JPH06256525A - Production of polysilane having phenolic group - Google Patents
Production of polysilane having phenolic groupInfo
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- JPH06256525A JPH06256525A JP4695093A JP4695093A JPH06256525A JP H06256525 A JPH06256525 A JP H06256525A JP 4695093 A JP4695093 A JP 4695093A JP 4695093 A JP4695093 A JP 4695093A JP H06256525 A JPH06256525 A JP H06256525A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、フェノール基を有する
ポリシランの製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a polysilane having a phenol group.
【0002】[0002]
【従来技術とその課題】フェノール基を有するポリシラ
ンは、アルカリ水溶液に可溶であることなどから、フォ
トレジスト材料などとして有用であると期待されてい
る。2. Description of the Related Art Polysilane having a phenol group is expected to be useful as a photoresist material because it is soluble in an alkaline aqueous solution.
【0003】従来、フェノール基を有するポリシランの
製造方法としては、フェノール基をシリル基で保護した
ジクロロシラン類を金属ナトリウムなどのアルカリ金属
を用いて、トルエン溶媒中100℃以上の温度で長時間
攪拌し、還元的にカップリングさせた後、保護基を酸、
アルカリ或いはアルコールを用いて取り除く方法が知ら
れている(例えば、Macromolecules 1989,22,2933 参
照)。しかしながら、この方法は、過酷な反応条件(例
えば、長時間の加熱が必要である)を必要とすること、
分子量の制御が全くできないこと、工業的規模での生産
に際しては、アルカリ金属を大量に使用するので、安全
性に大きな問題があること、さらに収率が5%前後と低
いなどの欠点を有している。Conventionally, as a method for producing a polysilane having a phenol group, dichlorosilanes having a phenol group protected by a silyl group are stirred in an toluene solvent at a temperature of 100 ° C. or higher for a long time using an alkali metal such as sodium metal. Then, after the reductive coupling, the protecting group is treated with an acid,
A method of removing it using an alkali or alcohol is known (see, for example, Macromolecules 1989, 22 , 2933). However, this method requires harsh reaction conditions (eg, long heating times are required),
The molecular weight cannot be controlled at all, and in production on an industrial scale, a large amount of alkali metal is used, which poses a serious safety problem, and the yield is low at around 5%. ing.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、温
和な条件下に安全で且つ収率良く、フェノール基を有す
るポリシランを製造する方法を提供することを主な目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the main object of the present invention is to provide a method for producing a polysilane having a phenol group, which is safe and has a good yield under mild conditions.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の如き
従来技術の現状に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、水酸基
を保護したフェノール基を有するジハロシランを特定の
金属を陽極として使用する電極反応に供する場合には、
室温条件下で反応を行なうことができ、また従来法に比
して著しく高い収率でフェノール基を有するポリシラン
を合成することができるので、従来技術の問題点が実質
的に解消されるか、または大幅に軽減されることを見出
した。DISCLOSURE OF THE INVENTION As a result of intensive studies conducted by the present inventors in view of the above-mentioned state of the art, an electrode using a specific metal as a positive electrode is a dihalosilane having a hydroxyl group-protected phenol group. When using for reaction,
Since the reaction can be carried out under room temperature conditions and the polysilane having a phenol group can be synthesized in a significantly higher yield than the conventional method, the problems of the prior art can be substantially solved, or Or it was found to be significantly reduced.
【0006】すなわち、本発明は、下記のフェノール基
を有するポリシランの製造方法を提供するものである。That is, the present invention provides the following method for producing a polysilane having a phenol group.
【0007】1.フェノール基を有するポリシランの製
造方法であって、一般式(1)1. A method for producing a polysilane having a phenol group, which comprises the general formula (1)
【0008】[0008]
【化6】 [Chemical 6]
【0009】(式中、R1 は、アルコキシアルキル基、
トリアルキルシリル基またはベンジル基を表す。R
2 は、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ
基またはアミノ基を表す。Xは、同一または相異なって
ハロゲン原子を表わす。mは、0〜10である。アルコ
キシアルコキシ基、トリアルキルシロキシ基またはベン
ジロキシ基の位置は、メタ位またはパラ位である。)で
示されるジハロシランを特定の金属を陽極として用いる
電極反応に供することにより、一般式(2)(Wherein R 1 is an alkoxyalkyl group,
It represents a trialkylsilyl group or a benzyl group. R
2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group or an amino group. X's are the same or different and each represents a halogen atom. m is 0-10. The position of the alkoxyalkoxy group, the trialkylsiloxy group or the benzyloxy group is the meta position or the para position. ) Is subjected to an electrode reaction using a specific metal as an anode, the general formula (2)
【0010】[0010]
【化7】 [Chemical 7]
【0011】(式中、R1 、R2 およびm、ならびにア
ルコキシアルコキシ基、トリアルキルシロキシ基または
ベンジロキシ基の位置は、出発原料に対応して、上記に
同じ;nは、10〜10000である)で示される水酸
基を保護したフェノール基を有するポリシランを製造す
る方法。 2.フェノール基を有するポリシランの製造方法であっ
て、一般式(1)(In the formula, the positions of R 1 , R 2 and m, and the alkoxyalkoxy group, the trialkylsiloxy group or the benzyloxy group are the same as above corresponding to the starting materials; n is 10 to 10,000. ) A method for producing a polysilane having a phenol group having a protected hydroxyl group. 2. A method for producing a polysilane having a phenol group, which comprises the general formula (1)
【0012】[0012]
【化8】 [Chemical 8]
【0013】(式中、R1 は、アルコキシアルキル基、
トリアルキルシリル基またはベンジル基を表す。R
2 は、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ
基またはアミノ基を表す。Xは、同一または相異なって
ハロゲン原子を表わす。mは、0〜10である。アルコ
キシアルコキシ基、トリアルキルシロキシ基またはベン
ジロキシ基の位置は、メタ位またはパラ位である。)で
示されるジハロシランを特定の金属を陽極として用いる
電極反応に供することにより、一般式(2)(Wherein R 1 is an alkoxyalkyl group,
It represents a trialkylsilyl group or a benzyl group. R
2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group or an amino group. X's are the same or different and each represents a halogen atom. m is 0-10. The position of the alkoxyalkoxy group, the trialkylsiloxy group or the benzyloxy group is the meta position or the para position. ) Is subjected to an electrode reaction using a specific metal as an anode, the general formula (2)
【0014】[0014]
【化9】 [Chemical 9]
【0015】(式中、R1 、R2 およびm、ならびアル
コキシアルコキシ基、トリアルキルシロキシ基またはベ
ンジロキシ基の位置は、出発原料に対応して、上記に同
じである;nは、10〜10000である。)で示され
るポリシランを得た後、これを酸、アルカリまたはフッ
素イオンの存在下或いはアルコール中で反応させること
により、一般式(3)(Wherein R 1 , R 2 and m, and the positions of the alkoxyalkoxy group, the trialkylsiloxy group or the benzyloxy group are the same as above corresponding to the starting materials; n is 10 to 10,000) After the polysilane represented by the general formula (3) is obtained, the polysilane represented by the general formula (3)
【0016】[0016]
【化10】 [Chemical 10]
【0017】(式中、R2 およびmは、出発原料に対応
して、上記に同じである:水酸基の位置は、出発原料の
アルコキシアルコキシ基、トリアルキルシロキシ基また
はベンジロキシ基の位置に対応して、上記に同じであ
る;nは、10〜10000である。)で示されるフェ
ノール基を有するポリシランを製造する方法。(Wherein R 2 and m are the same as above corresponding to the starting material: the position of the hydroxyl group corresponds to the position of the alkoxyalkoxy group, trialkylsiloxy group or benzyloxy group of the starting material. And the same as described above; n is 10 to 10,000.) For producing a polysilane having a phenol group.
【0018】以下において、必要ならば、上記第1項お
よび第2項の発明をそれぞれ本願第1発明および第2発
明という。また、両者を総括して本願発明という。In the following, if necessary, the inventions of the first and second aspects are referred to as the first invention and the second invention of the present application, respectively. Further, both are collectively referred to as the present invention.
【0019】本願第1発明において、出発原料として使
用するハロシランは、一般式(1)In the first invention of the present application, the halosilane used as the starting material is represented by the general formula (1)
【0020】[0020]
【化11】 [Chemical 11]
【0021】で示される水酸基を保護したフェノール基
を有するジハロシランである。It is a dihalosilane having a phenolic group having a protected hydroxyl group.
【0022】一般式(1)のジハロシランにおいて、R
1 は、アルコキシアルキル基、トリアルキルシリル基ま
たはベンジル基を表す。R2 は、水素原子、アルキル
基、アリール基、アルコキシ基またはアミノ基を表す。
Xは、同一或いは相異なるハロゲン原子を表わす。m
は、0〜10の整数である。アルコキシアルコキシ基、
トリアルキルシロキシ基またはベンジロキシ基の位置
は、メタ位またはパラ位である。In the dihalosilane of the general formula (1), R
1 represents an alkoxyalkyl group, a trialkylsilyl group or a benzyl group. R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group or an amino group.
X represents the same or different halogen atoms. m
Is an integer of 0 to 10. An alkoxyalkoxy group,
The position of the trialkylsiloxy group or the benzyloxy group is the meta position or the para position.
【0023】本願第1発明における反応生成物は、一般
式(2)The reaction product in the first invention of the present application has the general formula (2):
【0024】[0024]
【化12】 [Chemical 12]
【0025】で示される水酸基を保護したフェノール基
を有するポリシランである。It is a polysilane having a phenol group having a protected hydroxyl group.
【0026】一般式(2)の化合物において、R1 、R
2 およびm、ならびアルコキシアルコキシ基、トリアル
キルシロキシ基またはベンジロキシ基の位置は、出発原
料である一般式(1)の化合物に対応して、同じであ
る。また、nは、10〜10000である。In the compound of the general formula (2), R 1 , R
The positions of 2 and m, as well as an alkoxyalkoxy group, a trialkylsiloxy group or a benzyloxy group, are the same corresponding to the compound of the general formula (1) which is the starting material. Further, n is 10 to 10,000.
【0027】また、本願第2発明における反応生成物
は、一般式(3)Further, the reaction product in the second invention of the present application has the general formula (3):
【0028】[0028]
【化13】 [Chemical 13]
【0029】で示されるフェノール基を有するポリシラ
ンである。It is a polysilane having a phenol group represented by:
【0030】一般式(3)の化合物において、R1 、R
2 およびmは、やはり出発原料である一般式(1)の化
合物に対応して、同じである。また、nは、10〜10
000である。水酸基の位置は、出発原料中のアルコキ
シアルコキシ基、トリアルキルシロキシ基またはベンジ
ロキシ基の位置に対応して、これらの位置に同じであ
る。In the compound of the general formula (3), R 1 , R
2 and m are the same corresponding to the compound of the general formula (1) which is also a starting material. In addition, n is 10 to 10
It is 000. The positions of the hydroxyl groups are the same as those of the alkoxyalkoxy group, trialkylsiloxy group or benzyloxy group in the starting material, corresponding to these positions.
【0031】一般式(1)、(2)および(3)の化合
物において、R2 がアルキル基である場合には、その炭
素数は、通常1〜10程度であり、炭素数1〜6のもの
がより好ましい。アリール基としては、フェニル基、炭
素数1〜6個のアルキル基を少なくとも1つ置換基とし
て有するフェニル基、p−アルコキシフェニル基、m−
アルコキシフェニル基などが挙げられる。アルコキシ基
およびフェニル基の置換基としてのアルコキシ基として
は、炭素数1〜10程度のものが挙げられ、これらの中
でも炭素数1〜6のものがより好ましい。R2 がアミノ
基である場合には、その水素原子の少なくとも1つが、
上記と同様なアルキル基、アリール基、アルコキシ基な
どの官能基により置換されていても良い。In the compounds of the general formulas (1), (2) and (3), when R 2 is an alkyl group, the number of carbon atoms is usually about 1 to 10 and the number of carbon atoms is 1 to 6. The thing is more preferable. As the aryl group, a phenyl group, a phenyl group having at least one alkyl group having 1 to 6 carbon atoms as a substituent, a p-alkoxyphenyl group, m-
Examples thereof include an alkoxyphenyl group. Examples of the alkoxy group and the alkoxy group as a substituent of the phenyl group include those having about 1 to 10 carbon atoms, and among these, those having 1 to 6 carbon atoms are more preferable. When R 2 is an amino group, at least one of its hydrogen atoms is
It may be substituted with a functional group similar to the above such as an alkyl group, an aryl group and an alkoxy group.
【0032】一般式(1)および(2)で示される化合
物において、R1 は、フェノール基の保護基であり、ア
ルコキシアルキル基、トリアルキルシリル基またはベン
ジル基である。アルコキシアルキル基としては、炭素数
1〜6のアルキル基の水素の1つが炭素数1〜10程度
のアルコキシ基により置換されたものが挙げられ、これ
らの中でもメトキシメチル基およびメトキシエチル基が
好ましい。トリアルキルシリル基としては、トリメチル
シリル基、t−ブチルジメチルシリル基、ジメチルイソ
プロピルシリル基などが挙げられる。In the compounds represented by the general formulas (1) and (2), R 1 is a protecting group for a phenol group, and is an alkoxyalkyl group, a trialkylsilyl group or a benzyl group. Examples of the alkoxyalkyl group include those in which one of the hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with an alkoxy group having about 1 to 10 carbon atoms, and among these, a methoxymethyl group and a methoxyethyl group are preferable. Examples of the trialkylsilyl group include a trimethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group and a dimethylisopropylsilyl group.
【0033】また、一般式(1)で示される化合物にお
いて、Xは、同一または相異なるハロゲン原子(Cl,
Br,I)を表す。ハロゲン原子としては、Clがより
好ましい。In the compound represented by the general formula (1), X is the same or different halogen atom (Cl,
Br, I). Cl is more preferable as the halogen atom.
【0034】本願第1発明においては、一般式(1)で
示されるジハロシランは、出来るだけ高純度であること
が好ましく、例えば、使用前に蒸留して使用することが
好ましい。In the first invention of the present application, the dihalosilane represented by the general formula (1) is preferably as pure as possible, and for example, it is preferably distilled before use.
【0035】本願第1発明における反応に際しては、一
般式(1)で示されるジハロシランを溶媒に溶解して使
用する。溶媒としては、非プロトン性の溶媒が広く使用
でき、より具体的には、プロピレンカーボネート、アセ
トニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキ
シド、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシ
エチル)エーテル、p−ジオキサン、テトラヒドロフラ
ン、塩化メチレンなどが例示される。これらの溶媒は、
単独でも、或いは2種以上の混合物としても使用でき
る。溶媒としては、1,2−ジメトキシエタンおよびテ
トラヒドロフランがより好ましい。溶媒中のジハロシラ
ンの濃度は、低すぎる場合には、電流効率が低下するの
に対し、高すぎる場合には、支持電解質が溶解しないこ
とがある。したがって、溶媒中のジハロシランの濃度
は、通常0.01〜3mol/l 程度であり、より好ましく
は0.05〜1.5mol/l 程度である。In the reaction in the first invention of the present application, the dihalosilane represented by the general formula (1) is used by dissolving it in a solvent. As the solvent, aprotic solvents can be widely used, and more specifically, propylene carbonate, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, p-dioxane. , Tetrahydrofuran, methylene chloride and the like. These solvents are
They can be used alone or as a mixture of two or more kinds. As the solvent, 1,2-dimethoxyethane and tetrahydrofuran are more preferable. If the concentration of dihalosilane in the solvent is too low, the current efficiency will decrease, whereas if it is too high, the supporting electrolyte may not dissolve. Therefore, the concentration of dihalosilane in the solvent is usually about 0.01 to 3 mol / l, more preferably about 0.05 to 1.5 mol / l.
【0036】本願第1発明で使用する支持電解質として
は、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウムなどの過塩
素酸アルカリ金属:過塩素酸テトラ−n−ブチルアンモ
ニウムなどの過塩素酸テトラアルキルアンモニウム:塩
化テトラ−n−ブチルアンモニウムなどの塩化テトラア
ルキルアンモニウムなどが例示される。これらの支持電
解質は、単独で使用しても良く、或いは2種以上を併用
しても良い。これら支持電解質の中でも、過塩素酸リチ
ウムが最も好ましい。支持電解質の濃度は、低すぎる場
合には、反応溶液に与えられるイオン導電性が低いため
に反応が十分に進行しなくなるのに対し、高すぎる場合
には、電流が流れ過ぎて反応に必要な電位が得られなく
なる。したがって、溶媒中の支持電解質の濃度は、通常
0.05〜5mol/l 程度であり、より好ましくは0.1
〜3mol/l 程度であり、特に好ましくは0.3〜1mol/
l 程度である。The supporting electrolyte used in the first invention of the present application includes alkali metal perchlorates such as sodium perchlorate and lithium perchlorate: tetraalkylammonium perchlorate such as tetra-n-butylammonium perchlorate: Examples thereof include tetraalkylammonium chloride such as tetra-n-butylammonium chloride. These supporting electrolytes may be used alone or in combination of two or more kinds. Among these supporting electrolytes, lithium perchlorate is most preferable. If the concentration of the supporting electrolyte is too low, the reaction does not proceed sufficiently because the ionic conductivity given to the reaction solution is low, whereas if it is too high, an excessive current flows and the reaction is necessary for the reaction. The electric potential cannot be obtained. Therefore, the concentration of the supporting electrolyte in the solvent is usually about 0.05 to 5 mol / l, more preferably 0.1 to 5 mol / l.
~ 3 mol / l, particularly preferably 0.3-1 mol / l
It is about l.
【0037】本願第1発明においては、Mg,Cuまた
はAl或いはこれらの金属を主成分とする合金を電極と
して使用する。電極材質としてはMgが最も好ましい。
電極の形状は、通電を安定して行い得る限り、特に限定
されないが、棒状、板状、筒状、円錐状、板状体をコイ
ル状に巻いたものなどが好ましい。電極の表面からは、
あらかじめ酸化被膜を出来るだけ除去しておくことが好
ましい。電極からの酸化被膜の除去は、任意の方法で行
えば良く、例えば、電極を酸により洗浄した後、エタノ
ールおよびエーテルなどにより洗浄し、減圧下に乾燥す
る方法、窒素雰囲気下に電極を研磨する方法、或いはこ
れらの方法を組み合わせた方法などにより行うことが出
来る。In the first invention of the present application, Mg, Cu or Al or an alloy containing these metals as main components is used as the electrode. Mg is most preferable as the electrode material.
The shape of the electrode is not particularly limited as long as the current can be stably applied, but a rod shape, a plate shape, a cylindrical shape, a conical shape, a coiled shape of a plate shape, or the like is preferable. From the surface of the electrode,
It is preferable to remove the oxide film as much as possible in advance. The oxide film can be removed from the electrode by any method. For example, the electrode is washed with acid, then washed with ethanol and ether, and dried under reduced pressure, or the electrode is polished under a nitrogen atmosphere. It can be carried out by a method or a combination of these methods.
【0038】本願第1発明において、電極反応を実施す
るに際しては、電極を設置した密閉可能な反応容器に一
般式(1)で表されるジハロシランおよび支持電解質を
溶媒とともに収容し、好ましくは機械的もしくは磁気的
に攪拌しつつ、所定量の電流を通電することにより、電
極反応を行わせる。反応容器内は、乾燥雰囲気であれば
良いが、乾燥した窒素または不活性ガス雰囲気であるこ
とがより好ましい。通電量は、ジハロシラン中のハロゲ
ン原子を基準として、通常1F/mol程度以上であれ
ば良く、通電量を調整することにより、分子量の制御が
可能となる。反応時間は、原料ジハロシランの量、支持
電解質の量に関係する電解液の抵抗、所望のポリシラン
の分子量などにより異なり得るので、必要に応じて適宜
定めれば良い。また、反応時間を短縮するために、反応
容器または反応溶液に対し、超音波を照射しても良い。
電極反応中の超音波の照射方法は、特に限定されるもの
ではないが、反応器を超音波浴槽に収容して照射する方
法、反応容器内に超音波発振子を装入して照射する方法
などが例示される。超音波の振動数は、10〜70kH
z程度とすることが好ましい。超音波の出力は、原料の
種類、反応溶液の量、反応容器および電極の形状および
大きさ、電極材質および表面積などの反応条件に応じて
適宜定めれば良いが、通常反応溶液1l当たり0.01
〜24kW程度の範囲内にある。この様な超音波照射に
より、反応時間が大幅に短縮されて、超音波を照射しな
い場合の1/3から2/3程度となる。In carrying out the electrode reaction in the first invention of the present application, the dihalosilane represented by the general formula (1) and the supporting electrolyte are housed together with a solvent in a sealable reaction container in which an electrode is installed, preferably mechanically. Alternatively, the electrode reaction is performed by supplying a predetermined amount of current while magnetically stirring. The reaction vessel may have a dry atmosphere, but a dry nitrogen or inert gas atmosphere is more preferable. The energization amount is usually about 1 F / mol or more based on the halogen atom in the dihalosilane, and the molecular weight can be controlled by adjusting the energization amount. The reaction time may differ depending on the amount of the raw material dihalosilane, the resistance of the electrolytic solution related to the amount of the supporting electrolyte, the molecular weight of the desired polysilane, etc., and may be appropriately determined as necessary. Further, in order to shorten the reaction time, ultrasonic waves may be applied to the reaction container or the reaction solution.
The method of irradiating ultrasonic waves during the electrode reaction is not particularly limited, but a method of housing the reactor in an ultrasonic bath for irradiation, a method of charging an ultrasonic oscillator in a reaction vessel and performing irradiation Are exemplified. The frequency of ultrasonic waves is 10 to 70 kH
It is preferably about z. The output of ultrasonic waves may be appropriately determined according to the reaction conditions such as the type of raw material, the amount of reaction solution, the shapes and sizes of the reaction vessel and the electrode, the electrode material and the surface area. 01
It is in the range of about 24 kW. By such ultrasonic irradiation, the reaction time is significantly shortened to about 1/3 to 2/3 of that in the case where ultrasonic waves are not irradiated.
【0039】また、電極反応中に、陰極上には金属塩
(例えば、MgCl2 )が付着して電圧上昇を起こすこ
とがある。この様な場合には、電極の極性を一定時間間
隔で切り替えることにより、付着した金属塩を取り除い
て、電圧上昇を抑えることができる。電極極性の切替え
を行なうことにより、行なわない場合に比して、電圧値
を1/2から1/3程度にすることができる。極性の切
替えは、通常1秒〜10分程度の間隔で、より好ましく
は10秒〜1分間程度の間隔で行なう。反応時の温度
は、使用する溶媒の沸点以下の温度範囲内であれば良
い。本電極反応においては、通常の電極還元反応で必須
とされている隔膜を使用する必要がなく、操作が簡便と
なり、有利である。Further, during the electrode reaction, a metal salt (for example, MgCl 2 ) may adhere to the cathode and cause a voltage increase. In such a case, by switching the polarities of the electrodes at regular time intervals, it is possible to remove the adhered metal salt and suppress the voltage rise. By switching the electrode polarity, the voltage value can be reduced to about 1/2 to 1/3 as compared with the case where it is not performed. The polarity is normally switched at intervals of about 1 second to 10 minutes, more preferably at intervals of about 10 seconds to 1 minute. The temperature during the reaction may be within the temperature range not higher than the boiling point of the solvent used. In the present electrode reaction, there is no need to use a diaphragm which is indispensable in a normal electrode reduction reaction, and the operation is simple and advantageous.
【0040】なお、上記の電極反応において、一般式
(1)で示されるジハロシランの水による副反応を抑制
するために、溶媒および支持電解質中の水分を予め除去
しておくことが望ましい。例えば、溶媒としてテトラヒ
ドロフラン或いは1,2−ジメトキシエタンを使用する
場合には、ナトリウム−ベンゾフェノンケチルなどによ
る乾燥を予め行っておくことが好ましい。また、支持電
解質の場合には、減圧加熱による乾燥、或いは水分と反
応しやすく且つ容易に除去し得る物質(例えば、トリメ
チルクロロシランなど)の添加による水分除去を行って
おくことが好ましい。In the above electrode reaction, it is desirable to remove water in the solvent and the supporting electrolyte in advance in order to suppress the side reaction of the dihalosilane represented by the general formula (1) with water. For example, when tetrahydrofuran or 1,2-dimethoxyethane is used as the solvent, it is preferable to previously dry it with sodium-benzophenone ketyl or the like. Further, in the case of the supporting electrolyte, it is preferable to dry by heating under reduced pressure or to remove water by adding a substance that easily reacts with water and can be easily removed (for example, trimethylchlorosilane).
【0041】本願第2発明においては、本願第1発明に
おいて一般式(1)で示されるジハロシランの電極反応
により得られた一般式(2)で示されるポリシランから
保護基R1 を取り除く。一般式(2)で示されるポリシ
ランの保護基R1 を取り除くには、R1 がアルコキシア
ルキル基およびベンジル基である場合には、テトラヒド
ロフラン−アルコール混合溶媒中でプロトン酸を触媒と
して脱保護を行なう。この際、アルコールとしてはメタ
ノール、エタノール、イソプロパノールおよびこれらの
混合物が使用できる。この様なプロトン酸としては塩
酸、硫酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸
などが使用できる。R1 がトリアルキルシリル基である
場合には、上記方法以外にフッ素イオン或いはアルカリ
触媒によっても取り除くことができる。フッ素イオンを
供給する化合物としてはフッ化テトラブチルアンモニウ
ム、フッ酸、フッ化セシウムなどが使用できる。アルカ
リ触媒としては、炭酸カリウムなどが使用できる。In the second invention of the present application, the protecting group R 1 is removed from the polysilane represented by the general formula (2) obtained by the electrode reaction of the dihalosilane represented by the general formula (1) in the first invention of the present application. In order to remove the protecting group R 1 of the polysilane represented by the general formula (2), when R 1 is an alkoxyalkyl group and a benzyl group, deprotection is carried out in a tetrahydrofuran-alcohol mixed solvent using a protonic acid as a catalyst. . At this time, methanol, ethanol, isopropanol and a mixture thereof can be used as the alcohol. As such a protic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid or the like can be used. When R 1 is a trialkylsilyl group, it can be removed by a fluorine ion or an alkali catalyst in addition to the above method. Tetrabutylammonium fluoride, hydrofluoric acid, cesium fluoride or the like can be used as the compound that supplies fluorine ions. Potassium carbonate or the like can be used as the alkali catalyst.
【0042】[0042]
【発明の効果】本発明方法によれば、下記の様な顕著な
効果が達成される。According to the method of the present invention, the following remarkable effects are achieved.
【0043】(a)従来の方法に比べ、良好な収率でフ
ェノール基を有するポリシランを合成することができ
る。(A) The polysilane having a phenol group can be synthesized in a good yield as compared with the conventional method.
【0044】(b)アルカリ金属を使用しないので、工
業的規模の生産においても、安全且つ容易にポリシラン
を製造できる。(B) Since no alkali metal is used, polysilane can be produced safely and easily even in industrial scale production.
【0045】(c)通電量などを調整することにより、
生成するポリシランの分子量を制御することができる。(C) By adjusting the amount of electricity supplied,
The molecular weight of the polysilane produced can be controlled.
【0046】(d)電極として安定かつ安全な物質を使
用するので、容易且つ安全に環境汚染の危険性なしにポ
リシランを製造できる。(D) Since a stable and safe substance is used as the electrode, polysilane can be easily and safely produced without danger of environmental pollution.
【0047】(e)骨格におけるSi−O−Si結合の
形成などによるポリマー主鎖中への酸素の挿入反応を大
幅に抑制することができる。(E) Oxygen insertion reaction into the polymer main chain due to the formation of Si-O-Si bond in the skeleton can be significantly suppressed.
【0048】(f)隔膜の使用を必要としないので、隔
膜が目詰まりを起こすこともなく、操作が簡便である。(F) Since it is not necessary to use a diaphragm, the diaphragm is not clogged and the operation is simple.
【0049】(g)本発明により得られるフォノール基
を有するポリシランは、前述の公知の方法(例えば、Ma
cromolecules 1989,22,2933 に記載の方法)により製造
されたフェノール基を有する従来のポリシランに比し
て、有機溶媒に対する溶解性が高く、成膜性にも優れて
いる。(G) The polysilane having a phonol group obtained by the present invention can be prepared by the known method described above (for example, Ma
cromolecules 1989, 22 , 2933)) has higher solubility in organic solvents and excellent film-forming properties than conventional polysilanes having a phenol group and produced by the method described in 1989.
【0050】[0050]
【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明確にする。EXAMPLES Examples will be shown below to further clarify the features of the present invention.
【0051】実施例1 三方コックおよびMg電極(1cm×1cm×5cm;
希塩酸で洗浄した後、エタノールおよびアセトンで洗浄
し、減圧乾燥し、窒素雰囲気下で研摩することにより、
表面の酸化被膜を除去した)2個を装着した内容積30
mlの3つ口フラスコ(以下反応器という)に無水過塩
素酸リチウム1.0gを収容し、1mmHgに加熱減圧し
て、過塩素酸リチウムを乾燥した後、脱酸素した乾燥窒
素を反応器内に導入し、さらに予めナトリウム−ベンゾ
フェノンケチルで乾燥したテトラヒドロフラン20ml
を加えた。これにp−メトキシメトキシフェニルジクロ
ロフェニルシラン1.6gをそれぞれシリンジで加え
た。この反応器を出力60W、周波数47KHzの超音
波洗浄器に浸漬し、冷却器により反応器を室温に保持し
つつ、定電流電源により通電した。その際、コミュテー
ターを使用して2つの電極の極性を15秒毎に変換しつ
つ、原料中の塩素原子を基準として4F/molの通電
量となる様に18時間通電した。Example 1 Three-way cock and Mg electrode (1 cm × 1 cm × 5 cm;
After washing with dilute hydrochloric acid, washing with ethanol and acetone, drying under reduced pressure, and polishing under a nitrogen atmosphere,
Inner volume 30 with 2 pieces (excluding oxide film on the surface)
Anhydrous lithium perchlorate (1.0 g) was placed in a 3-ml flask (hereinafter referred to as a reactor), heated and decompressed to 1 mmHg to dry the lithium perchlorate, and then deoxygenated dry nitrogen was placed in the reactor. 20 ml of tetrahydrofuran which had been introduced into and further dried with sodium-benzophenone ketyl in advance.
Was added. To this, 1.6 g of p-methoxymethoxyphenyldichlorophenylsilane was added by a syringe. This reactor was immersed in an ultrasonic cleaner having an output of 60 W and a frequency of 47 KHz, and the reactor was kept at room temperature by a cooler while being energized by a constant current power supply. At that time, a commutator was used to convert the polarities of the two electrodes every 15 seconds, and electricity was supplied for 18 hours so that the amount of electricity supplied was 4 F / mol based on the chlorine atom in the raw material.
【0052】反応終了後、反応溶液を1N塩酸100m
lに加えた後、エーテルにより抽出し、貧溶媒エタノー
ル(100ml)および良溶媒ベンゼン(2ml)によ
り再沈した。After completion of the reaction, the reaction solution was treated with 1N hydrochloric acid 100m.
After addition to 1 liter, it was extracted with ether and reprecipitated with poor solvent ethanol (100 ml) and good solvent benzene (2 ml).
【0053】その結果、フェノール基がメトキシメチル
基により保護されたポリシラン(光散乱測定法による重
量平均分子量=6660)が,収率28%で得られた。As a result, polysilane in which the phenol group was protected by a methoxymethyl group (weight average molecular weight = 6660 by light scattering measurement method) was obtained in a yield of 28%.
【0054】次いで、このポリシランをテトラヒドロフ
ラン:イソプロパノール=1:1の混合溶媒50mlに
加え、これに濃塩酸0.5mlを加えて、室温で3時間
撹拌した。Then, this polysilane was added to 50 ml of a mixed solvent of tetrahydrofuran: isopropanol = 1: 1, 0.5 ml of concentrated hydrochloric acid was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours.
【0055】反応終了後、エーテルで抽出することによ
り、重量平均分子量5720のフェノール基を有するポ
リシランを定量的に得ることが出来た。After completion of the reaction, extraction with ether made it possible to quantitatively obtain a polysilane having a weight average molecular weight of 5720 and having a phenol group.
【0056】実施例2 一般式(1)で示される原料としてm−メトキシメトキ
シフェニルジクロロフェニルシラン0.5gを使用する
以外は実施例1と同様にして反応を行なった。その結
果、原料に対応して、一般式(3)で示されるフェノー
ル基を有するポリシランを得ることができた。Example 2 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 0.5 g of m-methoxymethoxyphenyldichlorophenylsilane was used as the raw material represented by the general formula (1). As a result, a polysilane having a phenol group represented by the general formula (3) could be obtained corresponding to the raw material.
【0057】実施例3 一般式(1)で示される原料としてm−(t−ブチルジ
メチルシロキシ)フェニルメチルジクロロシラン2.0
gを使用する以外は実施例1と同様にして電極反応を行
なった。その結果、原料に対応して、一般式(2)で示
されるポリシランを得ることができた。Example 3 m- (t-butyldimethylsiloxy) phenylmethyldichlorosilane 2.0 as a raw material represented by the general formula (1)
The electrode reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that g was used. As a result, the polysilane represented by the general formula (2) could be obtained corresponding to the raw material.
【0058】次いで、得られたポリシラン(2)をフッ
化テトラブチルアンモニウム存在下、テトラヒドロフラ
ン中室温で3時間撹拌することにより、原料に対応し
て、フェノール基を有するポリシラン(3)を得ること
ができた。Then, the obtained polysilane (2) is stirred in tetrahydrofuran at room temperature for 3 hours in the presence of tetrabutylammonium fluoride to obtain a polysilane (3) having a phenol group corresponding to the raw material. did it.
【0059】実施例4 電極としてAl(1cm×1cm×5cm)を使用する以外は
実施例1と同様にして電極反応を行なった。その結果、
実施例1におけると同様のフェノール基を有するポリシ
ラン(3)を得ることができた。Example 4 An electrode reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that Al (1 cm × 1 cm × 5 cm) was used as the electrode. as a result,
The same polysilane (3) having a phenol group as in Example 1 could be obtained.
【0060】実施例5 支持電解質として過塩素酸テトラ−n−ブチルアンモニ
ウムを使用する以外は実施例1と同様にして電極反応を
行なった。その結果、実施例1におけると同様のフェノ
ール基を有するポリシラン(3)を得ることができた。Example 5 An electrode reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that tetra-n-butylammonium perchlorate was used as the supporting electrolyte. As a result, the same polysilane (3) having a phenol group as in Example 1 could be obtained.
【0061】実施例6 溶媒として予めナトリウム−ベンゾフェノンケチルによ
り乾燥した1,2−ジメトキシエタン15mlを使用す
る以外は実施例1と同様にして電極反応を行なった。そ
の結果、実施例1におけると同様のフェノール基を有す
るポリシラン(3)を得ることができた。Example 6 The electrode reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 15 ml of 1,2-dimethoxyethane which had been previously dried with sodium-benzophenone ketyl was used as the solvent. As a result, the same polysilane (3) having a phenol group as in Example 1 could be obtained.
【0062】[0062]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 亮一 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 村瀬 裕明 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Ryoichi Nishida 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Osaka Gas Co., Ltd. (72) Hiroaki Murase, 4-chome, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka No. 1 and 2 in Osaka Gas Co., Ltd.
Claims (2)
法であって、一般式(1) 【化1】 (式中、R1 は、アルコキシアルキル基、トリアルキル
シリル基またはベンジル基を表す。R2 は、水素原子、
アルキル基、アリール基、アルコキシ基またはアミノ基
を表す。Xは、同一または相異なってハロゲン原子を表
わす。mは、0〜10である。アルコキシアルコキシ
基、トリアルキルシロキシ基またはベンジロキシ基の位
置は、メタ位またはパラ位である。)で示されるジハロ
シランを特定の金属を陽極として用いる電極反応に供す
ることにより、一般式(2) 【化2】 (式中、R1 、R2 およびm、ならびアルコキシアルコ
キシ基、トリアルキルシロキシ基またはベンジロキシ基
の位置は、出発原料に対応して、上記に同じである;n
は、10〜10000である。)で示される水酸基を保
護したフェノール基を有するポリシランを製造する方
法。1. A method for producing a polysilane having a phenol group, which comprises a compound represented by the general formula (1): (In the formula, R 1 represents an alkoxyalkyl group, a trialkylsilyl group or a benzyl group. R 2 represents a hydrogen atom,
It represents an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group or an amino group. X's are the same or different and each represents a halogen atom. m is 0-10. The position of the alkoxyalkoxy group, the trialkylsiloxy group or the benzyloxy group is the meta position or the para position. By subjecting the dihalosilane represented by the formula (4) to an electrode reaction using a specific metal as an anode, a compound represented by the general formula (2): (In the formula, the positions of R 1 , R 2 and m, as well as the alkoxyalkoxy group, the trialkylsiloxy group or the benzyloxy group are the same as described above depending on the starting material;
Is 10 to 10,000. ) A method for producing a polysilane having a phenol group having a protected hydroxyl group.
法であって、一般式(1) 【化3】 (式中、R1 は、アルコキシアルキル基、トリアルキル
シリル基またはベンジル基を表す。R2 は、水素原子、
アルキル基、アリール基、アルコキシ基またはアミノ基
を表す。Xは、同一または相異なってハロゲン原子を表
わす。mは、0〜10である。アルコキシアルコキシ
基、トリアルキルシロキシ基またはベンジロキシ基の位
置は、メタ位またはパラ位である。)で示されるジハロ
シランを特定の金属を陽極として用いる電極反応に供す
ることにより、一般式(2) 【化4】 (式中、R1 、R2 およびm、ならびアルコキシアルコ
キシ基、トリアルキルシロキシ基またはベンジロキシ基
の位置は、出発原料に対応して、上記に同じである;n
は、10〜10000である。)で示されるポリシラン
を得た後、これを酸、アルカリまたはフッ素イオンの存
在下或いはアルコール中で反応させることにより、一般
式(3) 【化5】 (式中、R2 およびmは、出発原料に対応して、上記に
同じである;水酸基の位置は、出発原料のアルコキシア
ルコキシ基、トリアルキルシロキシ基またはベンジロキ
シ基の位置に対応して、上記に同じである;nは、10
〜10000である。)で示されるフェノール基を有す
るポリシランを製造する方法。2. A method for producing a polysilane having a phenol group, which comprises a compound represented by the general formula (1): (In the formula, R 1 represents an alkoxyalkyl group, a trialkylsilyl group or a benzyl group. R 2 represents a hydrogen atom,
It represents an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group or an amino group. X's are the same or different and each represents a halogen atom. m is 0-10. The position of the alkoxyalkoxy group, the trialkylsiloxy group or the benzyloxy group is the meta position or the para position. By subjecting the dihalosilane represented by the formula (4) to an electrode reaction using a specific metal as an anode, a compound represented by the general formula (2): (Wherein R 1 , R 2 and m, and the positions of the alkoxyalkoxy group, the trialkylsiloxy group or the benzyloxy group are the same as above corresponding to the starting materials; n
Is 10 to 10,000. ), A polysilane represented by the general formula (3): (In the formula, R 2 and m are the same as above corresponding to the starting material; the position of the hydroxyl group corresponds to the position of the alkoxyalkoxy group, the trialkylsiloxy group or the benzyloxy group of the starting material, and Is the same as; n is 10
It is from 1 to 10,000. ) A method for producing a polysilane having a phenol group represented by:
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JP04695093A JP3343693B2 (en) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | Method for producing polysilane having phenol group |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1998030618A1 (en) * | 1997-01-09 | 1998-07-16 | Osaka Gas Company Limited | Polysilanes and process for producing the same |
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1993
- 1993-03-08 JP JP04695093A patent/JP3343693B2/en not_active Expired - Fee Related
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WO1998030618A1 (en) * | 1997-01-09 | 1998-07-16 | Osaka Gas Company Limited | Polysilanes and process for producing the same |
US6255430B1 (en) | 1997-01-09 | 2001-07-03 | Osaka Gas Company Limited | Polysilanes and process for preparation of same |
CN1098880C (en) * | 1997-01-09 | 2003-01-15 | 大阪瓦斯株式会社 | Polysilanes and process for producing same |
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