ケイ素系材料およびその製造方法
【課題】かご型ポリシルセスキオキサンを有するポリマーの更なる物性の向上を図るため、対称性を持つ構造を制御したかご型ポリシルセスキオキサンを提供する。
【解決手段】下記式（１）で表されるシロキサン化合物。
〔上記式（１）中、Ｒ1およびＲ2は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒ1とＲ2は互いに異なる基であり、ｍは４〜８の整数である。〕
【解決手段】下記式（１）で表されるシロキサン化合物。
〔上記式（１）中、Ｒ1およびＲ2は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒ1とＲ2は互いに異なる基であり、ｍは４〜８の整数である。〕
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シロキサン材料、特に対称性を持つかご型ポリシルセスキオキサン（ポリヘドラルオリゴメリックシルセスキオキサン：ＰＯＳＳ）およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シロキサン材料のうち、ポリシルセスキオキサンはケイ素原子一つに３つの酸素原子が結合した構造を有する化合物群であり、有機的性質と無機的性質を併せ持つため有機・無機ハイブリッド材料として注目されている。このポリシルセスキオキサンの中でも、かご型ポリシルセスキオキサンは、その立体的に特異な構造を有するために、シロキサン材料の中でも耐熱性が高く、しかも誘電率が低いため、半導体プロセスにおける高性能層間絶縁膜材料への展開等高性能・高機能性材料としての応用が期待されている。
また、かご型ポリシルセスキオキサンを添加剤として用い、種々のポリマーに導入することにより、成膜性を付与し、耐熱性を向上させる試みもなされている（非特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】櫻井英樹 監修、有機ケイ素ポリマーの開発、シーエムシー(1999)
【非特許文献２】玉尾皓平 監修、21世紀の有機ケイ素化学、シーエムシー(2004)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、ポリマーの物性は、その一次構造に依存する高次構造に支配される。このため、かご型ポリシルセスキオキサンを有するポリマーの更なる物性の向上を図るためには、構造を制御したかご型ポリシルセスキオキサンの開発を行う必要がある。
そこで、本発明では、対称性を持つかご型ポリシルセスキオキサンの合成を試みた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の１）〜４）に関する。
１）下記式（１）で表されるシロキサン化合物（以下、「シロキサン化合物（１）」ともいう。）を有するケイ素系材料。
【０００６】
【化１】
〔上記式（１）中、Ｒ1およびＲ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒ1とＲ2は互いに異なる基であり、ｍは４〜８の整数である。〕
【０００７】
２）上記式（１）で表わされるシロキサン化合物が、下記式（１−１）で表わされるシロキサン化合物（以下、「シロキサン化合物（１−１）」ともいう。）であることが好ましい。
【０００８】
【化２】
Ｒ1およびＲ2 は、式（１）におけるＲ1およびＲ2 と同義である。
３）上記式（１）で表されるシロキサン化合物を１０重量％以上１００質量％以下含有するケイ素系材料
４）下記式（２）で表わされる化合物（以下、「シロキサン化合物（２）」ともいう。）と下記式（３）で表わされる化合物（以下、「シロキサン化合物（３）」ともいう。）とを反応させて上記式（１）で表わされる化合物を得る工程を含むことを特徴とする、式（１）または式（１−１）で表されるシロキサン化合物を含有するケイ素系材料の製造方法。
【０００９】
【化３】
〔上記式（２）中、Ｒ1 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｚは、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＭ（Ｍはアルカリ金属原子を示す。）、または−ＯＲa（Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。）で表わされる基であり、ｍは４〜８の整数である。ただし、Ｒ1とＺは異なる基である。〕
【００１０】
【化４】
〔上記式（３）中、Ｒ2は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｚは、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＭ（Ｍはアルカリ金属原子を示す。）、または−ＯＲa（Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。）で表わされる基であり、ｍは４〜８の整数である。ただし、Ｒ2とＺは異なる基である。〕
【００１１】
５）下記式（２）で表わされる化合物と下記式（４）で表わされる化合物（以下、「シラン化合物（４）」ともいう。）とを反応させて下記式（５）で表わされる化合物（以下、「シロキサン化合物（５）」ともいう。）を得る工程と、下記式（５）で表わされる化合物を反応させて上記式（１）で表わされる化合物を得る工程を含むことを特徴とする、式（１）または式（１−１）で表されるシロキサン化合物を含有するケイ素系材料の製造方法。
【００１２】
【化５】
〔上記式（４）中、Ｘはハロゲン原子であり、Ｒ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒbは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。〕
【００１３】
【化６】
〔上記式（５）中、Ｒ1およびＲ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒbは炭素数１〜１０の炭化水素基を示し、Ｒ1とＲ2は互いに異なる基である。〕
【発明の効果】
【００１４】
対称性を持つかご型ポリシルセスキオキサンを(高純度で)得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１で得られた本発明の対称性を持つかご型ポリシルセスキオキサンのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳのスペクトルである。
【図２】図２は、実施例１で得られた本発明の対称性を持つかご型ポリシルセスキオキサンの29ＳｉＮＭＲのスペクトルである。
【図３】図３は、実施例２で得られた本発明の対称性を持つかご型ポリシルセスキオキサンの1ＨＮＭＲのスペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ケイ素系材料
本発明のケイ素系材料は、下記式（１）で表されるシロキサン化合物（１）を含有する。
【００１７】
【化７】
〔上記式（１）中、Ｒ1およびＲ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒ1とＲ2は互いに異なる基であり、ｍは４〜８の整数である。〕
【００１８】
ここで、炭素数１〜３０の１価の有機基としては、炭素数１〜３０の１価の炭化水素基、ならびに酸素原子および窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種の原子を含む炭素数１〜３０の１価の炭化水素基等を挙げることができる。
【００１９】
炭素数１〜３０の１価の炭化水素基としては、炭素数１〜３０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基、炭素数３〜３０の脂環式炭化水素基および炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基等が挙げられる。
【００２０】
前記炭素数１〜３０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基としては、炭素数１〜２０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基が好ましく、炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基がより好ましい。
【００２１】
前記直鎖または分岐鎖の炭化水素基の好適な具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基およびｎ−ヘプチル基等が挙げられる。
【００２２】
前記炭素数３〜３０の脂環式炭化水素基としては、炭素数３〜２０の脂環式炭化水素基が好ましく、炭素数３〜１０の脂環式炭化水素基がより好ましい。
炭素数３〜３０の脂環式炭化水素基の好適な具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基およびシクロへキシル基等のシクロアルキル基；シクロブテニル基、シクロペンテニル基およびシクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基が挙げられる。当該脂環式炭化水素基の結合部位は、脂環上のいずれの炭素でもよい。
【００２３】
前記炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、ビフェニル基およびナフチル基等が挙げられる。当該芳香族炭化水素基の結合部位は、芳香族環上のいずれの炭素でもよい。
【００２４】
酸素原子を含む炭素数１〜３０の炭化水素基としては、エーテル結合、カルボニル基およびエステル基を有する炭素数１〜３０の炭化水素基等を挙げることができる。
エーテル結合を有する炭素数１〜３０の炭化水素基としては、炭素数１〜３０のアルコキシ基、炭素数２〜３０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜３０のアルキニルオキシ基、炭素数６〜３０のアリールオキシ基および炭素数１〜３０のアルコキシアルキル基などを挙げることができる。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、フェノキシ基、プロペニルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基およびメトキシメチル基等が挙げられる。
【００２５】
また、カルボニル基を有する炭素数１〜３０の炭化水素基としては、炭素数２〜３０のアシル基等を挙げることができる。具体的には、アセチル基、プロピオニル基、イソプロピオニル基およびベンゾイル基等が挙げられる。
【００２６】
エステル基を有する炭素数１〜３０の炭化水素基としては、炭素数２〜３０のアシルオキシ基等が挙げられる。具体的には、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、イソプロピオニルオキシ基およびベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
【００２７】
窒素原子を含む炭素数１〜３０の炭化水素基としては、イミダゾール基、トリアゾール基、ベンズイミダゾール基およびベンズトリアゾール基等が挙げられる。
酸素原子および窒素原子を含む炭素数１〜３０の炭化水素基としては、具体的には、オキサゾール基、オキサジアゾール基、ベンズオキサゾール基およびベンズオキサジアゾール基等が挙げられる。
【００２８】
Ｒ1としては炭素数１〜３０の１価の炭化水素基が好ましく、Ｒ2としては−ＯＨ、−ＳＨ、炭素数１〜３０の１価の炭化水素基が好ましい。ｍは４〜８の整数であり、４であることが好ましい。
【００２９】
下記式（１）で表されるシロキサン化合物（１）は、本発明のケイ素系材料に対して１０重量％以上１００質量％以下含有することが好ましく、３０質量％以上１００質量％以下含有することがより好ましく、４０質量％以上１００質量％以下含有することがさらに好ましい。
【００３０】
シロキサン化合物（１−１）
本発明のシロキサン化合物（１）は、下記式（１−１）で表わされるシロキサン化合物であることができる。
【００３１】
【化８】
Ｒ1およびＲ2 は、式（１）におけるＲ1およびＲ2 と同義である。
【００３２】
ケイ素系材料の製造方法−１
（Ａ）工程
本発明のケイ素系材料は、下記式（２）で表される化合物と下記式（３）で表される化合物を反応してシロキサン化合物（１）を得る工程を含む製造方法により製造することができる。
【００３３】
【化９】
〔上記式（２）中、Ｒ1 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｚは、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＭ（Ｍはアルカリ金属原子を示す。）、または−ＯＲa（Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。）で表わされる基であり、ｍは４〜８の整数である。ただし、Ｒ1とＺは異なる基である。〕
【００３４】
Ｒ1 は、式（１）のＲ1と同義である。
Ｚは、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＭ（Ｍはアルカリ金属原子を示す。）、または−ＯＲa（Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基である。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素が挙げられる。アルカリ金属原子としては、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムが挙げられる。
【００３５】
Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基であり、炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基、炭素数３〜１０の脂環式炭化水素基および炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基等が挙げられる。
【００３６】
前記炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基としては、炭素数１〜８の直鎖または分岐鎖の炭化水素基が好ましく、炭素数１〜５の直鎖または分岐鎖の炭化水素基がより好ましい。
【００３７】
前記直鎖または分岐鎖の炭化水素基の好適な具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基およびｎ−ヘプチル基等が挙げられる。
【００３８】
前記炭素数３〜１０の脂環式炭化水素基としては、炭素数３〜８の脂環式炭化水素基が好ましく、炭素数３〜５の脂環式炭化水素基がより好ましい。
炭素数３〜１０の脂環式炭化水素基の好適な具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基およびシクロへキシル基等のシクロアルキル基；シクロブテニル基、シクロペンテニル基およびシクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基が挙げられる。当該脂環式炭化水素基の結合部位は、脂環上のいずれの炭素でもよい。
【００３９】
前記炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、およびナフチル基等が挙げられる。当該芳香族炭化水素基の結合部位は、芳香族環上のいずれの炭素でもよい。
具体的には、Ｚは−ＯＨ、−ＯＭが好ましい。
【００４０】
【化１０】
〔上記式（３）中、Ｒ2は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｚは、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＭ（Ｍはアルカリ金属原子を示す。）、または−ＯＲa（Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。）で表わされる基であり、ｍは４〜８の整数である。ただし、Ｒ2とＺは異なる基である。〕
【００４１】
Ｒ2 は、式（１）のＲ1と同義である。
Ｚ は、式（１）のＺと同義である。
（Ａ）工程では、触媒を使用することができる。触媒としては、酸性化合物、および塩基性化合物から選ばれた少なくとも１種の化合物であることが好ましい。
【００４２】
酸性化合物としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸等の無機酸、酢酸、シュウ酸、マレイン酸、ギ酸、マロン酸、フタル酸、フマル酸等の有機酸が挙げられる。
塩基性化合物としては、例えば、メタノールアミン、エタノールアミン、Ｎ−エチルメタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン，Ｎ，Ｎ−ジメチルメタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルメタノールアミン、Ｎ−メチルジメタノールアミン、Ｎ−エチルジメタノールアミン、メトキシメチルアミン、メトキシエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラメチルエチレンジアミン、テトラエチルエチレンジアミン、テトラプロピルエチレンジアミン、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム，Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミドが挙げられる。
【００４３】
また、触媒の使用割合は、反応に供するシロキサン化合物（２）およびシロキサン化合物（３）の合計量１ｍｏｌに対して２〜１０ｍｏｌであることが好ましい。
また、（Ａ）工程では、溶媒も使用することができる。溶媒の例としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒および含ハロゲン溶媒からなる群より選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００４４】
中でも、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒が好適に用いられる。例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、等のアルコール系溶媒；エーテル類として、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−ｉ−ブチルケトン、メチル−ｎ−ペンチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、ジ−ｉ−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、２−ヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、２，４−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコールなどのケトン系溶媒が用いられる。
【００４５】
さらに、シロキサン化合物（２）と、シロキサン化合物（３）との使用割合は、シロキサン化合物（２）１ｍｏｌに対してシロキサン化合物（３）が０．８〜１．２ｍｏｌであることが好ましく、０．９〜１．１ｍｏｌであることがより好ましく、１ｍｏｌであることが特に好ましい。
【００４６】
反応条件としては、例えば反応温度が０〜１５０℃であることが好ましく、１０〜１００℃であることがより好ましく、また、反応時間が１０分間〜５０時間であることが好ましく、１〜２０時間であることがより好ましい。
【００４７】
ケイ素系材料の製造方法−２
本発明のケイ素系材料は、下記式（４）で表される化合物とを反応させて下記式（５）で表される化合物を得る工程（以下、「（Ｂ）工程」）と、下記式（５）で表される化合物をさらに反応してシロキサン化合物（１）を得る工程（以下、「（Ｃ）工程」）を含む製造方法により製造することができる。
【００４８】
【化１１】
〔上記式（４）中、Ｘはハロゲン原子であり、Ｒ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒbは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。〕
Ｒ2 は、式（１）のＲ1と同義である。
Ｒb は、式（２）のＲaと同義である。
【００４９】
【化１２】
〔上記式（５）中、Ｒ1およびＲ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒbは炭素数１〜１０の炭化水素基を示し、Ｒ1とＲ2は互いに異なる基である。〕
Ｒ1およびＲ2 は、式（１）のＲ1およびＲ2と同義である。
Ｒb は、式（２）のＲaと同義である。
【００５０】
（Ｂ）工程
（Ｂ）工程は、縮合反応により、シロキサン化合物（１）の前駆体を得る工程である。
【００５１】
シラン化合物（４）のＲ2はのうち、炭素数１〜３０の１価の有機基としては、炭素数１〜３０の１価の炭化水素基、ならびに酸素原子および窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種の原子を含む炭素数１〜３０の１価の炭化水素基等を挙げることができる。
【００５２】
炭素数１〜３０の１価の炭化水素基としては、炭素数１〜３０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基、炭素数３〜３０の脂環式炭化水素基および炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基等が挙げられる。
【００５３】
前記炭素数１〜３０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基としては、炭素数１〜２０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基が好ましく、炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基がより好ましい。
【００５４】
前記直鎖または分岐鎖の炭化水素基の好適な具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基およびｎ−ヘプチル基等が挙げられる。
【００５５】
前記炭素数３〜３０の脂環式炭化水素基としては、炭素数３〜２０の脂環式炭化水素基が好ましく、炭素数３〜１０の脂環式炭化水素基がより好ましい。
炭素数３〜３０の脂環式炭化水素基の好適な具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基およびシクロへキシル基等のシクロアルキル基；シクロブテニル基、シクロペンテニル基およびシクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基が挙げられる。当該脂環式炭化水素基の結合部位は、脂環上のいずれの炭素でもよい。
【００５６】
前記炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、ビフェニル基およびナフチル基等が挙げられる。当該芳香族炭化水素基の結合部位は、芳香族環上のいずれの炭素でもよい。
【００５７】
酸素原子を含む炭素数１〜３０の炭化水素基としては、エーテル結合、カルボニル基およびエステル基を有する炭素数１〜３０の炭化水素基等を挙げることができる。
エーテル結合を有する炭素数１〜３０の炭化水素基としては、炭素数１〜３０のアルコキシ基、炭素数２〜３０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜３０のアルキニルオキシ基、炭素数６〜３０のアリールオキシ基および炭素数１〜３０のアルコキシアルキル基などを挙げることができる。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、フェノキシ基、プロペニルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基およびメトキシメチル基等が挙げられる。
【００５８】
また、カルボニル基を有する炭素数１〜３０の炭化水素基としては、炭素数２〜３０のアシル基等を挙げることができる。具体的には、アセチル基、プロピオニル基、イソプロピオニル基およびベンゾイル基等が挙げられる。
【００５９】
エステル基を有する炭素数１〜３０の炭化水素基としては、炭素数２〜３０のアシルオキシ基等が挙げられる。具体的には、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、イソプロピオニルオキシ基およびベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
【００６０】
窒素原子を含む炭素数１〜３０の炭化水素基としては、イミダゾール基、トリアゾール基、ベンズイミダゾール基およびベンズトリアゾール基等が挙げられる。
酸素原子および窒素原子を含む炭素数１〜３０の炭化水素基としては、具体的には、オキサゾール基、オキサジアゾール基、ベンズオキサゾール基およびベンズオキサジアゾール基等が挙げられる。
【００６１】
ｍは４〜８の整数であり、４であることが好ましい。
シラン化合物（４）の具体的化合物としては、ジメトキシメチルクロロシラン、ジメトキシエチルクロロシラン、ジエトキシメチルクロロシラン、ジエトキシエチルクロロシラン、ジメトキシメチルブロモシラン、ジメトキシエチルブロモシラン、ジエトキシメチルブロモシラン、ジエトキシエチルブロモシラン等が挙げられ、ジメトキシメチルクロロシランが好ましい。
【００６２】
（Ｂ）工程では、触媒を使用することができる。触媒としては、（Ａ）工程と同様の触媒を用いることができる。また、触媒の使用割合は、反応に供するシラン化合物（４）１ｍｏｌに対して０．１〜１０ｍｏｌであることが好ましく、０．５〜２ｍｏｌであることがより好ましく、１ｍｏｌであることが特に好ましい。
【００６３】
また、（Ｂ）工程では、溶媒も使用することができる。溶媒としては、（Ａ）工程と同様の溶媒を用いることができる
さらに、シラン化合物（４）と、シロキサン化合物（５）との使用割合は、シロキサン化合物（５）１ｍｏｌに対してシラン化合物（４）が４〜２０ｍｏｌであることが好ましく、４〜１０ｍｏｌであることがより好ましく、４〜６ｍｏｌであることが特に好ましい。
【００６４】
反応条件としては、例えば反応温度が０〜１５０℃であることが好ましく、１０〜１００℃であることがより好ましく、また、反応時間が１０分間〜５０時間であることが好ましく、１〜２０時間であることがより好ましい。
【００６５】
（Ｃ）工程
（Ｃ）工程は、化合物（５）を加水分解・縮合反応により、シロキサン化合物（１）を得る工程である。
【００６６】
（Ｃ）工程では、触媒を使用することができる。触媒としては、（Ａ）工程と同様の触媒を用いることができる。また、触媒の使用割合は、反応に供するシロキサン化合物（５）１ｍｏｌに対して０．１〜１０ｍｏｌであることが好ましく、０．５〜２ｍｏｌであることがより好ましい。
【００６７】
また、（Ｃ）工程では、溶媒も使用することができる。溶媒としては、（Ａ）工程と同様の溶媒を用いることができる。
反応条件としては、例えば反応温度が０〜１５０℃であることが好ましく、１０〜１００℃であることがより好ましく、また、反応時間が１０分間〜１００時間であることが好ましく、１〜６０時間であることがより好ましい。
【実施例】
【００６８】
合成物の同定は、以下の分析機器により実施した。
１）1ＨＮＭＲ
Ｖａｒｉａｎ Ｇｅｍｉｎｉ２０００（３００ＭＨｚ）
Ｖａｒｉａｎ ＵＮＩＴＹ５００ｐｌｕｓ（５００ＭＨｚ）
Ｕｌｔｒａｓｈｉｅｌｄ Ｐｌｕｓ４００ＭＨｚ ｍａｇｎｅｔ
Ｓｏｌｖｅｎｔ：ＣＤＣｌ3（ＡＣＲＯＳ）
Ａｃｅｔｏｎｅ−ｄ（ＡＣＲＯＳ）
ＣＤＣｌ3（δ７．２６ｐｐｍ、1Ｈ）
Ａｃｅｔｏｎｅ−ｄ（δ２．０５ｐｐｍ、1Ｈ）
２）29ＳｉＮＭＲ
Ｖａｒｉａｎ ＵＮＩＴＹ５００ｐｌｕｓ（９９ＭＨｚ）
Ｕｌｔｒａｓｈｉｅｌｄ Ｐｌｕｓ４００ＭＨｚ ｍａｇｎｅｔ
Ｓｏｌｖｅｎｔ：ＣＤＣｌ3（ＡＣＲＯＳ）
３）ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏａｙａｔｅｍａ Ｉｎｃ．
Ｖｏｙａｇｅｒ ＤＥ ＲＰ
Ｓｏｌｖｅｎｔ：ＴＨＦ
Ｍａｔｒｉｘ：ＤＨＢ
【００６９】
＜実施例１＞
シロキサン化合物（１）の合成−１
１）all-cis-テトラフェニルシクロテトラシロキサンテトラオール（all-cis-T4）の合成
２５０ｍｌの３口フラスコに水酸化ナトリウム（２．０ｇ、５０ｍｍｏｌ）を入れ１００ｍｌの滴下ロートを取り付け窒素雰囲気下にした。そこへ水(０．９ｇ、５０ｍｍｏｌ)、溶媒として２−プロパノール（５０ｍｌ）、滴下ロートよりフェニルトリメトキシシラン（９．９ｇ、５０ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した。滴下後、室温で２０時間撹拌し、その後生成した固体を吸引ろ過により溶媒を取り除いた。真空乾燥により溶媒を留去し、白色粉末（化合物２）を得た（２．７ｇ、粗収率４０％）。得られた白色粉末は、下記の化合物であった。
【００７０】
【化１３】
（上記式中、Ｐｈはフェニル基を示す。）
【００７１】
２）all-cis-テトラトリルシクロテトラシロキサンテトラオール（all-cis-T4）の合成
２５０ｍｌの３口フラスコに水酸化ナトリウム（２．０ｇ、５０ｍｍｏｌ）を入れ１００ｍｌの滴下ロートを取り付け窒素雰囲気下にした。そこへ水(０．９ｇ、５０ｍｍｏｌ)、溶媒として２−プロパノール（５０ｍｌ）、滴下ロートよりトリルトリメトキシシラン（１０．６ｇ、５０ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した。滴下後、室温で２０時間撹拌し、その後生成した固体を吸引ろ過により溶媒を取り除いた。真空乾燥により溶媒を留去し、白色粉末（化合物２）を得た（２．９ｇ、粗収率４０％）。得られた白色粉末は、下記の化合物であった。
【００７２】
【化１４】
（上記式中、Ｐｈはフェニル基、Ｔｏｌはトリル基を示す。）
all-cis-テトラフェニルシクロテトラシロキサンテトラオール（All-cis-ph-T4-Tetorol）０．２７ｇ（０．４９ｍｍｏｌ）とall-cis--テトラトリルシクロテトラシロキサンテトラオール（4-Tol- Tetorol）０．３０ｇ（０．４９ｍｍｏｌ）を窒素雰囲気下でフラスコに入れた。そして、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ，５ｍｌ）とＮ，Ｎ´−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ、０．６８ｇ、３．３ｍｍｏｌ）を加えた。
【００７３】
反応原料混合物を１２時間撹拌し、溶液を脱イオン化した水で洗浄した。有機層は、無水硫酸ナトリウムで脱水した。溶媒を除去した後、白色の粉末が得られた(０．１８ｇ、収率３４．５％)。図１に得られた白色粉末のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（ｍ／ｓ、１１２９．１５,１１８６．２１，１６４６．１５，１７０３．２０）、図２に同じく29ＳｉＮＭＲ（９９ＭＨｚ、ＴＨＦ−ｄ8：δ−７８．１、７７．７）のスペクトルを示す。
【００７４】
これらのデータから、得られた白色粉末は、下記の化合物を４６重量％含むことが確認された。
【００７５】
【化１５】
（上記式中、Ｐｈはフェニル基、Ｔｏｌはトリル基を示す。）
【００７６】
＜実施例２＞
シロキサン化合物（１）の合成−２
１）all-cis-テトライソブチルシクロテトラシロキサンテトラオール（all-cis-T4）の合成
５００ｍｌの３口フラスコに水酸化ナトリウム（１０．０ｇ、０．２５ｍｏｌ）を入れ１００ｍｌの滴下ロートを取り付け窒素雰囲気下にした。そこへ水(４．５ｇ、０．２５ｍｏｌ)、溶媒としてヘキサン（２５０ｍｌ）、滴下ロートよりイソブチルトリメトキシシラン（５５．０ｇ、０．２５ｍｏｌ）をゆっくり滴下した。滴下後、室温で４８時間撹拌し、その後生成した固体を吸引ろ過により溶媒を取り除いた。真空乾燥により溶媒を留去し、白色粉末（化合物２）を得た（１１３ｇ、粗収率８２．０％）。得られた白色粉末は、下記の化合物であった。
【００７７】
【化１６】
（上記式中、ｉ−Ｂｕはイソブチル基を示す。）
次に、１００ｍｌの２口フラスコにＴ４Ｎａ２（２．００ｇ、３．６ｍｍｏｌ）を入れ１０ｍｌの滴下ロートを取り付け、窒素雰囲気下にした。溶媒としてジエチルエーテル（１００ｍｌ）を入れ、滴下ロートから酢酸（０．９６０ｇ、１６ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した。１時間撹拌した。その後、水で３回洗浄し、硫酸マグネシウムで脱水した。脱水した溶媒を除去し、白い個体を得た（０．８４ｇ、収率２９．０％）。得られた白い固体の1ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）は、δ１．９３−１．７９（４Ｈ、ｍ、ＣＨ3）、０．９７（２４Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＣＨ3）、０．９５（２４Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＣＨ3）、０．６４（８Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＳｉＣＨ2）、０．６２（８Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＳｉＣＨ2）であり、29ＳｉＮＭＲ（９９ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3 ａｎｄ ＴＭＳ）は、δ−４８．４３（ＭｅＳｉ（ＯＭｅ）3））、−６９．７３（ＯＳｉｉ−Ｂｕ）であった。これらのデータから、得られた白い固体は、下記の化合物３であることが確認された。
【００７８】
【化１７】
（上記式中、ｉ−Ｂｕはイソブチル基を示す。）
２）all-cisT4へのジメトキシメチルクロロシランの縮合 （Ｂ）工程
次に、１００ｍｌの３口フラスコにＴ４（０．４７２ｇ、１．０ｍｍｏｌ）を入れ５ｍｌの滴下ロートを取り付け、窒素雰囲気下にした。溶媒としてジエチルエーテル（３０ｍｌ）、トリエチルアミン（０．５１ｇ、５．０ｍｍｏｌ）を入れ、滴下ロートからジメトキシメチルクロロシラン（０．７００ｇ、５．０ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、２時間撹拌した。その後、溶媒、トリエチルアミン、未反応のジメトキシメチルクロロシランを減圧下で除去し、ゲル状の固体（化合物４）を得た（０．３５６ｇ、粗収率４０．０％）。得られた白い固体は、下記の化合物４であることが確認された。この物質の精製は行わず、次の反応（（Ｃ）工程）を行った。
【００７９】
【化１８】
（上記式中、ｉ−Ｂｕはイソブチル基を示す。）
３）加水分解・縮合によるＣ4V対称性を持つかご型ＰＯＳＳ（Ｃ4V -symmetryT8）の合成
【００８０】
（Ｃ）工程
次に、５０ｍｌのフラスコに化合物４（０．０８９ｇ、０．１ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にした。それをアセトニトリル溶媒中で、３５％塩酸水溶液０．０８３ｇ（塩酸として０．０２９ｇ（０．８ｍｍｏｌ））を加え、４８時間撹拌した。撹拌後、析出してきた固体をろ過し、アセトニトリル(１０ｍｌ)で洗い、白い個体を得た（０．０１７ｇ、収率２５．１％）。図３に、得られた白い固体の1ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）（δ１．９２−１．７９（４Ｈ、ｍ、ＣＨ3）、０．９７（２４Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＣＨ3）、０．９５（２４Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＣＨ3）、０．６４（８Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＳｉＣＨ2）、０．６２（８Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＳｉＣＨ2）、０．６０（８Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＳｉＣＨ2）、０．１４（１２Ｈ、ｓ、Ｓｉ-Ｍｅ））であり、29ＳｉＮＭＲ（９９ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3 ａｎｄ ＴＭＳ）（δ−６６．０４（ＯＳｉｉ−Ｂｕ）、−６７．８５（Ｏ3ＳｉＭｅ））のスペクトルを示す。これらのデータから、得られた白い固体は、下記の化合物５であることが確認された。
【００８１】
【化１９】
（上記式中、ｉ−Ｂｕはイソブチル基を示す。）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シロキサン材料、特に対称性を持つかご型ポリシルセスキオキサン（ポリヘドラルオリゴメリックシルセスキオキサン：ＰＯＳＳ）およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シロキサン材料のうち、ポリシルセスキオキサンはケイ素原子一つに３つの酸素原子が結合した構造を有する化合物群であり、有機的性質と無機的性質を併せ持つため有機・無機ハイブリッド材料として注目されている。このポリシルセスキオキサンの中でも、かご型ポリシルセスキオキサンは、その立体的に特異な構造を有するために、シロキサン材料の中でも耐熱性が高く、しかも誘電率が低いため、半導体プロセスにおける高性能層間絶縁膜材料への展開等高性能・高機能性材料としての応用が期待されている。
また、かご型ポリシルセスキオキサンを添加剤として用い、種々のポリマーに導入することにより、成膜性を付与し、耐熱性を向上させる試みもなされている（非特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】櫻井英樹 監修、有機ケイ素ポリマーの開発、シーエムシー(1999)
【非特許文献２】玉尾皓平 監修、21世紀の有機ケイ素化学、シーエムシー(2004)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、ポリマーの物性は、その一次構造に依存する高次構造に支配される。このため、かご型ポリシルセスキオキサンを有するポリマーの更なる物性の向上を図るためには、構造を制御したかご型ポリシルセスキオキサンの開発を行う必要がある。
そこで、本発明では、対称性を持つかご型ポリシルセスキオキサンの合成を試みた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の１）〜４）に関する。
１）下記式（１）で表されるシロキサン化合物（以下、「シロキサン化合物（１）」ともいう。）を有するケイ素系材料。
【０００６】
【化１】
〔上記式（１）中、Ｒ1およびＲ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒ1とＲ2は互いに異なる基であり、ｍは４〜８の整数である。〕
【０００７】
２）上記式（１）で表わされるシロキサン化合物が、下記式（１−１）で表わされるシロキサン化合物（以下、「シロキサン化合物（１−１）」ともいう。）であることが好ましい。
【０００８】
【化２】
Ｒ1およびＲ2 は、式（１）におけるＲ1およびＲ2 と同義である。
３）上記式（１）で表されるシロキサン化合物を１０重量％以上１００質量％以下含有するケイ素系材料
４）下記式（２）で表わされる化合物（以下、「シロキサン化合物（２）」ともいう。）と下記式（３）で表わされる化合物（以下、「シロキサン化合物（３）」ともいう。）とを反応させて上記式（１）で表わされる化合物を得る工程を含むことを特徴とする、式（１）または式（１−１）で表されるシロキサン化合物を含有するケイ素系材料の製造方法。
【０００９】
【化３】
〔上記式（２）中、Ｒ1 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｚは、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＭ（Ｍはアルカリ金属原子を示す。）、または−ＯＲa（Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。）で表わされる基であり、ｍは４〜８の整数である。ただし、Ｒ1とＺは異なる基である。〕
【００１０】
【化４】
〔上記式（３）中、Ｒ2は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｚは、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＭ（Ｍはアルカリ金属原子を示す。）、または−ＯＲa（Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。）で表わされる基であり、ｍは４〜８の整数である。ただし、Ｒ2とＺは異なる基である。〕
【００１１】
５）下記式（２）で表わされる化合物と下記式（４）で表わされる化合物（以下、「シラン化合物（４）」ともいう。）とを反応させて下記式（５）で表わされる化合物（以下、「シロキサン化合物（５）」ともいう。）を得る工程と、下記式（５）で表わされる化合物を反応させて上記式（１）で表わされる化合物を得る工程を含むことを特徴とする、式（１）または式（１−１）で表されるシロキサン化合物を含有するケイ素系材料の製造方法。
【００１２】
【化５】
〔上記式（４）中、Ｘはハロゲン原子であり、Ｒ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒbは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。〕
【００１３】
【化６】
〔上記式（５）中、Ｒ1およびＲ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒbは炭素数１〜１０の炭化水素基を示し、Ｒ1とＲ2は互いに異なる基である。〕
【発明の効果】
【００１４】
対称性を持つかご型ポリシルセスキオキサンを(高純度で)得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１で得られた本発明の対称性を持つかご型ポリシルセスキオキサンのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳのスペクトルである。
【図２】図２は、実施例１で得られた本発明の対称性を持つかご型ポリシルセスキオキサンの29ＳｉＮＭＲのスペクトルである。
【図３】図３は、実施例２で得られた本発明の対称性を持つかご型ポリシルセスキオキサンの1ＨＮＭＲのスペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ケイ素系材料
本発明のケイ素系材料は、下記式（１）で表されるシロキサン化合物（１）を含有する。
【００１７】
【化７】
〔上記式（１）中、Ｒ1およびＲ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒ1とＲ2は互いに異なる基であり、ｍは４〜８の整数である。〕
【００１８】
ここで、炭素数１〜３０の１価の有機基としては、炭素数１〜３０の１価の炭化水素基、ならびに酸素原子および窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種の原子を含む炭素数１〜３０の１価の炭化水素基等を挙げることができる。
【００１９】
炭素数１〜３０の１価の炭化水素基としては、炭素数１〜３０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基、炭素数３〜３０の脂環式炭化水素基および炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基等が挙げられる。
【００２０】
前記炭素数１〜３０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基としては、炭素数１〜２０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基が好ましく、炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基がより好ましい。
【００２１】
前記直鎖または分岐鎖の炭化水素基の好適な具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基およびｎ−ヘプチル基等が挙げられる。
【００２２】
前記炭素数３〜３０の脂環式炭化水素基としては、炭素数３〜２０の脂環式炭化水素基が好ましく、炭素数３〜１０の脂環式炭化水素基がより好ましい。
炭素数３〜３０の脂環式炭化水素基の好適な具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基およびシクロへキシル基等のシクロアルキル基；シクロブテニル基、シクロペンテニル基およびシクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基が挙げられる。当該脂環式炭化水素基の結合部位は、脂環上のいずれの炭素でもよい。
【００２３】
前記炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、ビフェニル基およびナフチル基等が挙げられる。当該芳香族炭化水素基の結合部位は、芳香族環上のいずれの炭素でもよい。
【００２４】
酸素原子を含む炭素数１〜３０の炭化水素基としては、エーテル結合、カルボニル基およびエステル基を有する炭素数１〜３０の炭化水素基等を挙げることができる。
エーテル結合を有する炭素数１〜３０の炭化水素基としては、炭素数１〜３０のアルコキシ基、炭素数２〜３０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜３０のアルキニルオキシ基、炭素数６〜３０のアリールオキシ基および炭素数１〜３０のアルコキシアルキル基などを挙げることができる。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、フェノキシ基、プロペニルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基およびメトキシメチル基等が挙げられる。
【００２５】
また、カルボニル基を有する炭素数１〜３０の炭化水素基としては、炭素数２〜３０のアシル基等を挙げることができる。具体的には、アセチル基、プロピオニル基、イソプロピオニル基およびベンゾイル基等が挙げられる。
【００２６】
エステル基を有する炭素数１〜３０の炭化水素基としては、炭素数２〜３０のアシルオキシ基等が挙げられる。具体的には、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、イソプロピオニルオキシ基およびベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
【００２７】
窒素原子を含む炭素数１〜３０の炭化水素基としては、イミダゾール基、トリアゾール基、ベンズイミダゾール基およびベンズトリアゾール基等が挙げられる。
酸素原子および窒素原子を含む炭素数１〜３０の炭化水素基としては、具体的には、オキサゾール基、オキサジアゾール基、ベンズオキサゾール基およびベンズオキサジアゾール基等が挙げられる。
【００２８】
Ｒ1としては炭素数１〜３０の１価の炭化水素基が好ましく、Ｒ2としては−ＯＨ、−ＳＨ、炭素数１〜３０の１価の炭化水素基が好ましい。ｍは４〜８の整数であり、４であることが好ましい。
【００２９】
下記式（１）で表されるシロキサン化合物（１）は、本発明のケイ素系材料に対して１０重量％以上１００質量％以下含有することが好ましく、３０質量％以上１００質量％以下含有することがより好ましく、４０質量％以上１００質量％以下含有することがさらに好ましい。
【００３０】
シロキサン化合物（１−１）
本発明のシロキサン化合物（１）は、下記式（１−１）で表わされるシロキサン化合物であることができる。
【００３１】
【化８】
Ｒ1およびＲ2 は、式（１）におけるＲ1およびＲ2 と同義である。
【００３２】
ケイ素系材料の製造方法−１
（Ａ）工程
本発明のケイ素系材料は、下記式（２）で表される化合物と下記式（３）で表される化合物を反応してシロキサン化合物（１）を得る工程を含む製造方法により製造することができる。
【００３３】
【化９】
〔上記式（２）中、Ｒ1 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｚは、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＭ（Ｍはアルカリ金属原子を示す。）、または−ＯＲa（Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。）で表わされる基であり、ｍは４〜８の整数である。ただし、Ｒ1とＺは異なる基である。〕
【００３４】
Ｒ1 は、式（１）のＲ1と同義である。
Ｚは、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＭ（Ｍはアルカリ金属原子を示す。）、または−ＯＲa（Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基である。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素が挙げられる。アルカリ金属原子としては、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムが挙げられる。
【００３５】
Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基であり、炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基、炭素数３〜１０の脂環式炭化水素基および炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基等が挙げられる。
【００３６】
前記炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基としては、炭素数１〜８の直鎖または分岐鎖の炭化水素基が好ましく、炭素数１〜５の直鎖または分岐鎖の炭化水素基がより好ましい。
【００３７】
前記直鎖または分岐鎖の炭化水素基の好適な具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基およびｎ−ヘプチル基等が挙げられる。
【００３８】
前記炭素数３〜１０の脂環式炭化水素基としては、炭素数３〜８の脂環式炭化水素基が好ましく、炭素数３〜５の脂環式炭化水素基がより好ましい。
炭素数３〜１０の脂環式炭化水素基の好適な具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基およびシクロへキシル基等のシクロアルキル基；シクロブテニル基、シクロペンテニル基およびシクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基が挙げられる。当該脂環式炭化水素基の結合部位は、脂環上のいずれの炭素でもよい。
【００３９】
前記炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、およびナフチル基等が挙げられる。当該芳香族炭化水素基の結合部位は、芳香族環上のいずれの炭素でもよい。
具体的には、Ｚは−ＯＨ、−ＯＭが好ましい。
【００４０】
【化１０】
〔上記式（３）中、Ｒ2は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｚは、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＭ（Ｍはアルカリ金属原子を示す。）、または−ＯＲa（Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。）で表わされる基であり、ｍは４〜８の整数である。ただし、Ｒ2とＺは異なる基である。〕
【００４１】
Ｒ2 は、式（１）のＲ1と同義である。
Ｚ は、式（１）のＺと同義である。
（Ａ）工程では、触媒を使用することができる。触媒としては、酸性化合物、および塩基性化合物から選ばれた少なくとも１種の化合物であることが好ましい。
【００４２】
酸性化合物としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸等の無機酸、酢酸、シュウ酸、マレイン酸、ギ酸、マロン酸、フタル酸、フマル酸等の有機酸が挙げられる。
塩基性化合物としては、例えば、メタノールアミン、エタノールアミン、Ｎ−エチルメタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン，Ｎ，Ｎ−ジメチルメタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルメタノールアミン、Ｎ−メチルジメタノールアミン、Ｎ−エチルジメタノールアミン、メトキシメチルアミン、メトキシエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラメチルエチレンジアミン、テトラエチルエチレンジアミン、テトラプロピルエチレンジアミン、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム，Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミドが挙げられる。
【００４３】
また、触媒の使用割合は、反応に供するシロキサン化合物（２）およびシロキサン化合物（３）の合計量１ｍｏｌに対して２〜１０ｍｏｌであることが好ましい。
また、（Ａ）工程では、溶媒も使用することができる。溶媒の例としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒および含ハロゲン溶媒からなる群より選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００４４】
中でも、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒が好適に用いられる。例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、等のアルコール系溶媒；エーテル類として、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−ｉ−ブチルケトン、メチル−ｎ−ペンチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、ジ−ｉ−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、２−ヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、２，４−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコールなどのケトン系溶媒が用いられる。
【００４５】
さらに、シロキサン化合物（２）と、シロキサン化合物（３）との使用割合は、シロキサン化合物（２）１ｍｏｌに対してシロキサン化合物（３）が０．８〜１．２ｍｏｌであることが好ましく、０．９〜１．１ｍｏｌであることがより好ましく、１ｍｏｌであることが特に好ましい。
【００４６】
反応条件としては、例えば反応温度が０〜１５０℃であることが好ましく、１０〜１００℃であることがより好ましく、また、反応時間が１０分間〜５０時間であることが好ましく、１〜２０時間であることがより好ましい。
【００４７】
ケイ素系材料の製造方法−２
本発明のケイ素系材料は、下記式（４）で表される化合物とを反応させて下記式（５）で表される化合物を得る工程（以下、「（Ｂ）工程」）と、下記式（５）で表される化合物をさらに反応してシロキサン化合物（１）を得る工程（以下、「（Ｃ）工程」）を含む製造方法により製造することができる。
【００４８】
【化１１】
〔上記式（４）中、Ｘはハロゲン原子であり、Ｒ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒbは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。〕
Ｒ2 は、式（１）のＲ1と同義である。
Ｒb は、式（２）のＲaと同義である。
【００４９】
【化１２】
〔上記式（５）中、Ｒ1およびＲ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒbは炭素数１〜１０の炭化水素基を示し、Ｒ1とＲ2は互いに異なる基である。〕
Ｒ1およびＲ2 は、式（１）のＲ1およびＲ2と同義である。
Ｒb は、式（２）のＲaと同義である。
【００５０】
（Ｂ）工程
（Ｂ）工程は、縮合反応により、シロキサン化合物（１）の前駆体を得る工程である。
【００５１】
シラン化合物（４）のＲ2はのうち、炭素数１〜３０の１価の有機基としては、炭素数１〜３０の１価の炭化水素基、ならびに酸素原子および窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種の原子を含む炭素数１〜３０の１価の炭化水素基等を挙げることができる。
【００５２】
炭素数１〜３０の１価の炭化水素基としては、炭素数１〜３０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基、炭素数３〜３０の脂環式炭化水素基および炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基等が挙げられる。
【００５３】
前記炭素数１〜３０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基としては、炭素数１〜２０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基が好ましく、炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖の炭化水素基がより好ましい。
【００５４】
前記直鎖または分岐鎖の炭化水素基の好適な具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基およびｎ−ヘプチル基等が挙げられる。
【００５５】
前記炭素数３〜３０の脂環式炭化水素基としては、炭素数３〜２０の脂環式炭化水素基が好ましく、炭素数３〜１０の脂環式炭化水素基がより好ましい。
炭素数３〜３０の脂環式炭化水素基の好適な具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基およびシクロへキシル基等のシクロアルキル基；シクロブテニル基、シクロペンテニル基およびシクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基が挙げられる。当該脂環式炭化水素基の結合部位は、脂環上のいずれの炭素でもよい。
【００５６】
前記炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、ビフェニル基およびナフチル基等が挙げられる。当該芳香族炭化水素基の結合部位は、芳香族環上のいずれの炭素でもよい。
【００５７】
酸素原子を含む炭素数１〜３０の炭化水素基としては、エーテル結合、カルボニル基およびエステル基を有する炭素数１〜３０の炭化水素基等を挙げることができる。
エーテル結合を有する炭素数１〜３０の炭化水素基としては、炭素数１〜３０のアルコキシ基、炭素数２〜３０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜３０のアルキニルオキシ基、炭素数６〜３０のアリールオキシ基および炭素数１〜３０のアルコキシアルキル基などを挙げることができる。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、フェノキシ基、プロペニルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基およびメトキシメチル基等が挙げられる。
【００５８】
また、カルボニル基を有する炭素数１〜３０の炭化水素基としては、炭素数２〜３０のアシル基等を挙げることができる。具体的には、アセチル基、プロピオニル基、イソプロピオニル基およびベンゾイル基等が挙げられる。
【００５９】
エステル基を有する炭素数１〜３０の炭化水素基としては、炭素数２〜３０のアシルオキシ基等が挙げられる。具体的には、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、イソプロピオニルオキシ基およびベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
【００６０】
窒素原子を含む炭素数１〜３０の炭化水素基としては、イミダゾール基、トリアゾール基、ベンズイミダゾール基およびベンズトリアゾール基等が挙げられる。
酸素原子および窒素原子を含む炭素数１〜３０の炭化水素基としては、具体的には、オキサゾール基、オキサジアゾール基、ベンズオキサゾール基およびベンズオキサジアゾール基等が挙げられる。
【００６１】
ｍは４〜８の整数であり、４であることが好ましい。
シラン化合物（４）の具体的化合物としては、ジメトキシメチルクロロシラン、ジメトキシエチルクロロシラン、ジエトキシメチルクロロシラン、ジエトキシエチルクロロシラン、ジメトキシメチルブロモシラン、ジメトキシエチルブロモシラン、ジエトキシメチルブロモシラン、ジエトキシエチルブロモシラン等が挙げられ、ジメトキシメチルクロロシランが好ましい。
【００６２】
（Ｂ）工程では、触媒を使用することができる。触媒としては、（Ａ）工程と同様の触媒を用いることができる。また、触媒の使用割合は、反応に供するシラン化合物（４）１ｍｏｌに対して０．１〜１０ｍｏｌであることが好ましく、０．５〜２ｍｏｌであることがより好ましく、１ｍｏｌであることが特に好ましい。
【００６３】
また、（Ｂ）工程では、溶媒も使用することができる。溶媒としては、（Ａ）工程と同様の溶媒を用いることができる
さらに、シラン化合物（４）と、シロキサン化合物（５）との使用割合は、シロキサン化合物（５）１ｍｏｌに対してシラン化合物（４）が４〜２０ｍｏｌであることが好ましく、４〜１０ｍｏｌであることがより好ましく、４〜６ｍｏｌであることが特に好ましい。
【００６４】
反応条件としては、例えば反応温度が０〜１５０℃であることが好ましく、１０〜１００℃であることがより好ましく、また、反応時間が１０分間〜５０時間であることが好ましく、１〜２０時間であることがより好ましい。
【００６５】
（Ｃ）工程
（Ｃ）工程は、化合物（５）を加水分解・縮合反応により、シロキサン化合物（１）を得る工程である。
【００６６】
（Ｃ）工程では、触媒を使用することができる。触媒としては、（Ａ）工程と同様の触媒を用いることができる。また、触媒の使用割合は、反応に供するシロキサン化合物（５）１ｍｏｌに対して０．１〜１０ｍｏｌであることが好ましく、０．５〜２ｍｏｌであることがより好ましい。
【００６７】
また、（Ｃ）工程では、溶媒も使用することができる。溶媒としては、（Ａ）工程と同様の溶媒を用いることができる。
反応条件としては、例えば反応温度が０〜１５０℃であることが好ましく、１０〜１００℃であることがより好ましく、また、反応時間が１０分間〜１００時間であることが好ましく、１〜６０時間であることがより好ましい。
【実施例】
【００６８】
合成物の同定は、以下の分析機器により実施した。
１）1ＨＮＭＲ
Ｖａｒｉａｎ Ｇｅｍｉｎｉ２０００（３００ＭＨｚ）
Ｖａｒｉａｎ ＵＮＩＴＹ５００ｐｌｕｓ（５００ＭＨｚ）
Ｕｌｔｒａｓｈｉｅｌｄ Ｐｌｕｓ４００ＭＨｚ ｍａｇｎｅｔ
Ｓｏｌｖｅｎｔ：ＣＤＣｌ3（ＡＣＲＯＳ）
Ａｃｅｔｏｎｅ−ｄ（ＡＣＲＯＳ）
ＣＤＣｌ3（δ７．２６ｐｐｍ、1Ｈ）
Ａｃｅｔｏｎｅ−ｄ（δ２．０５ｐｐｍ、1Ｈ）
２）29ＳｉＮＭＲ
Ｖａｒｉａｎ ＵＮＩＴＹ５００ｐｌｕｓ（９９ＭＨｚ）
Ｕｌｔｒａｓｈｉｅｌｄ Ｐｌｕｓ４００ＭＨｚ ｍａｇｎｅｔ
Ｓｏｌｖｅｎｔ：ＣＤＣｌ3（ＡＣＲＯＳ）
３）ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏａｙａｔｅｍａ Ｉｎｃ．
Ｖｏｙａｇｅｒ ＤＥ ＲＰ
Ｓｏｌｖｅｎｔ：ＴＨＦ
Ｍａｔｒｉｘ：ＤＨＢ
【００６９】
＜実施例１＞
シロキサン化合物（１）の合成−１
１）all-cis-テトラフェニルシクロテトラシロキサンテトラオール（all-cis-T4）の合成
２５０ｍｌの３口フラスコに水酸化ナトリウム（２．０ｇ、５０ｍｍｏｌ）を入れ１００ｍｌの滴下ロートを取り付け窒素雰囲気下にした。そこへ水(０．９ｇ、５０ｍｍｏｌ)、溶媒として２−プロパノール（５０ｍｌ）、滴下ロートよりフェニルトリメトキシシラン（９．９ｇ、５０ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した。滴下後、室温で２０時間撹拌し、その後生成した固体を吸引ろ過により溶媒を取り除いた。真空乾燥により溶媒を留去し、白色粉末（化合物２）を得た（２．７ｇ、粗収率４０％）。得られた白色粉末は、下記の化合物であった。
【００７０】
【化１３】
（上記式中、Ｐｈはフェニル基を示す。）
【００７１】
２）all-cis-テトラトリルシクロテトラシロキサンテトラオール（all-cis-T4）の合成
２５０ｍｌの３口フラスコに水酸化ナトリウム（２．０ｇ、５０ｍｍｏｌ）を入れ１００ｍｌの滴下ロートを取り付け窒素雰囲気下にした。そこへ水(０．９ｇ、５０ｍｍｏｌ)、溶媒として２−プロパノール（５０ｍｌ）、滴下ロートよりトリルトリメトキシシラン（１０．６ｇ、５０ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した。滴下後、室温で２０時間撹拌し、その後生成した固体を吸引ろ過により溶媒を取り除いた。真空乾燥により溶媒を留去し、白色粉末（化合物２）を得た（２．９ｇ、粗収率４０％）。得られた白色粉末は、下記の化合物であった。
【００７２】
【化１４】
（上記式中、Ｐｈはフェニル基、Ｔｏｌはトリル基を示す。）
all-cis-テトラフェニルシクロテトラシロキサンテトラオール（All-cis-ph-T4-Tetorol）０．２７ｇ（０．４９ｍｍｏｌ）とall-cis--テトラトリルシクロテトラシロキサンテトラオール（4-Tol- Tetorol）０．３０ｇ（０．４９ｍｍｏｌ）を窒素雰囲気下でフラスコに入れた。そして、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ，５ｍｌ）とＮ，Ｎ´−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ、０．６８ｇ、３．３ｍｍｏｌ）を加えた。
【００７３】
反応原料混合物を１２時間撹拌し、溶液を脱イオン化した水で洗浄した。有機層は、無水硫酸ナトリウムで脱水した。溶媒を除去した後、白色の粉末が得られた(０．１８ｇ、収率３４．５％)。図１に得られた白色粉末のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（ｍ／ｓ、１１２９．１５,１１８６．２１，１６４６．１５，１７０３．２０）、図２に同じく29ＳｉＮＭＲ（９９ＭＨｚ、ＴＨＦ−ｄ8：δ−７８．１、７７．７）のスペクトルを示す。
【００７４】
これらのデータから、得られた白色粉末は、下記の化合物を４６重量％含むことが確認された。
【００７５】
【化１５】
（上記式中、Ｐｈはフェニル基、Ｔｏｌはトリル基を示す。）
【００７６】
＜実施例２＞
シロキサン化合物（１）の合成−２
１）all-cis-テトライソブチルシクロテトラシロキサンテトラオール（all-cis-T4）の合成
５００ｍｌの３口フラスコに水酸化ナトリウム（１０．０ｇ、０．２５ｍｏｌ）を入れ１００ｍｌの滴下ロートを取り付け窒素雰囲気下にした。そこへ水(４．５ｇ、０．２５ｍｏｌ)、溶媒としてヘキサン（２５０ｍｌ）、滴下ロートよりイソブチルトリメトキシシラン（５５．０ｇ、０．２５ｍｏｌ）をゆっくり滴下した。滴下後、室温で４８時間撹拌し、その後生成した固体を吸引ろ過により溶媒を取り除いた。真空乾燥により溶媒を留去し、白色粉末（化合物２）を得た（１１３ｇ、粗収率８２．０％）。得られた白色粉末は、下記の化合物であった。
【００７７】
【化１６】
（上記式中、ｉ−Ｂｕはイソブチル基を示す。）
次に、１００ｍｌの２口フラスコにＴ４Ｎａ２（２．００ｇ、３．６ｍｍｏｌ）を入れ１０ｍｌの滴下ロートを取り付け、窒素雰囲気下にした。溶媒としてジエチルエーテル（１００ｍｌ）を入れ、滴下ロートから酢酸（０．９６０ｇ、１６ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した。１時間撹拌した。その後、水で３回洗浄し、硫酸マグネシウムで脱水した。脱水した溶媒を除去し、白い個体を得た（０．８４ｇ、収率２９．０％）。得られた白い固体の1ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）は、δ１．９３−１．７９（４Ｈ、ｍ、ＣＨ3）、０．９７（２４Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＣＨ3）、０．９５（２４Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＣＨ3）、０．６４（８Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＳｉＣＨ2）、０．６２（８Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＳｉＣＨ2）であり、29ＳｉＮＭＲ（９９ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3 ａｎｄ ＴＭＳ）は、δ−４８．４３（ＭｅＳｉ（ＯＭｅ）3））、−６９．７３（ＯＳｉｉ−Ｂｕ）であった。これらのデータから、得られた白い固体は、下記の化合物３であることが確認された。
【００７８】
【化１７】
（上記式中、ｉ−Ｂｕはイソブチル基を示す。）
２）all-cisT4へのジメトキシメチルクロロシランの縮合 （Ｂ）工程
次に、１００ｍｌの３口フラスコにＴ４（０．４７２ｇ、１．０ｍｍｏｌ）を入れ５ｍｌの滴下ロートを取り付け、窒素雰囲気下にした。溶媒としてジエチルエーテル（３０ｍｌ）、トリエチルアミン（０．５１ｇ、５．０ｍｍｏｌ）を入れ、滴下ロートからジメトキシメチルクロロシラン（０．７００ｇ、５．０ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、２時間撹拌した。その後、溶媒、トリエチルアミン、未反応のジメトキシメチルクロロシランを減圧下で除去し、ゲル状の固体（化合物４）を得た（０．３５６ｇ、粗収率４０．０％）。得られた白い固体は、下記の化合物４であることが確認された。この物質の精製は行わず、次の反応（（Ｃ）工程）を行った。
【００７９】
【化１８】
（上記式中、ｉ−Ｂｕはイソブチル基を示す。）
３）加水分解・縮合によるＣ4V対称性を持つかご型ＰＯＳＳ（Ｃ4V -symmetryT8）の合成
【００８０】
（Ｃ）工程
次に、５０ｍｌのフラスコに化合物４（０．０８９ｇ、０．１ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にした。それをアセトニトリル溶媒中で、３５％塩酸水溶液０．０８３ｇ（塩酸として０．０２９ｇ（０．８ｍｍｏｌ））を加え、４８時間撹拌した。撹拌後、析出してきた固体をろ過し、アセトニトリル(１０ｍｌ)で洗い、白い個体を得た（０．０１７ｇ、収率２５．１％）。図３に、得られた白い固体の1ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）（δ１．９２−１．７９（４Ｈ、ｍ、ＣＨ3）、０．９７（２４Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＣＨ3）、０．９５（２４Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＣＨ3）、０．６４（８Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＳｉＣＨ2）、０．６２（８Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＳｉＣＨ2）、０．６０（８Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、ＳｉＣＨ2）、０．１４（１２Ｈ、ｓ、Ｓｉ-Ｍｅ））であり、29ＳｉＮＭＲ（９９ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3 ａｎｄ ＴＭＳ）（δ−６６．０４（ＯＳｉｉ−Ｂｕ）、−６７．８５（Ｏ3ＳｉＭｅ））のスペクトルを示す。これらのデータから、得られた白い固体は、下記の化合物５であることが確認された。
【００８１】
【化１９】
（上記式中、ｉ−Ｂｕはイソブチル基を示す。）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表されるシロキサン化合物を含有するケイ素系材料。
【化１】
〔上記式（１）中、Ｒ1およびＲ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒ1とＲ2は互いに異なる基であり、ｍは４〜８の整数である。〕
【請求項２】
上記式（１）で表わされるシロキサン化合物が、下記式（１−１）で表わされるシロキサン化合物である、請求項１に記載のケイ素系材料。
【化２】
【請求項３】
上記式（１）で表されるシロキサン化合物を１０重量％以上１００質量％以下含有する、請求項１または２に記載のケイ素系材料。
【請求項４】
下記式（２）で表わされる化合物と下記式（３）で表わされる化合物とを反応させて上記式（１）で表わされる化合物を得る工程を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のケイ素系材料の製造方法。
【化３】
〔上記式（２）中、Ｒ1 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｚは、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＭ（Ｍはアルカリ金属原子を示す。）、または−ＯＲa（Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。）で表わされる基であり、ｍは４〜８の整数である。ただし、Ｒ1とＺは異なる基である。〕
【化４】
〔上記式（３）中、Ｒ2は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｚは、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＭ（Ｍはアルカリ金属原子を示す。）、または−ＯＲa（Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。）で表わされる基であり、ｍは４〜８の整数である。ただし、Ｒ2とＺは異なる基である。〕
【請求項５】
下記式（２）で表わされる化合物と下記式（４）で表わされる化合物とを反応させて下記式（５）で表わされる化合物を得る工程と、下記式（５）で表わされる化合物を反応させて上記式（１）で表わされる化合物を得る工程を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のケイ素系材料の製造方法。
【化５】
〔上記式（４）中、Ｘはハロゲン原子であり、Ｒ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒbは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。〕
【化６】
〔上記式（５）中、Ｒ1およびＲ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒbは炭素数１〜１０の炭化水素基を示し、Ｒ1とＲ2は互いに異なる基である。〕
【請求項１】
下記式（１）で表されるシロキサン化合物を含有するケイ素系材料。
【化１】
〔上記式（１）中、Ｒ1およびＲ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒ1とＲ2は互いに異なる基であり、ｍは４〜８の整数である。〕
【請求項２】
上記式（１）で表わされるシロキサン化合物が、下記式（１−１）で表わされるシロキサン化合物である、請求項１に記載のケイ素系材料。
【化２】
【請求項３】
上記式（１）で表されるシロキサン化合物を１０重量％以上１００質量％以下含有する、請求項１または２に記載のケイ素系材料。
【請求項４】
下記式（２）で表わされる化合物と下記式（３）で表わされる化合物とを反応させて上記式（１）で表わされる化合物を得る工程を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のケイ素系材料の製造方法。
【化３】
〔上記式（２）中、Ｒ1 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｚは、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＭ（Ｍはアルカリ金属原子を示す。）、または−ＯＲa（Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。）で表わされる基であり、ｍは４〜８の整数である。ただし、Ｒ1とＺは異なる基である。〕
【化４】
〔上記式（３）中、Ｒ2は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｚは、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＭ（Ｍはアルカリ金属原子を示す。）、または−ＯＲa（Ｒaは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。）で表わされる基であり、ｍは４〜８の整数である。ただし、Ｒ2とＺは異なる基である。〕
【請求項５】
下記式（２）で表わされる化合物と下記式（４）で表わされる化合物とを反応させて下記式（５）で表わされる化合物を得る工程と、下記式（５）で表わされる化合物を反応させて上記式（１）で表わされる化合物を得る工程を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のケイ素系材料の製造方法。
【化５】
〔上記式（４）中、Ｘはハロゲン原子であり、Ｒ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒbは炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。〕
【化６】
〔上記式（５）中、Ｒ1およびＲ2 は、水素原子、−ＯＨ、−ＳＨ、または炭素数１〜３０の１価の有機基を示し、Ｒbは炭素数１〜１０の炭化水素基を示し、Ｒ1とＲ2は互いに異なる基である。〕
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−７７００８（Ｐ２０１２−７７００８Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２１２６８（Ｐ２０１０−２２１２６８）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００４１７８）ＪＳＲ株式会社 (3,320)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００４１７８）ＪＳＲ株式会社 (3,320)
【Ｆターム（参考）】
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