JPS6368590A - シクロテトラシラン類とその製造法 - Google Patents

シクロテトラシラン類とその製造法

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JPS6368590A
JPS6368590A JP21071986A JP21071986A JPS6368590A JP S6368590 A JPS6368590 A JP S6368590A JP 21071986 A JP21071986 A JP 21071986A JP 21071986 A JP21071986 A JP 21071986A JP S6368590 A JPS6368590 A JP S6368590A
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JP
Japan
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2six
2six2
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cyclotetrasilanes
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JP21071986A
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English (en)
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Yoichiro Nagai
永井 洋一郎
Hideyuki Matsumoto
英之 松本
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 及玉光団 本発明は、新規な化合物であるオクタキスシリルシクロ
テトラシランおよびその製造方法を提供するものである
。
λ見狡歪 近年、有機ケイ素化学の技術進歩は活発となり、ごく最
近になって種々の高歪シクロポリシラン化合物が合成さ
れるようになった0例えば、((CHs)tsi) h
  (ジャーナル オブ アメリカンケミカル ソサイ
アテイ(J、Am;Ches、Soc、) 、 71 
(1949)963)、 (L−Bu (CHx) SL ) 4 (Buはブチ
ル基、(ジャーナル オルガノメタリック ケミストリ
ー(J、Organomet、ches、)、77(1
974)Cf3)、(MeszSi)z(Mesはメシ
チル基、(サイエンス(Science)、21虹(1
981) 1343) 、(ArzSi) s (Ar
は2,6−シメチルフエニル基、ジャーナル オブ ア
メリカン ケミカル ソサイエテイ(J、Am、Che
m、Soc、)、 104(1982) 1152)、
((t−BuCHt)zsi) 3+ ((t−BuC
Hz)zsi) z(ケミカルコミュニケーション(C
hem、Commun、) 、 (1983)781)
、 (t−BuzSi)s+ (t−BuzSi)z(アン
ゲバンテ ヘミ−(Angew、Chsm、) 、 9
6 (1984) 1311)、などがあげられる、さ
らに、側鎖にシリル基を含有するシクロポリシランとし
ては、従来オクタキス(トリメチルシリル)シクロテト
ラシラン((CHi) zsi ) tsi) 4のみ
が知られている(オルガノメタリックス(Organo
metallics)、(1982)1410)。
これらの高歪シクロポリシランは、大きな歪エネルギー
を持ち、熱的に反応性に富んでいて種々の分子との反応
試薬として用いられる。またシクロポリシラン中の5t
−3+結合は光照射(約200乃至400nm)により
容易に分解しシリレン(:5iRz)を放出するため、
これを用いて種々の光反応を行い得る。特に側鎖にシリ
ル基を有するシクロポリシランは5t−5+結合も多く
、その光反応性が極めて大きいことが予想される。さら
には開環重合させることによりポリマー用原料として、
フォトレジストとして、またSiCセラミックス用原料
として、広範囲における用途が期待できる。
上記した側鎖にシリル基を含有する公知のシクロポリシ
ランである (((C)Is) zsi ) zsi)
 aはメトキシトリス(トリメチルシリル)シラン((
(Cfh)zsi) 35宜0CL)を熱分解させ合成
している。
しかしながら、この熱分解法では、原料となる〔(CH
z)xSi) tsiOcH*が得がたく、高価であり
工業的方法とは言い難く、また(  ((C1h) t
si ) zsi) aの収率も低く不十分である。
本発明音らは、上記の従来の問題点を改善すべく鋭意努
力し、本発明に至った。すなわち本発明は入数し易い有
機ケイ素化合物を原料に用い、側鎖にシリル基を存する
新規なシクロテトラシラン類の製造法を提供するもので
ある。
発1m影へl丞 本発明の側鎖にシリル基を有するシクロテトラシラン類
とは、下記の(+)式に示されるごときものである。す
なわち、 SiR+Rzlh   SiRmRsRaRzJz!R
zzSi−Si      5i−SiRJaRqRz
lIh。R1*Si−Si −5i−5iR+。RzR
+zSiR+iR+J+自 SiR+3RzR+5(た
だしR,乃至RZ4は炭素原子数20以下のア/I/ 
* /I/ 5、アルケニル基あるいはアリール基であ
って、かつ、R+乃至R1、R1乃至R4、R1乃至R
9、R。
。乃至R+z 、R+z乃至RIS 、R16乃至R+
s −、RIq乃至L+ 、Lz乃至L4のそれぞれ3
個のR5がら成る各組合わせにおいて、少なくともその
ひとつは炭素数が2以上のR基である。また、R,〜R
24は同一でも異なっていてもよい。)R基の具体例と
しては、メチル基、エチル基、n−プロピル5.1so
−プロピル基、n−ブチル基、1so−ブチル基、t−
ブチル基、n−ペンチルi、neo−ペンチル基、n−
ヘキシル基、n−オクチル基、ヘキサデシル基、ビニル
基、アリル基、n−ブテニル基、フェニル基、トルイル
基、ナフチル基およびこれらの誘導体、すなわちハロゲ
ン、水酸基、アルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基
等を置換基に含むものがあげられる。上述のごとく1個
のシリル基に結合している3個のアルキル基が全てメチ
ル基であることはなく、少なくともひとつは炭素数が2
以上のものである。
かかるシクロテトラシラン類の具体的な例示としては、
オクタキス(エチルジメチルシリル)シクロテトラシラ
ン、オクタキス(トリn−ブチルシリル)シクロテトラ
シラン、オクタキス(トリn−ヘキシルシリル)シクロ
テトラシラン、オクタキス(トリフェニルシリル)シク
ロテトラシラン等が挙げられる。
この本発明におけるシクロテトラシラン類は、従来公知
の前記した3個のアルキル基が全てメチル基の場合に比
べ安定であり、例えば空気中での酸素との反応(Si−
0−Si結合を生成)は遅く保存が容易である。この効
果はR基が嵩高い程大きく、これはR基の立体障害によ
ると思われる。さらにすべてメチル基の場合の比較して
有8% ig媒に対する溶解性が著しく改善される。
次ぎに本発明のシクロテトラシラン類は以下のごとき方
法により製造される。
すなわち下式(n)で示される8種類のジハロゲン化シ
ラン類の中から選ばれる少なくとも1種類以上のジハロ
ゲン化シラン類とアルカリ金属あるいはアルカリ土類金
属とを反応させることによって製造できる。
(R+RzRsSi)zsiXz、  (RaRsR*
Si) 2SiXz。
(RJ*RqSi) zsiXz、  (R+++Rz
R+zSi)zsiXz、(R+ffR+aR+5Si
)zsiXz、  (R+aR+J+5Si)zsiX
z、(R+qRtoRzISr)tsrXtもしくは(
RzJzJzaSi) zsiXt         
(■)ただしここでR3乃至Laは炭素原子数20以下
のアルキル基、アルケニル基あるいはアリール基である
。またXはハロゲン原子であり、フッ素、塩素、臭素、
ヨウ素があげられるが、これらの中では臭素がシクロテ
トラシラン類の収率上置も好ましい。式(II)で表現
される具体的な例示化合物としては、例えばビス(エチ
ルジメチルシリル)ジブロモシラン等が挙げられる。
また反応にはアルカリ金属またはアルカリ土類金属が用
いられが、これらの中ではナトリウム、カリウムまたは
マグネシウムが収率上および経済上置も好ましい。この
必要量は、後記反応式に従で要求される量を使用すれば
よいが、実際は該化学量論より幾分過剰量を使用するの
が好ましい6反応様式については特に制限はないが、通
常液相にて行われ、溶媒としてはトルエン、ベンゼン、
キシレン、ヘキサン、ヘプタン、テトラヒドロフラン等
を用い得る。 反応温度は好ましくは20乃至200°
C1反応時間は好ましくは10分乃至30時間の範囲で
ある。反応終了後は生成した塩を濾別等により分離除去
し、しかる後に貧溶媒(ヘキサン、アルコール等)を用
いて目的とするシクロテトラシラン類を析出させる方法
が最も好ましい方法として採用できる0以上これらの艮
作は全てチッ素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス中
で行うことが好ましい。具体的な反応例としては、例え
ば4 (CJs(CH3)zsi) zsiBrz +
 8Na →((G2H5(CH3) tsi ] z
si) a+8NaBr              
      ■があげられる。
さらに本発明において出発原料として用いられるジハロ
ゲン化シラン類は、種々の方法によって製造することが
でき、本発明においてその製造法を限定するものではな
いが、最も経済的で容易な方法として以下の方法があげ
られる。すなわち具体的には例えば、 PhzSiCIz + 2R+RzRiSiC1+2M
g→(RJJzSi)zSiPhz +2MgC1□ 
           ■である。■の反応は通常溶媒
の存在下液相にて行われ、反応温度は好ましくは20乃
至100°03反応時間は好ましくは30分乃至5時間
の範囲である。
反応終了後は生成した塩を濾別等により分離除去し、ま
ずジシリルジフェニルシランを得る。該ジシリルジフェ
ニルシランはさらに■の反応により、ジシリルジブロモ
シランに転化するが、該反応は■と同様溶媒の存在下、
液相にて行われる0反応温度は好ましくは20乃至10
0°01反応時間は好ましくは30分乃至10時間であ
る0反応終了後は生成したアルミニウム塩を濾別等によ
り分離除去し、目的とするジシリルジブロモシランを得
る。■、■における操作は全てチン素、アルゴン、ヘリ
ウム等の不活性ガス中で行うことが好ましい。
なお、上記したジハロゲン化シラン類の製造用原料であ
るPJSiCIzおよびRIR2RzSiC1は、金属
ケイ素とハロゲン化炭化水素との直接反応等により比較
的容易に製造され得るものであり容易に入手可能である
。
以下、本発明を実施例によって説明する。
〈実施例1〉 下記の反応経路に従い、オクタキス(エチルジメチルシ
リル)シクロテトラシランの合成を行った。
PhzSiCI2+2CzHs(CHz)zsicl 
+2Mg→(CzHs(CH3) zsi ) zsi
Phz + 2MgCLz        ■”lBr
5 +5iBrz                 ■―
4  (CJs(CH3)zsi) zSiBrz+8
Na −” ((CJs(CHz)zsi) zsi)
4+ 8NaBr         ■゛(11ビス(
エチルジメチルシリル)ジフェニルシランの合成(■°
の反応) 撹拌機、滴下漏斗、還流冷却器を備えた11三つロフラ
スコにエチルジメチルクロロシラン(78g、0.63
so1)、マグネシウム(29g、1.20g−ato
m)、HMPA(300ml)を収め、室温にて撹拌し
ながら、これにジフェニルジクロロシラン(72g、0
.28mol)のTHF(140a+1)溶液を1時間
かけて滴下した0反応混合物を室温にて2時間撹拌後、
ヘキサン(500ml)を加えた。析出した塩を未反応
のマグネシウムとともに濾別した。濾液を5χの塩酸(
100+*l)とふりまぜた後、水洗し、無水硫酸マグ
ネシウムで乾燥した。?8媒を留去し、減圧蒸留した。
ビス(エチルジメチルシリル)ジフェニルシランが収f
fi75g(収率74χ)で無色液体として得られた。
このものの物性値は以下の如くであった。
〔Z弗点)   190−192°C/  7mmHg
(’HNMR) (CC1,)δ0.14(S、12)
1.Me)0.52〜1.18(m、10H,Et)7
.37(+m、10H,Ph) 〔元素分析値〕 (実測値) C,67,46; H,
9,00χ(計算値) CzoHtzSit としてC
,67,34; )1,9.04χ (2)ビス(エチルジメチルシリル)ジブロモシランの
合成(■°の反応) 500+*l三つロフラスコに+11で得られたビス(
エチルジメチル)ジフェニルシラン(18g、0.04
4mol)、臭化アルミニウム(1,8g、0.007
mol) 、ベンゼン(200ml)を入れ、撹拌しな
がら室温にてこれに臭化水素を5時間通じた0反応混合
物にヘキサン(500ml)を加え、析出したアルミニ
ウム塩を濾別した。濾液にアセトン0.5mlを加え蒸
留した。ビス(エチルメチルシリル)ジブロモシランが
収112g(収率67χ)で無色液体として得られた。
このものの物性値は以下の如くであった。
〔沸点)  170−172°C15mmHg[:’H
IIMR) (CC1,)δ 0.26(S、12H,
Me)0.69〜1.3 (m、 5H,Et)〔元素
分析値〕 (実測値) C,34,27; H,7,2
3χ(計算値) C+zH3oSiJrzとしてC,3
4,45; H,7,23X (3)オクタキス(エチルジメチルシリル)シクロテト
ラシランの合成(Φ″の反応) 撹拌機、滴下漏斗、還流冷却器を備えた5oI!ll三
つ口丸底フラスコにナトリウム(0,61g、26mg
−at。
ff+)トトルエン(30III+)を入れ、110 
’Cまで加熱した、これに(2)で得られたビス(エチ
ルジメチルシリル)ジブロモシラン(4,0g 、 1
1.1CAMol)のトルエン溶e、(20ml)を撹
拌しながら、1時間かけて滴下した。反応混合物を19
時間加熱還流させ、室温まで冷却した。ヘキサン(IS
Oml)を加え、生成した塩を析出させ濾別した。濾液
を濃縮しエタノール/ペンタン(9/1)混合液を加え
、オクタキス(エチルジメチルシリル)シクロテトラシ
ランを析出させた。収量0.23g(収率20χ)。
このものの物性値は以下の如し。
〔形状〕 白色柱状結晶 〔融点)  335−347°C CU  V  ]   (C−hexane)   3
00nm(t  1900)[I R)  2950(
s)、2925(s)、2900(s)、2875(s
)。
1460(m) 、 1250(s) 、 1240(
s) 、 1000(s) 。
830(11)、800(S)、 775811−’(
II)(’IN?II? ) (C,DA)60.54
(s、6LMe)1.10(a+、5H,Et) [”SiNMR〕(C6D&、TMS)δ−89,8(
(ELMezSi)zSi )−5,12(EtMez
Si) [Exact MS(El)) (実測値)+s/z 
 808.4117(計算値)CstHs*Si+ x
 としてm/z  808.4118 主里■四果 本発明は、産業上有用な、特に将来その用途開発が期待
される新規なシクロテトラシラン類、およびその製造法
を提供するものである。製造に際しては比較的人数容易
な原料を出発物質としており、経済的な製法を提供して
いる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)式( I )で示されるシクロテトラシラン類。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (ただしR_1乃至R_2_4は炭素原子数20以下の
    アルキル基、アルケニル基あるいはアリール基であって
    、かつ、R_1乃至R_3、R_4乃至R_6、R_7
    乃至R_9、R_1_0乃至R_1_2、R_1_3乃
    至R_1_5、R_1_6乃至R_1_8、R_1_9
    乃至R_2_1、R_2_2乃至R_2_4のそれぞれ
    3個のR_基から成る各組合わせにおいて、少なくとも
    ひとつは炭素数が2以上のR基である。また、R_1〜
    R_1_5は同一でも異なっていてもよい。)
  2. (2)式(II)で示される8種類のジハロゲン化シラン
    類の中から選ばれる少なくとも1種類以上のジハロゲン
    化シラン類と (R_1R_2R_3Si)_2SiX_2、(R_4
    R_5R_6Si)_2SiX_2、(R_7R_8R
    _9Si)_2SiX_2、(R_1_0R_1_1R
    _1_2Si)_2SiX_2、(R_1_3R_1_
    4R_1_5Si)_2SiX_2、(R_1_6R_
    1_7R_1_8Si)_2SiX_2、(R_1_9
    R_2_0R_2_1Si)_2SiX_2もしくは(
    R_2_2R_2_3R_2_4Si)_2SiX_2
    (II)(ただしR_1乃至R_2_4は炭素原子数20
    以下のアルキル基、アルケニル基あるいはアリール基で
    あり、Xはハロゲン原子である、なお、R_1〜R_1
    _5は同一でも異なっていてもよい。) アルカリ金属またはアルカリ土類金属とを反応させるこ
    とを特徴とする式( I )で示されるシクロテトラシラ
    ン類の製造方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (ただしR_1乃至R_2_4は炭素原子数が20以下
    のアルキル基、アルケニル基あるいはアリール基である
    。)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998058936A1 (fr) * 1997-06-20 1998-12-30 Hitachi, Ltd. Nanostructure d'organosilicie et son procede de fabrication

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998058936A1 (fr) * 1997-06-20 1998-12-30 Hitachi, Ltd. Nanostructure d'organosilicie et son procede de fabrication

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