JP7689434B2 - Dihydrodisiloxane compound and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、含ケイ素薄膜の作製に有用なジヒドロジシロキサン化合物及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a dihydrodisiloxane compound useful for producing silicon-containing thin films and a method for producing the same.
二酸化ケイ素(シリカ)は、高い化学的・熱的安定性と良好な物理的特性(透明性、絶縁性、機械的強度)を併せ持つ代表的な金属酸化物材料であり、バルクからナノサイズ材料まで、様々な形態で産業利用されている。シリカの薄膜を作製する方法としては、湿式法と乾式法が主として用いられるが、工程数が少なく高密度で高機能な膜を得やすいことから、乾式法の化学気相成長法(CVD法)が主に用いられている。特に、高い酸素・水バリア特性を高分子フィルム材料に付与するために、CVD法によりフィルム上に透明なシリカ膜を堆積させ、該目的を達成することが多い。CVD法による成膜では、前駆体には気化可能であることが求められる。これまでに、種々の有機ケイ素化合物を前駆体として採用し、CVD法により所望の組成及び特性を有する含ケイ素薄膜を堆積させる方法が多数報告されている。 Silicon dioxide (silica) is a typical metal oxide material that has both high chemical and thermal stability and good physical properties (transparency, insulation, mechanical strength), and is used industrially in various forms from bulk to nano-sized materials. The main methods for producing thin silica films are wet and dry methods, but the dry method of chemical vapor deposition (CVD) is mainly used because it requires fewer steps and is easy to obtain high-density, high-performance films. In particular, in order to impart high oxygen and water barrier properties to polymer film materials, a transparent silica film is deposited on the film by the CVD method to achieve this purpose. In film formation by the CVD method, the precursor is required to be vaporizable. To date, many methods have been reported in which various organosilicon compounds are used as precursors and silicon-containing thin films with desired compositions and properties are deposited by the CVD method.
CVD法によるシリカ薄膜前駆体の分子設計としては、高い蒸気圧を有し、良好な成膜速度でシリカ薄膜を堆積させることができ、かつ該シリカ薄膜が所望の機能や物性を発現させうることが重要である。一般的には、入手の容易さ及び蒸気圧が高い点から、ケイ素原子数が一つのモノシラン化合物、特にテトラメトキシシランやテトラエトキシシランが用いられるが、その成膜速度にはまだ改善の余地が大きい。また、ケイ素原子上に水素原子が置換した水素置換シラン(ヒドロシラン)類は、対応するアルコキシ体やアルキル体に比べ分子量が小さく分子間相互作用が弱いため高蒸気圧化が達成されるものの、空気中の酸素に対し不安定となることがしばしばあり、保安上の問題となる場合もあった。成膜速度改善には、前駆体のケイ素原子数増大(多核化)が有効であると予想され、同時に分子量の増加による低蒸気圧化を避けるためには、前駆体のケイ素原子上に水素原子を導入することが有効と考えられる。 In the molecular design of silica thin film precursors for CVD, it is important that they have a high vapor pressure, can deposit a silica thin film at a good film-forming rate, and can express the desired functions and physical properties. Generally, monosilane compounds with one silicon atom, especially tetramethoxysilane and tetraethoxysilane, are used because of their ease of availability and high vapor pressure, but there is still much room for improvement in their film-forming rate. In addition, hydrogen-substituted silanes (hydrosilanes) in which hydrogen atoms are substituted on silicon atoms have smaller molecular weights and weaker intermolecular interactions than the corresponding alkoxy and alkyl compounds, and therefore can achieve high vapor pressures, but they are often unstable against oxygen in the air, which can cause safety problems. Increasing the number of silicon atoms in the precursor (multinucleation) is expected to be effective in improving the film-forming rate, and at the same time, introducing hydrogen atoms onto the silicon atoms of the precursor is considered effective in avoiding low vapor pressures due to increased molecular weights.
非特許文献1では、CVD法によるヘキサメチルジシロキサンを前駆体とした高分子フィルム上に堆積させたシリカバリア膜について報告している。しかし、ヘキサメチルジシロキサンを前駆体として用いた薄膜は炭素が残存する傾向があり、着色しやすい。特許文献1では1,3-ジメチル-1,3-ジエトキシジシロキサンを用いてCVD法によりSiCHO膜を堆積させているが、得られる薄膜は低誘電率膜であって、膜の水蒸気バリア性については記述されていない。特許文献2ではテトラエトキシシランと酸素とを原料としたプラズマ支援化学気相成長法(PECVD法)により、シリカガスバリア層を形成したポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムの製造が開示されている。この薄膜の水蒸気バリア性(WVTR)は1.7×10-3g/m2・dayと充分な水蒸気バリア性を示すものの、成膜速度は67nm/minと低く、成膜速度に改善の余地があった。特許文献3にはアルキルヒドロジシロキサン化合物を用い、PECVD法により成膜速度257nm/minでガスバリア膜を形成する方法が開示されており、膜厚2570nmの厚い単層膜において、WVTRが4.0×10-3g/m2・dayという低い値を示すガスバリア膜が記載されている。 Non-Patent Document 1 reports a silica barrier film deposited on a polymer film using hexamethyldisiloxane as a precursor by the CVD method. However, thin films using hexamethyldisiloxane as a precursor tend to have residual carbon and are easily discolored. In Patent Document 1, a SiCHO film is deposited by the CVD method using 1,3-dimethyl-1,3-diethoxydisiloxane, but the resulting thin film is a low dielectric constant film and the water vapor barrier property of the film is not described. Patent Document 2 discloses the production of a polyethylene naphthalate (PEN) film with a silica gas barrier layer formed by plasma-assisted chemical vapor deposition (PECVD) using tetraethoxysilane and oxygen as raw materials. Although the water vapor barrier property (WVTR) of this thin film is 1.7×10 −3 g/m 2 ·day, which is sufficient water vapor barrier property, the film formation speed is low at 67 nm/min, and there is room for improvement in the film formation speed. Patent Document 3 discloses a method for forming a gas barrier film by a PECVD method using an alkylhydrodisiloxane compound at a film formation rate of 257 nm/min, and describes a gas barrier film that exhibits a low WVTR value of 4.0 × 10 -3 g/m 2 ·day in a thick single-layer film with a thickness of 2,570 nm.
本発明の課題は、高い気化特性を示し、CVD法において良好な成膜速度でシリカ薄膜を作製するための前駆体として有用なケイ素系化合物及びその製造方法を提供することにある。 The objective of the present invention is to provide a silicon-based compound that exhibits high vaporization characteristics and is useful as a precursor for producing a silica thin film at a good deposition rate in a CVD method, and a method for producing the same.
発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、ケイ素原子上にそれぞれ水素、特定の炭素数のアルキル基と、アルコキシ基を一つずつ有するジヒドロジシロキサン化合物が高い気化特性を示し、CVD法において良好な成膜速度でシリカ薄膜を作製するための前駆体として有用であることを見いだし、本発明を完成させた。 As a result of extensive research aimed at solving the above problems, the inventors discovered that a dihydrodisiloxane compound having one hydrogen atom, one alkyl group with a specific carbon number, and one alkoxy group on a silicon atom exhibits high vaporization properties and is useful as a precursor for producing a silica thin film at a good film formation rate in a CVD method, thus completing the present invention.
すなわち本発明は、以下の構成よりなる。
[1]
一般式(1)
That is, the present invention comprises the following:
[1]
General formula (1)
(1)
(式中、R1は炭素数1~6のアルキル基を、R2は炭素数1~3のアルキル基を表す。R1とR2で表されるアルキル基の炭素数の和は4以上9以下である。)で示されるジヒドロジシロキサン化合物。
[2]
一般式(1)中、R1がメチル基、エチル基又はイソプロピル基である、[1]に記載のジヒドロジシロキサン化合物。
[3]
一般式(1)中、R1がイソプロピル基、R2がメチル基である、[1]又は[2]に記載のジヒドロジシロキサン化合物。
[4]
一般式(2)
(1)
(In the formula, R1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The sum of the carbon numbers of the alkyl groups represented by R1 and R2 is 4 or more and 9 or less.)
[2]
The dihydrodisiloxane compound according to [1], wherein in general formula (1), R 1 is a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group.
[3]
The dihydrodisiloxane compound according to [1] or [2], wherein, in general formula (1), R 1 is an isopropyl group and R 2 is a methyl group.
[4]
General formula (2)
(2)
(式中、X1はハロゲン原子、炭素数1~3のアルコキシ基、又は炭素数2~12のジアルキルアミノ基を表す。R1は炭素数1~6のアルキル基を、R2は炭素数1~3のアルキル基を表し、R1とR2で表されるアルキル基の炭素数の和は4以上9以下である。)で示されるヒドロアルコキシシラン化合物を、水又は金属酸化物と反応させる、一般式(1)
(2)
(wherein X1 represents a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a dialkylamino group having 2 to 12 carbon atoms; R1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and the sum of the carbon numbers of the alkyl groups represented by R1 and R2 is 4 or more and 9 or less) is reacted with water or a metal oxide,
(1)
(式中、R1、R2は前記と同義である。)で示されるジヒドロジシロキサン化合物の製造方法。
[5]
一般式(3)
(1)
(wherein R 1 and R 2 are as defined above)
[5]
General formula (3)
(3)
(式中、X2はハロゲン原子を表す。R1は炭素数1~6のアルキル基を表す。)で示されるジハロジヒドロジシロキサン化合物を、一般式(4)
(R2O)nM (4)
(R2は炭素数1~3のアルキル基を表す。Mは水素原子、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を表す。nは1又は2であり、Mが水素原子又はアルカリ金属の場合は1を、Mがアルカリ土類金属の場合は2を、それぞれ表す。)で示されるアルコール又は金属アルコキシドと反応させる、一般式(1)
(3)
(wherein X2 represents a halogen atom, and R1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms),
(R 2 O) n M (4)
( R2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; M represents a hydrogen atom, an alkali metal, or an alkaline earth metal; and n is 1 or 2, and is 1 when M is a hydrogen atom or an alkali metal, and is 2 when M is an alkaline earth metal),
(1)
(式中、R1及びR2は前記と同義であり、R1とR2で表されるアルキル基の炭素数の和は4以上9以下である。)で示されるジヒドロジシロキサン化合物の製造方法。
(1)
(wherein R1 and R2 are as defined above, and the sum of the carbon numbers of the alkyl groups represented by R1 and R2 is 4 or more and 9 or less).
本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)は、高い気化特性を示し、CVD法により良好な成膜速度でシリカ薄膜を作製するための前駆体として有用である。 The dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention exhibits high vaporization properties and is useful as a precursor for producing a silica thin film at a good film formation rate by the CVD method.
以下、本発明を詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.
まず、一般式(1)、(2)、(3)及び(4)中のR1及びR2について説明する。 First, R1 and R2 in the general formulae (1), (2), (3) and (4) will be described.
R1は炭素数1~6のアルキル基であり、直鎖状、分枝状又は環状のいずれであっても良い。該アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、1-メチルブチル基、1-エチルプロピル基、ネオペンチル基、2-メチル-2-ブチル基、3-メチル-2-ブチル基、ヘキシル基、1-メチルペンチル基、1-エチルブチル基、2,3-ジメチル-2-ブチル基及びシクロヘキシル基が例示出来る。これらのうち、本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)の製造コスト、酸素に対する安定性及び蒸気圧の点から、メチル基、エチル基、プロピル基、又はイソプロピル基が好ましく、メチル基、エチル基又はイソプロピル基が更に好ましく、メチル基又はイソプロピル基が殊更好ましく、イソプロピル基が特に好ましい。 R 1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, which may be linear, branched, or cyclic. Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, cyclopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, cyclobutyl, pentyl, cyclopentyl, 1-methylbutyl, 1-ethylpropyl, neopentyl, 2-methyl-2-butyl, 3-methyl-2-butyl, hexyl, 1-methylpentyl, 1-ethylbutyl, 2,3-dimethyl-2-butyl, and cyclohexyl. Among these, from the viewpoints of the production cost, stability against oxygen, and vapor pressure of the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention, methyl, ethyl, propyl, or isopropyl is preferred, methyl, ethyl, or isopropyl is more preferred, methyl or isopropyl is particularly preferred, and isopropyl is particularly preferred.
R2は炭素数1~3のアルキル基であり、直鎖状、分枝状、又は環状のいずれであっても良い。該アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基及びシクロプロピル基が例示出来る。これらのうち、本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)の製造コスト、酸素に対する安定性及び蒸気圧の点から、メチル基、エチル基、プロピル基又はイソプロピル基が好ましく、メチル基、エチル基又はイソプロピル基が更に好ましく、メチル基又はイソプロピル基が殊更好ましく、メチル基が特に好ましい。 R2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, which may be linear, branched, or cyclic. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a cyclopropyl group. Among these, from the viewpoints of the production cost, the stability against oxygen, and the vapor pressure of the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or an isopropyl group is preferred, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group is more preferred, a methyl group or an isopropyl group is particularly preferred, and a methyl group is particularly preferred.
次に、本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)について説明する。本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)は、下記一般式(1) Next, the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention will be described. The dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention is represented by the following general formula (1):
(1)
(式中、R1は炭素数1~6のアルキル基を表す。R2は炭素数1~3のアルキル基を表す。R1とR2で表されるアルキル基の炭素数の和は4以上9以下である。)で示される。
(1)
(In the formula, R1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and the sum of the carbon numbers of the alkyl groups represented by R1 and R2 is 4 or more and 9 or less).
ジヒドロジシロキサン化合物(1)においては、R1とR2で表されるアルキル基の炭素数の和が9を超えると、分子量増加により蒸気圧が低くなるため気化蒸発しづらくなり、CVD材料としては不適なものとなる。また、R1とR2で表されるアルキル基の炭素数の和が3以下になると、ケイ素原子上の水素原子が空気中の酸素により酸化されやすくなり、保存時又は成膜時において酸化により生じた高分子量のケイ素酸化物によって薄膜の品質低下や成膜に支障を来すことがある。 In the dihydrodisiloxane compound (1), if the sum of the carbon numbers of the alkyl groups represented by R1 and R2 exceeds 9, the molecular weight increases, resulting in a lower vapor pressure, making the compound difficult to vaporize and evaporate, making the compound unsuitable as a CVD material. Also, if the sum of the carbon numbers of the alkyl groups represented by R1 and R2 is 3 or less, the hydrogen atoms on the silicon atoms are easily oxidized by oxygen in the air, and high molecular weight silicon oxides produced by oxidation during storage or film formation may deteriorate the quality of the thin film or interfere with film formation.
一般式(1)で示されるジヒドロジシロキサン化合物(1)は、1位と3位のケイ素原子の立体化学によって、(1R,3R)体、(1R,3S)体及び(1S,3S)体の3つの異性体を含む。(1R,3R)体と(1S,3S)体は、互いに鏡像異性体の関係にある。本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)は、これらの混合物であっても良く、該異性体のいずれかを優勢に含有するものであっても良い。本明細書では、これらを区別せずに扱う。 The dihydrodisiloxane compound (1) represented by the general formula (1) includes three isomers, the (1R,3R) form, the (1R,3S) form, and the (1S,3S) form, depending on the stereochemistry of the silicon atoms at the 1st and 3rd positions. The (1R,3R) form and the (1S,3S) form are mutually enantiomeric. The dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention may be a mixture of these isomers, or may contain one of the isomers predominantly. In this specification, there is no distinction between these isomers.
本発明の一般式(1)で示されるジヒドロジシロキサン化合物(1)としては、具体的には以下の化合物が例示出来る。なお、本明細書中では、Me、Et、Pr、i-Pr、Bu、i-Bu、sec-Bu、tert-Bu、Pen及びHexは、それぞれメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基及びヘキシル基を表す。 Specific examples of the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention represented by general formula (1) include the following compounds. Note that in this specification, Me, Et, Pr, i-Pr, Bu, i-Bu, sec-Bu, tert-Bu, Pen, and Hex represent methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, and hexyl, respectively.
これらのうち、本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)の蒸気圧の高さ、酸素に対する安定性、成膜後のシリカ膜の水蒸気バリア性の高さ及び経済性に優れる点で、(1-1-2)、(1-2-1)、(1-2-3)、(1-4-1)、(1-4-2)、(1-7-1)又は(1-8-1)が好ましく、(1-1-2)、(1-2-3)、(1-4-1)、(1-7-1)又は(1-8-1)が更に好ましく、(1-1-2)又は(1-4-1)が殊更好ましい。 Among these, (1-1-2), (1-2-1), (1-2-3), (1-4-1), (1-4-2), (1-7-1) or (1-8-1) are preferred, (1-1-2), (1-2-3), (1-4-1), (1-7-1) or (1-8-1) are more preferred, and (1-1-2) or (1-4-1) is especially preferred, in terms of the high vapor pressure of the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention, the stability against oxygen, the high water vapor barrier properties of the silica film after film formation, and the excellent economy.
次に、本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)の製造方法について説明する。 Next, the method for producing the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention will be described.
まず、一般式(2)、(3)及び(4)中のX1、X2及びMについて説明する。 First, X 1 , X 2 and M in the general formulae (2), (3) and (4) will be described.
X1はハロゲン原子、炭素数1~3のアルコキシ基、又は炭素数2~12のジアルキルアミノ基である。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が例示できる。これらのうち、本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)の製造コスト及び安定性の点から、フッ素原子、塩素原子又は臭素原子が好ましく、塩素原子又は臭素原子が更に好ましく、塩素原子が殊更好ましい。また、該アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、又はイソプロピルオキシ基が例示できる。これらのうち、本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)の製造コスト、製造収率及び精製の容易さの点から、メトキシ基、エトキシ基又はイソプロピルオキシ基が好ましく、メトキシ基又はエトキシ基が更に好ましい。 X1 is a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a dialkylamino group having 2 to 12 carbon atoms. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Among these, from the viewpoints of the production cost and stability of the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention, a fluorine atom, a chlorine atom, or a bromine atom is preferred, a chlorine atom or a bromine atom is more preferred, and a chlorine atom is particularly preferred. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, or an isopropyloxy group. Among these, from the viewpoints of the production cost, production yield, and ease of purification of the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention, a methoxy group, an ethoxy group, or an isopropyloxy group is preferred, and a methoxy group or an ethoxy group is more preferred.
X1で示される炭素数2~12のジアルキルアミノ基としては、窒素上の二つのアルキル基は同一であっても良く、互いに異なっていても良い。また、直鎖状アルキル基の置換するアミノ基であっても、分枝状アルキル基の置換するアミノ基であっても良く、二つのアルキル基がそれぞれ互いに連結し、窒素を含んだ環を形成していても良い。該ジアルキルアミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ピペリジノ基(N-ピペリジン-1-イル基)、ピロリジノ基(ピロリジン-1-イル基)及びジヘキシルアミノ基が例示出来る。これらのうち、経済性及び取り扱いの安全性の点から、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、又はジイソプロピルアミノ基が好ましく、ジメチルアミノ基又はジエチルアミノ基が更に好ましい。 In the dialkylamino group having 2 to 12 carbon atoms represented by X 1 , the two alkyl groups on the nitrogen may be the same or different from each other. In addition, the amino group may be substituted with a linear alkyl group or a branched alkyl group, and the two alkyl groups may be linked to each other to form a ring containing nitrogen. Examples of the dialkylamino group include a dimethylamino group, a diethylamino group, a diisopropylamino group, a dibutylamino group, a piperidino group (N-piperidin-1-yl group), a pyrrolidino group (pyrrolidin-1-yl group), and a dihexylamino group. Among these, from the viewpoints of economy and safety in handling, a dimethylamino group, a diethylamino group, or a diisopropylamino group is preferred, and a dimethylamino group or a diethylamino group is more preferred.
X2はハロゲン原子であり、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が例示できる。これらのうち、収率及び経済性の点から、フッ素原子、塩素原子又は臭素原子が好ましく、塩素原子又は臭素原子が更に好ましく、塩素原子が殊更好ましい。 X2 is a halogen atom, and examples thereof include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Among these, from the viewpoints of yield and economy, a fluorine atom, a chlorine atom, or a bromine atom is preferred, a chlorine atom or a bromine atom is more preferred, and a chlorine atom is particularly preferred.
Mは、水素原子、アルカリ金属又はアルカリ土類金属であり、該アルカリ金属又はアルカリ土類金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム又はバリウムが例示できる。これらのうち、収率及び原料コストの点から、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム又はカルシウムが好ましく、ナトリウム、カリウム又はマグネシウムが更に好ましい。 M is a hydrogen atom, an alkali metal, or an alkaline earth metal, and examples of the alkali metal or alkaline earth metal include lithium, sodium, potassium, cesium, magnesium, calcium, strontium, and barium. Among these, lithium, sodium, potassium, magnesium, and calcium are preferred from the standpoint of yield and raw material cost, and sodium, potassium, and magnesium are more preferred.
本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)は、以下説明する製造方法1(以下、本発明の製造方法1という)又は製造方法2(以下、本発明の製造方法2という)のいずれかの方法により製造することが出来る。 The dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention can be produced by either Production Method 1 (hereinafter referred to as Production Method 1 of the present invention) or Production Method 2 (hereinafter referred to as Production Method 2 of the present invention) described below.
本発明の製造方法1について説明する。本発明の製造方法1は、一般式(2)で示されるヒドロアルコキシシラン化合物(2)を水又は金属酸化物と反応させ製造する、本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)の製造方法である。 The following describes Production Method 1 of the present invention. Production Method 1 of the present invention is a production method of the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention, which is produced by reacting a hydroalkoxysilane compound (2) represented by general formula (2) with water or a metal oxide.
(式中、R1及びR2は一般式(1)におけるそれらと同義である。X1はハロゲン原子、炭素数1~3のアルコキシ基、又は炭素数2~12のジアルキルアミノ基を表す)。 (In the formula, R 1 and R 2 are the same as those in general formula (1), and X 1 represents a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a dialkylamino group having 2 to 12 carbon atoms).
本発明の製造方法1で原料として用いることが出来るヒドロアルコキシシラン化合物(2)としては、以下の化合物が例示出来る。 Examples of the hydroalkoxysilane compound (2) that can be used as a raw material in the manufacturing method 1 of the present invention include the following compounds.
これらのうち、原料コスト、収率及び安定性の点から、化合物(2-1-2)、(2-1-8)、(2-2-1)、(2-2-10)、(2-4-1)、(2-4-13)、(2-7-13)又は(2-8-13)が好ましく、化合物(2-1-8)、(2-2-10)、(2-4-13)、又は(2-8-13)が更に好ましい。 Among these, from the viewpoints of raw material cost, yield and stability, compounds (2-1-2), (2-1-8), (2-2-1), (2-2-10), (2-4-1), (2-4-13), (2-7-13) and (2-8-13) are preferred, and compounds (2-1-8), (2-2-10), (2-4-13) and (2-8-13) are more preferred.
ヒドロアルコキシシラン化合物(2)の入手としては、市販品が購入可能であればそれを入手し、そのまま又は適宜精製して用いてもよい。ヒドロアルコキシシラン化合物(2)の製造方法としては、種々の既知合成法が採用出来、当業者であれば容易に合成利用し得る。本発明の製造方法1を阻害しない限り、これらのヒドロアルコキシシラン化合物(2)の製造工程を本発明の製造方法1の前工程として含んでいても良い。 To obtain the hydroalkoxysilane compound (2), if a commercially available product is available, it may be obtained and used as is or after appropriate purification. As a method for producing the hydroalkoxysilane compound (2), various known synthesis methods can be adopted, and those skilled in the art can easily synthesize and use them. As long as it does not interfere with the production method 1 of the present invention, the production process of these hydroalkoxysilane compounds (2) may be included as a pre-step of the production method 1 of the present invention.
本発明の製造方法1において、ヒドロアルコキシシラン化合物(2)のX1がハロゲン原子である場合は、水又は金属酸化物とアルコキシヒドロシラン化合物(2)とを反応させ、製造する(以下、製造方法1-1という。)。 In Production Method 1 of the present invention, when X1 in the hydroalkoxysilane compound (2) is a halogen atom, the compound is produced by reacting water or a metal oxide with the alkoxyhydrosilane compound (2) (hereinafter referred to as Production Method 1-1).
X1で表されるハロゲンはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子のいずれでも良く、経済性及び前駆体の収率の良さの点から、塩素原子又は臭素原子が好ましく、塩素原子が更に好ましい。 The halogen represented by X1 may be any one of a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. From the viewpoints of economy and good yield of the precursor, a chlorine atom or a bromine atom is preferred, and a chlorine atom is more preferred.
本発明の製造方法1-1で水を用いる場合(以下、製造方法1-1-1という。)、原料のヒドロアルコキシシラン化合物(2)化合物1モルに対し0.3~10モル当量の水を反応させることにより本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を収率良く製造出来る。経済性、生産効率及び反応収率の点から、水の当量は0.4~0.7モル当量の範囲から適宜選ばれる当量であることが好ましい。また、製造反応を加速するために、有機アミン等の塩基を同伴させても良い。該有機アミンとしては、ブチルアミン、ヘキシルアミン等の第一級アミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン等の第二級アミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等の第三級アミン、アニリン等の芳香族アミン、ピリジン、キノリン、ピペリジン等の複素環アミンが例示出来る。経済性及び収率の点から、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、又はピリジンが好ましく、トリエチルアミン又はピリジンが更に好ましい。 When water is used in the manufacturing method 1-1 of the present invention (hereinafter referred to as manufacturing method 1-1-1), the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention can be produced in good yield by reacting 0.3 to 10 molar equivalents of water with 1 mole of the raw material hydroalkoxysilane compound (2). From the viewpoints of economy, production efficiency, and reaction yield, the equivalent of water is preferably an equivalent appropriately selected from the range of 0.4 to 0.7 molar equivalents. In addition, in order to accelerate the manufacturing reaction, a base such as an organic amine may be added. Examples of the organic amine include primary amines such as butylamine and hexylamine, secondary amines such as dimethylamine and diethylamine, tertiary amines such as triethylamine and diisopropylethylamine, aromatic amines such as aniline, and heterocyclic amines such as pyridine, quinoline, and piperidine. From the viewpoints of economy and yield, triethylamine, diisopropylethylamine, or pyridine is preferred, and triethylamine or pyridine is more preferred.
製造方法1-1-1においては、有機溶媒中で製造を行ってもよい。使用可能な有機溶媒として、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン、ベンゼン等の炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、メチル-tert-ブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素溶媒等が例示出来る。収率及び経済性の点からジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、又はシクロペンチルメチルエーテルが好ましく、ジエチルエーテル又はテトラヒドロフランが更に好ましい。これらの有機溶媒は、一種を用いても、二種以上の溶媒を適当な比率で混合し用いても良い。 In the manufacturing method 1-1-1, the manufacturing may be carried out in an organic solvent. Examples of organic solvents that can be used include hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, toluene, xylene, and benzene; ether solvents such as diethyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, diisopropyl ether, methyl-tert-butyl ether, and cyclopentyl methyl ether; and halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, chloroform, and carbon tetrachloride. From the standpoint of yield and economy, diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, or cyclopentyl methyl ether is preferred, and diethyl ether or tetrahydrofuran is more preferred. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more solvents in an appropriate ratio.
製造方法1-1-1を実施する際のヒドロアルコキシシラン化合物(2)及び水の混合順序には特に制限はなく、例えば有機溶媒中にヒドロアルコキシシラン化合物(2)を混合し、ここに水(又は金属酸化物)を添加する方法が、収率及び安全性の点から好ましい。 There is no particular restriction on the order of mixing the hydroalkoxysilane compound (2) and water when carrying out production method 1-1-1. For example, a method in which the hydroalkoxysilane compound (2) is mixed in an organic solvent and water (or a metal oxide) is added thereto is preferred from the standpoint of yield and safety.
製造方法1-1-1を実施する際は、収率が良い点で、不活性ガス雰囲気下にて実施することが好ましい。該不活性ガスとしては、具体的には、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン等を例示することが出来る。安価な点で窒素又はアルゴンが好ましい。 When carrying out manufacturing method 1-1-1, it is preferable to carry out the method under an inert gas atmosphere in terms of good yield. Specific examples of the inert gas include nitrogen, helium, neon, argon, etc. Nitrogen or argon is preferable in terms of low cost.
製造方法1-1-1では、反応温度及び反応時間には制限はなく、当業者が官能性シランの加水分解反応を実施するときの一般的な条件を用いることが出来る。具体例としては、-80℃~300℃の温度範囲から適宜選択した反応温度において、1分~120時間の範囲から適宜選択した反応時間を選択することによってジヒドロジシロキサン化合物(1)を収率良く製造することが出来る。 In manufacturing method 1-1-1, there are no limitations on the reaction temperature and reaction time, and general conditions used by those skilled in the art when carrying out a hydrolysis reaction of a functional silane can be used. As a specific example, dihydrodisiloxane compound (1) can be produced in good yield by selecting a reaction temperature appropriately selected from the temperature range of -80°C to 300°C and a reaction time appropriately selected from the range of 1 minute to 120 hours.
製造方法1-1で金属酸化物を用いる場合(以下、製造方法1-1-2という。)、該金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化コバルト、酸化銅(I)、酸化銅(II)、酸化レニウム、酸化銀等の金属酸化物を例示出来る。収率が高いという点から、酸化亜鉛を用いることが好ましい。 When a metal oxide is used in Production Method 1-1 (hereinafter referred to as Production Method 1-1-2), examples of the metal oxide include zinc oxide, iron oxide, cobalt oxide, copper (I) oxide, copper (II) oxide, rhenium oxide, and silver oxide. It is preferable to use zinc oxide because of its high yield.
製造方法1-1-2において、金属酸化物のモル当量には特に制限はなく、ヒドロアルコキシシラン化合物(2)のハロゲン原子1モル当量に対し、例えば金属酸化物中の金属のモル比が0.5~20モル当量の間から適宜選ばれた範囲内のモル比で収率良く製造することが出来る。 In manufacturing method 1-1-2, there is no particular restriction on the molar equivalent of the metal oxide, and the compound can be produced in good yield at a molar ratio within an appropriately selected range of, for example, 0.5 to 20 molar equivalents of metal in the metal oxide per 1 molar equivalent of halogen atoms in the hydroalkoxysilane compound (2).
製造方法1-1-2においては、有機溶媒中で製造を行ってもよい。該有機溶媒としては、ジエチルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、1,4-ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、ジグリム等のエーテル類溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル等のカルボン酸エステル溶媒が例示出来る。これらのうち、経済性、安全性及び収率の点から、テトラヒドロフラン、酢酸エチル又は酢酸メチルが好ましい。 In the manufacturing method 1-1-2, the manufacturing may be carried out in an organic solvent. Examples of the organic solvent include ether solvents such as diethyl ether, tert-butyl methyl ether, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, cyclopentyl methyl ether, and diglyme; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; and carboxylic acid ester solvents such as ethyl acetate and methyl acetate. Of these, tetrahydrofuran, ethyl acetate, and methyl acetate are preferred from the standpoints of economy, safety, and yield.
製造方法1-1-2において、収率が良い点で、不活性ガス雰囲気下にて実施することが好ましい。該不活性ガスとしては、具体的には、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン等を例示することが出来る。安価な点で窒素又はアルゴンが好ましい。 In manufacturing method 1-1-2, it is preferable to carry out the method under an inert gas atmosphere in terms of good yield. Specific examples of the inert gas include nitrogen, helium, neon, and argon. Nitrogen or argon is preferable in terms of low cost.
製造方法1-1-2において、反応温度及び反応時間には制限はなく、当業者が官能性ジシロキサンの製造を実施するときの一般的な条件を用いることが出来る。具体例としては、-10℃~300℃の温度範囲から適宜選択した反応温度において、1分~120時間の範囲から適宜選択した反応時間を選択することによってジヒドロジシロキサン化合物(1)を収率良く製造することが出来る。 In manufacturing method 1-1-2, there are no limitations on the reaction temperature and reaction time, and general conditions used by those skilled in the art when manufacturing functional disiloxanes can be used. As a specific example, dihydrodisiloxane compound (1) can be produced in good yield by selecting a reaction temperature appropriately selected from the temperature range of -10°C to 300°C and a reaction time appropriately selected from the range of 1 minute to 120 hours.
本発明の製造方法1において、ヒドロアルコキシシラン化合物(2)のX1がアルコキシ基である場合(以下、製造方法1-2という。)は、水とヒドロアルコキシシラン化合物(2)とを反応させ、本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を製造する。X1で表されるアルコキシ基はメトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基又はイソプロピルオキシ基が例示でき、経済性及び前駆体の収率の良さの点から、メトキシ基、エトキシ基又はイソプロピルオキシ基が好ましく、メトキシ基又はエトキシ基が更に好ましい。又、X1がアルコキシ基である場合、X1はOR2で示されるアルコキシ基と同一であることが、収率の点から好ましい。 In the production method 1 of the present invention, when X1 of the hydroalkoxysilane compound (2) is an alkoxy group (hereinafter referred to as production method 1-2), water is reacted with the hydroalkoxysilane compound (2) to produce the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention. Examples of the alkoxy group represented by X1 include a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, and an isopropyloxy group. From the viewpoints of economy and good yield of the precursor, a methoxy group, an ethoxy group, and an isopropyloxy group are preferred, and a methoxy group or an ethoxy group are more preferred. Furthermore, when X1 is an alkoxy group, it is preferred from the viewpoint of yield that X1 is the same as the alkoxy group represented by OR2.
製造方法1-2においては、原料のヒドロアルコキシシラン化合物(2)1モル当量に対し0.3~10モル当量の水を反応させることによりジヒドロジシロキサン化合物を収率良く製造出来る。経済性、生産効率及び反応収率の点から、水の当量は0.4~0.7モル当量の範囲から適宜選ばれた当量であることが好ましい。また、反応を加速させるため、酸性または塩基性触媒を用いても良い。 In manufacturing method 1-2, dihydrodisiloxane compounds can be produced in good yields by reacting 0.3 to 10 molar equivalents of water with 1 molar equivalent of the raw material hydroalkoxysilane compound (2). From the standpoint of economy, production efficiency, and reaction yield, it is preferable that the water equivalent is appropriately selected from the range of 0.4 to 0.7 molar equivalents. In addition, an acidic or basic catalyst may be used to accelerate the reaction.
本発明の製造方法1において、ヒドロアルコキシシラン化合物(2)のX1がジアルキルアミノ基である場合(以下、製造方法1-3という。)は、水とヒドロアルコキシシラン化合物(2)とを反応させ、本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を製造する。該ジアルキルアミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ピペリジノ基(N-ピペリジン-1-イル基)、ピロリジノ基(ピロリジン-1-イル基)及びジヘキシルアミノ基が例示出来る。これらのうち、経済性及び取り扱いの安全性の点から、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、又はジイソプロピルアミノ基が好ましく、ジエチルアミノ基又はジイソプロピルアミノ基が更に好ましい。X1がジアルキルアミノ基である場合、原料のヒドロアルコキシシラン化合物(2)1モル当量に対し0.3~10モル当量の水を反応させることにより本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を収率良く製造出来る。経済性、生産効率及び反応収率の点から、水の当量は0.4~0.7モル当量の範囲から適宜選ばれる当量であることが好ましい。 In the production method 1 of the present invention, when X 1 of the hydroalkoxysilane compound (2) is a dialkylamino group (hereinafter referred to as production method 1-3), the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention is produced by reacting the hydroalkoxysilane compound (2) with water. Examples of the dialkylamino group include dimethylamino, diethylamino, diisopropylamino, dibutylamino, piperidino (N-piperidin-1-yl), pyrrolidino (pyrrolidin-1-yl), and dihexylamino. Of these, from the viewpoints of economy and safety in handling, dimethylamino, diethylamino, and diisopropylamino are preferred, and diethylamino and diisopropylamino are more preferred. When X 1 is a dialkylamino group, the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention can be produced in good yield by reacting 0.3 to 10 molar equivalents of water with 1 molar equivalent of the hydroalkoxysilane compound (2) as the raw material. From the viewpoints of economy, production efficiency and reaction yield, the amount of water is preferably an amount appropriately selected from the range of 0.4 to 0.7 molar equivalents.
製造方法1-3において、ヒドロアルコキシシラン化合物(2)及び水の混合順序には特に制限はないが、例えば有機溶媒中にヒドロアルコキシシラン化合物(2)を混合し、ここに水(又は金属酸化物)を添加する方法が、収率及び安全性の点から好ましい。 In the manufacturing method 1-3, the order of mixing the hydroalkoxysilane compound (2) and water is not particularly limited, but from the viewpoints of yield and safety, for example, a method in which the hydroalkoxysilane compound (2) is mixed in an organic solvent and then water (or a metal oxide) is added thereto is preferred.
製造方法1-2及び製造方法1-3では、製造方法1-1-1及び1-1-2と同様に、有機溶媒を用い、不活性ガス雰囲気下で製造することができ、温度及び時間も同様な条件で行うことができる。 In manufacturing methods 1-2 and 1-3, similar to manufacturing methods 1-1-1 and 1-1-2, production can be carried out using an organic solvent under an inert gas atmosphere, and the temperature and time can also be similar.
本発明の製造方法1によって製造したジヒドロジシロキサン化合物(1)は、当業者がアルコキシ化シラン類を精製するときの一般的な精製方法を適宜選択して用いることによって精製することが出来る。具体的な精製方法としては、ろ過、濃縮、抽出、洗浄、乾燥、遠心分離、蒸留又はクロマトグラフィー分取等を挙げることが出来る。CVD材料においてはその純度が重要となるため、蒸留を用いた精製の工程を含むことが好ましい。 The dihydrodisiloxane compound (1) produced by the production method 1 of the present invention can be purified by a person skilled in the art by appropriately selecting and using a general purification method used when purifying alkoxylated silanes. Specific purification methods include filtration, concentration, extraction, washing, drying, centrifugation, distillation, and chromatographic separation. Since purity is important for CVD materials, it is preferable to include a purification step using distillation.
次に、本発明の製造方法2について説明する。本発明の製造方法2は、一般式(3)で示されるジハロジシロキサン化合物を一般式(4)
(R2O)nM (4)
(R2は前記と同義である。Mは水素原子、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を表す。nは1又は2であり、Mが素原子又はアルカリ金属の場合は1を、Mがアルカリ土類金属の場合は2を、それぞれ表す。)で示されるアルコール又は金属アルコキシドと反応させ、本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を製造することを特徴とする。
Next, the production method 2 of the present invention will be described. The production method 2 of the present invention comprises reacting a dihalodisiloxane compound represented by the general formula (3) with a compound represented by the general formula (4)
(R 2 O) n M (4)
( R2 is as defined above. M represents a hydrogen atom, an alkali metal, or an alkaline earth metal. n is 1 or 2; when M is a hydrogen atom or an alkali metal, n is 1, and when M is an alkaline earth metal, n is 2.) to produce the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention.
(式中、R1は炭素数1~6のアルキル基を表す。X2はハロゲン原子を表す。R2は炭素数1~3のアルキル基を表す。)
製造方法2で用いることの出来るアルコールは、炭素数1~3の脂肪族アルコールである。該アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。これらのうち、収率及び原料コストの点から、メタノール、エタノール又はイソプロピルアルコールが好ましく、メタノール又はエタノールがより好ましい。該アルコールは、市販品をそのまま、又は適宜精製して用いることが出来る。
(In the formula, R1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, X2 represents a halogen atom, and R2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)
The alcohol that can be used in Production Method 2 is an aliphatic alcohol having 1 to 3 carbon atoms. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, etc. Among these, in terms of yield and raw material cost, methanol, ethanol, or isopropyl alcohol is preferred, and methanol or ethanol is more preferred. The alcohol can be a commercially available product and used as is, or after appropriate purification.
製造方法2で用いることの出来る金属アルコキシドは、炭素数1~3の脂肪族のアルコールのアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩であり、該金属アルコキシドとしては、リチウムメトキシド、リチウムエトキシド、リチウムイソプロピルオキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムイソプロピルオキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムイソプロピルオキシド、セシウムメトキシド、セシウムエトキシド、セシウムイソプロピルオキシド、マグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシド、マグネシウムイソプロピルオキシド等が挙げられる。これらのうち、収率及び原料コストの点から、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプロピルオキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、マグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシド、マグネシウムイソプロピルオキシド、が好ましく、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプロピルオキシドが更に好ましい。 Metal alkoxides that can be used in manufacturing method 2 are alkali metal salts or alkaline earth metal salts of aliphatic alcohols having 1 to 3 carbon atoms, and examples of the metal alkoxides include lithium methoxide, lithium ethoxide, lithium isopropyl oxide, sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium isopropyl oxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, potassium isopropyl oxide, cesium methoxide, cesium ethoxide, cesium isopropyl oxide, magnesium methoxide, magnesium ethoxide, magnesium isopropyl oxide, etc. Among these, sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium propyl oxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, magnesium methoxide, magnesium ethoxide, magnesium isopropyl oxide are preferred from the standpoint of yield and raw material cost, and sodium methoxide, sodium ethoxide, and sodium propyl oxide are more preferred.
該金属アルコキシドは、市販品の粉末をそのまま用いることも出来るし、該金属アルコキシドのアルコール溶液を購入して用いることも出来るし、又はアルカリ金属とアルコールとの反応等によって調製したものを使用することも出来、当業者であれば容易に利用し得る。 The metal alkoxide can be used as it is in the form of a commercially available powder, or an alcohol solution of the metal alkoxide can be purchased and used, or one prepared by reacting an alkali metal with an alcohol can be used, and these can be easily used by those skilled in the art.
本発明の製造方法2におけるアルコールの使用当量は、ジハロジシロキサン化合物(3)のモル当量に対して1.6~200モル当量から適宜選ばれたモル当量であることが好ましく、2~20モル当量から適宜選ばれたモル当量であることが更に好ましく、2~4モル当量から適宜選ばれたモル当量であることが殊更好ましい。 The amount of alcohol used in Production Method 2 of the present invention is preferably an amount appropriately selected from 1.6 to 200 molar equivalents relative to the molar equivalent of dihalodisiloxane compound (3), more preferably an amount appropriately selected from 2 to 20 molar equivalents, and even more preferably an amount appropriately selected from 2 to 4 molar equivalents.
本発明の製造方法2における金属アルコキシドの使用当量は、ジハロジシロキサン化合物(3)のモル当量に対して1.6~200モル当量から適宜選ばれたモル当量であることが好ましく、2~20モル当量から適宜選ばれたモル当量であることが更に好ましく、2~4モル当量から適宜選ばれたモル当量であることが殊更好ましい。 The amount of metal alkoxide used in Production Method 2 of the present invention is preferably an amount appropriately selected from 1.6 to 200 molar equivalents relative to the molar equivalent of dihalodisiloxane compound (3), more preferably an amount appropriately selected from 2 to 20 molar equivalents, and even more preferably an amount appropriately selected from 2 to 4 molar equivalents.
本発明の製造方法2の原料として用いることの出来るジハロジシロキサン化合物(3)としては、以下の化合物が例示出来る。 Examples of the dihalodisiloxane compound (3) that can be used as a raw material in the manufacturing method 2 of the present invention include the following compounds.
これらのうち、収率及び経済性の点から、(3-1-1)、(3-2-1)又は(3-4-1)が好ましく、(3-1-1)が更に好ましい。 Among these, (3-1-1), (3-2-1) or (3-4-1) is preferred from the viewpoint of yield and economy, and (3-1-1) is more preferred.
本発明の製造方法2では、有機溶媒中で実施するのが好ましい。該有機溶媒としては、ジエチルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、1,4-ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、ジグリム等のエーテル類溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素類溶媒が例示できる。これらのうち、経済性、安全性及び収率の点から、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン又はシクロペンチルメチルエーテルが好ましい。又、原料として用いるアルコールを当量以上用いることにより有機溶媒と兼用してもよい。 The production method 2 of the present invention is preferably carried out in an organic solvent. Examples of the organic solvent include ether solvents such as diethyl ether, tert-butyl methyl ether, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, cyclopentyl methyl ether, and diglyme, and hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, benzene, and toluene. Among these, diethyl ether, tetrahydrofuran, and cyclopentyl methyl ether are preferred from the standpoints of economy, safety, and yield. In addition, the alcohol used as a raw material may be used in an equivalent amount or more to serve as both an organic solvent and an organic solvent.
本発明の製造方法2でアルコールを用いて製造を行う場合は、有機アミン化合物を同伴させて実施してもよい。該有機アミン化合物は、反応により副生するハロゲン化水素と反応し、反応収率を高め反応を促進させる作用がある。該有機アミン化合物としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルジイソプロピルアミン、ピリジン、キノリン等が挙げられ、トリエチルアミン又はピリジンが好ましい。該有機アミン化合物の使用当量は、ジハロジシロキサン化合物(3)のケイ素原子上のハロゲン原子数1モル当量に対して0.8~10モル当量より適宜選ばれたモル当量であることが好ましく、1.0~2.0モル当量より適宜選ばれたモル当量であることが更に好ましく、1.0~1.2モル当量より適宜選ばれたモル当量であることが殊更好ましい。 When the production method 2 of the present invention is carried out using an alcohol, an organic amine compound may be used in combination. The organic amine compound reacts with hydrogen halide produced as a by-product in the reaction, and has the effect of increasing the reaction yield and promoting the reaction. Examples of the organic amine compound include trimethylamine, triethylamine, ethyldiisopropylamine, pyridine, quinoline, etc., and triethylamine or pyridine is preferred. The amount of the organic amine compound used is preferably a molar equivalent appropriately selected from 0.8 to 10 molar equivalents relative to 1 molar equivalent of the number of halogen atoms on the silicon atoms of the dihalodisiloxane compound (3), more preferably a molar equivalent appropriately selected from 1.0 to 2.0 molar equivalents, and even more preferably a molar equivalent appropriately selected from 1.0 to 1.2 molar equivalents.
製造方法2を実施する際は、収率が良い点で、不活性ガス雰囲気下にて実施することが好ましい。該不活性ガスとしては、具体的には、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン等を例示することが出来る。安価な点で窒素又はアルゴンが好ましい。反応圧力は0.1~1000気圧の範囲から適宜選ばれた圧力下で実施することが好ましく、0.1~10気圧の範囲が更に好ましく、1気圧で実施することが殊更好ましい。 When carrying out Production Method 2, it is preferable to carry out the process under an inert gas atmosphere in terms of good yield. Specific examples of the inert gas include nitrogen, helium, neon, argon, etc. Nitrogen or argon is preferable in terms of low cost. The reaction pressure is preferably selected from the range of 0.1 to 1000 atmospheres, more preferably 0.1 to 10 atmospheres, and most preferably 1 atmosphere.
本発明の製造方法2における反応温度の限定は特にはなく、収率、安全性及び操作性の点から、-80~200℃の範囲より適宜決定された温度で実施することが好ましく、-20℃~50℃の範囲が更に好ましく、室温で実施することが殊更好ましい。反応時間は、反応の進行を機器分析により確認することによって適宜決定され、1分~200時間の範囲から適宜選択した反応時間で実施することによって、ジヒドロジシロキサン化合物(1)を収率良く製造することが出来る。 There is no particular limitation on the reaction temperature in Production Method 2 of the present invention, and in terms of yield, safety, and operability, it is preferable to carry out the reaction at a temperature appropriately selected from the range of -80 to 200°C, more preferably from the range of -20°C to 50°C, and especially preferably at room temperature. The reaction time is appropriately determined by checking the progress of the reaction by instrumental analysis, and dihydrodisiloxane compound (1) can be produced in good yield by carrying out the reaction for a reaction time appropriately selected from the range of 1 minute to 200 hours.
製造方法2によって製造した本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)は、当業者がアルコキシシラン類を精製するときの一般的な精製方法を適宜選択して行うことによって精製することが出来る。具体的な精製方法としては、ろ過、濃縮、抽出、洗浄、乾燥、遠心分離、蒸留等を挙げることが出来る。特に、CVD材料においてはその純度が重要となるため、蒸留を用いた精製の工程を含むことが好ましい。 The dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention produced by Production Method 2 can be purified by a person skilled in the art by appropriately selecting a general purification method used when purifying alkoxysilanes. Specific purification methods include filtration, concentration, extraction, washing, drying, centrifugation, distillation, etc. In particular, since purity is important for CVD materials, it is preferable to include a purification step using distillation.
本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)をCVDプロセスの前駆体として用いる場合、該CVDプロセスの具体的手段としては、当業者がCVD法によりシリカ薄膜を作製するのに通常用いる汎用的な手段を挙げることが出来る。CVD法によりシリカ薄膜を製造する場合、本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を気化させ、気体として反応チャンバーに供給する。本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を気化させる方法としては、例えばバブリング法やリキッドインジェクション法などを挙げることが出来る。バブリング法とは、恒温槽によって一定の温度に保たれた材料容器に本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を入れ、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン又は窒素などのキャリアガスを吹き込むことによって本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を気化させる方法である。リキッドインジェクション法とは、本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を液体の状態で気化器に送りこみ、気化器内での加熱などによって本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を気化させる方法である。リキッドインジェクション法では、本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を溶媒に溶かして溶液として用いることも出来る。 When the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention is used as a precursor for a CVD process, specific means for the CVD process include general means that are commonly used by those skilled in the art to prepare a silica thin film by a CVD method. When producing a silica thin film by a CVD method, the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention is vaporized and supplied as a gas to a reaction chamber. Examples of methods for vaporizing the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention include a bubbling method and a liquid injection method. The bubbling method is a method in which the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention is placed in a material container kept at a constant temperature by a thermostatic bath, and a carrier gas such as helium, neon, argon, krypton, xenon, or nitrogen is blown in to vaporize the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention. The liquid injection method is a method in which the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention is sent in a liquid state to a vaporizer and vaporized by heating in the vaporizer. In the liquid injection method, the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention can also be used as a solution by dissolving it in a solvent.
気体として反応チャンバーに供給した本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を分解することにより、基板上にシリカ薄膜を製造することが出来る。本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を分解する方法としては、熱による方法、プラズマや光などを使用する方法、反応チャンバー内に反応ガスを送り込んで化学反応を起こさせる方法等を例示することが出来る。これらの方法を単独で又は併せて用いることによって本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)を分解し、シリカ薄膜を製造することが出来る。 By decomposing the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention supplied as a gas to a reaction chamber, a thin silica film can be produced on a substrate. Examples of methods for decomposing the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention include a thermal method, a method using plasma or light, and a method in which a reactive gas is fed into a reaction chamber to cause a chemical reaction. By using these methods alone or in combination, the dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention can be decomposed to produce a thin silica film.
本発明のジヒドロジシロキサン化合物(1)は、異種の反応活性な官能基である水素原子及びアルコキシ基をケイ素上に併せ持つことから、種々の官能性シロキサン材料や有機シルセスキオキサン材料等の含ケイ素材料の原料への利用、又は有機合成反応における還元剤や保護基としての適用利用が考えられる。 The dihydrodisiloxane compound (1) of the present invention has both hydrogen atoms and alkoxy groups, which are different reactive functional groups, on the silicon atom, and therefore can be used as a raw material for silicon-containing materials such as various functional siloxane materials and organic silsesquioxane materials, or as a reducing agent or protecting group in organic synthesis reactions.
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。 The present invention will be explained in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the scope of the present invention should not be interpreted as being limited to the specific examples shown below.
実施例に記載の製造は全てアルゴン雰囲気下で実施した。機器分析は、1H-NMR(プロトン核磁気共鳴スペクトル)、13C-NMR(炭素13核磁気共鳴スペクトル)及び29Si-NMR(ケイ素29核磁気共鳴スペクトル)測定はBruker社のAvanceシリーズAscend400核磁気共鳴分光計を用いて測定を行った。核磁気共鳴スペクトル測定溶媒には重クロロホルムを用い、テトラメチルシランを内部標準物質として化学シフトを求めた。赤外スペクトルは(株)堀場製作所のFT-720分光光度計を用い、SensIRtechnologies社のDuraSamplIRII(反射型)測定セルを用いて測定を行った。質量スペクトル及びガスクロマトグラフィー測定は、(株)島津製作所のGCMS-QP2010型ガスクロマトグラフィー型質量分析装置を使用し、キャピラリーカラムにはアジレント・テクノロジー(株)のDB-5MSを使用した。 All the preparations described in the examples were carried out under an argon atmosphere. Instrumental analysis, 1 H-NMR (proton nuclear magnetic resonance spectrum), 13 C-NMR (carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrum) and 29 Si-NMR (silicon-29 nuclear magnetic resonance spectrum) were performed using an Avance series Ascend 400 nuclear magnetic resonance spectrometer from Bruker. Deuterated chloroform was used as the nuclear magnetic resonance spectrum measurement solvent, and chemical shifts were determined using tetramethylsilane as an internal standard. Infrared spectrum was measured using an FT-720 spectrophotometer from Horiba Ltd. and a DuraSamplIRII (reflective type) measurement cell from SensIRtechnologies. Mass spectrometry and gas chromatography measurements were performed using a Shimadzu Corporation GCMS-QP2010 gas chromatography mass spectrometer and an Agilent Technologies DB-5MS capillary column.
製造で用いた1,3-ジクロロ-1,3-ジメチルジシロキサンは、文献(米国特許第2,519,881号)記載の方法に準じ合成した。tert-ブチルジクロロシラン(シグマアルドリッチジャパン株式会社製試薬)、トリクロロシラン(東京化成工業株式会社製試薬)、2-クロロプロパン(東京化成工業株式会社製試薬)、2-クロロブタン(東京化成工業株式会社製試薬)、マグネシウム(富士フイルム和光純薬株式会社製試薬)、脱水ジエチルエーテル(関東化学株式会社製試薬)、脱水テトラヒドロフラン(以下、脱水THFと略す。)(関東化学株式会社製試薬)、脱水ヘキサン(関東化学株式会社製試薬)、脱水メタノール(富士フイルム和光純薬株式会社製試薬)、イソプロピルアルコール(富士フイルム和光純薬株式会社製試薬)、ピリジン(関東化学株式会社製試薬)、トリエチルアミン(関東化学株式会社製試薬)及びジエチルアミン(関東化学株式会社製試薬)は市販品を購入しそのまま用いた。 The 1,3-dichloro-1,3-dimethyldisiloxane used in the production was synthesized according to the method described in the literature (U.S. Patent No. 2,519,881). tert-Butyldichlorosilane (reagent manufactured by Sigma-Aldrich Japan Co., Ltd.), trichlorosilane (reagent manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 2-chloropropane (reagent manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 2-chlorobutane (reagent manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), magnesium (reagent manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries Co., Ltd.), dehydrated diethyl ether (reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), dehydrated tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as dehydrated THF) (reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), dehydrated hexane (reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), dehydrated methanol (reagent manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries Co., Ltd.), isopropyl alcohol (reagent manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries Co., Ltd.), pyridine (reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), triethylamine (reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), and diethylamine (reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were purchased commercially and used as they were.
(実施例1)1,3-ジメチル-1,3-ジ(イソプロピルオキシ)ジシロキサン(例示化合物番号(1-1-2))の合成 (Example 1) Synthesis of 1,3-dimethyl-1,3-di(isopropyloxy)disiloxane (example compound number (1-1-2))
磁気撹拌子、滴下ロート、ジムロート冷却管及び三方コックを備えた200mL3口フラスコをアルゴンで置換し、脱水ジエチルエーテル60mL、脱水ピリジン14.3g(181mmol)及び1,3-ジクロロ-1,3-ジメチルジシロキサン(例示化合物番号(3-1-1))15.0g(85.6mmol)を収めた。容器を0℃に冷却し、滴下ロートから2-プロパノール10.3g(171mmol)の脱水ジエチルエーテル40mL溶液を2時間かけて滴下し、16時間室温で撹拌し、さらに2時間加熱還流した。アルゴン雰囲気下、焼結ガラスフィルターを用い析出物をろ別した。ろ液を濃縮して低沸点成分を除去し、得られた粗生成物を減圧蒸留(沸点76℃/6.5kPa)することにより、1,3-ジメチル-1,3-ジ(イソプロピルオキシ)ジシロキサン(例示化合物番号(1-1-2))を無色液体として14.5g(収率76%)得た。
質量スペクトル(電子衝撃イオン化、70eV),m/z(%):221([M-H]+,7),179([M-Pr]+,23),137(100);1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm):0.20(d,6H,J=1.6Hz),1.22(dd,12H,J=2.5,6.1Hz),4.16(m,2H),4.69(d,2H,J=1.3Hz);13C-NMR(101MHz,CDCl3)δ(ppm):-0.61,-0.59,25.38,25.51,66.09;29Si-NMR(79MHz,CDCl3)δ(ppm):-28.19,-28.16;赤外スペクトル(neat,cm-1):2972,2933,2877,2139,1456,1383,1369,1257,1174,1124,1070,1030,903,874,860,762,667。
A 200 mL three-neck flask equipped with a magnetic stirrer, a dropping funnel, a Dimroth condenser, and a three-way cock was purged with argon, and 60 mL of dehydrated diethyl ether, 14.3 g (181 mmol) of dehydrated pyridine, and 15.0 g (85.6 mmol) of 1,3-dichloro-1,3-dimethyldisiloxane (exemplary compound number (3-1-1)) were placed in the flask. The vessel was cooled to 0° C., and a solution of 10.3 g (171 mmol) of 2-propanol in 40 mL of dehydrated diethyl ether was added dropwise from the dropping funnel over a period of 2 hours, followed by stirring at room temperature for 16 hours and heating to reflux for an additional 2 hours. Under an argon atmosphere, the precipitate was filtered off using a sintered glass filter. The filtrate was concentrated to remove low boiling point components, and the resulting crude product was distilled under reduced pressure (boiling point 76° C./6.5 kPa) to obtain 14.5 g (yield 76%) of 1,3-dimethyl-1,3-di(isopropyloxy)disiloxane (exemplary compound number (1-1-2)) as a colorless liquid.
Mass spectrum (electron impact ionization, 70 eV), m/z (%): 221 ([MH] + , 7), 179 ([M-Pr] + , 23), 137 (100); 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 0.20 (d, 6H, J = 1.6Hz), 1.22 (dd, 12H, J = 2.5, 6.1Hz), 4.16 (m, 2H), 4.69 (d, 2H, J = 1.3Hz); 13C -NMR (101MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): -0.61, -0.59, 25.38, 25.51, 66.09; 29 Si-NMR (79 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): -28.19, -28.16; Infrared spectrum (neat, cm -1 ): 2972, 2933, 2877, 2139, 1456, 1383, 1369, 1257, 1174, 1124, 1070, 1030, 903, 874, 860, 762, 667.
(実施例2)1,3-ジイソプロピル-1,3-ジメトキシジシロキサン(例示化合物番号(1-4-1))の製造 (Example 2) Production of 1,3-diisopropyl-1,3-dimethoxydisiloxane (example compound number (1-4-1))
磁気撹拌子、滴下ロート、ジムロート冷却管及び三方コックを備えた500mLの3口フラスコに削り状金属マグネシウム9.40g(387mmоl)を収め、装置内をアルゴンで置換した。3口フラスコに脱水THF10mLを収め、1,2-ジブロモエタン0.1mLを加えマグネシウムを活性化させた。次いで、滴下ロートから2-クロロプロパン29.9g(381mmоl)の脱水THF190mL溶液を1.5時間かけて滴下し、滴下終了後さらに室温で1.5時間撹拌し、イソプロピルマグネシウムクロリド溶液を調製した。 9.40 g (387 mmol) of magnesium metal cuttings were placed in a 500 mL three-neck flask equipped with a magnetic stirrer, dropping funnel, Dimroth condenser, and three-way stopcock, and the atmosphere inside the apparatus was replaced with argon. 10 mL of dehydrated THF was placed in the three-neck flask, and 0.1 mL of 1,2-dibromoethane was added to activate the magnesium. Next, a solution of 29.9 g (381 mmol) of 2-chloropropane in 190 mL of dehydrated THF was dropped from the dropping funnel over 1.5 hours, and after the dropwise addition was completed, the mixture was stirred at room temperature for a further 1.5 hours to prepare an isopropyl magnesium chloride solution.
別に、磁気撹拌子、滴下ロート、ジムロート冷却管及び三方コックを備えた1000mLの3口フラスコをアルゴンで置換し、反応容器内にトリクロロシラン50.9g(376mmоl)及び脱水THF300mLを収めた。反応容器を-10℃に冷却し、先に調製したイソプロピルマグネシウムクロリド溶液を滴下ロートから4.5時間かけて滴下した。滴下終了後、反応容器を室温に戻し72時間撹拌し、イソプロピルジクロロシランの溶液を調製した。 Separately, a 1000 mL three-neck flask equipped with a magnetic stirrer, dropping funnel, Dimroth condenser, and three-way cock was purged with argon, and 50.9 g (376 mmol) of trichlorosilane and 300 mL of dehydrated THF were placed in the reaction vessel. The reaction vessel was cooled to -10°C, and the previously prepared isopropyl magnesium chloride solution was added dropwise from the dropping funnel over a period of 4.5 hours. After the addition was complete, the reaction vessel was returned to room temperature and stirred for 72 hours to prepare an isopropyldichlorosilane solution.
上記のイソプロピルジクロロシラン溶液を0℃に冷却し、滴下ロートからトリエチルアミン77.5g(0.765mоl)及びジエチルアミン27.1g(0.376mоl)の混合物を1時間かけて滴下し、さらに2時間撹拌した。次いで、この混合物に、滴下ロートから0℃でメタノール12.1g(0.376mоl)の脱水THF40mL溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、室温で16時間撹拌し、(ジエチルアミノ)イソプロピルメトキシシラン(例示化合物番号(2-4-13))の溶液を調製した。 The above isopropyldichlorosilane solution was cooled to 0°C, and a mixture of 77.5 g (0.765 mol) of triethylamine and 27.1 g (0.376 mol) of diethylamine was added dropwise from the dropping funnel over 1 hour, followed by stirring for an additional 2 hours. Next, a solution of 12.1 g (0.376 mol) of methanol in 40 mL of dehydrated THF was added dropwise from the dropping funnel to this mixture at 0°C over 2 hours. After the addition was completed, the mixture was stirred at room temperature for 16 hours to prepare a solution of (diethylamino)isopropylmethoxysilane (exemplified compound number (2-4-13)).
次いで、三口フラスコ内に注射器より蒸留水3.99g(0.188mоl)を撹拌しながらゆっくり加え、その後2時間加熱還流した。減圧下で溶液を半分程度に濃縮し、ここに脱水ヘキサン300mLを加え、アルゴン雰囲気下で焼結ガラスフィルターで固形分をろ別した。これを再度濃縮し、脱水ヘキサンで希釈し、焼結ガラスフィルターで固形分を再度ろ別した。濃縮後得られた粗生成物を減圧蒸留(沸点86℃/4.8kPa)することにより、1,3-ジイソプロピル-1,3-ジメトキシジシロキサン(例示化合物番号(1-4-1))を無色液体として22.6g(トリクロロシランからの収率54%)得た。この化合物はケイ素上の立体異性に基づく(1R,3R)及び(1S,3S)、並びに(1R,3S)の立体化学を有する分子の混合物であり、二種のジアステレオマー異性体の存在に基づく核磁気共鳴スペクトルが観測された。
質量スペクトル(電子衝撃イオン化、70eV),m/z(%):179([M-Pr]+,100),151(72),121(65);1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm):0.842~0.932(m,2H),1.01(dd,12H,J=7.1,1.3Hz),3.57(s,6H),4.44(d,2H,J=0.68Hz);13C-NMR(101MHz,CDCl3)δ(ppm):13.49,15.67,51.28;29Si-NMR(79MHz,CDCl3)δ(ppm):-21.90,-21.87;赤外スペクトル(neat,cm-1):2945,2897,2868,2837,2131,1464,1385,1246,1190,1165,1088,1057,1001,922,881,825,766,683,661,648。
Next, 3.99 g (0.188 mol) of distilled water was slowly added to the three-neck flask with stirring using a syringe, and the mixture was then heated to reflux for 2 hours. The solution was concentrated to about half its original volume under reduced pressure, 300 mL of dehydrated hexane was added thereto, and the solids were filtered off using a sintered glass filter under an argon atmosphere. This was concentrated again, diluted with dehydrated hexane, and the solids were filtered off again using a sintered glass filter. The crude product obtained after concentration was distilled under reduced pressure (boiling point 86°C/4.8 kPa) to obtain 22.6 g (54% yield from trichlorosilane) of 1,3-diisopropyl-1,3-dimethoxydisiloxane (exemplified compound number (1-4-1)) as a colorless liquid. This compound is a mixture of molecules having the stereochemistry of (1R,3R) and (1S,3S) based on the stereoisomerism on silicon, and the nuclear magnetic resonance spectrum based on the presence of two diastereomeric isomers was observed.
Mass spectrum (electron impact ionization, 70 eV), m/z (%): 179 ([M-Pr] + , 100), 151 (72), 121 (65); 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 0.842 to 0.932 (m, 2H), 1.01 (dd, 12H, J = 7.1, 1.3Hz), 3.57 (s, 6H), 4.44 (d, 2H, J = 0.68Hz); 13C -NMR (101MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 13.49, 15.67, 51.28; 29 Si-NMR (79 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): -21.90, -21.87; Infrared spectrum (neat, cm -1 ): 2945, 2897, 2868, 2837, 2131, 1464, 1385, 1246, 1190, 1165, 1088, 1057, 1001, 922, 881, 825, 766, 683, 661, 648.
(合成例1)sec-ブチルジクロロシランの調製 (Synthesis Example 1) Preparation of sec-butyldichlorosilane
磁気撹拌子、滴下ロート、ジムロート冷却管及び三方コックを備えた500mLの3口フラスコに削り状金属マグネシウム13.4g(552mmоl)を収め、装置内をアルゴンで置換した。三口フラスコに脱水ジエチルエーテル20mLを収め、1,2-ジブロモエタン0.1mLを加えマグネシウムを活性化させた。次いで、滴下ロートから2-クロロブタン50.2g(0.543mоl)の脱水ジエチルエーテル700mL溶液を2時間かけて還流を持続させながら滴下し、さらに滴下終了後に室温で1.5時間撹拌し、sec-ブチルマグネシウムクロリド溶液を調製した。 13.4 g (552 mmol) of magnesium metal cuttings were placed in a 500 mL three-neck flask equipped with a magnetic stirrer, dropping funnel, Dimroth condenser, and three-way stopcock, and the atmosphere inside the apparatus was replaced with argon. 20 mL of dehydrated diethyl ether was placed in the three-neck flask, and 0.1 mL of 1,2-dibromoethane was added to activate the magnesium. Next, 50.2 g (0.543 mol) of 2-chlorobutane in 700 mL of dehydrated diethyl ether was dropped from the dropping funnel over a period of 2 hours while maintaining reflux, and after the dropping was completed, the mixture was stirred at room temperature for 1.5 hours to prepare a sec-butylmagnesium chloride solution.
別に、磁気撹拌子、滴下ロート、ジムロート冷却管及び三方コックを備えた1000mLの3口フラスコをアルゴンで置換し、反応容器内にトリクロロシラン66.6g(492mmоl)及び脱水ジエチルエーテル400mLを収めた。溶液を-10℃に冷却し、先に調製したsec-ブチルマグネシウムクロリド溶液を滴下ロートから3.5時間かけて滴下した。滴下終了後、反応容器を室温に戻し18時間撹拌した。反応混合物に脱水ジエチルエーテル150mL及びヘキサン300mLを加え、アルゴン雰囲気下で焼結ガラスフィルターを用いて固体析出物をろ別した。溶液を濃縮し、次いで常圧で蒸留(沸点123℃)することにより、sec-ブチルジクロロシランを無色液体として45.2g(収率58.5%)得た。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm):1.03(t,3H,J=7.4Hz),1.11-1.21(m,4H),1.36-1.47(m,1H);13C-NMR(101MHz,CDCl3)δ(ppm):12.06,12.72,23.31,25.72;29Si-NMR(79MHz,CDCl3)δ(ppm):13.00。
Separately, a 1000mL three-neck flask equipped with a magnetic stirrer, a dropping funnel, a Dimroth condenser and a three-way cock was replaced with argon, and 66.6g (492mmol) of trichlorosilane and 400mL of dehydrated diethyl ether were placed in the reaction vessel. The solution was cooled to -10°C, and the previously prepared sec-butyl magnesium chloride solution was dropped from the dropping funnel over 3.5 hours. After the dropwise addition was completed, the reaction vessel was returned to room temperature and stirred for 18 hours. 150mL of dehydrated diethyl ether and 300mL of hexane were added to the reaction mixture, and the solid precipitate was filtered out using a sintered glass filter under an argon atmosphere. The solution was concentrated and then distilled (boiling point 123°C) at normal pressure to obtain 45.2g (yield 58.5%) of sec-butyldichlorosilane as a colorless liquid.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 1.03 (t, 3 H, J = 7.4 Hz), 1.11-1.21 (m, 4 H), 1.36-1.47 (m, 1 H); 13 C-NMR (101 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 12.06, 12.72, 23.31, 25.72; 29 Si-NMR (79 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 13.00.
(実施例3)1,3-ジ-sec-ブチル-1,3-ジメトキシジシロキサン(例示化合物番号(1-7-1))の合成 (Example 3) Synthesis of 1,3-di-sec-butyl-1,3-dimethoxydisiloxane (example compound number (1-7-1))
滴下ロート、ジムロート冷却管、磁気撹拌子及び三方コックを備えた300mLの三口フラスコをアルゴンで置換した。三口フラスコに脱水THF120mL、合成例1で得たsec-ブチルジクロロシラン9.98g(63.5mmol)を収めた。反応容器を-10度に冷却し、滴下ロートからピリジン10.0g(0.127mol)及びジエチルアミン4.66g(63.7mmol)の混合物を1.5時間かけて滴下し、その後室温に戻して2時間撹拌し、sec-ブチルクロロ(ジエチルアミノ)シランの溶液を調製した。 A 300 mL three-neck flask equipped with a dropping funnel, a Dimroth condenser, a magnetic stirrer, and a three-way stopcock was purged with argon. 120 mL of dehydrated THF and 9.98 g (63.5 mmol) of sec-butyldichlorosilane obtained in Synthesis Example 1 were placed in the three-neck flask. The reaction vessel was cooled to -10°C, and a mixture of 10.0 g (0.127 mol) of pyridine and 4.66 g (63.7 mmol) of diethylamine was added dropwise from the dropping funnel over 1.5 hours, then the temperature was returned to room temperature and stirred for 2 hours to prepare a solution of sec-butylchloro(diethylamino)silane.
再度反応容器を-10℃に冷却し、滴下ロートからメタノール2.08g(64.8mmol)の脱水THF10mL溶液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、室温で30分撹拌し、さらに2時間加熱還流し、sec-ブチル(ジエチルアミノ)メトキシシラン(例示化合物番号(2-7-13))の溶液を調製した。 The reaction vessel was cooled again to -10°C, and a solution of 2.08 g (64.8 mmol) of methanol in 10 mL of dehydrated THF was added dropwise from the dropping funnel over a period of 1 hour. After the dropping was completed, the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes and then heated under reflux for an additional 2 hours to prepare a solution of sec-butyl(diethylamino)methoxysilane (exemplified compound number (2-7-13)).
上記混合物を室温に戻し、蒸留水0.575g(31.9mmol)を注射器から加え16時間室温で撹拌し、その後1時間加熱還流した。減圧下で溶液量が半分ほどになるまで濃縮し、セライトを敷いたガラスフィルター付シュレンク管を用いてアルゴン雰囲気下でろ過した。ろ液を再度減圧下で濃縮し、得られた粗生成物を減圧蒸留(沸点110℃/3.6kPa)することにより、1,3-ジ-sec-ブチル-1,3-ジメトキシジシロキサン(例示化合物番号(1-7-1))を無色液体として34.3g(sec-ブチルジクロロシランからの収率:47.1%)得た。この化合物はケイ素上の立体異性に基づく(1R,3R)及び(1S,3S)、並びに(1R,3S)の立体化学を有する分子の混合物であり、二種のジアステレオマー異性体の存在に基づく核磁気共鳴スペクトルが観測された。 The mixture was returned to room temperature, 0.575 g (31.9 mmol) of distilled water was added via syringe, and the mixture was stirred at room temperature for 16 hours, and then heated to reflux for 1 hour. The solution was concentrated under reduced pressure until the volume was reduced to about half, and filtered under an argon atmosphere using a Schlenk tube with a glass filter and lined with Celite. The filtrate was concentrated again under reduced pressure, and the resulting crude product was distilled under reduced pressure (boiling point 110°C/3.6 kPa) to obtain 34.3 g (yield from sec-butyldichlorosilane: 47.1%) of 1,3-di-sec-butyl-1,3-dimethoxydisiloxane (exemplified compound number (1-7-1)) as a colorless liquid. This compound is a mixture of molecules with stereochemistry of (1R,3R) and (1S,3S) based on the stereoisomerism on silicon, and (1R,3S), and a nuclear magnetic resonance spectrum based on the presence of two diastereomeric isomers was observed.
質量スペクトル(電子衝撃イオン化、70eV),m/z(%):193([M-Bu]+,53),151(25),137(100);1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm):0.675~0.766(m,2H),0.95~1.00(m,12H),1.23~1.34(m,2H),1.54~1.65(m,2H),3.57(s,6H),4.49(s,2H);13C-NMR(101MHz,CDCl3)δ(ppm):12.43,12.53,13.07,13.10,21.31,21.35,23.69,23.77,51.32,51.33;29Si-NMR(79MHz,CDCl3)δ(ppm):-22.26,-22.20,-22.15;赤外スペクトル(neat,cm-1):2960,2933,2871,2856,2837,2127,1458,1379,1338,1296,1261,1211,1190,1161,1088,1066,1032,1001,968,953,931,829,764,706,667。 Mass spectrum (electron impact ionization, 70 eV), m/z (%): 193 ([M-Bu] + , 53), 151 (25), 137 (100); 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 0.675 to 0.766 (m, 2H), 0.95 to 1.00 (m, 12H), 1.23 to 1.34 (m, 2H), 1.54 to 1.65 (m, 2H), 3.57 (s, 6H), 4.49 (s, 2H); 13 C-NMR (101MHz, CDCl3 ) δ (ppm): 12.43, 12.53, 13.07, 13.10, 21.31, 21.35, 23.69, 23.77, 51.32, 51.33; 29 Si-NMR (79 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): -22.26, -22.20, -22.15; Infrared spectrum (neat, cm -1 ): 2960, 2933, 2871, 2856, 2837, 2127, 1458, 1379, 1338, 1296, 1261, 1211, 1190, 1161, 1088, 1066, 1032, 1001, 968, 953, 931, 829, 764, 706, 667.
(実施例4)1,3-ジ(tert-ブチル)-1,3-ジメトキシジシロキサン(例示化合物番号(1-8-1))の合成 (Example 4) Synthesis of 1,3-di(tert-butyl)-1,3-dimethoxydisiloxane (example compound number (1-8-1))
磁気撹拌子、滴下ロート、ジムロート冷却管及び三方コックを備えた200mLの3口フラスコをアルゴンで置換し、フラスコ内にtert-ブチルジクロロシラン5.22g(33.2mmol)、脱水ピリジン5.30g(67.1mmol)及び脱水THF40mLを収めた。フラスコを-10℃に冷却し、滴下ロートからジエチルアミン2.43g(33.2mol)のTHF30mL溶液を30分かけて滴下し、その後室温で16時間撹拌した。次いで反応混合物を30分加熱還流した。再度、反応容器を-10℃に冷却した後、メタノール1.06g(33.3mmol)のTHF20mL溶液を滴下ロートから30分かけて滴下した。滴下終了後、反応混合物を1時間加熱還流させた。再度反応容器を-10℃に冷却した後、滴下ロートから蒸留水0.301g(16.7mmol)のTHF20mL溶液を30分かけて滴下した。滴下終了後、反応混合物を1時間加熱還流した。減圧下で、液量が半分程度になるまで溶液を濃縮し、アルゴン雰囲気下で焼結ガラスフィルターを用いて固形分をろ別した。ろ液を濃縮し、得られた粗生成物をクーゲルロール蒸留装置で減圧蒸留(蒸留温度95℃/6.0kPa)することにより、1,3-ジ(tert-ブチル)-1,3-ジメトキシジシロキサン(例示化合物番号(1-8-1))を無色液体として1.67g(tert-ブチルジクロロシランからの収率40.0%)得た。この化合物はケイ素上の立体異性に基づく(1R,3R)及び(1S,3S)、並びに(1R,3S)の立体化学を有する分子の混合物であり、二種のジアステレオマー異性体の存在に基づく核磁気共鳴スペクトルが観測された。
質量スペクトル(電子衝撃イオン化、70eV),m/z(%):249([M-H]+,0.3),219([M-OMe]+,0.2),193([M-Bu]+,100);1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm):0.941(s,18H),3.59(s,6H),4.39(s,片方の幾何異性体のSi-H),4.49(s,もう一方の幾何異性体のSi-H);13C-NMR(101MHz,CDCl3)δ(ppm):17.83,17.84,24.71,51.61,51.64;29Si-NMR(79MHz,CDCl3)δ(ppm):-22.31,-22.26,-22.15;赤外スペクトル(neat,cm-1):2954,2931,2900,2860,2837,2125,1473,1464,1390,1363,1227,1190,1074,1005,941,883,827,762,702。
A 200mL three-neck flask equipped with a magnetic stirrer, a dropping funnel, a Dimroth condenser and a three-way cock was replaced with argon, and 5.22g (33.2mmol) of tert-butyldichlorosilane, 5.30g (67.1mmol) of dehydrated pyridine and 40mL of dehydrated THF were placed in the flask. The flask was cooled to -10°C, and a solution of 2.43g (33.2mol) of diethylamine in 30mL of THF was dropped from the dropping funnel over 30 minutes, and then stirred at room temperature for 16 hours. The reaction mixture was then heated to reflux for 30 minutes. The reaction vessel was cooled again to -10°C, and a solution of 1.06g (33.3mmol) of methanol in 20mL of THF was dropped from the dropping funnel over 30 minutes. After the dropwise addition was completed, the reaction mixture was heated to reflux for 1 hour. After cooling the reaction vessel to -10°C again, a solution of 0.301g (16.7mmol) of distilled water in 20mL of THF was added dropwise from the dropping funnel over 30 minutes. After completion of the dropwise addition, the reaction mixture was heated to reflux for 1 hour. Under reduced pressure, the solution was concentrated until the liquid volume was reduced to about half, and the solid matter was filtered off using a sintered glass filter under an argon atmosphere. The filtrate was concentrated, and the obtained crude product was distilled under reduced pressure (distillation temperature 95°C/6.0kPa) using a Kugelrohr distillation apparatus, to obtain 1.67g of 1,3-di(tert-butyl)-1,3-dimethoxydisiloxane (exemplified compound number (1-8-1)) as a colorless liquid (yield from tert-butyldichlorosilane: 40.0%). This compound is a mixture of molecules having stereochemistry of (1R,3R) and (1S,3S) on silicon, as well as (1R,3S), and the nuclear magnetic resonance spectrum based on the existence of two diastereoisomers was observed.
Mass spectrum (electron impact ionization, 70 eV), m/z (%): 249 ([M-H] + , 0.3), 219 ([M-OMe] + , 0.2), 193 ([M-Bu] + , 100); 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 0.941 (s, 18H), 3.59 (s, 6H), 4.39 (s, Si-H of one geometric isomer), 4.49 (s, Si-H of the other geometric isomer); 13 C-NMR (101 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 17.83, 17.84, 24.71, 51.61, 51.64; 29 Si-NMR (79 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): -22.31, -22.26, -22.15; Infrared spectrum (neat, cm -1 ): 2954, 2931, 2900, 2860, 2837, 2125, 1473, 1464, 1390, 1363, 1227, 1190, 1074, 1005, 941, 883, 827, 762, 702.
(評価例1)1,3-ジイソプロピル-1,3-ジメトキシジシロキサン(化合物(1-4-1))を用いた成膜
1,3-ジイソプロピル-1,3-ジメトキシジシロキサン(化合物(1-4-1))を用い、酸素と共にPECVD法によりPENフィルム上に酸化ケイ素膜を成膜した。1,3-ジイソプロピル-1,3-ジメトキシジシロキサン(化合物(1-4-1))の供給流量を13sccm、酸素供給流量を90sccm、成膜室圧力を40Pa、電源周波数13.56MHzの高周波電源(RF電源)の電力を900Wとし、2分間成膜を行った。また、1,3-ジイソプロピル-1,3-ジメトキシジシロキサン(化合物(1-4-1))の供給流量に対する酸素の供給流量比(Y/X)は6.9であった。
(Evaluation Example 1) Film formation using 1,3-diisopropyl-1,3-dimethoxydisiloxane (compound (1-4-1)) Using 1,3-diisopropyl-1,3-dimethoxydisiloxane (compound (1-4-1)), together with oxygen, a silicon oxide film was formed on a PEN film by PECVD. The supply flow rate of 1,3-diisopropyl-1,3-dimethoxydisiloxane (compound (1-4-1)) was 13 sccm, the oxygen supply flow rate was 90 sccm, the film formation chamber pressure was 40 Pa, and the power of the high frequency power source (RF power source) having a power frequency of 13.56 MHz was 900 W, and film formation was performed for 2 minutes. In addition, the ratio (Y/X) of the supply flow rate of oxygen to the supply flow rate of 1,3-diisopropyl-1,3-dimethoxydisiloxane (compound (1-4-1)) was 6.9.
得られた酸化ケイ素膜の厚みは306nmであった。成膜速度は153nm/minであった。膜の組成は、Si=33atom%、O=67atom%であり、炭素濃度は1.0atm%未満であった。WVTRは6.4×10-3g/m2・dayであった。 The thickness of the obtained silicon oxide film was 306 nm. The film formation rate was 153 nm/min. The film had a composition of Si=33 atom %, O=67 atom %, and a carbon concentration of less than 1.0 atom %. The WVTR was 6.4×10 −3 g/m 2 ·day.
酸化ケイ素膜とPENフィルムからなる積層膜の可視光線透過率は86.8%であった。 The visible light transmittance of the laminated film consisting of silicon oxide film and PEN film was 86.8%.
1,3-ジイソプロピル-1,3-ジメトキシジシロキサン(化合物(1-4-1))を用い、酸素と共にPECVD法により成膜すると、酸化ケイ素膜厚が300nmと薄い膜であっても、WVTRが10-3g/m2・dayオーダーと高いガスバリア性能を示し、かつ成膜速度も100nm/min以上と高くガスバリア膜として好適であった。 When 1,3-diisopropyl-1,3-dimethoxydisiloxane (compound (1-4-1)) was used to form a film together with oxygen by the PECVD method, even though the silicon oxide film was thin at 300 nm, it exhibited high gas barrier performance with a WVTR of the order of 10 g/ m2 ·day, and the film formation speed was also high at 100 nm/min or more, making it suitable as a gas barrier film.
(比較評価例1)tert-ブチルトリエトキシシランを用いた成膜
K. Lin、R. J. Wiles、C. B. Kelly、G. H. M.Davies、G. A. Molander、ACS Catalysis、2017年、7巻、5129~5133頁.に記載の方法を参考に合成したtert-ブチルトリエトキシシランを用い、酸素と共にPECVD法によりPENフィルム上に酸化ケイ素膜を成膜した。tert-ブチルトリエトキシシランの供給流量を80sccm、酸素供給流量を2100sccm、成膜室圧力を8Pa、電源周波数13.56MHzの高周波電源(RF電源)の電力を1000Wとし、14分間成膜を行った。また、tert-ブチルトリエトキシシランの供給流量に対する酸素の供給流量比Y/Xは26.3であった。
(Comparative Evaluation Example 1) Film formation using tert-butyltriethoxysilane K. Lin, R. J. Wiles, C. B. Kelly, G. H. M. Davies, G. A. Molander, ACS Catalysis, 2017, Vol. 7, pp. 5129-5133. Using tert-butyltriethoxysilane synthesized with reference to the method described in, a silicon oxide film was formed on a PEN film by a PECVD method together with oxygen. The supply flow rate of tert-butyltriethoxysilane was 80 sccm, the oxygen supply flow rate was 2100 sccm, the film formation chamber pressure was 8 Pa, and the power of the high frequency power source (RF power source) with a power frequency of 13.56 MHz was 1000 W, and the film formation was performed for 14 minutes. The ratio Y/X of the supply flow rate of oxygen to the supply flow rate of tert-butyltriethoxysilane was 26.3.
得られた酸化ケイ素膜の膜厚は800nmであった。膜の組成は、Si=33atom%、O=67atom%であり、炭素濃度は1.0atm%未満であった。WVTR値は2.0×10-4g/m2・dayであった。 The thickness of the obtained silicon oxide film was 800 nm. The composition of the film was Si=33 atom %, O=67 atom %, and the carbon concentration was less than 1.0 atom %. The WVTR value was 2.0×10 −4 g/m 2 ·day.
酸化ケイ素膜とPENフィルムからなる積層膜の可視光線透過率は88.2%であった。 The visible light transmittance of the laminated film consisting of silicon oxide film and PEN film was 88.2%.
tert-ブチルトリエトキシシランを用い、酸素と共にPECVD法によりPENフィルム上に酸化ケイ素膜を成膜した。tert-ブチルトリエトキシシランの供給流量を80sccm、酸素供給流量を2100sccm、成膜室圧力を8Pa、電源周波数13.56MHzの高周波電源(RF電源)の電力を1000Wとし、7分間成膜を行った。また、tert-ブチルトリエトキシシランの供給流量に対する酸素の供給流量比Y/Xは26.3であった。 Using tert-butyltriethoxysilane and oxygen, a silicon oxide film was formed on a PEN film by the PECVD method. The supply flow rate of tert-butyltriethoxysilane was 80 sccm, the oxygen supply flow rate was 2100 sccm, the deposition chamber pressure was 8 Pa, and the power of the high frequency power source (RF power source) with a power frequency of 13.56 MHz was 1000 W. Film formation was performed for 7 minutes. The ratio Y/X of the supply flow rate of oxygen to the supply flow rate of tert-butyltriethoxysilane was 26.3.
得られた酸化ケイ素膜の膜厚は400nmであった。成膜速度は57nm/minであった。WVTR値は4.3×10-4g/m2・dayであった。酸化ケイ素膜とPENフィルムからなる積層膜の可視光線透過率は88.5%であった。 The thickness of the obtained silicon oxide film was 400 nm. The film formation rate was 57 nm/min. The WVTR value was 4.3×10 −4 g/m 2 ·day. The visible light transmittance of the laminated film consisting of the silicon oxide film and the PEN film was 88.5%.
tert-ブチルトリエトキシシランを用い、酸素と共にPECVD法により成膜すると、酸化ケイ素膜厚が400nmと薄い膜であってもWVTRが10-3g/m2・dayオーダー以下の10-4g/m2・dayオーダーを示すが、成膜速度が57nm/minと低く、生産性に乏しい。 When a film is formed by PECVD using tert-butyltriethoxysilane together with oxygen, even a silicon oxide film with a thickness of 400 nm exhibits a WVTR of the order of 10 −4 g/m 2 ·day, which is less than 10 −3 g/m 2 ·day, but the film formation rate is low at 57 nm/min, resulting in poor productivity.
(比較評価例2)ヘキサメチルジシロキサンを用いた成膜
ヘキサメチルジシロキサンを用い、酸素と共にPECVD法によりPENフィルム上に成膜した。ヘキサメチルジシロキサンの供給流量を80sccm、酸素供給流量を2100sccm、成膜室の圧力を6Pa、電源周波数13.56MHzの高周波電源(RF電源)の電力を1000Wとし、2分間成膜を行った。また、ヘキサメチルジシロキサンの供給流量に対する酸素の供給流量比Y/Xは26.3であった。
Comparative Example 2: Film formation using hexamethyldisiloxane Hexamethyldisiloxane was used together with oxygen to form a film on a PEN film by PECVD. The supply flow rate of hexamethyldisiloxane was 80 sccm, the supply flow rate of oxygen was 2100 sccm, the pressure in the film formation chamber was 6 Pa, and the power of the high frequency power source (RF power source) with a power frequency of 13.56 MHz was 1000 W, and film formation was performed for 2 minutes. The ratio Y/X of the supply flow rate of oxygen to the supply flow rate of hexamethyldisiloxane was 26.3.
得られた膜の厚みは200nmであった。成膜速度は117nm/minであった。WVTRは2.4×10-2g/m2・dayであり、高い値を示した。 The thickness of the obtained film was 200 nm. The film formation rate was 117 nm/min. The WVTR was 2.4×10 −2 g/m 2 ·day, which was a high value.
ヘキサメチルジシロキサンを用い、酸素と共にPECVD法により成膜すると、酸化ケイ素膜厚が200nmと薄い膜の場合、成膜速度は117nm/minと高いものの、WVTRは2.4×10-2g/m2・dayであり、高い値を示した。 When a film was formed by PECVD using hexamethyldisiloxane together with oxygen, in the case of a thin silicon oxide film having a thickness of 200 nm, the film formation rate was high at 117 nm/min, but the WVTR was high at 2.4×10 −2 g/m 2 ·day.
Claims (5)
(式中、R1は炭素数2~6の直鎖状、又は分枝状のアルキル基を、R2は炭素数1~3の直鎖状、又は分枝状のアルキル基を表す。R1とR2で表されるアルキル基の炭素数の和は4以上9以下である。R 1 の炭素数が2である場合、R 2 の炭素数は2である。)で示されるジヒドロジシロキサン化合物。 General formula (1)
(In the formula, R1 represents a linear or branched alkyl group having 2 to 6 carbon atoms, and R2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The sum of the carbon numbers of the alkyl groups represented by R1 and R2 is 4 or more and 9 or less. When R1 has 2 carbon atoms, R2 has 2 carbon atoms. )
(式中、X1はハロゲン原子、炭素数1~3のアルコキシ基、又は炭素数2~12のジアルキルアミノ基を表す。R1は炭素数2~6の直鎖状、又は分枝状のアルキル基を、R2は炭素数1~3の直鎖状、又は分枝状のアルキル基を表し、R1とR2で表されるアルキル基の炭素数の和は4以上9以下である。R 1 の炭素数が2である場合、R 2 の炭素数は2である。)で示されるヒドロアルコキシシラン化合物(2)を、水又は金属酸化物と反応させる、一般式(1)
(式中、R1及びR2は前記と同義である。)で示されるジヒドロジシロキサン化合物の製造方法。 General formula (2)
(wherein X1 represents a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a dialkylamino group having 2 to 12 carbon atoms; R1 represents a linear or branched alkyl group having 2 to 6 carbon atoms, R2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and the sum of the carbon numbers of the alkyl groups represented by R1 and R2 is 4 to 9. When R1 has 2 carbon atoms, R2 has 2 carbon atoms. ) is reacted with water or a metal oxide, to obtain a hydroalkoxysilane compound (2) represented by general formula (1):
(wherein R1 and R2 are as defined above)
(式中、X2はハロゲン原子を表す。R1は炭素数2~6の直鎖状、又は分枝状のアルキル基を表す。)で示されるジハロジヒドロジシロキサン化合物を、一般式(4)
(R2O)nM (4)
(R2は炭素数1~3の直鎖状、又は分枝状のアルキル基を表す。Mは水素原子、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を表す。nは1又は2であり、Mが水素原子又はアルカリ金属の場合は1を、Mがアルカリ土類金属の場合は2を、それぞれ表す。)で示されるアルコール又は金属アルコキシドと反応させる、一般式(1)
(式中、R1及びR2は前記と同義であり、R1とR2で表されるアルキル基の炭素数の和は4以上9以下である。R 1 の炭素数が2である場合、R 2 の炭素数は2である。)で示されるジヒドロジシロキサン化合物の製造方法。 General formula (3)
(wherein X2 represents a halogen atom, and R1 represents a linear or branched alkyl group having 2 to 6 carbon atoms),
(R 2 O) n M (4)
( R2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; M represents a hydrogen atom, an alkali metal, or an alkaline earth metal; and n is 1 or 2, and is 1 when M is a hydrogen atom or an alkali metal, and is 2 when M is an alkaline earth metal),
(wherein R1 and R2 are defined as above, and the sum of the carbon numbers of the alkyl groups represented by R1 and R2 is 4 or more and 9 or less. When R1 has 2 carbon atoms, R2 has 2 carbon atoms. )
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