated hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons. .

前記有機溶媒としては、水と分離する溶媒であれば特に制限されず使用できる。前記有機溶媒の具体例としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素、ヘキサン、ペンタンなどの脂肪族炭化水素、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素などが挙げられるが、中でもトルエンが好ましい。この水と分離する有機溶媒の質量は前記かご型ケイ酸塩化合物の質量に対して1/5から5倍であることが好ましく、1/2から3倍であることがより好ましい。5倍より多くなると反応が遅くなり、1/5倍より少なくなると生成物が溶解し難くなり収率が低下する。反応温度は5〜40℃の範囲とすることが好ましく、10〜30℃の範囲とすることがより好ましい。反応温度が5℃未満になると反応速度が遅くなり、40℃を超えると副反応が増加し収率が低下する。   The organic solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that can be separated from water. Specific examples of the organic solvent include halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene and dichlorobenzene, aliphatic hydrocarbons such as hexane and pentane, and aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene. Of these, toluene is preferred. The mass of the organic solvent that separates from water is preferably 1/5 to 5 times, more preferably 1/2 to 3 times the mass of the cage silicate compound. When the amount is more than 5 times, the reaction becomes slow, and when the amount is less than 1/5 times, the product is hardly dissolved and the yield is lowered. The reaction temperature is preferably in the range of 5 to 40 ° C, and more preferably in the range of 10 to 30 ° C. When the reaction temperature is less than 5 ° C., the reaction rate is slow, and when it exceeds 40 ° C., side reactions increase and the yield decreases.

本発明のかご型シロキサン化合物の製造方法において、前記かご型ケイ酸塩化合物はアルコールに溶解させた溶液にして添加することが好ましい。この溶液を前記ジシロキサン化合物と前記有機溶媒との混合物中に添加すると中和熱が発生するため、少しずつ添加す
ることが好ましい。前記かご型ケイ酸塩化合物は単体のまま添加することもできるが、製造の取り扱いを考慮すると溶液の方が制御しやすい。前記アルコールとしてはメタノール、エタノールが好ましい。3以上の炭素原子数を有するアルコールは、前記かご型ケイ酸塩化合物の溶解度が低く適切ではない。
In the method for producing a cage siloxane compound of the present invention, the cage silicate compound is preferably added in a solution dissolved in alcohol. When this solution is added to the mixture of the disiloxane compound and the organic solvent, heat of neutralization is generated. Therefore, it is preferable to add the solution little by little. The cage silicate compound can be added as it is, but the solution is easier to control in consideration of the handling of the production. The alcohol is preferably methanol or ethanol. Alcohols having 3 or more carbon atoms are not suitable because of the low solubility of the cage silicate compound.

本発明のかご型シロキサン化合物の製造方法において、前記ジシロキサン化合物、前記有機溶媒およびアルコールの混合溶液に触媒としての硝酸を添加後、前記かご型ケイ酸塩化合物のアルコール溶液を添加してもよく、前記有機溶媒、アルコールおよび硝酸の混合溶液に前記かご型ケイ酸塩化合物のアルコール溶液を添加した後、前記ジシロキサン化合物を添加してもよい。   In the method for producing a cage siloxane compound of the present invention, after adding nitric acid as a catalyst to the mixed solution of the disiloxane compound, the organic solvent and the alcohol, an alcohol solution of the cage silicate compound may be added. The disiloxane compound may be added after adding the alcohol solution of the cage silicate compound to the mixed solution of the organic solvent, alcohol and nitric acid.

通常反応液は2相に分離するが、相間の物質移動を促進させるために必要に応じさらにアルコールを溶媒として添加してもよい。このようなアルコールとしてはメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールなどが好ましい。   Usually, the reaction solution is separated into two phases, but an alcohol may be further added as a solvent if necessary in order to promote mass transfer between the phases. As such an alcohol, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and the like are preferable.

本発明のかご型シロキサン化合物は、上述した製造方法により得られることを特徴としている。
また、本発明のかご型シロキサン化合物は、反応触媒として硝酸の存在下、前記かご型ケイ酸塩化合物と前記ジシロキサン化合物とを反応させて得られるため、ハロゲン成分を含まない。このようなハロゲン成分を含まないかご型シロキサン化合物は、レジスト材料または半導体封止材料等の電子材料として有用である。
The cage-type siloxane compound of the present invention is obtained by the above-described production method.
Moreover, since the cage siloxane compound of the present invention is obtained by reacting the cage silicate compound with the disiloxane compound in the presence of nitric acid as a reaction catalyst, it does not contain a halogen component. Such a cage-type siloxane compound not containing a halogen component is useful as an electronic material such as a resist material or a semiconductor sealing material.

以下、本発明を実施例によりさらに詳述するが、本発明はこれらによって何等制限を受けるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できる。
(実施例1)
3口ガラスフラスコに、撹拌機、温度計を設置し、テトラメチルジシロキサン(12.8g(95.1mmol))、トルエン150gおよびメタノール10gを仕込んだ。この混合溶液を5℃に冷却し、該混合溶液中に撹拌しながら69%硝酸(17.4g(190mmol))を少しずつ滴下した。その後、混合溶液を室温に戻し、該混合溶液中に攪拌しながらかご型ケイ酸塩化合物(式(5)R3=メチル基 50.0g(21.6mm
ol))をメタノール50.0gに溶解させた溶液を、1時間かけて滴下した。室温で4時間撹拌を継続した後、水層を分離し、有機層を100gの水で3回洗浄した。その後、有機層を蒸発乾固し、白色の結晶(式(2)R1=H、R2=メチル基)を得た(C/(8×A)=1.1、(2×B)/(8×A)=1.1)。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples, and can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the present invention.
Example 1
A stirrer and a thermometer were installed in a three-necked glass flask, and tetramethyldisiloxane (12.8 g (95.1 mmol)), 150 g of toluene and 10 g of methanol were charged. The mixed solution was cooled to 5 ° C., and 69% nitric acid (17.4 g (190 mmol)) was added dropwise to the mixed solution while stirring. Thereafter, the mixed solution is returned to room temperature, and a cage silicate compound (formula (5) R 3 = methyl group 50.0 g (21.6 mm) is stirred into the mixed solution.
ol)) in 50.0 g of methanol was added dropwise over 1 hour. After stirring at room temperature for 4 hours, the aqueous layer was separated, and the organic layer was washed with 100 g of water three times. Thereafter, the organic layer was evaporated to dryness to obtain white crystals (formula (2) R 1 = H, R 2 = methyl group) (C / (8 × A) = 1.1, (2 × B). /(8×A)=1.1).

得られた結晶の29Si-NMRを測定した。スペクトルを図1に示す。かご型骨格内のSiと側鎖部分のSiのシグナルが各々検出され、その積分値から目的とするかご型シロキサン化合物が生成していると判断した(29Si-NMR(アセトンd6、53.54MHz)、日本電子(株)JNM-EX270:δ(ppm)-1.0(側鎖部分のSi)、-107(かご型骨格内のSi))。また、得られた結晶中に含まれる塩素分を測定したところ検出下限以下(≦5ppm)であった。塩素分の測定は試料を酸素気流中で燃焼し、生成したガスをアルカリで捕集しイオンクロマト法により分析する方法によった。 29 Si-NMR of the obtained crystal was measured. The spectrum is shown in FIG. The signals of Si in the cage skeleton and Si in the side chain were detected, and it was judged that the desired cage siloxane compound was formed from the integrated value ( 29 Si-NMR (acetone d6, 53.54 MHz) JNM-EX270: δ (ppm) -1.0 (Si in the side chain portion), -107 (Si in the cage skeleton)). Moreover, when the chlorine content contained in the obtained crystal was measured, it was below the lower limit of detection (≦ 5 ppm). The chlorine content was measured by burning the sample in an oxygen stream, collecting the generated gas with alkali, and analyzing it by ion chromatography.

(実施例2)
3口ガラスフラスコに、撹拌機、温度計を設置し、1,3-ビスジビニルテトラメチル
ジシロキサン(32.2g(173mmol))、トルエン150g、メタノール10gを仕込んだ。この混合溶液を5℃に冷却し、該混合溶液中に撹拌しながら69%硝酸(31.6g(346mmol))を少しずつ滴下した。その後、混合溶液を室温に戻し、該混合溶液中に攪拌しながらかご型ケイ酸塩化合物(式(5)R3=メチル基 50.0g
(21.6mmol))をメタノール50.0gに溶解させた溶液を、1時間かけて滴下した。室温で24時間撹拌を継続した後、水層を分離し、有機層を100gの水で3回洗浄した。有機層を蒸発乾固し、白色の結晶(式(2)R1=ビニル基、R2=メチル基)を得た(C/(8×A)=2.0、(2×B)/(8×A)=2.0)。得られた結晶の29Si-NMRを実施例1同様に測定した結果、目的とするかご型シロキサン化合物が生成していると判断した。得られた結晶中に含まれる塩素分を実施例1と同様の方法で測定したところ検出下限以下(≦5ppm)であった。
(Example 2)
A stirrer and a thermometer were placed in a three-necked glass flask, and 1,3-bisdivinyltetramethyldisiloxane (32.2 g (173 mmol)), 150 g of toluene, and 10 g of methanol were charged. The mixed solution was cooled to 5 ° C., and 69% nitric acid (31.6 g (346 mmol)) was added dropwise to the mixed solution while stirring. Thereafter, the mixed solution was returned to room temperature, and a cage silicate compound (formula (5) R 3 = methyl group 50.0 g) was stirred into the mixed solution.
(21.6 mmol)) in 50.0 g of methanol was added dropwise over 1 hour. After continuing stirring at room temperature for 24 hours, the aqueous layer was separated, and the organic layer was washed with 100 g of water three times. The organic layer was evaporated to dryness to obtain white crystals (formula (2) R 1 = vinyl group, R 2 = methyl group) (C / (8 × A) = 2.0, (2 × B) / (8 × A) = 2.0). As a result of measuring 29 Si-NMR of the obtained crystals in the same manner as in Example 1, it was judged that the target cage-type siloxane compound was produced. When the chlorine content contained in the obtained crystal was measured by the same method as in Example 1, it was below the lower limit of detection (≦ 5 ppm).

(比較例1)
3口ガラスフラスコに、撹拌機、温度計を設置し、テトラメチルジシロキサン(12.8g(95.1mmol))、トルエン150g、メタノール10gを仕込んだ。この混合溶液を5℃に冷却し、該混合溶液中に撹拌しながら35%塩酸(19.3g(190mmol))を少しずつ滴下した。その後、混合溶液を室温に戻し、該混合溶液中に攪拌しながらかご型ケイ酸塩化合物(式(5)R3=メチル基 50.0g(21.6mmol
))をメタノール50.0gに溶解させた溶液を、1時間かけて滴下した。室温で4時間撹拌を継続した後、水層を分離し、有機層を100gの水で3回洗浄した。有機層を蒸発乾固し、白色の結晶(式(2)R1=H、R2=メチル基)を得た。得られた結晶中に含まれる塩素分を実施例1と同様の方法で測定したところ140ppmであった。
(Comparative Example 1)
A stirrer and a thermometer were installed in a three-necked glass flask, and tetramethyldisiloxane (12.8 g (95.1 mmol)), toluene 150 g, and methanol 10 g were charged. The mixed solution was cooled to 5 ° C., and 35% hydrochloric acid (19.3 g (190 mmol)) was added dropwise to the mixed solution while stirring. Thereafter, the mixed solution was returned to room temperature, and a cage silicate compound (formula (5) R 3 = methyl group 50.0 g (21.6 mmol) was stirred into the mixed solution.
)) Dissolved in 50.0 g of methanol was added dropwise over 1 hour. After stirring at room temperature for 4 hours, the aqueous layer was separated, and the organic layer was washed with 100 g of water three times. The organic layer was evaporated to dryness to obtain white crystals (formula (2) R 1 = H, R 2 = methyl group). When the chlorine content contained in the obtained crystal was measured by the same method as in Example 1, it was 140 ppm.

(比較例2)
3口ガラスフラスコに、撹拌機、温度計を設置し、テトラメチルジシロキサン(12.8g(95.1mmol))、トルエン150g、メタノール10gを仕込んだ。この混合溶液を5℃に冷却し、該混合溶液中に撹拌しながら69%硝酸(7.89g(86.4mmol))を少しずつ滴下した。その後、混合溶液を室温に戻し、該混合溶液中に攪拌しながらかご型ケイ酸塩化合物(式(5)R3=メチル基 50.0g(21.6mmo
l))をメタノール50.0gに溶解させた溶液を、1時間かけて滴下した。室温で4時間撹拌を継続したが水層部分がエマルジョン状態となっていた。上層の有機層を分離し、100gの水で3回洗浄した。有機層の溶媒を減圧除去したところ、液状物質が得られた。ガスクロマトグラフィーで分析したが、目的物はほとんど含まれていなかった(C/(8×A)=0.5、(2×B)/(8×A)=1.1)。
(Comparative Example 2)
A stirrer and a thermometer were installed in a three-necked glass flask, and tetramethyldisiloxane (12.8 g (95.1 mmol)), toluene 150 g, and methanol 10 g were charged. The mixed solution was cooled to 5 ° C., and 69% nitric acid (7.89 g (86.4 mmol)) was added dropwise to the mixed solution while stirring. Then, the mixed solution was returned to room temperature, and the cage silicate compound (formula (5) R 3 = methyl group 50.0 g (21.6 mmol) was stirred into the mixed solution.
A solution prepared by dissolving 1)) in 50.0 g of methanol was added dropwise over 1 hour. Stirring was continued for 4 hours at room temperature, but the aqueous layer was in an emulsion state. The upper organic layer was separated and washed 3 times with 100 g of water. When the solvent of the organic layer was removed under reduced pressure, a liquid material was obtained. Analysis by gas chromatography revealed almost no target product (C / (8 × A) = 0.5, (2 × B) / (8 × A) = 1.1).

(比較例3)
3口ガラスフラスコに、撹拌機、温度計を設置し、テトラメチルジシロキサン(5.80g(43.2mmol))、トルエン150g、メタノール10gを仕込んだ。この混合溶液を5℃に冷却し、該混合溶液中に撹拌しながら69%硝酸(17.4g(190mmol))を少しずつ滴下した。その後、混合溶液を室温に戻し、該混合溶液中に攪拌しながらかご型ケイ酸塩化合物(式(5)R3=メチル基 50.0g(21.6mmol
))をメタノール50.0gに溶解させた溶液を、1時間かけて滴下した。室温で4時間撹拌を継続した後、水層を分離し、有機層を100gの水で3回洗浄した。有機層を蒸発乾固し、白色の結晶(式(2)R1=H、R2=メチル基)5.5gを得た。理論収量22.0gに対し、25%であり、非常に収率が低かった(C/(8×A)=1.1、(2×B)/(8×A)=0.5)。
(Comparative Example 3)
A stirrer and a thermometer were installed in a three-necked glass flask, and tetramethyldisiloxane (5.80 g (43.2 mmol)), toluene 150 g, and methanol 10 g were charged. The mixed solution was cooled to 5 ° C., and 69% nitric acid (17.4 g (190 mmol)) was added dropwise to the mixed solution while stirring. Thereafter, the mixed solution was returned to room temperature, and a cage silicate compound (formula (5) R 3 = methyl group 50.0 g (21.6 mmol) was stirred into the mixed solution.
)) Dissolved in 50.0 g of methanol was added dropwise over 1 hour. After stirring at room temperature for 4 hours, the aqueous layer was separated, and the organic layer was washed with 100 g of water three times. The organic layer was evaporated to dryness to obtain 5.5 g of white crystals (formula (2) R 1 = H, R 2 = methyl group). The yield was 25% based on the theoretical yield of 22.0 g (C / (8 × A) = 1.1, (2 × B) / (8 × A) = 0.5).

実施例1で得られた化合物の29Si-NMRスペクトルである。2 is a 29 Si-NMR spectrum of the compound obtained in Example 1.

Claims (8)

下記式(1)で表されるかご型シロキサン化合物の製造方法であって、
(式(1)中Yは、下記式(2)で表されるトリアルキルシロキシ基を示す。
(式(2)中R1は、水素原子、炭素原子数1〜3のアルキル基またはビニル基を示し、
2はメチル基、エチル基またはフェニル基を示す。)8個あるトリアルキルシロキシ基
において、R1としては同じ原子または基が選択され、R2としては同じ基が選択される。)
反応触媒としての硝酸の存在下、
下記式(3)で表されるかご型ケイ酸塩化合物と
(式(3)中Xは、それぞれ独立に下記式(4)または下記式(5)で表される基を示す。
(式(5)中R3は、それぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基を示す。))
下記式(6)で表されるジシロキサン化合物とを反応させる反応工程を含み、
(式(6)中R1、R2は、それぞれ上記式(2)のR1、R2と同じ基を示す。)
前記かご型ケイ酸塩化合物のモル数をAモル、前記ジシロキサン化合物のモル数をBモル、前記硝酸のモル数をCモルとした場合、前記モル数A〜Cが、
1<C/(8×A)≦3、および1≦(2×B)/(8×A)≦5
を同時に満たすことを特徴とするかご型シロキサン化合物の製造方法。
A method for producing a cage siloxane compound represented by the following formula (1):
(Y in Formula (1) represents a trialkylsiloxy group represented by the following Formula (2).
(In Formula (2), R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a vinyl group,
R 2 represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group. ) In the eight trialkylsiloxy groups, the same atom or group is selected as R 1 , and the same group is selected as R 2 . )
In the presence of nitric acid as a reaction catalyst,
The cage silicate compound represented by the following formula (3)
(In formula (3), each X independently represents a group represented by the following formula (4) or the following formula (5).
(In formula (5), each R 3 independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.))
Including a reaction step of reacting with a disiloxane compound represented by the following formula (6):
(In formula (6), R 1 and R 2 represent the same groups as R 1 and R 2 in formula (2), respectively).
When the mole number of the cage silicate compound is A mole, the mole number of the disiloxane compound is B mole, and the mole number of the nitric acid is C mole, the mole numbers A to C are
1 <C / (8 × A) ≦ 3 and 1 ≦ (2 × B) / (8 × A) ≦ 5
A method for producing a cage-type siloxane compound characterized by satisfying
前記式(2)および(6)において、R1が水素であり、R2がメチル基である請求項1に記載のかご型シロキサン化合物の製造方法。 The method for producing a cage siloxane compound according to claim 1, wherein, in the formulas (2) and (6), R 1 is hydrogen and R 2 is a methyl group. 前記式(2)および(6)において、R1およびR2が共にメチル基である請求項1に記載のかご型シロキサン化合物の製造方法。 The method for producing a cage siloxane compound according to claim 1, wherein in the formulas (2) and (6), R 1 and R 2 are both methyl groups. 前記式(2)および(6)において、R1がビニル基であり、R2がメチル基である請求項1に記載のかご型シロキサン化合物の製造方法。 2. The method for producing a cage siloxane compound according to claim 1, wherein, in the formulas (2) and (6), R 1 is a vinyl group and R 2 is a methyl group. ハロゲン化炭化水素、脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素からなる群より選ばれる少なくとも1種の有機溶媒の存在下で、前記反応工程を行うことを特徴とする請求項1乃至
4のいずれか一に記載のかご型シロキサン化合物の製造方法。
5. The reaction step according to claim 1, wherein the reaction step is performed in the presence of at least one organic solvent selected from the group consisting of halogenated hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons. The manufacturing method of the cage-type siloxane compound as described in 2.
前記ジシロキサン化合物およびアルコールを含む混合溶液を調製した後、該混合溶液に触媒としての硝酸を添加することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載のかご型シロキサン化合物の製造方法。   6. The method for producing a cage-type siloxane compound according to claim 1, wherein after preparing a mixed solution containing the disiloxane compound and alcohol, nitric acid as a catalyst is added to the mixed solution. . 前記アルコールの量が、前記硝酸100質量部に対して10〜100質量部であることを特徴とする請求項6に記載のかご型シロキサン化合物の製造方法。   The method for producing a cage siloxane compound according to claim 6, wherein the amount of the alcohol is 10 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nitric acid. 請求項1乃至7のいずれか一に記載の製造方法により得られることを特徴とするかご型シロキサン化合物。   A cage-type siloxane compound obtained by the production method according to any one of claims 1 to 7.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112012001421T5 (en) 2011-04-20 2013-12-24 Central Glass Company, Limited Siloxane compound and cured product thereof
KR20140096311A (en) 2011-10-25 2014-08-05 샌트랄 글래스 컴퍼니 리미티드 Siloxane-based composition and cured product thereof, and use therefor
CN117157249A (en) * 2022-03-29 2023-12-01 日产化学株式会社 Cage silicate and method for producing same
CN117440929A (en) * 2022-03-29 2024-01-23 日产化学株式会社 Method for producing layered silicate and use thereof in production of silica nanosheets

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112012001421T5 (en) 2011-04-20 2013-12-24 Central Glass Company, Limited Siloxane compound and cured product thereof
KR20140096311A (en) 2011-10-25 2014-08-05 샌트랄 글래스 컴퍼니 리미티드 Siloxane-based composition and cured product thereof, and use therefor
US9080017B2 (en) 2011-10-25 2015-07-14 Central Glass Company, Limited Siloxane-based composition and cured product thereof, and use therefor
CN117157249A (en) * 2022-03-29 2023-12-01 日产化学株式会社 Cage silicate and method for producing same
CN117440929A (en) * 2022-03-29 2024-01-23 日产化学株式会社 Method for producing layered silicate and use thereof in production of silica nanosheets

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