JPH10226727A - Optically active organosilicon copolymer - Google Patents

Optically active organosilicon copolymer

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JPH10226727A
JPH10226727A JP2994797A JP2994797A JPH10226727A JP H10226727 A JPH10226727 A JP H10226727A JP 2994797 A JP2994797 A JP 2994797A JP 2994797 A JP2994797 A JP 2994797A JP H10226727 A JPH10226727 A JP H10226727A
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JP
Japan
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copolymer
group
chiral
optically active
silane
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Application number
JP2994797A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiji Toyoda
誠治 豊田
Michiya Fujiki
道也 藤木
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce at a low cost a stable copolymer which has one-way helix, has a structure containing a chiral center and is useful as an enantiomer- recognizing material, particularly as CSP material for use in HPLC and GC, and as a model standard substance for use in investigation on the structure and physical properties of an one-dimensional semiconductor and a quantum wire, by using a poly silane which has a side chain having a structure containing a phenyl derivative. SOLUTION: This is a copolymer of a silane monomer unit (-R3 R*Si-) which has a substituent of a chiral structure having a branched structure at the β-position thereof and a structure containing a phenyl derivative and has a chiral structure of 100% optical purity with an achiral silane monomer unit (-R1 R2 Si-), and is represented by the formula, wherein R1 and R3 are each a group having a structure containing a phenyl derivative group, R2 is an alkyl, aralkyl, aryloxyalkyl or the like, R* is a chiral alkyl group having a branched structure at the β-position thereof, x is a number of 0.001<=x<=0.999 and n is 10 to 100,000. This copolymer is prepared by subjecting to desalt- copolymerization an optically active dihalogenated silane and an optically non-active dihalogenated silane which have a corresponding substituent.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、サーモクロミズ
ム、ピエゾクロミズム、電界発光、エナンチオマー分子
認識能、あるいは一次元量子細線半導体、励起子物質と
しての物性や機能が期待されるフェニル誘導体基を含む
光学活性な有機ケイ素共重合体に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermochromism, a piezochromism, an electroluminescence, an enantiomer molecular recognition ability, or a one-dimensional quantum wire semiconductor, an optical system containing a phenyl derivative group which is expected to have physical properties and functions as an exciton substance. It relates to an active organosilicon copolymer.

【0002】[0002]

【従来の技術】有機ケイ素化合物は産業上有用なものが
多く、例えば表面処理剤、はっ水はつ油剤、電気絶縁
体、熱媒体、セラミック材の前駆体などは、いずれもケ
イ素原子を骨格の一部に含む高分子である。近年、主鎖
骨格がケイ素のみから構成される、溶媒に可溶な有機ポ
リシランが新しいタイプの機能材料として注目を集めて
きており、フォトレジスト、光導波路材料、シリコンカ
ーバイドの前駆体、電子写真感光体、非線形光学材料、
発光材料など、応用を指向した多くの研究例が進行して
いる。
2. Description of the Related Art Many organosilicon compounds are industrially useful. For example, surface treatment agents, water-repellent oils, electric insulators, heating media, and precursors of ceramic materials all have a silicon atom skeleton. Is a polymer contained in a part of In recent years, solvent-soluble organic polysilanes, whose main chain skeleton is composed only of silicon, have been attracting attention as a new type of functional material. Photoresists, optical waveguide materials, precursors of silicon carbide, electrophotographic photosensitive materials Body, nonlinear optical material,
Many examples of research directed to applications, such as light emitting materials, are in progress.

【0003】有機ポリシランは一般に300から400
nm付近にSi−Si連鎖に特有の主鎖骨格に基づく紫
外吸収帯を持ち、主鎖自身がケイ素のみから構成される
高分子であるため、紫外線照射により容易に主鎖分解を
起こし、低分子量化、あるいはシロキサン化が容易に進
行する。実際にこれを利用したフォトレジストとしての
応用例が報告されている。したがって、有機ポリシラン
類は電子写真感光体、非線形光学材料、発光材料など、
光関連の機能材料用としての応用には不適である。しか
しながら、紫外域に吸収・発光を示し、溶媒に可溶な高
分子が比較的簡単な化学合成で容易に得られるという点
では、鎖間相互作用を無視することのできる一次元半導
体の光・電気物性の基礎研究用モデル物質としては大変
貴重で魅力的であり、高分子標準物質としての市場性が
期待される。
[0003] Organopolysilanes are generally from 300 to 400
In the vicinity of nm, it has an ultraviolet absorption band based on the main chain skeleton peculiar to the Si-Si chain, and since the main chain itself is a polymer composed only of silicon, the main chain is easily decomposed by irradiation with ultraviolet light, and the low molecular weight is low. Conversion or siloxane conversion easily proceeds. Actually, an application example as a photoresist utilizing this is reported. Therefore, organic polysilanes are used for electrophotographic photoreceptors, nonlinear optical materials, luminescent materials, etc.
It is unsuitable for application for light-related functional materials. However, in light of absorption and emission in the ultraviolet region, a polymer soluble in a solvent can be easily obtained by relatively simple chemical synthesis. It is very valuable and attractive as a model material for basic research on electrical properties, and is expected to be marketable as a polymer standard material.

【0004】一方、エナンチオマーを認識する高分子材
料として、スパルティン−ブチルリチウムを重合開始剤
にして合成された、ポリ(トリフェニルメチルメタクリ
レート)やポリ(ジフェニルピリジルメチルメタクリレ
ート)など、主鎖が一方向へリシティを有する炭素骨格
高分子が知られている[例えば、Y.オカモト(Y. Okam
oto)ほか、ジャーナルオブアメリカンケミカルソサイエ
ティ(J. Am. Chem. Soc.) 、第103巻、第6971頁
(1981)]。これらの一方向へリシティを持つ有機
高分子は、実際にシリカゲル表面に担持された形態で、
エナンチオマーを分離分割する高速液体クロマトグラフ
ィー用カラム材として上市されている[ダイセル化学
(株):製品名 Chiralpak-OT、Chiralpak-OP]。しか
しながら、これらのポリ(トリフェニルメチルメタクリ
レート)系材料は、主鎖ヘリックス構造を固定する側鎖
部が脱離すると同時にエナンチオマー認識能も失われる
という致命的な欠点を有している。
On the other hand, as a polymer material that recognizes enantiomers, the main chain is unidirectional, such as poly (triphenylmethyl methacrylate) and poly (diphenylpyridylmethyl methacrylate) synthesized using spartin-butyllithium as a polymerization initiator. Carbon skeletal polymers having helicity are known [for example, Y. Okamoto
oto) et al., Journal of American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.), 103, 6971 (1981)]. These organic polymers with unidirectional resiliency are actually supported on the silica gel surface,
It is marketed as a column material for high performance liquid chromatography that separates and separates enantiomers [Daicel Chemical Co., Ltd .: product names Chiralpak-OT, Chiralpak-OP]. However, these poly (triphenylmethyl methacrylate) -based materials have a fatal drawback in that the side chains that fix the main-chain helical structure are eliminated and the ability to recognize enantiomers is lost at the same time.

【0005】有機ポリシランのケイ素主鎖骨格や炭化水
素系側鎖は加水分解や加溶媒分解に対して耐性があると
いう特徴を活かすことができれば、通常、暗所、脱酸素
の条件下で使用する高速液体クロマトグラフィー(HP
LCと略)、ガスクロマトグラフィー(GCと略)用カ
ラム材料としての用途が開ける。さらに光学活性な有機
ポリシロキサン構造であれば酸素に対する耐性が有機ポ
リシランよりもさらに向上することが期待される。例え
ば、熱力学的に不安定な有機ポリシラン骨格が酸化され
ると、最終的には熱力学的に安定な光学活性な有機ポリ
シロキサンに転化されると考えられるが、それでもな
お、主鎖のキラリティに由来するエナンチオマー認識能
は依然保持され、従って、長期的な反復使用に対して実
用に耐えられる特性を有することが十分期待できる。
As long as the silicon main chain skeleton and hydrocarbon side chain of the organic polysilane can take advantage of the feature of being resistant to hydrolysis and solvolysis, they are usually used in a dark place and under conditions of deoxygenation. High performance liquid chromatography (HP
It can be used as a column material for gas chromatography (abbreviated as LC) and gas chromatography (abbreviated as GC). Further, it is expected that the resistance to oxygen is further improved as compared with the organic polysilane, if the organic polysiloxane structure is optically active. For example, when the thermodynamically unstable organic polysilane skeleton is oxidized, it is thought that it is ultimately converted into a thermodynamically stable optically active organic polysiloxane, but the chirality of the main chain is still high. The ability to recognize the enantiomer derived from is still retained, and therefore, it can be expected that it has properties that can be practically used for long-term repeated use.

【0006】現在HPLCによる分離分析手段として、
逆相条件でも使用できるエマンチオマー認識用カラム材
の多くは生体物質由来のものであり、その多くがアミド
結合を有するアルキル誘導体であるため、やはり加水分
解によるカラムの劣化という課題が残されている。ここ
でもし光学活性置換基を有するクロロシラン系材料から
誘導されるか、あるいは、主鎖骨格自身のヘリシティを
有する光学活性有機ポリシランを担体に担持させること
ができれば、HPLC用光学異性体分離カラム剤(以
下、CSPと略す)あるいはGC用CSPとしての用途
が開ける。
At present, as a means for separation and analysis by HPLC,
Most of the column materials for enantiomer recognition that can be used under reversed-phase conditions are derived from biological substances, and most of them are alkyl derivatives having an amide bond. Therefore, there still remains a problem of column degradation due to hydrolysis. Here, if an optically active organic polysilane derived from a chlorosilane-based material having an optically active substituent or having the helicity of the main chain skeleton itself can be supported on a carrier, an optical isomer separation column for HPLC ( Hereinafter, it can be used as a CSP for GC) or a CSP for GC.

【0007】最近、溶液中熱的に非常に安定な単一ラセ
ン(巻方向一定・ピッチ均一)ポリシランが報告され、
4eV(320nm)において半値幅0.10eV(8
nm)という非常に急峻なUV−円偏光(CD)吸収、
蛍光スペクトル特性を示すことが報告された。この単一
ラセンポリシランは、理想的な励起子光学応答スペクト
ル特性を示すことから、有機溶媒に可溶な量子細線半導
体(線幅0.5nm)として、また理想的な一次元励起
子物質として注目を集めてきている[例えば、M.フジ
キ(M. Fujiki) 、ジャーナル オブ アメリカン ケミ
カル ソサイエティ、第116巻、第6017頁(19
94)、M.フジキ(M. Fujiki) 、アプライドフィジク
スレターズ(Appl. Phys. Lett.) 、第65巻、第325
1頁(1994)]。
Recently, a single helical (constant winding direction, uniform pitch) polysilane which is thermally very stable in solution has been reported,
At 4 eV (320 nm), the half width is 0.10 eV (8
nm) very steep UV-circular polarization (CD) absorption,
It was reported to exhibit fluorescence spectral properties. Since this single helix polysilane exhibits ideal exciton optical response spectrum characteristics, it is attracting attention as a quantum wire semiconductor (line width 0.5 nm) soluble in organic solvents and as an ideal one-dimensional exciton substance. [For example, M. Fujiki, Journal of American Chemical Society, Vol. 116, pp. 6017 (19
94); Fujiki, Applied Physics Letters (Appl. Phys. Lett.), 65, 325
1 (1994)].

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの光
学活性ポリシランの側鎖はアルキル基、アラルキル基、
アリールオキシアルキル基、またはアルキルエーテル基
に限定されており、現在のところエナンチオマー認識能
力は確認されていない。ここで、もし、側鎖としてフェ
ニル誘導基をもつ光学活性ポリシランが合成できれば、
認識対象のエナンチオマーとの親和性が飛躍的に向上
し、エナンチオマー認識能力が向上することが期待され
る。
However, the side chains of these optically active polysilanes are alkyl groups, aralkyl groups,
It is limited to an aryloxyalkyl group or an alkyl ether group, and its enantiomer recognition ability has not been confirmed at present. Here, if an optically active polysilane having a phenyl derivative group as a side chain can be synthesized,
It is expected that the affinity for the enantiomer to be recognized will be dramatically improved, and the enantiomer recognition ability will be improved.

【0009】また、エナンチオマー的に純粋な右手型
([R]−体)あるいは左手型([S]−体)キラルア
ルキル基を側鎖に持つ特殊な有機ジクロロシランを原料
として、金属ナトリウムで脱塩縮合で得られる単独重合
体を用いると、[R]−体あるいは[S]−体の原料は
非常に高価であるため製造コストがかかってしまう。従
って、製造コストを下げるため、光学純度が多少低くて
も、あるいは使用するキラルモノマーの使用量を減らし
ても、単独重合体と同等の励起子光学応答スペクトル特
性を持つ一方向性ヘリックス構造を維持する必要性があ
った。
Further, a special organic dichlorosilane having an enantiomerically pure right-handed ([R] -isomer) or left-handed ([S] -isomer) chiral alkyl group in the side chain is used as a raw material to remove with sodium metal. When a homopolymer obtained by salt condensation is used, the raw material of the [R] -form or the [S] -form is very expensive, so that the production cost increases. Therefore, even if the optical purity is slightly lower or the amount of chiral monomer used is reduced to reduce the manufacturing cost, the unidirectional helical structure with the same exciton optical response spectrum characteristics as the homopolymer is maintained. There was a need to.

【0010】本発明の目的は、エナンチオマー認識材
料、特にHPLCやGC用CSP用材料として、また一
次元半導体・量子細線構造物性研究用モデル標準物質と
して有用な、キラル中心を含む有機置換基がケイ素原子
に直接結合された構造を有し、室温溶液中でも一方向ヘ
リックスが安定に保持されたフェニル誘導体基を含む光
学活性有機ケイ素高分子群をより安価に提供することに
ある。
It is an object of the present invention to provide an enantiomer-recognizing material, in particular, an organic substituent containing a chiral center, which is useful as a material for a CSP for HPLC or GC, or as a model reference material for studying the properties of one-dimensional semiconductors and quantum wire structures. An object of the present invention is to provide an optically active organosilicon polymer group having a phenyl derivative group having a structure directly bonded to an atom and having a one-way helix stably maintained even in a solution at room temperature, at a lower cost.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の光学活性有機ケイ素共重合体は、下記一般
式(I):
The optically active organosilicon copolymer of the present invention for achieving the above object has the following general formula (I):

【0012】[0012]

【化2】 Embedded image

【0013】(式中、R1 およびR3 は同一または異な
るフェニル誘導体基、R2 は、アルキル基、アラルキル
基、アリールオキシアルキル基、またはアルキルエーテ
ル基、R* はβ−位置に分岐構造をもつキラルなアルキ
ル基を示し、xは0.001≦x≦0.999であり、
nは10〜100000である。)で表されることを特
徴とする。
(Wherein R 1 and R 3 are the same or different phenyl derivative groups, R 2 is an alkyl group, an aralkyl group, an aryloxyalkyl group or an alkyl ether group, and R * has a branched structure at the β-position. X is 0.001 ≦ x ≦ 0.999,
n is 10 to 100,000. ).

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の特徴は、β−位置に分岐
構造を持つキラルな構造を持つ置換基およびフェニル誘
導体を持つ光学純度100%のキラルな構造を持つシラ
ンモノマー単位(すなわち、−R3* Si−)と、フ
ェニル誘導体基を含むアキラルなシランモノマー単位
(すなわち、−R12 Si−)とのポリシラン共重合
体であることである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A feature of the present invention is that a silane monomer unit having a chiral structure having an optical purity of 100% having a substituent having a chiral structure having a branched structure at the β-position and a phenyl derivative (ie,- R 3 R * Si—) and an achiral silane monomer unit containing a phenyl derivative group (that is, —R 1 R 2 Si—).

【0015】上記一般式(I)において、R1 およびR
3 で表される基の例としては、C65 、o−(CH
3 )C64 、m−(CH3 )C64 、p−(CH
3 )C64 などが挙げられる。
In the above general formula (I), R 1 and R
Examples of the group represented by 3 include C 6 H 5 , o- (CH
3) C 6 H 4, m- (CH 3) C 6 H 4, p- (CH
3 ) C 6 H 4 and the like.

【0016】また、上記一般式(I)において、R2
表される基のうち、アルキル基の例としては、CH3
25 、n−C37 、n−C49 、n−C5
11、n−C613、n−C715、n−C817、n
−C919、n−C1021、n−C1123、n−C12
25、n−C1327、n−C1420、n−C1531、n−
1633、n−C1735、n−C1837、n−C
1930、n−C2041が挙げられる。またアラルキル基
の例としては、CH2 CH2 Ph(Phはフェニル基を
示す。以下同じ)、CH2 CH2 CH2 Ph、CH2
2 CH2 CH2 Phが挙げられる。またアリールオキ
シアルキル基の例としては、CH2 CH2 OPh、CH
2 CH2 CH2 OPh、CH2 CH2 CH2 CH2 OP
hが挙げられる。そしてアルキルエーテル基の例として
は、CH2 CH2 OCH2 CH2 OC25、CH2
2 O(CH2 CH2 O)225 などが挙げられ
る。
In the general formula (I), examples of the alkyl group among the groups represented by R 2 include CH 3 ,
C 2 H 5, n-C 3 H 7, n-C 4 H 9, n-C 5
H 11, n-C 6 H 13, n-C 7 H 15, n-C 8 H 17, n
-C 9 H 19, n-C 10 H 21, n-C 11 H 23, n-C 12 H
25, n-C 13 H 27 , n-C 14 H 20, n-C 15 H 31, n-
C 16 H 33, n-C 17 H 35, n-C 18 H 37, n-C
19 H 30, n-C 20 H 41 and the like. Examples of the aralkyl group include CH 2 CH 2 Ph (Ph represents a phenyl group; the same applies hereinafter), CH 2 CH 2 CH 2 Ph, CH 2 C
H 2 CH 2 CH 2 Ph is mentioned. Examples of the aryloxyalkyl group include CH 2 CH 2 OPh, CH
2 CH 2 CH 2 OPh, CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OP
h. Examples of the alkyl ether group include CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OC 2 H 5 , CH 2 C
H 2 O (CH 2 CH 2 O) 2 C 2 H 5 and the like.

【0017】本発明の一般式(I)において、R* で表
される基のうち、(R)−Rで表される基の例として
は、下記式(化5)で表される各基が挙げられる。
In the general formula (I) of the present invention, among the groups represented by R * , examples of the group represented by (R) -R include each group represented by the following formula (Formula 5) Is mentioned.

【0018】[0018]

【化3】 Embedded image

【0019】[0019]

【化4】 Embedded image

【0020】他方、(S)−Rで表される基の例として
は、下記式(化6)で表される各基が挙げられる。
On the other hand, examples of the group represented by (S) -R include the groups represented by the following formula (Formula 6).

【0021】[0021]

【化5】 Embedded image

【0022】[0022]

【化6】 Embedded image

【0023】本発明の光学活性有機ケイ素共重合体は、
対応する置換基を持つ光学活性ジハロゲン化シランと光
学不活性ジハロゲン化シランとを、トルエン中、金属ナ
トリウムで脱塩共重合することにより合成される。その
際に、得られる共重合体のラセンの巻性は、使用した光
学活性ジハロゲン化シランの絶対配置のみで決定され
る。すなわち、(S)−配置のキラルアルキル基を持つ
光学活性ジハロゲン化シランを共重合体の一部に取り込
めば、(S)−配置のキラルアルキル基を持つ光学活性
ジハロゲン化シランのみから合成できる単独重合体と同
じ巻性になる。
The optically active organosilicon copolymer of the present invention comprises
It is synthesized by desalting and copolymerizing an optically active dihalogenated silane having a corresponding substituent and an optically inactive dihalogenated silane with metallic sodium in toluene. At that time, the helical winding property of the obtained copolymer is determined only by the absolute configuration of the optically active dihalogenated silane used. That is, if an optically active dihalogenated silane having a chiral alkyl group of (S) -configuration is incorporated into a part of the copolymer, it can be synthesized only from an optically active dihalogenated silane having a chiral alkyl group of (S) -configuration. It has the same winding property as the polymer.

【0024】本発明の光学活性有機ケイ素共重合体を合
成するための上記光学活性ジハロゲン化シランとして
は、β−位置に分岐構造を有するキラルなアルキル基を
有するものであり、例えば下記反応式
The above-mentioned optically active dihalogenated silane for synthesizing the optically active organosilicon copolymer of the present invention has a chiral alkyl group having a branched structure at the β-position.

【0025】[0025]

【化7】 Embedded image

【0026】(式中、R3 およびR* は上記と同じ意味
を表し、Xは好ましくはClまたはBrであり、Yはハ
ロゲン原子、好ましくはClであり、Et2 Oはジエチ
ルエーテルである。)に基づいて合成される化合物が挙
げられる。この化合物の具体的な合成方法は分析結果に
ついては、特開平6−306087号および特開平7−
33784号の各明細書に記載されている。本発明にお
いては、光学活性ジクロロシランが好ましく用いられ
る。この化合物の具体例としては、[(S)−2−メチ
ルブチル−フェニル]ジクロロシラン、[(R)−2−
メチルブチル−フェニル]ジクロロシラン、[(S)−
3−メチルペンチル−フェニル]ジクロロシラン、
[(R)−3−メチルペンチル−フェニル]ジクロロシ
ラン等が挙げられる。
(Wherein, R 3 and R * have the same meanings as above, X is preferably Cl or Br, Y is a halogen atom, preferably Cl, and Et 2 O is diethyl ether. )). The specific synthesis method of this compound is described in JP-A-6-306087 and JP-A-7-
No. 33784 is described in each specification. In the present invention, optically active dichlorosilane is preferably used. Specific examples of this compound include [(S) -2-methylbutyl-phenyl] dichlorosilane, [(R) -2-
Methylbutyl-phenyl] dichlorosilane, [(S)-
3-methylpentyl-phenyl] dichlorosilane,
[(R) -3-methylpentyl-phenyl] dichlorosilane and the like.

【0027】本発明の光学活性有機ケイ素共重合体を合
成するための上記光学不活性ジハロゲン化シランとして
は、同様に下記反応式
The above-mentioned optically inactive dihalogenated silane for synthesizing the optically active organosilicon copolymer of the present invention is also represented by the following reaction formula:

【0028】[0028]

【化8】 Embedded image

【0029】(式中、R1 およびR2 は上記と同じ意味
を表し、Xは好ましくはClまたはBrであり、Yはハ
ロゲン原子、好ましくはClであり、Et2 Oはジエチ
ルエーテルである。)に基づいて合成される化合物が挙
げられる。本発明では、光学不活性ジクロロシランが好
ましく用いられ、例えば、(メチル−フェニル)ジクロ
ロシラン、(エチル−フェニル)ジクロロシラン、(n
−プロピル−フェニル)ジクロロシラン、(メチル−m
−トリルシラン)ジクロロシラン、(エチル−m−トリ
ルシラン)ジクロロシラン、(n−プロピル−m−トリ
ルシラン)ジクロロシラン、(n−ブチル−m−トリル
シラン)ジクロロシラン、(n−ペンチル−m−トリル
シラン)ジクロロシラン、(n−ヘキシル−m−トリル
シラン)ジクロロシラン等が挙げられる。
(Wherein, R 1 and R 2 have the same meanings as above, X is preferably Cl or Br, Y is a halogen atom, preferably Cl, and Et 2 O is diethyl ether. )). In the present invention, optically inactive dichlorosilane is preferably used. For example, (methyl-phenyl) dichlorosilane, (ethyl-phenyl) dichlorosilane, (n
-Propyl-phenyl) dichlorosilane, (methyl-m
-Tolylsilane) dichlorosilane, (ethyl-m-tolylsilane) dichlorosilane, (n-propyl-m-tolylsilane) dichlorosilane, (n-butyl-m-tolylsilane) dichlorosilane, (n-pentyl-m-tolylsilane) dichlorosilane Chlorosilane, (n-hexyl-m-tolylsilane) dichlorosilane and the like can be mentioned.

【0030】この際、使用する光学活性有機置換基を含
むジクロロシラン類は、分岐部がβ−位置にあるためナ
トリウム脱塩縮合反応課程でのラセミ化や転移反応の恐
れがなく、また、縮合反応時のケイ素モノマー間の立体
障害の程度も比較的小さいため、高分子光学活性鎖状有
機ポリシランが容易に生成する。
At this time, the dichlorosilanes containing an optically active organic substituent to be used are free from racemization or rearrangement in the course of sodium desalination and condensation because the branch is at the β-position. Since the degree of steric hindrance between silicon monomers at the time of the reaction is relatively small, high molecular weight optically active chain organic polysilane is easily formed.

【0031】本発明では、低温重合、好ましくは約65
℃における重合を行うことにより、所望の高分子量の共
重合体が得られる。あるいは、高温重合、好ましくは約
130℃における重合により本発明の共重合体を得るた
めには、上記の共重合成分を溶媒に一気に滴下して行う
ことが望ましい。
In the present invention, low temperature polymerization, preferably about 65
By carrying out the polymerization at ° C., a copolymer having a desired high molecular weight is obtained. Alternatively, in order to obtain the copolymer of the present invention by high-temperature polymerization, preferably at about 130 ° C., it is desirable to carry out the above-mentioned copolymerization component by dropping it into a solvent at once.

【0032】[0032]

【実施例】本発明である光学活性鎖状有機ポリシラン共
重合体の具体的合成例を下記実施例によりさらに具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
EXAMPLES Specific examples of the synthesis of the optically active linear organic polysilane copolymer of the present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0033】(実施例1)ポリ[((S)−2−メチル
ブチル−フェニルシラン)0.25−コ(co)−(メチル
−フェニルシラン)0.75]の具体的合成例を示す。
(Example 1) A specific synthesis example of poly [((S) -2-methylbutyl-phenylsilane) 0.25 -co (co)-(methyl-phenylsilane) 0.75 ] will be described.

【0034】反応容器内を十分に脱水脱気し、アルゴン
ガス置換した後、金属ナトリウム1.60gおよび脱水
トルエン15mlをフラスコに入れた。[(S)−2−
メチルブチル−フェニル]ジクロロシラン1.65g
(25モル%)および(メチル−フェニル)ジクロロシ
ラン5.00g(75モル%)を滴下ロートに入れた
後、上記フラスコ中に油浴温度130℃において0.3
g滴下した。この反応溶液を高速攪拌して、フラスコ中
のナトリウムを細かい粒子に砕いた。油浴温度を65℃
に冷却後、ジクロロシラン混合物の残りを、反応温度が
70℃を超えないようにゆっくり滴下し1時間反応させ
た。反応混合溶液を加圧ろ過し、ろ液にイソプロピルア
ルコールを加えた。生じた白色沈殿を遠心分離機で回収
し、110℃で真空乾燥した。
After the inside of the reaction vessel was sufficiently dehydrated and degassed and purged with argon gas, 1.60 g of metallic sodium and 15 ml of dehydrated toluene were placed in a flask. [(S) -2-
1.65 g of methylbutyl-phenyl] dichlorosilane
(25 mol%) and 5.00 g (75 mol%) of (methyl-phenyl) dichlorosilane were placed in a dropping funnel, and then placed in the flask at an oil bath temperature of 130 ° C. in a volume of 0.3%.
g was dropped. This reaction solution was stirred at high speed to break down the sodium in the flask into fine particles. Oil bath temperature 65 ℃
After cooling, the remainder of the dichlorosilane mixture was slowly added dropwise so that the reaction temperature did not exceed 70 ° C., and the mixture was reacted for 1 hour. The reaction mixture was filtered under pressure, and isopropyl alcohol was added to the filtrate. The resulting white precipitate was collected by a centrifugal separator and dried at 110 ° C. under vacuum.

【0035】こうして得られた有機ケイ素共重合体の収
量は0.46gあり、収率はジクロロシラン換算で7%
であった。GPC法により、重量平均分子は150万の
一峰性であった。得られた共重合体の紫外吸収スペクト
ルと円二色吸収スペクトルを図1に示す。すなわち、図
1は実施例1で得られた、ポリ[((S)−2−メチル
ブチル−フェニルシラン)0.25−コ(co)−(メチル
−フェニルシラン)0.75]の吸収、円二色吸収スペクト
ル(テトラヒドロフラン中、−10℃)を示す図であ
る。
The yield of the organosilicon copolymer thus obtained was 0.46 g, and the yield was 7% in terms of dichlorosilane.
Met. By GPC, the weight average molecule was 1.5 million monomodal. FIG. 1 shows an ultraviolet absorption spectrum and a circular dichroism absorption spectrum of the obtained copolymer. That is, FIG. 1 shows an absorption spectrum of poly [((S) -2-methylbutyl-phenylsilane) 0.25 -co (co)-(methyl-phenylsilane) 0.75 ] and a circular dichroic absorption spectrum obtained in Example 1. It is a figure which shows (in tetrahydrofuran -10 degreeC).

【0036】図1において、横軸は光子エネルギー(e
V)、左縦軸は吸光係数[ε(Si単位)−1dm3
-1]、右縦軸は円二色吸光係数[Δε(Si単位)−
1dm3 cm-1]を示す。これらのスペクトルの比較か
ら、3.56eVのコットンCD吸収帯は3.60eV
での主鎖吸収帯のほぼ相似形でかつ吸収極大がほぼ一致
することが明らかになった。
In FIG. 1, the horizontal axis is the photon energy (e
V), the left vertical axis represents the extinction coefficient [ε (Si unit) -1dm 3 c
m -1 ] and the vertical axis on the right is the circular two-color absorption coefficient [Δε (Si unit) −
1 dm 3 cm -1 ]. From the comparison of these spectra, the cotton CD absorption band at 3.56 eV was found to be 3.60 eV.
It was clarified that the main-chain absorption band was almost similar in shape and the absorption maximums were almost the same.

【0037】円二色吸収スペクトルが極大値をとる光子
エネルギーにおいて、ラセン性に非常に敏感な非対称性
因子(CD吸収帯を紫外吸収帯で除した値)の(S)−
体の含量依存性を図2に示す。30%で非対称性因子の
値がほぼ飽和していることが読み取れる。また、非対称
性因子の値を一方向ラセンを与えるポリ[n−ヘキシル
−(S)−2−メチルブチルシラン]のそれと比較する
と、ポリ[n−ヘキシル−(S)−2−メチルブチルシ
ラン]で2.3×10-4、30%共重合体で1.8×1
-4で同程度であった。
At the photon energy at which the circular dichroism absorption spectrum has a maximum value, the asymmetry factor (value obtained by dividing the CD absorption band by the ultraviolet absorption band) which is very sensitive to the helix property is (S) −
The dependence of the body content is shown in FIG. It can be seen that the value of the asymmetry factor is almost saturated at 30%. Also, comparing the value of the asymmetry factor with that of poly [n-hexyl- (S) -2-methylbutylsilane], which gives a unidirectional helix, poly [n-hexyl- (S) -2-methylbutylsilane] 2.3 × 10 -4 and 1.8% with 30% copolymer
0-4 was almost the same.

【0038】以上の結果は、共重合体中に30%以上の
(S)−キラルシランが含まれると、その共重合体は、
単独重合体ポリ[(S)−2−メチルブチル−フェニル
シラン]と同一の巻性、ラセンピッチ、剛直性高分子構
造を取っていることを意味している。
The above results indicate that when 30% or more of (S) -chiral silane is contained in the copolymer, the copolymer becomes
It means that it has the same winding, spiral pitch, and rigid polymer structure as the homopolymer poly [(S) -2-methylbutyl-phenylsilane].

【0039】(実施例2)ポリ[((S)−2−メチル
ブチル−フェニルシラン)0.20−コ(co)−(n−ヘ
キシル−(m−トリル)シラン)0.80]の具体的合成例
を示す。
Example 2 A specific example of the synthesis of poly [((S) -2-methylbutyl-phenylsilane) 0.20 -co (co)-(n-hexyl- (m-tolyl) silane) 0.80 ] is shown. .

【0040】反応容器内を十分に脱水脱気し、アルゴン
ガス置換した後、金属ナトリウム1.07gおよび脱水
トルエン5mlをフラスコに入れた。[(S)−2−メ
チルブチル−フェニル]ジクロロシラン0.92g(2
0モル%)および(n−ヘキシル−m−トリルシラン)
ジクロロシラン3.00g(80モル%)を、油浴温度
130℃において、上記フラスコ中に一気に滴下し、3
0分間反応させた。この反応混合溶液を加圧ろ過し、ろ
液にイソプロピルアルコールを加えた。生じた自色沈殿
を遠心分離機で回収し、110℃で真空乾燥した。
After the inside of the reaction vessel was sufficiently dehydrated and degassed and purged with argon gas, 1.07 g of metallic sodium and 5 ml of dehydrated toluene were placed in a flask. [(S) -2-methylbutyl-phenyl] dichlorosilane 0.92 g (2
0 mol%) and (n-hexyl-m-tolylsilane)
3.00 g (80 mol%) of dichlorosilane was dropped into the flask at once at an oil bath temperature of 130 ° C.
The reaction was performed for 0 minutes. The reaction mixture was filtered under pressure, and isopropyl alcohol was added to the filtrate. The resulting self-colored precipitate was collected by a centrifuge, and dried at 110 ° C. under vacuum.

【0041】こうして得られた有機ケイ素共重合体の収
量は0.03gあり、収率はジクロロシラン換算で0.
7%であった。GPC法により、重量平均分子は24万
の一峰性であった。得られた共重合体の紫外吸収スペク
トルと円二色吸収スペクトルを図3に示す。すなわち、
図3は実施例2で得られた、ポリ[((S)−2−メチ
ルブチル−フェニルシラン)0.20−コ(co)−(n−
ヘキシル−m−トリルシラン)0.80]の吸収、円二色吸
収スペクトル(テトラヒドロフラン中、−10℃)を示
す図である。
The yield of the organosilicon copolymer thus obtained was 0.03 g, and the yield was 0.1 in terms of dichlorosilane.
7%. By GPC, the weight average molecule was 240,000 monomodal. FIG. 3 shows an ultraviolet absorption spectrum and a circular dichroism absorption spectrum of the obtained copolymer. That is,
FIG. 3 shows poly [((S) -2-methylbutyl-phenylsilane) 0.20 -co (co)-(n-
[Hexyl-m-tolylsilane) 0.80 ] and a circular dichroic absorption spectrum (in tetrahydrofuran at -10 ° C).

【0042】図3において、横軸は光子エネルギー(e
V)、左縦軸は吸光係数[ε(Si単位)−1dm3
-1]、右縦軸は円二色吸光係数[Δε(Si単位)−
1dm3 cm-1]を示す。これらのスペクトルの比較か
ら、3.58eVのコットンCD吸収帯は3.53eV
での主鎖吸収帯のほぼ相似形でかつ吸収極大がほぼ一致
することが明らかになった。
In FIG. 3, the horizontal axis represents the photon energy (e
V), the left vertical axis represents the extinction coefficient [ε (Si unit) -1dm 3 c
m -1 ] and the vertical axis on the right is the circular two-color absorption coefficient [Δε (Si unit) −
1 dm 3 cm -1 ]. From comparison of these spectra, the cotton CD absorption band at 3.58 eV was 3.53 eV.
It was clarified that the main-chain absorption band was almost similar in shape and the absorption maximums were almost the same.

【0043】円二色吸収スペクトルが極大値をとる光子
エネルギーにおいて、ラセン性に非常に敏感な非対称性
因子(CD吸収帯を紫外吸収帯で除した値)の(S)−
体の含量依存性を図4に示す。非対称性因子の値を一方
向ラセンを与えるポリ[n−ヘキシル−(S)−2−メ
チルブチルシラン]のそれと比較すると、ポリ[n−ヘ
キシル−(S)−2−メチルブチルシラン]で2.3×
10-4、50%共重合体で1.6×10-4で同程度であ
った。以上の結果は、共重合体中に50%以上の(S)
−キラルシランが含まれると共重合体は、単独重合体ポ
リ[(S)−2−メチルブチル−フェニルシラン]と同
一の巻性、ラセンピッチ、剛直性高分子構造を取ってい
ることを意味している。
At the photon energy at which the circular dichroism absorption spectrum has a maximum value, the asymmetry factor (value obtained by dividing the CD absorption band by the ultraviolet absorption band) which is very sensitive to the helix property is (S) −
FIG. 4 shows the body content dependence. Comparing the value of the asymmetry factor to that of poly [n-hexyl- (S) -2-methylbutylsilane], which gives a one-way helix, poly [n-hexyl- (S) -2-methylbutylsilane] gives 2 .3 ×
It was 1.6 × 10 -4 at 10 -4 and 50% copolymer, which was almost the same. The above results indicate that 50% or more of (S) was contained in the copolymer.
The inclusion of chiral silane means that the copolymer has the same winding, helix pitch, and rigid polymer structure as the homopolymer poly [(S) -2-methylbutyl-phenylsilane]. .

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明で示したように、β−位置に分岐
構造を持つキラルなアルキル基およびフェニル誘導体基
を持つジクロロシランを原料にして共重合体を合成した
場合、光学純度の低い光学活性キラルモノマーがアキラ
ルモノマーに対して少量含まれていれば、純度100%
のキラルモノマーから合成した単独重合体とほとんど同
一のヘリックス構造と主鎖吸収、円二色吸収スペクトル
特性を与えることが明確になった。すなわち、工業的に
は、共重合体の合成原料として、非常に少量のキラルモ
ノマー、あるいは、ほとんどラセミ体といってもいいよ
うな不順なキラルモノマーを利用できるため、ラセン巻
性が一様なフェニル誘導体基を含む有機ポリシランを非
常に安価に提供することが可能となった。このような光
学活性有機ポリシランは、新しいタイプのエナンチオマ
ー認識材料としての利用が期待される。
As shown in the present invention, when a copolymer is synthesized from dichlorosilane having a chiral alkyl group having a branched structure at the β-position and a phenyl derivative group as a raw material, the optical purity is low. 100% purity if the active chiral monomer is contained in a small amount relative to the achiral monomer
It has been shown that it gives almost the same helical structure, main chain absorption, and circular dichroic absorption spectrum characteristics as the homopolymer synthesized from the chiral monomer. That is, industrially, as a raw material for synthesizing a copolymer, a very small amount of a chiral monomer, or an irregular chiral monomer that can be said to be almost racemic, can be used. An organic polysilane containing a phenyl derivative group can be provided at very low cost. Such an optically active organic polysilane is expected to be used as a new type of enantiomer recognition material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1で得られたポリ[((S)−2−メチ
ルブチル−フェニルシラン)0.25−コ(co)−(メチ
ル−フェニルシラン)0.75]の吸収、円二色吸収スペク
トル(テトラヒドロフラン中、−10℃)を示す図であ
る。
FIG. 1 shows the absorption of poly [((S) -2-methylbutyl-phenylsilane) 0.25 -co (co)-(methyl-phenylsilane) 0.75 ] obtained in Example 1, and the circular dichroic absorption spectrum (tetrahydrofuran) FIG.

【図2】ポリ[((S)−2−メチルブチル−フェニル
シラン)x −コ(co)−(メチル−フェニルシラン)
1-x ]系において、(S)−体の含量と、非対称性因子
(テトラヒドロフラン中、−10℃)の関係を示す図で
ある。
FIG. 2. Poly [((S) -2-methylbutyl-phenylsilane) x -co (co)-(methyl-phenylsilane)
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the content of the (S) -form and the asymmetry factor (in tetrahydrofuran at −10 ° C.) in the [ 1-x ] system.

【図3】実施例2で得られたポリ[((S)−2−メチ
ルブチル−フェニルフシラン)0.20−コ(co)−(n
−ヘキシル−m−トリルシラン)0.80]の吸収、円二色
吸収スペクトル(テトラヒドロフラン中、−10℃)を
示す図である。
FIG. 3 shows the poly [((S) -2-methylbutyl-phenylfusilane) obtained in Example 2 0.20 -co (co)-(n
-Hexyl-m-tolylsilane) 0.80 ] and a circular dichroic absorption spectrum (in tetrahydrofuran at -10 ° C).

【図4】ポリ[((S)−2−メチルブチル−フェニル
シラン)x −コ(co)−(n−ヘキシル−m−トリル
シラン)1-x ]系において、(S)−体の含量と、非対
称性因子(テトラヒドロフラン中、−10℃)の関係を
示す図である。
FIG. 4 shows the content of the (S) -form in the poly [((S) -2-methylbutyl-phenylsilane) x -co (co)-(n-hexyl-m-tolylsilane) 1-x ] system, It is a figure which shows the relationship of an asymmetry factor (in tetrahydrofuran, -10 degreeC).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(I): 【化1】 (式中、R1 およびR3 は同一または異なるフェニル誘
導体基、R2 は、アルキル基、アラルキル基、アリール
オキシアルキル基、またはアルキルエーテル基、R*
β−位置に分岐構造をもつキラルなアルキル基を示し、
xは0.001≦x≦0.999であり、nは10〜1
00000である。)で表されることを特徴とする光学
活性有機ケイ素共重合体。
1. The following general formula (I): (Wherein R 1 and R 3 are the same or different phenyl derivative groups, R 2 is an alkyl group, an aralkyl group, an aryloxyalkyl group, or an alkyl ether group, and R * is a chiral group having a branched structure at the β-position. Represents an alkyl group,
x is 0.001 ≦ x ≦ 0.999, and n is 10 to 1
00000. An optically active organosilicon copolymer represented by the formula:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1396516A1 (en) * 2002-09-03 2004-03-10 Nara Institute of Science and Technology Optically active polysilane, optically active film, and method of controlling optical characteristics of solid thin film
JP2004341427A (en) * 2003-05-19 2004-12-02 Japan Science & Technology Agency Manufacturing method of polysilane optical activity reverse thin film

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EP1396516A1 (en) * 2002-09-03 2004-03-10 Nara Institute of Science and Technology Optically active polysilane, optically active film, and method of controlling optical characteristics of solid thin film
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