JP2019189564A - Silsesquioxane derivative containing alkoxysilyl group - Google Patents

Silsesquioxane derivative containing alkoxysilyl group Download PDF

Info

Publication number
JP2019189564A
JP2019189564A JP2018084946A JP2018084946A JP2019189564A JP 2019189564 A JP2019189564 A JP 2019189564A JP 2018084946 A JP2018084946 A JP 2018084946A JP 2018084946 A JP2018084946 A JP 2018084946A JP 2019189564 A JP2019189564 A JP 2019189564A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
independently
silsesquioxane
same
ethyl
methyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018084946A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7066173B2 (en
Inventor
中 建介
Kensuke Naka
建介 中
裕顕 井本
Hiroaki Imoto
裕顕 井本
レイナ リ
Reina Li
レイナ リ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyoto Institute of Technology NUC
Original Assignee
Kyoto Institute of Technology NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyoto Institute of Technology NUC filed Critical Kyoto Institute of Technology NUC
Priority to JP2018084946A priority Critical patent/JP7066173B2/en
Publication of JP2019189564A publication Critical patent/JP2019189564A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7066173B2 publication Critical patent/JP7066173B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

To provide a silsesquioxane derivative containing an alkoxysilyl group that prevents coupling of molecules.SOLUTION: The present invention provides a silsesquioxane represented by formula (I) (each R: a hydrocarbon group or a fluorinated alkyl, each Y: -(CH)-Si(OR), -(CH)-S-(CH)-Si(OR), -(CH)-S-(CH)-Si(OR)CH, or -Si-Z(CH), m and n: an integer of 1 to 4, each R: methyl or ethyl).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、アルコキシシリル基を含むシルセスキオキサン誘導体に関する。   The present invention relates to a silsesquioxane derivative containing an alkoxysilyl group.

有機と無機のハイブリッド材料のナノビルディングブロックとして、かご型シルセスキオキサン(POSS)が着目されている。他方、フルオロアルキル化合物は化学的に安定で、耐熱性、耐薬品性、耐候性、耐酸性に優れ、また分子間凝集力が小さく、表面自由エネルギーが低いために、優れた撥水性、撥油性、非粘着性、防汚性を得ることができる。そして、含フッ素シランカップリング剤は分子中の含フッ素有機基が特性付与を担い、同一分子中の別の官能基が固体表面のヒドロキシル基と反応するように設計され、樹脂やガラス表面改質に利用されている。含フッ素かご型シルセスキオキサン化合物は、剛直でかさ高いサイコロ状の無機骨格に高密度に多数の含フッ素基が導入された構造であるため、短いパーフルオロアルキル鎖であっても分子運動性が抑えられ上記の性質がより強調される材料が得られる。このため、含フッ素かご型シルセスキオキサン化合物にアルコキシシリル基を導入したシランカップリング剤が開発され、強靭な塗膜への応用展開が行われている(特許文献1)。   Cage-type silsesquioxane (POSS) is attracting attention as a nano building block for organic and inorganic hybrid materials. On the other hand, fluoroalkyl compounds are chemically stable, excellent in heat resistance, chemical resistance, weather resistance, and acid resistance, and have low intermolecular cohesion and low surface free energy, so they have excellent water and oil repellency. , Non-adhesive and antifouling properties can be obtained. The fluorine-containing silane coupling agent is designed so that the fluorine-containing organic group in the molecule is responsible for imparting properties, and another functional group in the same molecule reacts with the hydroxyl group on the solid surface. Has been used. The fluorine-containing cage-type silsesquioxane compound has a structure in which a large number of fluorine-containing groups are introduced into a rigid and bulky dice-like inorganic skeleton at a high density, so that even a short perfluoroalkyl chain has molecular mobility. A material that is suppressed and has the above properties more emphasized can be obtained. For this reason, a silane coupling agent having an alkoxysilyl group introduced into a fluorine-containing cage-type silsesquioxane compound has been developed and applied to a tough coating film (Patent Document 1).

しかしながら、特許文献1の含フッ素シランカップリング剤中の上記の官能基は水溶液中でシラノール基であるため、カップリング剤同士の反応などにより、固体表面上に効果的に均一な含フッ素有機基のコーティングを施すことができない。   However, since the above functional group in the fluorine-containing silane coupling agent of Patent Document 1 is a silanol group in an aqueous solution, the fluorine-containing organic group is effectively uniform on the solid surface due to a reaction between the coupling agents. The coating cannot be applied.

また、含フッ素かご型シルセスキオキサン化合物へのアルコキシシリル基の導入は1官能に限られる(特許文献2)。この場合、含フッ素かご型シルセスキオキサン化合物の結晶性の高さから,高密度に含フッ素かご型シルセスキオキサン化合物を含むアモルファスな光学的透明材料を得ることは困難である。また、これらのアルコキシシリル基を導入したかご型シルセスキオキサン化合物は常温で固体であるため、ゾルゲル反応を進行させるためには共溶媒として有機溶剤が必須である。   In addition, introduction of an alkoxysilyl group into a fluorine-containing cage silsesquioxane compound is limited to one function (Patent Document 2). In this case, it is difficult to obtain an amorphous optically transparent material containing the fluorine-containing cage silsesquioxane compound at a high density because of the high crystallinity of the fluorine-containing cage silsesquioxane compound. Moreover, since the cage silsesquioxane compound into which these alkoxysilyl groups are introduced is solid at room temperature, an organic solvent is essential as a cosolvent in order to advance the sol-gel reaction.

特開2014-152246JP 2014-152246 特開2007-15977JP2007-15977

本発明の一つの目的は、カップリング剤同士の反応が生じにくい、アルコキシシリル基を有するシルセスキオキサンを提供することにある。   One object of the present invention is to provide a silsesquioxane having an alkoxysilyl group that hardly causes a reaction between coupling agents.

本発明の別の目的は、常温で液体または半固体で、無溶媒でゾルゲル反応が進行するアルコキシシリル基を有するシルセスキオキサンを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a silsesquioxane having an alkoxysilyl group that is liquid or semi-solid at room temperature and in which a sol-gel reaction proceeds without solvent.

本発明者らは、上記の目的を達成すべく、シルセスキオキサン化合物に複数のアルコキシシランを反応させ、機能性新素材である不完全縮合型シルセスキオキサンシラン(Incompletely consdensed POSS, IC-POSS)カップリング剤の開発に成功した。この新規シランカップリング剤は、種々の有機溶媒に可溶であるとともに、常温で流動性があるため無溶媒でもゾルゲル反応が可能である。   In order to achieve the above object, the present inventors have reacted a plurality of alkoxysilanes with a silsesquioxane compound to form a functional new material, incompletely condensed silsesquioxane silane (Incompletely consdensed POSS, IC- POSS) successfully developed a coupling agent. This novel silane coupling agent is soluble in various organic solvents and has fluidity at room temperature, so that sol-gel reaction is possible even without solvent.

本発明によれば、以下の態様が提供される。
[1]式(I)で表わされるシルセスキオキサン。
According to the present invention, the following aspects are provided.
[1] Silsesquioxane represented by the formula (I).

(式中、各R1は、各々独立に、炭化水素基またはフッ化アルキルを示し、
各Yは、各々独立に、−(CH2m −Si(OR23
−(CH2m −S−(CH2n−Si(OR23
−(CH2m −S−(CH2n−Si(OR22 CH3、または
−Si−Z(CH32であり、
mおよびnは、各々独立に、1から4までの整数であり、
各R2は、各々独立に、メチルもしくはエチルであり、
Zは、−(CH2p −Si(OR)3
−(CH2p −S−(CH2q−Si(OR33
−(CH2p−S−(CH2q−Si(OR32 CH3
−(CH2s −O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR33、または
−(CH2s −O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR32 CH3であり、
pおよびqは、各々独立に、1から4までの整数であり、
sおよびtは、各々独立に、1から6までの整数であり、
各R3は、各々独立に、メチルまたはエチルである。)
[2]各R1は、各々独立に、
(In the formula, each R 1 independently represents a hydrocarbon group or a fluorinated alkyl,
Each Y independently represents — (CH 2 ) m —Si (OR 2 ) 3 ,
- (CH 2) m -S- ( CH 2) n -Si (OR 2) 3,
- (CH 2) m -S- ( CH 2) n -Si (OR 2) 2 CH 3 , or -Si-Z (CH 3), 2,
m and n are each independently an integer from 1 to 4,
Each R 2 is independently methyl or ethyl;
Z is — (CH 2 ) p —Si (OR) 3 ,
- (CH 2) p -S- ( CH 2) q -Si (OR 3) 3,
- (CH 2) p -S- ( CH 2) q -Si (OR 3) 2 CH 3,
- (CH 2) s -O- CO (NH) - (CH 2) t -Si (OR 3) 3 or,
- (CH 2) s -O- CO (NH) - (CH 2) t -Si (OR 3) a 2 CH 3,
p and q are each independently an integer from 1 to 4,
s and t are each independently an integer from 1 to 6;
Each R 3 is independently methyl or ethyl. )
[2] Each R 1 is independently

であり、
各Yは、各々独立に、−(CH2m −Si(OR23
−(CH2m −S−(CH2n−Si(OR23 、または
−(CH2m −S−(CH2n−Si(OR22 CH3であり、
mおよびnは、各々独立に、1から4までの整数であり、
各R2は、各々独立に、メチルもしくはエチルである[1]に記載のシルセスキオキサン。
[3]式(II)で表わされる[1]に記載のシルセスキオキサン。
And
Each Y independently represents — (CH 2 ) m —Si (OR 2 ) 3 ,
- (CH 2) m -S- ( CH 2) n -Si (OR 2) 3, or - (CH 2) m -S- ( CH 2) n -Si (OR 2) a 2 CH 3,
m and n are each independently an integer from 1 to 4,
Each R 2 is independently silsesquioxane according to [1], which is methyl or ethyl.
[3] The silsesquioxane according to [1] represented by the formula (II).

(式中、各R1は、各々独立に、炭化水素基またはフッ化アルキルを示し、
各Zは、各々独立に、−(CH2p −Si(OR33
−(CH2p −S−(CH2q−Si(OR33
−(CH2p −S−(CH2q−Si(OR32 CH3
−(CH2s −O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR33、または
−(CH2s −O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR32 CH3であり、
式中、pおよびqは、各々独立に、1から4までの整数であり、
sおよびtは、各々独立に、1から6までの整数であり、
各R3は、各々独立に、メチルもしくはエチルである。)
[4][1]〜[3]のいずれかに記載のシルセスキオキサンの重合体を含む光学的透明材料。
(In the formula, each R 1 independently represents a hydrocarbon group or a fluorinated alkyl,
Each Z is, independently, - (CH 2) p -Si (OR 3) 3,
- (CH 2) p -S- ( CH 2) q -Si (OR 3) 3,
- (CH 2) p -S- ( CH 2) q -Si (OR 3) 2 CH 3,
- (CH 2) s -O- CO (NH) - (CH 2) t -Si (OR 3) 3 or,
- (CH 2) s -O- CO (NH) - (CH 2) t -Si (OR 3) a 2 CH 3,
Where p and q are each independently an integer from 1 to 4,
s and t are each independently an integer from 1 to 6;
Each R 3 is independently methyl or ethyl. )
[4] An optically transparent material comprising the silsesquioxane polymer according to any one of [1] to [3].

本発明のシルセスキオキサンによれば、表面改質剤を初めとするより均一なコーティングを提供することができる。また、有機溶媒を使用しなくてもゾルゲル反応を生じさせることができるため、光学的透明材料、高水蒸気バリア性材料等の種々の材料の製造に用いることができる。   According to the silsesquioxane of the present invention, a more uniform coating including a surface modifier can be provided. Moreover, since a sol-gel reaction can be caused without using an organic solvent, it can be used for production of various materials such as an optically transparent material and a high water vapor barrier material.

実施例1のIC-POSS (化合物1)の1H-NMR スペクトル。 1 H-NMR spectrum of IC-POSS (Compound 1) of Example 1. 実施例1のIC-POSS (化合物1)29 Si-NMR スペクトル。IC-POSS of Example 1 (Compound 1) 29 Si-NMR spectrum. 実施例2のIC-POSS (化合物2)の1H-NMR スペクトル。 1 H-NMR spectrum of IC-POSS (Compound 2) of Example 2. 実施例2のIC-POSS (化合物2)の29 Si-NMR スペクトル。 29 Si-NMR spectrum of IC-POSS (Compound 2) of Example 2. 実施例3のフッ素含有シルセスキオキサンから製造されたガラス状の透明材料の写真。The photograph of the glass-like transparent material manufactured from the fluorine-containing silsesquioxane of Example 3.

本明細書において、「常温」とは20℃を指す。   In this specification, “normal temperature” refers to 20 ° C.

本明細書において、「透明」とは、可視光領域の平均透過率が80%以上、好ましくは90%以上であることを意味する。   In this specification, “transparent” means that the average transmittance in the visible light region is 80% or more, preferably 90% or more.

本明細書において、「半透明」とは、可視光領域の平均透過率が80%未満であって、下地を完全に隠蔽しないことを意味し、好ましくは可視光領域の平均透過率が30%〜70%である。   In this specification, “semi-transparent” means that the average transmittance in the visible light region is less than 80% and does not completely cover the base, and preferably the average transmittance in the visible light region is 30%. ~ 70%.

本明細書において、「半固体」とは、液体と固体の両方の性質を合わせ持つ状態を指す。   In this specification, “semi-solid” refers to a state having both properties of liquid and solid.

本発明のシルセスキオキサンは下記式(I)で表わされる。本発明のシルセスキオキサンはかご型シルセスキオキサン(POSS)の頂点が一つ欠損した構造を有する不完全縮合型シルセスキオキサンシラン(Incompletely consdensed POSS, IC-POSS)である。このため、ケイ素に結合している官能基が同じかご型シルセスキオキサンと比べて、同等の耐熱性を有するが、結晶性が低下する。   The silsesquioxane of the present invention is represented by the following formula (I). The silsesquioxane of the present invention is an incompletely condensed silsesquioxane silane (IC-POSS) having a structure in which one apex of a cage silsesquioxane (POSS) is missing. For this reason, the functional group bonded to silicon has the same heat resistance as the cage-type silsesquioxane, but the crystallinity is lowered.

本発明のシルセスキオキサンは、以下の式(I)で表わされる。   The silsesquioxane of the present invention is represented by the following formula (I).

式中、各R1は、各々独立に、炭化水素基またはフッ化アルキルを示し、
各Yは、各々独立に、−(CH2m−Si(OR23 、−(CH2m−S−(CH2n−Si(OR23 、−(CH2m−S−(CH2n−Si(OR22 CH3、または−Si−Z(CH32であり、
mおよびnは、各々独立に、1から4までの整数であり、
各R2は、各々独立に、メチルもしくはエチルであり、
Zは、−(CH2p−Si(OR33
−(CH2p−S−(CH2q−Si(OR33
−(CH2p−S−(CH2q−Si(OR32 CH3
−(CH2s−O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR33、または
−(CH2s−O−CO(NH)−(CH2t−Si(OR32 CH3であり、
pおよびqは、各々独立に、1から4までの整数であり、
sおよびtは、各々独立に、1から6までの整数であり、
各R3は、各々独立に、メチルまたはエチルである。
In the formula, each R 1 independently represents a hydrocarbon group or an alkyl fluoride,
Each Y is independently, - (CH 2) m -Si (OR 2) 3, - (CH 2) m -S- (CH 2) n -Si (OR 2) 3, - (CH 2) m -S- (CH 2) n -Si ( oR 2) 2 CH 3 , or -Si-Z (CH 3), 2,
m and n are each independently an integer from 1 to 4,
Each R 2 is independently methyl or ethyl;
Z is, - (CH 2) p -Si (OR 3) 3,
- (CH 2) p -S- ( CH 2) q -Si (OR 3) 3,
- (CH 2) p -S- ( CH 2) q -Si (OR 3) 2 CH 3,
- (CH 2) s -O- CO (NH) - (CH 2) t -Si (OR 3) 3 or,
- (CH 2) s -O- CO (NH) - (CH 2) t -Si (OR 3) a 2 CH 3,
p and q are each independently an integer from 1 to 4,
s and t are each independently an integer from 1 to 6;
Each R 3 is independently methyl or ethyl.

1が炭化水素基である場合、R1は飽和炭化水素および不飽和炭化水素のいずれであってもよい。また、R1は、脂肪族非環式(つまり直鎖または分岐鎖の炭化水素基)、脂肪族環式(つまり脂環式の炭化水素基)、および芳香族であってもよく、非環式脂肪族および環式脂肪族は飽和および不飽和のいずれであってもよい。 When R 1 is a hydrocarbon group, R 1 may be either a saturated hydrocarbon or an unsaturated hydrocarbon. R 1 may be aliphatic acyclic (that is, a linear or branched hydrocarbon group), aliphatic cyclic (that is, an alicyclic hydrocarbon group), and aromatic. The formula aliphatic and cycloaliphatic may be either saturated or unsaturated.

1が脂肪族非環式の場合、炭素数は1〜10であることが好ましく、1〜6であることがより好ましい。R1がアルキルの場合、R1としてはメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘプチル等が挙げられる。R1が脂肪族環式の場合、炭素数は1〜10であることが好ましく、1〜6であることがより好ましい。そのような脂肪族環式のR1としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル等が挙げられる。R1が芳香族炭化水素基である場合、炭素数は4〜15であることが好ましく、5〜8であることがより好ましい。そのような芳香族炭化水素基のR1としては、フェニル基、ベンジル基等が挙げられる。 When R 1 is aliphatic acyclic, the carbon number is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 6. When R 1 is alkyl, examples of R 1 include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, cyclopentyl, cyclohexyl, heptyl and the like. When R 1 is aliphatic cyclic, the number of carbon atoms is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 6. Examples of such aliphatic cyclic R 1 include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and the like. When R 1 is an aromatic hydrocarbon group, the carbon number is preferably 4 to 15 and more preferably 5 to 8. Examples of R 1 of such an aromatic hydrocarbon group include a phenyl group and a benzyl group.

1がフッ化アルキルである場合、R1の炭素数は、溶媒への溶解性を考慮すると、1〜10であることが好ましく、1〜6であることがより好ましい。また、R1は直鎖であってもよいし、分岐鎖であってもよい。R1のアルキルとしては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘプチル等が挙げられる。R1のフッ素の数は1個、2個、3個、4個、5個、又はそれより多くてもよい。直鎖のR1の例として、−CH2CH2CF3、−CH2CH2CF2CF3、−CH2CH2CF2CF2CF3 、−CH2CH2CF2CF2CF2CF3、−CH2CH2CF2CF2CF2CF2 CF3、−CH2CH2CF2CF2CF2CF2CF2CF3、分岐鎖のR1の例として−CH2CH2CF(CF32、−CH2CH(CF3)CF2CF3、−CH(CF3) CH2CF2CF3、−CH2C(CF32CF3、−C(CF32CH2CF3−CH2CH2CF2CF(CF32、−CH2CH2CF(CF3)CF2CF3、−CH2CH2C(CF32CF3等が挙げられる。 When R 1 is fluorinated alkyl, the carbon number of R 1 is preferably 1 to 10 and more preferably 1 to 6 in consideration of solubility in a solvent. R 1 may be linear or branched. Examples of the alkyl of R 1 include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, cyclopentyl, cyclohexyl, heptyl and the like. The number of fluorine in R 1 may be 1, 2, 3, 4, 5, or more. Examples of linear R 1 include —CH 2 CH 2 CF 3 , —CH 2 CH 2 CF 2 CF 3 , —CH 2 CH 2 CF 2 CF 2 CF 3 , —CH 2 CH 2 CF 2 CF 2 CF 2. CF 3 , —CH 2 CH 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 3 , —CH 2 CH 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 3 , —CH 2 CH 2 as an example of branched R 1 CF (CF 3 ) 2 , —CH 2 CH (CF 3 ) CF 2 CF 3 , —CH (CF 3 ) CH 2 CF 2 CF 3 , —CH 2 C (CF 3 ) 2 CF 3 , —C (CF 3 ) 2 CH 2 CF 3 -CH 2 CH 2 CF 2 CF (CF 3) 2, -CH 2 CH 2 CF (CF 3) CF 2 CF 3, -CH 2 CH 2 C (CF 3) or the like 2 CF 3 is Can be mentioned.

1はパーフルオロアルキル(R1の炭素に結合する官能基がすべてフッ素)であることができる。そのようなR1の例としては、−CF3、−CF2CF3、−CF2CF2CF3、−CF(CF3) 2、−CF2CF2CF2CF3、− CF2CF(CF32、−C(CF3)3、−(CF2)4CF3、−(CF22CF(CF32、−CF2C(CF3) 3、−CF(CF3)CF2CF2CF3、−(CF2)5CF3、−(CF2)3CF(CF3)2、−(CF2)4CF(CF32、−(CF2)7CF3、−(CF2)5CF(CF32、−(CF2 )6CF(CF32、−(CF2)9CF3等が挙げられる。 R 1 can be perfluoroalkyl (the functional groups bonded to the carbon of R 1 are all fluorine). Examples of such R 1 include —CF 3 , —CF 2 CF 3 , —CF 2 CF 2 CF 3 , —CF (CF 3 ) 2 , —CF 2 CF 2 CF 2 CF 3 , —CF 2 CF (CF 3) 2, -C ( CF 3) 3, - (CF 2) 4 CF 3, - (CF 2) 2 CF (CF 3) 2, -CF 2 C (CF 3) 3, -CF (CF 3) CF 2 CF 2 CF 3 , - (CF 2) 5 CF 3, - (CF 2) 3 CF (CF3) 2, - (CF 2) 4 CF (CF 3) 2, - (CF 2) 7 CF 3, - (CF 2) 5 CF (CF 3) 2, - (CF 2) 6 CF (CF 3) 2, - (CF 2) 9 CF 3 , and the like.

1がフッ化アルキルである場合、シルセスキオキサンは、フッ化アルキル基を有する不完全縮合型シルセスキオキサンシランカップリング剤となる。かかる新規シランカップリング剤は、種々の有機溶媒に可溶であるとともに、常温で流動性があるため無溶媒でもゾルゲル反応が可能である。また、かかる新規シランカップリング剤は、優れた撥水性、撥油性、防汚性、耐熱性、低屈折率を備えているため、塗膜(コーティング)、樹脂またはガラス表面の改質、光学的透明材料等の用途に好適に用いることができる。 When R 1 is fluorinated alkyl, silsesquioxane is an incompletely condensed silsesquioxane silane coupling agent having a fluorinated alkyl group. Such a novel silane coupling agent is soluble in various organic solvents and has fluidity at room temperature, so that a sol-gel reaction is possible even without a solvent. In addition, the new silane coupling agent has excellent water repellency, oil repellency, antifouling property, heat resistance, and low refractive index, so it can be used for coating film, resin or glass surface modification, optical It can use suitably for uses, such as a transparent material.

1は、各々異なっていてもよいし、少なくとも一部が同じであってもよいし、すべて同じであってもよいが、製造容易性の点でR1はすべて同じであることが好ましい。 R 1 may be different from each other, at least a part thereof may be the same, or all may be the same, but R 1 is preferably the same from the viewpoint of ease of production.

各Yは、各々異なっていてもよいし、少なくとも一部が同じであってもよいし、すべて同じであってもよいが、製造容易性の点でR1はすべて同じであることが好ましい。 Each Y may be different from each other, at least a part thereof may be the same, or all may be the same, but R 1 is preferably the same from the viewpoint of ease of production.

Yが−(CH2m −Si(OR23 である場合、mは1、2、3または4であり、好ましくはmは1または2である。各R2は、各々独立に、メチルもしくはエチルであることができる。R2は各々異なっていてもよいし、少なくとも一部が同じであってもよいし、すべて同じであってもよいが、製造容易性の点でR2はすべて同じであることが好ましい。 When Y is — (CH 2 ) m —Si (OR 2 ) 3 , m is 1, 2, 3 or 4, and preferably m is 1 or 2. Each R 2 can independently be methyl or ethyl. R 2 may be different from each other, at least a part thereof may be the same, or all may be the same, but R 2 is preferably the same from the viewpoint of ease of production.

Yが−(CH2m −S−(CH2n−Si(OR23である場合、mは1、2、3または4であり、かつnは1、2、3または4であり、好ましくはmは1または2であり、かつnは1、2、3または4である。各R2は、各々独立に、メチルもしくはエチルであることができる。R2は各々異なっていてもよいし、少なくとも一部が同じであってもよいし、すべて同じであってもよいが、製造容易性の点でR2はすべて同じであることが好ましい。 When Y is — (CH 2 ) m —S— (CH 2 ) n —Si (OR 2 ) 3 , m is 1, 2, 3 or 4 and n is 1, 2, 3 or 4. Preferably, m is 1 or 2, and n is 1, 2, 3 or 4. Each R 2 can independently be methyl or ethyl. R 2 may be different from each other, at least a part thereof may be the same, or all may be the same, but R 2 is preferably the same from the viewpoint of ease of production.

Yが−(CH2m −S−(CH2n −Si(OR22 CH3である場合、mは1、2、3または4であり、かつnは1、2、3または4であり、好ましくはmは1または2であり、かつnは1、2、3または4である。各R2は、各々独立に、メチルもしくはエチルであることができる。R2は各々異なっていてもよいし、少なくとも一部が同じであってもよいし、すべて同じであってもよいが、製造容易性の点でR2はすべて同じであることが好ましい。 When Y is — (CH 2 ) m —S— (CH 2 ) n —Si (OR 2 ) 2 CH 3 , m is 1, 2, 3 or 4 and n is 1, 2, 3 or 4, preferably m is 1 or 2, and n is 1, 2, 3 or 4. Each R 2 can independently be methyl or ethyl. R 2 may be different from each other, at least a part thereof may be the same, or all may be the same, but R 2 is preferably the same from the viewpoint of ease of production.

Yが−Si−Z(CH32である場合、Zは、−(CH2p−Si(OR33 、−(CH2p−S−(CH2q−Si(OR33 、−(CH2p−S−(CH2q−Si(OR32 CH3、−(CH2s−O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR33、または−(CH2s −O−CO(NH)−(CH2t−Si(OR32 CH3である。 When Y is -Si-Z (CH 3) 2 , Z is, - (CH 2) p -Si (OR 3) 3, - (CH 2) p -S- (CH 2) q -Si (OR 3) 3, - (CH 2 ) p -S- (CH 2) q -Si (OR 3) 2 CH 3, - (CH 2) s -O-CO (NH) - (CH 2) t -Si ( OR 3 ) 3 or — (CH 2 ) s —O—CO (NH) — (CH 2 ) t —Si (OR 3 ) 2 CH 3 .

Zが−(CH2p−Si(OR33である場合、pは1、2、3または4であり、好ましくはpは1または2である。各R3は、各々独立に、メチルまたはエチルであることができる。R3は各々異なっていてもよいし、少なくとも一部が同じであってもよいし、すべて同じであってもよいが、製造容易性の点でR3はすべて同じであることが好ましい。 When Z is — (CH 2 ) p —Si (OR 3 ) 3 , p is 1, 2, 3 or 4, and preferably p is 1 or 2. Each R 3 can independently be methyl or ethyl. R 3 may be different from each other, at least a part thereof may be the same, or all may be the same, but R 3 is preferably the same from the viewpoint of ease of production.

Zが−(CH2p −S−(CH2q −Si(OR33である場合、pは1、2、3または4であり、かつqは1、2、3または4であり、好ましくはpは1または2であり、かつqは1、2、3または4である。各R3は、各々独立に、メチルまたはエチルであることができる。R3は各々異なっていてもよいし、少なくとも一部が同じであってもよいし、すべて同じであってもよいが、製造容易性の点でR3はすべて同じであることが好ましい。 When Z is — (CH 2 ) p —S— (CH 2 ) q —Si (OR 3 ) 3 , p is 1, 2, 3 or 4 and q is 1, 2, 3 or 4. Preferably, p is 1 or 2, and q is 1, 2, 3 or 4. Each R 3 can independently be methyl or ethyl. R 3 may be different from each other, at least a part thereof may be the same, or all may be the same, but R 3 is preferably the same from the viewpoint of ease of production.

Zが−(CH2p−S−(CH2q−Si(OR32 CH3である場合、pは1、2、3または4であり、かつqは1、2、3または4であり、好ましくはpは1または2であり、かつqは1、2、3または4である。各R3は、各々独立に、メチルまたはエチルであることができる。R3は各々異なっていてもよいし、少なくとも一部が同じであってもよいし、すべて同じであってもよいが、製造容易性の点でR3はすべて同じであることが好ましい。 When Z is — (CH 2 ) p —S— (CH 2 ) q —Si (OR 3 ) 2 CH 3 , p is 1, 2, 3 or 4 and q is 1, 2, 3 or 4, preferably p is 1 or 2, and q is 1, 2, 3 or 4. Each R 3 can independently be methyl or ethyl. R 3 may be different from each other, at least a part thereof may be the same, or all may be the same, but R 3 is preferably the same from the viewpoint of ease of production.

Zが−(CH2s −O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR33である場合、sは1、2、3、4、5または6であり、かつtは1、2、3、4、5または6であり、好ましくはsは1、2、3、または4であり、かつtは1、2、3、または4である。各R3は、各々独立に、メチルまたはエチルであることができる。R3は各々異なっていてもよいし、少なくとも一部が同じであってもよいし、すべて同じであってもよいが、製造容易性の点でR3はすべて同じであることが好ましい。 Z is - (CH 2) s -O- CO (NH) - (CH 2) t -Si case (OR 3) is 3, s is 3, 4, 5 or 6, and t Is 1, 2, 3, 4, 5 or 6, preferably s is 1, 2, 3, or 4 and t is 1, 2, 3, or 4. Each R 3 can independently be methyl or ethyl. R 3 may be different from each other, at least a part thereof may be the same, or all may be the same, but R 3 is preferably the same from the viewpoint of ease of production.

Zが−(CH2s −O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR32 CH3である場合、sは1、2、3、4、5または6であり、かつtは1、2、3、4、5または6であり、好ましくはsは1、2、3、または4であり、かつtは1、2、3、または4である。各R3は、各々独立に、メチルまたはエチルであることができる。R3は各々異なっていてもよいし、少なくとも一部が同じであってもよいし、すべて同じであってもよいが、製造容易性の点でR3はすべて同じであることが好ましい。 When Z is — (CH 2 ) s —O—CO (NH) — (CH 2 ) t —Si (OR 3 ) 2 CH 3 , s is 1, 2, 3 , 4, 5 or 6; And t is 1, 2, 3, 4, 5 or 6, preferably s is 1, 2, 3, or 4, and t is 1, 2, 3, or 4. Each R 3 can independently be methyl or ethyl. R 3 may be different from each other, at least a part thereof may be the same, or all may be the same, but R 3 is preferably the same from the viewpoint of ease of production.

本発明のシルセスキオキサンは、好ましくは常温で液体または半固体である。このため、有機溶媒を使用せずとも、無溶媒でゾルゲル反応を進行させることができる。   The silsesquioxane of the present invention is preferably liquid or semi-solid at room temperature. For this reason, sol-gel reaction can be advanced without solvent without using an organic solvent.

また、本発明のシルセスキオキサンは、好ましくは透明または半透明である。このため、光学的透明材料等の透明性または半透明性が要求される用途に好適に使用することができる。   The silsesquioxane of the present invention is preferably transparent or translucent. For this reason, it can be suitably used for applications requiring transparency or translucency, such as optically transparent materials.

一実施形態において、各R1は、各々独立に、 In one embodiment, each R 1 is each independently

であり、各Yは、各々独立に、−(CH2m−Si(OR23 、−(CH2m −S−(CH2n−Si(OR23 、または−(CH2 m−S−(CH2 n−Si(OR22 CH3である。 And each Y independently represents — (CH 2 ) m —Si (OR 2 ) 3 , — (CH 2 ) m —S— (CH 2 ) n —Si (OR 2 ) 3 , or — ( CH 2) m -S- (CH 2 ) n -Si (OR 2) a 2 CH 3.

mおよびnは、各々独立に、1から4までの整数であり、各R2は、各々独立に、メチルもしくはエチルである。 m and n are each independently an integer from 1 to 4, and each R 2 is independently methyl or ethyl.

Yが−(CH2m −Si(OR23 である場合、mは1、2、3または4であり、好ましくはmは1または2である。各R2は、各々独立に、メチルもしくはエチルであることができる。R2は各々異なっていてもよいし、少なくとも一部が同じであってもよいし、すべて同じであってもよいが、製造容易性の点でR2はすべて同じであることが好ましい。 When Y is — (CH 2 ) m —Si (OR 2 ) 3 , m is 1, 2, 3 or 4, and preferably m is 1 or 2. Each R 2 can independently be methyl or ethyl. R 2 may be different from each other, at least a part thereof may be the same, or all may be the same, but R 2 is preferably the same from the viewpoint of ease of production.

Yが−(CH2m −S−(CH2n−Si(OR23である場合、mは1、2、3または4であり、かつnは1、2、3または4であり、好ましくはmは1または2であり、かつnは1、2、3または4である。各R2は、各々独立に、メチルもしくはエチルであることができる。R2は各々異なっていてもよいし、少なくとも一部が同じであってもよいし、すべて同じであってもよいが、製造容易性の点でR2はすべて同じであることが好ましい。 When Y is — (CH 2 ) m —S— (CH 2 ) n —Si (OR 2 ) 3 , m is 1, 2, 3 or 4 and n is 1, 2, 3 or 4. Preferably, m is 1 or 2, and n is 1, 2, 3 or 4. Each R 2 can independently be methyl or ethyl. R 2 may be different from each other, at least a part thereof may be the same, or all may be the same, but R 2 is preferably the same from the viewpoint of ease of production.

Yが−(CH2m −S−(CH2n −Si(OR22 CH3である場合、mは1、2、3または4であり、かつnは1、2、3または4であり、好ましくはmは1または2であり、かつnは1、2、3または4である。各R2は、各々独立に、メチルもしくはエチルであることができる。R2は各々異なっていてもよいし、少なくとも一部が同じであってもよいし、すべて同じであってもよいが、製造容易性の点でR2はすべて同じであることが好ましい。 When Y is — (CH 2 ) m —S— (CH 2 ) n —Si (OR 2 ) 2 CH 3 , m is 1, 2, 3 or 4 and n is 1, 2, 3 or 4, preferably m is 1 or 2, and n is 1, 2, 3 or 4. Each R 2 can independently be methyl or ethyl. R 2 may be different from each other, at least a part thereof may be the same, or all may be the same, but R 2 is preferably the same from the viewpoint of ease of production.

このような構成によれば、常温で液体または半固体で、無溶媒でゾルゲル反応が進行するアルコキシシリル基を有するシルセスキオキサンが提供される。   According to such a configuration, a silsesquioxane having an alkoxysilyl group that is liquid or semi-solid at room temperature and in which a sol-gel reaction proceeds without solvent is provided.

別の実施形態において、本発明のシルセスキオキサンは、式(II)で表わされる。   In another embodiment, the silsesquioxane of the present invention is represented by formula (II).

式中、各R1は、各々独立に、炭化水素基またはフッ化アルキルを示し、
各Zは、各々独立に、−(CH2p −Si(OR33
−(CH2p−S−(CH2q −Si(OR33
−(CH2p−S−(CH2q −Si(OR32 CH3
−(CH2s−O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR33、または
−(CH2s−O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR32 CH3であり、
式中、pおよびqは、各々独立に、1から4までの整数であり、sおよびtは、各々独立に、1から6までの整数であり、各R3は、各々独立に、メチルもしくはエチルである。
In the formula, each R 1 independently represents a hydrocarbon group or an alkyl fluoride,
Each Z is, independently, - (CH 2) p -Si (OR 3) 3,
- (CH 2) p -S- ( CH 2) q -Si (OR 3) 3,
- (CH 2) p -S- ( CH 2) q -Si (OR 3) 2 CH 3,
- (CH 2) s -O- CO (NH) - (CH 2) t -Si (OR 3) 3 or,
- (CH 2) s -O- CO (NH) - (CH 2) t -Si (OR 3) a 2 CH 3,
In which p and q are each independently an integer from 1 to 4, s and t are each independently an integer from 1 to 6, and each R 3 is independently methyl or Ethyl.

各Zが、各々独立に、−(CH2p −Si(OR33 である場合、pは1、2、3または4であり、好ましくはpは1または2である。各R3は、各々独立に、メチルもしくはエチルであることができる。 When each Z is independently — (CH 2 ) p —Si (OR 3 ) 3 , p is 1, 2, 3 or 4, preferably p is 1 or 2. Each R 3 can independently be methyl or ethyl.

各Zが、各々独立に、−(CH2p −S−(CH2q −Si(OR33 である場合、pは1、2、3または4であり、かつqは1、2、3または4であり、好ましくはpは1または2であり、かつqは1、2、3または4である。各R3は、各々独立に、メチルもしくはエチルであることができる。 When each Z is independently — (CH 2 ) p —S— (CH 2 ) q —Si (OR 3 ) 3 , p is 1, 2, 3 or 4 and q is 1, 2, 3 or 4, preferably p is 1 or 2, and q is 1, 2, 3 or 4. Each R 3 can independently be methyl or ethyl.

各Zが、各々独立に、−(CH2p −S−(CH2q −Si(OR32 CH3である場合、pは1、2、3または4であり、かつqは1、2、3または4であり、好ましくはpは1または2であり、かつqは1、2、3または4である。各R3は、各々独立に、メチルもしくはエチルであることができる。 When each Z is independently — (CH 2 ) p —S— (CH 2 ) q —Si (OR 3 ) 2 CH 3 , p is 1, 2, 3 or 4 and q is 1, 2, 3 or 4, preferably p is 1 or 2, and q is 1, 2, 3 or 4. Each R 3 can independently be methyl or ethyl.

各Zが、各々独立に、−(CH2s −O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR33である場合、sは1、2、3、4、5または6であり、かつtは1、2、3、4、5または6であり、好ましくはsは1、2、3、または4であり、かつtは1、2、3、または4である。各R3は、各々独立に、メチルもしくはエチルであることができる。 When each Z is independently — (CH 2 ) s —O—CO (NH) — (CH 2 ) t —Si (OR 3 ) 3 , s is 1, 2, 3 , 4, 5 or 6 and t is 1, 2, 3, 4, 5 or 6, preferably s is 1, 2, 3, or 4 and t is 1, 2, 3, or 4. Each R 3 can independently be methyl or ethyl.

各Zが、各々独立に、 −(CH2s −O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR32 CH3である場合、sは1、2、3、4、5または6であり、かつtは1、2、3、4、5または6であり、好ましくはsは1、2、3、または4であり、かつtは1、2、3、または4である。各R3は、各々独立に、メチルもしくはエチルであることができる。 Each Z is independently - (CH 2) s -O- CO (NH) - (CH 2) t -Si When a (OR 3) 2 CH 3, s is 3, 4, 5 or 6, and t Is 1, 2, 3, 4, 5 or 6, preferably s is 1, 2, 3, or 4 and t is 1, 2, 3, or 4. Each R 3 can independently be methyl or ethyl.

3については上述した通りである。 R 3 is as described above.

このような構成によれば、常温で液体または半固体で、無溶媒でゾルゲル反応が進行するアルコキシシリル基を有するシルセスキオキサンが提供される。   According to such a configuration, a silsesquioxane having an alkoxysilyl group that is liquid or semi-solid at room temperature and in which a sol-gel reaction proceeds without solvent is provided.

本発明はまた、本発明の上記シルセスキオキサンの製造方法を包含する。   The present invention also includes a method for producing the above silsesquioxane of the present invention.

本発明者らは、不完全縮合型シルセスキオキサンに、アルコキシシランを反応させることにより、上記の式(I)のシルセスキオキサンを製造することに成功した。不完全縮合型シルセスキオキサンとは、公知のものを用いてもよい。   The present inventors have succeeded in producing silsesquioxane of the above formula (I) by reacting incompletely condensed silsesquioxane with alkoxysilane. Known incompletely condensed silsesquioxanes may be used.

一実施形態において、式(I)のシルセスキオキサンは、不完全縮合型シルセスキオキサンの欠損した頂点付近の3つのSiに結合されたビニル基と、アルコキシシランのアルコキシシリル基とは反対側の端部のチオール基との結合により合成される。   In one embodiment, the silsesquioxane of formula (I) is the opposite of the three Si-bonded vinyl groups near the missing apex of the incompletely condensed silsesquioxane and the alkoxysilyl group of the alkoxysilane. It is synthesized by bonding with a thiol group at the side end.

別の実施形態において、式(I)のシルセスキオキサンは、
不完全縮合型シルセスキオキサンに反応させるアルコキシシランは、不完全縮合型シルセスキオキサンの欠損した頂点付近の3つのSiの各Siとそれに結合された水素基とにより形成されたSi−Hと、アルコキシシランのアルコキシシリル基とは反対側の端部のビニル基との結合により合成される。
In another embodiment, the silsesquioxane of formula (I) is
The alkoxysilane to be reacted with the incompletely condensed silsesquioxane is a Si-H formed by Si of each of three Si near the deficient apex of the incompletely condensed silsesquioxane and a hydrogen group bonded thereto. And a vinyl group at the end of the alkoxysilane opposite to the alkoxysilyl group.

本発明の上記シルセスキオキサンの製造方法によれば、高い収率でシルセスキオキサンの製造することができる。収率は好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは78%以上である。   According to the method for producing silsesquioxane of the present invention, silsesquioxane can be produced in high yield. The yield is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and still more preferably 78% or more.

本発明はまた、本発明の上記シルセスキオキサンの重合体を含む光学的透明材料を包含する。   The present invention also includes an optically transparent material containing the above-described silsesquioxane polymer of the present invention.

本発明の光学的透明材料の屈折率は限定されないが、好ましくは1.2〜1.5であり、より好ましくは1.25〜1.35である。本発明の光学的透明材料は低屈折率を達成することができる。   The refractive index of the optically transparent material of the present invention is not limited, but is preferably 1.2 to 1.5, more preferably 1.25 to 1.35. The optically transparent material of the present invention can achieve a low refractive index.

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1
トリス(ジメチルビニルシロキシ)ヘプタトリフルオロプロピル不完全POSS(0.112g, 0.084 mmol)と2,2'-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN) (0.0007 g, 0.0038 mmol)の無水テトラヒドロフラン(THF)(0.75 ml)溶液に、窒素雰囲気下で3-メルカトプロピルトリメトキシラン(0.23 ml, 1.26 mmol)を加えた。反応溶液を80℃で6時間反応後、減圧下で揮発性分を留去した。得られた残渣をHPLCで精製することで、無色半固体状の生成物1を収率78%で得た(0.0903g, 0.047 mmol) (図1,2)。
Example 1
Tris (dimethylvinylsiloxy) heptatrifluoropropyl incomplete POSS (0.112 g, 0.084 mmol) and 2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN) (0.0007 g, 0.0038 mmol) in anhydrous tetrahydrofuran (THF) (0.75 ml) To the solution was added 3-mercaptopropyltrimethoxylane (0.23 ml, 1.26 mmol) under a nitrogen atmosphere. After reacting the reaction solution at 80 ° C. for 6 hours, volatile components were distilled off under reduced pressure. The obtained residue was purified by HPLC to obtain a colorless semi-solid product 1 in a yield of 78% (0.0903 g, 0.047 mmol) (FIGS. 1 and 2).

1H-HMR (in CDCl3, 400MHz): δ 3.58-3.54 (m, 27H, -Si-(O-CH 3 ) 3 ); 2.26-2.51 (m, 12H, Si(CH3)2-CH2-CH 2 -S-CH 2 -CH2-CH2-Si-(O-CH3)3); 2.10-2.09, (m, 14H, Si-CH2-CH 2 -CF3); 1.70-1.68 (m, 6H, Si(CH3)2-CH 2 -CH2-S-CH2-CH2-CH2-Si-(O-CH3)3); 0.97-0.72 (m, 26H, Si(CH3)2-CH2-CH2-S-CH2-CH 2 -CH 2 -Si-(O-CH3)3, Si-CH 2 -CH2-CF3); 0.21-0.17 (m, 18H, Si(CH 3 ) 2 -CH2-CH2-S-CH2-CH2-CH2-Si-(O-CH3)3) ppm.
29Si-HMR (in CDCl3, 80MHz): δ 11.17, -42.36, -66.25, -68.13, -69.31 ppm.
1 H-HMR (in CDCl 3 , 400MHz): δ 3.58-3.54 (m, 27H, -Si- (OC H 3 ) 3 ); 2.26-2.51 (m, 12H, Si (CH 3 ) 2 -CH 2- C H 2 -SC H 2 -CH 2 -CH 2 -Si- (O-CH 3 ) 3 ); 2.10-2.09, (m, 14H, Si-CH 2 -C H 2 -CF 3 ); 1.70-1.68 (m, 6H, Si (CH 3 ) 2 -C H 2 -CH 2 -S-CH 2 -CH 2 -CH 2 -Si- (O-CH 3 ) 3 ); 0.97-0.72 (m, 26H, Si (CH 3 ) 2 -CH 2 -CH 2 -S-CH 2 -C H 2 -C H 2 -Si- (O-CH 3 ) 3 , Si-C H 2 -CH 2 -CF 3 ); 0.21- 0.17 (m, 18H, Si (C H 3 ) 2 -CH 2 -CH 2 -S-CH 2 -CH 2 -CH 2 -Si- (O-CH 3 ) 3 ) ppm.
29 Si-HMR (in CDCl 3 , 80MHz): δ 11.17, -42.36, -66.25, -68.13, -69.31 ppm.

実施例2
トリス(ジメチルビニルシロキシ)ヘプタトリフルオロプロピル不完全POSS (0.199g, 0.160 mmol)のテトラヒドロフラン(THF)(0.89 ml)溶液に、窒素雰囲気下でビニルトリメトキシシラン(0.077 ml, 0.719 mmol)と1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン白金(0)錯体キシレン溶液 (0.1 M )(0.015 ml, 1.60×10-3 mmol)を加えて50℃で6時間反応させた。反応終了後、減圧下で揮発性分を留去した。得られた残渣をHPLCで精製することで、無色液状の生成物2を収率78%で得た(図3,4)。
Example 2
To a solution of tris (dimethylvinylsiloxy) heptatrifluoropropyl incomplete POSS (0.199 g, 0.160 mmol) in tetrahydrofuran (THF) (0.89 ml), vinyltrimethoxysilane (0.077 ml, 0.719 mmol) and 1, 3-Divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane platinum (0) complex xylene solution (0.1 M) (0.015 ml, 1.60 × 10 −3 mmol) was added and reacted at 50 ° C. for 6 hours. After completion of the reaction, volatile components were distilled off under reduced pressure. The obtained residue was purified by HPLC to obtain a colorless liquid product 2 in a yield of 78% (FIGS. 3 and 4).

1H-HMR (in CDCl3, 400MHz): δ 3.58-3.57 (m, 27H, Si(CH3)2-CH2-CH2-Si-(O-CH 3 ) 3 ); 2.13-2.06, (m, 14H, Si-CH2-CH 2 -CF3); 1.08-0.79 (m, 14H, Si-CH 2 -CH2-CF3); 0.62-0.52 (m, 12H, Si(CH3)2-CH 2 -CH 2 -Si-(O-CH3)3); 0.19-0.14 (m, 18H, Si(CH 3 ) 2 -CH2-CH2-Si-(O-CH3)3) ppm.
29Si-HMR (in CDCl3, 80MHz): δ 13.05, 13.01, 12.43, -66.28, -68.26, -69.49, -69.55, -69.61 ppm.
1 H-HMR (in CDCl 3 , 400MHz): δ 3.58-3.57 (m, 27H, Si (CH 3 ) 2 -CH 2 -CH 2 -Si- (OC H 3 ) 3 ); 2.13-2.06, (m , 14H, Si-CH 2 -C H 2 -CF 3 ); 1.08-0.79 (m, 14H, Si-C H 2 -CH 2 -CF 3 ); 0.62-0.52 (m, 12H, Si (CH 3 ) 2 -C H 2 -C H 2 -Si- (O-CH 3 ) 3 ); 0.19-0.14 (m, 18H, Si (C H 3 ) 2 -CH 2 -CH 2 -Si- (O-CH 3 ) 3 ) ppm.
29 Si-HMR (in CDCl 3 , 80MHz): δ 13.05, 13.01, 12.43, -66.28, -68.26, -69.49, -69.55, -69.61 ppm.

実施例3.フッ素含有シルセスキオキサン重合体の透過率測定
実施例2のシルセスキオキサン(0.20 g, 0.059 mmol)にH20(0.02 ml)とテトラヒドロフラン(0.2 ml)を加え、1M塩酸水溶液1滴を加えた後、室温で1時間激しく攪拌した。得られたゾルをポリプロピレン製ビーカーに入れ、一晩室温で放置後、70℃で3時間縮合反応を行った。その結果、光学的透明なガラス体が得られた(図5)。
Example 3 Measurement of transmittance of fluorine-containing silsesquioxane polymer H 2 0 (0.02 ml) and tetrahydrofuran (0.2 ml) were added to the silsesquioxane (0.20 g, 0.059 mmol) of Example 2, and 1 drop of 1M aqueous hydrochloric acid solution was added. After the addition, the mixture was vigorously stirred at room temperature for 1 hour. The obtained sol was placed in a polypropylene beaker, allowed to stand overnight at room temperature, and then subjected to a condensation reaction at 70 ° C. for 3 hours. As a result, an optically transparent glass body was obtained (FIG. 5).

以上、本発明の実施形態および実施例について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。   While the embodiments and examples of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.

例えば、上述の実施形態および実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値等を用いてもよい。   For example, the configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, and the like given in the above-described embodiments and examples are merely examples, and different configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, and the like are necessary as necessary. May be used.

また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。   The configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, and the like of the above-described embodiments can be combined with each other without departing from the gist of the present invention.

本発明によるシルセスキオキサンは、フッ素含有シルセスキオキサンを含め、目的に応じたシルセスキオキサンを得ることができる。特に、本発明のシルセスキオキサンがフッ素を有する場合、剛直でかさ高いサイコロ状の無機骨格に高密度に多数の含フッ素基が導入された構造であるため、短いパーフルオロアルキル鎖であっても分子運動性が抑えられ、優れた耐候性、撥水性、撥油性、非粘着性、防汚性を示す。このため、本発明によるシルセスキオキサンは、例えば、耐傷性および/または耐熱性に優れたコーティング、耐候性、撥水性、撥油性、非粘着性、および/または防汚性に優れた表面改質剤、耐熱性に優れた低屈折率な紫外線透過性及び/又は可視光透過性の光学的透明材料(ガラス代替材)、低屈折率を有するシルセスキオキサン透明材料、撥水性材料(特に高水蒸気バリア性材料)、撥油性材料、防汚剤、低誘電率層間絶縁膜等の電子材料、ポリマー光ファイバーのクラッド材等の光通信材料、反射防止膜等の光学部材等の用途も想定される。   The silsesquioxane according to the present invention can obtain silsesquioxane according to the purpose, including fluorine-containing silsesquioxane. In particular, when the silsesquioxane of the present invention has fluorine, since it has a structure in which a large number of fluorine-containing groups are introduced at high density into a rigid and bulky dice-like inorganic skeleton, even if it is a short perfluoroalkyl chain Molecular mobility is suppressed, and excellent weather resistance, water repellency, oil repellency, non-tackiness and antifouling properties are exhibited. For this reason, the silsesquioxane according to the present invention has, for example, a coating with excellent scratch resistance and / or heat resistance, a surface modification excellent in weather resistance, water repellency, oil repellency, non-tackiness, and / or antifouling properties. Low refractive index UV transparent and / or visible light transparent optically transparent material (glass substitute material) excellent in heat resistance, transparent silsesquioxane material having low refractive index, water repellent material (especially High water vapor barrier materials), oil repellent materials, antifouling agents, electronic materials such as low dielectric constant interlayer insulation films, optical communication materials such as clad materials for polymer optical fibers, and optical members such as antireflection films are also assumed. The

Claims (4)

式(I)で表わされるシルセスキオキサン。
(式中、各R1は、各々独立に、炭化水素基またはフッ化アルキルを示し、
各Yは、各々独立に、−(CH2m −Si(OR23
−(CH2m −S−(CH2n−Si(OR23
−(CH2m −S−(CH2n−Si(OR22 CH3、または
−Si−Z(CH32であり、
mおよびnは、各々独立に、1から4までの整数であり、
各R2は、各々独立に、メチルもしくはエチルであり、
Zは、−(CH2p −Si(OR)3
−(CH2p −S−(CH2q−Si(OR33
−(CH2p−S−(CH2q−Si(OR32 CH3
−(CH2s −O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR33、または
−(CH2s −O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR32 CH3であり、
pおよびqは、各々独立に、1から4までの整数であり、
sおよびtは、各々独立に、1から6までの整数であり、
各R3は、各々独立に、メチルまたはエチルである。)
Silsesquioxane represented by the formula (I).
(In the formula, each R 1 independently represents a hydrocarbon group or a fluorinated alkyl,
Each Y independently represents — (CH 2 ) m —Si (OR 2 ) 3 ,
- (CH 2) m -S- ( CH 2) n -Si (OR 2) 3,
- (CH 2) m -S- ( CH 2) n -Si (OR 2) 2 CH 3 , or -Si-Z (CH 3), 2,
m and n are each independently an integer from 1 to 4,
Each R 2 is independently methyl or ethyl;
Z is — (CH 2 ) p —Si (OR) 3 ,
- (CH 2) p -S- ( CH 2) q -Si (OR 3) 3,
- (CH 2) p -S- ( CH 2) q -Si (OR 3) 2 CH 3,
- (CH 2) s -O- CO (NH) - (CH 2) t -Si (OR 3) 3 or,
- (CH 2) s -O- CO (NH) - (CH 2) t -Si (OR 3) a 2 CH 3,
p and q are each independently an integer from 1 to 4,
s and t are each independently an integer from 1 to 6;
Each R 3 is independently methyl or ethyl. )
各R1は、各々独立に、
であり、
各Yは、各々独立に、−(CH2m −Si(OR23
−(CH2m −S−(CH2n−Si(OR23 、または
−(CH2m −S−(CH2n−Si(OR22 CH3であり、
mおよびnは、各々独立に、1から4までの整数であり、
各R2は、各々独立に、メチルもしくはエチルである請求項1に記載のシルセスキオキサン。
Each R 1 is independently
And
Each Y independently represents — (CH 2 ) m —Si (OR 2 ) 3 ,
- (CH 2) m -S- ( CH 2) n -Si (OR 2) 3, or - (CH 2) m -S- ( CH 2) n -Si (OR 2) a 2 CH 3,
m and n are each independently an integer from 1 to 4,
The silsesquioxane according to claim 1, wherein each R 2 is independently methyl or ethyl.
式(II)で表わされる請求項1に記載のシルセスキオキサン。
(式中、各R1は、各々独立に、炭化水素基またはフッ化アルキルを示し、
各Zは、各々独立に、−(CH2p −Si(OR33
−(CH2p −S−(CH2q−Si(OR33
−(CH2p −S−(CH2q−Si(OR32 CH3
−(CH2s −O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR33、または
−(CH2s −O−CO(NH)−(CH2t −Si(OR32 CH3であり、
式中、pおよびqは、各々独立に、1から4までの整数であり、
sおよびtは、各々独立に、1から6までの整数であり、
各R3は、各々独立に、メチルもしくはエチルである。)
The silsesquioxane of Claim 1 represented by a formula (II).
(In the formula, each R 1 independently represents a hydrocarbon group or a fluorinated alkyl,
Each Z is, independently, - (CH 2) p -Si (OR 3) 3,
- (CH 2) p -S- ( CH 2) q -Si (OR 3) 3,
- (CH 2) p -S- ( CH 2) q -Si (OR 3) 2 CH 3,
- (CH 2) s -O- CO (NH) - (CH 2) t -Si (OR 3) 3 or,
- (CH 2) s -O- CO (NH) - (CH 2) t -Si (OR 3) a 2 CH 3,
Where p and q are each independently an integer from 1 to 4,
s and t are each independently an integer from 1 to 6;
Each R 3 is independently methyl or ethyl. )
請求項1〜3のいずれかに記載のシルセスキオキサンの重合体を含む光学的透明材料。   The optically transparent material containing the polymer of the silsesquioxane in any one of Claims 1-3.
JP2018084946A 2018-04-26 2018-04-26 Silsesquioxane derivative containing an alkoxysilyl group Active JP7066173B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018084946A JP7066173B2 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Silsesquioxane derivative containing an alkoxysilyl group

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018084946A JP7066173B2 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Silsesquioxane derivative containing an alkoxysilyl group

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019189564A true JP2019189564A (en) 2019-10-31
JP7066173B2 JP7066173B2 (en) 2022-05-13

Family

ID=68389228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018084946A Active JP7066173B2 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Silsesquioxane derivative containing an alkoxysilyl group

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7066173B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7464443B2 (en) 2019-05-14 2024-04-09 東京応化工業株式会社 Silicon-containing polymer, film-forming composition, method for forming silicon-containing polymer film, method for forming silica-based film, and method for producing silicon-containing polymer
JP7474442B2 (en) 2020-09-23 2024-04-25 Jnc株式会社 Incomplete Cage-Type Silsesquioxanes with Long Alkyl Chains

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002094839A1 (en) * 2001-05-21 2002-11-28 Chisso Corporation Novel silicon compounds and process for preparation thereof
JP2007015977A (en) * 2005-07-07 2007-01-25 Chisso Corp Silicon compound
JP2007298841A (en) * 2006-05-01 2007-11-15 Tohoku Univ Photosensitive polymer composition
JP2009263596A (en) * 2008-04-30 2009-11-12 Konishi Kagaku Ind Co Ltd Incompletely condensed oligosilsesquioxane and its production method
JP2010530911A (en) * 2007-06-15 2010-09-16 マヤテリアルズ インク New multifunctional silsesquioxanes for painting
WO2014046095A1 (en) * 2012-09-18 2014-03-27 Jnc株式会社 Epoxy and alkoxy silyl group-containing silsesquioxane and composition thereof
JP2014208615A (en) * 2013-03-26 2014-11-06 Jnc株式会社 Alkoxy silyl group-containing silsesquioxane and composition thereof
JP2017141166A (en) * 2016-02-08 2017-08-17 日立化成株式会社 Manufacturing method of organic silicon compound containing trisilanol group and silsesquioxane derivative

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002094839A1 (en) * 2001-05-21 2002-11-28 Chisso Corporation Novel silicon compounds and process for preparation thereof
JP2007015977A (en) * 2005-07-07 2007-01-25 Chisso Corp Silicon compound
JP2007298841A (en) * 2006-05-01 2007-11-15 Tohoku Univ Photosensitive polymer composition
JP2010530911A (en) * 2007-06-15 2010-09-16 マヤテリアルズ インク New multifunctional silsesquioxanes for painting
JP2009263596A (en) * 2008-04-30 2009-11-12 Konishi Kagaku Ind Co Ltd Incompletely condensed oligosilsesquioxane and its production method
WO2014046095A1 (en) * 2012-09-18 2014-03-27 Jnc株式会社 Epoxy and alkoxy silyl group-containing silsesquioxane and composition thereof
JP2014208615A (en) * 2013-03-26 2014-11-06 Jnc株式会社 Alkoxy silyl group-containing silsesquioxane and composition thereof
JP2017141166A (en) * 2016-02-08 2017-08-17 日立化成株式会社 Manufacturing method of organic silicon compound containing trisilanol group and silsesquioxane derivative

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RO, H. W. ET AL.: "Cubic silsesquioxanes as tunable high-performance coating materials", APPLIED ORGANOMETALLIC CHEMISTRY, vol. 27(11), JPN6022000697, 2013, pages 652 - 659, ISSN: 0004679035 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7464443B2 (en) 2019-05-14 2024-04-09 東京応化工業株式会社 Silicon-containing polymer, film-forming composition, method for forming silicon-containing polymer film, method for forming silica-based film, and method for producing silicon-containing polymer
JP7474442B2 (en) 2020-09-23 2024-04-25 Jnc株式会社 Incomplete Cage-Type Silsesquioxanes with Long Alkyl Chains

Also Published As

Publication number Publication date
JP7066173B2 (en) 2022-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6524955B2 (en) Fluoropolyether group-containing polymer modified silane, surface treating agent and article
JP6274083B2 (en) Water- and oil-repellent treatment agent having heat resistance, method for producing the same, and article
TWI686427B (en) Fluoropolyether-containing polymer-modified silane, surface treating agent, and article
US6197989B1 (en) Fluorinated organosilicon compounds and process for the preparation thereof
JP3474007B2 (en) Method for producing organofunctional organosiloxane containing organic functional groups
JPH06296850A (en) Decomposable fluorinated alkoxysilane surfactant and waterproof coating agent prepared therefrom
US9611399B2 (en) Fluorinated coatings with lubricious additive
JP2015199906A (en) Fluoropolyether group-containing polymer modified silane, surface preparation agent and article
WO2001010871A1 (en) Process for the formation of polyhedral oligomeric silsesquioxanes
JP6680350B2 (en) Fluoropolyether group-containing polymer-modified silane, surface treatment agent and article
JPWO2017212850A1 (en) Fluoropolyether group-containing polymer, surface treatment agent and article
WO2019159476A1 (en) Organosiloxane compound and surface treatment agent
TW201714918A (en) Fluoropolyether-containing polymer-modified silane
KR20140143327A (en) Surface modifier and article
JP7004010B2 (en) A coating agent composition, a surface treatment agent containing the composition, and an article surface-treated with the surface treatment agent.
JP7066173B2 (en) Silsesquioxane derivative containing an alkoxysilyl group
WO2018216404A1 (en) Fluorine-containing coating agent composition, surface treatment agent containing said composition, and article
KR102204854B1 (en) Articles comprising a surface treatment agent and a layer formed with the surface treatment agent
WO2017104249A1 (en) Silane modified with polymer containing fluoropolyether group, surface-treating agent, and article
JP5600900B2 (en) Water repellent composition
KR102068219B1 (en) Preparation method of polyhedral oligomeric silsesquioxane
JP7207433B2 (en) Surface-treated optical member
JP5601269B2 (en) Alkoxysilane compound having fluoroalkyl group and method for producing the same
JP7310749B2 (en) Both terminal silanol-modified perfluoropolyether compound and method for producing the same
JPH0940781A (en) Perhalogenated polyorganosiloxane and its production

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220111

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220202

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220322

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220420

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7066173

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150