JP2630986B2 - アルカリ可溶性オルガノポリシロキサン - Google Patents
アルカリ可溶性オルガノポリシロキサンInfo
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Description
サンに関するものである。
は、特開昭61−256347号公報に記載された直鎖状フェノ
ール官能性オルガノポリシロキサン、また特開昭62−96
526号公報に記載されたポリオルガノシルセスキオキサ
ンが知られている。
する1官能性トリオルガノシロキサン単位と4官能性シ
ロキサン単位の両方を有するアルカリ可溶性オルガノポ
リシロキサンは、未だに知られていない。
ノポリシロキサンを提供することを目的とする。
のアルキレン基、nは0または1、R1は炭素数1〜4の
アルキル基、x,zは正の数であり、yは0または正の数
であって、0.3≦(x+y)/z≦4かつ0≦y/x≦5であ
る]で表され、分子量が500〜500,000であるアルカリ可
溶性オルガノポリシロキサンにより達成される。
ェニル基であり、これにはオルトヒドロキシフェニル
基、メタヒドロキシフェニル基、パラヒドロキシフェニ
ル基、2,3−ジヒドロキシフェニル基、2,4−ジヒドロキ
シフェニル基、3,4−ジヒドロキシフェニル基、3,5−ジ
ヒドロキシフェニル基が例示される。1分子中のAは同
種であってよく、また2種以上の異種の組み合わせであ
ってもよい。Rは炭素数1〜4のアルキレン基であり、
これには、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン
基、i−ピロピレン基、n−ブチレン基、i−ブチレン
基が例示される。nは0または1である。
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−ブチル基が例示される。1分子中の
R1は同種であってよく、また2種以上の異種の組み合わ
せであってよい。
て、0.3≦(x+y)/z≦4かつ0≦y/x≦5であること
が必要である。これは、x,yおよびzがこれらの範囲を
外れると、合成し難くなったり、アルカリ可溶性となら
ないためである。x,yおよびzが、0.4≦(x+y)/z≦
1.2かつ0≦y/x≦5を満たす場合には、本発明のオルガ
ノポリシロキサンは室温において固体となる。
外れると合成し難くなるためである。
能性シロキサン単位、一般式 (R1は前記と同じ)で示される1官能性シロキサン単位
のいずれが結合していてよい。また、本発明オルガノポ
リシロキサンは、製造過程で残存する若干の水酸基、ア
ルコキシ基、ハロゲン原子などを含んでも構わない。
るには、一般式 (式中、A,R,R1およびnは前記と同じ、Mは加水分解性
基)で示される加水分解性基含有オルガノシランxモ
ル、一般式 (R1およびMは前記と同じ)で示される加水分解性基含
有オルガノシランyモルおよび一般式 SiM4 (式中、Mは前記と同じ)で示される加水分解性シラン
zモルを(ただしx,yおよびzは前記と同じ)、共加水
分解、縮合反応させるか、 一般式 (式中、A,R,R1およびnは前記と同じ、Mは加水分解性
基)で示される加水分解性基含有オルガノシラン中のヒ
ドロキシフェニル基の水酸基をメチル基、エトキシエチ
ル基、t−ブチル基のようなアルキル基;アセチル基の
ようなアシル基;トリメチルシリル基、t−ブチルジメ
チルシリル基のようなトリアルキルシリル基で保護した
ものを式(1)のオルガノシランに代えて共加水分解、
縮合反応させることにより得られる。なおトリアルキル
シリル基で保護した場合には、該トリアルキルシリル基
が加水分解して、一般式 (R1は前記と同じ)で示される1官能性シロキサン単位
として本発明のオルガノポリシロキサン中に取り込まれ
る。
素原子、臭素原子のようなハロゲン原子、メトキシ基、
エトキシ基、イソプロポキシ基、メトキシエトキシ基の
ようなアルコキシ基、アセトキシ基のようなアシロキシ
基が例示される。
は、ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳香族系炭
化水素溶媒、メタノール、エタノールのようなアルコー
ル溶媒、アセトンのようなケトン溶媒、塩素化炭化水素
溶媒などが例示される。共加水分解、縮合反応を促進さ
せるために、塩酸、硫酸、燐酸、硝酸、酢酸のような酸
性触媒;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リ
チウム、アンモニア、アミンのようなアルカリ性触媒を
併用してもよい。
サン単位と、4官能シロキサン単位のモル比を変えるだ
けで、分子量、軟化点、ヒドロキシフェニル基の量、ア
ルカリ可溶性の度合等を自由に制御できる。また本発明
のオルガノポリシロキサンは、水酸化ナトリウム水溶
液、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液のようなア
ルカリ性水溶液に可溶であり、また炭化水素溶媒、芳香
族系炭化水素溶媒、塩素化炭化水素溶媒、アルコール溶
媒、エーテル溶媒、アミド溶媒、ケトン溶媒、エステル
溶媒、セロソルブ溶媒のような各種有機溶媒に可溶であ
る。したがって、LSI製造時における微細加工に用いる
アルカリ現像レジスト材料等への応用が期待できる。
メチル基を意味する。
ーテルの合成 撹拌機、還流管、滴下ロートおよび温度計を備えた四
つ口フラスコにm−イソプロペニルフェノール134.2g
(1.0モル)を投入し、70℃に加熱撹拌しながら、滴下
ロートよりヘキサメチルジシラザン96.8g(0.6モル)を
滴下した。同時にアンモニアが発生した。滴下終了後、
70℃で約2時間撹拌を続けた後、減圧蒸留し、目的物を
202g(0.98モル)得た。収率は98%であった。なお生成
物の物性は、次の通りであり、m−イソプロペニルフェ
ニルトリメチルシリルエーテルであることを確認した。
H),6.8〜7.8(m,4H) (2)1−(クロロジメチルシリル)−2−(m−トリ
メチルシロキシフェニル)プロパンの合成 撹拌機、還流管、滴下ロートおよび温度計を備えた四
つ口フラスコに(1)m−イソプロペニルフェニルトリ
メチルシリルエーテル165g(0.8モル)4−メトキシフ
ェニノール0.2g、および塩化白金酸の2重量%イソプロ
パノール溶液を白金量換算として100ppm加えて、50〜60
℃で加熱撹拌しながら、滴下ロートよりジメチルクロロ
シラン83.5g(0.88モル)を5時間かけて滴下した。反
応終了後、減圧蒸留して目的物を202g(0.67モル)得
た。収率は84%であった。なお生成物の物性は次の通り
であった。
(m,5H),2.8〜3.2(m,1H),6.5〜7.3(m,4H) 実施例1 撹拌機、還流管、滴下ロートおよび温度計を備えた四
つ口フラスコに参考例1(2)で得られた1−(クロロ
ジメチルシリル)−2−(m−トリメチルシロキシフェ
ニル)プロパン120.4g(0.4モル)、テトラエトキシシ
ラン208.3g(1.0モル)、トルエン100gを加え、70℃で
加熱撹拌しながら、水60g、濃塩酸40g、エタノール20g
の混合物を約1時間かけて滴下した。
え、静置すると2層に分離し、下層がポリマー層なので
分取し、上層をトルエン200gにより抽出した。トルエン
層とポリマー層を合わせ、水分定量受器を装着したフラ
スコに戻し、共沸によって水とエタノールを留出させ、
さらに水酸化カリウム0.10gを加えて、4時間脱水を続
け、残存シラノールを縮合させた。冷却後、トリメチル
クロロシランを加えて水酸化カリウムを中和し、ろ過、
濃縮して本発明のオルガノポリシロキサン147gを得た。
収率は85%であった。
キサンが得られたことを確認した。
算): w(重量平均分子量)=1.3×103 n(数平均分子量)=1.1×103 軟化点:80〜85℃1 HNMR δ(ppm): −0.4〜0.4(br,15H),0.7〜1.4(br,6H),2.5〜3.1(b
r,6H),6.2〜7.2(br,4H)29 SiNMR δ(ppm): −115〜−103(br,0.96Si),−103〜−98(br,0.07S
i),9〜16(br,0.63Si)13 CNMR δ(ppm): 1(s,4.5C),25(s,1C),28(s,1C),36(s,1C),114
(s,1C),119(m,2C),129(s,1C),149〜157(m,2C) IR ν(cm-1): 3450(br),2970,2900,1600,1490,1450,1250,1080(b
r),840,760,700 同様に、参考例1(2)で得られた1−(クロロジメ
チルシリル)−2−(m−トリメチルシロキシフェニ
ル)プロパン、テトラエトキシシランおよびトリメチル
クロロシランを第1表に示す通りの比率で仕込み、本発
明のオルガノポリシロキサン重合体を得た。なお生成物
の物性を併せて第1表に示した。
テトラヒドロフラン、トルエン、ジメチルホルムアミ
ド、メチルイソブチルケトン、酢酸イソアミル、ヘキサ
ン、四塩化炭素などの有機溶媒に溶解し、また、水酸化
ナトリウム水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム水
溶液にも溶解した。
つ口フラスコにm−イソプロペニルフェノール250g(1.
86モル)およびピリジン15ml(0.19モル)を加え、水浴
冷却しながら撹拌し、無水酢酸200ml(2.12モル)を滴
下した。その後エーテルで希釈し、中性になるまで水洗
した後、乾燥、蒸留して、目的物を310g(1.76モル)得
た。収率は94%であった。なお生成物の物性は、以下の
通りであった。
H),6.65〜7.15(m,4H) (2)1−(クロロジメチルシリル)−2−(m−アセ
トキシフェニル)プロパンの合成 撹拌機、還流管、滴下ロートおよび温度計を備えた四
つ口フラスコに、参考例2(1)で得られたm−アセト
キシイソプロペニルベンゼン100g(0.57モル)、塩化白
金酸の2重量%イソプロパノール溶液を白金量換算で約
100ppmおよび4−メトキシフェニノール0.2gを加え80℃
で加熱撹拌しながら、滴下ロートよりジメチルクロロシ
ラン70g(0.74モル)を滴下した。反応終了後、減圧蒸
留して目的物を115g(0.42モル)得た。収率は75%であ
った。なお、生成物の物性は次の通りであった。
H),2.65〜3.30(m,1H),6.55〜7.30(m,4H) 実施例2 撹拌機、還流管、滴下ロートおよび温度計を備えた四
つ口フラスコに、参考例2(2で得られた1−(クロロ
ジメチルシリル)−2−(m−アセトキシフェニル)プ
ロパン)67.7g(0.25モル)、テトラエトキシシラン10
4.2g(0.5モル)およびトルエン50gを加え、70℃で加熱
撹拌しながら、水30gを、濃塩酸20g、エタノール10gの
混合物を約1時間かけて滴下した。実施例1と同様の操
作により、分離、脱水、縮合させて本発明のオルガノポ
リシロキサン77.5gを得た。収率は96%であった。な
お、生成物の物性は以下の通りであり、 (式中、l:n=0.5:1) で示されるオルガノポリシロキサンが得られたことを確
認した。
1H),5.9〜6.8(br,4H)19 SiNMR δ(ppm): −115〜−105(br,0.90Si),−105〜−95(br,0.10S
i),10〜20(brh0.59Si) 分子量;w=5.6×103 n=3.2×103 得られた生成物は、メタノール、テトラヒドロフラ
ン、ジメチルホルムアミド、メチルイソブチルケトン、
酢酸イソアミルには溶解したが、ヘキサン、四塩化炭
素、クロロホルム、トルエン等には難溶であった。また
水酸化ナトリウム水溶液、水酸化テトラメチルアンモニ
ウム水溶水溶液には溶解した。
キシフェニル)エタンの合成 撹拌機、還流管、滴下ロートおよび温度計を備えた四
つ口フラスコに、p−tert−ブトキシスチレン176.3g
(1モル)、4−メトキシフェノール0.2gおよび塩化白
金酸の2重量%イソプロパノール溶液を白金量換算で約
100ppm加え、50〜60℃で加熱撹拌しながら滴下ロートよ
りジメチルクロロシラン104g(1.1モル)を5時間かけ
て滴下した。反応終了後、減圧蒸留して目的物を203g
(0.75モル)得た。収率は75%であった。なお、生成物
の物性は次の通りであった。
〜2.83(m,2H),6.7〜7.3(m,4H) 実施例3 撹拌機、還流管、滴下ロートおよび温度計を備えた四
つ口フラスコに、参考例3で得られた1−(クロロジメ
チルシリル)−2−(p−tert−ブトキシフェニル)エ
タン95g(0.35モル)、テトラエトキシシラン104.2g
(0.5モル)およびトルエン50gを加え70℃で加熱撹拌し
ながら、水30gを、塩酸30gの混合物を約2時間かけて滴
下した。滴下終了後、約75℃で4時間還流を続けた。水
100gを加え、静置すると2層に分離し、下層(ポリマー
層)を分取した。分取したポリマー層にトルエン100gを
加え水分定量受器を備えフラスコに入れて、共沸によっ
て水とエタノールを流出させ、さらに水酸化カリウム0.
10gを加えて4時間脱水を続け、残存シラノールを縮合
させた。室温まで冷却後、トリメチルクロロシランを加
えて中和し、ろ過、濃縮して、本発明のオルガノポリシ
ロキサン82gを得た。収率は86%であった。得られた生
成物は、メタノール、テトラヒドロフラン、ジメチルホ
ルムアミド、メチルイソブチルケトンには溶解したが、
ヘキサン、四塩化炭素、トルエン等には難溶であった。
また水酸化ナトリウム水溶液、水酸化テトラメチルアン
モニウム水溶液には溶解した。なお、生成物の物性は以
下の通りであり、 軟化点:90〜100℃ 分子量;w=2.0×103 n=1.7×103 1 HNMR δ(ppm): −0.5〜0.5(br,6H),0.5〜1.3(br,2H),2.3〜3.0(b
r,2H),6.5〜7.4(br,4H)29 SiNMR δ(ppm): −115〜−105(br,0.87Si),−105〜−95(br,0.13S
i),10〜20(br,0.75Si) 参考例4 p−メトキシフェニルジメチルクロロシランの合成 撹拌機、還流管、摘下ロートおよび温度計を備えた四
つ口フラスコを乾燥、窒素置換し、マグネシウム粉末2
3.3g(1.0モル)、ジメチルジクロロシラン129.1g(1.0
モル)およびテトラヒドロフラン200mlを加え、ヨウ素
少量を加えてマグネシウムを活性化させた。フラスコを
10℃以下に冷却しながら、滴下ロートから、p−クロロ
アニソール142.6g(1.0モル)およびテトラヒドロフラ
ン300mlの混合物を撹拌しながら5時間書けて滴下し
た。2時間加熱還流して熟成させた後、沈澱を吸引ろ過
によって除き、ろ液を蒸留して生成物を122g(0.61モ
ル)得た。収率は61%であった。なお、生成物の物性は
次の通りであった。
(m,4H) 実施例4 撹拌機、還流管、摘下ロートおよび温度計を備えた四
つ口フラスコに、参考例4で得られたp−メトキシフェ
ニルジメチルクロロシラン70.3g(0.35モル)、テトラ
エトキシシラン104.2g(0.5モル)およびトルエン50gを
加え、実施例3と同様に加水分解、分液、脱水、縮合し
てフェノールがメチル基によって保護されたポリマーを
80g得た。収率は88%であった。脱保護するため、窒素
置換したフラスコに得られたポリマーをクロロホルムに
溶かして加え、メトキシ基に対して1.5当量のヨードト
リメチルシランを加えて、室温で3時間撹拌した。その
後メタノールを加えさらに2時間撹拌し、亜硫酸水素ナ
トリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液およびイオ
ン交換水の順で洗い、乾燥、ろ過、濃縮して、本発明の
オルガノポリシロキサンを得た。生成物の物性は以下の
通りであり、 で示されるオルガノポリシロキサンが得られたことを確
認した。
i),−10〜5(br,0.72Si) [発明の効果] 本発明によれば、ヒドロキシフェニル基を有する1官
能性トリオルガノシロキサン単位および4官能性シロキ
サン単位の両方を一分子中に有する新規なアルカリ可溶
性オルガノポリシロキサンが提供される。
Claims (2)
- 【請求項1】一般式 [式中、Aはヒドロキシフェニル基、Rは炭素数1〜4
のアルキレン基、nは0または1、R1は炭素数1〜4の
アルキル基、x,zは正の数であり、yは0または正の数
であって、0.3≦(x+y)/z≦4かつ0≦y/x≦5であ
る]で表され、分子量が500〜500,000であるアルカリ可
溶性オルガノポリシロキサン。 - 【請求項2】0.4≦(x+y)/z≦1.2かつ0≦y/x≦5
であり、室温において固体である特許請求の範囲第1項
記載のアルカリ可溶性オルガノポリシロキサン。
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