JP3413483B2 - ポリ(有機ジオキシシリレン)類の製造方法 - Google Patents

ポリ(有機ジオキシシリレン)類の製造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ケイ素と酸素及び有機
基を持つ含ケイ素ポリマーの製造方法に関するものであ
る。含ケイ素ポリマーは、耐熱性材料や発光・光電変換
材料、シリコン系セラミックスの原料として有用なもの
である。
【0002】
【従来の技術】ケイ素系ポリマーの一種で、主鎖骨格が
アリーレンジオキシ基とシリレンの交互共重合体であ
る、ポリ[アリーレンジオキシ(シリレン)]類は、主
鎖が芳香環と酸素−ケイ素結合からなるために、熱的に
安定な骨格と考えられており、実際、航空・宇宙用の材
料として検討されている。それらのケイ素系ポリマー
は、ケイ素、酸素と二価の有機基からなる環状ケイ素
化合物の開環重合[Ger 1,136,114]、ジアミノシラ
ン類またはジアルコキシシラン類とヒドロキノン類との
重縮合反応[J. Appl. Polym. Sci., 9, 295 (1965);
J. Polym. Sci., A, Polym. Chem., 32, 131 (199
4)]、錯体触媒を用いる開環共重合[J. Am. Chem.So
c., 114, 6596 (1992)]、錯体触媒を用いる挿入反応
[Macromolecules, 26, 2143 (1993)]等によって、製
造されている。さらに本発明者らは、キノン類とヒド
ロシラン類による脱水素重合による製造方法[日本化学
会第76春季年会4B501(1999)]を見いだしている。
【0003】しかしながら、上記の方法にはいくつかの
問題点があった。即ち、の方法では、環状ケイ素化合
物をまず合成する必要がある。の方法では加水分解性
で取り扱いの不便なジアミノシラン類やジアルコキシシ
ラン類を用いる必要がある。からの方法では、二価
有機基の出発原料としてキノン類を用いる必要があり、
生成ポリマー中の二価有機基はキノン由来の芳香族基と
ならざるを得ず、構造が限定される上、二価アラルキレ
ン基またはアルキレン基等の導入は不可能である。等の
問題点である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡便で、芳
香族以外の二価有機基も導入可能な、ポリ(有機ジオキ
シシリレン)類の製造方法に関するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは簡便かつ適
用範囲の広いポリ(有機ジオキシシリレン)類の合成方
法について鋭意検討した結果、取り扱い容易なジヒドロ
シラン類と種々の構造のものが入手容易な有機ジオール
類から、パラジウム含有触媒を用いる脱水素重合反応に
より、ポリ(有機ジオキシシリレン)類が合成できるこ
とを見いだし、本発明に到達した。
【0006】即ち、本発明によれば、一般式(1)
【化11】 (式中、Aは二価の有機基を表す。)で表される、有機
ジオール類と、一般式(2)
【化12】 (式中、R及びR’は一価の有機基を示す。)で表され
るジヒドロシラン類とを、パラジウム含有触媒の存在
下、反応させることにより、一般式(3)
【化13】 (式中、Aは二価の有機基、R及びR’は一価の有機基
を示し、nは2以上で5,000を越えない正の整数を
示す。)で表される、ポリ(有機ジオキシシリレン)類
が提供される。
【0007】さらに、本発明に用いられるジオール類
は、それぞれ一種類のものである必要はなく、複数の種
類の混合物を用いても良い。一般式(2)で表されるジ
ヒドロシラン類も、一種類のものである必要はない。こ
うした場合には、一般式(6)
【化14】 (式中、Aは二価の有機基を示す。)で表される一種類
または複数の種類の繰り返し単位と、一般式(7)
【化15】 (式中、R及びR’は一価の有機基を示す。)で表され
る一種類または複数の種類の繰り返し単位が、交互に結
合した共重合体が提供される。
【0008】本発明の製造方法に用いられる有機ジオー
ル類には、特に制限は無く、種々の脂肪族ジオール類、
芳香族ジオール類を用いることができる。それら有機ジ
オール類を例示すれば、エチレングリコール、1,3−
プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−
ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、フ
ェニル−1,2−エタンジオール、ジメチル−2,3−
ブタンジオール、α,α’−p−キシリレンジオール、
α,α’−m−キシリレンジオール、ヒドロキノン、メ
チルヒドロキノン、t−ブチルヒドロキノン、クロロヒ
ドロキノン、2−メトキシヒドロキノン、フェニルヒド
ロキノン、2,3−ジメチルヒドロキノン、2,3,
5,6−テトラメチルヒドロキノン、2,3,5,6−
テトラクロロヒドロキノン、レゾルシン、2−メチルレ
ゾルシン、4−へキシルレゾルシン、5−フェニルレゾ
ルシン、1,4−ジヒドロキシナフタレン等を挙げるこ
とができる。
【0009】本発明の製造方法に用いられるジヒドロシ
ラン類には特に制限はないが、これを例示すれば、ジメ
チルシラン、プロピルメチルシラン、ブチルメチルシラ
ン、へキシルメチルシラン、ドデシルメチルシラン、ジ
ブチルシラン、ジヘキシルシラン、ジシクロヘキシルシ
ラン、フェニルメチルシラン、ナフチルメチルシラン、
ベンジルメチルシラン、トリルメチルシラン、アニシル
メチルシラン、トリフルオロメチルフェニルメチルシラ
ン、ジフェニルシラン、ジトリルシラン、ジアニシルシ
ラン、ビス(トリフルオロメチルフェニル)シラン、ジ
ナフチルシラン、ジベンジルシラン等を挙げることがで
きる。
【0010】本発明の製造方法においては、パラジウム
含有触媒を用いる。パラジウム含有触媒としては種々の
ものを用いることができるが、これを例示すれば、ビス
(トリフェニルホスフィン)ジクロロパラジウム、ビス
(トリエチルホスフィン)ジクロロパラジウム、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(トリフェニルホスフィン)パラジウム、トリス
(トリエチルホスフィン)パラジウム、(テトラメチル
エチレンジアミン)ジクロロパラジウム、アリルパラジ
ウムクロリド二量体、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロ
パラジウム、(1,5−シクロオクタジエン)ジクロロ
パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラ
ジウム、ビス(アセチルアセトナト)パラジウム、酢酸
パラジウム、塩化パラジウム、パラジウム黒等を挙げる
ことができる。
【0011】本発明の製造方法は、有機ジオール類と、
ジヒドロシラン類とを、パラジウム含有触媒の存在下に
反応させることにより達成される。有機ジオール類とジ
ヒドロシラン類とのモル比には特に制限はないが、1:
5から5:1、さらに望ましくは、1:2から2:1の
範囲のモル比が望ましい。ジヒドロシラン類とパラジウ
ム含有触媒におけるパラジウムとのモル比にも特に制限
はないが、収率等を考慮すれば、10,000:1から
2:1の範囲のモル比でこれを実施することができる。
本発明における反応は、原料の一つが液体である場合に
は溶媒を用いずにこれを実施することができるが、ベン
ゼン、トルエン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、ジエチ
ルエーテル、THF、ジオキサン等のエーテル系溶媒、
塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン系溶媒を用い
ることができる。反応温度にも特に制限はないが、反応
性と原料の安定性等を考慮すれば、0℃から150℃の
範囲でこれを実施することができる。
【0012】本発明においては、一般式(3)
【化16】 (式中、Aは二価の有機基、R及びR’は一価の有機基
を示し、nは2以上で5,000を越えない正の整数を
示す。)で表される、ポリ(有機ジオキシシリレン)
類、または、一般式(6)
【化17】 (式中、Aは二価の有機基を示す。)で表される一種類
または複数の種類の繰り返し単位と、一般式(7)
【化18】 (式中、R及びR’は一価の有機基を示す。)で表され
る一種類または複数の種類の繰り返し単位が、交互に結
合した共重合体が得られる。これらの重合体の分子量と
しては400〜1、000,000(n=2〜5,00
0)の範囲のものが得られる。
【0013】これら一般式における二価の有機基Aを例
示すれば、エチレン、1,3−プロピレン、1,4−ブ
チレン、1,3−ブチレン、1,4−シクロヘキシレ
ン、フェニル−1,2−エチレン、ジメチル−2,3−
ブチレン、α,α’−p−キシリレン、α,α’−m−
キシリレン、p−フェニレン、メチル−p−フェニレ
ン、t−ブチル−p−フェニレン、クロロ−p−フェニ
レン、2−メトキシ−1,4−フェニレン、フェニル−
p−フェニレン、2,3−ジメチル−1,4−フェニレ
ン、2,3,5,6−テトラメチル−1,4−フェニレ
ン、2,3,5,6−テトラクロロ−1,4−フェニレ
ン、1,3−フェニレン、2−メチル−1,3−フェニ
レン、4−へキシル−1,3−フェニレン、5−フェニ
ル−1,3−フェニレン、1,4−ナフチレン等を挙げ
ることができる。
【0014】上記一般式における一価の有機基R及び
R’を例示すれば、メチル基、エチル基、プロピル基、
ブチル基、へキシル基、ドデシル基、ブチル基、ヘキシ
ル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ナフチル基、ベ
ンジル基、トリル基、アニシル基、トリフルオロメチル
フェニル基、ベンジル基等を挙げることができる。
【0015】本発明においては、一般式(4)
【化19】 (式中、Aは二価のアラルキレン基またはアルキレン
基を示し、R及びR’は一価の有機基を示し、その
少なくとも一方はアリール基を示す。)で表される、ポ
リ(有機ジオキシシリレン)類が得られる。
【0016】また、本発明においては、一般式(8)
【化20】 (式中、Aは二価のアラルキレン基またはアルキレン
基を示す。)で表される一種類または複数の種類の繰り
返し単位と、一般式(9)
【化21】 (式中、R及びR’は一価の有機基を示し、その少
なくとも一方はアリール基を示す。)で表される一種類
または複数の種類の繰り返し単位が交互に結合した、共
重合体が得られる。
【0017】これらのポリ(有機ジオキシシリレン)類
を例示すれば、ポリ[α、α’−p−キシリレンジオキ
シ(フェニルメチルシリレン)]、ポリ[α、α’−p
−キシリレンジオキシ(ジフェニルシリレン)]、ポリ
[α、α’−m−キシリレンジオキシ(ジフェニルシリ
レン)]、ポリ[1,2−エチレンジオキシ(ナフチル
メチルシリレン)]、ポリ[1,4−ブチレンジオキシ
(フェニルメチルシリレン)]、ポリ[1−フェニル−
1,2−エチレンジオキシ(ジフェニルシリレン)]等
を挙げることができる。
【0018】本発明において提供されるポリ(有機ジオ
キシシリレン)類は、再沈、クロマトグラフィー、等の
方法によって容易に分離精製することができる。
【0019】
【実施例】以下に実施例を示して、本発明の態様を明ら
かにするが、本発明は、もとより以下の実施例に限定さ
れるものではない。
【0020】実施例1 ヒドロキノン(0.6mmol)及びビス(トリエチル
ホスフィン)ジクロロパラジウム(0.02mmol)
のベンゼン(0.5mL)溶液に、フェニルメチルシラ
ン(0.5mmol)を加え、80℃で24時間かくは
んした。反応混合物をトルエン2mLにあけ、濾過し
た。クロマト分取した溶液を濃縮することにより、無色
油成物としてポリ[フェニレン−1,4−ジオキシ(フ
ェニルメチルシリレン)]を得た(74%)。Mw/M
n=7,000/2,900(n=13)。
【0021】実施例2 ヒドロキノンの代わりにα,α’−p−キシリレンジオ
ールを用いたほかは、実施例1と同様に反応した結果、
ポリ[α,α’−p−キシリレンジオキシ(フェニルメ
チルシリレン)]を得た(81%)。
【0022】ポリ[α,α’−p−キシリレンジオキシ
(フェニルメチルシリレン)]:無色油状物。Mw/M
n=8,100/3,300(n=14)。NMR(C
6D6):δ29Si=−15.72ppm。元素分
析:C 69.46,H 6.41%。
【0023】実施例3 ヒドロキノンの代わりに1,4−ブタンジオールを用い
たほかは、実施例1と同様に反応した結果、ポリ[1,
4−ブチレンジオキシ(フェニルメチルシリレン)]を
得た(66%)。
【0024】ポリ[1,4−ブチレンジオキシ(フェニ
ルメチルシリレン)]:無色油状物。Mw/Mn=3,
600/1,800(n=9)。NMR(C6D6):
δ29Si=−17.93ppm。元素分析:C 6
1.97,H 7.21%。
【0025】
【発明の効果】本発明によって、簡便な方法によって、
ケイ素、酸素及び二価の有機基を含む、種々の含ケイ素
ポリマー、ポリ(有機ジオキシシリレン)類が提供され
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭47−9016(JP,A) 特開 平2−265927(JP,A) 特開 平6−271591(JP,A) 特開 昭58−40127(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 77/48 C07F 7/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(1) 【化1】 (式中、Aは二価の有機基を表す。)で表される有機ジ
    オール類と、一般式(2) 【化2】 (式中、R及びR’は一価の有機基を示す。)で表され
    るジヒドロシラン類とを、パラジウム含有触媒の存在
    下、反応させることを特徴とする、一般式(3) 【化3】 (式中、Aは二価の有機基を示し、R及びR’は一価の
    有機基を示し、nは2以上で5,000を越えない正の
    整数を示す。)で表される、ポリ(有機ジオキシシリレ
    ン)類の製造方法。
  2. 【請求項2】一般式(5) 【化4】 (式中、Aは二価のアラルキレン基またはアルキレン
    基を示す。)で表される有機ジオール類と、一般式(1
    0) 【化5】 (式中、R及びR’は一価の有機基を示し、その少
    なくとも一方はアリール基を示す。)で表されるジヒド
    ロシラン類とを、パラジウム含有触媒の存在下、反応さ
    せることを特徴とする、一般式(4) 【化6】 (式中、Aは二価のアラルキレン基またはアルキレン
    基を示し、R及びR’は一価の有機基を示し、その
    少なくとも一方はアリール基を示す。nは2以上で5,
    000を越えない正の整数を示す。)で表される、ポリ
    (有機ジオキシシリレン)類の製造方法。
  3. 【請求項3】一般式(1) 【化7】 (式中、Aは二価の有機基を表す。)で表される有機ジ
    オール類から選ばれる、一種類または複数の種類の混合
    物と、一般式(2) 【化8】 (式中、R及びR’は一価の有機基を示す。)で表され
    るジヒドロシラン類から選ばれる、一種類または複数の
    種類の混合物とを、パラジウム含有触媒の存在下、反応
    させることを特徴とする、一般式(6) 【化9】 (式中、Aは二価の有機基を示す。)で表される一種類
    または複数の種類の繰り返し単位と、一般式(7) 【化10】 (式中、R及びR’は一価の有機基を示す。)で表され
    る一種類または複数の種類の繰り返し単位が、交互に結
    合した共重合体の製造方法。
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