JP2014181212A - Method for manufacturing silicon compound and catalyst composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for obtaining, by using a transition metal complex, a silicon-silicon coupling compound based on a dehydrohalogenation reaction of a silane compound and a catalyst composition used for this method.SOLUTION: [1] In the provided method for manufacturing a silicon compound, a silicon-silicon coupling compound is obtained by reacting a hydrosilane compound (A) and a halosilane compound (B) or by reacting a hydrohalosilane compound (C) by using a transition metal complex expressed by the general formula (I) in the presence of a reductant; [2] a catalyst composition with which a transition metal complex expressed by the general formula (I) and a compound expressed by the general formula (II) are mixed is also provided.

Description

本発明は、ケイ素−ケイ素カップリング化合物を得るケイ素化合物の製造方法及び触媒組成物に関する。   The present invention relates to a method for producing a silicon compound and a catalyst composition to obtain a silicon-silicon coupling compound.

従来の手法で、ケイ素−ケイ素カップリング化合物を得るためには、例えば、ハロシラン化合物を、金属ナトリウムを用いてホモカップリンさせるウルツカップリング反応が挙げられる。その他、遷移金属触媒を用いて、ヒドロシラン化合物を脱水素縮合させる方法が知られている(非特許文献1)。
また、クロスカップリングによる、ケイ素‐ケイ素カップリング化合物の製造方法としては、リチウムシラン化合物を、ハロシラン化合物と反応させる方法が挙げられる(非特許文献2)。
これらの反応によれば、水及び酸素と激しく反応する金属リチウム、あるいは有機リチウム化合物のような取り扱いが難しい試薬を用いなければならなかった。これらの試薬は危険であり、更に反応性も高いため利用できる有機クロロシラン類にも制限があった。また目的としないホモカップリング生成物も少なからず副生する。
In order to obtain a silicon-silicon coupling compound by a conventional method, for example, a Wurtz coupling reaction in which a halosilane compound is homocoupled with metallic sodium can be mentioned. In addition, a method of dehydrocondensing a hydrosilane compound using a transition metal catalyst is known (Non-Patent Document 1).
Moreover, as a manufacturing method of the silicon-silicon coupling compound by cross coupling, the method of making a lithium silane compound react with a halosilane compound is mentioned (nonpatent literature 2).
According to these reactions, it has been necessary to use difficult-to-handle reagents such as metallic lithium or organic lithium compounds that react violently with water and oxygen. Since these reagents are dangerous and have high reactivity, there are limitations on the available organic chlorosilanes. In addition, undesired homo-coupling products are also produced as a by-product.

T.D.Tilley, Acc. Chem. Res. 26, 22, (1993).T.D.Tilley, Acc. Chem. Res. 26, 22, (1993). H. Gilman and G.D. Lichtenwalter, J. Am. Chem. Soc., 80, 608, (1958).H. Gilman and G.D.Lichtenwalter, J. Am. Chem. Soc., 80, 608, (1958).

遷移金属触媒を用いた方法として、同じクロロシラン化合物、またはヒドロシラン化合物どうしのホモカップリング反応によるケイ素−ケイ素結合形成は知られていたが、異なるヒドロシラン化合物とクロロシラン化合物の触媒を用いたカップリングによるケイ素−ケイ素結合形成反応はこれまでに報告例がない。
そこで、本発明は、遷移金属錯体を用いて、シラン化合物の脱ハロゲン化水素反応によるケイ素−ケイ素カップリング化合物を得る方法、及び触媒組成物を提供することを課題とする。
As a method using a transition metal catalyst, silicon-silicon bond formation by homo-coupling reaction between the same chlorosilane compound or hydrosilane compounds has been known, but silicon by coupling using a catalyst of a different hydrosilane compound and chlorosilane compound is known. -No silicon bond forming reaction has been reported so far.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for obtaining a silicon-silicon coupling compound by a dehydrohalogenation reaction of a silane compound using a transition metal complex, and a catalyst composition.

本発明者は、鋭意検討の結果、還元剤の存在下で、特定のモリブデン錯体を用いることで、ヒドロシラン化合物とハロシラン化合物とのカップリング反応が進行することを見出して、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、[1]〜[5]に関する。
As a result of intensive studies, the present inventor found that the coupling reaction between a hydrosilane compound and a halosilane compound proceeds by using a specific molybdenum complex in the presence of a reducing agent, and completed the present invention. It came.
That is, the present invention relates to [1] to [5].

[1]還元剤の存在下、下記一般式(I)で表される遷移金属錯体を用いて、ヒドロシラン化合物(A)とハロシラン化合物(B)とを反応させて、又はヒドロハロシラン化合物(C)を反応させて、ケイ素−ケイ素カップリング化合物を得る、ケイ素化合物の製造方法。

Figure 2014181212
〔一般式(I)中、Xは下記一般式(I−1)で表されるシリル基を示し、A1はリン、砒素、及び窒素から選ばれる少なくとも1種の原子を示し、R1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜9の炭化水素基を示し、R2は炭素数1〜9の炭化水素基又は炭素数1〜9の二価の炭化水素基を示し、R3は炭素数2〜4のアルカンジイル基を示し、aは1〜3の整数である。ただしR2が二価の炭化水素基である場合には、R2はXのシリル基のケイ素原子と結合を有する。〕
4 np3-(n+p)Si−* (I−1)
〔一般式(I−1)中、R4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、1以上の水素が官能基又はハロゲン原子と置換していてもよい、炭素数1〜9の炭化水素基を示し、Yは、R2との結合部位を示し、*はMo原子との結合部位を示し、nは1〜3の整数であり、pは0又は1であり、n+pは3以下である。ただし、R2が二価の炭化水素基である場合、pは1であり、R2が二価の炭化水素基でない場合、pは0である。〕
[2]還元剤が、下記一般式(II)で表される化合物である、[1]に記載のケイ素化合物の製造方法。
2(v-m)6 mv-3 (II)
〔一般式(II)中、A2はホウ素又はアルミニウム原子を示し、R6は炭素数1〜8の炭化水素基を示し、Mはリチウム又はナトリウム原子を示し、vは3又は4の整数であり、mは0〜3の整数であり、v−mは1以上である。〕
[3]ヒドロシラン化合物(A)が下記一般式(III)で表される化合物であり、ハロシラン化合物(B)が下記一般式(IV)で表される化合物である、[1]又は[2]に記載のケイ素化合物の製造方法。
a 4-eSiHe (III)
〔一般式(III)中、Raは、1以上の水素が官能基又はハロゲン原子と置換していてもよい、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は炭素数5〜20のアリールオキシ基を示し、eは1〜3の整数である。〕
b 4-fSiZf (IV)
〔一般式(IV)中、Rbは、1以上の水素が官能基又はハロゲン原子と置換していてもよい、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は炭素数5〜20のアリールオキシ基を示し、Zは塩素、臭素及びヨウ素から選ばれる少なくとも1種の原子であり、fは1〜3の整数である。〕
[4]ヒドロハロシラン化合物(C)が、下記一般式(V)で表される化合物である、[1]〜[3]のいずれかに記載のケイ素化合物の製造方法。
c 4-g-hSiHgh (V)
〔一般式(V)中、Rcは、1以上の水素が官能基又はハロゲン原子と置換していてもよい、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は炭素数5〜20のアリールオキシ基を示し、Zは塩素、臭素及びヨウ素から選ばれる少なくとも1種の原子であり、gは1〜2の整数であり、hは1〜2の整数である。〕
[5]下記一般式(I)で表される遷移金属錯体、及び、下記一般式(II)で表される化合物を配合した触媒組成物。
Figure 2014181212
〔一般式(I)中、Xは下記一般式(I−1)で表されるシリル基を示し、A1はリン、砒素、及び窒素から選ばれる少なくとも1種の原子を示し、R1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜9の炭化水素基を示し、R2は炭素数1〜9の炭化水素基又は炭素数1〜9の二価の炭化水素基を示し、R3は炭素数2〜4のアルカンジイル基を示し、aは1〜3の整数である。ただしR2が二価の炭化水素基である場合には、R2はXのシリル基のケイ素原子と結合を有する。〕
4 np3-(n+p)Si−* (I−1)
〔一般式(I−1)中、R4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、1以上の水素が官能基又はハロゲン原子と置換していてもよい、炭素数1〜9の炭化水素基を示し、Yは、R2との結合部位を示し、*はMo原子との結合部位を示し、nは1〜3の整数であり、pは0又は1であり、n+pは3以下である。ただし、R2が二価の炭化水素基である場合、pは1であり、R2が二価の炭化水素基でない場合、pは0である。〕
2(v-m)6 mv-3 (II)
〔一般式(II)中、A2はホウ素又はアルミニウム原子を示し、R6は炭素数1〜8の炭化水素基を示し、Mはリチウム又はナトリウム原子を示し、vは3又は4の整数であり、mは0〜3の整数であり、v−mは1以上である。〕 [1] Using the transition metal complex represented by the following general formula (I) in the presence of a reducing agent, the hydrosilane compound (A) is reacted with the halosilane compound (B), or the hydrohalosilane compound (C ) To obtain a silicon-silicon coupling compound.
Figure 2014181212
[In general formula (I), X represents a silyl group represented by the following general formula (I-1), A 1 represents at least one atom selected from phosphorus, arsenic, and nitrogen, and R 1 represents Each represents the same or different hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, and R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms or a divalent hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms. , R 3 represents an alkanediyl group having 2 to 4 carbon atoms, and a is an integer of 1 to 3. However, when R 2 is a divalent hydrocarbon group, R 2 has a bond with the silicon atom of the silyl group of X. ]
R 4 n Y p H 3- ( n + p) Si- * (I-1)
[In General Formula (I-1), R 4 may be the same or different, and one or more hydrogen atoms may be substituted with a functional group or a halogen atom. Represents a hydrogen group, Y represents a bonding site to R 2 , * represents a bonding site to Mo atom, n represents an integer of 1 to 3, p is 0 or 1, and n + p is 3 or less It is. However, when R 2 is a divalent hydrocarbon group, p is 1, and when R 2 is not a divalent hydrocarbon group, p is 0. ]
[2] The method for producing a silicon compound according to [1], wherein the reducing agent is a compound represented by the following general formula (II).
A 2 H (vm) R 6 m M v-3 (II)
[In General Formula (II), A 2 represents a boron or aluminum atom, R 6 represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, M represents a lithium or sodium atom, and v represents an integer of 3 or 4. Yes, m is an integer from 0 to 3, and vm is 1 or more. ]
[3] The hydrosilane compound (A) is a compound represented by the following general formula (III), and the halosilane compound (B) is a compound represented by the following general formula (IV) [1] or [2] The manufacturing method of the silicon compound as described in 2.
R a 4-e SiH e (III)
[In General Formula (III), R a is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, wherein one or more hydrogen atoms may be substituted with a functional group or a halogen atom, or An aryloxy group having 5 to 20 carbon atoms is shown, and e is an integer of 1 to 3. ]
R b 4-f SiZ f (IV)
[In general formula (IV), Rb is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or one or more hydrogen atoms optionally substituted with a functional group or a halogen atom, or An aryloxy group having 5 to 20 carbon atoms is shown, Z is at least one atom selected from chlorine, bromine and iodine, and f is an integer of 1 to 3. ]
[4] The method for producing a silicon compound according to any one of [1] to [3], wherein the hydrohalosilane compound (C) is a compound represented by the following general formula (V).
R c 4-gh SiH g Z h (V)
[In the general formula (V), R c is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, wherein one or more hydrogen atoms may be substituted with a functional group or a halogen atom, or A C5-C20 aryloxy group is shown, Z is at least 1 type of atom chosen from chlorine, a bromine, and an iodine, g is an integer of 1-2, h is an integer of 1-2. ]
[5] A catalyst composition comprising a transition metal complex represented by the following general formula (I) and a compound represented by the following general formula (II).
Figure 2014181212
[In general formula (I), X represents a silyl group represented by the following general formula (I-1), A 1 represents at least one atom selected from phosphorus, arsenic, and nitrogen, and R 1 represents Each represents the same or different hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, and R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms or a divalent hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms. , R 3 represents an alkanediyl group having 2 to 4 carbon atoms, and a is an integer of 1 to 3. However, when R 2 is a divalent hydrocarbon group, R 2 has a bond with the silicon atom of the silyl group of X. ]
R 4 n Y p H 3- ( n + p) Si- * (I-1)
[In General Formula (I-1), R 4 may be the same or different, and one or more hydrogen atoms may be substituted with a functional group or a halogen atom. Represents a hydrogen group, Y represents a bonding site to R 2 , * represents a bonding site to Mo atom, n represents an integer of 1 to 3, p is 0 or 1, and n + p is 3 or less It is. However, when R 2 is a divalent hydrocarbon group, p is 1, and when R 2 is not a divalent hydrocarbon group, p is 0. ]
A 2 H (vm) R 6 m M v-3 (II)
[In General Formula (II), A 2 represents a boron or aluminum atom, R 6 represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, M represents a lithium or sodium atom, and v represents an integer of 3 or 4. Yes, m is an integer from 0 to 3, and vm is 1 or more. ]

本発明によれば、遷移金属錯体を用いて、シラン化合物の脱ハロゲン化水素反応によるケイ素−ケイ素カップリング化合物を得る方法、及び触媒組成物を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the method of obtaining the silicon- silicon coupling compound by the dehydrohalogenation reaction of a silane compound using a transition metal complex, and a catalyst composition can be provided.

本発明のケイ素化合物の製造方法は、還元剤の存在下、上記一般式(I)で表される遷移金属錯体を用いて、ヒドロシラン化合物(A)とハロシラン化合物(B)とを反応させて(以下「カップリング反応I」ともいう)、又はヒドロハロシラン化合物(C)を反応させて(以下「カップリング反応II」ともいう)、ケイ素−ケイ素カップリング化合物を得る。本発明は、上記一般式(I)で表される遷移金属錯体を還元剤の存在下で用いることで、ハロシランとヒドロシランの脱ハロゲン化水素反応による、カップリング化合物が得られる。   In the method for producing a silicon compound of the present invention, a hydrosilane compound (A) and a halosilane compound (B) are reacted using the transition metal complex represented by the general formula (I) in the presence of a reducing agent ( Hereinafter, it is also referred to as “coupling reaction I”) or the hydrohalosilane compound (C) is reacted (hereinafter also referred to as “coupling reaction II”) to obtain a silicon-silicon coupling compound. In the present invention, by using the transition metal complex represented by the above general formula (I) in the presence of a reducing agent, a coupling compound is obtained by a dehydrohalogenation reaction between halosilane and hydrosilane.

[遷移金属錯体]
本発明に用いられる遷移金属錯体は、下記一般式(I)で表される。

Figure 2014181212
[Transition metal complexes]
The transition metal complex used in the present invention is represented by the following general formula (I).
Figure 2014181212

一般式(I)中、Xは下記一般式(I−1)で表されるシリル基を示し、A1はリン、砒素、及び窒素から選ばれる少なくとも1種の原子を示し、R1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜9の炭化水素基を示し、R2は炭素数1〜9の炭化水素基又は炭素数1〜9の二価の炭化水素基を示し、R3は炭素数2〜4のアルカンジイル基を示し、aは1〜3の整数である。ただしR2が二価の炭化水素基である場合には、R2はXのシリル基のケイ素原子と結合を有する。
なお、本明細書の一般式において矢印で示した部分は、配位結合を意味する。
In general formula (I), X represents a silyl group represented by the following general formula (I-1), A 1 represents at least one atom selected from phosphorus, arsenic, and nitrogen, and R 1 represents R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms which may be the same or different, and R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms or a divalent hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, R 3 represents an alkanediyl group having 2 to 4 carbon atoms, and a is an integer of 1 to 3. However, when R 2 is a divalent hydrocarbon group, R 2 has a bond with the silicon atom of the silyl group of X.
In addition, the part shown with the arrow in the general formula of this specification means a coordination bond.

4 np3-(n+p)Si−* (I−1)
一般式(I−1)中、R4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、1以上の水素が官能基又はハロゲン原子と置換していてもよい、炭素数1〜9の炭化水素基を示し、Yは、R2との結合部位を示し、*はMo(モリブデン)原子との結合部位を示し、nは1〜3の整数であり、pは0又は1であり、n+pは3以下である。ただし、R2が二価の炭化水素基である場合、pは1であり、R2が二価の炭化水素基でない場合、pは0である。
上記R4は、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、アミノフェニル基、4−ジメチルアミノフェニル基、フルオロフェニル基、パーフルオロフェニル基、メチル基、ヘキシル基、オクチル基が挙げられ、これらの中でもフェニル基が好ましい。
nは2が好ましい。
R 4 n Y p H 3- ( n + p) Si- * (I-1)
In general formula (I-1), R 4 may be the same or different, and one or more hydrogen atoms may be substituted with a functional group or a halogen atom. Y represents a bonding site with R 2 , * represents a bonding site with Mo (molybdenum) atom, n is an integer of 1 to 3, p is 0 or 1, and n + p is 3 or less. However, when R 2 is a divalent hydrocarbon group, p is 1, and when R 2 is not a divalent hydrocarbon group, p is 0.
R 4 is, for example, phenyl group, methylphenyl group, dimethylphenyl group, trimethylphenyl group, aminophenyl group, 4-dimethylaminophenyl group, fluorophenyl group, perfluorophenyl group, methyl group, hexyl group, octyl group. Among these, a phenyl group is preferable.
n is preferably 2.

1は、リン原子が好ましい。また、R1は、フェニル基が好ましい。R3は炭素数2のアルカンジイル基が好ましく、ジメチレン基が好ましい。
aは2又は3が好ましく、3がより好ましい。
2は、フェニル基又は2価のフェニレン基が好ましく、2価のフェニレン基がより好ましい。R2の2価のフェニレン基としては、1,2−フェニレン基が好ましい。
A 1 is preferably a phosphorus atom. R 1 is preferably a phenyl group. R 3 is preferably an alkanediyl group having 2 carbon atoms, more preferably a dimethylene group.
a is preferably 2 or 3, and more preferably 3.
R 2 is preferably a phenyl group or a divalent phenylene group, and more preferably a divalent phenylene group. The divalent phenylene group for R 2 is preferably a 1,2-phenylene group.

また、本発明に用いられる遷移金属錯体は、下記一般式(I−3)で表される遷移金属錯体であることが好ましい。

Figure 2014181212
一般式(I−3)中A1はリン、砒素、及び窒素から選ばれる少なくとも1種の原子を示し、R1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜9の炭化水素基を示し、R’2は炭素数1〜9の二価の炭化水素基を示し、R3は炭素数2〜4のアルカンジイル基を示す。
R’2は、フェニレン基が好ましく、1,2−フェニレン基がより好ましい。 Moreover, it is preferable that the transition metal complex used for this invention is a transition metal complex represented by the following general formula (I-3).
Figure 2014181212
In general formula (I-3), A 1 represents at least one atom selected from phosphorus, arsenic, and nitrogen, and R 1 is a hydrocarbon having 1 to 9 carbon atoms that may be the same or different. R ′ 2 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, and R 3 represents an alkanediyl group having 2 to 4 carbon atoms.
R ′ 2 is preferably a phenylene group, and more preferably a 1,2-phenylene group.

本発明に用いられる遷移金属錯体は、具体的には以下の遷移金属錯体(Ia)〜(Id)が挙げられる。

Figure 2014181212
Specific examples of the transition metal complex used in the present invention include the following transition metal complexes (Ia) to (Id).
Figure 2014181212

上記の遷移金属錯体(Ia)〜(Id)中でも、遷移金属錯体(Ia)が好ましい。   Among the transition metal complexes (Ia) to (Id), the transition metal complex (Ia) is preferable.

上記遷移金属錯体は、例えば、ビス〔ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン(dppe)〕モリブデンテトラヒドリド錯体等の下記一般式(I−4)で表される遷移金属錯体と、下記一般式(I−5)で表されるシラン化合物とを反応させることで得られる。

Figure 2014181212
〔一般式(I−4)中、A1、R1、R3は一般式(I)と同様である。〕
4 n4-nSi (I−5)
〔一般式(I−5)中、R4、nは一般式(I−1)と同様である。〕 The transition metal complex includes, for example, a transition metal complex represented by the following general formula (I-4) such as bis [bis (diphenylphosphino) ethane (dppe)] molybdenum tetrahydride complex, and the following general formula (I- It is obtained by reacting with the silane compound represented by 5).
Figure 2014181212
[In General Formula (I-4), A 1 , R 1 and R 3 are the same as those in General Formula (I). ]
R 4 n H 4-n Si (I-5)
[In general formula (I-5), R < 4 >, n is the same as that of general formula (I-1). ]

また、上記一般式(I−3)で表される遷移金属錯体は、上記一般式(I−4)で表される遷移金属錯体と、下記一般式(I−6)で表される2級シラン化合物とを80〜150℃で反応させることで得られる。
4 22Si (I−6)
〔一般式(I−5)中、R4は一般式(I−1)と同様である。〕
上記反応により、2級シラン化合物上のケイ素と、遷移金属錯体中のR1との脱水素縮合反応が起こり、一般式(I−3)で表される遷移金属錯体が得られる。
なお、本発明の製造方法においては、上記の遷移金属錯体の原料を混合し、一般式(I)又は(I−3)で示される遷移金属錯体を発生させ、ヒドロシラン化合物(A)とハロシラン化合物(B)、又は、ヒドロハロシラン化合物(C)を加えてカップリング反応を行なってもよい。
In addition, the transition metal complex represented by the general formula (I-3) includes a transition metal complex represented by the general formula (I-4) and a secondary class represented by the following general formula (I-6). It is obtained by reacting with a silane compound at 80 to 150 ° C.
R 4 2 H 2 Si (I-6)
[In general formula (I-5), R 4 is the same as in general formula (I-1). ]
By the above reaction, a dehydrogenative condensation reaction between silicon on the secondary silane compound and R 1 in the transition metal complex occurs, and a transition metal complex represented by the general formula (I-3) is obtained.
In addition, in the manufacturing method of this invention, the raw material of said transition metal complex is mixed, the transition metal complex shown by general formula (I) or (I-3) is generated, hydrosilane compound (A) and halosilane compound The coupling reaction may be carried out by adding (B) or the hydrohalosilane compound (C).

[還元剤]
本発明の製造方法において、還元剤は、遷移金属錯体の還元のために用いられる。本発明の製造方法において想定される反応機構において、ヒドロシラン化合物と、クロロシラン化合物とのカップリング反応の後、モリブデン金属に、水素原子(ヒドリド)及び塩素等のハロゲン(Z)が共有結合を有する、H−[Mo]−Z種が生成すると考えられる。当該H−[Mo]−Z種を還元剤と反応させることで、熱を加えることにより活性種となるH−[Mo]−H種が生成し、本発明のカップリング反応が触媒反応として進行すると考えられる。
[Reducing agent]
In the production method of the present invention, the reducing agent is used for reduction of the transition metal complex. In the reaction mechanism assumed in the production method of the present invention, after a coupling reaction between a hydrosilane compound and a chlorosilane compound, a halogen atom (Z) such as a hydrogen atom (hydride) and chlorine has a covalent bond to molybdenum metal. It is thought that H- [Mo] -Z species are generated. By reacting the H- [Mo] -Z species with a reducing agent, H- [Mo] -H species that are active species are generated by applying heat, and the coupling reaction of the present invention proceeds as a catalytic reaction. I think that.

本発明に用いられる還元剤は、下記一般式(II)で表される化合物であることが好ましい。
2(v-m)6 mv-3 (II)
一般式(II)中、A2はホウ素又はアルミニウム原子を示し、R6は炭素数1〜8の炭化水素基を示し、Mはリチウム又はナトリウム原子を示し、vは3又は4の整数であり、mは0〜3の整数であり、v−mは1以上である。
The reducing agent used in the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (II).
A 2 H (vm) R 6 m M v-3 (II)
In the general formula (II), A 2 represents a boron or aluminum atom, R 6 represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, M represents a lithium or sodium atom, and v represents an integer of 3 or 4. , M is an integer of 0 to 3, and vm is 1 or more.

2は、ホウ素が好ましい。R6は、イソブチル基、ターシャリーブチル基、イソプロピル基が好ましい。vは3が好ましい。v−mは、ヒドリド還元性を有する化合物を用いる観点から、1以上であり、3が好ましい。
本発明に用いられる還元剤は、具体的には、ボラン(BH3)、水素化アルミニウム(AlH3)、水素化ジイソブチルアルミニウム(DIBAL−H)、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)、水素化ホウ素リチウム(LiBH4)、水素化アルミニウムリチウム(LiAlH4)が挙げられ、これらの中でもボランと水素化ホウ素リチウムが好ましい。
A 2 is preferably boron. R 6 is preferably an isobutyl group, a tertiary butyl group, or an isopropyl group. v is preferably 3. From the viewpoint of using a compound having hydride reducing property, vm is 1 or more, and 3 is preferable.
Specifically, the reducing agent used in the present invention is borane (BH 3 ), aluminum hydride (AlH 3 ), diisobutylaluminum hydride (DIBAL-H), sodium borohydride (NaBH 4 ), borohydride. Examples thereof include lithium (LiBH 4 ) and lithium aluminum hydride (LiAlH 4 ). Among these, borane and lithium borohydride are preferable.

その他、本発明の製造方法において、生成物の収率を高めるため、銅塩を用いることが好ましい。
銅塩としては、トリフルオロメタンスルホン酸銅(II)(Cu(OTf)2)、パラトルエンスルフォン酸銅(II)(Cu(OTs)2)、酢酸銅(II)(Cu(OCOCH32)、硫酸銅(II)(CuSO4)、塩化銅(II)、ヨウ化銅(II)が挙げられる。これらの中でも、トリフルオロメタンスルホン酸銅(II)が好ましい。また、特にヒドロハロシラン化合物(C)の反応において、当該トリフルオロメタンスルホン酸銅(II)を用いることが好ましい。
In addition, in the manufacturing method of the present invention, it is preferable to use a copper salt in order to increase the yield of the product.
Examples of copper salts include copper (II) trifluoromethanesulfonate (Cu (OTf) 2 ), copper (II) paratoluenesulfonate (Cu (OTs) 2 ), and copper (II) acetate (Cu (OCOCH 3 ) 2 ). , Copper sulfate (II) (CuSO 4 ), copper chloride (II), and copper iodide (II). Among these, copper (II) trifluoromethanesulfonate is preferable. In particular, the copper (II) trifluoromethanesulfonate is preferably used in the reaction of the hydrohalosilane compound (C).

[触媒組成物]
本発明の触媒組成物は、上記一般式(I)で表される遷移金属錯体、及び、上記一般式(II)で表される化合物を配合した組成物である。また当該組成物は、任意で、銅塩を配合することが好適である。
本発明の触媒組成物において、遷移金属錯体の配合量は、上記一般式(II)で表される化合物に対して、0.01〜20モル%が好ましく、0.1〜10モル%がより好ましく、0.1〜3モル%が更に好ましい。
銅塩の配合量は、遷移金属錯体の配合量に対して、1〜10モル倍が好ましく、2〜9モル倍がより好ましく、3〜8倍がより好ましい。
[Catalyst composition]
The catalyst composition of the present invention is a composition in which a transition metal complex represented by the above general formula (I) and a compound represented by the above general formula (II) are blended. Moreover, it is suitable for the said composition to mix | blend copper salt arbitrarily.
In the catalyst composition of the present invention, the blending amount of the transition metal complex is preferably 0.01 to 20 mol%, more preferably 0.1 to 10 mol% with respect to the compound represented by the general formula (II). Preferably, 0.1 to 3 mol% is more preferable.
The compounding amount of the copper salt is preferably 1 to 10 mol times, more preferably 2 to 9 mol times, and more preferably 3 to 8 times the compounding amount of the transition metal complex.

[カップリング反応I]
本発明の製造方法では、ヒドロシラン化合物(A)とハロシラン化合物(B)とを反応させてケイ素−ケイ素カップリング化合物(I)を得る。当該ケイ素−ケイ素カップリング化合物(I)としては、例えば、ジシラン化合物、トリシラン化合物、ポリシランが挙げられる。
[Coupling reaction I]
In the production method of the present invention, the silicon-silicon coupling compound (I) is obtained by reacting the hydrosilane compound (A) with the halosilane compound (B). Examples of the silicon-silicon coupling compound (I) include disilane compounds, trisilane compounds, and polysilanes.

〔ヒドロシラン化合物(A)〕
ヒドロシラン化合物(A)は、下記一般式(III)で表される化合物が好ましい。
a 4-eSiHe (III)
一般式(III)中、Raは、1以上の水素が官能基又はハロゲン原子と置換していてもよい、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は炭素数5〜20のアリールオキシ基を示し、eは1〜3の整数である。
[Hydrosilane Compound (A)]
The hydrosilane compound (A) is preferably a compound represented by the following general formula (III).
R a 4-e SiH e (III)
In general formula (III), R a is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or carbon in which one or more hydrogen atoms may be substituted with a functional group or a halogen atom The aryloxy group of number 5-20 is shown, and e is an integer of 1-3.

aの官能基としては、例えば、アミノ基、カルボキシ基、アルデヒド基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。Raのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
aの炭素数1〜20の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ビフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基等が挙げられる。
aの炭素数1〜20のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、i−プロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、i−ブチルオキシ基、t−ブチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ラウリルオキシ基等が挙げられる。
aの炭素数5〜20のアリールオキシ基としては、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、ピリジニル基が挙げられる。
eは、1又は2が好ましい。
Examples of the functional group for Ra include an amino group, a carboxy group, an aldehyde group, a cyano group, and a nitro group. Examples of the halogen atom for Ra include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms of Ra include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a t-butyl group, and a hexyl group. Octyl group, cyclohexyl group, phenyl group, biphenyl group, fluorenyl group, naphthyl group and the like.
The alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms R a, a methoxy group, an ethoxy group, n- propyl group, i- propyl group, n- butyloxy, i- butyloxy group, t-butyloxy group, a hexyloxy group Octyloxy group, lauryloxy group and the like.
Examples of the aryloxy group having 5 to 20 carbon atoms for Ra include a phenoxy group, a naphthyloxy group, and a pyridinyl group.
e is preferably 1 or 2.

ヒドロシラン化合物(A)は、具体的には、トリメチルシラン、トリエチルシラン、トリフェニルシラン、メチルジフェニルシラン、フェニルジメチルシラン、オクチルジメチルシラン等のモノヒドロシラン;ジメチルシラン、ジエチルシラン、ジフェニルシラン、メチルフェニルシラン、オクチルメチルシラン等のジヒドロシラン等が挙げられる。   Specifically, the hydrosilane compound (A) is a monohydrosilane such as trimethylsilane, triethylsilane, triphenylsilane, methyldiphenylsilane, phenyldimethylsilane, octyldimethylsilane; dimethylsilane, diethylsilane, diphenylsilane, methylphenylsilane. And dihydrosilane such as octylmethylsilane.

〔ハロシラン化合物(B)〕
ハロシラン化合物(B)は、下記一般式(IV)で表される化合物が好ましい。
b 4-fSiZf (IV)
一般式(IV)中、Rbは、1以上の水素が官能基又はハロゲン原子と置換していてもよい、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は炭素数5〜20のアリールオキシ基を示し、Zは塩素、臭素及びヨウ素から選ばれる少なくとも1種の原子であり、fは1〜3の整数である。
fは、1又は2が好ましい。
bの官能基、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基、又はアリールオキシ基としては、上記Raの例示と同種のものから選択できる。
[Halosilane Compound (B)]
The halosilane compound (B) is preferably a compound represented by the following general formula (IV).
R b 4-f SiZ f (IV)
In general formula (IV), Rb is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or carbon in which one or more hydrogen atoms may be substituted with a functional group or a halogen atom An aryloxy group of 5 to 20 is shown, Z is at least one atom selected from chlorine, bromine and iodine, and f is an integer of 1 to 3.
f is preferably 1 or 2.
Functional group R b, a halogen atom, a hydrocarbon group, the alkoxy group, or aryloxy group may be selected from those exemplified the same type of the R a.

ハロシラン化合物(B)は、具体的には、トリメチルクロロシラン、トリエチルクロロシラン、トリフェニルクロロシラン、メチルジフェニルクロロシラン、フェニルジメチルクロロシラン、オクチルジメチルクロロシラン等のモノクロロシラン;ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、メチルフェニルジクロロシラン、オクチルメチルジクロロシラン等のジクロロシランが挙げられる。   Specifically, the halosilane compound (B) is a monochlorosilane such as trimethylchlorosilane, triethylchlorosilane, triphenylchlorosilane, methyldiphenylchlorosilane, phenyldimethylchlorosilane, octyldimethylchlorosilane; dimethyldichlorosilane, diethyldichlorosilane, diphenyldichlorosilane, Examples thereof include dichlorosilane such as methylphenyldichlorosilane and octylmethyldichlorosilane.

〔ケイ素−ケイ素カップリング化合物(I)〕
本発明の製造方法における、ヒドロシラン化合物(A)とハロシラン化合物(B)とを反応させて得られる、ケイ素−ケイ素カップリング化合物(I)は、例えば、eが1且つfが1の場合、一般式(VI−1)で表される。
a 3Si−SiRb 3 (VI−1)
〔一般式(VI−1)中、Ra及びRbは、上記一般式(III)及び(IV)と同様である。〕
[Silicon-silicon coupling compound (I)]
In the production method of the present invention, the silicon-silicon coupling compound (I) obtained by reacting the hydrosilane compound (A) and the halosilane compound (B), for example, when e is 1 and f is 1, It is represented by Formula (VI-1).
R a 3 Si—SiR b 3 (VI-1)
[In General Formula (VI-1), R a and R b are the same as those in General Formulas (III) and (IV). ]

eが1且つfが2の場合、ケイ素−ケイ素カップリング化合物(I)は一般式(VI−2)で表される。
a 3Si−SiRb 2−SiRa 3 (VI−2)
〔一般式(VI−2)中、Ra及びRbは、上記一般式(III)及び(IV)と同様である。〕
When e is 1 and f is 2, the silicon-silicon coupling compound (I) is represented by the general formula (VI-2).
R a 3 Si—SiR b 2 —SiR a 3 (VI-2)
[In General Formula (VI-2), R a and R b are the same as those in General Formulas (III) and (IV). ]

eが2且つfが1の場合、ケイ素−ケイ素カップリング化合物(I)は一般式(VI−3)で表される。
b 3Si−SiRa 2−SiRb 3 (VI−3)
〔一般式(VI−3)中、Ra及びRbは、上記一般式(III)及び(IV)と同様である。〕
When e is 2 and f is 1, the silicon-silicon coupling compound (I) is represented by the general formula (VI-3).
R b 3 Si—SiR a 2 —SiR b 3 (VI-3)
[In General Formula (VI-3), R a and R b are the same as those in General Formulas (III) and (IV). ]

eが2且つfが2の場合、ケイ素−ケイ素カップリング化合物(I)は一般式(VI−4)で表される。
−(SiRa 2−SiRb 2p− (VI−4)
〔一般式(VI−4)中、Ra及びRbは、上記一般式(III)及び(IV)と同様である。〕
すなわち、ヒドロシラン化合物(A)由来の構造単位と、ハロシラン化合物(B)由来の構造単位とを有する交互共重合体が得られる。
一般式(VI−4)で示される交互共重合体の質量平均分子量は、例えば、1,000〜20,000である。
When e is 2 and f is 2, the silicon-silicon coupling compound (I) is represented by the general formula (VI-4).
-(SiR a 2 -SiR b 2 ) p- (VI-4)
[In General Formula (VI-4), R a and R b are the same as those in General Formulas (III) and (IV). ]
That is, an alternating copolymer having a structural unit derived from the hydrosilane compound (A) and a structural unit derived from the halosilane compound (B) is obtained.
The mass average molecular weight of the alternating copolymer represented by the general formula (VI-4) is, for example, 1,000 to 20,000.

[カップリング反応II]
本発明の製造方法では、ヒドロハロシラン化合物(C)を反応させて、ケイ素−ケイ素カップリング化合物(II)を得る。当該ケイ素−ケイ素カップリング化合物(II)としては、例えば、ポリシランである。
[Coupling reaction II]
In the production method of the present invention, the hydrohalosilane compound (C) is reacted to obtain the silicon-silicon coupling compound (II). An example of the silicon-silicon coupling compound (II) is polysilane.

〔ヒドロハロシラン化合物(C)〕
ヒドロハロシラン化合物(C)は、下記一般式(V)で表される化合物が好ましい。
c 4-g-hSiHgh (V)
一般式(V)中、Rcは、1以上の水素が官能基又はハロゲン原子と置換していてもよい、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は炭素数5〜20のアリールオキシ基を示し、Zは塩素、臭素及びヨウ素から選ばれる少なくとも1種の原子であり、gは1〜2の整数であり、hは1〜2の整数である。
gは1が好ましく、hは1が好ましい。g+hは3以下が好ましい。
cの官能基、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基、又はアリールオキシ基としては、上記Raの例示と同種のものから選択できる。
ヒドロハロシラン化合物(C)は、具体的には、ジメチルクロロシラン、ジエチルクロロシラン、ジフェニルクロロシラン、フェニルメチルクロロシラン、オクチルメチルクロロシラン等が挙げられる。
[Hydrohalosilane compound (C)]
The hydrohalosilane compound (C) is preferably a compound represented by the following general formula (V).
R c 4-gh SiH g Z h (V)
In general formula (V), R c is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or carbon in which one or more hydrogen atoms may be substituted with a functional group or a halogen atom An aryloxy group of formula 5 to 20 is shown, Z is at least one atom selected from chlorine, bromine and iodine, g is an integer of 1 to 2, and h is an integer of 1 to 2.
g is preferably 1, and h is preferably 1. g + h is preferably 3 or less.
Functional group R c, halogen atom, a hydrocarbon group, the alkoxy group, or aryloxy group may be selected from those exemplified the same type of the R a.
Specific examples of the hydrohalosilane compound (C) include dimethylchlorosilane, diethylchlorosilane, diphenylchlorosilane, phenylmethylchlorosilane, octylmethylchlorosilane, and the like.

〔ケイ素−ケイ素カップリング化合物(II)〕
本発明の製造方法における、ヒドロハロシラン化合物(C)を反応させて得られる、ケイ素−ケイ素カップリング化合物(II)は、例えば、gが1且つhが1の場合、一般式(VII−1)で表される。
−(SiRc 2p− (VII−1)
〔一般式(VII−1)中、Rcは、上記一般式(V)と同様である。〕
すなわち、ヒドロハロシラン化合物(C)由来の構造単位を有する重合体が得られる。
一般式(VII−1)で示される重合体の質量平均分子量は、例えば、1,000〜20,000である。
[Silicon-silicon coupling compound (II)]
For example, when g is 1 and h is 1, the silicon-silicon coupling compound (II) obtained by reacting the hydrohalosilane compound (C) in the production method of the present invention is represented by the general formula (VII-1). ).
-(SiR c 2 ) p- (VII-1)
[In general formula (VII-1), Rc is the same as that of the said general formula (V). ]
That is, a polymer having a structural unit derived from the hydrohalosilane compound (C) is obtained.
The mass average molecular weight of the polymer represented by the general formula (VII-1) is, for example, 1,000 to 20,000.

[反応条件]
本発明の製造方法において、一般式(I)で表される遷移金属錯体の配合量は、原料のヒドロシラン化合物(A)又はヒドロハロシラン化合物(C)に対して、0.01〜20モル%が好ましく、0.1〜10モル%がより好ましく、0.1〜3モル%が更に好ましい。
還元剤の配合量は、触媒の失活の防止のため、原料のヒドロシラン化合物(A)又はヒドロハロシラン化合物(C)1モルに対して、0.8〜5モル当量が好ましく、1〜3モル当量がより好ましい。
カップリング反応(I)において、ヒドロシラン化合物(A)のハロシラン化合物(B)に対するモル比〔A/B〕は、0.5〜2が好ましく、0.8〜1.5がより好ましく、0.9〜1.1がより好ましい。
[Reaction conditions]
In the production method of the present invention, the blending amount of the transition metal complex represented by the general formula (I) is 0.01 to 20 mol% relative to the raw hydrosilane compound (A) or hydrohalosilane compound (C). Is preferable, 0.1-10 mol% is more preferable, and 0.1-3 mol% is still more preferable.
The amount of the reducing agent is preferably 0.8 to 5 molar equivalents relative to 1 mole of the raw hydrosilane compound (A) or hydrohalosilane compound (C) in order to prevent deactivation of the catalyst. A molar equivalent is more preferred.
In the coupling reaction (I), the molar ratio [A / B] of the hydrosilane compound (A) to the halosilane compound (B) is preferably 0.5 to 2, more preferably 0.8 to 1.5, and 9 to 1.1 is more preferable.

本発明の製造方法は、遷移金属錯体による触媒活性を維持するために、不活性ガス雰囲気下で行なわれることが好ましい。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム等が挙げられるが、これらの中でも、遷移金属錯体への作用が少ないことから、アルゴンが好ましい。
本発明の製造方法における反応温度は、反応の活性及び触媒失活の防止のため、50〜150℃が好ましく、60〜110℃がより好ましく、70〜100℃が更に好ましい。
The production method of the present invention is preferably carried out in an inert gas atmosphere in order to maintain the catalytic activity of the transition metal complex. Examples of the inert gas include nitrogen, argon, helium and the like. Among these, argon is preferable because it has little effect on the transition metal complex.
The reaction temperature in the production method of the present invention is preferably 50 to 150 ° C., more preferably 60 to 110 ° C., and still more preferably 70 to 100 ° C. in order to prevent reaction activity and catalyst deactivation.

以上本発明の製造方法により、ヒドロシラン化合物(A)とハロシラン化合物(B)とを反応させて、又はヒドロハロシラン化合物(C)を反応させて、ケイ素−ケイ素カップリング化合物を得ることができる。当該方法によれば、リチウム塩を経由することなく、温和な条件でヒドロシラン化合物とハロシラン化合物の脱ハロゲン化水素反応を行なうことができる。すなわち、本発明の製造方法により、ジシラン化合物、ポリシラン化合物等のケイ素−ケイ素カップリング化合物を得ることができる。   As described above, by the production method of the present invention, the silicon-silicon coupling compound can be obtained by reacting the hydrosilane compound (A) with the halosilane compound (B) or reacting the hydrohalosilane compound (C). According to this method, the dehydrohalogenation reaction between the hydrosilane compound and the halosilane compound can be performed under mild conditions without going through the lithium salt. That is, silicon-silicon coupling compounds such as disilane compounds and polysilane compounds can be obtained by the production method of the present invention.

以下、本発明の実施例について説明するがこれに限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to them.

[遷移金属錯体の製造例]
〔製造例1〕
モリブデンテトラヒドリド錯体〔(MoH4(dppe)2),0.255mmol〕とジフェニルシラン(Ph2SiH2,1.53mmol)をトルエン(20ml)に溶解し、アルゴン雰囲気下で5時間加熱還流を行う。反応溶液を室温まで冷却し、溶媒を減圧下で除去する。残留物をベンゼン(10ml)に溶解し、これにヘキサン(25ml)を加えた後、室温で一晩放置する。生じた黄色の沈殿を濾別し、ヘキサン(5ml×3)で洗浄後に真空乾燥することで上記で示した式(Ia)の遷移金属錯体(0.239g,87%)が得られた。(参考文献:1.“第5版実験化学講座21”(2004年),136頁 2.Organometallics, (2005), 24, 3434.)
[Production example of transition metal complex]
[Production Example 1]
Molybdenum tetrahydride complex [(MoH 4 (dppe) 2 ), 0.255 mmol] and diphenylsilane (Ph 2 SiH 2 , 1.53 mmol) are dissolved in toluene (20 ml) and heated under reflux in an argon atmosphere for 5 hours. . The reaction solution is cooled to room temperature and the solvent is removed under reduced pressure. Dissolve the residue in benzene (10 ml), add hexane (25 ml) to it and leave at room temperature overnight. The resulting yellow precipitate was filtered off, washed with hexane (5 ml × 3) and then vacuum dried to obtain the transition metal complex of formula (Ia) (0.239 g, 87%) shown above. (Reference: 1. “5th edition, Experimental Chemistry Course 21” (2004), p. 136. 2. Organometallics, (2005), 24, 3434.)

[ジシランの製造方法]
〔実施例1〕
アルゴン雰囲気に置換したシュレンクフラスコに、上記製造例1により得られる式(Ia)の遷移金属錯体(0.018mmol)と、ボラン(BH3)のテトラヒドロフラン溶液(ボラン含有量1.87mmol)と、を加えた後、トリエチルシラン(Et3SiH,1.87mmol)、トリフェニルクロロシラン(Ph3SiCl,1.87mmol)を添加した。当該混合物を室温で攪拌した後、アルゴン雰囲気に置換した耐圧チューブに、移動させて、80℃で24時間加熱反応させた。その後、室温まで冷却し、適量の水を加えて反応を終了させた。
反応液を分液ロートにて、塩化メチレンで抽出し、得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を除去した。その後、カラムクロマトグラフィーにより生成し、1,1,1−トリフェニル−2,2,2−トリエチルジシラン(Ph3Si−SiEt3)が(収率53%)で得られた。
[Disilane production method]
[Example 1]
In a Schlenk flask substituted with an argon atmosphere, a transition metal complex (0.018 mmol) of the formula (Ia) obtained by Production Example 1 and a tetrahydrofuran solution (borane content: 1.87 mmol) of borane (BH 3 ) were added. After the addition, triethylsilane (Et 3 SiH, 1.87 mmol) and triphenylchlorosilane (Ph 3 SiCl, 1.87 mmol) were added. After the mixture was stirred at room temperature, it was moved to a pressure-resistant tube substituted with an argon atmosphere, and heated and reacted at 80 ° C. for 24 hours. Thereafter, the mixture was cooled to room temperature, and an appropriate amount of water was added to terminate the reaction.
The reaction solution was extracted with methylene chloride using a separatory funnel, and the resulting organic layer was dried over magnesium sulfate, and the solvent was removed under reduced pressure. Then, generated by column chromatography, 1,1,1-triphenyl-2,2,2-triethyl disilane (Ph 3 Si-SiEt 3) was obtained in (53% yield).

〔実施例2〜6〕
実施例1で用いたトリエチルシラン及びトリフェニルクロロシランを表1に示す化合物に変更した以外は実施例1と同様の方法で、実施例2〜6の製造方法を実施した。結果を表1に示す。
[Examples 2 to 6]
The production methods of Examples 2 to 6 were carried out in the same manner as in Example 1 except that the triethylsilane and triphenylchlorosilane used in Example 1 were changed to the compounds shown in Table 1. The results are shown in Table 1.

Figure 2014181212
Figure 2014181212

[単独重合ポリシランの製造方法]
〔実施例7〕
アルゴン雰囲気に置換したシュレンクフラスコに、上記製造例1により得られる式(Ia)の遷移金属錯体(20mg,0.018mmol)と、ボラン(BH3)のテトラヒドロフラン溶液(ボラン含有量1.87mmol,1.87mL)と、を加えた後、ジフェニルクロロシラン(Ph2SiHCl,1.87mmol)とCu(OTf)2(0.2mmol)を添加した。当該混合物を室温で攪拌した後、アルゴン雰囲気に置換した耐圧チューブに、移動させて、80℃で24時間加熱反応させた。室温まで冷却し、適量のテトラヒドロフランを加え撹拌した後、セライトを使って濾過を行った。反応液を分液ロートにて、飽和食塩水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を除去した。その後、ヘキサンで抽出を行うことでポリジフェニルシランが(収率72%)で得られた。結果を表2に示す。
[Method for producing homopolymerized polysilane]
Example 7
In a Schlenk flask substituted with an argon atmosphere, a tetrahydrofuran solution (borane content 1.87 mmol, 1) of the transition metal complex of formula (Ia) obtained by Preparation Example 1 (20 mg, 0.018 mmol) and borane (BH 3 ) was added. , 87 mL), and then diphenylchlorosilane (Ph 2 SiHCl, 1.87 mmol) and Cu (OTf) 2 (0.2 mmol). After the mixture was stirred at room temperature, it was moved to a pressure-resistant tube substituted with an argon atmosphere, and heated and reacted at 80 ° C. for 24 hours. After cooling to room temperature and adding an appropriate amount of tetrahydrofuran, the mixture was stirred and then filtered using Celite. The reaction solution was washed with a saturated saline solution using a separatory funnel, the organic layer was dried over magnesium sulfate, and the solvent was removed under reduced pressure. Then, polydiphenylsilane was obtained by the extraction with hexane (yield 72%). The results are shown in Table 2.

〔実施例8〕
実施例7で用いたジフェニルクロロシランをフェニルメチルクロロシランに変更した以外は実施例7と同様の方法で、実施例8の製造方法を実施した。結果を表2に示す。
Example 8
The production method of Example 8 was carried out in the same manner as in Example 7 except that diphenylchlorosilane used in Example 7 was changed to phenylmethylchlorosilane. The results are shown in Table 2.

Figure 2014181212
Figure 2014181212

[交互共重合ポリシランの製造方法]
〔実施例9〕
アルゴン雰囲気に置換したシュレンクフラスコに、上記製造例1により得られる式(Ia)の遷移金属錯体(20mg,0.018mmol)と、ボラン(BH3)のテトラヒドロフラン溶液(ボラン含有量1.87mmol,1.87mL)と、を加えた後、ジフェニルシラン(Ph2SiH2、1.87mmol)、ジメチルジクロロシラン(Me2SiCl2、1.87mmol)を添加した。当該混合物を室温で攪拌した後、アルゴン雰囲気に置換した耐圧チューブに移動させて、80℃で24時間加熱反応させた。室温まで冷却し、適量のテトラヒドロフランを加え撹拌した後、セライトを使って濾過を行った。反応液を分液ロートにて、飽和食塩水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を除去した。その後、ヘキサンで抽出を行うことでジフェニルシラン−ジメチルシラン交互共重合体が(収率45%)で得られた。結果を表3に示す。
[Production method of alternating copolymerized polysilane]
Example 9
In a Schlenk flask substituted with an argon atmosphere, a tetrahydrofuran solution (borane content: 1.87 mmol, 1) of the transition metal complex of formula (Ia) obtained in Preparation Example 1 (20 mg, 0.018 mmol) and borane (BH 3 ) was added. , 87 mL), and diphenylsilane (Ph 2 SiH 2 , 1.87 mmol) and dimethyldichlorosilane (Me 2 SiCl 2 , 1.87 mmol) were added. After the mixture was stirred at room temperature, it was moved to a pressure-resistant tube replaced with an argon atmosphere and heated at 80 ° C. for 24 hours. After cooling to room temperature and adding an appropriate amount of tetrahydrofuran, the mixture was stirred and then filtered using Celite. The reaction solution was washed with a saturated saline solution using a separatory funnel, the organic layer was dried over magnesium sulfate, and the solvent was removed under reduced pressure. Then, diphenylsilane-dimethylsilane alternating copolymer was obtained with a yield of 45% by performing extraction with hexane. The results are shown in Table 3.

Figure 2014181212
Figure 2014181212

上記実施例1〜9により、ヒドロシラン化合物とハロシラン化合物のカップリング反応によりジシラン化合物が、ヒドロハロシラン化合物(C)をカップリング反応させてポリシランが得られることがわかる。   From the above Examples 1 to 9, it can be seen that the disilane compound undergoes a coupling reaction of the hydrohalosilane compound (C) by the coupling reaction of the hydrosilane compound and the halosilane compound to obtain polysilane.

本発明により、ヒドロシラン化合物とハロシラン化合物の反応によりケイ素―ケイ素カップリング化合物が得られる。例えば、本発明により得られるジシランは熱分解によりアモルファスシリコンを得ることができ、ポリシランは主鎖のσ−共役に基づいた半導体特性、高いホール移動度、光反応性、特異な光物性など興味深い物性を有しており、新しい機能性材料として多方面への応用が期待される。   According to the present invention, a silicon-silicon coupling compound is obtained by the reaction of a hydrosilane compound and a halosilane compound. For example, disilane obtained by the present invention can obtain amorphous silicon by thermal decomposition, and polysilane has interesting physical properties such as semiconductor properties based on σ-conjugate of the main chain, high hole mobility, photoreactivity, and unique optical properties. As a new functional material, it is expected to be applied to various fields.

Claims (5)

還元剤の存在下、下記一般式(I)で表される遷移金属錯体を用いて、ヒドロシラン化合物(A)とハロシラン化合物(B)とを反応させて、又はヒドロハロシラン化合物(C)を反応させて、ケイ素−ケイ素カップリング化合物を得る、ケイ素化合物の製造方法。
Figure 2014181212
〔一般式(I)中、Xは下記一般式(I−1)で表されるシリル基を示し、A1はリン、砒素、及び窒素から選ばれる少なくとも1種の原子を示し、R1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜9の炭化水素基を示し、R2は炭素数1〜9の炭化水素基又は炭素数1〜9の二価の炭化水素基を示し、R3は炭素数2〜4のアルカンジイル基を示し、aは1〜3の整数である。ただしR2が二価の炭化水素基である場合には、R2はXのシリル基のケイ素原子と結合を有する。〕
4 np3-(n+p)Si−* (I−1)
〔一般式(I−1)中、R4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、1以上の水素が官能基又はハロゲン原子と置換していてもよい、炭素数1〜9の炭化水素基を示し、Yは、R2との結合部位を示し、*はMo原子との結合部位を示し、nは1〜3の整数であり、pは0又は1であり、n+pは3以下である。ただし、R2が二価の炭化水素基である場合、pは1であり、R2が二価の炭化水素基でない場合、pは0である。〕
In the presence of a reducing agent, the transition metal complex represented by the following general formula (I) is used to react the hydrosilane compound (A) with the halosilane compound (B), or the hydrohalosilane compound (C) is reacted. A method for producing a silicon compound, wherein a silicon-silicon coupling compound is obtained.
Figure 2014181212
[In general formula (I), X represents a silyl group represented by the following general formula (I-1), A 1 represents at least one atom selected from phosphorus, arsenic, and nitrogen, and R 1 represents Each represents the same or different hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, and R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms or a divalent hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms. , R 3 represents an alkanediyl group having 2 to 4 carbon atoms, and a is an integer of 1 to 3. However, when R 2 is a divalent hydrocarbon group, R 2 has a bond with the silicon atom of the silyl group of X. ]
R 4 n Y p H 3- ( n + p) Si- * (I-1)
[In General Formula (I-1), R 4 may be the same or different, and one or more hydrogen atoms may be substituted with a functional group or a halogen atom. Represents a hydrogen group, Y represents a bonding site to R 2 , * represents a bonding site to Mo atom, n represents an integer of 1 to 3, p is 0 or 1, and n + p is 3 or less It is. However, when R 2 is a divalent hydrocarbon group, p is 1, and when R 2 is not a divalent hydrocarbon group, p is 0. ]
還元剤が、下記一般式(II)で表される化合物である、請求項1に記載のケイ素化合物の製造方法。
2(v-m)6 mv-3 (II)
〔一般式(II)中、A2はホウ素又はアルミニウム原子を示し、R6は炭素数1〜8の炭化水素基を示し、Mはリチウム又はナトリウム原子を示し、vは3又は4の整数であり、mは0〜3の整数であり、v−mは1以上である。〕
The method for producing a silicon compound according to claim 1, wherein the reducing agent is a compound represented by the following general formula (II).
A 2 H (vm) R 6 m M v-3 (II)
[In General Formula (II), A 2 represents a boron or aluminum atom, R 6 represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, M represents a lithium or sodium atom, and v represents an integer of 3 or 4. Yes, m is an integer from 0 to 3, and vm is 1 or more. ]
ヒドロシラン化合物(A)が下記一般式(III)で表される化合物であり、ハロシラン化合物(B)が下記一般式(IV)で表される化合物である、請求項1又は2に記載のケイ素化合物の製造方法。
a 4-eSiHe (III)
〔一般式(III)中、Raは、1以上の水素が官能基又はハロゲン原子と置換していてもよい、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は炭素数5〜20のアリールオキシ基を示し、eは1〜3の整数である。〕
b 4-fSiZf (IV)
〔一般式(IV)中、Rbは、1以上の水素が官能基又はハロゲン原子と置換していてもよい、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は炭素数5〜20のアリールオキシ基を示し、Zは塩素、臭素及びヨウ素から選ばれる少なくとも1種の原子であり、fは1〜3の整数である。〕
The silicon compound according to claim 1 or 2, wherein the hydrosilane compound (A) is a compound represented by the following general formula (III), and the halosilane compound (B) is a compound represented by the following general formula (IV). Manufacturing method.
R a 4-e SiH e (III)
[In General Formula (III), R a is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, wherein one or more hydrogen atoms may be substituted with a functional group or a halogen atom, or An aryloxy group having 5 to 20 carbon atoms is shown, and e is an integer of 1 to 3. ]
R b 4-f SiZ f (IV)
[In general formula (IV), Rb is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or one or more hydrogen atoms optionally substituted with a functional group or a halogen atom, or An aryloxy group having 5 to 20 carbon atoms is shown, Z is at least one atom selected from chlorine, bromine and iodine, and f is an integer of 1 to 3. ]
ヒドロハロシラン化合物(C)が、下記一般式(V)で表される化合物である、請求項1〜3のいずれかに記載のケイ素化合物の製造方法。
c 4-g-hSiHgh (V)
〔一般式(V)中、Rcは、1以上の水素が官能基又はハロゲン原子と置換していてもよい、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は炭素数5〜20のアリールオキシ基を示し、Zは塩素、臭素及びヨウ素から選ばれる少なくとも1種の原子であり、gは1〜2の整数であり、hは1〜2の整数である。〕
The manufacturing method of the silicon compound in any one of Claims 1-3 whose hydrohalosilane compound (C) is a compound represented by the following general formula (V).
R c 4-gh SiH g Z h (V)
[In the general formula (V), R c is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, wherein one or more hydrogen atoms may be substituted with a functional group or a halogen atom, or A C5-C20 aryloxy group is shown, Z is at least 1 type of atom chosen from chlorine, a bromine, and an iodine, g is an integer of 1-2, h is an integer of 1-2. ]
下記一般式(I)で表される遷移金属錯体、及び、下記一般式(II)で表される化合物を配合した触媒組成物。
Figure 2014181212
〔一般式(I)中、Xは下記一般式(I−1)で表されるシリル基を示し、A1はリン、砒素、及び窒素から選ばれる少なくとも1種の原子を示し、R1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜9の炭化水素基を示し、R2は炭素数1〜9の炭化水素基又は炭素数1〜9の二価の炭化水素基を示し、R3は炭素数2〜4のアルカンジイル基を示し、aは1〜3の整数である。ただしR2が二価の炭化水素基である場合には、R2はXのシリル基のケイ素原子と結合を有する。〕
4 np3-(n+p)Si−* (I−1)
〔一般式(I−1)中、R4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、1以上の水素が官能基又はハロゲン原子と置換していてもよい、炭素数1〜9の炭化水素基を示し、Yは、R2との結合部位を示し、*はMo原子との結合部位を示し、nは1〜3の整数であり、pは0又は1であり、n+pは3以下である。ただし、R2が二価の炭化水素基である場合、pは1であり、R2が二価の炭化水素基でない場合、pは0である。〕
2(v-m)6 mv-3 (II)
〔一般式(II)中、A2はホウ素又はアルミニウム原子を示し、R6は炭素数1〜8の炭化水素基を示し、Mはリチウム又はナトリウム原子を示し、vは3又は4の整数であり、mは0〜3の整数であり、v−mは1以上である。〕
A catalyst composition comprising a transition metal complex represented by the following general formula (I) and a compound represented by the following general formula (II).
Figure 2014181212
[In general formula (I), X represents a silyl group represented by the following general formula (I-1), A 1 represents at least one atom selected from phosphorus, arsenic, and nitrogen, and R 1 represents Each represents the same or different hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, and R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms or a divalent hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms. , R 3 represents an alkanediyl group having 2 to 4 carbon atoms, and a is an integer of 1 to 3. However, when R 2 is a divalent hydrocarbon group, R 2 has a bond with the silicon atom of the silyl group of X. ]
R 4 n Y p H 3- ( n + p) Si- * (I-1)
[In General Formula (I-1), R 4 may be the same or different, and one or more hydrogen atoms may be substituted with a functional group or a halogen atom. Represents a hydrogen group, Y represents a bonding site to R 2 , * represents a bonding site to Mo atom, n represents an integer of 1 to 3, p is 0 or 1, and n + p is 3 or less It is. However, when R 2 is a divalent hydrocarbon group, p is 1, and when R 2 is not a divalent hydrocarbon group, p is 0. ]
A 2 H (vm) R 6 m M v-3 (II)
[In General Formula (II), A 2 represents a boron or aluminum atom, R 6 represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, M represents a lithium or sodium atom, and v represents an integer of 3 or 4. Yes, m is an integer from 0 to 3, and vm is 1 or more. ]
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114621279A (en) * 2022-04-19 2022-06-14 湖南农业大学 Preparation method for aryl silane dimer compound through aryl silane self-coupling synthesis under photocatalysis

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