JP7085905B2 - 新規なハロゲルマニドおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
R3Ge-SiCl3、Cl3Si-GeR2-GeR2-SiCl3、Cl3Ge-SiCl3、[Ph4P][Ge(SiCl3)3]、[Ph4P][Ge(SiCl3)3*GaCl3]、[Ph4P][Ge(SiCl3)3*BBr3]
を製造するための新規な合成方法である、RnGeCl4-n(n=0、2、3)型の塩素化または過塩素化された有機または非有機ゲルマニウム化合物と、ヘキサクロロジシランとを、触媒量の塩化アンモニウム塩[R4N]Cl(ここで、基Rは、Me、Et、iPr、nBuである)の添加下に反応させることは、「新規なクロロシリルアリールゲルマン、その製造方法およびその使用」あるいは「トリフェニルゲルミルシラン、その製造方法およびその使用」なる名称の特許出願明細書においても提案されている。この反応によって、様々なケイ素-ゲルマニウム化合物が得られる。
Cl3Si-GeCl3(GeCl4:Si2Cl6:[R4N]Cl、1:1:0.1)または
[Ph4P][Ge(SiCl3)3](GeCl4:Si2Cl6:[Ph4P]Cl、1:4:1)
が生成された。[Ph4P][Ge(SiCl3)3]をルイス酸(略して「LS」)と反応させることにより、相応する付加物[Ph4P][Ge(SiCl3)3*LS]へと転化させることができる。
(a)アリールクロロゲルマンをヘキサクロロジシランとともに溶媒に溶解させ、ここで、前記アリールクロロゲルマンのアリール基は、互いに独立してフェニルを表すものとし、かつ
(b)触媒の存在下で5~40℃の温度で反応させる
ことにより製造される。
(I) [R4N]/[R4P]Cl[GeCl3]
[式中、
Rは、Me、Et、iPr、nBuである]
のトリクロロゲルマニドである。
GeCl4とヘキサクロロジシランとを溶媒に溶解させ、かつ
化学量論量の[R4N]Clまたは[R4P]Clの存在下で5~40℃の温度で反応させる
ことによる方法も、本発明の対象である。
(II) [R4P]/[R4N][Ge(SiCl3)3]
のトリス-トリクロロシリルゲルマニドも本発明の対象である。
ヘキサクロロジシランとGeCl4とを溶媒に溶解させ、かつ
化学量論量の[R4N]Clまたは[R4P]Clの存在下で5~40℃の温度で反応させる
ことによる方法も本発明の対象である。ヘキサクロロジシランとGeCl4との好ましい比は、4:1である。
(III) [Ph4P][Ge(SiCl3)3*GaCl3]
の付加物および同様にその製造方法であって、本発明によるまたは本発明により得られたトリス-トリクロロシリルゲルマニドとGaCl3とを混合し、得られた混合物を撹拌下にジクロロメタンに溶解させ、次いで5~40℃の温度で1~24時間かけて付加物IIIを得ることによる方法も本発明の対象である。
(IV) [Ph4P][Ge(SiCl3)3*BBr3]
の付加物および同様にその製造方法であって、本発明によるまたは本発明により得られたトリス-トリクロロシリルゲルマニドとBBr3とを混合し、得られた混合物を撹拌下にジクロロメタンに溶解させ、次いで5~40℃の温度で1~120時間かけて付加物IVを得ることによる方法も本発明の対象である。
いずれの構造のデータも、MoKα線(λ=0.71073Å)を用いたミラー光学系を備えたGenixマイクロフォーカス管を備えたSTOE IPDS IIデュアルビーム回折計を用いて173Kで収集し、X-AREAプログラム(Stoe & Cie、2002)のフレームスケーリング手順を用いてスケーリングした。構造を、SHELXSプログラム(Sheldrick、2008)を用いた直接法で解析し、完全行列最小二乗法技術によりF2に対して精密化した。セルパラメーターを、I>6σ(I)の反射のθ値に対する精密化によって求めた。
ヘキサクロロジシラン、略して「HCDS」、Evonik Industries AG製GeCl4、トリフェニルクロロゲルマン、ジフェニルジクロロゲルマン。
合成を、式1にしたがって、触媒量の0.1当量の[nBu4N]Clを添加してPh3GeClおよびSi2Cl6から行った。
5ml、すなわち78.3ミリモルのCH2Cl2中の、500mgに相当する1.47ミリモルのPh3GeClと、40mg、すなわち0.14ミリモルの[nBu4N]Clとの無色透明な溶液に、撹拌しながら室温で、400mgに相当する1.49ミリモルのSi2Cl6を加えた。無色透明な反応溶液が得られ、これを室温で12時間撹拌した。ゆっくりと溶媒を除去した後、この反応溶液から無色の結晶性固体の形態の粗生成物(1)を単離することができた。収率は59%であった。この粗生成物はなおも、出発材料Ph3GeClを約30%含んでいた。X線回折法により、上記(1)の結晶構造を求めることができた(図1a)。図1a中の印のない原子は、水素を表す。
合成を、式2にしたがって、触媒量(0.1当量)の[nBu4N]Clを添加してPh2GeCl2およびSi2Cl6から行った。
5ml、すなわち78.3ミリモルのCH2Cl2中の、500mg、すなわち1.68ミリモルのPh2GeCl2と、90mg、すなわち0.32ミリモルの[nBu4N]Clとを含む無色透明な溶液に、室温でSi2Cl6を加えた。得られた反応溶液を、次いで12時間撹拌した。
合成を、式3にしたがって、触媒量としての0.1当量の[nBu4N]Clを添加してGeCl4およびSi2Cl6(1:1)から行った。
GeCl4とCH2Cl2との30:70の混合物中の100mg、すなわち0.4ミリモルの[nBu4N]Clを含む無色透明な溶液に、室温で、1g、すなわち3.7ミリモルのSi2Cl6を加え、そのようにして得られた反応混合物を、室温で12時間撹拌した。この反応溶液から、生成物(3)を、他の揮発性成分とともに、窒素冷却した受け器へと凝縮させた。その後の140℃で1013hPaでの蒸留により、純粋な(3)が22%の収率で無色透明な液体として単離された。
例3と同様に行ったが、ただし、[nBu4N]Clを、1当量と同義である化学量論量で使用した点が異なる。転化反応を、式4によるレドックス反応で行った。
CH2Cl2中の、300mg、すなわち1.4ミリモルのGeCl4と、390mg、すなわち1.4ミリモルの[nBu4N]Clとの無色透明な溶液に、室温で、375mg、すなわち1.4ミリモルのSi2Cl6を加え、そのようにして得られた反応混合物を12時間撹拌した。溶媒をゆっくりと除去した後、この反応溶液からトリクロロゲルマニド4を帯黄色の結晶性固体として単離することができた。X線回折法により、上記(4)の構造を求めることができた。これを図4aに示す。分かりやすくするために、図4aにはカチオン[nBu4N]+は図示されていない。
合成を、式5にしたがって、化学量論量の、この場合は1当量の[Ph4P]Clを添加して、1:4のモル比のGeCl4およびSi2Cl6から行った。
溶媒としてのCH2Cl2中の、93mg、すなわち0.4ミリモルのGeCl4と、163mg、すなわち0.4ミリモルの[Ph4P]Clとを含む無色透明な溶液に、室温で478mg、すなわち1.7ミリモルのSi2Cl6を加え、そのようにして得られた反応混合物を12時間撹拌した。溶媒をゆっくりと除去した後、この混合物から上記(5)を帯黄色の結晶性固体として99%の収率で単離することができた。X線回折法により、上記(5)の結晶構造を求めることができた。これを図5aに示す。分かりやすくするために、図5aにはカチオン[Ph4P]+は図示されていない。
上記(6)の合成を、式6にしたがって、トリス-トリクロロシリルゲルマニド(5)およびGaCl3から行った。
50mg、すなわち0.1ミリモルの上記(5)と、10mg、すなわち0.1ミリモルのGaCl3とを、室温で固体として混合し、次いでCH2Cl2に完全に溶解させた。透明な黄色の反応混合物を、室温で12時間撹拌した。ゆっくりと溶媒を除去した後、この透明な黄色の反応溶液から、上記(6)を、黄色の結晶性固体として82%の収率で得ることができた。X線回折法により、上記(6)の結晶構造を求めることができた。これを図6aに示す。分かりやすくするために、図6aにはカチオン[Ph4P]+は図示されていない。
上記(7)の合成を、式7にしたがって、トリス-トリクロロシリルゲルマニド(5)およびBBr3から行った。
CH2Cl2中の上記(5)の透明な黄色の溶液に、室温でBBr3を加えた。4日後、そのようにして得られた黄色の反応溶液から無色の結晶が析出した。X線回折法により、上記(7)の結晶構造を求めることができた。これを図7aに示す。分かりやすくするために、図7aにはカチオン[Ph4P]+は図示されていない。
Claims (7)
- 一般式I
(I) [R4N]/[R4P]Cl[GeCl3]
[式中、
Rは、Me、Et、iPr、nBu、Phである]
のトリクロロゲルマニドの製造方法であって、
ここで、一般式Iは、[R 4 N][GeCl 3 ]または[R 4 P]Cl[GeCl 3 ]を意味し、
GeCl4とヘキサクロロジシランとを、1:1のモル比で溶媒に溶解させ、かつ
化学量論量の[R4N]Clまたは[R4P]Clの存在下で5~40℃の温度で反応させる
ことによる方法。 - 一般式II
(II) [R4N]/[R4P][Ge(SiCl3)3]
[式中、
Rは、Me、Et、iPr、nBu、Phである]のトリス-トリクロロシリルゲルマニドの製造方法であって、
ここで、一般式IIは、[R 4 N][Ge(SiCl 3 ) 3 ]または[R 4 P][Ge(SiCl 3 ) 3 ]を意味し、
GeCl4とヘキサクロロジシランとを、1:4のモル比で溶媒に溶解させ、かつ
化学量論量の[R4N]Clまたは[R4P]Clの存在下で5~40℃の温度で反応させる
ことによる方法。 - 一般式III
(III) [Ph 4 P][Ge(SiCl 3 ) 3 *GaCl 3 ]
の、トリス(トリクロロシリル)ゲルマニドとGaCl 3 との付加物の製造方法であって、
GeCl 4 とヘキサクロロジシランとを、1:4のモル比で溶媒に溶解させ、かつ
化学量論量の[R 4 N]Clまたは[R 4 P]Clの存在下で5~40℃の温度で反応させることによって得られた、
一般式II
(II) [R 4 N]/[R 4 P][Ge(SiCl 3 ) 3 ]
[式中、
Rは、Me、Et、iPr、nBu、Phである]
のトリス-トリクロロシリルゲルマニド、ここで、一般式IIは、[R 4 N][Ge(SiCl 3 ) 3 ]または[R 4 P][Ge(SiCl 3 ) 3 ]を意味する、と、
GaCl3とを混合し、得られた混合物を
撹拌下にジクロロメタンに溶解させ、次いで
5~40℃の温度で1~24時間かけて前記付加物IIIを得る
ことによる方法。 - 一般式IV
(IV) [Ph 4 P][Ge(SiCl 3 ) 3 *BBr 3 ]
の、トリス(トリクロロシリル)ゲルマニドとBBr 3 との付加物の製造方法であって、
GeCl 4 とヘキサクロロジシランとを、1:4のモル比で溶媒に溶解させ、かつ
化学量論量の[R 4 N]Clまたは[R 4 P]Clの存在下で5~40℃の温度で反応させることによって得られた、
一般式II
(II) [R 4 N]/[R 4 P][Ge(SiCl 3 ) 3 ]
[式中、
Rは、Me、Et、iPr、nBu、Phである]
のトリス-トリクロロシリルゲルマニド、ここで、一般式IIは、[R 4 N][Ge(SiCl 3 ) 3 ]または[R 4 P][Ge(SiCl 3 ) 3 ]を意味する、と、
BBr3とを混合し、得られた混合物を
撹拌下にジクロロメタンに溶解させ、次いで
5~40℃の温度で1~120時間かけて前記付加物IVを得る
ことによる方法。 - 一般式II
(II) [R4N]/[R4P][Ge(SiCl3)3]
[式中、
Rは、Me、Et、iPr、nBu、Phである]のトリス-トリクロロシリルゲルマニド、ここで、一般式IIは、[R 4 N][Ge(SiCl 3 ) 3 ]または[R 4 P][Ge(SiCl 3 ) 3 ]を意味する。 - 一般式III
(III) [Ph4P][Ge(SiCl3)3*GaCl3]
の、トリス(トリクロロシリル)ゲルマニドとGaCl3との付加物。 - 一般式IV
(IV) [Ph4P][Ge(SiCl3)3*BBr3]
の、トリス(トリクロロシリル)ゲルマニドとBBr 3 との付加物。
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