JP3089416B1 - Polycarbosilane and method for producing the same - Google Patents
Polycarbosilane and method for producing the sameInfo
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Abstract
【要約】
【課題】 ジビニルシラン部分構造(C=C−SiH−
C=C)を主鎖に有する新規なポリカルボシランおよび
その効率的製造方法を提供する。
【解決手段】 パラジウム触媒存在下、トリヒドロシラ
ン類(R1SiH3)をジイン化合物(HC≡CR2C
≡CH)と反応させることにより、ジビニルシラン部分
構造(C=C−SiH−C=C)を主鎖に有する新規な
ポリカルボシラン((−SiR1H−R3−R2−R4
−)、式中、R3およびR4は、−CH=CH−(ビニ
レン基)および>C=CH2(ビニリデン基)の中から
選ばれる互いに同一または相異なる2価の基で、nは2
以上の整数)を製造する。Abstract: PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a divinylsilane partial structure (C = C-SiH-
Provided is a novel polycarbosilane having (C = C) in the main chain and a method for efficiently producing the same. SOLUTION: In the presence of a palladium catalyst, a trihydrosilane (R 1 SiH 3 ) is converted to a diyne compound (HC≡CR 2 C).
≡CH) to form a novel polycarbosilane ((—SiR 1 H—R 3 —R 2 —R 4 ) having a divinylsilane partial structure (C = C—SiH—C = C) in the main chain.
-), Wherein R 3 and R 4 are the same or different divalent groups selected from —CH = CH— (vinylene group) and> C = CH 2 (vinylidene group), and n is 2
Above integer).
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、トリヒドロシラン
類とジイン化合物との反応による、ジビニルシラン部分
構造(C=C−SiH−C=C)を主鎖に有するポリカ
ルボシランの製造方法、およびそれにより得られる新規
なポリカルボシランに関するものである。本発明により
提供されるポリカルボシランは、架橋やさまざまな修飾
が容易に行えるC=C結合およびSi−H結合を有し、
耐熱材料の原料やシリコンカーバイド製造用のプレセラ
ミックス等として利用できる。また、主鎖に芳香環基な
どを有する本発明のポリカルボシランは、その構造に特
徴的な発光現象を示すことから、電界発光素子をはじめ
として各種の光・電子材料への応用も可能である。The present invention relates to a method for producing a polycarbosilane having a divinylsilane partial structure (C = C-SiH-C = C) in the main chain by reacting a trihydrosilane with a diyne compound, and It relates to a novel polycarbosilane obtained thereby. The polycarbosilane provided by the present invention has a C = C bond and a Si—H bond that can be easily crosslinked and variously modified,
It can be used as a raw material for heat-resistant materials and as a preceramic for silicon carbide production. In addition, since the polycarbosilane of the present invention having an aromatic ring group or the like in the main chain exhibits a light emission phenomenon characteristic of its structure, it can be applied to various optical and electronic materials including electroluminescent devices. is there.
【0002】[0002]
【従来の技術】C=C結合およびSi−H結合より構成
されるジビニルシラン部分構造(C=C−SiH−C=
C)を主鎖に有するポリカルボシランの製造方法は今ま
で知られていなかった。2. Description of the Related Art A divinylsilane partial structure composed of C = C bonds and Si—H bonds (C = C—SiH—C =
A method for producing polycarbosilane having C) in the main chain has not been known so far.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ジビニルシ
ラン部分構造(C=C−SiH−C=C)を主鎖に有す
るポリカルボシランの製造方法、およびそれにより得ら
れる新規なポリカルボシランを提供することを課題とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a polycarbosilane having a divinylsilane partial structure (C = C-SiH-C = C) in the main chain, and a novel polycarbosilane obtained thereby. The task is to provide
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、トリヒドロシラン
類が、パラジウム錯体触媒存在下、ジイン化合物と容易
に反応し、ジビニルシラン部分構造(C=C−SiH−
C=C)を主鎖に有するポリカルボシランを収率よく与
えるという新規な事実を見いだし、それに基づいて本発
明を完成させるに至った。すなわち、本発明は、パラジ
ウム触媒存在下、一般式Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, trihydrosilanes easily react with a diyne compound in the presence of a palladium complex catalyst to form a divinylsilane moiety. Structure (C = C-SiH-
The present inventors have found a novel fact that a polycarbosilane having (C = C) in the main chain is obtained in good yield, and based on this, have completed the present invention. That is, the present invention, in the presence of a palladium catalyst, the general formula
【0005】R1SiH3 (I) (式中、R1は、アルキル基、アリール基、アラルキル
基、または1価の複素環基の中から選ばれる1価の基を
示す。)で表されるトリヒドロシラン類を、一般式[0005] R 1 SiH 3 (I) (wherein R 1 represents a monovalent group selected from an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and a monovalent heterocyclic group). Trihydrosilanes of the general formula
【0006】HC≡CR2C≡CH (II) (式中、R2は、アルキレン基、アリーレン基、または
2価の複素環基の中から選ばれる2価の基を示す。)で
表されるジインと反応させることを特徴とする、一般式[0006] HC≡CR 2 C≡CH (II) (wherein R 2 is a divalent group selected from an alkylene group, an arylene group, and a divalent heterocyclic group). General formula characterized by reacting with diyne
【0007】 (−SiR1H−R3−R2−R4−)n (III) (式中、R1およびR2は、前記式(I)および(II)
中のものと同じである。R3およびR4は、−CH=C
H−(ビニレン基)および>C=CH2(ビニリデン
基)の中から選ばれる互いに同一あるいは相異なる2価
の基である。また、nは2以上の整数を示す。)で表さ
れるポリカルボシランの製造方法、および、それにより
得られる新規なポリカルボシランを提供するものであ
る。(—SiR 1 H—R 3 —R 2 —R 4 —) n (III) (wherein R 1 and R 2 represent the above formulas (I) and (II)
Same as inside. R 3 and R 4 are —CH = C
H- (vinylene group) and> C = CH 2 (vinylidene group) are the same or different divalent groups selected from each other. N represents an integer of 2 or more. ), And a novel polycarbosilane obtained by the method.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明によれば、前記一般式
(I)で表されるトリヒドロシラン類を、前記一般式
(II)で表されるジイン化合物と反応させることを特徴
とする、前記一般式(III)で表されるポリカルボシラン
の製造方法、および、それにより得られる新規なポリカ
ルボシランが提供される。According to the present invention, the trihydrosilane represented by the general formula (I) is reacted with a diyne compound represented by the general formula (II). A method for producing a polycarbosilane represented by the general formula (III) and a novel polycarbosilane obtained by the method are provided.
【0009】前記一般式(I)中のケイ原子素上の置換
基R1は、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ま
たは1価の複素環基であり、より詳しくは、炭素数が好
ましくは1〜20、より好ましくは1〜8のアルキル
基、炭素数が好ましくは6〜20、より好ましくは6〜
10のアリール基、炭素数が好ましくは7〜20、より
好ましくは7〜10のアラルキル基、または、ヘテロ原
子として、窒素、酸素、硫黄、セレン、ケイ素、ホウ素
などから選ばれる少なくとも1個を有する、好ましくは
3〜10員環、より好ましくは5〜8員環の1価の複素
環基である。それらの具体例としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ネオペ
ンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、フェニ
ル基、ナフチル基、アントリル基、ベンジル基、フェネ
チル基、ピリジル基、フリル基、チエニル基等が挙げら
れる。したがって、それらの置換基を有する一般式
(I)で表わされるトリヒドロシラン類を例示すれば、
メチルシラン、エチルシラン、プロピルシラン、イソプ
ロピルシラン、ブチルシラン、ネオペンチルシラン、へ
キシルシラン、オクチルシラン、デシルシラン、フェニ
ルシラン、ナフチルシラン、アントリルシラン、ベンジ
ルシラン、フェネチルシラン、ピリジルシラン、フリル
シラン、チエニルシラン等を挙げることができる。[0009] substituent R 1 on silicon atoms containing in the general formula (I), an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a monovalent heterocyclic group, and more particularly, is preferably a carbon number 1-20, more preferably 1-8 alkyl groups, preferably 6-20 carbon atoms, more preferably 6-6 carbon atoms.
10 aryl groups, preferably 7 to 20 carbon atoms, more preferably 7 to 10 aralkyl groups, or at least one heteroatom selected from nitrogen, oxygen, sulfur, selenium, silicon, boron, etc. And preferably a 3- to 10-membered, more preferably a 5- to 8-membered monovalent heterocyclic group. Specific examples thereof include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, neopentyl, hexyl, octyl, decyl, phenyl, naphthyl, anthryl, benzyl, phenethyl, and pyridyl. Group, furyl group, thienyl group and the like. Therefore, when the trihydrosilanes represented by the general formula (I) having those substituents are exemplified,
Methylsilane, ethylsilane, propylsilane, isopropylsilane, butylsilane, neopentylsilane, hexylsilane, octylsilane, decylsilane, phenylsilane, naphthylsilane, anthrylsilane, benzylsilane, phenethylsilane, pyridylsilane, furylsilane, thienylsilane, etc. be able to.
【0010】一方、前記一般式(II)中のR2は、アル
キレン基、アリーレン基、および2価の複素環基の中か
ら選ばれる2価の基であり、炭素数が好ましくは1〜2
0、より好ましくは1〜8のアルキレン基、炭素数が好
ましくは6〜20、より好ましくは6〜12のアリーレ
ン基、または、へテロ原子として、窒素、酸素、硫黄、
セレン、ケイ素、ホウ素などから選ばれる少なくとも1
個を有する、好ましくは3〜10員環、より好ましくは
5〜8員環の2価の複素環基である。それらの具体例と
しては、メチレン基、エチレン基、テトラメチレン基、
ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン
基、デカメチレン基、ドデカメチレン基、エイコサメチ
レン基、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン
基、アントリレン基、ピリジレン基、フリレン基、チエ
ニレン基等が拳げられ、それら基の水素原子の一部が、
アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等の基で置換
されていても差し支えない。したがって、それらの、置
換基を有していてもよい一般式(II)で表されるジイン
化合物としては、1,4−ペンタジイン、1,5−へキ
サジン、1,7−オクタジイン、1,8−ノナジイン、
1,9−デカジイン、1,11−ドデカジイン、1,1
3−テトラデカジイン、ジエチニルベンゼン、ジエチニ
ルナフタレン、ジエチニルアントラセン、ジエチニルピ
リジン、ジエチニルフラン、ジエチニルチオフェン等を
挙げることができる。On the other hand, R 2 in the general formula (II) is a divalent group selected from an alkylene group, an arylene group and a divalent heterocyclic group, and preferably has 1 to 2 carbon atoms.
0, more preferably 1 to 8 alkylene groups, preferably 6 to 20, more preferably 6 to 12 arylene groups, or as a hetero atom, nitrogen, oxygen, sulfur,
At least one selected from selenium, silicon, boron, etc.
And preferably a 3- to 10-membered, more preferably 5- to 8-membered, divalent heterocyclic group. Specific examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a tetramethylene group,
Pentamethylene group, hexamethylene group, octamethylene group, decamethylene group, dodecamethylene group, eicosamethylene group, phenylene group, naphthylene group, biphenylene group, anthrylene group, pyridylene group, furylene group, thienylene group, etc. Some of the hydrogen atoms in those groups are
It may be substituted with a group such as an alkyl group, an alkoxy group and a halogen atom. Accordingly, the diyne compounds represented by the general formula (II) which may have a substituent include 1,4-pentadiyne, 1,5-hexazine, 1,7-octadiyne, 1,8 -Nonadiyne,
1,9-decadiyne, 1,11-dodecadiin, 1,1
Examples include 3-tetradecadiyne, diethynylbenzene, diethynylnaphthalene, diethynylanthracene, diethynylpyridine, diethynylfuran, diethynylthiophene, and the like.
【0011】反応に供される一般式(II)で表されるジ
イン化合物のトリヒドロシラン類に対するモル比は特に
制限されるものではなく任意に選ぶことができるが、ポ
リカルボシランの収率を考慮すれば0.5〜2程度が望
ましく、通常0.7〜1.5である。The molar ratio of the diyne compound represented by the general formula (II) to the trihydrosilanes to be subjected to the reaction is not particularly limited and can be arbitrarily selected, but taking into account the yield of polycarbosilane. If so, about 0.5 to 2 is desirable, and usually 0.7 to 1.5.
【0012】本発明において用いられるパラジウム触媒
としては、その金属錯体、金属塩、金属や担持金属、ま
た、それらに配位子を添加した系など、従来公知のもの
を含む各種のものが使用できる。それらの具体例を示す
と、ジクロロビス(トリフェニルホスフィンパラジウ
ム)、ジクロロビス(メチルジフェニルホスフィン)パ
ラジウム、ジヨードビス(ジエチルフェニルホスフィ
ン)パラジウム、ジクロロビス(トリシクロヘキシルホ
スフィン)パラジウム、ジヨードビス(トリシクロヘキ
シルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリブチ
ルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリ−i−
ブチルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリ−
t−ブチルホスフィン)パラジウム、ジブロモビス(ト
リプロピルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(ト
リ−i−プロピルホスフィン)パラジウム、ジクロロビ
ス(トリエチルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス
(トリメチルホスフィン)パラジウム、ビス(トリシク
ロヘキシルホスフィン)パラジウム、テトラキス(トリ
エチルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリフ
ェニルホスファイト)パラジウム、ジクロロビス(トリ
エチルホスファイト)パラジウム、ビス(t−ブチルイ
ソシアニド)パラジウム、ビス(ジベンジリデンアセト
ン)パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)二
パラジウム、ジクロロビス(ベンゾニトリル)パラジウ
ム、ジブロモビス(ベンゾニトリル)パラジウム、ジク
ロロビス(アセトニトリル)パラジウム、ジ−μ−クロ
ロビス(π−アリル)二パラジウム、ジクロロビス(ピ
リジン)パラジウム、酢酸パラジウム、塩化パラジウ
ム、ヨウ化パラジウム、活性炭担持パラジウム等が挙げ
られる。これらの中で好ましいものはリン配位子を含む
系で、より好ましくはホスフィン配位子を含む系、そし
てさらに好ましくはトリアルキルホスフィンを含む系で
ある。また、必要に応じてそれらの系に添加する配位子
を例示すれば、トリフェニルホスフィン、t−ブチルジ
フェニルホスフィン、ジシクロヘキシルフェニルホスフ
ィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリブチルホス
フィン、トリ−i−ブチルホスフィン、トリ−t−ブチ
ルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリ−i−プ
ロピルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリメチル
ホスフィン、トリフェニルホスファイト、トリブチルホ
スファイト、トリメチルホスファイト、t−ブチルイソ
シアニド、シクロヘキシルイソシアニド等が挙げられ
る。これらの触媒系は、2種以上を組み合わせて用いる
こともできる。As the palladium catalyst used in the present invention, various catalysts including conventionally known ones such as a metal complex, a metal salt, a metal and a supported metal, and a system in which a ligand is added thereto can be used. . Specific examples thereof include dichlorobis (triphenylphosphine palladium), dichlorobis (methyldiphenylphosphine) palladium, diiodobis (diethylphenylphosphine) palladium, dichlorobis (tricyclohexylphosphine) palladium, diiodobis (tricyclohexylphosphine) palladium, dichlorobis ( Tributylphosphine) palladium, dichlorobis (tri-i-
Butylphosphine) palladium, dichlorobis (tri-
t-butylphosphine) palladium, dibromobis (tripropylphosphine) palladium, dichlorobis (tri-i-propylphosphine) palladium, dichlorobis (triethylphosphine) palladium, dichlorobis (trimethylphosphine) palladium, bis (tricyclohexylphosphine) palladium, tetrakis ( Triethylphosphine) palladium, dichlorobis (triphenylphosphite) palladium, dichlorobis (triethylphosphite) palladium, bis (t-butylisocyanide) palladium, bis (dibenzylideneacetone) palladium, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium, dichlorobis ( Benzonitrile) palladium, dibromobis (benzonitrile) palladium, dichlorobis (aceto Tolyl) palladium, di -μ- chlorobis (.pi.-allyl) dipalladium, dichlorobis (pyridine) palladium, palladium acetate, palladium chloride, palladium iodide, palladium on charcoal and the like. Preferred among these are systems containing a phosphorus ligand, more preferably systems containing a phosphine ligand, and even more preferably systems containing a trialkylphosphine. Examples of ligands added to those systems as needed include triphenylphosphine, t-butyldiphenylphosphine, dicyclohexylphenylphosphine, tricyclohexylphosphine, tributylphosphine, tri-i-butylphosphine, and tri-phosphine. t-butyl phosphine, tripropyl phosphine, tri-i-propyl phosphine, triethyl phosphine, trimethyl phosphine, triphenyl phosphite, tributyl phosphite, trimethyl phosphite, t-butyl isocyanide, cyclohexyl isocyanide and the like. These catalyst systems can be used in combination of two or more kinds.
【0013】パラジウム触媒の使用量は、適宜に定める
ことができるがトリヒドロシラン類に対するモル比とし
て好ましくは通常0.000001〜0.5の範囲であ
る。The amount of the palladium catalyst used can be appropriately determined, but is preferably in the range of usually 0.000001 to 0.5 as a molar ratio to the trihydrosilane.
【0014】本発明の反応は、−100℃以上、好まし
くは−50〜250℃、より好ましくは−20〜150
℃の反応温度で実施される。また、本発明の方法は溶媒
の有無にかかわらず実施できるが、溶媒を用いる場合
は、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素溶媒や
テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒の他、原料のト
リヒドロシラン類およびジイン化合物と反応するものを
除いた各種の有機溶媒を用いることができる。The reaction of the present invention is carried out at a temperature of -100 ° C or higher, preferably -50 to 250 ° C, more preferably -20 to 150 ° C.
It is carried out at a reaction temperature of ° C. Although the method of the present invention can be carried out with or without a solvent, when a solvent is used, in addition to hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene and ether solvents such as tetrahydrofuran, the raw materials trihydrosilanes and diyne Various organic solvents other than those that react with the compound can be used.
【0015】反応混合物からの目的生成物の分離精製
は、一般に再沈殿またはクロマトグラフィー等の有機化
学的に通常用いられる手段により、容易に達せられる。The separation and purification of the desired product from the reaction mixture can be easily achieved by means commonly used in organic chemistry such as reprecipitation or chromatography.
【0016】本発明の方法によって、前記一般式(III)
で表されるポリカルボシランが提供される。一般式(II
I)中のR1およびR2の具体例としては、一般式(I)
および一般式(II)の説明で先に示したもの等を挙げる
ことができる。一般式(III)で表されるポリカルボシ
ランにおいてパラジウム触媒の種類を適宜に選ぶことに
より、R3およびR4が主としてビニレン基のもの、例
えば、R3およびR4の合計単位に対し、ビニレン基が
60単位%以上(残部がビニリデン基)、好ましくは7
0単位%以上の一般式(III)のポリカルボシランを得
ることができる。一般式(III)において、nは2以上
の整数で、好ましくは2〜50000、より好ましくは
3〜20000の整数である。一般式(III)において、
ケイ素側の末端は、水素原子、エチニル有機基(HC≡
C−R2−R5−(R2は一般式(II)中のものと同じ
で、R5はビニレン基またはビニリデン基))などで、
またその反対側の末端はシリル基(−SiR1H2(R
1は一般式(I)中のものと同じ))などである。ま
た、ビニリデン基が優勢なものを得る方法としては、
(1)パラジウム触媒の配位子として立体的に小さなも
のを使用する(モノインとの反応では、立体的に大きな
ホスフィン配位子ほどビニレン構造の生成物を与えやす
い)、(2)溶媒や反応温度を調節する、(3)置換基
R1、R2の種類を変える(モノインとの反応では、R
1がアルキル基の際、ビニリデン構造の生成物ができや
すい傾向がある)、などが考えられる。According to the method of the present invention, the compound represented by the general formula (III)
Is provided. General formula (II
Specific examples of R 1 and R 2 in I) include compounds represented by general formula (I)
And those described above in the description of the general formula (II). By appropriately selecting the type of palladium catalyst in the polycarbosilane represented by the general formula (III), R 3 and R 4 are mainly those of a vinylene group, for example, vinylene relative to the total unit of R 3 and R 4. Group is at least 60 unit% (the remainder is a vinylidene group), preferably 7
0% or more of the polycarbosilane of the general formula (III) can be obtained. In the general formula (III), n is an integer of 2 or more, preferably 2 to 50,000, more preferably 3 to 20,000. In the general formula (III),
The terminal on the silicon side is a hydrogen atom, an ethynyl organic group (HC≡
C—R 2 —R 5 — (R 2 is the same as that in the general formula (II), and R 5 is a vinylene group or a vinylidene group)) and the like.
The other end is a silyl group (—SiR 1 H 2 (R
1 is the same as in general formula (I))). Also, as a method of obtaining a vinylidene group dominant,
(1) Use a sterically small ligand as the ligand of the palladium catalyst (in the reaction with monoyne, a sterically larger phosphine ligand is more likely to give a product having a vinylene structure); (2) Solvents and reactions (3) changing the types of the substituents R 1 and R 2 (in the reaction with monoyne,
When 1 is an alkyl group, a product having a vinylidene structure tends to be formed).
【0017】[0017]
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0018】実施例1 フェニルシラン0.5mmol、1,8−ノナジイン
0.5mmol、およびベンゼン0.5mlの溶液に、
窒素下、パラジウム−トリシクロヘキシルホスフィン触
媒のべンゼン溶液(トリス(ジベンジリデンアセトン)
二パラジウムとトリシクロヘキシルホスフィン(4当
量)の混合物のベンゼン溶液、0.02MPd)0.0
5ml(0.001mmol Pd)を添加し、40℃
で2.5時間加熱した。反応液のNMR測定から、ポリ
カルボシラン、(−SiPhH−A 1−(CH2)5−
A1’−)n(IIIa)(式中、A1およびA1’は、
それぞれ、−CH=CH−および>C=CH2から選ば
れる互いに同一あるいは相異なる2価の基で、−CH=
CH−と>C=CH2の存在比は94:6)が、ほぼ定
量的に生成したことがわかった。分取GPC(トルエン
溶媒)により(IIIa)を精製した(78%収率;重量
平均分子量=23,000、数平均分子量=6,300
(ポリスチレン基準))。Example 1 0.5 mmol of phenylsilane, 1,8-nonadiyne
0.5 mmol, and a solution of 0.5 ml of benzene,
Under nitrogen, palladium-tricyclohexylphosphine
Medium in benzene solution (tris (dibenzylideneacetone))
Dipalladium and tricyclohexylphosphine (4 equivalents
Benzene solution of the mixture of
Add 5 ml (0.001 mmol Pd) and add
For 2.5 hours. From the NMR measurement of the reaction solution,
Carbosilane, (-SiPhH-A 1− (CH2)5−
A1’-)n(IIIa) (wherein A1And A1’
-CH = CH- and> C = CH, respectively2Choose from
Divalent groups which are the same or different from each other,
CH- and> C = CH2Is 94: 6), but almost constant
It was found to be formed quantitatively. Preparative GPC (toluene
(IIIa) (78% yield; weight)
Average molecular weight = 23,000, number average molecular weight = 6,300
(Based on polystyrene)).
【0019】(IIIa)のスペクトルデータ等は下記の
通りである。1 H−NMR(C6D6)δ 1.0−1.6(br
m、=C−C−(CH2)3)、1.9−2.4(br
m、=C−CH2)、5.06および5.1−5.2
(それぞれd(J=3.0Hz)およびbr m(積分
比は13:87)、SiH)、5.66(d(J=2.
3Hz)、Si−C=CHa Hb)、5.8−6.0
(br m、Si−CH=およびSi−C=CH
a Hb )、6.35(br dt(J=18.5、6.
1Hz、Si−CH=CH)、7.1−7.4および
7.6−7.9(それぞれbr m、ベンゼン環プロト
ン)29 Si−NMR(C6D6)δ −26、−22 IR(neat) 2142cm−1(ν(Si−
H))The spectrum data and the like of (IIIa) are as follows. 1 H-NMR (C 6 D 6 ) δ 1.0-1.6 (br
m, = C-C- (CH 2) 3), 1.9-2.4 (br
m, = C-CH 2) , 5.06 and 5.1-5.2
(Each d (J = 3.0 Hz) and brm (integral ratio is 13:87), SiH), 5.66 (d (J = 2.
3Hz), Si-C = C H a H b), 5.8-6.0
(Br m, Si-CH = and Si-C = CH
a H b), 6.35 (br dt (J = 18.5,6.
1 Hz, Si-CH = C H ), 7.1-7.4 and 7.6-7.9 (brm, benzene ring proton, respectively) 29 Si-NMR (C 6 D 6 ) δ -26, -22 IR (neat) 2142 cm −1 (ν (Si−
H))
【0020】実施例1で得られたポリカルボシラン(III
a)は、そのトルエン溶液をガラス基板上に塗布して、
真空中、加熱(100℃、1時間)することにより、熱
安定性の高い難溶性架橋ポリマー(IVa)の薄膜(淡
褐色)を与えた。(IVa)の熱重量分析等の結果を次
に示す。 融点 >300℃ 熱重量分析(窒素気流中) Td1(1%重量減温度) 404℃ Td5(5%重量減温度) 436℃ 残重量(980℃) 17%The polycarbosilane (III) obtained in Example 1
a) applying the toluene solution on a glass substrate,
Heating in vacuum (100 ° C., 1 hour) gave a thin film (light brown) of the poorly soluble crosslinked polymer (IVa) with high thermal stability. The results of the thermogravimetric analysis of (IVa) are shown below. Melting point> 300 ° C. Thermogravimetric analysis (in nitrogen stream) Td 1 (1% weight loss temperature) 404 ° C. Td 5 (5% weight loss temperature) 436 ° C. Residual weight (980 ° C.) 17%
【0021】比較例1 パラジウム−トリシクロヘキシルホスフィンのベンゼン
溶液を添加しない他は、実施例1と同条件で実験を行っ
た結果、NMRで(IIIa)の生成はまったく認められな
かった。Comparative Example 1 An experiment was conducted under the same conditions as in Example 1 except that a benzene solution of palladium-tricyclohexylphosphine was not added. As a result, no formation of (IIIa) was observed by NMR.
【0022】実施例2 フェニルシラン0.2mmol、1,8−ノナジイン
0.2mmol、およびベンゼン0.13mlの溶液
に、窒素下、パラジウム−トリシクロヘキシルホスフィ
ン触媒のベンゼン溶液(トリス(ジベンジリデンアセト
ン)二パラジウムとトリシクロヘキシルホスフィン(4
当量)の混合物のベンゼン溶液、0.02MPd)0.
02ml(0.0004mmol Pd)を添加し、4
0℃で3時間加熱した後、室温で一日放置した。反応液
のGPCおよびNMR測定から、重量平均分子量=10
0,000、数平均分子量=17,000(ポリスチレ
ン基準)のポリカルボシラン、(IIIa)(−CH=C
H−と>C=CH2の存在比は94:6)が、ほぼ定量
的に生成したことがわかった。Example 2 A solution of 0.2 mmol of phenylsilane, 0.2 mmol of 1,8-nonadiyne and 0.13 ml of benzene was added to a solution of a palladium-tricyclohexylphosphine catalyst in a benzene solution (tris (dibenzylideneacetone) Palladium and tricyclohexylphosphine (4
Eq.) In a benzene solution of 0.02 MPd).
02 ml (0.0004 mmol Pd) was added and 4
After heating at 0 ° C. for 3 hours, it was left at room temperature for one day. From GPC and NMR measurements of the reaction mixture, weight average molecular weight = 10
Polycarbosilane having a number average molecular weight of 17,000 (based on polystyrene), (IIIa) (-CH = C
H- and> abundance ratio of C = CH 2 94: 6) was found to have almost quantitatively produced.
【0023】実施例3 フェニルシラン0.5mmol、p−ジエチニルベンセ
ン0.5mmol、およびベンゼン0.5mlの溶液
に、窒素下、パラジウム−トリシクロヘキシルホスフィ
ン触媒のベンゼン溶液(トリス(ジベンジリデンアセト
ン)二パラジウムとトリシクロヘキシルホスフィン(4
当量)の混合物のベンゼン溶液、0.02M Pd)
0.025ml(0.0005mmol Pd)を添加
し、40℃で1時間加熱した。反応液のNMR測定か
ら、ポリカルボシラン、(−SiPhH−A2−p−C
6H4−A2’−)n(IIIb)(式中、A2およびA
2’は、それぞれ、−CH=CH−および>C=CH2
から選ばれる互いに同一あるいは相異なる2価の基で、
−CH=CH−と>C=CH2の存在比は80:20)
が、ほぼ定量的に生成したことがわかった。分取GPC
(トルエン溶媒)により(IIIb)を精製した(67%
収率;重量平均分子量=23,000、数平均分子量=
6,200(ポリスチレン基準))。Example 3 A solution of palladium-tricyclohexylphosphine catalyst in benzene (tris (dibenzylideneacetone) 2) was added to a solution of 0.5 mmol of phenylsilane, 0.5 mmol of p-diethynylbene and 0.5 ml of benzene under nitrogen. Palladium and tricyclohexylphosphine (4
Eq.) Of the mixture in benzene, 0.02M Pd)
0.025 ml (0.0005 mmol Pd) was added and heated at 40 ° C. for 1 hour. From NMR measurement of the reaction solution, polycarbosilane, (- SiPhH-A 2 -p -C
6 H 4 -A 2 '-) n (IIIb) ( wherein, A 2 and A
2 ′ are —CH = CH— and> C = CH 2 , respectively.
The same or different divalent groups selected from
Abundance of -CH = CH- and> C = CH 2 80:20)
Was found to be produced almost quantitatively. Preparative GPC
(IIIb) was purified by (toluene solvent) (67%
Yield; weight average molecular weight = 23,000, number average molecular weight =
6,200 (based on polystyrene)).
【0024】(IIIb)のスペクトルデータ等は下記の
通りである。1 H−NMR(C6D6)δ 5.3−5.4および
5.4−5.5(それぞれbr m(積分比は59:4
1)、SiH)、5.7−5.9および6.1−6.3
(それぞれbr m、Si−C=CH2)、6.5−
6.8(br m、Si−CH=)、7.0−7.9
(br m、ベンゼン環プロトンおよびSi−CH=C
H)29 Si−NMR(C6D6)δ −23、−21、−
20 IR(nujol) 2126cm−1(ν(Si−
H)) UV(THF) 308nm(ε=2.2×104) また(IIIb)は、固体および溶液状態で、紫外光照射に
より青色発光を示した(テトラヒドロフラン中、393
nmの励起光による発光波長は、λmax=445、4
66nm)。The spectrum data and the like of (IIIb) are as follows. 1 H-NMR (C 6 D 6 ) δ 5.3-5.4 and 5.4-5.5 (br m (integration ratio is 59: 4, respectively)
1), SiH), 5.7-5.9 and 6.1-6.3.
(Each br m, Si-C = CH 2), 6.5-
6.8 (br m, Si-CH =), 7.0-7.9
(Br m, benzene ring proton and Si—CH = C
H ) 29 Si-NMR (C 6 D 6 ) δ -23, -21,-
20 IR (nujol) 2126 cm −1 (ν (Si−
H)) UV (THF) 308 nm (ε = 2.2 × 10 4 ) Further, (IIIb) showed blue light emission by irradiation with ultraviolet light in a solid or solution state (393 in tetrahydrofuran).
The emission wavelength of the excitation light of nm is λmax = 445, 4
66 nm).
【0025】実施例3で得られたポリカルボシラン(II
Ib)は、そのトルエン溶液をガラス基板上に塗布し
て、真空中、加熱(100℃、1時間)することによ
り、熱安定性の高い難溶性架橋ポリマー(IVb)の薄
膜(淡褐色)を与えた。(IVb)の熱重量分析等の結
果を次に示す。 融点 >300℃ 熱重量分析(窒素気流中) Td1(1%重量減温度) 444℃ Td5(5%重量減温度) 504℃ 残重量(980℃) 78%The polycarbosilane (II) obtained in Example 3
Ib) is to apply the toluene solution on a glass substrate and heat it in vacuum (100 ° C., 1 hour) to form a thin film (light brown) of the hardly soluble crosslinked polymer (IVb) having high thermal stability. Gave. The results of thermogravimetric analysis and the like of (IVb) are shown below. Melting point> 300 ° C. Thermogravimetric analysis (in nitrogen stream) Td 1 (1% weight loss temperature) 444 ° C. Td 5 (5% weight loss temperature) 504 ° C. Residual weight (980 ° C.) 78%
【0026】実施例4 フェニルシラン0.2mmol、p−ジエチニルベンゼ
ン0.2mmol、およびテトラヒドロフラン0.15
mlの溶液に、窒素下、ビス(トリシクロヘキシルホス
フィン)パラジウム触媒のテトラヒドロフラン溶液
(0.02M Pd)を0.01ml(0.0002m
mol Pd)を添加し、40℃で1時間、そしてさら
に60℃で1時間加熱した。反応液のGPCおよびNM
R測定から、重量平均分子量=10,000、数平均分
子量=3,000(ポリスチレン基準)のポリカルボシ
ラン、(IIIb)(−CH=CH−と>C=CH2の存
在比は74:26)が、ほぼ定量的に生成したことがわ
かった。Example 4 0.2 mmol of phenylsilane, 0.2 mmol of p-diethynylbenzene and 0.15 of tetrahydrofuran
Under a nitrogen atmosphere, a solution of bis (tricyclohexylphosphine) palladium catalyst in tetrahydrofuran (0.02M Pd) was added to 0.01 ml (0.0002 m
mol Pd) was added and heated at 40 ° C. for 1 hour and further at 60 ° C. for 1 hour. GPC and NM of reaction solution
From R measured, the weight average molecular weight = 10,000, polycarbosilane having a number-average molecular weight = 3,000 (polystyrene standard), (IIIb) (- CH = CH- and> abundance ratio of C = CH 2 is 74:26 ) Was found to be produced almost quantitatively.
【0027】[0027]
【発明の効果】本発明の方法により、トリヒドロシラン
類およびジイン化合物から、各種材料の製造に有用なジ
ビニルシラン部分構造を有するポリカルボシランを、効
率よく、しかも安全に製造でき、その精製も容易であ
る。本発明のポリカルボシランを用いれば、例えばその
溶液を塗布するなどした後、加熱し架橋させることによ
り熱安定性に優れる耐熱性材料を形成することができ
る。したがって、本発明の工業的意義は多大である。According to the method of the present invention, a polycarbosilane having a divinylsilane partial structure useful for the production of various materials can be efficiently and safely produced from trihydrosilanes and diyne compounds, and its purification is easy. It is. When the polycarbosilane of the present invention is used, for example, a heat-resistant material having excellent thermal stability can be formed by applying the solution and then heating and crosslinking. Therefore, the industrial significance of the present invention is great.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) CA(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) CA (STN) REGISTRY (STN)
Claims (2)
基、または1価の複素環基の中から選ばれる1価の基を
示す。)で表されるトリヒドロシラン類を、一般式 HC≡CR2C≡CH (II) (式中、R2は、アルキレン基、アリーレン基、または
2価の複素環基の中から選ばれる2価の基を示す。)で
表されるジインと反応させることを特徴とする、一般式 (−SiR1H−R3−R2−R4−)n (III) (式中、R1およびR2は、前記式(I)および(II)
中のものと同じである。R3およびR4は、−CH=C
H−(ビニレン基)および>C=CH2(ビニリデン
基)の中から選ばれる互いに同一あるいは相異なる2価
の基である。また、nは2以上の整数を示す。)で表さ
れるポリカルボシランの製造方法。1. A compound of the general formula R 1 SiH 3 (I) (wherein R 1 is a monovalent group selected from an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and a monovalent heterocyclic group) in the presence of a palladium catalyst. A trihydrosilane represented by the general formula HC≡CR 2 C≡CH (II) (wherein R 2 is an alkylene group, an arylene group, or a divalent heterocyclic group) And a divalent group represented by the formula: (-SiR 1 H—R 3 —R 2 —R 4 —) n (III) (wherein , R 1 and R 2 are those of the above formulas (I) and (II)
Same as inside. R 3 and R 4 are —CH = C
H- (vinylene group) and> C = CH 2 (vinylidene group) are the same or different divalent groups selected from each other. N represents an integer of 2 or more. )).
基、または1価の複素環基の中から選ばれる1価の基を
示し、R2は、アルキレン基、アリーレン基、または2
価の複素環基の中から選ばれる2価の基を示す。R3お
よびR4は、−CH=CH−(ビニレン基)および>C
=CH2(ビニリデン基)の中から選ばれる互いに同一
あるいは相異なる2価の基である。また、nは2以上の
整数を示す。)で表されるポリカルボシラン。2. A compound represented by the general formula (—SiR 1 H—R 3 —R 2 —R 4 —) n (III) wherein R 1 is an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a monovalent heterocyclic ring. R 2 represents an alkylene group, an arylene group, or 2
It represents a divalent group selected from among the divalent heterocyclic groups. R 3 and R 4 represent —CH = CH— (vinylene group) and> C
= Divalent groups which are the same or different from each other and are selected from CH 2 (vinylidene group). N represents an integer of 2 or more. Polycarbosilane represented by).
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11141344A JP3089416B1 (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Polycarbosilane and method for producing the same |
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1999
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