JP4655790B2 - Silicon compounds - Google Patents

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Description

本発明は、種々の固体に対して含フッ素有機基の特徴を効果的に付与できることを特徴とする新規なケイ素化合物に関する。なお、「シルセスキオキサン」は、各ケイ素原子が3個の酸素原子と結合し、各酸素原子が2個のケイ素原子と結合している化合物を示す類名であるが、本発明においてはシルセスキオキサン構造およびその一部が変形したシルセスキオキサン類似構造の総称として、「シルセスキオキサン」を用いることがある。   The present invention relates to a novel silicon compound that can effectively impart the characteristics of a fluorine-containing organic group to various solids. “Silsesquioxane” is a class name indicating a compound in which each silicon atom is bonded to three oxygen atoms, and each oxygen atom is bonded to two silicon atoms. “Silsesquioxane” is sometimes used as a general term for a silsesquioxane structure and a silsesquioxane-like structure in which a part thereof is deformed.

これまで、固体表面の高機能コーティングの点で見ると、テフロン(登録商標)をはじめとして、フッ素もしくは含フッ素有機基を導入することでフッ素特有の性質(撥水、撥油、耐薬品性、すべり性、難付着性、耐摩耗性)を付与する試みが広くなされ、実用化もされている。特に、固体表面との接着性、密着性の向上を図るために種々のシランカップリング剤の開発がなされ、含フッ素シランカップリング剤が用いられている。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ている。   Until now, from the viewpoint of high-performance coating on solid surfaces, Teflon (registered trademark) and other fluorine-containing organic groups introduce fluorine-specific properties (water repellency, oil repellency, chemical resistance, Attempts to impart slipperiness, difficulty adhesion, and wear resistance have been widely made and put into practical use. In particular, various silane coupling agents have been developed to improve adhesion and adhesion to a solid surface, and fluorine-containing silane coupling agents are used. The fluorine-containing silane coupling agent is designed such that a fluorine-containing organic group in the molecule is responsible for imparting properties, and another functional group in the same molecule reacts with a hydroxyl group on the solid surface.

しかし、固体との密着性を担う官能基はアルコキシ基あるいは水溶液中での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しているとは必ずしも言えず、より効果的に含フッ素有機基の特性を施す手法が望まれている。   However, since the functional group responsible for adhesion to the solid is an alkoxy group or a silanol group in an aqueous solution, a uniform fluorine-containing organic group coating is effectively applied on the solid surface by reaction between coupling agents. However, there is a need for a technique for imparting the characteristics of a fluorine-containing organic group more effectively.

一方、これまで、シルセスキオキサンに関して数多くの研究が行われており、たとえば非特許文献1には、ラダー構造、完全縮合型構造、および不完全縮合型構造のほか、一定の構造を示さない不定形構造などのシルセスキオキサンの存在が記載されている。   On the other hand, many studies have been conducted on silsesquioxane so far. For example, Non-Patent Document 1 does not show a certain structure in addition to a ladder structure, a fully condensed structure, and an incompletely condensed structure. The presence of silsesquioxane such as an amorphous structure is described.

シルセスキオキサンの中で、閉じた空間を形成する完全縮合型構造のものについては、その分子中に複数の有機基を保持することが可能である。この点で、完全縮合型のシルセスキオキサンに複数個の機能性官能基を導入することで、シルセスキオキサン骨格をコアとして機能性官能基を集中的に保持することが可能となり、これら機能性官能基の特性を効果的に発現させることが可能であると予想される。   Among silsesquioxanes, those having a fully condensed structure that forms a closed space can hold a plurality of organic groups in the molecule. In this respect, by introducing a plurality of functional functional groups into a fully condensed silsesquioxane, it becomes possible to concentrate functional functional groups with the silsesquioxane skeleton as the core. It is expected that the characteristics of the functional functional group can be effectively expressed.

しかしながら、これまでに含フッ素有機基を複数個有し、且つ、固体表面に対して高い反応活性を有する完全縮合型構造のシルセスキオキサンの合成がなされていないため、種々の固体に対して反応活性を有するシルセスキオキサンの合成が望まれている。
Chem. Rev. 95, 1409 (1995)
However, silsesquioxane having a fully condensed structure having a plurality of fluorine-containing organic groups and high reaction activity on the solid surface has not been synthesized so far. Synthesis of silsesquioxane having reactive activity is desired.
Chem. Rev. 95, 1409 (1995)

本発明の目的は、種々の固体に対して含フッ素有機基の特徴を効果的に付与するため、複数個の含フッ素有機基を有し、且つ高い反応活性を有することを特徴とする新規なケイ素化合物を提供することである。   An object of the present invention is to provide a novel feature of having a plurality of fluorine-containing organic groups and having high reaction activity in order to effectively impart the characteristics of fluorine-containing organic groups to various solids. It is to provide a silicon compound.

本発明者らは、含フッ素有機基の特徴を効果的に付与するために、その分子中に複数個の有機基を保持できる完全縮合型シルセスキオキサンに着目した。また、同時に種々の固体に対する反応活性の観点から、ハロゲン化シランに着目した。ハロゲン化シランはシリ
ル化剤と使用されているように、有機物中の活性基、たとえば、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アミド基、メルカプト基をケイ素に置換可能である。また、ハロゲン化シランは高い活性と汎用性を有しており、たとえば、アルコキシシラン、アシロキシシラン、シルチアン、(イソ)シアンシラン、イソシアナトシラン、イソチオシアナートシランおよびアミノシランといった他の活性シラン化合物への誘導が可能であり、広く他の化学種への展開が可能である。そこで、シルセスキオキサン骨格に、ハロゲン化シリル基を組み込むことにより、反応性の高い、含フッ素有機基を有する完全縮合型構造シルセスキオキサン誘導体を見出した。即ち、本発明は下記の構成を有する。
In order to effectively impart the characteristics of a fluorine-containing organic group, the present inventors have paid attention to a fully condensed silsesquioxane capable of holding a plurality of organic groups in the molecule. At the same time, attention was focused on halogenated silanes from the viewpoint of reaction activity on various solids. As used with silylating agents, halogenated silanes can replace active groups in organic substances such as hydroxyl groups, amino groups, carboxyl groups, amide groups, and mercapto groups with silicon. Halogenated silanes have high activity and versatility. For example, to other active silane compounds such as alkoxysilanes, acyloxysilanes, silthians, (iso) cyansilanes, isocyanatosilanes, isothiocyanatosilanes and aminosilanes. Can be induced to a wide range of other chemical species. Therefore, a fully condensed structure silsesquioxane derivative having a highly reactive fluorine-containing organic group was found by incorporating a silyl halide group into the silsesquioxane skeleton. That is, the present invention has the following configuration.

[1] 式(1)で示されるケイ素化合物:

Figure 0004655790

ここに、Aは下記式(2)で示される基であり;R1は炭素数1〜40のアルキル、アリールおよびアリールアルキルから独立して選択される基であって、いずれも、その少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた基であり;この炭素数1〜40のアルキルにおいて、任意の−CH2−は−O−、シクロアルキレンまたはフェニレンで置き換えられてもよく;このアリールアルキルにおいて、任意の−CH2−は−O−、シクロアルキレンまたはフェニレンで置き換えられてもよい。

Figure 0004655790

ここに、Z 1 は炭素数2〜10のアルキレンであって、このアルキレンにおける任意の−CH 2 −は−O−またはフェニレンで置き換えられてもよく;R 2 は炭素数1〜20のアルキル、炭素数6〜20のアリールまたは炭素数7〜20のアリールアルキルであり;X 1 はハロゲンであり;そして、nは0〜2の整数である。
[1] Silicon compound represented by formula (1):
Figure 0004655790

Here, A is a group represented by the following formula (2) ; R 1 is a group independently selected from alkyl, aryl and arylalkyl having 1 to 40 carbon atoms, each of which is at least 1 A group in which one hydrogen is replaced by fluorine; in the alkyl having 1 to 40 carbon atoms, any —CH 2 — may be replaced by —O—, cycloalkylene or phenylene; in this arylalkyl, —CH 2 — may be replaced by —O—, cycloalkylene or phenylene.

Figure 0004655790

Here, Z 1 is alkylene having 2 to 10 carbons, and any —CH 2 in the alkylene may be replaced by —O— or phenylene; R 2 is alkyl having 1 to 20 carbons ; C 6-20 aryl or C 7-20 arylalkyl; X 1 is halogen; and n is an integer of 0-2.

] [1]に記載の式(1)におけるR1が炭素数1〜20のフルオロアルキルである、[1]に記載の化合物。
[ 2 ] The compound according to [1], wherein R 1 in the formula (1) according to [1] is fluoroalkyl having 1 to 20 carbon atoms.

] [1]に記載の式(1)におけるR1が2−フルオロエチル、2,2−ジフルオロエチル、3,3,3−トリフルオロプロピル、ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシル、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル、ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル、パーフルオロ−1H,1H,2H,2H−ドデシルもしくはパーフルオロ−1H,1H,2H,2H−テトラデシルである、[1]に記載の化合物。
[ 3 ] R 1 in the formula (1) described in [1] is 2-fluoroethyl, 2,2-difluoroethyl, 3,3,3-trifluoropropyl, nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydro Hexyl, tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl, heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl, perfluoro-1H, 1H, 2H, 2H-dodecyl or perfluoro-1H, The compound according to [1], which is 1H, 2H, 2H-tetradecyl.

] [1]に記載の式(1)におけるR1が3,3,3−トリフルオロプロピル、ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシルまたはトリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルである、[1]に記載の化合物。
[ 4 ] R 1 in the formula (1) according to [1] is 3,3,3-trifluoropropyl, nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl or tridecafluoro-1,1,2, The compound according to [1], which is 2-tetrahydrooctyl.

] [1]に記載の式(1)におけるR1が3,3,3−トリフルオロプロピルまたはノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシルである、[1]に記載の化合物。
[ 5 ] The compound according to [1], wherein R 1 in Formula (1) according to [1] is 3,3,3-trifluoropropyl or nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl.

] Z1が炭素数2〜8のアルキレンであり;そしてnが0または1である、[1]に記載の化合物。
[ 6 ] The compound according to [1], wherein Z 1 is alkylene having 2 to 8 carbon atoms; and n is 0 or 1.

] Z1が炭素数2〜4のアルキレンであり;そしてnが0または1である、[1]に記載の化合物。
[7] Z 1 is an alkylene of 2 to 4 carbon atoms; and n is 0 or 1, compounds described in [1].

] [1]に記載の式(1)におけるR1が3,3,3−トリフルオロプロピルであり;式(2)におけるZ1が炭素数2または3のアルキレンであり;そしてnが0である、[1]に記載の化合物。
[8] [1] R 1 in the formula (1) according to the be 3,3,3-trifluoropropyl; Z 1 in the formula (2) is alkylene of 2 or 3 carbon atoms; and n is The compound according to [1] , which is 0.

] 工程(a1)に続いて工程(b)を実施することを特徴とする式(1−1)で示されるケイ素化合物の製造方法:

Figure 0004655790
ここに、R1は炭素数1〜40のアルキル、アリールおよびアリールアルキルから独立して選択される基であって、いずれも、その少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた基であり;この炭素数1〜40のアルキルにおいて、任意の−CH2−は−O−、シクロアルキレンまたはフェニレンで置き換えられてもよく;このアリールアルキルにおいて、任意の−CH2−は−O−、シクロアルキレンまたはフェニレンで置き換えられてもよく;Z3は単結合または炭素数1〜8のアルキレンであり、そしてこのアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−またはフェニレンで置き換えられてもよく;R2は炭素数1〜20のアルキル、炭素数6〜20のアリールまたは炭素数7〜20のアリールアルキルであり;X1はハロゲンであり;そして、nは0〜2の整数である。
[ 9 ] A method for producing a silicon compound represented by formula (1-1), wherein step (b) is carried out following step (a1):
Figure 0004655790
Wherein R 1 is a group independently selected from alkyl having 1 to 40 carbons, aryl and arylalkyl, each of which is a group in which at least one hydrogen is replaced by fluorine; In the alkyl group of 1 to 40, any —CH 2 — may be replaced by —O—, cycloalkylene, or phenylene; in this arylalkyl, any —CH 2 — represents —O—, cycloalkylene, or phenylene. Z 3 is a single bond or alkylene having 1 to 8 carbon atoms, and any —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O— or phenylene; R 2 is carbon C 1 -C 20 alkyl, aryl alkyl aryl or 7 to 20 carbon atoms having 6 to 20 carbon atoms; X 1 is halogen And, n represents an integer of 0 to 2.

<工程(a1)>
式(3)で示される化合物に、式(5)で示される化合物を反応させることにより、式(6)で示される化合物を得る工程:

Figure 0004655790
ここに、Mは1価のアルカリ金属原子であり;X2はハロゲンであり;そして、R1およびZ3は、式(1−1)におけるR1およびZ3とそれぞれ同一の意味を有する。 <Step (a1)>
A step of obtaining a compound represented by the formula (6) by reacting a compound represented by the formula (3) with a compound represented by the formula (5):
Figure 0004655790
Here, M is a monovalent alkali metal atom; X 2 is halogen; and R 1 and Z 3 have the same meaning as R 1 and Z 3 in formula (1-1), respectively.

<工程(b)>
遷移金属触媒の存在下で、式(6)で示される化合物と、式(7)で示される化合物とを反応させることにより、式(1−1)で示される化合物を得る工程:

Figure 0004655790
ここに、R2およびX1は式(1−1)におけるR2およびX1とそれぞれ同一の意味を有する。 <Step (b)>
A step of obtaining a compound represented by the formula (1-1) by reacting a compound represented by the formula (6) with a compound represented by the formula (7) in the presence of a transition metal catalyst:
Figure 0004655790
Here, R 2 and X 1 have the respective same meaning as R 2 and X 1 in formula (1-1).

10] 工程(a2)に続いて工程(b)を実施することを特徴とする式(1−1)で示されるケイ素化合物の製造方法:

Figure 0004655790
ここに、R1は炭素数1〜40のアルキル、アリールおよびアリールアルキルから独立して選択される基であって、いずれも、その少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた基であり;この炭素数1〜40のアルキルにおいて、任意の−CH2−は−O−、シクロアルキレンまたはフェニレンで置き換えられてもよく;このアリールアルキルにおいて、任意の−CH2−は−O−、シクロアルキレンまたはフェニレンで置き換えられてもよく;Z3は単結合または炭素数1〜8のアルキレンであり、そしてこのアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−またはフェニレンで置き換えられてもよく;R2は炭素数1〜20のアルキル、炭素数6〜20のアリールまたは炭素数7〜20のアリールアルキルであり;X1はハロゲンであり;そして、nは0〜2の整数である。
[ 10 ] A method for producing a silicon compound represented by formula (1-1), wherein step (b) is carried out following step (a2):
Figure 0004655790
Wherein R 1 is a group independently selected from alkyl having 1 to 40 carbons, aryl and arylalkyl, each of which is a group in which at least one hydrogen is replaced by fluorine; In the alkyl group of 1 to 40, any —CH 2 — may be replaced by —O—, cycloalkylene, or phenylene; in this arylalkyl, any —CH 2 — represents —O—, cycloalkylene, or phenylene. Z 3 is a single bond or alkylene having 1 to 8 carbon atoms, and any —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O— or phenylene; R 2 is carbon C 1 -C 20 alkyl, aryl alkyl aryl or 7 to 20 carbon atoms having 6 to 20 carbon atoms; X 1 is halogen And, n represents an integer of 0 to 2.

<工程(a2)>
式(4)で示される化合物に、式(5)で示される化合物を反応させることにより、式(6)で示される化合物を得る工程:

Figure 0004655790
ここに、X2はハロゲンであり;そして、R1およびZ3は式(1−1)におけるR1およびZ3とそれぞれ同一の意味を有する。 <Step (a2)>
A step of obtaining a compound represented by the formula (6) by reacting a compound represented by the formula (4) with a compound represented by the formula (5):
Figure 0004655790
Where X 2 is halogen; and R 1 and Z 3 have the same meaning as R 1 and Z 3 in formula (1-1), respectively.

<工程(b)>
遷移金属触媒の存在下で、式(6)で示される化合物と、式(7)で示される化合物とを反応させることにより、式(1−1)で示される化合物を得る工程:

Figure 0004655790
ここに、R2およびX1は式(1−1)におけるR2およびX1とそれぞれ同一の意味を有する。 <Step (b)>
A step of obtaining a compound represented by the formula (1-1) by reacting a compound represented by the formula (6) with a compound represented by the formula (7) in the presence of a transition metal catalyst:
Figure 0004655790
Here, R 2 and X 1 have the respective same meaning as R 2 and X 1 in formula (1-1).

11] 式(1−1)においてR1が2−フルオロエチル、2,2−ジフルオロエチル、3,3,3−トリフルオロプロピル、ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシル、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル、ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル、パーフルオロ−1H,1H,2H,2H−ドデシルもしくはパーフルオロ−1H,1H,2H,2H−テトラデシルである、[]または[10]に記載の製造方法。
[ 11 ] In the formula (1-1), R 1 is 2-fluoroethyl, 2,2-difluoroethyl, 3,3,3-trifluoropropyl, nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl, trideca Fluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl, heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl, perfluoro-1H, 1H, 2H, 2H-dodecyl or perfluoro-1H, 1H, 2H, The production method according to [ 9 ] or [ 10 ], which is 2H-tetradecyl.

12] 式(1−1)においてR1が3,3,3−トリフルオロプロピルまたはノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシルであり;そしてnが0または1である、
]または[10]に記載の製造方法。
[ 12 ] In formula (1-1), R 1 is 3,3,3-trifluoropropyl or nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl; and n is 0 or 1;
[ 9 ] or the production method according to [ 10 ].

13] [1]〜[]のいずれか1項に記載のケイ素化合物を含むシランカップリング剤。
[ 13 ] A silane coupling agent comprising the silicon compound according to any one of [1] to [ 8 ].

14] [1]〜[]のいずれか1項に記載のケイ素化合物を含む固体表面処理剤。 [ 14 ] A solid surface treating agent comprising the silicon compound according to any one of [1] to [ 8 ].

本発明が提供するケイ素化合物は、撥水、撥油機能を発現する含フッ素有機基を持つシルセスキオキサン誘導体であって優れた反応性を有する。本発明のケイ素化合物は複数個の含フッ素有機基を有し、且つ高い反応活性を有するハロゲン化シリル基を有することにより、さまざまな化合物に含フッ素有機基の持つ特徴(撥水、撥油、耐薬品性、すべり性、難付着性、耐摩耗性)を効果的に付与することが可能となる。加えて、ハロゲン化シリル基の官能基変換によりさまざまな化学種への展開も可能である。   The silicon compound provided by the present invention is a silsesquioxane derivative having a fluorine-containing organic group that exhibits water repellency and oil repellency, and has excellent reactivity. The silicon compound of the present invention has a plurality of fluorine-containing organic groups and has a halogenated silyl group having high reaction activity, so that various compounds have characteristics (water repellent, oil repellent, It is possible to effectively impart chemical resistance, slipperiness, hard adhesion, and abrasion resistance). In addition, it can be expanded to various chemical species by functional group conversion of halogenated silyl groups.

はじめに、本発明で用いる用語について説明する。本発明において、アルキルおよびアルキレンは、いずれも直鎖の基であってよいし分岐された基であってもよい。シクロアルキルおよびシクロアルキレンは、どちらも架橋環構造の基であってもよいし、そうでなくてもよい。本発明で用いる「任意の」は、位置だけでなく個数についても任意に選択できることを示す。そして、「任意のAはBまたはCで置き換えられてもよい」という表現は、少なくとも1つのAがBで置き換えられる場合と少なくとも1つのAがCで置き換えられる場合とに加えて、少なくとも1つのAがBで置き換えられると同時に、別の少なくとも1つのAがCで置き換えられる場合をも含むことを意味する。式(1)で示される化合物を化合物(1)と表記することがある。他の式で表される化合物についても、同様の簡略化法によって表記することがある。   First, terms used in the present invention will be described. In the present invention, both alkyl and alkylene may be a linear group or a branched group. Both cycloalkyl and cycloalkylene may or may not be a bridged ring structure group. “Arbitrary” used in the present invention indicates that not only the position but also the number can be arbitrarily selected. And the expression “any A may be replaced by B or C” means that at least one A is replaced by B and at least one A is replaced by C, at least one It is meant to include the case where A is replaced by B and at least one other A is replaced by C. A compound represented by the formula (1) may be referred to as a compound (1). The compounds represented by other formulas may be represented by the same simplification method.

本発明のケイ素化合物は式(1)で示される。

Figure 0004655790
式(1)におけるR1は炭素数1〜40のアルキル、アリールおよびアリールアルキルから独立して選択される基であって、いずれも、その少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられている基である。この炭素数1〜40のアルキルおよびアリールアルキル中のアルキレンにおいて、任意の−CH2−は−O−、シクロアルキレンまたはフェニレンで置き換えられてもよい。 The silicon compound of the present invention is represented by the formula (1).
Figure 0004655790
R 1 in the formula (1) is a group independently selected from alkyl having 1 to 40 carbon atoms, aryl and arylalkyl, each of which is a group in which at least one hydrogen is replaced by fluorine. . In the alkylene in the alkyl and arylalkyl having 1 to 40 carbon atoms, arbitrary —CH 2 — may be replaced by —O—, cycloalkylene or phenylene.

1が少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられているアルキルであるとき、その炭素数は1〜40である。好ましい炭素の数は1〜20であり、より好ましい炭素の数は1〜14である。 When R 1 is alkyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, the carbon number is 1-40. The number of preferable carbons is 1-20, and the more preferable number of carbons is 1-14.

炭素数が1〜14であり、そして少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられている
アルキルの例は、2−フルオロエチル、2,2−ジフルオロエチル、3,3,3−トリフルオロプロピル、ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシル、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル、ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル、パーフルオロ−1H,1H,2H,2H−ドデシルおよびパーフルオロ−1H,1H,2H,2H−テトラデシルである。
Examples of alkyl having 1 to 14 carbon atoms and wherein at least one hydrogen is replaced by fluorine are 2-fluoroethyl, 2,2-difluoroethyl, 3,3,3-trifluoropropyl, nonafluoro- 1,1,2,2-tetrahydrohexyl, tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl, heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl, perfluoro-1H, 1H, 2H, 2H-dodecyl and perfluoro-1H, 1H, 2H, 2H-tetradecyl.

1が少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられているアリールであるとき、好ましい炭素数は6〜10である。なお、アリールはフッ素以外の置換基を有するものであってもよい。 When R 1 is aryl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, the preferred carbon number is 6-10. Aryl may have a substituent other than fluorine.

少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられているアリールの例はペンタフルオロフェニル、4−フルオロフェニル、2,3−ジフルオロ−4−メチルフェニル、2,3−ジフルオロ−4−メトキシフェニル、2,3−ジフルオロ−4−エトキシフェニル、2,3−ジフルオロ−4−プロポキシフェニルおよび2,3,5,6−テトラフルオロ−4−ビニルフェニルである。   Examples of aryl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine are pentafluorophenyl, 4-fluorophenyl, 2,3-difluoro-4-methylphenyl, 2,3-difluoro-4-methoxyphenyl, 2,3- Difluoro-4-ethoxyphenyl, 2,3-difluoro-4-propoxyphenyl and 2,3,5,6-tetrafluoro-4-vinylphenyl.

1が少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられているアリールアルキルであるとき、その好ましい炭素数は7〜12であり、この基における任意の−CH2−は−O−、シクロアルキレンまたはフェニレンで置き換えられてもよい。 When R 1 is arylalkyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, its preferred carbon number is 7-12, and any —CH 2 — in this group is —O—, cycloalkylene or phenylene. It may be replaced.

少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられているアリールアルキルの例は、4−フルオロフェニルメチル、2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニルメチル、2−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル)エチル、3−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル)プロピル、2−(2−フルオロフェニル)プロピルおよび2−(4−フルオロフェニル)プロピルである。   Examples of arylalkyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine are 4-fluorophenylmethyl, 2,3,4,5,6-pentafluorophenylmethyl, 2- (2,3,4,5,6 -Pentafluorophenyl) ethyl, 3- (2,3,4,5,6-pentafluorophenyl) propyl, 2- (2-fluorophenyl) propyl and 2- (4-fluorophenyl) propyl.

1の特に好ましい例は、3,3,3−トリフルオロプロピル、ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシルおよびトリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルである。 Particularly preferred examples of R 1 are 3,3,3-trifluoropropyl, nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl and tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl.

式(1)におけるAはハロゲン化シリル基を有する基であり、その好ましい例は式(2)で示される基である。

Figure 0004655790
A in the formula (1) is a group having a halogenated silyl group, and a preferred example thereof is a group represented by the formula (2).
Figure 0004655790

式(2)において、R2は炭素数1〜20のアルキル、炭素数6〜20のアリールまたは炭素数7〜20のアリールアルキルである。R2の好ましい例は炭素数1〜8のアルキルおよび炭素数6〜12のアリールであり、より好ましい例は炭素数1〜4のアルキルである。Z1は炭素数2〜10のアルキレンであり、このアルキレンの任意の−CH2−は−O−またはフェニレンで置き換えられてもよい。X1はハロゲンである。X1の好ましい例は塩素および臭素であり、最も好ましい例は塩素である。そして、nは0〜2の整数であり、好ましくは0または1である。 In the formula (2), R 2 is an arylalkyl of 7-20 aryl or a carbon number of 6 to 20 alkyl, the number of carbon atoms of 1 to 20 carbon atoms. Preferred examples of R 2 are alkyl having 1 to 8 carbon atoms and aryl having 6 to 12 carbon atoms, and more preferred examples are alkyl having 1 to 4 carbon atoms. Z 1 is alkylene having 2 to 10 carbon atoms, and any —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O— or phenylene. X 1 is halogen. Preferred examples of X 1 are chlorine and bromine, and the most preferred example is chlorine. N is an integer of 0 to 2, preferably 0 or 1.

Si原子上に有機基を導入するに当たり、加水分解を受けない誘導体を得る方法は、Si−ハロゲンに対してグリニャール試薬を反応させる方法とSi−Hに対して脂肪族不飽和結合を有する化合物を反応させる方法がある。後者は通常ヒドロシリル化反応法と称される。そして本発明においては、化合物(1)の調製においてヒドロシリル化反応法を採用する方が有利である。即ち、末端に不飽和結合を有する有機基を持つシルセスキオキサンに対して、Si−H官能を持つ化合物をヒドロシリル化反応を用いて結合させる。し
たがって、Z1は−Z3−C24−で示される基であることが好ましい。すなわち、式(2)の好ましい例は式(2−1)で示される基である。

Figure 0004655790
式(2−1)において、Z3は単結合または炭素数1〜8のアルキレンである。そしてこのアルキレンにおいて、任意の−CH2−は−O−またはフェニレンで置き換えられてもよい。式(2−1)におけるR2、X1およびnは、式(2)におけるR2、X1およびnとそれぞれ同一の意味を有する。 In introducing an organic group onto a Si atom, a method for obtaining a derivative that does not undergo hydrolysis includes a method in which a Grignard reagent is reacted with Si-halogen and a compound having an aliphatic unsaturated bond with respect to Si-H. There is a method of reacting. The latter is usually referred to as a hydrosilylation reaction method. In the present invention, it is advantageous to employ a hydrosilylation reaction method in the preparation of the compound (1). That is, a compound having an Si—H functional group is bonded to a silsesquioxane having an organic group having an unsaturated bond at the terminal by a hydrosilylation reaction. Therefore, Z 1 is preferably a group represented by —Z 3 —C 2 H 4 —. That is, a preferred example of the formula (2) is a group represented by the formula (2-1).
Figure 0004655790
In Formula (2-1), Z 3 is a single bond or alkylene having 1 to 8 carbon atoms. In this alkylene, arbitrary —CH 2 — may be replaced by —O— or phenylene. R 2, X 1 and n in the formula (2-1) have respective same meaning as R 2, X 1 and n in Formula (2).

即ち、Z1の好ましい例は、−C24−、−C36−、−C48−、−C510−、−C612−、−C816、−C24−O−C24−および−C36−O−C36−であり、より好ましい例は−C24−および−C36−である。しかしながら、Z1の選択範囲はこれらに限定されない。 That is, preferred examples of Z 1 is, -C 2 H 4 -, - C 3 H 6 -, - C 4 H 8 -, - C 5 H 10 -, - C 6 H 12 -, - C 8 H 16, —C 2 H 4 —O—C 2 H 4 — and —C 3 H 6 —O—C 3 H 6 —, and more preferred examples are —C 2 H 4 — and —C 3 H 6 —. However, the selection range of Z 1 is not limited to these.

本発明のケイ素化合物は、ハロゲン化シリル基を有する。ハロゲン化シリル基は、高い反応活性を有しており、アルコール、金属アルコラート、酸化エチレン、もしくはオルトギ酸エステルを作用させることでアルコキシランへの誘導が可能であるし、酸無水物、アシル化ナトリウムおよび有機酸を作用させることでアシロキシシランに、さらにアンモニア、第一級および第二級アミンを作用させることでアミノシランまたはシラザンへの誘導も可能である。同様に誘導が可能な化学種の例は、シルチアン、イソシアナトシラン、およびイソチオシアナートシランである。このようにして官能基変換をおこなうことで、本発明のケイ素化合物の反応性と取扱いの容易さをコントロールすることが可能である。   The silicon compound of the present invention has a halogenated silyl group. The halogenated silyl group has a high reaction activity, and can be derived into alkoxylane by reacting with alcohol, metal alcoholate, ethylene oxide, or orthoformate, acid anhydride, sodium acylate In addition, it is possible to induce aminosilane or silazane by reacting ammonia, primary and secondary amines with acyloxysilane by reacting with an organic acid. Examples of species that can be similarly derived are silthian, isocyanatosilane, and isothiocyanatosilane. By performing functional group conversion in this way, it is possible to control the reactivity and ease of handling of the silicon compound of the present invention.

ハロゲン化シリル基は有機化合物中の活性水素との置換反応によって用途範囲が多様化される。活性水素を有する基の例は、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アミド基およびメルカプト基である。このため、これらの基を有する有機化合物に対して、本発明のケイ素化合物を結合させることが可能であり、対象有機化合物の物性の改質剤として有用である。   The application range of silyl halide groups is diversified by substitution reaction with active hydrogen in organic compounds. Examples of groups having active hydrogen are hydroxyl, amino, carboxyl, amide and mercapto groups. For this reason, it is possible to bind the silicon compound of the present invention to an organic compound having these groups, and it is useful as a modifier for the physical properties of the target organic compound.

本発明のケイ素化合物のハロゲン化シリル基は高い加水分解性を有しており、加水分解等により容易に無機化合物との良好な結合を形成するシランカップリング剤として作用する。このため、ガラス基板をはじめとする固体表面へのコーティングが可能となり、有機化合物と無機化合物とからなる複合化材料の原料として有用である。   The silyl halide group of the silicon compound of the present invention has high hydrolyzability, and acts as a silane coupling agent that easily forms a good bond with an inorganic compound by hydrolysis or the like. Therefore, coating on a solid surface including a glass substrate is possible, and it is useful as a raw material for a composite material composed of an organic compound and an inorganic compound.

本発明のケイ素化合物はシランカップリング剤として、無機微粒子、金属シリコン(シリコンウエハなど)、マイカ、ステンレス、アルミニウム、セラミックス、セメント、紙、ガラス、プラスチック、無機窯業系基板、布帛などの表面処理に用いることが可能である。無機微粒子の例は、SiO2、Al23、MgO、MgCl2、ZrO2、TiO2、B23、CaO、ZnO、BaO、V25、Cr23、およびThOであり、これらを含む混合物であってもよい。これらの原子の複合酸化物、例えばSiO2−MgO、SiO2−Al23、SiO2−TiO2、SiO2−V25、SiO2−Cr23、SiO2−TiO2−MgOなどであってもよい。また公知の磁性体、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の金属およびこれらの合金、Fe3 4 、γ−Fe2 3 、コバルト添加酸化鉄等の金属酸化物、Mn・Znフェライト、Ni・Znフェライト等のフェライト、マグネタイト、ヘマタイトも無機微粒子として使用することが出来る。なお、本発明のケイ素化合物をシランカップリング剤として用いる対象はこれらの例に限定されない。 The silicon compound of the present invention is used as a silane coupling agent for surface treatment of inorganic fine particles, metallic silicon (such as silicon wafers), mica, stainless steel, aluminum, ceramics, cement, paper, glass, plastic, inorganic ceramic substrates, and fabrics. It is possible to use. Examples of the inorganic fine particles, SiO 2, Al 2 O 3 , MgO, MgCl 2, ZrO 2, TiO 2, B 2 O 3, CaO, ZnO, BaO, V 2 O 5, Cr 2 O 3, and be ThO Or a mixture containing these. Complex oxides of these atoms such as SiO 2 —MgO, SiO 2 —Al 2 O 3 , SiO 2 —TiO 2 , SiO 2 —V 2 O 5 , SiO 2 —Cr 2 O 3 , SiO 2 —TiO 2 — MgO or the like may be used. Further, known magnetic materials, for example, metals such as iron, cobalt and nickel and alloys thereof, metal oxides such as Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 and cobalt-added iron oxide, Mn · Zn ferrite, Ni · Ferrite such as Zn ferrite, magnetite, and hematite can also be used as inorganic fine particles. In addition, the object which uses the silicon compound of this invention as a silane coupling agent is not limited to these examples.

次に本発明のケイ素化合物のうち、化合物(1−1)の製造方法について説明する。化合物(1−1)の製造方法の好ましい例をスキーム1および2に示す。スキーム中には末
端不飽和結合を有する化合物を例示するが本発明はこれに限定されない。

Figure 0004655790
スキーム1および2において、M2は水素原子または1価のアルカリ金属原子であり、その他の記号の意味は前記の通りである。 Next, the manufacturing method of a compound (1-1) among the silicon compounds of this invention is demonstrated. Preferred examples of the production method of compound (1-1) are shown in Schemes 1 and 2. In the scheme, compounds having a terminal unsaturated bond are exemplified, but the present invention is not limited thereto.
Figure 0004655790
In Schemes 1 and 2, M 2 is a hydrogen atom or a monovalent alkali metal atom, and the meanings of other symbols are as described above.

スキーム1において、好ましい原料は化合物(4)である。

Figure 0004655790
化合物(4)は、トリクロロシラン誘導体を加水分解し、さらに熟成させることにより合成することができる。例えば、Frank J. Feherらは、シクロペンチルトリクロロシランを水−アセトン混合溶剤中で、室温下または還流温度下で反応させ、さらに2週間熟成させることにより、式(4)においてR1がシクロペンチルである化合物を得ている(Organometallics, 10,2526-(1991)、Chemical European Journal, 3,No.6,900-(1997))。本発明においては含フッ素有機基を有するトリクロロシラン誘導体を用いることにより、同様にR1が含フッ素有機基である化合物(4)を得ることができる。 In scheme 1, a preferred raw material is compound (4).
Figure 0004655790
Compound (4) can be synthesized by hydrolyzing a trichlorosilane derivative and further aging. For example, Frank J. Feher et al. Reacted cyclopentyltrichlorosilane in a water-acetone mixed solvent at room temperature or reflux temperature, and further aged for 2 weeks, whereby R 1 is cyclopentyl in formula (4). The compound has been obtained (Organometallics, 10,2526- (1991), Chemical European Journal, 3, No. 6,900- (1997)). In the present invention, by using a trichlorosilane derivative having a fluorine-containing organic group, a compound (4) in which R 1 is a fluorine-containing organic group can be obtained.

スキーム1で用いるもう1つの好ましい原料は、式(3)で示されるシルセスキオキサン化合物である。

Figure 0004655790
式(3)中のMは1価のアルカリ金属原子である。そして、アルカリ金属の好ましい例はナトリウムおよびカリウムであり、特に好ましい例はナトリウムである。化合物(3)は、3個の加水分解性基を有するシラン化合物を加水分解することにより得られるシルセスキオキサンオリゴマーを、有機溶剤中で1価のアルカリ金属水酸化物と反応させることにより得られる。3個の加水分解性基を有するシラン化合物を、有機溶剤、水およびアルカリ金属水酸化物の存在下で、加水分解、縮合させることによっても得られる。いずれの方法の場合も、短時間、且つ高収率で化合物(3)を製造することができる(国際公開パンフレットWO02/094839を参照)。化合物(3)は、化合物(4)のシラノール基よりも高い反応性を示す。従って、この化合物(3)を原料として用いれば、容易かつ高収率でその誘導体を合成することができる。即ち、本発明の原料としては、化合物(4)よりも化合物(3)の方が好ましい。 Another preferred raw material used in Scheme 1 is a silsesquioxane compound represented by the formula (3).
Figure 0004655790
M in Formula (3) is a monovalent alkali metal atom. Preferred examples of the alkali metal are sodium and potassium, and a particularly preferred example is sodium. Compound (3) is obtained by reacting a silsesquioxane oligomer obtained by hydrolyzing a silane compound having three hydrolyzable groups with a monovalent alkali metal hydroxide in an organic solvent. It is done. It can also be obtained by hydrolyzing and condensing a silane compound having three hydrolyzable groups in the presence of an organic solvent, water and an alkali metal hydroxide. In any case, the compound (3) can be produced in a short time and with a high yield (see International Publication Pamphlet WO02 / 094839). Compound (3) exhibits a higher reactivity than the silanol group of compound (4). Therefore, if this compound (3) is used as a raw material, its derivative can be synthesized easily and with high yield. That is, as the raw material of the present invention, the compound (3) is preferable to the compound (4).

1が−C36−であり、nが0である化合物(1−3)について、その製造法を詳しく説明する。ただし、本発明の化合物はこれに限定されない。

Figure 0004655790
The production method of the compound (1-3) in which Z 1 is —C 3 H 6 — and n is 0 will be described in detail. However, the compound of the present invention is not limited to this.
Figure 0004655790

スキーム1に従い、化合物(3)または(4)に脂肪族不飽和結合を有するトリハロゲン化シラン化合物(5−3)を反応させて、化合物(6−3)を得る。

Figure 0004655790
式(5−3)においてX2はハロゲンであり、好ましくは塩素または臭素である。
Figure 0004655790
According to scheme 1, compound (3) or (4) is reacted with trihalogenated silane compound (5-3) having an aliphatic unsaturated bond to give compound (6-3).
Figure 0004655790
In the formula (5-3), X 2 is halogen, preferably chlorine or bromine.
Figure 0004655790

化合物(4)と化合物(5−3)から化合物(6−3)を合成するには、“Corner-capping reaction"と称される方法を採用することができる。これは、所謂、求核置換を利用する反応であり、例えば、Macromolecules, 28, 8435- (1995)に記載されている。この求核置換反応に用いる溶剤の選択条件は、化合物(4)および化合物(5−3)と反応しないこと、並びに充分脱水されていることである。溶剤の例は、テトラヒドロフラン、トルエン、メチレンクロライドおよびジメチルホルムアミドである。特に好ましい溶剤は、よく脱水されたメチレンクロライドまたはテトラヒドロフランである。化合物(5−3)の好ましい使用量は、化合物(4)に対するモル比で1〜5倍である。そして、この反応時においては塩化水素が発生するため、この塩化水素を反応系から除去する必要がある。塩化水素を除去する方法に制限はないが、各種の有機塩基を用いることが好ましい。有機塩基の例として、ピリジン、ジメチルアニリン、トリエチルアミンおよびテトラメチル尿素が挙げられるが、副反応を抑制し、目的とする反応を速やかに進行させることができるのであれば、これらの化合物に限定されない。そして、有機塩基の特に好ましい例はトリエチルアミンである。トリエチルアミンの好ましい使用量は、化合物(4)に対するモル比で3〜15倍である。反応温度は、副反応が併発せず、定量的な求核置換反応を進行させることができる温度である。ただ、原料の仕込み時においては、低温条件下、例えば氷浴中で行うことが最も好ましく、その後は室温下で行ってもよい。反応時間は、定量的な求核置換反応が進行するに充分な時間であれば特に制限はなく、通常4時間で化合物(6−3)を得ることができる。   In order to synthesize the compound (6-3) from the compound (4) and the compound (5-3), a method called “Corner-capping reaction” can be employed. This is a reaction using so-called nucleophilic substitution, and is described in, for example, Macromolecules, 28, 8435- (1995). The conditions for selecting the solvent used in this nucleophilic substitution reaction are that it does not react with the compound (4) and the compound (5-3) and that it is sufficiently dehydrated. Examples of solvents are tetrahydrofuran, toluene, methylene chloride and dimethylformamide. Particularly preferred solvents are well dehydrated methylene chloride or tetrahydrofuran. A preferred amount of compound (5-3) to be used is 1 to 5 times in terms of molar ratio to compound (4). Since hydrogen chloride is generated during this reaction, it is necessary to remove this hydrogen chloride from the reaction system. Although there is no restriction | limiting in the method of removing hydrogen chloride, It is preferable to use various organic bases. Examples of the organic base include pyridine, dimethylaniline, triethylamine, and tetramethylurea. However, the organic base is not limited to these compounds as long as the side reaction can be suppressed and the intended reaction can proceed promptly. A particularly preferred example of the organic base is triethylamine. The preferable usage-amount of a triethylamine is 3-15 times in the molar ratio with respect to a compound (4). The reaction temperature is a temperature at which a side reaction does not occur simultaneously and a quantitative nucleophilic substitution reaction can proceed. However, when charging the raw materials, it is most preferable to carry out under low temperature conditions, for example, in an ice bath, and thereafter at room temperature. The reaction time is not particularly limited as long as it is sufficient for the quantitative nucleophilic substitution reaction to proceed, and the compound (6-3) can be usually obtained in 4 hours.

化合物(3)に化合物(5−3)を反応させて化合物(6−3)とする反応も、化合物(4)を用いる場合と同様にして実施することができる。化合物(5−3)の好ましい使用量は、化合物(3)に対するモル比で1〜5倍である。この反応においては、塩化水素除去を目的として有機塩基などを使用する必要はない。しかしながら、反応の進行を速やかに行うための触媒的な役割として、有機塩基を用いてもよい。有機塩基としては、副反応を抑制し、目的とする反応が速やかに進行させることができるのであれば、特に限定されるものではない。有機塩基の例はピリジン、ジメチルアニリン、トリエチルアミンおよびテトラメチル尿素である。有機塩基のより好ましい例はトリエチルアミンである。トリエチルアミンを用いる場合には、化合物(3)中のSi−ONaに対する当量比で1〜5倍であることが好ましい。反応に際して用いる溶剤、反応温度および反応時間については、化合物(4)を用いる反応の場合と同様である。   The reaction of compound (3) with compound (5-3) to give compound (6-3) can also be carried out in the same manner as in the case of using compound (4). The preferable usage-amount of a compound (5-3) is 1-5 times in the molar ratio with respect to a compound (3). In this reaction, it is not necessary to use an organic base or the like for the purpose of removing hydrogen chloride. However, an organic base may be used as a catalytic role for promptly proceeding the reaction. The organic base is not particularly limited as long as the side reaction can be suppressed and the target reaction can proceed promptly. Examples of organic bases are pyridine, dimethylaniline, triethylamine and tetramethylurea. A more preferred example of the organic base is triethylamine. When using triethylamine, it is preferable that it is 1-5 times by the equivalent ratio with respect to Si-ONa in a compound (3). The solvent used in the reaction, the reaction temperature, and the reaction time are the same as in the reaction using the compound (4).

未反応の原料化合物や溶剤(以下、併せて「不純物」と称することがある。)を除去するために蒸留法を適用すると、長時間高温条件下に保持されることによって、目的とする化合物が分解される恐れがある。従って、化合物(6−3)の純度を損ねることなく、不純物を効率的に除去するためには、再結晶操作による精製法や有機溶剤による不純物の抽出法の利用が好ましい。再結晶による精製法は次のように行われる。まず、化合物(6−
3)と不純物との混合物を、これらをともに溶解する溶剤に溶解させる。このときの化合物(6−3)の好ましい濃度は、1〜15重量%である。次に、上記溶液を濃縮装置、例えばロータリーエバポレーターによって、減圧条件下、結晶が析出し始めるまで濃縮する。その後、大気圧に戻し、室温または低温条件下に保持する。その後、濾過や遠心分離に付することで、不純物を含む溶剤と析出した固体成分とを分離することができる。もちろん不純物を含む溶剤中には、目的とする化合物も含まれるため、上記操作を繰り返し行うことで、化合物(6−3)の回収率を上げることも可能である。
When a distillation method is applied to remove unreacted raw material compounds and solvents (hereinafter sometimes referred to as “impurities”), the target compound is retained by being kept under high temperature conditions for a long time. There is a risk of disassembly. Therefore, in order to remove impurities efficiently without impairing the purity of the compound (6-3), it is preferable to use a purification method by recrystallization operation or an impurity extraction method with an organic solvent. The purification method by recrystallization is performed as follows. First, compound (6-
The mixture of 3) and impurities is dissolved in a solvent that dissolves them together. The preferable density | concentration of the compound (6-3) at this time is 1 to 15 weight%. Next, the solution is concentrated by a concentrating device such as a rotary evaporator under reduced pressure until crystals begin to precipitate. Thereafter, the pressure is returned to atmospheric pressure and kept at room temperature or low temperature. Thereafter, the solvent containing impurities and the precipitated solid component can be separated by filtration or centrifugation. Of course, since the target compound is also contained in the solvent containing impurities, it is possible to increase the recovery rate of the compound (6-3) by repeating the above operation.

再結晶に用いる好ましい溶剤の選択条件は、化合物(6−3)と反応しないこと、濃縮前の段階において化合物(6−3)および不純物を溶解させること、濃縮時において不純物のみを溶解し化合物(6−3)を効率よく析出させること、比較的低い沸点を有することなどである。このような条件を満足させる好ましい溶剤の例はエステル類や芳香族類である。特に好ましい溶剤は酢酸エチルとトルエンである。そして、さらに精製度をあげるためには、再結晶操作の繰り返し回数を多くすればよい。   The preferred solvent selection conditions for recrystallization are that it does not react with the compound (6-3), that the compound (6-3) and impurities are dissolved in the stage before concentration, and that only the impurities are dissolved in the compound ( 6-3) is efficiently precipitated, and has a relatively low boiling point. Examples of preferred solvents that satisfy such conditions are esters and aromatics. Particularly preferred solvents are ethyl acetate and toluene. And in order to raise a refinement | purification further, what is necessary is just to increase the repetition frequency of recrystallization operation.

有機溶剤による不純物の抽出法は次のように行われる。まず、化合物(6−3)と不純物との混合物を不純物のみを溶解する有機溶剤に分散させて、撹拌しながら不純物のみを抽出する。その後濾過または遠心分離により固−液を分離して、化合物(6−3)を得る。化合物(6−3)を溶解せず、不純物のみを溶解する有機溶剤であれば特に制限はないが、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、トルエンやキシレンなどの芳香族炭化水素類が好ましい。抽出時間は、不純物が効率的に除去できるのであれば特に制限はないが、1〜5時間の範囲であることが好ましい。抽出温度は、不純物が効率的に除去できるのであれば特に制限はないが、10〜150℃の範囲が好ましく、より好ましくは10〜50℃であり、最も好ましくは10〜40℃である。そして、さらに精製度をあげるためには、有機溶剤による不純物の抽出操作の繰り返し回数を多くすればよい。   The extraction method of impurities with an organic solvent is performed as follows. First, a mixture of the compound (6-3) and impurities is dispersed in an organic solvent that dissolves only the impurities, and only the impurities are extracted while stirring. Thereafter, the solid-liquid is separated by filtration or centrifugation to obtain the compound (6-3). There is no particular limitation as long as it is an organic solvent that does not dissolve the compound (6-3) and dissolves only impurities, but alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, and aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene are preferred. . The extraction time is not particularly limited as long as impurities can be efficiently removed, but is preferably in the range of 1 to 5 hours. The extraction temperature is not particularly limited as long as impurities can be efficiently removed, but is preferably in the range of 10 to 150 ° C, more preferably 10 to 50 ° C, and most preferably 10 to 40 ° C. And in order to raise a refinement | purification further, what is necessary is just to increase the frequency | count of repetition of extraction operation of the impurity by an organic solvent.

スキーム1で得られた化合物(6−3)と下記の化合物(7−3)とを遷移金属触媒の存在下でヒドロシリル化反応させることにより、化合物(1−3)が得られる。

Figure 0004655790
式(7−3)におけるX1の意味は前記の通りであり、塩素が最も好ましい。 The compound (1-3) is obtained by subjecting the compound (6-3) obtained in Scheme 1 and the following compound (7-3) to a hydrosilylation reaction in the presence of a transition metal catalyst.
Figure 0004655790
The meaning of X 1 in formula (7-3) is as described above, and chlorine is most preferable.

ヒドロシリル化反応に用いられる遷移金属触媒の例は、白金、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、パラジウム、モリブデン、鉄、コバルト、ニッケル、マンガンなどである。これらの中で、白金触媒がより好ましい。これらの触媒は、溶剤に溶解させた均一系触媒、またはカーボンもしくはシリカなどに担持させた固体触媒として使用することができる。ホスフィン、アミン、酢酸カリウムなどを共存させた形態で使用してもよい。遷移金属触媒の好ましい使用量は、化合物(7−3)中のSi−H基1モルに対して、遷移金属触媒原子として1×10-6〜1×10-2モルである。 Examples of the transition metal catalyst used in the hydrosilylation reaction are platinum, rhodium, iridium, ruthenium, palladium, molybdenum, iron, cobalt, nickel, manganese and the like. Of these, platinum catalysts are more preferred. These catalysts can be used as a homogeneous catalyst dissolved in a solvent or a solid catalyst supported on carbon or silica. It may be used in the form of coexisting phosphine, amine, potassium acetate and the like. The preferable amount of the transition metal catalyst used is 1 × 10 −6 to 1 × 10 −2 mol as a transition metal catalyst atom with respect to 1 mol of the Si—H group in the compound (7-3).

化合物(6−3)の使用量は、化合物(7−3)のSi−H基に対する当量比で0.1〜5倍であることが好ましい。ヒドロシリル化反応はほぼ定量的に進む反応であるから、この当量比を大きく変化させる意味はあまりない。しかしながら、目的生成物である化合物(1−3)との沸点差が大きい化合物(7−3)の量を多くすれば、未反応化合物の減圧留去も容易となる。従って、化合物(6−3)の使用量は、化合物(7−3)中のSi
−H基に対する当量比で0.5倍であることが好ましい。そして、化合物(1−3)から未反応の原料化合物や溶剤を分離するためには、長時間高温条件下に保持されることによって化合物(1−3)が分解されるのを防ぐために、未反応の原料化合物、たとえば化合物(7−3)および溶剤を減圧留去させるだけでもよい。
It is preferable that the usage-amount of a compound (6-3) is 0.1-5 times by the equivalent ratio with respect to Si-H group of a compound (7-3). Since the hydrosilylation reaction proceeds almost quantitatively, it does not make much sense to change this equivalence ratio greatly. However, if the amount of the compound (7-3) having a large boiling point difference from the target product compound (1-3) is increased, the unreacted compound can be easily distilled off under reduced pressure. Therefore, the amount of compound (6-3) used is the amount of Si in compound (7-3).
The equivalent ratio to the —H group is preferably 0.5 times. And in order to isolate | separate an unreacted raw material compound and solvent from a compound (1-3), in order to prevent that a compound (1-3) is decomposed | disassembled by hold | maintaining on high temperature conditions for a long time, The raw material compound for the reaction, for example, the compound (7-3) and the solvent may be distilled off under reduced pressure.

実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。実施例における分子量のデータは、GPC(ゲルパ−ミエーションクロマトグラフィー法)によって求めたポリスチレン換算値である。以下に、GPCの測定条件を示す。
装置:日本分光株式会社製、JASCO GULLIVER 1500 (インテリジェント示差屈折率計 RI-1530)
溶剤:テトラヒドロフラン
流速:1ml/min
カラム温度:40℃
使用カラム:実施例1〜90:東ソー株式会社製、TSKguardcolumn HXL-L(GUARDCOLUMN)+TSKgel G1000HxL(排除限界分子量(ポリスチレン):1,000)+TSkgel G2000HxL(排除限界分子量(ポリスチレン):10,000)
較正曲線用標準試料:Polymer Laboratories社製、Polymer Standards (PL), Polystyrene
The present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. The molecular weight data in the examples is a polystyrene conversion value determined by GPC (gel permeation chromatography). The GPC measurement conditions are shown below.
Apparatus: JASCO GULLIVER 1500 (intelligent differential refractometer RI-1530) manufactured by JASCO Corporation
Solvent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1 ml / min
Column temperature: 40 ° C
Columns used: Examples 1 to 90: manufactured by Tosoh Corporation, TSKguardcolumn HXL-L (GUARDCOLUMN) + TSKgel G1000HxL (exclusion limit molecular weight (polystyrene): 1,000) + TSkgel G2000HxL (exclusion limit molecular weight (polystyrene): 10,000)
Standard sample for calibration curve: Polymer Laboratories, Polymer Standards (PL), Polystyrene

実施例で用いられる記号の意味は次の通りである。
Et:エチル
Pr:プロピル
TFPr:3,3,3−トリフルオロプロピル
NFHe:ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシル
TDFOc:トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル
TMS:トリメチルシリル
Mn:数平均分子量
Mw:重量平均分子量
The meanings of symbols used in the examples are as follows.
Et: ethyl Pr: propyl TFPr: 3,3,3-trifluoropropyl NFHe: nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl TDFOc: tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl TMS: trimethylsilyl Mn: number average molecular weight Mw: weight average molecular weight

[実施例1]
<トリフルオロプロピルトリメトキシシランを原料としたナトリウム結合3,3,3−トリフルオロプロピルシルセスキオキサン化合物の合成>
還流冷却器、温度計および滴下漏斗を取り付けた内容積1リットルの4つ口フラスコに、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン(100g)、THF(500ml)、脱イオン水(10.5g)および水酸化ナトリウム(7.9g)を仕込み、マグネチックスターラーで攪拌しながら、室温からTHFが還流する温度までオイルバスにより加熱した。還流開始から5時間撹拌を継続して反応を完結させた。その後、フラスコをオイルバスから引き上げ、室温で1晩静置した後、再度オイルバスにセットし固体が析出するまで定圧下で加熱濃縮した。析出した生成物は孔径0.5μmのメンブランフィルターを備えた加圧濾過器を用いて濾過した。次いで、得られた固形物をTHFで1回洗浄し、減圧乾燥機にて80℃、3時間乾燥を行い、74gの無色粉末状の固形物を得た。
[Example 1]
<Synthesis of sodium-bonded 3,3,3-trifluoropropylsilsesquioxane compound from trifluoropropyltrimethoxysilane>
To a 1-liter four-necked flask equipped with a reflux condenser, thermometer and dropping funnel was added trifluoropropyltrimethoxysilane (100 g), THF (500 ml), deionized water (10.5 g) and sodium hydroxide. (7.9 g) was charged and the mixture was heated with an oil bath from room temperature to a temperature at which THF was refluxed while stirring with a magnetic stirrer. Stirring was continued for 5 hours from the start of reflux to complete the reaction. The flask was then lifted from the oil bath and allowed to stand at room temperature overnight, then set in the oil bath again and concentrated by heating under constant pressure until a solid precipitated. The precipitated product was filtered using a pressure filter equipped with a membrane filter having a pore size of 0.5 μm. Next, the obtained solid was washed once with THF and dried in a vacuum dryer at 80 ° C. for 3 hours to obtain 74 g of a colorless powdery solid.

[実施例2]
<トリメチルシリル基の導入>
滴下漏斗、還流冷却器および温度計を取り付けた内容積50mlの4つ口フラスコに、実施例1で得られた無色粉末状の固形物(1.0g)、THF(10g)およびトリエチルアミン(1.0g)を仕込み、乾燥窒素にてシールした。マグネチックスターラーで撹拌しながら、室温でクロロトリメチルシラン(3.3g)を約1分間で滴下した。滴下終了後、室温で、さらに3時間撹拌を継続して反応を完結させた。ついで純水10g投入し
生成した塩化ナトリウムおよび未反応のクロロトリメチルシランを加水分解した。このようにして得られた反応混合物を分液漏斗に移し有機相と水相とに分離し、得られた有機相を脱イオン水により洗浄液が中性になるまで水洗を繰り返した。得られた有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥、濾過、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮して白色固体の化合物(0.9g)を得た。
得られた白色粉末状の固形物について、GPC、1H−NMR、29Si−NMRおよび13C−NMRにより構造解析を行った。GPCチャートから白色粉末状の固形物は単分散性を示し、その分子量はポリスチレン換算で重量平均分子量1570であり、純度98重量%であることが確認された。1H−NMRチャートから、トリフルオロプロピル基とトリメチルシリル基が7:3の積分比で存在することが確認された。29Si−NMRチャートから、トリフルオロプロピル基を有しT構造を示唆するピークが1:3:3の比で3つ、トリメチルシリル基を示唆するピークが12.11ppmに1つ存在することが確認された。13C−NMRチャートでも131〜123ppm、28〜27ppm、6〜5ppmにトリフルオロプロピル基を示唆するピークが存在し、1.4ppmにトリメチルシリル基を示唆するピークが存在することが確認された。質量分析スペクトルの測定結果から、絶対分子量は式(8)に示す構造体の理論分子量と一致した。X線構造解析による結晶構造解析の結果から、式(8)に示す構造体であることが確認された。これらの結果は、構造解析の対象である無色粉末状の固形物が式(8)の構造を有することを示している。従って、トリメチルシリル化される前の化合物は、式(9)の構造であると判断される。

Figure 0004655790
[Example 2]
<Introduction of trimethylsilyl group>
A colorless powdery solid obtained in Example 1 (1.0 g), THF (10 g) and triethylamine (1...) Were placed in a 4-ml flask having an internal volume of 50 ml equipped with a dropping funnel, a reflux condenser and a thermometer. 0 g) was charged and sealed with dry nitrogen. While stirring with a magnetic stirrer, chlorotrimethylsilane (3.3 g) was added dropwise at room temperature over about 1 minute. After completion of the dropping, stirring was continued for another 3 hours at room temperature to complete the reaction. Subsequently, 10 g of pure water was added to hydrolyze the sodium chloride and unreacted chlorotrimethylsilane produced. The reaction mixture thus obtained was transferred to a separatory funnel and separated into an organic phase and an aqueous phase, and the resulting organic phase was repeatedly washed with deionized water until the washing solution became neutral. The obtained organic phase was dried over anhydrous magnesium sulfate, filtered, and concentrated under reduced pressure using a rotary evaporator to obtain a white solid compound (0.9 g).
The obtained white powdery solid was subjected to structural analysis by GPC, 1 H-NMR, 29 Si-NMR and 13 C-NMR. From the GPC chart, it was confirmed that the white powdery solid showed monodispersity, the molecular weight was a weight average molecular weight 1570 in terms of polystyrene, and the purity was 98% by weight. From the 1 H-NMR chart, it was confirmed that the trifluoropropyl group and the trimethylsilyl group were present at an integration ratio of 7: 3. 29 Si-NMR chart confirms that there are three peaks that have a trifluoropropyl group and suggest a T structure at a ratio of 1: 3: 3, and one peak that suggests a trimethylsilyl group at 12.11 ppm. It was done. Also in the 13 C-NMR chart, it was confirmed that peaks suggesting a trifluoropropyl group were present at 131 to 123 ppm, 28 to 27 ppm, and 6 to 5 ppm, and a peak suggesting a trimethylsilyl group was present at 1.4 ppm. From the measurement results of the mass spectrometry spectrum, the absolute molecular weight coincided with the theoretical molecular weight of the structure represented by the formula (8). From the result of crystal structure analysis by X-ray structure analysis, it was confirmed that the structure was as shown in Formula (8). These results indicate that the colorless powdery solid which is the object of the structural analysis has the structure of the formula (8). Therefore, the compound before trimethylsilylation is determined to have the structure of formula (9).
Figure 0004655790

[実施例3]
<ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシルトリメトキシシランを原料としたナトリウム結合ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシルシルセスキオキサン化合物の合成>
還流冷却器、温度計および滴下漏斗を取り付けた内容積200mlの4つ口フラスコに
、ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシルトリメトキシシラン(20.00g)、THF(93.74g)、水酸化ナトリウム(0.93g)および脱イオン水(1.26g)を仕込み、マグネチックスターラーで攪拌しながら加熱した。64.0℃で還流が開始してから5時間撹拌を続けて、反応を終了させた。常圧下で固体が析出するまで反応液を濃縮し、さらに真空乾燥して粘ちょう性の化合物(17.83g)を得た。
[Example 3]
<Synthesis of sodium-bonded nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexylsilsesquioxane compound using nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyltrimethoxysilane as a raw material>
To a four-necked flask having an internal volume of 200 ml equipped with a reflux condenser, a thermometer and a dropping funnel, nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyltrimethoxysilane (20.00 g), THF (93.74 g), Sodium hydroxide (0.93 g) and deionized water (1.26 g) were charged and heated with stirring with a magnetic stirrer. Stirring was continued for 5 hours after refluxing started at 64.0 ° C. to complete the reaction. The reaction solution was concentrated until a solid precipitated under normal pressure, and further dried under vacuum to obtain a viscous compound (17.83 g).

[実施例4]
<トリメチルシリル基の導入>
滴下漏斗、還流冷却器および温度計を取り付けた内容積50mlの3つ口フラスコに、実施例3で得られた粘ちょう性の化合物(2.0g)、THF(10g)およびトリエチルアミン(0.6g)を仕込み、乾燥窒素にてシールした。マグネチックスターラーで撹拌しながら、室温でクロロトリメチルシラン(1.7g)を約1分間で滴下した。滴下終了後、室温で、さらに4時間撹拌を継続して反応を完結させた。ついで純水10g投入し生成した塩化ナトリウムおよび未反応のクロロトリメチルシランを加水分解した。このようにして得られた反応混合物を分液漏斗に移し、トルエン30mlを加え、有機相と水相とに分離し、得られた有機相を脱イオン水により洗浄液が中性になるまで水洗を繰り返した。得られた有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥、濾過、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮して粘ちょう性の化合物(1.0g)を得た。
得られた粘ちょう性の化合物について、GPC、1H−NMRおよび29Si−NMRにより構造解析を行った。GPCチャートから粘ちょう性の化合物は単分散性を示し、純度99重量%であることが確認された。1H−NMRチャートから、ノナフルオロヘキシル基とトリメチルシリル基が7:3の積分比で存在することが確認された。29Si−NMRチャートから、ノナフルオロヘキシル基を有しT構造を示唆するピークが1:3:3の比で3つ、トリメチルシリル基を示唆するピークが12.52ppmに1つ存在することが確認された。これらの結果は、構造解析の対象である粘ちょう性の化合物が式(10)の構造を有することを示している。従って、トリメチルシリル化される前の実施例3の化合物は、式(11)の構造であると判断される。

Figure 0004655790
[Example 4]
<Introduction of trimethylsilyl group>
A viscous compound obtained in Example 3 (2.0 g), THF (10 g) and triethylamine (0.6 g) were added to a three-necked flask with an internal volume of 50 ml equipped with a dropping funnel, a reflux condenser and a thermometer. And sealed with dry nitrogen. While stirring with a magnetic stirrer, chlorotrimethylsilane (1.7 g) was added dropwise over about 1 minute at room temperature. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 4 hours at room temperature to complete the reaction. Subsequently, 10 g of pure water was added to hydrolyze the sodium chloride and unreacted chlorotrimethylsilane produced. The reaction mixture thus obtained is transferred to a separatory funnel, 30 ml of toluene is added to separate it into an organic phase and an aqueous phase, and the resulting organic phase is washed with deionized water until the washing solution becomes neutral. Repeated. The obtained organic phase was dried over anhydrous magnesium sulfate, filtered, and concentrated under reduced pressure using a rotary evaporator to obtain a viscous compound (1.0 g).
The resulting viscous compound was subjected to structural analysis by GPC, 1 H-NMR and 29 Si-NMR. From the GPC chart, it was confirmed that the viscous compound showed monodispersity and had a purity of 99% by weight. From the 1 H-NMR chart, it was confirmed that a nonafluorohexyl group and a trimethylsilyl group were present at an integration ratio of 7: 3. 29 Si-NMR chart confirms that there are three peaks that have a nonafluorohexyl group and suggest a T structure at a ratio of 1: 3: 3, and one peak that suggests a trimethylsilyl group at 12.52 ppm. It was done. These results show that the viscous compound which is the object of the structural analysis has the structure of the formula (10). Therefore, the compound of Example 3 before trimethylsilylation is judged to have the structure of formula (11).
Figure 0004655790

[実施例5]
<トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルトリエトキシシランを原料としたナトリウム結合トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルシルセスキオキサン化合物の合成>
還流冷却器、温度計および滴下漏斗を取り付けた内容積50mlの4つ口フラスコに、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン(4.9g)、THF(15ml)、水酸化ナトリウム(0.2g)、イオン交換水(0.2g)と仕込み撹拌子を投入し、75℃で加熱還流した。還流開始から5時間撹拌を継続して反応を完結させた。その後、定圧下で加熱濃縮し、減圧乾燥機にて80℃、3時間乾燥を行い、4.0gの粘ちょう性液体を得た。
[Example 5]
<Synthesis of sodium-bound tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctylsilsesquioxane compound using tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyltriethoxysilane as a raw material>
Into a 50 ml four-necked flask equipped with a reflux condenser, thermometer and dropping funnel, tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyltriethoxysilane (4.9 g), THF (15 ml), Sodium hydroxide (0.2 g), ion-exchanged water (0.2 g) and a stirring bar were added, and the mixture was heated to reflux at 75 ° C. Stirring was continued for 5 hours from the start of reflux to complete the reaction. Then, the mixture was heated and concentrated under a constant pressure, and dried at 80 ° C. for 3 hours with a vacuum drier to obtain 4.0 g of a viscous liquid.

[実施例6]
<トリメチルシリル基の導入>
内容積50mlの3つ口フラスコに、上記の粘ちょう性液体(2.6g)、THF(10g)、トリエチルアミン(1.0g)およびトリメチルクロロシラン(3.3g)を仕込み、マグネチックスターラーで攪拌しながら室温で3時間撹拌した。反応終了後、実施例2の構造確認における場合と同様に処理して、1.3gの粘ちょう性液体を得た。
得られた化合物を、GPCにより分析した。測定を行った結果、粘ちょう性液体は単分散であり、その分子量はポリスチレン換算で重量平均分子量3650で純度100%であることが確認された。この結果と実施例2の結果とから総合的に判断して、分析の対象である粘ちょう性液体は式(12)で示されるケイ素化合物であると推定された。従って、実施例5で得られた化合物は、式(13)で示される構造を有することが示唆される。

Figure 0004655790
[Example 6]
<Introduction of trimethylsilyl group>
The above viscous liquid (2.6 g), THF (10 g), triethylamine (1.0 g) and trimethylchlorosilane (3.3 g) are charged into a three-necked flask with an internal volume of 50 ml, and stirred with a magnetic stirrer. The mixture was stirred at room temperature for 3 hours. After completion of the reaction, the same treatment as in the structure confirmation of Example 2 was performed to obtain 1.3 g of a viscous liquid.
The resulting compound was analyzed by GPC. As a result of the measurement, it was confirmed that the viscous liquid was monodispersed and its molecular weight was 100% in terms of polystyrene and a weight average molecular weight of 3650. Judging comprehensively from this result and the result of Example 2, it was estimated that the viscous liquid to be analyzed was a silicon compound represented by the formula (12). Therefore, it is suggested that the compound obtained in Example 5 has a structure represented by the formula (13).
Figure 0004655790

[実施例7]
<化合物(9)およびアリルトリクロロシランを原料としたアリル−ヘプタキス(3,3,3−トリフルオロプロピル)オクタシルセスキオキサンの合成>
窒素雰囲気下、300ml三口フラスコに化合物(9)(17.2g)、モレキュラーシーブス(4A)によって乾燥したトリエチルアミン(2.30g)および乾燥ジクロロメタン(250ml)を仕込んだ。マグネチックスターラーを用い、室温で攪拌しながら化合物(9)を溶解させた後、氷浴を用いて系内温度を3℃とした。この溶液にアリルトリクロロシラン(3.75g、化合物(9)に対して1.4当量)を速やかに加え、氷浴で1時間攪拌した後、さらに室温にて8時間攪拌した。反応終了後、トリエチルアミン−臭酸塩を濾過により除去した。得られた反応液は、水(300ml)による3回の洗浄を行った後、無水硫酸マグネシウム(15g)にて乾燥した。得られた液体成分はロータリーエバポレーターを用いて溶媒を除去し、白色の粘ちょう物を得た。ここにメタノール150mlおよびジクロロメタン20mlを加えて、固体成分を析出させた。固体成分を十分析出させた後、濾過によって固−液分離を行った。得られた個体を減圧乾燥(400Pa、55℃)して、白色固体を得た(9.84g、収率57%)。
[Example 7]
<Synthesis of Allyl-Heptakis (3,3,3-trifluoropropyl) octasilsesquioxane Using Compound (9) and Allyltrichlorosilane as Raw Materials>
Under a nitrogen atmosphere, a 300 ml three-necked flask was charged with compound (9) (17.2 g), triethylamine (2.30 g) dried with molecular sieves (4A) and dry dichloromethane (250 ml). The compound (9) was dissolved while stirring at room temperature using a magnetic stirrer, and then the system temperature was adjusted to 3 ° C. using an ice bath. Allyltrichlorosilane (3.75 g, 1.4 equivalents relative to compound (9)) was quickly added to this solution, and the mixture was stirred for 1 hour in an ice bath, and further stirred at room temperature for 8 hours. After completion of the reaction, triethylamine-bromide was removed by filtration. The resulting reaction solution was washed three times with water (300 ml) and then dried over anhydrous magnesium sulfate (15 g). The obtained liquid component was freed from the solvent using a rotary evaporator to obtain a white sticky product. To this, 150 ml of methanol and 20 ml of dichloromethane were added to precipitate a solid component. After solid components were sufficiently precipitated, solid-liquid separation was performed by filtration. The obtained solid was dried under reduced pressure (400 Pa, 55 ° C.) to obtain a white solid (9.84 g, yield 57%).

得られた個体のGPC測定を行った結果、単一ピークを確認し、不純物等の存在は確認されなかった。以下に示すIR、1H−NMR、13C−NMRおよび29Si−NMRの結果から得られた固体が式(14)で示される構造を有することがわかった。
IR(KBr法) ν=2950(-CH3)、2926(-CH2-)、1638(C=C)、1448(-CH2-)、1423(CH=CH2)、1375(-CH3)、1214(-CF3)、1110(Si-O-Si)、660(CH=CH2)
1H−NMR(400MHz、TMS標準:δ=0.0ppm):5.77-5.66(m、1H、Si-CH2-CH=CH2)、5.03-4.99(m、2H、Si-CH2-CH=CH 2)、2.20-2.08(m、14H、Si-CH 2 -CH 2-CF3)、1.69(d、2H、
Si-CH 2-CH=CH2)、0.96-0.91(m、14H、Si-CH 2 -CH2-CF3
13C−NMR(100MHz、TMS標準:δ=0.0ppm): 130.5(Si-CH2-CH=CH2)、126.9(Si-CH 2 -CH2-CF3)、116.1(Si-CH2-CH=CH2)、27.6(Si-CH 2 -CH2-CF3)、18.8(Si-CH2-CH=CH2)、3.99(Si-CH 2 -CH2-CF3
29Si−NMR(79MHz、TMS標準:δ=0.0ppm):-67.46、-67.51、-70.2

Figure 0004655790
As a result of GPC measurement of the obtained individual, a single peak was confirmed, and the presence of impurities and the like was not confirmed. It was found that the solid obtained from the results of IR, 1 H-NMR, 13 C-NMR and 29 Si-NMR shown below has a structure represented by the formula (14).
IR (KBr method) ν = 2950 (-CH 3 ), 2926 (-CH 2- ), 1638 (C = C), 1448 (-CH 2- ), 1423 (CH = CH 2 ), 1375 (-CH 3 ), 1214 (-CF 3 ), 1110 (Si-O-Si), 660 (CH = CH 2 )
1 H-NMR (400MHz, TMS standard: δ = 0.0ppm): 5.77-5.66 ( m, 1H, Si-CH 2 -C H = CH 2), 5.03-4.99 (m, 2H, Si-CH 2 -CH = C H 2 ), 2.20-2.08 (m, 14H, Si-CH 2 -C H 2 -CF 3 ), 1.69 (d, 2H,
Si-C H 2 -CH = CH 2 ), 0.96-0.91 (m, 14H, Si-C H 2 -CH 2 -CF 3 )
13 C-NMR (100MHz, TMS standard: δ = 0.0ppm): 130.5 ( Si-CH 2 - C H = CH 2), 126.9 (Si-CH 2 -CH 2 - C F 3), 116.1 (Si-CH 2 -CH = C H 2 ), 27.6 (Si-CH 2 - C H 2 -CF 3 ), 18.8 (Si- C H 2 -CH = CH 2 ), 3.99 (Si- C H 2 -CH 2 -CF 3 )
29 Si-NMR (79 MHz, TMS standard: δ = 0.0 ppm): -67.46, -67.51, -70.2
Figure 0004655790

[実施例8]
<化合物(9)およびビニルトリクロロシランを原料としたビニル−ヘプタキス(3,3,3−トリフルオロプロピル)オクタシルセスキオキサンの合成>
アリルトリクロロシランの代わりにビニルトリクロロシランを用いる以外は実施例7と同様の操作を行うことにより、式(15)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 8]
<Synthesis of vinyl-heptakis (3,3,3-trifluoropropyl) octasilsesquioxane using compound (9) and vinyltrichlorosilane as raw materials>
A compound represented by the formula (15) can be obtained by performing the same operation as in Example 7 except that vinyltrichlorosilane is used instead of allyltrichlorosilane.
Figure 0004655790

[実施例9]
<化合物(9)および5−ヘキセニルトリクロロシランを原料とした5−ヘキセニル−ヘプタキス(3,3,3−トリフルオロプロピル)オクタシルセスキオキサンの合成>
アリルトリクロロシランの代わりに5−ヘキセニルトリクロロシランを用いる以外は実施例7と同様の操作を行うことにより、式(16)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 9]
<Synthesis of 5-hexenyl-heptakis (3,3,3-trifluoropropyl) octasilsesquioxane from Compound (9) and 5-hexenyltrichlorosilane>
A compound represented by the formula (16) can be obtained by performing the same operation as in Example 7 except that 5-hexenyltrichlorosilane is used instead of allyltrichlorosilane.
Figure 0004655790

[実施例10]
<化合物(11)およびアリルトリクロロシランを原料としたアリル−ヘプタキス(ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシル)オクタシルセスキオキサンの合成>
化合物(9)の代わりに化合物(11)を用いる以外は実施例7と同様の操作を行うことにより、式(17)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 10]
<Synthesis of Allyl-Heptakis (Nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl) octasilsesquioxane from Compound (11) and Allyltrichlorosilane>
A compound represented by the formula (17) can be obtained by performing the same operation as in Example 7 except that the compound (11) is used in place of the compound (9).
Figure 0004655790

[実施例11]
<化合物(11)およびビニルトリクロロシランを原料としたビニル−ヘプタキス(ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシル)オクタシルセスキオキサンの合成>
化合物(9)の代わりに化合物(11)を用い、アリルトリクロロシランの代わりにビニルトリクロロシランを用いる以外は実施例7と同様の操作を行うことにより、式(18)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 11]
<Synthesis of vinyl-heptakis (nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl) octasilsesquioxane using compound (11) and vinyltrichlorosilane as raw materials>
A compound represented by the formula (18) is obtained by performing the same operation as in Example 7 except that the compound (11) is used instead of the compound (9) and vinyltrichlorosilane is used instead of allyltrichlorosilane. Can do.
Figure 0004655790

[実施例12]
<化合物(11)および5−ヘキセニルトリクロロシランを原料とした5−ヘキセニル−ヘプタキス(ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシル)オクタシルセスキオキサンの合成>
化合物(9)の代わりに化合物(11)を用い、アリルトリクロロシランの代わりに5−ヘキセニルトリクロロシランを用いる以外は実施例7と同様の操作を行うことにより、式(19)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 12]
<Synthesis of 5-hexenyl-heptakis (nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl) octasilsesquioxane from compound (11) and 5-hexenyltrichlorosilane>
The compound represented by the formula (19) is obtained by performing the same operation as in Example 7 except that the compound (11) is used instead of the compound (9) and 5-hexenyltrichlorosilane is used instead of allyltrichlorosilane. Obtainable.
Figure 0004655790

[実施例13]
<化合物(13)およびアリルトリクロロシランを原料としたアリル−ヘプタキス(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)オクタシルセスキオキサンの合成>
化合物(9)の代わりに化合物(13)を用いる以外は実施例7と同様の操作を行うことにより、式(20)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 13]
<Synthesis of Allyl-Heptakis (Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) octasilsesquioxane from Compound (13) and Allyltrichlorosilane>
A compound represented by the formula (20) can be obtained by performing the same operation as in Example 7 except that the compound (13) is used instead of the compound (9).
Figure 0004655790

[実施例14]
<化合物(13)およびビニルトリクロロシランを原料としたビニル−ヘプタキス(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)オクタシルセスキオキサンの合成>
化合物(9)の代わりに化合物(13)を用い、アリルトリクロロシランの代わりにビニルトリクロロシランを用いる以外は実施例7と同様の操作を行うことにより、式(21)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 14]
<Synthesis of vinyl-heptakis (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) octasilsesquioxane using compound (13) and vinyltrichlorosilane as raw materials>
A compound represented by the formula (21) is obtained by performing the same operation as in Example 7 except that the compound (13) is used instead of the compound (9) and vinyltrichlorosilane is used instead of allyltrichlorosilane. Can do.
Figure 0004655790

[実施例15]
<化合物(13)および5−ヘキセニルトリクロロシランを原料とした5−ヘキセニル−ヘプタキス(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)オクタシルセスキオキサンの合成>
化合物(9)の代わりに化合物(13)を用い、アリルトリクロロシランの代わりに5−ヘキセニルトリクロロシランを用いる以外は実施例7と同様の操作を行うことにより、式(22)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 15]
<Synthesis of 5-hexenyl-heptakis (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) octasilsesquioxane using compound (13) and 5-hexenyltrichlorosilane as raw materials>
The compound represented by the formula (22) is obtained by performing the same operation as in Example 7 except that the compound (13) is used instead of the compound (9) and 5-hexenyltrichlorosilane is used instead of allyltrichlorosilane. Obtainable.
Figure 0004655790

[実施例16]
<化合物(9)を原料としたシラノール含有ヘプタキス(3,3,3−トリフルオロプロピル)シルセスキオキサン化合物の合成>
滴下ロート、還流冷却器、温度計および攪拌子を備えた300mlの4つ口フラスコを氷浴中に設置した。この4つ口フラスコに実施例1で得られた化合物(9)5gを入れ、酢酸ブチル(50g)に溶解させた後、酢酸(0.5g)を滴下した。氷浴のまま1時間撹拌した。室温に戻した後、反応液を脱イオン水(100ml)にて洗浄(3回)した。ロータリーエバポレーターを用いて溶剤を留去し、そのまま減圧乾燥(450Pa、50℃、1時間)を行って、粘ちょう性の液体を得た(4.3g)。得られた化合物のGPC測定を行った結果、単一ピークを示し、不純物等の存在は確認されなかった。さらにIRを用いて解析した結果、化合物(9)では観測されなかったシラノール基の存在を示唆する吸収(3400cm-1付近)を確認した。従って、得られた化合物は式(23)で示される構造を有することが示唆された。

Figure 0004655790
[Example 16]
<Synthesis of silanol-containing heptakis (3,3,3-trifluoropropyl) silsesquioxane compound from compound (9)>
A 300 ml four-necked flask equipped with a dropping funnel, reflux condenser, thermometer and stir bar was placed in an ice bath. 5 g of the compound (9) obtained in Example 1 was placed in this four-necked flask and dissolved in butyl acetate (50 g), and then acetic acid (0.5 g) was added dropwise. The mixture was stirred for 1 hour in an ice bath. After returning to room temperature, the reaction solution was washed (3 times) with deionized water (100 ml). The solvent was distilled off using a rotary evaporator, and vacuum drying (450 Pa, 50 ° C., 1 hour) was performed as it was to obtain a viscous liquid (4.3 g). As a result of GPC measurement of the obtained compound, a single peak was shown and the presence of impurities and the like was not confirmed. As a result of further analysis using IR, absorption (near 3400 cm −1 ) suggesting the presence of a silanol group that was not observed in the compound (9) was confirmed. Therefore, it was suggested that the obtained compound has a structure represented by the formula (23).
Figure 0004655790

上記の化合物(23)を化合物(9)に代わって出発原料とし、前記実施例7〜9に記載の方法に準じて、トリエチルアミンの存在下にて反応させることで、化合物(14)〜化合物(16)を誘導することができる。   The compound (23) is used as a starting material in place of the compound (9), and is reacted in the presence of triethylamine according to the methods described in Examples 7 to 9, whereby the compound (14) to the compound ( 16) can be induced.

[実施例17]
<3−トリクロロシラニルプロピル−ヘプタキス(3,3,3−トリフルオロプロピル)オクタシルセスキオキサンの合成>
窒素雰囲気下、還流冷却器、温度計を取り付けた100mlの三口フラスコに、化合物(14)(0.90g)を仕込み、乾燥テトラヒドロフラン(6.0ml)を加え溶解した。水浴を用いて系内温度を20℃程度に保ち、ここにトリクロロシラン(TCS,0.4ml、TCS/化合物(15)モル比=4.2)を一括導入した。これに、Pt触媒/キシレン溶液(25μl,Pt含有量:3wt.-%,Pt/Si−Hモル比=9.8x10-4)を添加した。触媒添加後、水浴をはずし、室温にて2.5時間攪拌した。真空ポンプを用いて、反応液中に残留する未反応のTCSを減圧留去した後、減圧乾燥(400Pa、75℃)し、固体(0.98g,収率:98%)を得た。
[Example 17]
<Synthesis of 3-trichlorosilanylpropyl-heptakis (3,3,3-trifluoropropyl) octasilsesquioxane>
Under a nitrogen atmosphere, compound (14) (0.90 g) was charged into a 100 ml three-necked flask equipped with a reflux condenser and a thermometer, and dry tetrahydrofuran (6.0 ml) was added and dissolved. The system temperature was kept at about 20 ° C. using a water bath, and trichlorosilane (TCS, 0.4 ml, TCS / compound (15) molar ratio = 4.2) was introduced all at once here. A Pt catalyst / xylene solution (25 μl, Pt content: 3 wt .-%, Pt / Si—H molar ratio = 9.8 × 10 −4 ) was added thereto. After adding the catalyst, the water bath was removed and the mixture was stirred at room temperature for 2.5 hours. Unreacted TCS remaining in the reaction solution was distilled off under reduced pressure using a vacuum pump, and then dried under reduced pressure (400 Pa, 75 ° C.) to obtain a solid (0.98 g, yield: 98%).

得られた個体の1H−NMR 測定を行い、原料のシグナルの消失および不純物等の存在は確認されないことから得られた固体が式(24)で示される構造を有することがわかった。1H−NMR(400MHz、TMS標準:δ=0.0ppm): 2.26-2.17(m、14H、Si-CH 2 -CH 2-CF3)、1.81-1.77(m、2H、Si-CH2-CH 2-CH2-SiCl3)、1.51(t、2H、Si-CH2-CH2-CH 2-SiCl3)、1.05-1.01(m、14H、Si-CH 2 -CH2-CF3)、0.94(t、2H、Si-CH 2-CH2-CH2-SiCl3

Figure 0004655790
The obtained solid was subjected to 1 H-NMR measurement, and it was found that the obtained solid had a structure represented by the formula (24) because the disappearance of the raw material signal and the presence of impurities and the like were not confirmed. 1 H-NMR (400MHz, TMS standard: δ = 0.0ppm): 2.26-2.17 ( m, 14H, Si-CH 2 -C H 2 -CF 3), 1.81-1.77 (m, 2H, Si-CH 2 - C H 2 —CH 2 —SiCl 3 ), 1.51 (t, 2H, Si—CH 2 —CH 2 —C H 2 —SiCl 3 ), 1.05-1.01 (m, 14H, Si—C H 2 —CH 2 — CF 3 ), 0.94 (t, 2H, Si—C H 2 —CH 2 —CH 2 —SiCl 3 )
Figure 0004655790

[実施例18]
<2−トリクロロシラニルエチル−ヘプタキス(3,3,3−トリフルオロプロピル)オ
クタシルセスキオキサンの合成>
化合物(14)の代わりに化合物(15)を用いること以外は実施例17と同様の操作を行うことにより、式(25)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 18]
<Synthesis of 2-trichlorosilanylethyl-heptakis (3,3,3-trifluoropropyl) octasilsesquioxane>
A compound represented by the formula (25) can be obtained by performing the same operation as in Example 17 except that the compound (15) is used in place of the compound (14).
Figure 0004655790

[実施例19]
<6−トリクロロシラニルヘキシル−ヘプタキス(3,3,3−トリフルオロプロピル)オクタシルセスキオキサンの合成>
化合物(14)の代わりに化合物(16)を用いること以外は実施例17と同様の操作を行うことにより、式(26)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 19]
<Synthesis of 6-trichlorosilanylhexyl-heptakis (3,3,3-trifluoropropyl) octasilsesquioxane>
A compound represented by the formula (26) can be obtained by performing the same operation as in Example 17 except that the compound (16) is used in place of the compound (14).
Figure 0004655790

[実施例20]
<3−トリクロロシラニルプロピル−ヘプタキス(ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシル)オクタシルセスキオキサンの合成>
化合物(14)の代わりに化合物(17)を用いること以外は実施例17と同様の操作を行うことにより、式(27)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 20]
<Synthesis of 3-trichlorosilanylpropyl-heptakis (nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl) octasilsesquioxane>
A compound represented by the formula (27) can be obtained by performing the same operation as in Example 17 except that the compound (17) is used in place of the compound (14).
Figure 0004655790

[実施例21]
<2−トリクロロシラニルエチル−ヘプタキス(ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシル)オクタシルセスキオキサンの合成>
化合物(14)の代わりに化合物(18)を用いること以外は実施例17と同様の操作を行うことにより、式(28)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 21]
<Synthesis of 2-trichlorosilanylethyl-heptakis (nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl) octasilsesquioxane>
A compound represented by the formula (28) can be obtained by performing the same operation as in Example 17 except that the compound (18) is used instead of the compound (14).
Figure 0004655790

[実施例22]
<6−トリクロロシラニルヘキシル−ヘプタキス(ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシル)オクタシルセスキオキサンの合成>
化合物(14)の代わりに化合物(19)を用いること以外は実施例17と同様の操作を行うことにより、式(29)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 22]
<Synthesis of 6-trichlorosilanylhexyl-heptakis (nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl) octasilsesquioxane>
A compound represented by the formula (29) can be obtained by performing the same operation as in Example 17 except that the compound (19) is used instead of the compound (14).
Figure 0004655790

[実施例23]
<3−トリクロロシラニルプロピル−ヘプタキス(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)オクタシルセスキオキサンの合成>
化合物(14)の代わりに化合物(20)を用いること以外は実施例17と同様の操作を行うことにより、式(30)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 23]
<Synthesis of 3-trichlorosilanylpropyl-heptakis (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) octasilsesquioxane>
A compound represented by the formula (30) can be obtained by performing the same operation as in Example 17 except that the compound (20) is used in place of the compound (14).
Figure 0004655790

[実施例24]
<2−トリクロロシラニルエチル−ヘプタキス(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)オクタシルセスキオキサンの合成>
化合物(14)の代わりに化合物(21)を用いること以外は実施例17と同様の操作を行うことにより、式(31)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 24]
<Synthesis of 2-trichlorosilanylethyl-heptakis (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) octasilsesquioxane>
A compound represented by the formula (31) can be obtained by performing the same operation as in Example 17 except that the compound (21) is used in place of the compound (14).
Figure 0004655790

[実施例25]
<6−トリクロロシラニルヘキシル−ヘプタキス(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)オクタシルセスキオキサンの合成>
化合物(14)の代わりに化合物(22)を用いること以外は実施例17と同様の操作を行うことにより、式(32)で示される化合物を得ることができる。

Figure 0004655790
[Example 25]
<Synthesis of 6-trichlorosilanylhexyl-heptakis (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) octasilsesquioxane>
A compound represented by the formula (32) can be obtained by performing the same operation as in Example 17 except that the compound (22) is used in place of the compound (14).
Figure 0004655790

Claims (14)

式(1)で示されるケイ素化合物:
Figure 0004655790
ここに、Aは下記式(2)で示される基であり;R1は炭素数1〜40のアルキル、アリールおよびアリールアルキルから独立して選択される基であって、いずれも、その少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた基であり;この炭素数1〜40のアルキルにおいて、任意の−CH2−は−O−、シクロアルキレンまたはフェニレンで置き換えられてもよく;このアリールアルキルにおいて、任意の−CH2−は−O−、シクロアルキレンまたはフェニレンで置き換えられてもよい。

Figure 0004655790
ここに、Z 1 は炭素数2〜10のアルキレンであって、このアルキレンにおける任意の−CH 2 −は−O−またはフェニレンで置き換えられてもよく;R 2 は炭素数1〜20のアルキル、炭素数6〜20のアリールまたは炭素数7〜20のアリールアルキルであり;X
1 はハロゲンであり;そして、nは0〜2の整数である。
Silicon compound represented by formula (1):
Figure 0004655790
Here, A is a group represented by the following formula (2) ; R 1 is a group independently selected from alkyl, aryl and arylalkyl having 1 to 40 carbon atoms, each of which is at least 1 A group in which one hydrogen is replaced by fluorine; in the alkyl having 1 to 40 carbon atoms, any —CH 2 — may be replaced by —O—, cycloalkylene or phenylene; in this arylalkyl, —CH 2 — may be replaced by —O—, cycloalkylene or phenylene.

Figure 0004655790
Here, Z 1 is alkylene having 2 to 10 carbons, and any —CH 2 in the alkylene may be replaced by —O— or phenylene; R 2 is alkyl having 1 to 20 carbons ; An aryl having 6 to 20 carbon atoms or an arylalkyl having 7 to 20 carbon atoms; X
1 is halogen; and n is an integer from 0 to 2.
請求項1に記載の式(1)におけるR1が炭素数1〜20のフルオロアルキルである、請求項1に記載の化合物。 R 1 in the formula (1) according to claim 1 is a fluoroalkyl having 1 to 20 carbon atoms, A compound according to claim 1. 請求項1に記載の式(1)におけるR1が2−フルオロエチル、2,2−ジフルオロエチル、3,3,3−トリフルオロプロピル、ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシル、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル、ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル、パーフルオロ−1H,1H,2H,2H−ドデシルもしくはパーフルオロ−1H,1H,2H,2H−テトラデシルである、請求項1に記載の化合物。 R 1 in formula (1) according to claim 1 is 2-fluoroethyl, 2,2-difluoroethyl, 3,3,3-trifluoropropyl, nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl, tri Decafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl, hepadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl, perfluoro-1H, 1H, 2H, 2H-dodecyl or perfluoro-1H, 1H, 2H a 2H- tetradecyl a compound according to claim 1. 請求項1に記載の式(1)におけるR1が3,3,3−トリフルオロプロピル、ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシルまたはトリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルである、請求項1に記載の化合物。 R 1 in formula (1) according to claim 1 is 3,3,3-trifluoropropyl, nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl or tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydro. octyl a compound according to claim 1. 請求項1に記載の式(1)におけるR1が3,3,3−トリフルオロプロピルまたはノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシルである、請求項1に記載の化合物。 The compound according to claim 1, wherein R 1 in formula (1) according to claim 1 is 3,3,3-trifluoropropyl or nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl. 1が炭素数2〜8のアルキレンであり;そしてnが0または1である、請求項1に記載の化合物。 The compound according to claim 1, wherein Z 1 is alkylene having 2 to 8 carbons; and n is 0 or 1. 1が炭素数2〜4のアルキレンであり;そしてnが0または1である、請求項1に記載の化合物。 The compound according to claim 1, wherein Z 1 is alkylene having 2 to 4 carbons; and n is 0 or 1. 請求項1に記載の式(1)におけるR1が3,3,3−トリフルオロプロピルであり;式(2)におけるZ1が炭素数2または3のアルキレンであり;そしてnが0である、請求項1に記載の化合物。 R 1 in formula (1) according to claim 1 is 3,3,3-trifluoropropyl; Z 1 in formula (2) is alkylene having 2 or 3 carbon atoms; and n is 0 The compound according to claim 1 . 工程(a1)に続いて工程(b)を実施することを特徴とする式(1−1)で示されるケイ素化合物の製造方法:
Figure 0004655790
ここに、R1は炭素数1〜40のアルキル、アリールおよびアリールアルキルから独立して選択される基であって、いずれも、その少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた基であり;この炭素数1〜40のアルキルにおいて、任意の−CH2−は−O−、シクロアルキレンまたはフェニレンで置き換えられてもよく;このアリールアルキルにおいて、任意の−CH2−は−O−、シクロアルキレンまたはフェニレンで置き換えられてもよく;Z3は単結合または炭素数1〜8のアルキレンであり、そしてこのアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−またはフェニレンで置き換えられてもよく;R2は炭素数1
〜20のアルキル、炭素数6〜20のアリールまたは炭素数7〜20のアリールアルキルであり;X1はハロゲンであり;そして、nは0〜2の整数である。

<工程(a1)>
式(3)で示される化合物に、式(5)で示される化合物を反応させることにより、式(6)で示される化合物を得る工程:
Figure 0004655790

ここに、Mは1価のアルカリ金属原子であり;X2はハロゲンであり;そして、R1およびZ3は、式(1−1)におけるR1およびZ3とそれぞれ同一の意味を有する。
<工程(b)>
遷移金属触媒の存在下で、式(6)で示される化合物と、式(7)で示される化合物とを反応させることにより、式(1−1)で示される化合物を得る工程:
Figure 0004655790

ここに、R2およびX1は式(1−1)におけるR2およびX1とそれぞれ同一の意味を有する。
The method for producing a silicon compound represented by the formula (1-1), wherein the step (b) is carried out following the step (a1):
Figure 0004655790
Wherein R 1 is a group independently selected from alkyl having 1 to 40 carbons, aryl and arylalkyl, each of which is a group in which at least one hydrogen is replaced by fluorine; In the alkyl group of 1 to 40, any —CH 2 — may be replaced by —O—, cycloalkylene, or phenylene; in this arylalkyl, any —CH 2 — represents —O—, cycloalkylene, or phenylene. Z 3 is a single bond or alkylene having 1 to 8 carbon atoms, and any —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O— or phenylene; R 2 is carbon Number 1
˜20 alkyl, C 6-20 aryl or C 7-20 arylalkyl; X 1 is halogen; and n is an integer of 0-2.

<Step (a1)>
A step of obtaining a compound represented by the formula (6) by reacting a compound represented by the formula (3) with a compound represented by the formula (5):
Figure 0004655790

Here, M is a monovalent alkali metal atom; X 2 is halogen; and R 1 and Z 3 have the same meaning as R 1 and Z 3 in formula (1-1), respectively.
<Step (b)>
A step of obtaining a compound represented by the formula (1-1) by reacting a compound represented by the formula (6) with a compound represented by the formula (7) in the presence of a transition metal catalyst:
Figure 0004655790

Here, R 2 and X 1 have the respective same meaning as R 2 and X 1 in formula (1-1).
工程(a2)に続いて工程(b)を実施することを特徴とする式(1−1)で示されるケイ素化合物の製造方法:
Figure 0004655790
ここに、R1は炭素数1〜40のアルキル、アリールおよびアリールアルキルから独立して選択される基であって、いずれも、その少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた基であり;この炭素数1〜40のアルキルにおいて、任意の−CH2−は−O−、シクロアルキレンまたはフェニレンで置き換えられてもよく;このアリールアルキルにおいて、任意の−CH2−は−O−、シクロアルキレンまたはフェニレンで置き換えられてもよく;Z3は単結合または炭素数1〜8のアルキレンであり、そしてこのアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−またはフェニレンで置き換えられてもよく;R2は炭素数1〜20のアルキル、炭素数6〜20のアリールまたは炭素数7〜20のアリールアルキルであり;X1はハロゲンであり;そして、nは0〜2の整数である。
<工程(a2)>
式(4)で示される化合物に、式(5)で示される化合物を反応させることにより、式(6)で示される化合物を得る工程:
Figure 0004655790

ここに、X2はハロゲンであり;そして、R1およびZ3は式(1−1)におけるR1およびZ3とそれぞれ同一の意味を有する。
<工程(b)>
遷移金属触媒の存在下で、式(6)で示される化合物と、式(7)で示される化合物とを反応させることにより、式(1−1)で示される化合物を得る工程:
Figure 0004655790
ここに、R2およびX1は式(1−1)におけるR2およびX1とそれぞれ同一の意味を有する。
The method for producing a silicon compound represented by the formula (1-1), wherein the step (b) is carried out following the step (a2):
Figure 0004655790
Wherein R 1 is a group independently selected from alkyl having 1 to 40 carbons, aryl and arylalkyl, each of which is a group in which at least one hydrogen is replaced by fluorine; In the alkyl group of 1 to 40, any —CH 2 — may be replaced by —O—, cycloalkylene, or phenylene; in this arylalkyl, any —CH 2 — represents —O—, cycloalkylene, or phenylene. Z 3 is a single bond or alkylene having 1 to 8 carbon atoms, and any —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O— or phenylene; R 2 is carbon C 1 -C 20 alkyl, aryl alkyl aryl or 7 to 20 carbon atoms having 6 to 20 carbon atoms; X 1 is halogen And, n represents an integer of 0 to 2.
<Step (a2)>
A step of obtaining a compound represented by the formula (6) by reacting a compound represented by the formula (4) with a compound represented by the formula (5):
Figure 0004655790

Where X 2 is halogen; and R 1 and Z 3 have the same meaning as R 1 and Z 3 in formula (1-1), respectively.
<Step (b)>
A step of obtaining a compound represented by the formula (1-1) by reacting a compound represented by the formula (6) with a compound represented by the formula (7) in the presence of a transition metal catalyst:
Figure 0004655790
Here, R 2 and X 1 have the respective same meaning as R 2 and X 1 in formula (1-1).
式(1−1)においてR1が2−フルオロエチル、2,2−ジフルオロエチル、3,3,3−トリフルオロプロピル、ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシル、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル、ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル、パーフルオロ−1H,1H,2H,2H−ドデシルもしくはパーフルオロ−1H,1H,2H,2H−テトラデシルである、請求項または10に記載の製造方法。 In the formula (1-1), R 1 is 2-fluoroethyl, 2,2-difluoroethyl, 3,3,3-trifluoropropyl, nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl, tridecafluoro-1 , 1,2,2-tetrahydrooctyl, heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl, perfluoro-1H, 1H, 2H, 2H-dodecyl or perfluoro-1H, 1H, 2H, 2H-tetradecyl The manufacturing method according to claim 9 or 10 , wherein 式(1−1)においてR1が3,3,3−トリフルオロプロピルまたはノナフルオロ−
1,1,2,2−テトラヒドロヘキシルであり;そしてnが0または1である、請求項または10に記載の製造方法。
In the formula (1-1), R 1 is 3,3,3-trifluoropropyl or nonafluoro-
The production method according to claim 9 or 10 , which is 1,1,2,2-tetrahydrohexyl; and n is 0 or 1.
請求項1〜のいずれか1項に記載のケイ素化合物を含むシランカップリング剤。 The silane coupling agent containing the silicon compound of any one of Claims 1-8 . 請求項1〜のいずれか1項に記載のケイ素化合物を含む固体表面処理剤。 The solid surface treating agent containing the silicon compound of any one of Claims 1-8 .
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