ヒドロシラン誘導体、その製造方法、ケイ素含有薄膜の製造法
【課題】500℃以下の低温でプラズマ等を用いなくても、ケイ素含有薄膜を効率良く作製できる材料を提供する。
【解決手段】クロロシラン誘導体(3)と化合物M2Z(4)を反応させ、一般式(1’)
(式中、R1及びR2は各々独立にアルキル基を表す。Zがイソシアナト基又はイソチオシアナト基の場合、M2はナトリウム原子等を表す。Zがアミノ基、の場合、M2は水素原子等を表す。Zがアルケニル基の場合、M2はハロゲン化マグネシウム基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体(1’)を製造し、これを材料としてケイ素含有薄膜を製造する。
【解決手段】クロロシラン誘導体(3)と化合物M2Z(4)を反応させ、一般式(1’)
(式中、R1及びR2は各々独立にアルキル基を表す。Zがイソシアナト基又はイソチオシアナト基の場合、M2はナトリウム原子等を表す。Zがアミノ基、の場合、M2は水素原子等を表す。Zがアルケニル基の場合、M2はハロゲン化マグネシウム基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体(1’)を製造し、これを材料としてケイ素含有薄膜を製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体素子の製造用材料などとして有用なヒドロシラン誘導体、その製造方法、ケイ素含有薄膜の製造法に関する。
【背景技術】
【0002】
ケイ素単体及びケイ素含有化合物は、構成元素の種類及び/又は比率を変えることによって電気抵抗率、比誘電率などの電気的性質を調整することができるため、半導体デバイスを構成する多くの部位に薄膜として用いられ、今後もその産業上の用途は更に広がるものと期待されている。半導体素子用途として用いられるケイ素含有化合物としては、二酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、窒化ケイ素、金属シリケートなど多様な物質を挙げることができる。また、半導体デバイスの高集積化を進める上で、デバイス構造の立体化、すなわち三次元化された基板の表面上に薄膜を製造する技術の確立は極めて重要である。この観点から、化学気相蒸着法(CVD法)や原子層蒸着法(ALD法)は、次世代以降の半導体デバイス製造工程に適した薄膜作製プロセスとして特に注目されている。CVD法やALD法を用いてケイ素含有薄膜を作製するための材料として種々のケイ素化合物の使用が検討されている。しかし、シランガスは酸素ガスと爆発的に反応するため用途は限られ、テトラエトキシシラン(TEOS)は薄膜作製の際に高温やプラズマを必須とする点で用途が限られている。トリス(ジメチルアミノ)シラン(TDMAS)も、CVD法やALD法によるケイ素含有薄膜を作製するための材料として研究されている。例えば、特許文献1にはTDMASを材料として用いたPECVD法によって二酸化ケイ素薄膜を作製する方法が記載されている。また、特許文献2にはTDMAS及びオゾン若しくは酸素ガスを用いたALD法によって二酸化ケイ素薄膜を作製する方法が記載されている。
【0003】
本発明のヒドロシラン誘導体(1)に類似した物質として、非特許文献1には、該文献中の化合物8及び10として1,3−ジ−tert−ブチル−2−ジエチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NEt2)及び1,3−ジ−tert−ブチル−2−ジプロピルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NPr2)が記載されているが、これらをケイ素含有薄膜作製用の材料として用いることに関する記載は一切無い。ジエチルアミノ基やジプロピルアミノ基以外のジアルキルアミノ基を持つ誘導体や、アミノ基、モノアルキルアミノ基、イソシアナト基、チオイソシアナト基又はアルケニル基を有する誘導体に関する記述も一切ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第2009/045964号パンフレット
【特許文献2】特開2008−135633号公報
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Organometallics、第28巻,2744ページ(2009年)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
半導体デバイスを製造する場合には、複数の異なる化合物の薄膜を積層する必要がある。しかしながら既存のケイ素化合物を実用的なケイ素含有薄膜作製用材料として用いるには問題がある。例えば、TDMASと酸素ガスだけを用いて二酸化ケイ素薄膜を作製する場合には、TDMASと酸素の反応を促進させるための高い基板温度が必須である。特許文献2には、TDMASと酸素ガスだけを用いたALD法によって二酸化ケイ素薄膜を作製する場合、550℃では薄膜を作製できるものの、基板温度が低いと膜が堆積しないとの記述がある。また、本発明者らがTDMASと酸素ガスを用いてCVD法による二酸化ケイ素薄膜作製を試みたところ、基板温度500℃以下においては膜の堆積がほとんど進行しないことを確認した。(比較例1、2及び3参照。)薄膜作製時の基板温度が高い場合には各層の間の相互拡散や剥離などのトラブルが発生することがあるため、出来るだけ低い温度で薄膜を作製することが求められている。またTDMASと酸素の反応を促進させる手段としてプラズマを使うPECVD法やオゾンを使った方法も検討されているが、PECVD法にはプラズマによって基板が損傷するという問題点があり、オゾンを用いる方法には基板がオゾンによって酸化される問題点があるため、いずれも実用的な薄膜作製方法としては適用範囲が狭い。すなわち、プラズマやオゾン等の助剤を用いず加熱のみで、かつ可能な限り低温で薄膜を形成しうるケイ素化合物が求められるが、このような化合物は未だ見出されていない。これらの問題点を解決するためには、500℃以下の低い温度でもプラズマやオゾンを用いなくても二酸化ケイ素や窒化ケイ素などのケイ素含有薄膜を効率良く作製することが可能な、新しい薄膜作製用ケイ素材料の開発が必要である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、一般式(1)及び(1’)で示される環状構造を有するヒドロシラン誘導体が、500℃以下の低い温度でもプラズマやオゾンを用いなくても二酸化ケイ素や窒化ケイ素などのケイ素含有薄膜を効率良く作製することが可能な優れた化合物であることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち本発明は、一般式(1)
【0009】
【化1】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zaはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、N(CH3)R4で表わされるN−メチル−アルキルアミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4は炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体に関する。
【0010】
また本発明は、一般式(3)
【0011】
【化2】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。)で示されるクロロシラン誘導体と一般式(4)
【0012】
【化3】
(式中、Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。Zがイソシアナト基又はイソチオシアナト基の場合、M2はナトリウム原子又はカリウム原子を表す。Zがアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基又はNR4R5で表わされる二置換アミノ基の場合、M2は水素原子又はリチウム原子を表す。Zが炭素数2から6のアルケニル基の場合、M2はハロゲン化マグネシウム基を表す。)で示される化合物を反応させることを特徴とする、一般式(1’)
【0013】
【化4】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体の製造方法に関する。
【0014】
さらに本発明は、一般式(2)
【0015】
【化5】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。M1はリチウム原子又はナトリウム原子を表す。)で示されるビニレンジアミニドアルカリ金属塩とトリクロロシランを反応させることにより、一般式(3)
【0016】
【化6】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。)で示されるクロロシラン誘導体を製造し、さらにそのクロロシラン誘導体(3)と一般式(4)
【0017】
【化7】
(式中、Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。Zがイソシアナト基又はイソチオシアナト基の場合、M2はナトリウム原子又はカリウム原子を表す。Zがアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基又はNR4R5で表わされる二置換アミノ基の場合、M2は水素原子又はリチウム原子を表す。Zが炭素数2から6のアルケニル基の場合、M2はハロゲン化マグネシウム基を表す。)で示される化合物を反応させることを特徴とする、一般式(1’)
【0018】
【化8】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体の製造方法に関する。
【0019】
さらに本発明は、一般式(1’)
【0020】
【化9】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体を材料として用いることを特徴とする、ケイ素含有薄膜の製造法に関する。
【0021】
以下に本発明をさらに詳細に説明する。まず、R1、R2、R3、R4及びR5の定義について説明する。R1及びR2で表される炭素数3から12のアルキル基としては、直鎖状、分岐状又は環状のいずれのものでも良く、具体的にはプロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1,1,2−トリメチルプロピル基、1,2,2−トリメチルプロピル基、1−エチル−1−メチルプロピル基、1−エチル−2−メチルプロピル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルメチル基、シクロプロピルエチル基、シクロブチルメチル基、ヘプチル基、シクロヘキシルメチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2−メチルシクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、オクチル基、1,1−ジエチル−2−メチルプロピル基、2,5−ジメチルシクロヘキシル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、1−メチル−1−プロピルブチル基、1,1,2,3,3−ペンタメチルブチル基、1,1−ジエチル−3,3−ジメチルブチル基、アダマンチル基、1,1−ジメチルオクチル基、1,1−ジプロピルブチル基、1,1−ジメチルデシル基、1,1−ジエチルオクチル基及び1−ブチル−1−プロピルペンチル基などを例示することができる。
【0022】
ヒドロシラン誘導体(1’)が高い蒸気圧を持ち薄膜形成用材料として取り扱いやすい点及びヒドロシラン誘導体(1’)を材料として用いて成膜したときのケイ素含有薄膜の堆積速度が速い点で、R1及びR2が各々独立に炭素数3から8のアルキル基であることが好ましく、炭素数3から5の二級アルキル基又は三級アルキル基であることが更に好ましく、tert−ブチル基及びtert−ペンチル基が殊更好ましい。
【0023】
R3で表される炭素数1から12のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1,1,2−トリメチルプロピル基、1,2,2−トリメチルプロピル基、1−エチル−1−メチルプロピル基、1−エチル−2−メチルプロピル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルメチル基、シクロプロピルエチル基、シクロブチルメチル基、ヘプチル基、シクロヘキシルメチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2−メチルシクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、1,1−ジエチル−2−メチルプロピル基、2,5−ジメチルシクロヘキシル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、1−メチル−1−プロピルブチル基、1,1,2,3,3−ペンタメチルブチル基、1,1−ジエチル−3,3−ジメチルブチル基、アダマンチル基、1,1−ジメチルオクチル基、1,1−ジプロピルブチル基、1,1−ジメチルデシル基、1,1−ジエチルオクチル基及び1−ブチル−1−プロピルペンチル基などを例示することができる。
【0024】
これらはフッ素原子で置換されていても良く、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、1−フルオロエチル基、2−フルオロエチル基、1,1−ジフルオロエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、ペルフルオロエチル基、1−フルオロプロピル基、2−フルオロプロピル基、3−フルオロプロピル基、1,1−ジフルオロプロピル基、2,2−ジフルオロプロピル基、3,3−ジフルオロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、ペルフルオロプロピル基、1−トリフルオロメチル−2,2,2−トリフルオロエチル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロイソブチル基、ペルフルオロ−sec−ブチル基、ペルフルオロ−tert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロイソペンチル基、ペルフルオロネオペンチル基、ペルフルオロ−tert−ペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペルフルオロシクロヘキシル基、ペルフルオロヘプチル基、ペルフルオロオクチル基、ペルフルオロノニル基、ペルフルオロデシル基、ペルフルオロウンデシル基及びペルフルオロドデシル基などを例示することができる。
【0025】
ヒドロシラン誘導体(1’)が高い蒸気圧を持ち、液体であり薄膜形成用材料として取り扱いやすい点及びヒドロシラン誘導体(1’)を材料として用いて成膜したときのケイ素含有薄膜の堆積速度が速い点で、R3がフッ素で置換されていても良い炭素数1から8のアルキル基であることが好ましく、とりわけ炭素数1から4のアルキル基であることが好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基などが殊更好ましい。
【0026】
R4及びR5で表される炭素数1から4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基及びシクロブチル基などを例示することができる。
【0027】
次に本明細書におけるZ及びZaで表わされる置換基の定義について説明する。Zaはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、N(CH3)R4で表わされるN−メチル−アルキルアミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す(R3及びR4は前記と同じ意味を示す。)。ZはZaの上位概念であり、イソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す(R3、R4及びR5は前記と同じ意味を示す。)。
【0028】
炭素数2から6のアルケニル基は直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、具体例としては、ビニル基、プロパ−1−エン−1−イル基、プロパ−1−エン−2−イル基、プロパ−2−エン−1−イル基、シクロプロパ−1−エニル基、シクロプロパ−2−エニル基、ブタ−1−エン−1−イル基、ブタ−1−エン−2−イル基、ブタ−3−エン−2−イル基、ブタ−3−エン−1−イル基、ブタ−2−エン−1−イル基、ブタ−2−エン−2−イル基、2−メチルプロパ−1−エン−1−イル基、シクロブタ−1−エニル基、シクロブタ−2−エニル基、ペンタ−1−エン−1−イル基、ペンタ−1−エン−2−イル基、ペンタ−1−エン−3−イル基、ペンタ−4−エン−2−イル基、ペンタ−4−エン−1−イル基、ペンタ−2−エン−1−イル基、ペンタ−2−エン−2−イル基、ペンタ−2−エン−3−イル基、ペンタ−3−エン−2−イル基、ペンタ−3−エン−1−イル基、2−メチルブタ−1−エン−1−イル基、2−メチルブタ−3−エン−2−イル基、3−メチルブタ−2−エン−1−イル基、3−メチルブタ−2−エン−2−イル基、2−メチレンブチル基、2−メチルブタ−2−エン−1−イル基、シクロペンタ−1−エニル基、シクロペンタ−2−エニル基、シクロペンタ−3−エニル基、ヘキサ−1−エン−1−イル基、ヘキサ−1−エン−2−イル基、ヘキサ−1−エン−3−イル基、ヘキサ−5−エン−1−イル基、ヘキサ−5−エン−2−イル基、ヘキサ−5−エン−3−イル基、2−メチルペンタ−4−エン−2−イル基、4−メチルペンタ−1−エン−3−イル基、3−メチルペンタ−1−エン−3−イル基、2−メチルペンタ−1−エン−3−イル基、4−メチルペンタ−4−エン−1−イル基、3−メチレンペンチル基、2−メチレンペンチル基、3−メチレン−2−メチレンブチル基、2,3−ジメチルブタ−3−エン−2−イル基、シクロヘキサ−1−エニル基、シクロヘキサ−2−エニル基、シクロヘキサ−3−エニル基などを挙げることが出来る。
【0029】
ヒドロシラン誘導体(1’)が高い蒸気圧を持つ点で、炭素数2から4のアルケニル基が好ましく、具体的にはビニル基、プロパ−1−エン−1−イル基、プロパ−1−エン−2−イル基、プロパ−2−エン−1−イル基、シクロプロパ−1−エニル基、シクロプロパ−2−エニル基、ブタ−1−エン−1−イル基、ブタ−1−エン−2−イル基、ブタ−3−エン−2−イル基、ブタ−3−エン−1−イル基、ブタ−2−エン−1−イル基、ブタ−2−エン−2−イル基、2−メチルプロパ−1−エン−1−イル基、シクロブタ−1−エニル基、シクロブタ−2−エニル基が好ましい。とりわけビニル基、プロパ−1−エン−1−イル基、プロパ−1−エン−2−イル基、プロパ−2−エン−1−イル基が好ましい。
【0030】
ヒドロシラン誘導体(1)を材料として酸素ガス共存下で酸化ケイ素薄膜を作製する場合のケイ素含有薄膜の堆積速度が速い点で、Zaはアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、N(CH3)R4で表わされるN−メチル−アルキルアミノ基又は炭素数2から4のアルケニル基であることが好ましく、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基であることが更に好ましく、アミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、シクロプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、sec−ブチルアミノ基又はtert−ブチルアミノ基であることがより一層好ましい。また熱分解温度が低く低温でのケイ素含有薄膜作製プロセスに適している点で、Zaはアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、イソシアナト基又は炭素数2から4のアルケニル基が好ましい。さらに、低温でも含ケイ素薄膜の堆積速度が速い点で、Zaはアミノ基が殊更好ましい。
【0031】
ヒドロシラン誘導体(1’)を材料として酸素ガス共存下で酸化ケイ素薄膜を作製する場合の含ケイ素薄膜の堆積速度が速い点で、Zはアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、N(CH3)R4で表わされるN−メチル−アルキルアミノ基又は炭素数2から4のアルケニル基であることが好ましく、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基であることが更に好ましく、アミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、シクロプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、sec−ブチルアミノ基又はtert−ブチルアミノ基であることが殊更好ましい。また熱分解温度が低い特徴を持ち低温でのケイ素含有薄膜作製プロセスに適している点で、Zはアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、イソシアナト基又は炭素数2から4のアルケニル基が好ましい。さらに、低温でも含ケイ素薄膜の堆積速度が速い点で、Zはアミノ基が殊更好ましい。
【0032】
次に本発明の製造方法について説明する。本発明のヒドロシラン誘導体(1’)は、下記反応式に示した工程Aによって製造することができる。
【0033】
【化10】
工程Aで用いる化合物M2Z(4)は、所望のヒドロシラン誘導体(1’)の置換基Zの種類に応じて、前述の通りM2が決定され用いることができる。具体的には、化合物M2Z(4)は、アンモニア、リチウムアミド、NH2R3で表わされる一級アミン、NHR4R5で表わされる二級アミン、LiNHR3で表わされるリチウム(アルキルアミド)、LiNR4R5で表わされるリチウム(ジアルキルアミド)、シアン酸ナトリウム、シアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム及び炭素数2から6のアルケニルマグネシウムハロゲン化物からなる群から適宜選択して用いられる(R3、R4及びR5は前記と同じ意味を示す。)。さらに具体的には、Zがイソシアナト基の場合には化合物(4)としてシアン酸ナトリウム又はシアン酸カリウムを、Zがイソチオシアナト基の場合には化合物(4)としてチオシアン酸ナトリウム又はチオシアン酸カリウムを、Zがアミノ基の場合には化合物(4)としてアンモニア又はリチウムアミドを、Zが一置換アミノ基NHR3の場合には化合物(4)として一級アミンNH2R3又はリチウム(アルキルアミド)LiNHR3を、Zが二置換アミノ基NR4R5の場合には化合物(4)として二級アミンNHR4R5又はLiNR4R5で表わされるリチウム(ジアルキルアミド)を、Zが炭素数2から6のアルケニル基の場合には化合物(4)としてアルケニルマグネシウムハロゲン化物をそれぞれ用いる(R3、R4及びR5は前記と同じ意味を示す。)。アルケニルマグネシウムハロゲン化物のハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を例示することが出来るが、ヒドロシラン誘導体(1’)の収率が良い点で、塩素原子または臭素原子が好ましく、とりわけ臭素原子が好ましい。工程Aでは、必要に応じてトリエチルアミン、ジエチル(イソプロピル)アミンなどの三級アミン類や、ピリジン類を反応助剤として添加して用いても良い。
【0034】
工程Aは、ヒドロシラン誘導体(1’)の収率が良い点で、有機溶媒中で実施することが好ましい。用いることができる有機溶媒としては、反応を阻害することがない溶媒であれば制限はない。例えば化合物(4)としてアンモニア、一級アミンNH2R3又は二級アミンNHR4R5を用いる場合には、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロペンチルエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタンなどのエーテル溶媒などを例示することができ、これらを単独で用いても任意の比率で混合して用いても良い。ヒドロシラン誘導体(1’)の収率が良い点で、ヘキサン、ヘプタン、テトラヒドロフラン又はテトラヒドロフランとヘキサン若しくはヘプタンの混合溶媒が好ましい。また化合物(4)としてリチウムアミド、リチウム(アルキルアミド)LiNHR3、リチウム(ジアルキルアミド)LiNR4R5、シアン酸ナトリウム、シアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム及びアルケニルマグネシウムハロゲン化物を用いる場合には、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロペンチルエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタンなどのエーテル溶媒並びにこれらエーテル溶媒とペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン又はエチルベンゼンなどの炭化水素溶媒の混合溶媒を例示することができ、ヒドロシラン誘導体(1’)の収率が良い点で、テトラヒドロフラン又は1,2−ジメトキシエタンが殊更好ましい。
【0035】
工程Aでは溶媒の使用量に特に制限はなく、適宜選択された量の溶媒を用いることにより収率良くジアザシラシクロペンテン誘導体(1’)を製造することができる。
【0036】
次にクロロシラン誘導体(3)と化合物(4)の混合比について説明する。工程Aで用いる化合物(4)がアンモニア、一級アミンNH2R3又は二級アミンNHR5R6の場合、三級アミン類やピリジン類を反応助剤として添加しないときには、クロロシラン誘導体に対して2当量以上の化合物(4)を用いることにより収率良くヒドロシラン誘導体(1’)を製造することができる。反応助剤を添加するときには、反応助剤の添加量に応じて化合物(4)の使用量を減らすことができ、例えば反応助剤をクロロシラン誘導体(3)に対して1当量以上用いるときには、クロロシラン誘導体(3)に対して1当量以上の化合物(4)を用いることにより収率良くヒドロシラン誘導体(1’)を製造することができる。また工程Aで用いる化合物(4)がリチウムアミド、リチウム(アルキルアミド)LiNHR3、リチウム(ジアルキルアミド)LiNR4R5、シアン酸ナトリウム、シアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム又はアルケニルマグネシウムハロゲン化物の場合には、クロロシラン誘導体(3)に対して1当量以上の化合物(4)を用いることにより収率良くヒドロシラン誘導体(1’)を製造することができる。
【0037】
工程Aの反応温度及び反応時間には特に限定はなく、好ましくは0℃〜200℃、10分〜120時間の範囲から適宜選択することによって、収率よくヒドロシラン誘導体(1’)を製造することができる。また工程Aの雰囲気として用いることができるガスとしては、乾燥空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどを例示することができる。ヒドロシラン誘導体(1’)の収率が良い点で、窒素又はアルゴン雰囲気下で工程Aを実施することが好ましい。
【0038】
工程Aによって製造したヒドロシラン誘導体(1’)は、必要に応じてろ過、抽出、蒸留、昇華、結晶化などの一般的な精製方法を適宜選んで用いることにより精製することができる。
【0039】
また本発明のヒドロシラン誘導体(1’)は、下記反応式に示した二つの工程1及び2を実施する方法によって製造することもできる。
【0040】
【化11】
(式中、R1、R2、M1、Z、R3、R4、R5及びM2は前記と同じ意味を示す。)すなわち、ビニレンジアミニドアルカリ金属塩(2)とトリクロロシランを反応させることによりクロロシラン誘導体(3)を製造する工程1、及びクロロシラン誘導体(3)と化合物(4)を反応させることによりヒドロシラン誘導体(1’)を製造する工程2を実施することによってヒドロシラン誘導体(1’)を製造することができる。
【0041】
まず工程1について詳細に説明する。工程1で用いるビニレンジアミニドアルカリ金属塩(2)およびその合成原料であるN,N’−ジアルキル−1,4−ジアザ−1,3−ブタジエン(R1N=CHCH=NR2)は、例えばJournal of the American Chemical Society、第120巻,12714ページ(1998年)やJournal of Organometallic Chemistry、第301巻、183ページ(1986年)などに記載の方法に準じて製造することができる。
【0042】
クロロシラン誘導体(3)の収率が良い点でM1はリチウム原子であることが好ましい。
【0043】
工程1は、クロロシラン誘導体(3)の収率が良い点で、有機溶媒中で実施することが好ましい。用いることができる有機溶媒としては、反応を阻害することがない溶媒であれば制限はない。例えばジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロペンチルエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタンなどのエーテル溶媒並びにこれらエーテル溶媒とペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン又はエチルベンゼンなどの炭化水素溶媒の混合溶媒を挙げることができ、クロロシラン誘導体(3)の収率が良い点で、テトラヒドロフラン又はテトラヒドロフランとヘキサンの混合溶媒が殊更好ましい。溶媒の使用量には特に制限はなく、適宜選択された量を用いることにより収率良くクロロシラン誘導体(3)を製造することができる。
【0044】
工程1で用いるビニレンジアミニドアルカリ金属塩(2)の使用量に特に制限はないが、収率良くクロロシラン誘導体(3)を製造することができる点でビニレンジアミニドアルカリ金属塩(2)に対して0.9から1.1当量のトリクロロシランを用いることが好ましく、ビニレンジアミニドアルカリ金属塩(2)やトリクロロシランを過不足なく使用できる点でビニレンジアミニドアルカリ金属塩(2)に対して1.0当量のトリクロロシランを用いることが殊更好ましい。
【0045】
工程1の反応温度及び反応時間には特に限定はなく、好ましくは0℃〜100℃、10分〜120時間の範囲から適宜選択することによって、収率よくクロロシラン誘導体(3)を製造することができる。また本反応の雰囲気として用いることができるガスとしては、クロロシラン誘導体(3)の収率が良い点で窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなど不活性ガスを例示することができる。クロロシラン誘導体(3)の収率が良い点で、窒素又はアルゴン雰囲気下で本反応を実施することが殊更好ましい。
【0046】
工程1によって製造したクロロシラン誘導体(3)は、必要に応じてろ過、抽出、蒸留、昇華、結晶化などの一般的な精製方法を適宜選んで用いることにより精製することができる。またクロロシラン誘導体(3)を必ずしも単離する必要はなく、粗製のクロロヒドロシラン誘導体(3)をそのまま工程2の原料として用いても良い。また、工程1の反応終了後、そのままワンポットで工程2の反応に用いても良い。
【0047】
工程2は、前述の工程Aと同じ条件で実施することができる。
【0048】
次に、ヒドロシラン誘導体(1’)を材料として用いることを特徴とする、ケイ素含有薄膜の製造法について詳細に説明する。ヒドロシラン誘導体(1’)を単独で薄膜作製用材料として用いる方法のほか、他のケイ素化合物と組み合わせて薄膜作製用材料として用いることによりケイ素含有薄膜を作製することができる。また酸素ガス、オゾン、窒素ガス、水素ガス、水、過酸化水素、アンモニア、アルコール、カルボン酸などを薄膜作製用材料としてヒドロシラン誘導体(1’)と併用することによってケイ素含有薄膜を作製しても良い。作製することができる薄膜としては、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化酸化ケイ素及びシリケートなどの薄膜を例示することができる。なかでも二酸化ケイ素薄膜や窒化ケイ素薄膜を効率良く作製することができる。さらに具体的には、たとえば本発明のヒドロシラン誘導体(1’)を材料として用い、酸素、オゾン、水、過酸化水素、アルコール、カルボン酸などの群からなる酸素源化合物から適宜選択される薄膜作製用材料を併用することによって酸化ケイ素薄膜を作製することができる。また、アンモニア、アミン類、ヒドラジンなどの窒素源化合物を薄膜作製用材料として併用することによって窒化ケイ素薄膜を作製することができる。さらに、他の薄膜作製用材料を併用せずに、ヒドロシラン誘導体(1’)を単独で用いることによって窒化ケイ素薄膜を作製することができる。さらに他の金属化合物、例えばスカンジウム、イットリウム、希土類元素、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム等の遷移金属を含有する化合物や典型金属を含有する化合物を薄膜作製用材料としてヒドロシラン誘導体(1’)と併用することにより、種々の金属シリサイド薄膜を作製することができる。さらに典型金属や遷移金属との複合酸化物の薄膜などを作製することも可能である。
【0049】
ケイ素含有薄膜を作製する具体的な方法としては、CVD法又はALD法などの気相蒸着法、並びにディップコート法、スピンコート法又はインクジェット法などの溶液法を例示することができる。三次元化された構造を持つ基板の表面にも均一に薄膜を形成しやすい点で、気相蒸着法が好ましい。例えばCVD法又はALD法によりケイ素含有薄膜を作製する場合、ヒドロシラン誘導体(1’)を気化させ、気体として反応チャンバーに供給する。ヒドロシラン誘導体(1’)を気化させる方法としては、例えばバブリング法やリキッドインジェクション法などを挙げることができる。なお本明細書中で挙げたバブリング法とは、恒温槽内に設置することよって一定の温度に保たれた材料容器にヒドロシラン誘導体(1’)を入れ、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン又は窒素などヒドロシラン誘導体(1’)とは反応しないガスをキャリアガスとして吹き込むことによってヒドロシラン誘導体(1’)を気化させる方法である。リキッドインジェクション法とは、ヒドロシラン誘導体(1’)を液体の状態で気化器に送りこみ、気化器内での加熱などによってヒドロシラン誘導体(1’)を気化させる方法である。リキッドインジェクション法では、ヒドロシラン誘導体(1’)を単独で薄膜作製用材料として用いることができるほか、ヒドロシラン誘導体(1’)を有機溶媒に溶かした溶液を用いることができる。ヒドロシラン誘導体(1’)を溶液として用いるときの有機溶媒としては、ヒドロシラン誘導体(1’)と反応しないものであれば特に制限は無く、例えば1,2−ジメトキシエタン、ジグライム、トリグライム、ジオキサン、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエ−テル、シクロペンチルエチルエーテルなどのエ−テル類、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカンなどのアルカン類、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素類などを挙げることができる。これらを単独で又は混合して溶媒として用いることができる。
【0050】
CVD法又はALD法によりケイ素含有薄膜を作製する場合、気体として反応チャンバーに供給したヒドロシラン誘導体(1’)を分解することにより、反応チャンバー内に備え付けた基板上にケイ素含有薄膜を作製することができる。ヒドロシラン誘導体(1’)を分解する方法としては、熱による方法、プラズマや光などを使用する方法や、反応チャンバー内に水、酸素ガス、オゾン、過酸化水素、水素ガス、アンモニアや、メタノール、エタノール及び2−プロパノールなどのアルコール類、ぎ酸、酢酸及びプロピオン酸などのカルボン酸類などの反応ガスを送り込んで化学反応を起こさせる方法を例示することができる。これらの方法を単独で又は併せて用いることによってヒドロシラン誘導体(1’)を分解し、ケイ素含有薄膜を作製することができる。ヒドロシラン誘導体(1’)を分解する際の基板温度は、分解する条件によって適宜選択される。例えば、プラズマや光の併用が無く反応ガスとして酸素ガスを用いる場合には、基板温度に特に制限はないが、コストメリットがある点で、300℃〜1000℃が好ましい。成膜速度が良好な点で400℃〜750℃がさらに好ましく、450℃〜700℃が殊更好ましい。またプラズマや光、オゾン、過酸化水素、アンモニアなどを適宜使用することによって、300℃以下の温度域でもケイ素含有薄膜を作製することができる。また、本発明のヒドロシラン誘導体(1’)を材料として用いることにより、500℃以下の低い温度でもプラズマやオゾンを用いなくても二酸化ケイ素などのケイ素含有薄膜を効率良く作製することができる。
【0051】
ヒドロシラン誘導体(1’)を薄膜作製用材料として用いて作製したケイ素含有薄膜は、その組成に応じて電気伝導性、電気絶縁性、誘電性などの様々な電気特性を持つため、電極や絶縁体、誘電体としてDRAMやフラッシュメモリなどの半導体素子に使われるほか、コーティング膜などの光学材料などとして用いることができる。なかでも二酸化ケイ素薄膜や窒化ケイ素薄膜は、絶縁体、誘電体、犠牲層、反射防止膜、ガスバリア膜、保護膜、ハードマスクなどに、さらに窒化ケイ素薄膜は拡散バリア膜や耐久性コーティングなどにも使用することができる。
【0052】
さらにヒドロシラン誘導体(1’)は、種々のケイ素含有ポリマーやシランカップリング剤として、またはそれらの合成中間体としても有用である。
【発明の効果】
【0053】
本発明のヒドロシラン誘導体(1’)を材料として用いることにより、500℃以下の低い温度でもプラズマやオゾンを用いなくても二酸化ケイ素や窒化ケイ素などのケイ素含有薄膜を効率良く作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】実施例39から52、57から65及び比較例1から4で用いた薄膜作製装置の概略図である。
【図2】Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NHEtのTG及びDSCのチャートである。
【図3】Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NHiPrのTG及びDSCのチャートである。
【図4】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2のTG及びDSCのチャートである。
【図5】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHMeのTG及びDSCのチャートである。
【図6】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHEtのTG及びDSCのチャートである。
【図7】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHcPrのTG及びDSCのチャートである。
【図8】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHiPrのTG及びDSCチャートである。
【図9】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHPrのTG及びDSCチャートである。
【図10】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHsBuのTG及びDSCチャートである。
【図11】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHtBuのTG及びDSCチャートである。
【図12】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHCyのTG及びDSCチャートである。
【図13】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHtOctのTG及びDSCチャートである。
【図14】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHCH2CF3のTG及びDSCチャートである。
【図15】Si(sBuNCHCHNsBu)(H)NHEtのTG及びDSCチャートである。
【図16】Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NH2のTG及びDSCチャートである。
【図17】Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHMeのTG及びDSCチャートである。
【図18】Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHEtのTG及びDSCチャートである。
【図19】Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NH2のTG及びDSCチャートである。
【図20】Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NHEtのTG及びDSCチャートである。
【図21】Si(tBuNCHCHNtOct)(H)NH2のTG及びDSCチャートである。
【図22】Si(tBuNCHCHNtOct)(H)NHPrのTG及びDSCチャートである。
【図23】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCOのTG及びDSCチャートである。
【図24】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCSのTG及びDSCチャートである。
【図25】Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NCOのTG及びDSCチャートである。
【図26】Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NCOのTG及びDSCチャートである。
【図27】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NEt2のTG及びDSCチャートである。
【図28】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NBuMeのTG及びDSCチャートである。
【図29】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CHCH2のTG及びDSCチャートである。
【図30】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2のTG及びDSCチャートである。
【図31】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CHC(CH3)2のTG及びDSCチャートである。
【図32】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)C(CH3)CH2のTG及びDSCチャートである。
【実施例】
【0055】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本明細書中では、Me、Et、Pr、iPr、cPr、Bu、iBu、sBu、tBu、tPe、Cy及びtOctは、それぞれメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、シクロヘキシル基及び1,1,3,3−テトラメチルブチル基(tert−オクチル基)を示す。
【0056】
参考例−1
【0057】
【化12】
イソプロピルアミン5.32g(89.9mmol)と水50mLの混合液に40%グリオキサル水溶液6.06g(41.8mmol)を加えて室温で1時間撹拌した。生成した固体をろ別し、水5mLで二回洗浄した後、減圧下で乾燥することにより、N,N’−ジイソプロピル−1,4−ジアザ−1,3−ブタジエン(iPrNCHCHNiPr)を白色固体として得た(収量4.66g,収率80%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)7.94(s,2H),3.15(sept,J=6Hz,2H),1.08(d,J=6Hz,12H)。
【0058】
参考例−2
【0059】
【化13】
sec−ブチルアミン86.07g(1.177mol)とヘキサン200mLの混合液に40%グリオキサル水溶液84.45g(582.0mol)を加えて室温で30分間撹拌した。塩化ナトリウム15.00gを加えて更に15分間撹拌した後、撹拌を止めて二層に分離させた。水層を除去した後、ヘキサン層に硫酸マグネシウム5.00gを加え、室温で30分間撹拌した。不溶物をろ別した後、ろ液を減圧下で乾燥することにより、N,N’−ジ−sec−ブチル−1,4−ジアザ−1,3−ブタジエン(sBuNCHCHNsBu)を淡黄色液体として得た(収量97.10g,収率99%)。なお、これは立体配置が相異なる複数の異性体の混合物であった。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)7.98(s,2H),2.88(sext,J=6Hz,2H),1.60−1.50(m,2H),1.47−1.38(m,2H),1.09(d,J=6Hz,6H),0.75(d,J=7Hz,6H)。
【0060】
参考例−3
【0061】
【化14】
ヘキサン50mLとtert−ブチルアミン20.48g(280.0mmol)の混合液を氷浴に浸けて冷却し、40%グリオキサル水溶液20.30g(139.9mmol)を加え、室温で1時間撹拌した。水層を除去した後、ヘキサン層に硫酸マグネシウム2.00gを加え、室温で30分間撹拌した。不溶物をろ別した後、ろ液を減圧下で乾燥することにより、N,N’−ジ−tert−ブチル−1,4−ジアザ−1,3−ブタジエン(tBuNCHCHNtBu)を白色固体として得た(収量22.90g,収率97%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)8.07(s,2H),1.12(s,18H)。
【0062】
参考例−4
【0063】
【化15】
ヘキサン160mLとtert−ペンチルアミン118.4g(1.358mol)の混合液を氷浴に浸けて冷却し、40%グリオキサル水溶液98.04g(675.7mmol)を加え、室温で1時間撹拌した。水層を除去した後、ヘキサン層に硫酸マグネシウム5.00gを加え、室温で30分間撹拌した。不溶物をろ別した後、ろ液を減圧下で乾燥することにより、N,N’−ジ−tert−ペンチル−1,4−ジアザ−1,3−ブタジエン(tPeNCHCHNtPe)を淡黄色液体として得た(収量130.3g,収率98%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)8.07(s,2H),1.52(q,J=7Hz,4H),1.04(s,12H),0.79(t,J=7Hz,6H)。
【0064】
参考例−5
【0065】
【化16】
1,1,3,3−テトラメチルブチルアミン19.50g(150.9mmol)と水100mLの混合液に40%グリオキサル水溶液10.66g(73.5mmol)を加えて室温で1時間撹拌した。生成した固体をろ別し、水10mLで二回洗浄した後、減圧下で乾燥することにより、N,N’−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,4−ジアザ−1,3−ブタジエン(tOctNCHCHNtOct)を白色固体として得た(収量19.54g,収率95%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)
8.09(s,2H),1.61(s,4H),1.14(s,12H),0.98(s,18H)
参考例−6
【0066】
【化17】
ヘキサン200mL及びグリオキサル40%水溶液74.10g(510.7mmol)の混合液に1,1,3,3−テトラメチルブチルアミン66.00g(510.7mmol)及びtert−ブチルアミン37.35g(510.7mmol)の混合液を加えて室温で1時間撹拌した。水層を除去した後、ヘキサン層に硫酸マグネシウム5.00gを加え、室温で30分間撹拌した。不溶物をろ別した後、ろ液を減圧下で乾燥することにより、N−tert−ブチル−N’−1,1,3,3−テトラメチルブチル−1,4−ジアザ−1,3−ブタジエン(tBuNCHCHNtOct)、tBuNCHCHNtBu及びtOctNCHCHNtOctの混合物を淡黄色液体として得た(収量111.4g,収率97%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)
8.094(s),8.091(d,J=8Hz),8.08(d,J=8Hz),8.07(s),1.61(s),1.60(s),1.14(s),1.12(s),1.11(s),0.979(s),0.976(s).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)157.80,157.79,157.76,61.97,58.10,56.63,56.56,32.51,32.47,32.19,32.18,29.774,29.69,29.66,29.61。
【0067】
参考例−7
【0068】
【化18】
アルゴン雰囲気下で、iPrNCHCHNiPr26.27g(187.3mmol)をテトラヒドロフラン190mLに溶かし、リチウム2.67g(385mmol)を加え、室温で7時間撹拌することにより、ジリチウム(N,N’−ジイソプロピル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を濃赤色均一溶液として得た。
【0069】
参考例−8
【0070】
【化19】
アルゴン雰囲気下で、sBuNCHCHNsBu31.24g(185.6mmol)をテトラヒドロフラン50mLとヘキサン200mLの混合溶媒に溶かし、リチウム2.71g(390mmol)を加え、室温で12時間撹拌することにより、ジリチウム(N,N’−ジ−sec−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を濃赤色均一溶液として得た。
【0071】
参考例−9
【0072】
【化20】
アルゴン雰囲気下で、tBuNCHCHNtBu32.00g(190.2mmol)をテトラヒドロフラン50mL及びヘキサン150mLの混合溶媒に溶かし、リチウム2.66g(383mmol)を加え、室温で16時間撹拌することにより、ジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を濃赤色均一溶液として得た。
【0073】
参考例−10
【0074】
【化21】
アルゴン雰囲気下で、tPeNCHCHNtPe36.55g(186.2mmol)をテトラヒドロフラン50mL及びヘキサン190mLの混合溶媒に溶かし、リチウム2.66g(383mmol)を加え、室温で14時間撹拌することにより、ジリチウム(N,N’−ジ−tert−ペンチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を濃赤色均一溶液として得た。
【0075】
参考例−11
【0076】
【化22】
アルゴン雰囲気下で、tOctNCHCHNtOct52.28g(186.4mmol)をテトラヒドロフラン30mL及びヘキサン200mLの混合溶媒に溶かし、リチウム2.68g(386mmol)を加え、室温で16時間撹拌することにより、ジリチウム(N,N’−ジ(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を濃赤色均一溶液として得た。
【0077】
参考例−12
【0078】
【化23】
アルゴン雰囲気下で、tBuNCHCHNtBu27.90g(165.8mmol)をテトラヒドロフラン180mLに溶かし、ナトリウム7.59g(330mmol)を加え、室温で12時間撹拌することにより、ジナトリウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を濃赤色均一溶液として得た。
【0079】
参考例−13
【0080】
【化24】
アルゴン雰囲気下で、参考例−6に記載の方法によって得たtBuNCHCHNtOct、tBuNCHCHNtBu及びtOctNCHCHNtOctの混合物41.60gをテトラヒドロフラン50mLとヘキサン150mLの混合溶媒に溶かし、リチウム2.67g(393mmol)を加え、室温で12時間撹拌することにより、ジリチウム(N−tert−ブチル−N’−1,1,3,3−テトラメチルブチル−1,2−ビニレンジアミニド)、ジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)及びジリチウム(N,N’−ジ(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,2−ビニレンジアミニド)の混合溶液を濃赤色均一溶液として得た。
【0081】
参考例−14
【0082】
【化25】
アルゴン雰囲気下で、参考例7に示した手順及び試薬数量に従い調製したジリチウム(N,N’−ジイソプロピル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液をトリクロロシラン25.00g(184.6mmol)のヘキサン(200mL)溶液に加え、室温で16時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた油状物を減圧蒸留(留出温度64℃/4.4×102Pa)することにより、2−クロロ−1,3−ジイソプロピル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(iPrNCHCHNiPr)(H)Cl)を無色の液体として得た(収量12.96g,収率34%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.36(s,1H),5.59(s,2H),3.20(m,2H),1.13(d,J=7Hz,6H),1.10(d,J=7Hz,6H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)115.3,48.3,24.7,24.0。
【0083】
参考例−15
【0084】
【化26】
アルゴン雰囲気下で、参考例8に示した手順及び試薬数量に従い調製したジリチウム(N,N’−ジ−sec−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液をトリクロロシラン25.00g(184.6mmol)のヘキサン(150mL)溶液に加え、室温で6時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度85℃/5×102Pa)することにより、2−クロロ−1,3−ジ−sec−ブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(sBuNCHCHNsBu)(H)Cl)を淡黄色の液体として得た(収量18.10g,収率42%)。なお、これは立体配置が相異なる複数の異性体の混合物であった。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.39(s,1H),5.61(m)/5.58(m)(二つのシグナルの積分強度の合計が2H),2.95(m,2H),1.63−1.49(m,2H),1.42−1.29(m,2H),1.14(d,J=7Hz)/1.12(d,J=7Hz)(二つのシグナルの積分強度の合計が6H),0.80(t,J=7Hz)/0.78(t,J=7Hz)(二つのシグナルの積分強度の合計が6H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)115.4,115.3,114.7,114.5,54.4,54.0,31.38,31.36,30.82,30.81,22.51,22.49,21.6,11.4,11.3。
【0085】
参考例−16
【0086】
【化27】
アルゴン雰囲気下で、参考例9に示した手順及び試薬数量に従い調製したジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液をトリクロロシラン25.20g(186.0mmol)のヘキサン(50mL)溶液に加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度80℃/3.8×102Pa)することにより、2−クロロ−1,3−ジ−tert−ブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl)を無色の液体として得た(収量35.58g,収率83%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.40(s,1H),5.77(s,2H),1.21(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)113.1,51.9,30.8。
【0087】
参考例−17
【0088】
【化28】
アルゴン雰囲気下で、参考例12に示した手順及び試薬数量に従い調製したジナトリウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液をトリクロロシラン25.20g(186.0mmol)のヘキサン(50mL)溶液に加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度80℃/3.8×102Pa)することにより、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl)を無色の液体として得た(収量20.80g,収率48%)。このようにして得たSi(tBuNCHCHNtBu)(H)Clの1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは参考例16で得たもののスペクトルと一致した。
【0089】
参考例−18
【0090】
【化29】
アルゴン雰囲気下で、参考例10に示した手順及び試薬数量に従い調製したジリチウム(N,N’−ジ−tert−ペンチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液をトリクロロシラン25.00g(184.6mmol)のヘキサン(180mL)溶液に加え、室温で4時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度95℃/3.8×102Pa)することにより、2−クロロ−1,3−ジ−tert−ペンチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl)を無色の液体として得た(収量44.11g,収率92%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.45(s,1H),5.71(s,2H),1.47(dq,J=16Hz,8Hz,2H),1.41(dq,J=16Hz,8Hz,2H),1.199(s,6H),1.197(s,6H),0.78(t,J=8Hz,6H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.9,54.6,35.2,28.7,28.2,8.9。
【0091】
参考例−19
【0092】
【化30】
アルゴン雰囲気下で、参考例11に示した手順及び試薬数量に従い調製したジリチウム(N,N’−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,2−ビニレンジアミニド)溶液をトリクロロシラン25.00g(184.6mmol)のヘキサン(150mL)溶液に加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度125℃/85Pa)することにより、2−クロロ−1,3−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl)を淡黄色の液体として得た(収量57.22g,収率90%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.44(s,1H),5.73(s,2H),1.60(d,J=15Hz,2H),1.43(s,6H),1.31(d,J=15Hz,2H),1.28(s,6H),0.95(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)113.0,55.7,53.8,32.7,32.0,31.8,30.0。
【0093】
参考例−20
【0094】
【化31】
アルゴン雰囲気下で、参考例13に示した手順及び試薬数量に従い調製したジリチウム(N−tert−ブチル−N’−1,1,3,3−テトラメチルブチル−1,2−ビニレンジアミニド)、ジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)及びジリチウム(N,N’−ジ(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,2−ビニレンジアミニド)の混合溶液をトリクロロシラン25.14g(185.6mmol)のヘキサン(100mL)溶液に加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留して留出温度83℃/81Paの留分を分取することにより、2−クロロ−3−tert−ブチル−1−1,1,3,3−テトラメチルブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtOct)(H)Cl)を淡黄色の液体として得た(収量9.84g,収率18%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.44(t,J=1Hz,1H),5.77(dd,J=4Hz,1Hz,1H),5.72(dd,J=4Hz,1Hz,1H),1.59(d,J=15Hz,1H),1.41(s,3H),1.35(d,J=15Hz,2H),1.28(s,3H),1.21(s,9H),0.95(s,9H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)113.4,112.8,55.7,54.1,51.9,32.4,32.0,31.8,30.8,30.1。
【0095】
実施例−1
【0096】
【化32】
アルゴン雰囲気下で、Si(iPrNCHCHNiPr)(H)Cl4.06g(19.8mmol)をヘキサン20mLに溶かした。この溶液を凍結脱気した後、アンモニアを充填した内容積5Lの風船を接続することにより反応容器内をアンモニア雰囲気として室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度80℃/8.8×102Pa)することにより、2−アミノ−1,3−ジイソプロピル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NH2)を無色の液体として得た(収量2.11g,収率58%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.66(m,2H),5.62(t,J=5Hz,1H),3.35(sept,J=7Hz,2H),1.20(d,J=7Hz,6H),1.18(d,J=7Hz,6H),0.84(br,2H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)114.0,48.0,25.3,24.3。
【0097】
実施例−2
【0098】
【化33】
アルゴン雰囲気下で、エチルアミン6.80g(151mmol)をヘキサン20mLに溶かし、−20℃でSi(iPrNCHCHNiPr)(H)Cl5.73g(28.0mmol)をヘキサン5mLに溶かした溶液を加え、室温で4時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度74℃/4.3×102Pa)することにより、2−エチルアミノ−1,3−ジ−イソプロピル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NHEt)を無色の液体として得た(収量5.34g,収率89%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.68(s,2H),5.58(s,1H),3.35(sept,J=7Hz,2H),2.70(quint,J=7Hz,2H),1.21(d,J=7Hz,6H),1.19(d,J=7Hz,6H),0.94(br,1H),0.91(t,J=7Hz,3H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)114.0,47.9,35.1,25.0,24.2,20.1。
【0099】
実施例−3
【0100】
【化34】
アルゴン雰囲気下で、Si(iPrNCHCHNiPr)(H)Cl4.24g(20.7mmol)をヘキサン20mLに溶かし、イソプロピルアミン2.51g(42.4mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度75℃/3.7×102Pa)することにより、1,3−ジイソプロピル−2−イソプロピルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NHiPr)を無色の液体として得た(収量4.10g,収率87%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.69(s,2H),5.58(s,1H),3.37(sept,J=7Hz,2H),3.18(m,1H),1.21(d,J=7Hz,12H),0.94(br,1H),0.96(d,J=7Hz,6H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)113.6,47.6,42.2,27.6,25.0,24.1。
【0101】
実施例−4
【0102】
【化35】
アルゴン雰囲気下で、リチウムアミド505mg(純度95%、20.9mmol)を1,2−ジメトキシエタン20mLに懸濁させ、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl4.65g(20.0mmol)を加え、室温で2時間撹拌した。反応混合物にヘキサンを20mL加え、室温で10分間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度78℃/3.8×102Pa)することにより、2−アミノ−1,3−ジ−tert−ブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2)を淡黄色の液体として得た(収量3.93g,収率92%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.81(d,J=1Hz,2H),5.68(t,J=5Hz,1H),1.29(s,18H),0.83(br,2H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.9,51.4,31.4。
【0103】
実施例−5
【0104】
【化36】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl6.44g(27.7mmol)をヘキサン20mLに溶かした。この溶液を凍結脱気した後、アンモニアを充填した内容積5Lの風船を接続することにより反応容器内をアンモニア雰囲気として室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度78℃/3.7×102Pa)することにより、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2を淡黄色の液体として得た(収量5.45g,収率92%)。このようにして得たSi(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2の1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例4で得たもののスペクトルと一致した。
【0105】
実施例−6
【0106】
【化37】
参考例9に示した手順に従い、tBuNCHCHNtBu12.65g,テトラヒドロフラン20mL、ヘキサン60mL及びリチウム1.05gを用いて調製したジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を、アルゴン雰囲気下でトリクロロシラン9.98g(73.7mmol)のヘキサン(20mL)溶液に加え、室温で3時間撹拌した。この反応混合物を凍結脱気した後、アンモニアを充填した内容積5Lの風船を接続することにより反応容器内をアンモニア雰囲気として室温で20時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度78℃/3.7×102Pa)することにより、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2を淡黄色の液体として得た(収量14.09g,収率90%)。このようにして得たSi(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2の1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例4及び5で得たもののスペクトルと一致した。
【0107】
実施例−7
【0108】
【化38】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.24g(22.5mmol)をヘキサン20mLに溶かし、メチルアミンのテトラヒドロフラン溶液(濃度1.95mol/L)25.0mL(48.8mmol)を加え、室温で1時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度80℃/3.8×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−メチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHMe)を淡黄色の液体として得た(収量4.41g,収率86%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.81(d,J=1Hz,2H),5.60(s,1H),2.31(d,J=7Hz,3H),1.28(s,18H),0.65(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.0,51.3,31.2,26.4。
【0109】
実施例−8
【0110】
【化39】
アルゴン雰囲気下で、エチルアミン3.40g(75.5mmol)をヘキサン30mLに溶かし、−20℃でSi(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.78g(24.8mmol)をヘキサン5mLに溶かした溶液を加え、室温で2時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度86℃/4.1×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−エチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHEt)を淡黄色の液体として得た(収量5.77g,収率96%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.83(s,2H),5.65(s,1H),2.69(quint,J=7Hz,2H),1.30(s,18H),0.92(t,J=7Hz,3H),0.82(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.0,51.3,35.1,31.3,19.9。
【0111】
実施例−9
【0112】
【化40】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl6.22g(26.7mmol)をヘキサン30mLに溶かし、シクロプロピルアミン3.14g(56.0mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度100℃/3.7×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−シクロプロピルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHcPr)を無色の液体として得た(収量6.07g,収率90%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.80(s,2H),5.34(s,1H),2.08(m,1H),1.28(s,18H),0.90(br,1H),0.39−0.29(m,4H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)113.8,51.4,31.2,23.8,7.9。
【0113】
実施例−10
【0114】
【化41】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.70g(24.5mmol)をヘキサン40mLに溶かし、イソプロピルアミン2.90g(49.1mmol)を加え、室温で5時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度90℃/3.7×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−イソプロピルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHiPr)を淡黄色の液体として得た(収量5.65g,収率90%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.80(s,2H),5.64(s,1H),3.20(doubleseptet,J=8Hz,7Hz,1H),1.31(s,18H),0.98(d,J=7Hz,6H),0.87(br,d,J=8Hz,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.9,51.4,42.3,31.3,27.5。
【0115】
実施例−11
【0116】
【化42】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.90g(25.4mmol)をヘキサン40mLに溶かし、プロピルアミン3.03g(51.3mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度92℃/3.5×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−プロピルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHPr)を淡黄色の液体として得た(収量5.99g,収率92%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.83(d,J=1Hz,2H),5.67(s,1H),2.65(q,J=7Hz,2H),1.31(s,18H),1.30(sext,J=7Hz,2H),0.94(br,1H),0.75(t,J=7Hz,3H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.0,51.4,42.6,31.3,27.7,11.9。
【0117】
実施例−12
【0118】
【化43】
参考例9に示した手順に従い、tBuNCHCHNtBu32.00g,テトラヒドロフラン50mL、ヘキサン150mL及びリチウム2.67gを用いて調製したジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を、アルゴン雰囲気下でトリクロロシラン25.16g(185.7mmol)のヘキサン(50mL)溶液に加え、室温で3時間撹拌した。この反応混合物にプロピルアミン22.40g(379.0mmol)を加えて室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度78℃/3.7×102Pa)することにより、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHPrを淡黄色の液体として得た(収量41.46g,収率87%)。このようにして得たSi(tBuNCHCHNtBu)(H)NHPrの1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例11で得たもののスペクトルと一致した。
【0119】
実施例−13
【0120】
【化44】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.23g(22.4mmol)をヘキサン30mLに溶かし、sec−ブチルアミン3.30g(45.1mmol)を加え、室温で14時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度98℃/3.5×102Pa)することにより、2−sec−ブチルアミノ−1,3−ジ−tert−ブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHsBu)を淡黄色の液体として得た(収量5.56g,収率92%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.83(s,2H),5.69(s,1H),3.02(sept,J=7Hz,1H),1.45−1.35(m,2H),1.32(s,18H),1.00(d,J=6Hz,3H),0.98(br,1H),0.77(t,J=7Hz,3H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.01,112.00,51.46,51.43,47.7,31.3,31.2,23.8,10.6。
【0121】
実施例−14
【0122】
【化45】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl4.87g(20.9mmol)をヘキサン40mLに溶かし、tert−ブチルアミン3.13g(42.8mmol)を加え、室温で14時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を昇華(加熱温度150℃/1.2×102Pa)することにより、2−tert−ブチルアミノ−1,3−ジ−tert−ブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHtBu)を白色固体として得た(収量5.06g,収率90%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.79(s,2H),5.56(s,1H),1.33(s,18H),1.14(s,9H),1.01(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.7,51.6,49.5,33.4,31.2。
【0123】
実施例−15
【0124】
【化46】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.70g(24.5mmol)をヘキサン100mLに溶かし、シクロヘキシルアミン4.86g(49.0mmol)を加え、室温で4時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を昇華(加熱温度160℃/7.0×102Pa)することにより、2−シクロヘキシルアミノ−1,3−ジ−tert−ブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHCy)を白色固体として得た(収量6.95g,収率96%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.83(d,J=1Hz,2H),5.71(s,1H),2.87(m,1H),1.86(m,2H),1.57(m,2H),1.44(m,1H),1.33(s,18H),1.20−0.95(m,6H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.0,51.5,49.8,38.4,31.3,26.4,26.0。
【0125】
実施例−16
【0126】
【化47】
アルゴン雰囲気下で、ブチルリチウムのヘキサン溶液(濃度1.65mol/L)13.8mL(22.8mmol)にヘキサン10mL及び1,1,3,3−テトラメチルブチルアミン2.94g(22.8mmol)を加え、室温で14時間撹拌することにより調製したリチウム(1,1,3,3−テトラメチルブチルアミド)溶液に、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.14g(22.1mmol)をヘキサン10mLに溶かした溶液を加え、室温で24時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を昇華(加熱温度180℃/64Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHtOct)を白色固体として得た(収量5.85g,収率81%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.80(d,J=1Hz,2H),5.61(s,1H),1.51(s,2H),1.36(s,18H),1.28(s,6H),1.04(br,1H),1.00(s,9H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.8,59.3,53.9,51.7,32.6,32.2,32.1,31.2。
【0127】
実施例−17
【0128】
【化48】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.63g(24.2mmol)をヘキサン20mLに溶かし、2,2,2−トリフルオロエチルアミン5.38g(54.3mmol)を加え、室温で15時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度80℃/4.7×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−(2,2,2−トリフルオロエチル)アミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHCH2CF3)を淡黄色液体として得た(収量4.74g,収率66%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.73(d,J=1Hz,2H),5.47(s,1H),2.89(quint,J=9Hz,2H),1.19(s,18H),1.02(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)114.8(q,J=269Hz),112.2,42.7(q,J=33Hz),51.4,31.1。
【0129】
実施例−18
【0130】
【化49】
アルゴン雰囲気下で、エチルアミン3.30g(73.2mmol)をヘキサン30mLに溶かし、−20℃でSi(sBuNCHCHNsBu)(H)Cl6.21g(26.7mmol)をヘキサン5mLに溶かした溶液を加え、室温で2時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度92−96℃/4.0×102Pa)することにより、1,3−ジ−sec−ブチル−2−エチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(sBuNCHCHNsBu)(H)NHEt)を淡黄色の液体として得た(収量5.61g,収率87%)。なお、これは立体配置が相異なる複数の異性体の混合物であった。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.68(s)/5.66(s)/5.65(s)(三つのシグナルの積分強度の合計が2H),5.57(s,1H),3.06(sept,J=7Hz,2H),2.76−2.69(m,2H),1.69−1.59(m,2H),1.51−1.33(m,2H),1.21(d,J=7Hz)/1.20(d,J=7Hz)(二つのシグナルの積分強度の合計が6H),1.00−0.88(m,10H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)114.3,113.9,113.2,112.9,54.1,54.0,53.4,35.2,31.9,30.9,22.9,22.8,22.1,22.0,20.3,11.9,11.74,11.73。
【0131】
実施例−19
【0132】
【化50】
アルゴン雰囲気下で、リチウムアミド379mg(純度95%、15.7mmol)を1,2−ジメトキシエタン10mLに懸濁させ、Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl3.99g(15.3mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。反応混合物にヘキサンを10mL加え、室温で10分間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度90℃/3.7×102Pa)することにより、2−アミノ−1,3−ジ−tert−ペンチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NH2)を淡黄色の液体として得た(収量3.23g,収率87%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.72(d,J=1Hz,2H),5.69(t,J=5Hz,1H),1.56(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.48(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.26(s,6H),1.25(s,6H),0.87(t,J=7Hz,6H),0.85(br,2H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.7,54.0,35.6,29.3,28.7,9.1。
【0133】
実施例−20
【0134】
【化51】
アルゴン雰囲気下で、Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl6.18g(23.7mmol)をヘキサン20mLに溶かした。この溶液を凍結脱気した後、アンモニアを充填した内容積5Lの風船を接続することにより反応容器内をアンモニア雰囲気として室温で6時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度90℃/3.7×102Pa)することにより、2−アミノ−ジ−1,3−tert−ペンチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NH2)を淡黄色の液体として得た(収量5.36g,収率94%)。このようにして得たSi(tPeNCHCHNtPe)(H)NH2の1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例19で得たもののスペクトルと一致した。
【0135】
実施例−21
【0136】
【化52】
アルゴン雰囲気下で、Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl5.24g(20.1mmol)をヘキサン20mLに溶かし、メチルアミンのテトラヒドロフラン溶液(濃度1.95mol/L)24.0mL(46.8mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度104℃/3.8×102Pa)することにより、2−メチルアミノ−1,3−ジ−tert−ペンチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHMe)を淡黄色の液体として得た(収量4.71g,収率92%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.73(d,J=1Hz,2H),5.62(s,1H),2.34(d,J=7Hz,3H),1.58(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.48(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.25(s,6H),1.24(s,6H),0.88(t,J=7Hz,6H),0.64(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.8,53.8,35.6,29.2,28.4,26.4,9.2。
【0137】
実施例−22
【0138】
【化53】
アルゴン雰囲気下で、エチルアミン6.80g(151mmol)をヘキサン25mLに溶かし、−20℃でSi(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl6.96g(26.7mmol)をヘキサン5mLに溶かした溶液を加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度110℃/1.5×102Pa)することにより、2−エチルアミノ−1,3−ジ−tert−ペンチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHEt)を淡黄色の液体として得た(収量6.63g,収率92%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.72(d,J=1Hz,2H),5.64(s,1H),2.73(quint,J=7Hz,2H),1.60(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.48(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.27(s,6H),1.25(s,6H),0.94(t,J=7Hz,3H),0.89(t,J=7Hz,6H),0.83(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.8,53.9,35.7,35.2,29.3,28.3,19.9,9.2。
【0139】
実施例−23
【0140】
【化54】
アルゴン雰囲気下で、Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl6.49g(24.9mmol)をヘキサン25mLに溶かし、イソプロピルアミン2.96g(50.1mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を昇華(加熱温度160℃/70Pa)することにより、2−イソプロピルアミノ−1,3−ジ−tert−ペンチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHiPr)を白色の固体として得た(収量6.77g,収率96%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.73(s,2H),5.66(s,1H),3.22(m,1H),1.64(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.46(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.30(s,6H),1.27(s,6H),1.00(d,J=7Hz,6H),0.90(t,J=7Hz,6H),0.86(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.8,42.3,35.7,29.4,28.0,27.5,9.1。
【0141】
実施例−24
【0142】
【化55】
アルゴン雰囲気下で、リチウムアミド439mg(純度95%,18.2mmol)を1,2−ジメトキシエタン20mLに懸濁させ、Si(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl6.07g(17.6mmol)を加え、室温で4時間撹拌した。反応混合物にヘキサンを20mL加え、室温で10分間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度116℃/1.3×102Pa)することにより、2−アミノ−1,3−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NH2)を淡黄色の液体として得た(収量4.99g,収率87%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.73(d,J=1Hz,2H),5.70(s,1H),1.63(d,J=15Hz,2H),1.46(d,J=15Hz,2H),1.41(s,6H),1.35(s,6H),1.05(s,18H),0.88(br,2H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.9,55.2,54.2,32.8,32.1,32.0,31.2。
【0143】
実施例−25
【0144】
【化56】
アルゴン雰囲気下で、Si(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl5.42g(15.7mmol)をヘキサン20mLに溶かした。この溶液を凍結脱気した後、アンモニアを充填した内容積5Lの風船を接続することにより反応容器内をアンモニア雰囲気として室温で41時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度115℃/1.2×102Pa)することにより、2−アミノ−1,3−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NH2)を淡黄色の液体として得た(収量4.52g,収率88%)。このようにして得たSi(tOctNCHCHNtOct)(H)NH2の1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例24で得たもののスペクトルと一致した。
【0145】
実施例−26
【0146】
【化57】
アルゴン雰囲気下で、エチルアミン6.80g(151mmol)をヘキサン20mLに溶かし、−20℃でSi(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl5.26g(15.2mmol)をヘキサン10mLに溶かした溶液を加え、室温で12時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度128℃/1.4×102Pa)することにより、1,3−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−2−エチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NHEt)を淡黄色の液体として得た(収量5.22g,収率97%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.74(s,2H),5.64(s,1H),2.73(quint,J=7Hz,2H),1.72(d,J=15Hz,2H),1.45(s,6H),1.43(d,J=15Hz,2H),1.33(s,6H),1.06(s,18H),0.95(t,J=7Hz,3H),0.83(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.9,55.2,54.3,35.5,33.0,32.1,32.0,30.5,19.9。
【0147】
実施例−27
【0148】
【化58】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtOct)(H)Cl4.87g(16.9mmol)をヘキサン20mLに溶かした。この溶液を凍結脱気した後、アンモニアを充填した内容積5Lの風船を接続することにより反応容器内をアンモニア雰囲気として室温で19時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度114℃/3.3×102Pa)することにより、2−アミノ−3−tert−ブチル−1−1,1,3,3−テトラメチルブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtOct)(H)NH2)を淡黄色の液体として得た(収量4.02g,収率88%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.79(dd,J=4Hz,1Hz,1H),5.74(dd,J=4Hz,1Hz,1H),5.69(t,J=5Hz,1H),1.65(d,J=15Hz,1H),1.46(d,J=15Hz,1H),1.41(s,3H),1.35(s,3H),1.28(s,9H),1.05(s,9H),0.85(br,2H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.4,111.4,55.2,54.4,51.4,32.8,32.1,32.0,31.4,31.1。
【0149】
実施例−28
【0150】
【化59】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtOct)(H)Cl4.82g(16.9mmol)をヘキサン40mLに溶かし、プロピルアミン2.02g(34.2mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度106℃/97Pa)することにより、1−1,1,3,3−テトラメチルブチル−3−tert−ブチル−2−プロピルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtOct)(H)NHPr)を淡黄色の液体として得た(収量4.53g,収率87%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.80(dd,J=4Hz,1Hz,2H),5.75(dd,J=4Hz,1Hz,2H),5.67(s,1H),2.66(q,J=7Hz,2H),1.73(d,J=15Hz,1H),1.46(s,3H),1.43(d,J=15Hz,1H),1.33(s,3H),1.32(sext,J=7Hz,2H),1.30(s,9H),1.06(s,9H),0.96(br,1H),0.77(t,J=7Hz,3H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.4,111.5,55.1,54.5,51.3,42.8,33.1,32.1,32.0,31.3,30.4,27.7,11.9。
【0151】
実施例−29
【0152】
【化60】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl7.69g(33.0mmol)をテトラヒドロフラン30mLに溶かし、シアン酸ナトリウム2.58g(純度90%、35.7mmol)を加え、加熱還流下で8時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度85℃/3.3×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−イソシアナト−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCO)を無色の液体として得た(収量7.09g,収率90%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.68(s,2H),5.63(s,1H),1.12(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)125.0,112.7,51.4,30.9。
【0153】
実施例−30
【0154】
【化61】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl8.33g(35.8mmol)をテトラヒドロフラン30mLに溶かし、シアン酸カリウム3.19g(純度96%、37.8mmol)を加え、加熱還流下で15時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度85℃/3.3×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−イソシアナト−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCO)を無色の液体として得た(収量7.07g,収率83%)。このようにして得たSi(tBuNCHCHNtBu)(H)NCOの1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例29で得たもののスペクトルと一致した。
【0155】
実施例−31
【0156】
【化62】
参考例9に示した手順に従い、tBuNCHCHNtBu32.16g,テトラヒドロフラン250mL及びリチウム2.67gを用いて調製したジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を、アルゴン雰囲気下でトリクロロシラン25.12g(185.5mmol)のヘキサン(30mL)溶液に加え、室温で3時間撹拌した。この反応混合物にシアン酸ナトリウム14.47g(純度96%、213.7mmol)を加え、加熱還流下で4時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度85℃/3.3×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−イソシアナト−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCO)を無色の液体として得た(収量35.44g,収率80%)。このようにして得たSi(tBuNCHCHNtBu)(H)NCOの1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例29及び30で得たもののスペクトルと一致した。
【0157】
実施例−32
【0158】
【化63】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl6.10g(26.2mmol)をテトラヒドロフラン20mLに溶かし、チオシアン酸ナトリウム2.15g(純度99%、26.3mmol)を加え、室温で14時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度108℃/3.3×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−チオイソシアナト−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCS)を淡黄色の液体として得た(収量6.05g,収率90%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.63(d,J=2Hz,2H),5.52(s,1H),1.10(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)144.1,112.8,51.5,30.8。
【0159】
実施例−33
【0160】
【化64】
アルゴン雰囲気下で、Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl11.3g(43.3mmol)をテトラヒドロフラン80mLに溶かし、シアン酸ナトリウム2.81g(純度96%、41.6mmol)を加え、加熱還流下で18.5時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を減圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(86℃/9.6×102Pa)することにより、2−イソシアナト−1,3−ジ−tert−ペンチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NCO)を無色の液体として得た(収量9.37g,収率84%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.68(s,1H),5.62(s,1H),5.61(s,1H),1.36(q,J=8Hz,2H),1.35(q,J=8Hz,2H),1.10(s,6H),1.09(s,6H),0.76(t,J=8Hz,6H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)125.3,112.1,53.8,34.9,28.3,28.2,8.59。
【0161】
実施例−34
【0162】
【化65】
アルゴン雰囲気下で、Si(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl7.57g(22.0mmol)をテトラヒドロフラン30mLに溶かし、シアン酸ナトリウム2.14g(純度96%、31.6mmol)を加え、加熱還流下で18時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度117℃/73Pa)することにより、2−イソシアナト−1,3−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NCO)を無色の液体として得た(収量6.91g,収率89%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.70(s,1H),5.63(s,2H),1.51(d,J=14Hz,2H),1.30(d,J=14Hz,2H),1.28(s,6H),1.19(s,6H),0.95(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)125.1,112.6,55.2,53.7,32.6,31.9,31.8,30.5。
【0163】
実施例−35
【0164】
【化66】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl3.98g(17.1mmol)をヘキサン20mLに溶かした。この溶液を凍結脱気した後、ジメチルアミンを充填した内容積5Lの風船を接続することにより反応容器内をジメチルアミン雰囲気として室温で20時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度84℃/4.7×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−ジメチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NMe2)を無色液体として得た(収量3.76g,収率91%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.83(s,2H),5.63(s,1H),2.38(s,6H),1.22(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.0,51.1,35.6,31.0。
【0165】
実施例−36
【0166】
【化67】
参考例9に示した手順に従い、tBuNCHCHNtBu32.00g,テトラヒドロフラン50mL、ヘキサン150mL及びリチウム2.67gを用いて調製したジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を、アルゴン雰囲気下でトリクロロシラン25.20g(186.0mmol)のヘキサン(120mL)溶液に加え、室温で4時間撹拌した。この反応混合物にジエチルアミン30.00g(410.2mmol)を加えて室温で5時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度102℃/4.0×102Pa)することにより、1,3―ジ―tert−ブチル−2−ジエチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NEt2)を淡黄色の液体として得た(収量30.29g,収率60%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.82(s,2H),5.69(s,1H),2.85(q,J=7Hz,4H),1.26(s,18H),1.00(t,J=7Hz,6H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.1,51.3,38.6,31.2,15.1。
【0167】
実施例−37
【0168】
【化68】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.50g(23.6mmol)をヘキサン10mLに溶かし、リチウムブチル(メチル)アミド溶液(1.67mol/Lのブチルリチウムヘキサン溶液14.2mL、テトラヒドロフラン15mL及びN−ブチル−N−メチルアミン2.07gを混合して室温で1時間撹拌することにより調製したもの)を加えて室温で20時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度109℃/3.3×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−ブチルメチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NBuMe)を無色液体として得た(収量5.67g,収率85%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.85(s,2H),5.68(s,1H),2.75(m,2H),2.40(s,3H),1.46(m,2H),1.26(s,18H),1.21(m,2H),0.88(t,J=7Hz,3H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.1,51.2,48.7,32.7,31.6,31.1,21.1,14.6。
【0169】
実施例−38
【0170】
【化69】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl3.36g(14.4mmol)をテトラヒドロフラン20mLに溶かし、チオシアン酸カリウム1.47g(純度98%、14.8mmol)を加え、室温で18時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度108℃/3.3×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−チオイソシアナト−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCS)を淡黄色の液体として得た(収量3.28g,収率89%)。このようにして得たSi(tBuNCHCHNtBu)(H)NCSの1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例32で得たもののスペクトルと一致した。
【0171】
薄膜作製例(実施例−39から47及び比較例−1から3)
本発明のヒドロシラン誘導体又はSiH(NMe2)3(TDMAS)をそれぞれ材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は表1に示すとおりである。なお、sccmとは気体の流量を表す単位であり、1sccmは理想気体に換算すると2.68mmol/hの速度で気体が移動していることを表す。反応チャンバーへの材料供給速度は、(キャリアガス流量×材料の蒸気圧÷材料容器内全圧)の計算式に基づいて求めることができ、実施例−39から47及び比較例−1から3の全ての成膜例を通じて材料供給速度がなるべく統一されるように材料容器温度やキャリアガス(アルゴン)の流量などを調節した。また材料とキャリアガスのほかに酸素ガスを60sccmの流量で反応チャンバーに導入した。さらに実施例−39から47及び比較例−1から3の全ての成膜例を通じて反応チャンバー内の酸素濃度及び総ガス流量(線速)を統一するために希釈ガス(アルゴン)の導入量を調節した。すなわち実施例−39から47では220sccmの流量で、比較例1から3では230sccmの流量で希釈ガスを導入することにより、反応チャンバー内の圧力を1.3kPaに調節した。用いた基板の材質はサファイアであり、成膜時間は1時間である。実施例−39から47及び比較例−1から3のいずれの場合においても、作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から算出した膜厚を表1に示した。表1から明らかなように、TDMASと酸素ガスを用いてCVD法による二酸化ケイ素薄膜作製を試みた比較例−1から3では、基板温度500℃以下においては膜の堆積がほとんど進行しないことを確認した。また、実施例39、41、44及び46について膜組成をX線光電子分光法で確認したところ、二酸化ケイ素膜であることを確認した。
【0172】
実施例−48
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は以下の通りである。材料容器温度:40℃、材料の蒸気圧:31Pa、キャリアガス(アルゴン)流量:20sccm、材料容器内全圧:13.3kPa、反応チャンバーへの材料供給速度:0.13mmol/h、希釈ガス(アルゴン)流量:280sccm、反応チャンバー内全圧:1.3kPa、基板温度:500℃。酸素ガスの供給は行わなかった。用いた基板の材質はサファイアであり、成膜時間は1時間である。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、20nmであった。また、膜組成をX線光電子分光法で確認したところ、ケイ素と窒素を含有する膜であることを確認した。
【0173】
実施例−49
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−48と同様とし、但し基板温度は475℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、10nmであった。
【0174】
実施例−50
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は以下の通りである。材料容器温度:40℃、材料の蒸気圧:31Pa、キャリアガス(アルゴン)流量:40sccm、材料容器内全圧:13.3kPa、反応チャンバーへの材料供給速度:0.26mmol/h、希釈ガス(アルゴン)流量:60sccm、反応チャンバー内全圧:1.3kPa、基板温度:500℃。酸素ガスの供給は行わなかった。用いた基板の材質はサファイアであり、成膜時間は1時間である。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、131nmであった。また、膜組成をX線光電子分光法で確認したところ、ケイ素と窒素を含有する膜であることを確認した。
【0175】
実施例−51
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−50と同様とし、但し基板温度は475℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、50nmであった。
【0176】
実施例−52
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−50と同様とし、但し基板温度は450℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、19nmであった。
【0177】
比較例−4
SiH(NMe2)3(TDMAS)を材料に用いて、熱CVD法によるケイ素含有薄膜の作製を試みた。本試験のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は以下の通りである。材料容器温度:1℃、材料の蒸気圧:125Pa、キャリアガス(アルゴン)流量:10sccm、材料容器内全圧:26.7kPa、反応チャンバーへの材料供給速度:0.13mmol/h、希釈ガス(アルゴン)流量:290sccm、反応チャンバー内全圧:1.3kPa、基板温度:500℃。酸素ガスの供給は行わなかった。用いた基板の材質はサファイアであり、成膜時間は1時間である。基板表面へのケイ素含有薄膜の形成を確認するため、基板表面を蛍光X線分析で調べた。その結果、ケイ素に基づく特性X線はほとんど検出されず、ケイ素含有薄膜の形成は確認されなかった。
【0178】
実施例−53
【0179】
【化70】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl6.54g(28.1mmol)をヘキサン20mLに溶かし、ビニルマグネシウムクロリドテトラヒドロフラン溶液(1.61mol/L,34.5mL,55.5mmol)を加えて室温で22時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度85℃/6.1×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−ビニル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CHCH2)を黄色液体として得た(収量3.01g,収率48%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.25(ddd,J=20Hz,14Hz,5Hz,1H),6.09(d,J=5Hz,1H),5.92(dd,J=20Hz,3Hz,1H),5.89(dd,J=14Hz,3Hz,1H),5.77(s,2H),1.19(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)140.3,133.9,113.6,51.5,31.1。
【0180】
実施例−54
【0181】
【化71】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl8.39g(36.0mmol)をヘキサン17mLに溶かし、(プロパ−2−エン−1−イル)マグネシウムブロミドジエチルエーテル溶液(0.99mol/L,38.0mL,37.6mmol)を加えて室温で18時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度88℃/4.4×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−(プロパ−2−エン−1−イル)−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2)を黄色液体として得た(収量7.33g,収率85%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.05(s,1H),5.93−5,85(m,1H),5.72(s,2H),5.10−4.90(m,2H),1.77(dt,J=8Hz,1Hz,2H),1.17(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)133.6,115.0,113.9,51.1,31.2,31.1。
【0182】
実施例−55
【0183】
【化72】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl8.44g(36.2mmol)をヘキサン17mLに溶かし、(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)マグネシウムブロミドテトラヒドロフラン溶液(0.56mol/L,68.0mL,38.1mmol)を加えて室温で18時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度90℃/3.5×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CHC(CH3)2)を黄色液体として得た(収量6.30g,収率69%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.19(s,1H),5.77(s,2H),5.40(s,1H),1.78(s,3H),1.70(s,3H),1.22(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)156.7,126.7,112.8,51.2,31.0,29.5,23.8。
【0184】
実施例−56
【0185】
【化73】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl8.71g(37.4mmol)をヘキサン20mLに溶かし、(プロパ−1−エン−2−イル)マグネシウムブロミドテトラヒドロフラン溶液(0.57mol/L,69.0mL,39.3mmol)を加えて14時間還流した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度80℃/4.3×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−(プロパ−1−エン−2−イル)−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)C(CH3)CH2)を黄色液体として得た(収量4.18g,収率47%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.12(s,1H),5.79(s,2H),5.69(s,1H),5.62(s,1H),1.93(s,3H),1.11(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)149.3,127.8,113.8,51.4,31.0,20.6。
【0186】
実施例−57
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は以下の通りである。材料容器温度:43℃、材料の蒸気圧:31Pa、キャリアガス(アルゴン)流量:20sccm、材料容器内全圧:13.3kPa、反応チャンバーへの材料供給速度:0.13mmol/h、酸素ガス流量:60sccm、希釈ガス(アルゴン)流量:220sccm、反応チャンバー内全圧:1.3kPa、基板温度:500℃。用いた基板の材質はサファイアであり、成膜時間は1時間である。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、123nmであった。また、膜組成をX線光電子分光法で確認したところ、二酸化ケイ素膜であることを確認した。
【0187】
実施例−58
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−57と同様とし、但し基板温度は475℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、91nmであった。
【0188】
実施例−59
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−57と同様とし、但し基板温度は450℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、47nmであった。
【0189】
実施例−60
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は以下の通りである。材料容器温度:43℃、材料の蒸気圧:31Pa、キャリアガス(アルゴン)流量:20sccm、材料容器内全圧:13.3kPa、反応チャンバーへの材料供給速度:0.13mmol/h、希釈ガス(アルゴン)流量:280sccm、反応チャンバー内全圧:1.3kPa、基板温度:500℃。酸素ガスの供給は行わなかった。用いた基板の材質はサファイアであり、成膜時間は1時間である。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、74nmであった。また、膜組成をX線光電子分光法で確認したところ、ケイ素と窒素を含有する膜であることを確認した。
【0190】
実施例−61
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−60と同様とし、但し基板温度は475℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、44nmであった。
【0191】
実施例−62
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−60と同様とし、但し基板温度は450℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、14nmであった。
【0192】
実施例−63
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は以下の通りである。材料容器温度:43℃、材料の蒸気圧:31Pa、キャリアガス(アルゴン)流量:40sccm、材料容器内全圧:13.3kPa、反応チャンバーへの材料供給速度:0.26mmol/h、希釈ガス(アルゴン)流量:60sccm、反応チャンバー内全圧:1.3kPa、基板温度:500℃。酸素ガスの供給は行わなかった。用いた基板の材質はサファイアであり、成膜時間は1時間である。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、277nmであった。また、膜組成をX線光電子分光法で確認したところ、ケイ素と窒素を含有する膜であることを確認した。
【0193】
実施例−64
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−63と同様とし、但し基板温度は475℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、177nmであった。
【0194】
実施例−65
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−63と同様とし、但し基板温度は450℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、77nmであった。
【0195】
【表1】
試験例
本発明のヒドロシラン誘導体の熱重量分析(TG)及び示差走査熱量測定(DSC)を行った。TGでは、400ml/minの一定量でアルゴンを流通させている測定装置内にサンプルを置き、サンプル及びアルゴンの温度を10℃/minの一定速度で上げたときの気化による重量減少を観察し、サンプルが50%減量したときの温度を記録した。DSCでは、アルゴン雰囲気下でサンプルをステンレス製測定用容器に密閉し、容器の温度を10℃/minの一定速度で上げたときのサンプルの熱分解に基づく発熱を観察し、発熱が起き始めた温度を記録した。これら記録の一覧を表2に示した。また図2から図32には、各サンプルのTG及びDSCチャートを示した。これらのチャートの横軸は摂氏温度であり、縦軸左側はTGの重量減少の百分率であり、縦軸右側はDSCの発熱量である。
【0196】
【表2】
【符号の説明】
【0197】
1 材料容器
2 恒温槽
3 反応チャンバー
4 基板
5 酸素ガス
6 希釈ガス
7 キャリアガス
8 マスフローコントローラー
9 マスフローコントローラー
10 マスフローコントローラー
11 油回転式ポンプ
12 排気
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体素子の製造用材料などとして有用なヒドロシラン誘導体、その製造方法、ケイ素含有薄膜の製造法に関する。
【背景技術】
【0002】
ケイ素単体及びケイ素含有化合物は、構成元素の種類及び/又は比率を変えることによって電気抵抗率、比誘電率などの電気的性質を調整することができるため、半導体デバイスを構成する多くの部位に薄膜として用いられ、今後もその産業上の用途は更に広がるものと期待されている。半導体素子用途として用いられるケイ素含有化合物としては、二酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、窒化ケイ素、金属シリケートなど多様な物質を挙げることができる。また、半導体デバイスの高集積化を進める上で、デバイス構造の立体化、すなわち三次元化された基板の表面上に薄膜を製造する技術の確立は極めて重要である。この観点から、化学気相蒸着法(CVD法)や原子層蒸着法(ALD法)は、次世代以降の半導体デバイス製造工程に適した薄膜作製プロセスとして特に注目されている。CVD法やALD法を用いてケイ素含有薄膜を作製するための材料として種々のケイ素化合物の使用が検討されている。しかし、シランガスは酸素ガスと爆発的に反応するため用途は限られ、テトラエトキシシラン(TEOS)は薄膜作製の際に高温やプラズマを必須とする点で用途が限られている。トリス(ジメチルアミノ)シラン(TDMAS)も、CVD法やALD法によるケイ素含有薄膜を作製するための材料として研究されている。例えば、特許文献1にはTDMASを材料として用いたPECVD法によって二酸化ケイ素薄膜を作製する方法が記載されている。また、特許文献2にはTDMAS及びオゾン若しくは酸素ガスを用いたALD法によって二酸化ケイ素薄膜を作製する方法が記載されている。
【0003】
本発明のヒドロシラン誘導体(1)に類似した物質として、非特許文献1には、該文献中の化合物8及び10として1,3−ジ−tert−ブチル−2−ジエチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NEt2)及び1,3−ジ−tert−ブチル−2−ジプロピルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NPr2)が記載されているが、これらをケイ素含有薄膜作製用の材料として用いることに関する記載は一切無い。ジエチルアミノ基やジプロピルアミノ基以外のジアルキルアミノ基を持つ誘導体や、アミノ基、モノアルキルアミノ基、イソシアナト基、チオイソシアナト基又はアルケニル基を有する誘導体に関する記述も一切ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第2009/045964号パンフレット
【特許文献2】特開2008−135633号公報
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Organometallics、第28巻,2744ページ(2009年)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
半導体デバイスを製造する場合には、複数の異なる化合物の薄膜を積層する必要がある。しかしながら既存のケイ素化合物を実用的なケイ素含有薄膜作製用材料として用いるには問題がある。例えば、TDMASと酸素ガスだけを用いて二酸化ケイ素薄膜を作製する場合には、TDMASと酸素の反応を促進させるための高い基板温度が必須である。特許文献2には、TDMASと酸素ガスだけを用いたALD法によって二酸化ケイ素薄膜を作製する場合、550℃では薄膜を作製できるものの、基板温度が低いと膜が堆積しないとの記述がある。また、本発明者らがTDMASと酸素ガスを用いてCVD法による二酸化ケイ素薄膜作製を試みたところ、基板温度500℃以下においては膜の堆積がほとんど進行しないことを確認した。(比較例1、2及び3参照。)薄膜作製時の基板温度が高い場合には各層の間の相互拡散や剥離などのトラブルが発生することがあるため、出来るだけ低い温度で薄膜を作製することが求められている。またTDMASと酸素の反応を促進させる手段としてプラズマを使うPECVD法やオゾンを使った方法も検討されているが、PECVD法にはプラズマによって基板が損傷するという問題点があり、オゾンを用いる方法には基板がオゾンによって酸化される問題点があるため、いずれも実用的な薄膜作製方法としては適用範囲が狭い。すなわち、プラズマやオゾン等の助剤を用いず加熱のみで、かつ可能な限り低温で薄膜を形成しうるケイ素化合物が求められるが、このような化合物は未だ見出されていない。これらの問題点を解決するためには、500℃以下の低い温度でもプラズマやオゾンを用いなくても二酸化ケイ素や窒化ケイ素などのケイ素含有薄膜を効率良く作製することが可能な、新しい薄膜作製用ケイ素材料の開発が必要である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、一般式(1)及び(1’)で示される環状構造を有するヒドロシラン誘導体が、500℃以下の低い温度でもプラズマやオゾンを用いなくても二酸化ケイ素や窒化ケイ素などのケイ素含有薄膜を効率良く作製することが可能な優れた化合物であることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち本発明は、一般式(1)
【0009】
【化1】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zaはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、N(CH3)R4で表わされるN−メチル−アルキルアミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4は炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体に関する。
【0010】
また本発明は、一般式(3)
【0011】
【化2】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。)で示されるクロロシラン誘導体と一般式(4)
【0012】
【化3】
(式中、Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。Zがイソシアナト基又はイソチオシアナト基の場合、M2はナトリウム原子又はカリウム原子を表す。Zがアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基又はNR4R5で表わされる二置換アミノ基の場合、M2は水素原子又はリチウム原子を表す。Zが炭素数2から6のアルケニル基の場合、M2はハロゲン化マグネシウム基を表す。)で示される化合物を反応させることを特徴とする、一般式(1’)
【0013】
【化4】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体の製造方法に関する。
【0014】
さらに本発明は、一般式(2)
【0015】
【化5】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。M1はリチウム原子又はナトリウム原子を表す。)で示されるビニレンジアミニドアルカリ金属塩とトリクロロシランを反応させることにより、一般式(3)
【0016】
【化6】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。)で示されるクロロシラン誘導体を製造し、さらにそのクロロシラン誘導体(3)と一般式(4)
【0017】
【化7】
(式中、Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。Zがイソシアナト基又はイソチオシアナト基の場合、M2はナトリウム原子又はカリウム原子を表す。Zがアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基又はNR4R5で表わされる二置換アミノ基の場合、M2は水素原子又はリチウム原子を表す。Zが炭素数2から6のアルケニル基の場合、M2はハロゲン化マグネシウム基を表す。)で示される化合物を反応させることを特徴とする、一般式(1’)
【0018】
【化8】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体の製造方法に関する。
【0019】
さらに本発明は、一般式(1’)
【0020】
【化9】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体を材料として用いることを特徴とする、ケイ素含有薄膜の製造法に関する。
【0021】
以下に本発明をさらに詳細に説明する。まず、R1、R2、R3、R4及びR5の定義について説明する。R1及びR2で表される炭素数3から12のアルキル基としては、直鎖状、分岐状又は環状のいずれのものでも良く、具体的にはプロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1,1,2−トリメチルプロピル基、1,2,2−トリメチルプロピル基、1−エチル−1−メチルプロピル基、1−エチル−2−メチルプロピル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルメチル基、シクロプロピルエチル基、シクロブチルメチル基、ヘプチル基、シクロヘキシルメチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2−メチルシクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、オクチル基、1,1−ジエチル−2−メチルプロピル基、2,5−ジメチルシクロヘキシル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、1−メチル−1−プロピルブチル基、1,1,2,3,3−ペンタメチルブチル基、1,1−ジエチル−3,3−ジメチルブチル基、アダマンチル基、1,1−ジメチルオクチル基、1,1−ジプロピルブチル基、1,1−ジメチルデシル基、1,1−ジエチルオクチル基及び1−ブチル−1−プロピルペンチル基などを例示することができる。
【0022】
ヒドロシラン誘導体(1’)が高い蒸気圧を持ち薄膜形成用材料として取り扱いやすい点及びヒドロシラン誘導体(1’)を材料として用いて成膜したときのケイ素含有薄膜の堆積速度が速い点で、R1及びR2が各々独立に炭素数3から8のアルキル基であることが好ましく、炭素数3から5の二級アルキル基又は三級アルキル基であることが更に好ましく、tert−ブチル基及びtert−ペンチル基が殊更好ましい。
【0023】
R3で表される炭素数1から12のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1,1,2−トリメチルプロピル基、1,2,2−トリメチルプロピル基、1−エチル−1−メチルプロピル基、1−エチル−2−メチルプロピル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルメチル基、シクロプロピルエチル基、シクロブチルメチル基、ヘプチル基、シクロヘキシルメチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2−メチルシクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、1,1−ジエチル−2−メチルプロピル基、2,5−ジメチルシクロヘキシル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、1−メチル−1−プロピルブチル基、1,1,2,3,3−ペンタメチルブチル基、1,1−ジエチル−3,3−ジメチルブチル基、アダマンチル基、1,1−ジメチルオクチル基、1,1−ジプロピルブチル基、1,1−ジメチルデシル基、1,1−ジエチルオクチル基及び1−ブチル−1−プロピルペンチル基などを例示することができる。
【0024】
これらはフッ素原子で置換されていても良く、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、1−フルオロエチル基、2−フルオロエチル基、1,1−ジフルオロエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、ペルフルオロエチル基、1−フルオロプロピル基、2−フルオロプロピル基、3−フルオロプロピル基、1,1−ジフルオロプロピル基、2,2−ジフルオロプロピル基、3,3−ジフルオロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、ペルフルオロプロピル基、1−トリフルオロメチル−2,2,2−トリフルオロエチル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロイソブチル基、ペルフルオロ−sec−ブチル基、ペルフルオロ−tert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロイソペンチル基、ペルフルオロネオペンチル基、ペルフルオロ−tert−ペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペルフルオロシクロヘキシル基、ペルフルオロヘプチル基、ペルフルオロオクチル基、ペルフルオロノニル基、ペルフルオロデシル基、ペルフルオロウンデシル基及びペルフルオロドデシル基などを例示することができる。
【0025】
ヒドロシラン誘導体(1’)が高い蒸気圧を持ち、液体であり薄膜形成用材料として取り扱いやすい点及びヒドロシラン誘導体(1’)を材料として用いて成膜したときのケイ素含有薄膜の堆積速度が速い点で、R3がフッ素で置換されていても良い炭素数1から8のアルキル基であることが好ましく、とりわけ炭素数1から4のアルキル基であることが好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基などが殊更好ましい。
【0026】
R4及びR5で表される炭素数1から4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基及びシクロブチル基などを例示することができる。
【0027】
次に本明細書におけるZ及びZaで表わされる置換基の定義について説明する。Zaはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、N(CH3)R4で表わされるN−メチル−アルキルアミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す(R3及びR4は前記と同じ意味を示す。)。ZはZaの上位概念であり、イソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す(R3、R4及びR5は前記と同じ意味を示す。)。
【0028】
炭素数2から6のアルケニル基は直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、具体例としては、ビニル基、プロパ−1−エン−1−イル基、プロパ−1−エン−2−イル基、プロパ−2−エン−1−イル基、シクロプロパ−1−エニル基、シクロプロパ−2−エニル基、ブタ−1−エン−1−イル基、ブタ−1−エン−2−イル基、ブタ−3−エン−2−イル基、ブタ−3−エン−1−イル基、ブタ−2−エン−1−イル基、ブタ−2−エン−2−イル基、2−メチルプロパ−1−エン−1−イル基、シクロブタ−1−エニル基、シクロブタ−2−エニル基、ペンタ−1−エン−1−イル基、ペンタ−1−エン−2−イル基、ペンタ−1−エン−3−イル基、ペンタ−4−エン−2−イル基、ペンタ−4−エン−1−イル基、ペンタ−2−エン−1−イル基、ペンタ−2−エン−2−イル基、ペンタ−2−エン−3−イル基、ペンタ−3−エン−2−イル基、ペンタ−3−エン−1−イル基、2−メチルブタ−1−エン−1−イル基、2−メチルブタ−3−エン−2−イル基、3−メチルブタ−2−エン−1−イル基、3−メチルブタ−2−エン−2−イル基、2−メチレンブチル基、2−メチルブタ−2−エン−1−イル基、シクロペンタ−1−エニル基、シクロペンタ−2−エニル基、シクロペンタ−3−エニル基、ヘキサ−1−エン−1−イル基、ヘキサ−1−エン−2−イル基、ヘキサ−1−エン−3−イル基、ヘキサ−5−エン−1−イル基、ヘキサ−5−エン−2−イル基、ヘキサ−5−エン−3−イル基、2−メチルペンタ−4−エン−2−イル基、4−メチルペンタ−1−エン−3−イル基、3−メチルペンタ−1−エン−3−イル基、2−メチルペンタ−1−エン−3−イル基、4−メチルペンタ−4−エン−1−イル基、3−メチレンペンチル基、2−メチレンペンチル基、3−メチレン−2−メチレンブチル基、2,3−ジメチルブタ−3−エン−2−イル基、シクロヘキサ−1−エニル基、シクロヘキサ−2−エニル基、シクロヘキサ−3−エニル基などを挙げることが出来る。
【0029】
ヒドロシラン誘導体(1’)が高い蒸気圧を持つ点で、炭素数2から4のアルケニル基が好ましく、具体的にはビニル基、プロパ−1−エン−1−イル基、プロパ−1−エン−2−イル基、プロパ−2−エン−1−イル基、シクロプロパ−1−エニル基、シクロプロパ−2−エニル基、ブタ−1−エン−1−イル基、ブタ−1−エン−2−イル基、ブタ−3−エン−2−イル基、ブタ−3−エン−1−イル基、ブタ−2−エン−1−イル基、ブタ−2−エン−2−イル基、2−メチルプロパ−1−エン−1−イル基、シクロブタ−1−エニル基、シクロブタ−2−エニル基が好ましい。とりわけビニル基、プロパ−1−エン−1−イル基、プロパ−1−エン−2−イル基、プロパ−2−エン−1−イル基が好ましい。
【0030】
ヒドロシラン誘導体(1)を材料として酸素ガス共存下で酸化ケイ素薄膜を作製する場合のケイ素含有薄膜の堆積速度が速い点で、Zaはアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、N(CH3)R4で表わされるN−メチル−アルキルアミノ基又は炭素数2から4のアルケニル基であることが好ましく、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基であることが更に好ましく、アミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、シクロプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、sec−ブチルアミノ基又はtert−ブチルアミノ基であることがより一層好ましい。また熱分解温度が低く低温でのケイ素含有薄膜作製プロセスに適している点で、Zaはアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、イソシアナト基又は炭素数2から4のアルケニル基が好ましい。さらに、低温でも含ケイ素薄膜の堆積速度が速い点で、Zaはアミノ基が殊更好ましい。
【0031】
ヒドロシラン誘導体(1’)を材料として酸素ガス共存下で酸化ケイ素薄膜を作製する場合の含ケイ素薄膜の堆積速度が速い点で、Zはアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、N(CH3)R4で表わされるN−メチル−アルキルアミノ基又は炭素数2から4のアルケニル基であることが好ましく、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基であることが更に好ましく、アミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、シクロプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、sec−ブチルアミノ基又はtert−ブチルアミノ基であることが殊更好ましい。また熱分解温度が低い特徴を持ち低温でのケイ素含有薄膜作製プロセスに適している点で、Zはアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、イソシアナト基又は炭素数2から4のアルケニル基が好ましい。さらに、低温でも含ケイ素薄膜の堆積速度が速い点で、Zはアミノ基が殊更好ましい。
【0032】
次に本発明の製造方法について説明する。本発明のヒドロシラン誘導体(1’)は、下記反応式に示した工程Aによって製造することができる。
【0033】
【化10】
工程Aで用いる化合物M2Z(4)は、所望のヒドロシラン誘導体(1’)の置換基Zの種類に応じて、前述の通りM2が決定され用いることができる。具体的には、化合物M2Z(4)は、アンモニア、リチウムアミド、NH2R3で表わされる一級アミン、NHR4R5で表わされる二級アミン、LiNHR3で表わされるリチウム(アルキルアミド)、LiNR4R5で表わされるリチウム(ジアルキルアミド)、シアン酸ナトリウム、シアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム及び炭素数2から6のアルケニルマグネシウムハロゲン化物からなる群から適宜選択して用いられる(R3、R4及びR5は前記と同じ意味を示す。)。さらに具体的には、Zがイソシアナト基の場合には化合物(4)としてシアン酸ナトリウム又はシアン酸カリウムを、Zがイソチオシアナト基の場合には化合物(4)としてチオシアン酸ナトリウム又はチオシアン酸カリウムを、Zがアミノ基の場合には化合物(4)としてアンモニア又はリチウムアミドを、Zが一置換アミノ基NHR3の場合には化合物(4)として一級アミンNH2R3又はリチウム(アルキルアミド)LiNHR3を、Zが二置換アミノ基NR4R5の場合には化合物(4)として二級アミンNHR4R5又はLiNR4R5で表わされるリチウム(ジアルキルアミド)を、Zが炭素数2から6のアルケニル基の場合には化合物(4)としてアルケニルマグネシウムハロゲン化物をそれぞれ用いる(R3、R4及びR5は前記と同じ意味を示す。)。アルケニルマグネシウムハロゲン化物のハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を例示することが出来るが、ヒドロシラン誘導体(1’)の収率が良い点で、塩素原子または臭素原子が好ましく、とりわけ臭素原子が好ましい。工程Aでは、必要に応じてトリエチルアミン、ジエチル(イソプロピル)アミンなどの三級アミン類や、ピリジン類を反応助剤として添加して用いても良い。
【0034】
工程Aは、ヒドロシラン誘導体(1’)の収率が良い点で、有機溶媒中で実施することが好ましい。用いることができる有機溶媒としては、反応を阻害することがない溶媒であれば制限はない。例えば化合物(4)としてアンモニア、一級アミンNH2R3又は二級アミンNHR4R5を用いる場合には、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロペンチルエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタンなどのエーテル溶媒などを例示することができ、これらを単独で用いても任意の比率で混合して用いても良い。ヒドロシラン誘導体(1’)の収率が良い点で、ヘキサン、ヘプタン、テトラヒドロフラン又はテトラヒドロフランとヘキサン若しくはヘプタンの混合溶媒が好ましい。また化合物(4)としてリチウムアミド、リチウム(アルキルアミド)LiNHR3、リチウム(ジアルキルアミド)LiNR4R5、シアン酸ナトリウム、シアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム及びアルケニルマグネシウムハロゲン化物を用いる場合には、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロペンチルエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタンなどのエーテル溶媒並びにこれらエーテル溶媒とペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン又はエチルベンゼンなどの炭化水素溶媒の混合溶媒を例示することができ、ヒドロシラン誘導体(1’)の収率が良い点で、テトラヒドロフラン又は1,2−ジメトキシエタンが殊更好ましい。
【0035】
工程Aでは溶媒の使用量に特に制限はなく、適宜選択された量の溶媒を用いることにより収率良くジアザシラシクロペンテン誘導体(1’)を製造することができる。
【0036】
次にクロロシラン誘導体(3)と化合物(4)の混合比について説明する。工程Aで用いる化合物(4)がアンモニア、一級アミンNH2R3又は二級アミンNHR5R6の場合、三級アミン類やピリジン類を反応助剤として添加しないときには、クロロシラン誘導体に対して2当量以上の化合物(4)を用いることにより収率良くヒドロシラン誘導体(1’)を製造することができる。反応助剤を添加するときには、反応助剤の添加量に応じて化合物(4)の使用量を減らすことができ、例えば反応助剤をクロロシラン誘導体(3)に対して1当量以上用いるときには、クロロシラン誘導体(3)に対して1当量以上の化合物(4)を用いることにより収率良くヒドロシラン誘導体(1’)を製造することができる。また工程Aで用いる化合物(4)がリチウムアミド、リチウム(アルキルアミド)LiNHR3、リチウム(ジアルキルアミド)LiNR4R5、シアン酸ナトリウム、シアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム又はアルケニルマグネシウムハロゲン化物の場合には、クロロシラン誘導体(3)に対して1当量以上の化合物(4)を用いることにより収率良くヒドロシラン誘導体(1’)を製造することができる。
【0037】
工程Aの反応温度及び反応時間には特に限定はなく、好ましくは0℃〜200℃、10分〜120時間の範囲から適宜選択することによって、収率よくヒドロシラン誘導体(1’)を製造することができる。また工程Aの雰囲気として用いることができるガスとしては、乾燥空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどを例示することができる。ヒドロシラン誘導体(1’)の収率が良い点で、窒素又はアルゴン雰囲気下で工程Aを実施することが好ましい。
【0038】
工程Aによって製造したヒドロシラン誘導体(1’)は、必要に応じてろ過、抽出、蒸留、昇華、結晶化などの一般的な精製方法を適宜選んで用いることにより精製することができる。
【0039】
また本発明のヒドロシラン誘導体(1’)は、下記反応式に示した二つの工程1及び2を実施する方法によって製造することもできる。
【0040】
【化11】
(式中、R1、R2、M1、Z、R3、R4、R5及びM2は前記と同じ意味を示す。)すなわち、ビニレンジアミニドアルカリ金属塩(2)とトリクロロシランを反応させることによりクロロシラン誘導体(3)を製造する工程1、及びクロロシラン誘導体(3)と化合物(4)を反応させることによりヒドロシラン誘導体(1’)を製造する工程2を実施することによってヒドロシラン誘導体(1’)を製造することができる。
【0041】
まず工程1について詳細に説明する。工程1で用いるビニレンジアミニドアルカリ金属塩(2)およびその合成原料であるN,N’−ジアルキル−1,4−ジアザ−1,3−ブタジエン(R1N=CHCH=NR2)は、例えばJournal of the American Chemical Society、第120巻,12714ページ(1998年)やJournal of Organometallic Chemistry、第301巻、183ページ(1986年)などに記載の方法に準じて製造することができる。
【0042】
クロロシラン誘導体(3)の収率が良い点でM1はリチウム原子であることが好ましい。
【0043】
工程1は、クロロシラン誘導体(3)の収率が良い点で、有機溶媒中で実施することが好ましい。用いることができる有機溶媒としては、反応を阻害することがない溶媒であれば制限はない。例えばジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロペンチルエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタンなどのエーテル溶媒並びにこれらエーテル溶媒とペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン又はエチルベンゼンなどの炭化水素溶媒の混合溶媒を挙げることができ、クロロシラン誘導体(3)の収率が良い点で、テトラヒドロフラン又はテトラヒドロフランとヘキサンの混合溶媒が殊更好ましい。溶媒の使用量には特に制限はなく、適宜選択された量を用いることにより収率良くクロロシラン誘導体(3)を製造することができる。
【0044】
工程1で用いるビニレンジアミニドアルカリ金属塩(2)の使用量に特に制限はないが、収率良くクロロシラン誘導体(3)を製造することができる点でビニレンジアミニドアルカリ金属塩(2)に対して0.9から1.1当量のトリクロロシランを用いることが好ましく、ビニレンジアミニドアルカリ金属塩(2)やトリクロロシランを過不足なく使用できる点でビニレンジアミニドアルカリ金属塩(2)に対して1.0当量のトリクロロシランを用いることが殊更好ましい。
【0045】
工程1の反応温度及び反応時間には特に限定はなく、好ましくは0℃〜100℃、10分〜120時間の範囲から適宜選択することによって、収率よくクロロシラン誘導体(3)を製造することができる。また本反応の雰囲気として用いることができるガスとしては、クロロシラン誘導体(3)の収率が良い点で窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなど不活性ガスを例示することができる。クロロシラン誘導体(3)の収率が良い点で、窒素又はアルゴン雰囲気下で本反応を実施することが殊更好ましい。
【0046】
工程1によって製造したクロロシラン誘導体(3)は、必要に応じてろ過、抽出、蒸留、昇華、結晶化などの一般的な精製方法を適宜選んで用いることにより精製することができる。またクロロシラン誘導体(3)を必ずしも単離する必要はなく、粗製のクロロヒドロシラン誘導体(3)をそのまま工程2の原料として用いても良い。また、工程1の反応終了後、そのままワンポットで工程2の反応に用いても良い。
【0047】
工程2は、前述の工程Aと同じ条件で実施することができる。
【0048】
次に、ヒドロシラン誘導体(1’)を材料として用いることを特徴とする、ケイ素含有薄膜の製造法について詳細に説明する。ヒドロシラン誘導体(1’)を単独で薄膜作製用材料として用いる方法のほか、他のケイ素化合物と組み合わせて薄膜作製用材料として用いることによりケイ素含有薄膜を作製することができる。また酸素ガス、オゾン、窒素ガス、水素ガス、水、過酸化水素、アンモニア、アルコール、カルボン酸などを薄膜作製用材料としてヒドロシラン誘導体(1’)と併用することによってケイ素含有薄膜を作製しても良い。作製することができる薄膜としては、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化酸化ケイ素及びシリケートなどの薄膜を例示することができる。なかでも二酸化ケイ素薄膜や窒化ケイ素薄膜を効率良く作製することができる。さらに具体的には、たとえば本発明のヒドロシラン誘導体(1’)を材料として用い、酸素、オゾン、水、過酸化水素、アルコール、カルボン酸などの群からなる酸素源化合物から適宜選択される薄膜作製用材料を併用することによって酸化ケイ素薄膜を作製することができる。また、アンモニア、アミン類、ヒドラジンなどの窒素源化合物を薄膜作製用材料として併用することによって窒化ケイ素薄膜を作製することができる。さらに、他の薄膜作製用材料を併用せずに、ヒドロシラン誘導体(1’)を単独で用いることによって窒化ケイ素薄膜を作製することができる。さらに他の金属化合物、例えばスカンジウム、イットリウム、希土類元素、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム等の遷移金属を含有する化合物や典型金属を含有する化合物を薄膜作製用材料としてヒドロシラン誘導体(1’)と併用することにより、種々の金属シリサイド薄膜を作製することができる。さらに典型金属や遷移金属との複合酸化物の薄膜などを作製することも可能である。
【0049】
ケイ素含有薄膜を作製する具体的な方法としては、CVD法又はALD法などの気相蒸着法、並びにディップコート法、スピンコート法又はインクジェット法などの溶液法を例示することができる。三次元化された構造を持つ基板の表面にも均一に薄膜を形成しやすい点で、気相蒸着法が好ましい。例えばCVD法又はALD法によりケイ素含有薄膜を作製する場合、ヒドロシラン誘導体(1’)を気化させ、気体として反応チャンバーに供給する。ヒドロシラン誘導体(1’)を気化させる方法としては、例えばバブリング法やリキッドインジェクション法などを挙げることができる。なお本明細書中で挙げたバブリング法とは、恒温槽内に設置することよって一定の温度に保たれた材料容器にヒドロシラン誘導体(1’)を入れ、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン又は窒素などヒドロシラン誘導体(1’)とは反応しないガスをキャリアガスとして吹き込むことによってヒドロシラン誘導体(1’)を気化させる方法である。リキッドインジェクション法とは、ヒドロシラン誘導体(1’)を液体の状態で気化器に送りこみ、気化器内での加熱などによってヒドロシラン誘導体(1’)を気化させる方法である。リキッドインジェクション法では、ヒドロシラン誘導体(1’)を単独で薄膜作製用材料として用いることができるほか、ヒドロシラン誘導体(1’)を有機溶媒に溶かした溶液を用いることができる。ヒドロシラン誘導体(1’)を溶液として用いるときの有機溶媒としては、ヒドロシラン誘導体(1’)と反応しないものであれば特に制限は無く、例えば1,2−ジメトキシエタン、ジグライム、トリグライム、ジオキサン、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエ−テル、シクロペンチルエチルエーテルなどのエ−テル類、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカンなどのアルカン類、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素類などを挙げることができる。これらを単独で又は混合して溶媒として用いることができる。
【0050】
CVD法又はALD法によりケイ素含有薄膜を作製する場合、気体として反応チャンバーに供給したヒドロシラン誘導体(1’)を分解することにより、反応チャンバー内に備え付けた基板上にケイ素含有薄膜を作製することができる。ヒドロシラン誘導体(1’)を分解する方法としては、熱による方法、プラズマや光などを使用する方法や、反応チャンバー内に水、酸素ガス、オゾン、過酸化水素、水素ガス、アンモニアや、メタノール、エタノール及び2−プロパノールなどのアルコール類、ぎ酸、酢酸及びプロピオン酸などのカルボン酸類などの反応ガスを送り込んで化学反応を起こさせる方法を例示することができる。これらの方法を単独で又は併せて用いることによってヒドロシラン誘導体(1’)を分解し、ケイ素含有薄膜を作製することができる。ヒドロシラン誘導体(1’)を分解する際の基板温度は、分解する条件によって適宜選択される。例えば、プラズマや光の併用が無く反応ガスとして酸素ガスを用いる場合には、基板温度に特に制限はないが、コストメリットがある点で、300℃〜1000℃が好ましい。成膜速度が良好な点で400℃〜750℃がさらに好ましく、450℃〜700℃が殊更好ましい。またプラズマや光、オゾン、過酸化水素、アンモニアなどを適宜使用することによって、300℃以下の温度域でもケイ素含有薄膜を作製することができる。また、本発明のヒドロシラン誘導体(1’)を材料として用いることにより、500℃以下の低い温度でもプラズマやオゾンを用いなくても二酸化ケイ素などのケイ素含有薄膜を効率良く作製することができる。
【0051】
ヒドロシラン誘導体(1’)を薄膜作製用材料として用いて作製したケイ素含有薄膜は、その組成に応じて電気伝導性、電気絶縁性、誘電性などの様々な電気特性を持つため、電極や絶縁体、誘電体としてDRAMやフラッシュメモリなどの半導体素子に使われるほか、コーティング膜などの光学材料などとして用いることができる。なかでも二酸化ケイ素薄膜や窒化ケイ素薄膜は、絶縁体、誘電体、犠牲層、反射防止膜、ガスバリア膜、保護膜、ハードマスクなどに、さらに窒化ケイ素薄膜は拡散バリア膜や耐久性コーティングなどにも使用することができる。
【0052】
さらにヒドロシラン誘導体(1’)は、種々のケイ素含有ポリマーやシランカップリング剤として、またはそれらの合成中間体としても有用である。
【発明の効果】
【0053】
本発明のヒドロシラン誘導体(1’)を材料として用いることにより、500℃以下の低い温度でもプラズマやオゾンを用いなくても二酸化ケイ素や窒化ケイ素などのケイ素含有薄膜を効率良く作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】実施例39から52、57から65及び比較例1から4で用いた薄膜作製装置の概略図である。
【図2】Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NHEtのTG及びDSCのチャートである。
【図3】Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NHiPrのTG及びDSCのチャートである。
【図4】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2のTG及びDSCのチャートである。
【図5】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHMeのTG及びDSCのチャートである。
【図6】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHEtのTG及びDSCのチャートである。
【図7】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHcPrのTG及びDSCのチャートである。
【図8】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHiPrのTG及びDSCチャートである。
【図9】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHPrのTG及びDSCチャートである。
【図10】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHsBuのTG及びDSCチャートである。
【図11】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHtBuのTG及びDSCチャートである。
【図12】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHCyのTG及びDSCチャートである。
【図13】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHtOctのTG及びDSCチャートである。
【図14】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHCH2CF3のTG及びDSCチャートである。
【図15】Si(sBuNCHCHNsBu)(H)NHEtのTG及びDSCチャートである。
【図16】Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NH2のTG及びDSCチャートである。
【図17】Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHMeのTG及びDSCチャートである。
【図18】Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHEtのTG及びDSCチャートである。
【図19】Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NH2のTG及びDSCチャートである。
【図20】Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NHEtのTG及びDSCチャートである。
【図21】Si(tBuNCHCHNtOct)(H)NH2のTG及びDSCチャートである。
【図22】Si(tBuNCHCHNtOct)(H)NHPrのTG及びDSCチャートである。
【図23】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCOのTG及びDSCチャートである。
【図24】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCSのTG及びDSCチャートである。
【図25】Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NCOのTG及びDSCチャートである。
【図26】Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NCOのTG及びDSCチャートである。
【図27】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NEt2のTG及びDSCチャートである。
【図28】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NBuMeのTG及びDSCチャートである。
【図29】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CHCH2のTG及びDSCチャートである。
【図30】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2のTG及びDSCチャートである。
【図31】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CHC(CH3)2のTG及びDSCチャートである。
【図32】Si(tBuNCHCHNtBu)(H)C(CH3)CH2のTG及びDSCチャートである。
【実施例】
【0055】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本明細書中では、Me、Et、Pr、iPr、cPr、Bu、iBu、sBu、tBu、tPe、Cy及びtOctは、それぞれメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、シクロヘキシル基及び1,1,3,3−テトラメチルブチル基(tert−オクチル基)を示す。
【0056】
参考例−1
【0057】
【化12】
イソプロピルアミン5.32g(89.9mmol)と水50mLの混合液に40%グリオキサル水溶液6.06g(41.8mmol)を加えて室温で1時間撹拌した。生成した固体をろ別し、水5mLで二回洗浄した後、減圧下で乾燥することにより、N,N’−ジイソプロピル−1,4−ジアザ−1,3−ブタジエン(iPrNCHCHNiPr)を白色固体として得た(収量4.66g,収率80%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)7.94(s,2H),3.15(sept,J=6Hz,2H),1.08(d,J=6Hz,12H)。
【0058】
参考例−2
【0059】
【化13】
sec−ブチルアミン86.07g(1.177mol)とヘキサン200mLの混合液に40%グリオキサル水溶液84.45g(582.0mol)を加えて室温で30分間撹拌した。塩化ナトリウム15.00gを加えて更に15分間撹拌した後、撹拌を止めて二層に分離させた。水層を除去した後、ヘキサン層に硫酸マグネシウム5.00gを加え、室温で30分間撹拌した。不溶物をろ別した後、ろ液を減圧下で乾燥することにより、N,N’−ジ−sec−ブチル−1,4−ジアザ−1,3−ブタジエン(sBuNCHCHNsBu)を淡黄色液体として得た(収量97.10g,収率99%)。なお、これは立体配置が相異なる複数の異性体の混合物であった。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)7.98(s,2H),2.88(sext,J=6Hz,2H),1.60−1.50(m,2H),1.47−1.38(m,2H),1.09(d,J=6Hz,6H),0.75(d,J=7Hz,6H)。
【0060】
参考例−3
【0061】
【化14】
ヘキサン50mLとtert−ブチルアミン20.48g(280.0mmol)の混合液を氷浴に浸けて冷却し、40%グリオキサル水溶液20.30g(139.9mmol)を加え、室温で1時間撹拌した。水層を除去した後、ヘキサン層に硫酸マグネシウム2.00gを加え、室温で30分間撹拌した。不溶物をろ別した後、ろ液を減圧下で乾燥することにより、N,N’−ジ−tert−ブチル−1,4−ジアザ−1,3−ブタジエン(tBuNCHCHNtBu)を白色固体として得た(収量22.90g,収率97%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)8.07(s,2H),1.12(s,18H)。
【0062】
参考例−4
【0063】
【化15】
ヘキサン160mLとtert−ペンチルアミン118.4g(1.358mol)の混合液を氷浴に浸けて冷却し、40%グリオキサル水溶液98.04g(675.7mmol)を加え、室温で1時間撹拌した。水層を除去した後、ヘキサン層に硫酸マグネシウム5.00gを加え、室温で30分間撹拌した。不溶物をろ別した後、ろ液を減圧下で乾燥することにより、N,N’−ジ−tert−ペンチル−1,4−ジアザ−1,3−ブタジエン(tPeNCHCHNtPe)を淡黄色液体として得た(収量130.3g,収率98%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)8.07(s,2H),1.52(q,J=7Hz,4H),1.04(s,12H),0.79(t,J=7Hz,6H)。
【0064】
参考例−5
【0065】
【化16】
1,1,3,3−テトラメチルブチルアミン19.50g(150.9mmol)と水100mLの混合液に40%グリオキサル水溶液10.66g(73.5mmol)を加えて室温で1時間撹拌した。生成した固体をろ別し、水10mLで二回洗浄した後、減圧下で乾燥することにより、N,N’−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,4−ジアザ−1,3−ブタジエン(tOctNCHCHNtOct)を白色固体として得た(収量19.54g,収率95%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)
8.09(s,2H),1.61(s,4H),1.14(s,12H),0.98(s,18H)
参考例−6
【0066】
【化17】
ヘキサン200mL及びグリオキサル40%水溶液74.10g(510.7mmol)の混合液に1,1,3,3−テトラメチルブチルアミン66.00g(510.7mmol)及びtert−ブチルアミン37.35g(510.7mmol)の混合液を加えて室温で1時間撹拌した。水層を除去した後、ヘキサン層に硫酸マグネシウム5.00gを加え、室温で30分間撹拌した。不溶物をろ別した後、ろ液を減圧下で乾燥することにより、N−tert−ブチル−N’−1,1,3,3−テトラメチルブチル−1,4−ジアザ−1,3−ブタジエン(tBuNCHCHNtOct)、tBuNCHCHNtBu及びtOctNCHCHNtOctの混合物を淡黄色液体として得た(収量111.4g,収率97%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)
8.094(s),8.091(d,J=8Hz),8.08(d,J=8Hz),8.07(s),1.61(s),1.60(s),1.14(s),1.12(s),1.11(s),0.979(s),0.976(s).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)157.80,157.79,157.76,61.97,58.10,56.63,56.56,32.51,32.47,32.19,32.18,29.774,29.69,29.66,29.61。
【0067】
参考例−7
【0068】
【化18】
アルゴン雰囲気下で、iPrNCHCHNiPr26.27g(187.3mmol)をテトラヒドロフラン190mLに溶かし、リチウム2.67g(385mmol)を加え、室温で7時間撹拌することにより、ジリチウム(N,N’−ジイソプロピル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を濃赤色均一溶液として得た。
【0069】
参考例−8
【0070】
【化19】
アルゴン雰囲気下で、sBuNCHCHNsBu31.24g(185.6mmol)をテトラヒドロフラン50mLとヘキサン200mLの混合溶媒に溶かし、リチウム2.71g(390mmol)を加え、室温で12時間撹拌することにより、ジリチウム(N,N’−ジ−sec−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を濃赤色均一溶液として得た。
【0071】
参考例−9
【0072】
【化20】
アルゴン雰囲気下で、tBuNCHCHNtBu32.00g(190.2mmol)をテトラヒドロフラン50mL及びヘキサン150mLの混合溶媒に溶かし、リチウム2.66g(383mmol)を加え、室温で16時間撹拌することにより、ジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を濃赤色均一溶液として得た。
【0073】
参考例−10
【0074】
【化21】
アルゴン雰囲気下で、tPeNCHCHNtPe36.55g(186.2mmol)をテトラヒドロフラン50mL及びヘキサン190mLの混合溶媒に溶かし、リチウム2.66g(383mmol)を加え、室温で14時間撹拌することにより、ジリチウム(N,N’−ジ−tert−ペンチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を濃赤色均一溶液として得た。
【0075】
参考例−11
【0076】
【化22】
アルゴン雰囲気下で、tOctNCHCHNtOct52.28g(186.4mmol)をテトラヒドロフラン30mL及びヘキサン200mLの混合溶媒に溶かし、リチウム2.68g(386mmol)を加え、室温で16時間撹拌することにより、ジリチウム(N,N’−ジ(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を濃赤色均一溶液として得た。
【0077】
参考例−12
【0078】
【化23】
アルゴン雰囲気下で、tBuNCHCHNtBu27.90g(165.8mmol)をテトラヒドロフラン180mLに溶かし、ナトリウム7.59g(330mmol)を加え、室温で12時間撹拌することにより、ジナトリウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を濃赤色均一溶液として得た。
【0079】
参考例−13
【0080】
【化24】
アルゴン雰囲気下で、参考例−6に記載の方法によって得たtBuNCHCHNtOct、tBuNCHCHNtBu及びtOctNCHCHNtOctの混合物41.60gをテトラヒドロフラン50mLとヘキサン150mLの混合溶媒に溶かし、リチウム2.67g(393mmol)を加え、室温で12時間撹拌することにより、ジリチウム(N−tert−ブチル−N’−1,1,3,3−テトラメチルブチル−1,2−ビニレンジアミニド)、ジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)及びジリチウム(N,N’−ジ(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,2−ビニレンジアミニド)の混合溶液を濃赤色均一溶液として得た。
【0081】
参考例−14
【0082】
【化25】
アルゴン雰囲気下で、参考例7に示した手順及び試薬数量に従い調製したジリチウム(N,N’−ジイソプロピル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液をトリクロロシラン25.00g(184.6mmol)のヘキサン(200mL)溶液に加え、室温で16時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた油状物を減圧蒸留(留出温度64℃/4.4×102Pa)することにより、2−クロロ−1,3−ジイソプロピル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(iPrNCHCHNiPr)(H)Cl)を無色の液体として得た(収量12.96g,収率34%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.36(s,1H),5.59(s,2H),3.20(m,2H),1.13(d,J=7Hz,6H),1.10(d,J=7Hz,6H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)115.3,48.3,24.7,24.0。
【0083】
参考例−15
【0084】
【化26】
アルゴン雰囲気下で、参考例8に示した手順及び試薬数量に従い調製したジリチウム(N,N’−ジ−sec−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液をトリクロロシラン25.00g(184.6mmol)のヘキサン(150mL)溶液に加え、室温で6時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度85℃/5×102Pa)することにより、2−クロロ−1,3−ジ−sec−ブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(sBuNCHCHNsBu)(H)Cl)を淡黄色の液体として得た(収量18.10g,収率42%)。なお、これは立体配置が相異なる複数の異性体の混合物であった。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.39(s,1H),5.61(m)/5.58(m)(二つのシグナルの積分強度の合計が2H),2.95(m,2H),1.63−1.49(m,2H),1.42−1.29(m,2H),1.14(d,J=7Hz)/1.12(d,J=7Hz)(二つのシグナルの積分強度の合計が6H),0.80(t,J=7Hz)/0.78(t,J=7Hz)(二つのシグナルの積分強度の合計が6H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)115.4,115.3,114.7,114.5,54.4,54.0,31.38,31.36,30.82,30.81,22.51,22.49,21.6,11.4,11.3。
【0085】
参考例−16
【0086】
【化27】
アルゴン雰囲気下で、参考例9に示した手順及び試薬数量に従い調製したジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液をトリクロロシラン25.20g(186.0mmol)のヘキサン(50mL)溶液に加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度80℃/3.8×102Pa)することにより、2−クロロ−1,3−ジ−tert−ブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl)を無色の液体として得た(収量35.58g,収率83%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.40(s,1H),5.77(s,2H),1.21(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)113.1,51.9,30.8。
【0087】
参考例−17
【0088】
【化28】
アルゴン雰囲気下で、参考例12に示した手順及び試薬数量に従い調製したジナトリウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液をトリクロロシラン25.20g(186.0mmol)のヘキサン(50mL)溶液に加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度80℃/3.8×102Pa)することにより、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl)を無色の液体として得た(収量20.80g,収率48%)。このようにして得たSi(tBuNCHCHNtBu)(H)Clの1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは参考例16で得たもののスペクトルと一致した。
【0089】
参考例−18
【0090】
【化29】
アルゴン雰囲気下で、参考例10に示した手順及び試薬数量に従い調製したジリチウム(N,N’−ジ−tert−ペンチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液をトリクロロシラン25.00g(184.6mmol)のヘキサン(180mL)溶液に加え、室温で4時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度95℃/3.8×102Pa)することにより、2−クロロ−1,3−ジ−tert−ペンチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl)を無色の液体として得た(収量44.11g,収率92%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.45(s,1H),5.71(s,2H),1.47(dq,J=16Hz,8Hz,2H),1.41(dq,J=16Hz,8Hz,2H),1.199(s,6H),1.197(s,6H),0.78(t,J=8Hz,6H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.9,54.6,35.2,28.7,28.2,8.9。
【0091】
参考例−19
【0092】
【化30】
アルゴン雰囲気下で、参考例11に示した手順及び試薬数量に従い調製したジリチウム(N,N’−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,2−ビニレンジアミニド)溶液をトリクロロシラン25.00g(184.6mmol)のヘキサン(150mL)溶液に加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度125℃/85Pa)することにより、2−クロロ−1,3−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl)を淡黄色の液体として得た(収量57.22g,収率90%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.44(s,1H),5.73(s,2H),1.60(d,J=15Hz,2H),1.43(s,6H),1.31(d,J=15Hz,2H),1.28(s,6H),0.95(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)113.0,55.7,53.8,32.7,32.0,31.8,30.0。
【0093】
参考例−20
【0094】
【化31】
アルゴン雰囲気下で、参考例13に示した手順及び試薬数量に従い調製したジリチウム(N−tert−ブチル−N’−1,1,3,3−テトラメチルブチル−1,2−ビニレンジアミニド)、ジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)及びジリチウム(N,N’−ジ(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,2−ビニレンジアミニド)の混合溶液をトリクロロシラン25.14g(185.6mmol)のヘキサン(100mL)溶液に加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留して留出温度83℃/81Paの留分を分取することにより、2−クロロ−3−tert−ブチル−1−1,1,3,3−テトラメチルブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtOct)(H)Cl)を淡黄色の液体として得た(収量9.84g,収率18%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.44(t,J=1Hz,1H),5.77(dd,J=4Hz,1Hz,1H),5.72(dd,J=4Hz,1Hz,1H),1.59(d,J=15Hz,1H),1.41(s,3H),1.35(d,J=15Hz,2H),1.28(s,3H),1.21(s,9H),0.95(s,9H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)113.4,112.8,55.7,54.1,51.9,32.4,32.0,31.8,30.8,30.1。
【0095】
実施例−1
【0096】
【化32】
アルゴン雰囲気下で、Si(iPrNCHCHNiPr)(H)Cl4.06g(19.8mmol)をヘキサン20mLに溶かした。この溶液を凍結脱気した後、アンモニアを充填した内容積5Lの風船を接続することにより反応容器内をアンモニア雰囲気として室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度80℃/8.8×102Pa)することにより、2−アミノ−1,3−ジイソプロピル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NH2)を無色の液体として得た(収量2.11g,収率58%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.66(m,2H),5.62(t,J=5Hz,1H),3.35(sept,J=7Hz,2H),1.20(d,J=7Hz,6H),1.18(d,J=7Hz,6H),0.84(br,2H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)114.0,48.0,25.3,24.3。
【0097】
実施例−2
【0098】
【化33】
アルゴン雰囲気下で、エチルアミン6.80g(151mmol)をヘキサン20mLに溶かし、−20℃でSi(iPrNCHCHNiPr)(H)Cl5.73g(28.0mmol)をヘキサン5mLに溶かした溶液を加え、室温で4時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度74℃/4.3×102Pa)することにより、2−エチルアミノ−1,3−ジ−イソプロピル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NHEt)を無色の液体として得た(収量5.34g,収率89%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.68(s,2H),5.58(s,1H),3.35(sept,J=7Hz,2H),2.70(quint,J=7Hz,2H),1.21(d,J=7Hz,6H),1.19(d,J=7Hz,6H),0.94(br,1H),0.91(t,J=7Hz,3H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)114.0,47.9,35.1,25.0,24.2,20.1。
【0099】
実施例−3
【0100】
【化34】
アルゴン雰囲気下で、Si(iPrNCHCHNiPr)(H)Cl4.24g(20.7mmol)をヘキサン20mLに溶かし、イソプロピルアミン2.51g(42.4mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度75℃/3.7×102Pa)することにより、1,3−ジイソプロピル−2−イソプロピルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NHiPr)を無色の液体として得た(収量4.10g,収率87%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.69(s,2H),5.58(s,1H),3.37(sept,J=7Hz,2H),3.18(m,1H),1.21(d,J=7Hz,12H),0.94(br,1H),0.96(d,J=7Hz,6H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)113.6,47.6,42.2,27.6,25.0,24.1。
【0101】
実施例−4
【0102】
【化35】
アルゴン雰囲気下で、リチウムアミド505mg(純度95%、20.9mmol)を1,2−ジメトキシエタン20mLに懸濁させ、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl4.65g(20.0mmol)を加え、室温で2時間撹拌した。反応混合物にヘキサンを20mL加え、室温で10分間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度78℃/3.8×102Pa)することにより、2−アミノ−1,3−ジ−tert−ブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2)を淡黄色の液体として得た(収量3.93g,収率92%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.81(d,J=1Hz,2H),5.68(t,J=5Hz,1H),1.29(s,18H),0.83(br,2H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.9,51.4,31.4。
【0103】
実施例−5
【0104】
【化36】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl6.44g(27.7mmol)をヘキサン20mLに溶かした。この溶液を凍結脱気した後、アンモニアを充填した内容積5Lの風船を接続することにより反応容器内をアンモニア雰囲気として室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度78℃/3.7×102Pa)することにより、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2を淡黄色の液体として得た(収量5.45g,収率92%)。このようにして得たSi(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2の1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例4で得たもののスペクトルと一致した。
【0105】
実施例−6
【0106】
【化37】
参考例9に示した手順に従い、tBuNCHCHNtBu12.65g,テトラヒドロフラン20mL、ヘキサン60mL及びリチウム1.05gを用いて調製したジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を、アルゴン雰囲気下でトリクロロシラン9.98g(73.7mmol)のヘキサン(20mL)溶液に加え、室温で3時間撹拌した。この反応混合物を凍結脱気した後、アンモニアを充填した内容積5Lの風船を接続することにより反応容器内をアンモニア雰囲気として室温で20時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度78℃/3.7×102Pa)することにより、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2を淡黄色の液体として得た(収量14.09g,収率90%)。このようにして得たSi(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2の1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例4及び5で得たもののスペクトルと一致した。
【0107】
実施例−7
【0108】
【化38】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.24g(22.5mmol)をヘキサン20mLに溶かし、メチルアミンのテトラヒドロフラン溶液(濃度1.95mol/L)25.0mL(48.8mmol)を加え、室温で1時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度80℃/3.8×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−メチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHMe)を淡黄色の液体として得た(収量4.41g,収率86%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.81(d,J=1Hz,2H),5.60(s,1H),2.31(d,J=7Hz,3H),1.28(s,18H),0.65(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.0,51.3,31.2,26.4。
【0109】
実施例−8
【0110】
【化39】
アルゴン雰囲気下で、エチルアミン3.40g(75.5mmol)をヘキサン30mLに溶かし、−20℃でSi(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.78g(24.8mmol)をヘキサン5mLに溶かした溶液を加え、室温で2時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度86℃/4.1×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−エチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHEt)を淡黄色の液体として得た(収量5.77g,収率96%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.83(s,2H),5.65(s,1H),2.69(quint,J=7Hz,2H),1.30(s,18H),0.92(t,J=7Hz,3H),0.82(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.0,51.3,35.1,31.3,19.9。
【0111】
実施例−9
【0112】
【化40】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl6.22g(26.7mmol)をヘキサン30mLに溶かし、シクロプロピルアミン3.14g(56.0mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度100℃/3.7×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−シクロプロピルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHcPr)を無色の液体として得た(収量6.07g,収率90%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.80(s,2H),5.34(s,1H),2.08(m,1H),1.28(s,18H),0.90(br,1H),0.39−0.29(m,4H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)113.8,51.4,31.2,23.8,7.9。
【0113】
実施例−10
【0114】
【化41】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.70g(24.5mmol)をヘキサン40mLに溶かし、イソプロピルアミン2.90g(49.1mmol)を加え、室温で5時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度90℃/3.7×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−イソプロピルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHiPr)を淡黄色の液体として得た(収量5.65g,収率90%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.80(s,2H),5.64(s,1H),3.20(doubleseptet,J=8Hz,7Hz,1H),1.31(s,18H),0.98(d,J=7Hz,6H),0.87(br,d,J=8Hz,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.9,51.4,42.3,31.3,27.5。
【0115】
実施例−11
【0116】
【化42】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.90g(25.4mmol)をヘキサン40mLに溶かし、プロピルアミン3.03g(51.3mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度92℃/3.5×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−プロピルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHPr)を淡黄色の液体として得た(収量5.99g,収率92%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.83(d,J=1Hz,2H),5.67(s,1H),2.65(q,J=7Hz,2H),1.31(s,18H),1.30(sext,J=7Hz,2H),0.94(br,1H),0.75(t,J=7Hz,3H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.0,51.4,42.6,31.3,27.7,11.9。
【0117】
実施例−12
【0118】
【化43】
参考例9に示した手順に従い、tBuNCHCHNtBu32.00g,テトラヒドロフラン50mL、ヘキサン150mL及びリチウム2.67gを用いて調製したジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を、アルゴン雰囲気下でトリクロロシラン25.16g(185.7mmol)のヘキサン(50mL)溶液に加え、室温で3時間撹拌した。この反応混合物にプロピルアミン22.40g(379.0mmol)を加えて室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度78℃/3.7×102Pa)することにより、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHPrを淡黄色の液体として得た(収量41.46g,収率87%)。このようにして得たSi(tBuNCHCHNtBu)(H)NHPrの1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例11で得たもののスペクトルと一致した。
【0119】
実施例−13
【0120】
【化44】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.23g(22.4mmol)をヘキサン30mLに溶かし、sec−ブチルアミン3.30g(45.1mmol)を加え、室温で14時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度98℃/3.5×102Pa)することにより、2−sec−ブチルアミノ−1,3−ジ−tert−ブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHsBu)を淡黄色の液体として得た(収量5.56g,収率92%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.83(s,2H),5.69(s,1H),3.02(sept,J=7Hz,1H),1.45−1.35(m,2H),1.32(s,18H),1.00(d,J=6Hz,3H),0.98(br,1H),0.77(t,J=7Hz,3H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.01,112.00,51.46,51.43,47.7,31.3,31.2,23.8,10.6。
【0121】
実施例−14
【0122】
【化45】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl4.87g(20.9mmol)をヘキサン40mLに溶かし、tert−ブチルアミン3.13g(42.8mmol)を加え、室温で14時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を昇華(加熱温度150℃/1.2×102Pa)することにより、2−tert−ブチルアミノ−1,3−ジ−tert−ブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHtBu)を白色固体として得た(収量5.06g,収率90%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.79(s,2H),5.56(s,1H),1.33(s,18H),1.14(s,9H),1.01(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.7,51.6,49.5,33.4,31.2。
【0123】
実施例−15
【0124】
【化46】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.70g(24.5mmol)をヘキサン100mLに溶かし、シクロヘキシルアミン4.86g(49.0mmol)を加え、室温で4時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を昇華(加熱温度160℃/7.0×102Pa)することにより、2−シクロヘキシルアミノ−1,3−ジ−tert−ブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHCy)を白色固体として得た(収量6.95g,収率96%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.83(d,J=1Hz,2H),5.71(s,1H),2.87(m,1H),1.86(m,2H),1.57(m,2H),1.44(m,1H),1.33(s,18H),1.20−0.95(m,6H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.0,51.5,49.8,38.4,31.3,26.4,26.0。
【0125】
実施例−16
【0126】
【化47】
アルゴン雰囲気下で、ブチルリチウムのヘキサン溶液(濃度1.65mol/L)13.8mL(22.8mmol)にヘキサン10mL及び1,1,3,3−テトラメチルブチルアミン2.94g(22.8mmol)を加え、室温で14時間撹拌することにより調製したリチウム(1,1,3,3−テトラメチルブチルアミド)溶液に、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.14g(22.1mmol)をヘキサン10mLに溶かした溶液を加え、室温で24時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を昇華(加熱温度180℃/64Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHtOct)を白色固体として得た(収量5.85g,収率81%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.80(d,J=1Hz,2H),5.61(s,1H),1.51(s,2H),1.36(s,18H),1.28(s,6H),1.04(br,1H),1.00(s,9H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.8,59.3,53.9,51.7,32.6,32.2,32.1,31.2。
【0127】
実施例−17
【0128】
【化48】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.63g(24.2mmol)をヘキサン20mLに溶かし、2,2,2−トリフルオロエチルアミン5.38g(54.3mmol)を加え、室温で15時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度80℃/4.7×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−(2,2,2−トリフルオロエチル)アミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHCH2CF3)を淡黄色液体として得た(収量4.74g,収率66%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.73(d,J=1Hz,2H),5.47(s,1H),2.89(quint,J=9Hz,2H),1.19(s,18H),1.02(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)114.8(q,J=269Hz),112.2,42.7(q,J=33Hz),51.4,31.1。
【0129】
実施例−18
【0130】
【化49】
アルゴン雰囲気下で、エチルアミン3.30g(73.2mmol)をヘキサン30mLに溶かし、−20℃でSi(sBuNCHCHNsBu)(H)Cl6.21g(26.7mmol)をヘキサン5mLに溶かした溶液を加え、室温で2時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度92−96℃/4.0×102Pa)することにより、1,3−ジ−sec−ブチル−2−エチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(sBuNCHCHNsBu)(H)NHEt)を淡黄色の液体として得た(収量5.61g,収率87%)。なお、これは立体配置が相異なる複数の異性体の混合物であった。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.68(s)/5.66(s)/5.65(s)(三つのシグナルの積分強度の合計が2H),5.57(s,1H),3.06(sept,J=7Hz,2H),2.76−2.69(m,2H),1.69−1.59(m,2H),1.51−1.33(m,2H),1.21(d,J=7Hz)/1.20(d,J=7Hz)(二つのシグナルの積分強度の合計が6H),1.00−0.88(m,10H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)114.3,113.9,113.2,112.9,54.1,54.0,53.4,35.2,31.9,30.9,22.9,22.8,22.1,22.0,20.3,11.9,11.74,11.73。
【0131】
実施例−19
【0132】
【化50】
アルゴン雰囲気下で、リチウムアミド379mg(純度95%、15.7mmol)を1,2−ジメトキシエタン10mLに懸濁させ、Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl3.99g(15.3mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。反応混合物にヘキサンを10mL加え、室温で10分間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度90℃/3.7×102Pa)することにより、2−アミノ−1,3−ジ−tert−ペンチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NH2)を淡黄色の液体として得た(収量3.23g,収率87%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.72(d,J=1Hz,2H),5.69(t,J=5Hz,1H),1.56(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.48(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.26(s,6H),1.25(s,6H),0.87(t,J=7Hz,6H),0.85(br,2H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.7,54.0,35.6,29.3,28.7,9.1。
【0133】
実施例−20
【0134】
【化51】
アルゴン雰囲気下で、Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl6.18g(23.7mmol)をヘキサン20mLに溶かした。この溶液を凍結脱気した後、アンモニアを充填した内容積5Lの風船を接続することにより反応容器内をアンモニア雰囲気として室温で6時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度90℃/3.7×102Pa)することにより、2−アミノ−ジ−1,3−tert−ペンチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NH2)を淡黄色の液体として得た(収量5.36g,収率94%)。このようにして得たSi(tPeNCHCHNtPe)(H)NH2の1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例19で得たもののスペクトルと一致した。
【0135】
実施例−21
【0136】
【化52】
アルゴン雰囲気下で、Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl5.24g(20.1mmol)をヘキサン20mLに溶かし、メチルアミンのテトラヒドロフラン溶液(濃度1.95mol/L)24.0mL(46.8mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度104℃/3.8×102Pa)することにより、2−メチルアミノ−1,3−ジ−tert−ペンチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHMe)を淡黄色の液体として得た(収量4.71g,収率92%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.73(d,J=1Hz,2H),5.62(s,1H),2.34(d,J=7Hz,3H),1.58(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.48(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.25(s,6H),1.24(s,6H),0.88(t,J=7Hz,6H),0.64(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.8,53.8,35.6,29.2,28.4,26.4,9.2。
【0137】
実施例−22
【0138】
【化53】
アルゴン雰囲気下で、エチルアミン6.80g(151mmol)をヘキサン25mLに溶かし、−20℃でSi(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl6.96g(26.7mmol)をヘキサン5mLに溶かした溶液を加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度110℃/1.5×102Pa)することにより、2−エチルアミノ−1,3−ジ−tert−ペンチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHEt)を淡黄色の液体として得た(収量6.63g,収率92%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.72(d,J=1Hz,2H),5.64(s,1H),2.73(quint,J=7Hz,2H),1.60(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.48(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.27(s,6H),1.25(s,6H),0.94(t,J=7Hz,3H),0.89(t,J=7Hz,6H),0.83(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.8,53.9,35.7,35.2,29.3,28.3,19.9,9.2。
【0139】
実施例−23
【0140】
【化54】
アルゴン雰囲気下で、Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl6.49g(24.9mmol)をヘキサン25mLに溶かし、イソプロピルアミン2.96g(50.1mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を昇華(加熱温度160℃/70Pa)することにより、2−イソプロピルアミノ−1,3−ジ−tert−ペンチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHiPr)を白色の固体として得た(収量6.77g,収率96%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.73(s,2H),5.66(s,1H),3.22(m,1H),1.64(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.46(dq,J=14Hz,7Hz,2H),1.30(s,6H),1.27(s,6H),1.00(d,J=7Hz,6H),0.90(t,J=7Hz,6H),0.86(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.8,42.3,35.7,29.4,28.0,27.5,9.1。
【0141】
実施例−24
【0142】
【化55】
アルゴン雰囲気下で、リチウムアミド439mg(純度95%,18.2mmol)を1,2−ジメトキシエタン20mLに懸濁させ、Si(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl6.07g(17.6mmol)を加え、室温で4時間撹拌した。反応混合物にヘキサンを20mL加え、室温で10分間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度116℃/1.3×102Pa)することにより、2−アミノ−1,3−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NH2)を淡黄色の液体として得た(収量4.99g,収率87%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.73(d,J=1Hz,2H),5.70(s,1H),1.63(d,J=15Hz,2H),1.46(d,J=15Hz,2H),1.41(s,6H),1.35(s,6H),1.05(s,18H),0.88(br,2H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.9,55.2,54.2,32.8,32.1,32.0,31.2。
【0143】
実施例−25
【0144】
【化56】
アルゴン雰囲気下で、Si(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl5.42g(15.7mmol)をヘキサン20mLに溶かした。この溶液を凍結脱気した後、アンモニアを充填した内容積5Lの風船を接続することにより反応容器内をアンモニア雰囲気として室温で41時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度115℃/1.2×102Pa)することにより、2−アミノ−1,3−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NH2)を淡黄色の液体として得た(収量4.52g,収率88%)。このようにして得たSi(tOctNCHCHNtOct)(H)NH2の1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例24で得たもののスペクトルと一致した。
【0145】
実施例−26
【0146】
【化57】
アルゴン雰囲気下で、エチルアミン6.80g(151mmol)をヘキサン20mLに溶かし、−20℃でSi(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl5.26g(15.2mmol)をヘキサン10mLに溶かした溶液を加え、室温で12時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度128℃/1.4×102Pa)することにより、1,3−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−2−エチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NHEt)を淡黄色の液体として得た(収量5.22g,収率97%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.74(s,2H),5.64(s,1H),2.73(quint,J=7Hz,2H),1.72(d,J=15Hz,2H),1.45(s,6H),1.43(d,J=15Hz,2H),1.33(s,6H),1.06(s,18H),0.95(t,J=7Hz,3H),0.83(br,1H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)111.9,55.2,54.3,35.5,33.0,32.1,32.0,30.5,19.9。
【0147】
実施例−27
【0148】
【化58】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtOct)(H)Cl4.87g(16.9mmol)をヘキサン20mLに溶かした。この溶液を凍結脱気した後、アンモニアを充填した内容積5Lの風船を接続することにより反応容器内をアンモニア雰囲気として室温で19時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度114℃/3.3×102Pa)することにより、2−アミノ−3−tert−ブチル−1−1,1,3,3−テトラメチルブチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtOct)(H)NH2)を淡黄色の液体として得た(収量4.02g,収率88%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.79(dd,J=4Hz,1Hz,1H),5.74(dd,J=4Hz,1Hz,1H),5.69(t,J=5Hz,1H),1.65(d,J=15Hz,1H),1.46(d,J=15Hz,1H),1.41(s,3H),1.35(s,3H),1.28(s,9H),1.05(s,9H),0.85(br,2H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.4,111.4,55.2,54.4,51.4,32.8,32.1,32.0,31.4,31.1。
【0149】
実施例−28
【0150】
【化59】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtOct)(H)Cl4.82g(16.9mmol)をヘキサン40mLに溶かし、プロピルアミン2.02g(34.2mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度106℃/97Pa)することにより、1−1,1,3,3−テトラメチルブチル−3−tert−ブチル−2−プロピルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtOct)(H)NHPr)を淡黄色の液体として得た(収量4.53g,収率87%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.80(dd,J=4Hz,1Hz,2H),5.75(dd,J=4Hz,1Hz,2H),5.67(s,1H),2.66(q,J=7Hz,2H),1.73(d,J=15Hz,1H),1.46(s,3H),1.43(d,J=15Hz,1H),1.33(s,3H),1.32(sext,J=7Hz,2H),1.30(s,9H),1.06(s,9H),0.96(br,1H),0.77(t,J=7Hz,3H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.4,111.5,55.1,54.5,51.3,42.8,33.1,32.1,32.0,31.3,30.4,27.7,11.9。
【0151】
実施例−29
【0152】
【化60】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl7.69g(33.0mmol)をテトラヒドロフラン30mLに溶かし、シアン酸ナトリウム2.58g(純度90%、35.7mmol)を加え、加熱還流下で8時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度85℃/3.3×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−イソシアナト−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCO)を無色の液体として得た(収量7.09g,収率90%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.68(s,2H),5.63(s,1H),1.12(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)125.0,112.7,51.4,30.9。
【0153】
実施例−30
【0154】
【化61】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl8.33g(35.8mmol)をテトラヒドロフラン30mLに溶かし、シアン酸カリウム3.19g(純度96%、37.8mmol)を加え、加熱還流下で15時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度85℃/3.3×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−イソシアナト−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCO)を無色の液体として得た(収量7.07g,収率83%)。このようにして得たSi(tBuNCHCHNtBu)(H)NCOの1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例29で得たもののスペクトルと一致した。
【0155】
実施例−31
【0156】
【化62】
参考例9に示した手順に従い、tBuNCHCHNtBu32.16g,テトラヒドロフラン250mL及びリチウム2.67gを用いて調製したジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を、アルゴン雰囲気下でトリクロロシラン25.12g(185.5mmol)のヘキサン(30mL)溶液に加え、室温で3時間撹拌した。この反応混合物にシアン酸ナトリウム14.47g(純度96%、213.7mmol)を加え、加熱還流下で4時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度85℃/3.3×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−イソシアナト−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCO)を無色の液体として得た(収量35.44g,収率80%)。このようにして得たSi(tBuNCHCHNtBu)(H)NCOの1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例29及び30で得たもののスペクトルと一致した。
【0157】
実施例−32
【0158】
【化63】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl6.10g(26.2mmol)をテトラヒドロフラン20mLに溶かし、チオシアン酸ナトリウム2.15g(純度99%、26.3mmol)を加え、室温で14時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度108℃/3.3×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−チオイソシアナト−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCS)を淡黄色の液体として得た(収量6.05g,収率90%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.63(d,J=2Hz,2H),5.52(s,1H),1.10(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)144.1,112.8,51.5,30.8。
【0159】
実施例−33
【0160】
【化64】
アルゴン雰囲気下で、Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl11.3g(43.3mmol)をテトラヒドロフラン80mLに溶かし、シアン酸ナトリウム2.81g(純度96%、41.6mmol)を加え、加熱還流下で18.5時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を減圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(86℃/9.6×102Pa)することにより、2−イソシアナト−1,3−ジ−tert−ペンチル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NCO)を無色の液体として得た(収量9.37g,収率84%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.68(s,1H),5.62(s,1H),5.61(s,1H),1.36(q,J=8Hz,2H),1.35(q,J=8Hz,2H),1.10(s,6H),1.09(s,6H),0.76(t,J=8Hz,6H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)125.3,112.1,53.8,34.9,28.3,28.2,8.59。
【0161】
実施例−34
【0162】
【化65】
アルゴン雰囲気下で、Si(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl7.57g(22.0mmol)をテトラヒドロフラン30mLに溶かし、シアン酸ナトリウム2.14g(純度96%、31.6mmol)を加え、加熱還流下で18時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度117℃/73Pa)することにより、2−イソシアナト−1,3−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NCO)を無色の液体として得た(収量6.91g,収率89%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.70(s,1H),5.63(s,2H),1.51(d,J=14Hz,2H),1.30(d,J=14Hz,2H),1.28(s,6H),1.19(s,6H),0.95(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)125.1,112.6,55.2,53.7,32.6,31.9,31.8,30.5。
【0163】
実施例−35
【0164】
【化66】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl3.98g(17.1mmol)をヘキサン20mLに溶かした。この溶液を凍結脱気した後、ジメチルアミンを充填した内容積5Lの風船を接続することにより反応容器内をジメチルアミン雰囲気として室温で20時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度84℃/4.7×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−ジメチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NMe2)を無色液体として得た(収量3.76g,収率91%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.83(s,2H),5.63(s,1H),2.38(s,6H),1.22(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.0,51.1,35.6,31.0。
【0165】
実施例−36
【0166】
【化67】
参考例9に示した手順に従い、tBuNCHCHNtBu32.00g,テトラヒドロフラン50mL、ヘキサン150mL及びリチウム2.67gを用いて調製したジリチウム(N,N’−ジ−tert−ブチル−1,2−ビニレンジアミニド)溶液を、アルゴン雰囲気下でトリクロロシラン25.20g(186.0mmol)のヘキサン(120mL)溶液に加え、室温で4時間撹拌した。この反応混合物にジエチルアミン30.00g(410.2mmol)を加えて室温で5時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度102℃/4.0×102Pa)することにより、1,3―ジ―tert−ブチル−2−ジエチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NEt2)を淡黄色の液体として得た(収量30.29g,収率60%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.82(s,2H),5.69(s,1H),2.85(q,J=7Hz,4H),1.26(s,18H),1.00(t,J=7Hz,6H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.1,51.3,38.6,31.2,15.1。
【0167】
実施例−37
【0168】
【化68】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl5.50g(23.6mmol)をヘキサン10mLに溶かし、リチウムブチル(メチル)アミド溶液(1.67mol/Lのブチルリチウムヘキサン溶液14.2mL、テトラヒドロフラン15mL及びN−ブチル−N−メチルアミン2.07gを混合して室温で1時間撹拌することにより調製したもの)を加えて室温で20時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度109℃/3.3×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−ブチルメチルアミノ−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NBuMe)を無色液体として得た(収量5.67g,収率85%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)5.85(s,2H),5.68(s,1H),2.75(m,2H),2.40(s,3H),1.46(m,2H),1.26(s,18H),1.21(m,2H),0.88(t,J=7Hz,3H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)112.1,51.2,48.7,32.7,31.6,31.1,21.1,14.6。
【0169】
実施例−38
【0170】
【化69】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl3.36g(14.4mmol)をテトラヒドロフラン20mLに溶かし、チオシアン酸カリウム1.47g(純度98%、14.8mmol)を加え、室温で18時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度108℃/3.3×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−チオイソシアナト−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCS)を淡黄色の液体として得た(収量3.28g,収率89%)。このようにして得たSi(tBuNCHCHNtBu)(H)NCSの1H及び13C NMRスペクトルを測定したところ、これらのスペクトルは実施例32で得たもののスペクトルと一致した。
【0171】
薄膜作製例(実施例−39から47及び比較例−1から3)
本発明のヒドロシラン誘導体又はSiH(NMe2)3(TDMAS)をそれぞれ材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は表1に示すとおりである。なお、sccmとは気体の流量を表す単位であり、1sccmは理想気体に換算すると2.68mmol/hの速度で気体が移動していることを表す。反応チャンバーへの材料供給速度は、(キャリアガス流量×材料の蒸気圧÷材料容器内全圧)の計算式に基づいて求めることができ、実施例−39から47及び比較例−1から3の全ての成膜例を通じて材料供給速度がなるべく統一されるように材料容器温度やキャリアガス(アルゴン)の流量などを調節した。また材料とキャリアガスのほかに酸素ガスを60sccmの流量で反応チャンバーに導入した。さらに実施例−39から47及び比較例−1から3の全ての成膜例を通じて反応チャンバー内の酸素濃度及び総ガス流量(線速)を統一するために希釈ガス(アルゴン)の導入量を調節した。すなわち実施例−39から47では220sccmの流量で、比較例1から3では230sccmの流量で希釈ガスを導入することにより、反応チャンバー内の圧力を1.3kPaに調節した。用いた基板の材質はサファイアであり、成膜時間は1時間である。実施例−39から47及び比較例−1から3のいずれの場合においても、作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から算出した膜厚を表1に示した。表1から明らかなように、TDMASと酸素ガスを用いてCVD法による二酸化ケイ素薄膜作製を試みた比較例−1から3では、基板温度500℃以下においては膜の堆積がほとんど進行しないことを確認した。また、実施例39、41、44及び46について膜組成をX線光電子分光法で確認したところ、二酸化ケイ素膜であることを確認した。
【0172】
実施例−48
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は以下の通りである。材料容器温度:40℃、材料の蒸気圧:31Pa、キャリアガス(アルゴン)流量:20sccm、材料容器内全圧:13.3kPa、反応チャンバーへの材料供給速度:0.13mmol/h、希釈ガス(アルゴン)流量:280sccm、反応チャンバー内全圧:1.3kPa、基板温度:500℃。酸素ガスの供給は行わなかった。用いた基板の材質はサファイアであり、成膜時間は1時間である。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、20nmであった。また、膜組成をX線光電子分光法で確認したところ、ケイ素と窒素を含有する膜であることを確認した。
【0173】
実施例−49
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−48と同様とし、但し基板温度は475℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、10nmであった。
【0174】
実施例−50
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は以下の通りである。材料容器温度:40℃、材料の蒸気圧:31Pa、キャリアガス(アルゴン)流量:40sccm、材料容器内全圧:13.3kPa、反応チャンバーへの材料供給速度:0.26mmol/h、希釈ガス(アルゴン)流量:60sccm、反応チャンバー内全圧:1.3kPa、基板温度:500℃。酸素ガスの供給は行わなかった。用いた基板の材質はサファイアであり、成膜時間は1時間である。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、131nmであった。また、膜組成をX線光電子分光法で確認したところ、ケイ素と窒素を含有する膜であることを確認した。
【0175】
実施例−51
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−50と同様とし、但し基板温度は475℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、50nmであった。
【0176】
実施例−52
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−50と同様とし、但し基板温度は450℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、19nmであった。
【0177】
比較例−4
SiH(NMe2)3(TDMAS)を材料に用いて、熱CVD法によるケイ素含有薄膜の作製を試みた。本試験のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は以下の通りである。材料容器温度:1℃、材料の蒸気圧:125Pa、キャリアガス(アルゴン)流量:10sccm、材料容器内全圧:26.7kPa、反応チャンバーへの材料供給速度:0.13mmol/h、希釈ガス(アルゴン)流量:290sccm、反応チャンバー内全圧:1.3kPa、基板温度:500℃。酸素ガスの供給は行わなかった。用いた基板の材質はサファイアであり、成膜時間は1時間である。基板表面へのケイ素含有薄膜の形成を確認するため、基板表面を蛍光X線分析で調べた。その結果、ケイ素に基づく特性X線はほとんど検出されず、ケイ素含有薄膜の形成は確認されなかった。
【0178】
実施例−53
【0179】
【化70】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl6.54g(28.1mmol)をヘキサン20mLに溶かし、ビニルマグネシウムクロリドテトラヒドロフラン溶液(1.61mol/L,34.5mL,55.5mmol)を加えて室温で22時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度85℃/6.1×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−ビニル−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CHCH2)を黄色液体として得た(収量3.01g,収率48%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.25(ddd,J=20Hz,14Hz,5Hz,1H),6.09(d,J=5Hz,1H),5.92(dd,J=20Hz,3Hz,1H),5.89(dd,J=14Hz,3Hz,1H),5.77(s,2H),1.19(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)140.3,133.9,113.6,51.5,31.1。
【0180】
実施例−54
【0181】
【化71】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl8.39g(36.0mmol)をヘキサン17mLに溶かし、(プロパ−2−エン−1−イル)マグネシウムブロミドジエチルエーテル溶液(0.99mol/L,38.0mL,37.6mmol)を加えて室温で18時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度88℃/4.4×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−(プロパ−2−エン−1−イル)−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2)を黄色液体として得た(収量7.33g,収率85%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.05(s,1H),5.93−5,85(m,1H),5.72(s,2H),5.10−4.90(m,2H),1.77(dt,J=8Hz,1Hz,2H),1.17(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)133.6,115.0,113.9,51.1,31.2,31.1。
【0182】
実施例−55
【0183】
【化72】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl8.44g(36.2mmol)をヘキサン17mLに溶かし、(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)マグネシウムブロミドテトラヒドロフラン溶液(0.56mol/L,68.0mL,38.1mmol)を加えて室温で18時間撹拌した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度90℃/3.5×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CHC(CH3)2)を黄色液体として得た(収量6.30g,収率69%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.19(s,1H),5.77(s,2H),5.40(s,1H),1.78(s,3H),1.70(s,3H),1.22(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)156.7,126.7,112.8,51.2,31.0,29.5,23.8。
【0184】
実施例−56
【0185】
【化73】
アルゴン雰囲気下で、Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl8.71g(37.4mmol)をヘキサン20mLに溶かし、(プロパ−1−エン−2−イル)マグネシウムブロミドテトラヒドロフラン溶液(0.57mol/L,69.0mL,39.3mmol)を加えて14時間還流した。生成した不溶物をろ別し、ろ液から溶媒を大気圧下で留去した。得られた残渣を減圧蒸留(留出温度80℃/4.3×102Pa)することにより、1,3−ジ−tert−ブチル−2−(プロパ−1−エン−2−イル)−1,3−ジアザ−2−シラシクロペント−4−エン(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)C(CH3)CH2)を黄色液体として得た(収量4.18g,収率47%)。
1H NMR(500MHz,C6D6,δ/ppm)6.12(s,1H),5.79(s,2H),5.69(s,1H),5.62(s,1H),1.93(s,3H),1.11(s,18H).
13C NMR(125MHz,C6D6,δ/ppm)149.3,127.8,113.8,51.4,31.0,20.6。
【0186】
実施例−57
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は以下の通りである。材料容器温度:43℃、材料の蒸気圧:31Pa、キャリアガス(アルゴン)流量:20sccm、材料容器内全圧:13.3kPa、反応チャンバーへの材料供給速度:0.13mmol/h、酸素ガス流量:60sccm、希釈ガス(アルゴン)流量:220sccm、反応チャンバー内全圧:1.3kPa、基板温度:500℃。用いた基板の材質はサファイアであり、成膜時間は1時間である。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、123nmであった。また、膜組成をX線光電子分光法で確認したところ、二酸化ケイ素膜であることを確認した。
【0187】
実施例−58
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−57と同様とし、但し基板温度は475℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、91nmであった。
【0188】
実施例−59
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−57と同様とし、但し基板温度は450℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、47nmであった。
【0189】
実施例−60
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は以下の通りである。材料容器温度:43℃、材料の蒸気圧:31Pa、キャリアガス(アルゴン)流量:20sccm、材料容器内全圧:13.3kPa、反応チャンバーへの材料供給速度:0.13mmol/h、希釈ガス(アルゴン)流量:280sccm、反応チャンバー内全圧:1.3kPa、基板温度:500℃。酸素ガスの供給は行わなかった。用いた基板の材質はサファイアであり、成膜時間は1時間である。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、74nmであった。また、膜組成をX線光電子分光法で確認したところ、ケイ素と窒素を含有する膜であることを確認した。
【0190】
実施例−61
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−60と同様とし、但し基板温度は475℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、44nmであった。
【0191】
実施例−62
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−60と同様とし、但し基板温度は450℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、14nmであった。
【0192】
実施例−63
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は以下の通りである。材料容器温度:43℃、材料の蒸気圧:31Pa、キャリアガス(アルゴン)流量:40sccm、材料容器内全圧:13.3kPa、反応チャンバーへの材料供給速度:0.26mmol/h、希釈ガス(アルゴン)流量:60sccm、反応チャンバー内全圧:1.3kPa、基板温度:500℃。酸素ガスの供給は行わなかった。用いた基板の材質はサファイアであり、成膜時間は1時間である。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、277nmであった。また、膜組成をX線光電子分光法で確認したところ、ケイ素と窒素を含有する膜であることを確認した。
【0193】
実施例−64
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−63と同様とし、但し基板温度は475℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、177nmであった。
【0194】
実施例−65
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2を材料に用いて、ケイ素含有薄膜を熱CVD法によって作製した。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は実施例−63と同様とし、但し基板温度は450℃とした。作製した膜を蛍光X線分析で確認したところ、ケイ素に基づく特性X線が検出された。検出されたX線の強度から膜厚を算出したところ、77nmであった。
【0195】
【表1】
試験例
本発明のヒドロシラン誘導体の熱重量分析(TG)及び示差走査熱量測定(DSC)を行った。TGでは、400ml/minの一定量でアルゴンを流通させている測定装置内にサンプルを置き、サンプル及びアルゴンの温度を10℃/minの一定速度で上げたときの気化による重量減少を観察し、サンプルが50%減量したときの温度を記録した。DSCでは、アルゴン雰囲気下でサンプルをステンレス製測定用容器に密閉し、容器の温度を10℃/minの一定速度で上げたときのサンプルの熱分解に基づく発熱を観察し、発熱が起き始めた温度を記録した。これら記録の一覧を表2に示した。また図2から図32には、各サンプルのTG及びDSCチャートを示した。これらのチャートの横軸は摂氏温度であり、縦軸左側はTGの重量減少の百分率であり、縦軸右側はDSCの発熱量である。
【0196】
【表2】
【符号の説明】
【0197】
1 材料容器
2 恒温槽
3 反応チャンバー
4 基板
5 酸素ガス
6 希釈ガス
7 キャリアガス
8 マスフローコントローラー
9 マスフローコントローラー
10 マスフローコントローラー
11 油回転式ポンプ
12 排気
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式(1)
【化1】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zaはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、N(CH3)R4で表わされるN−メチル−アルキルアミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4は炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体。
【請求項2】
R1及びR2が各々独立に炭素数3から8のアルキル基であり、Zaがイソシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基又は炭素数2から4のアルケニル基であり、R3がフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から8のアルキル基である請求項1に記載のヒドロシラン誘導体。
【請求項3】
R1及びR2が各々独立にtert−ブチル基又はtert−ペンチル基であり、Zaがアミノ基又はNHR3で表わされる一置換アミノ基であり、R3が炭素数1から4のアルキル基である請求項1又は2に記載のヒドロシラン誘導体。
【請求項4】
一般式(3)
【化2】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。)で示されるクロロシラン誘導体と一般式(4)
【化3】
(式中、Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。Zがイソシアナト基又はイソチオシアナト基の場合、M2はナトリウム原子又はカリウム原子を表す。Zがアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基又はNR4R5で表わされる二置換アミノ基の場合、M2は水素原子又はリチウム原子を表す。Zが炭素数2から6のアルケニル基の場合、M2はハロゲン化マグネシウム基を表す。)で示される化合物を反応させることを特徴とする、一般式(1’)
【化4】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体の製造方法。
【請求項5】
Zがイソシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基又は炭素数2から4のアルケニル基であり、R1及びR2が各々独立に炭素数3から8のアルキル基であり、R3がフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から8のアルキル基である請求項4に記載の製造方法。
【請求項6】
Zがアミノ基又はNHR3で表わされる一置換アミノ基であり、M2が水素原子であり、R1及びR2が各々独立にtert−ブチル基又はtert−ペンチル基であり、R3が炭素数1から4のアルキル基である請求項4又は5に記載の製造方法。
【請求項7】
一般式(2)
【化5】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。M1はリチウム原子又はナトリウム原子を表す。)で示されるビニレンジアミニドアルカリ金属塩とトリクロロシランを反応させることにより、一般式(3)
【化6】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。)で示されるクロロシラン誘導体を製造し、さらにそのクロロシラン誘導体(3)と一般式(4)
【化7】
(式中、Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。Zがイソシアナト基又はイソチオシアナト基の場合、M2はナトリウム原子又はカリウム原子を表す。Zがアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基又はNR4R5で表わされる二置換アミノ基の場合、M2は水素原子又はリチウム原子を表す。Zが炭素数2から6のアルケニル基の場合、M2はハロゲン化マグネシウム基を表す。)で示される化合物を反応させることを特徴とする、一般式(1’)
【化8】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体の製造方法。
【請求項8】
一般式(1’)
【化9】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体を材料として用いることを特徴とする、ケイ素含有薄膜の製造法。
【請求項9】
Zがアミノ基又はNHR3で表わされる一置換アミノ基であり、R3が炭素数1から4のアルキル基である請求項8に記載の製造法。
【請求項1】
一般式(1)
【化1】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zaはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、N(CH3)R4で表わされるN−メチル−アルキルアミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4は炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体。
【請求項2】
R1及びR2が各々独立に炭素数3から8のアルキル基であり、Zaがイソシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基又は炭素数2から4のアルケニル基であり、R3がフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から8のアルキル基である請求項1に記載のヒドロシラン誘導体。
【請求項3】
R1及びR2が各々独立にtert−ブチル基又はtert−ペンチル基であり、Zaがアミノ基又はNHR3で表わされる一置換アミノ基であり、R3が炭素数1から4のアルキル基である請求項1又は2に記載のヒドロシラン誘導体。
【請求項4】
一般式(3)
【化2】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。)で示されるクロロシラン誘導体と一般式(4)
【化3】
(式中、Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。Zがイソシアナト基又はイソチオシアナト基の場合、M2はナトリウム原子又はカリウム原子を表す。Zがアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基又はNR4R5で表わされる二置換アミノ基の場合、M2は水素原子又はリチウム原子を表す。Zが炭素数2から6のアルケニル基の場合、M2はハロゲン化マグネシウム基を表す。)で示される化合物を反応させることを特徴とする、一般式(1’)
【化4】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体の製造方法。
【請求項5】
Zがイソシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基又は炭素数2から4のアルケニル基であり、R1及びR2が各々独立に炭素数3から8のアルキル基であり、R3がフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から8のアルキル基である請求項4に記載の製造方法。
【請求項6】
Zがアミノ基又はNHR3で表わされる一置換アミノ基であり、M2が水素原子であり、R1及びR2が各々独立にtert−ブチル基又はtert−ペンチル基であり、R3が炭素数1から4のアルキル基である請求項4又は5に記載の製造方法。
【請求項7】
一般式(2)
【化5】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。M1はリチウム原子又はナトリウム原子を表す。)で示されるビニレンジアミニドアルカリ金属塩とトリクロロシランを反応させることにより、一般式(3)
【化6】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。)で示されるクロロシラン誘導体を製造し、さらにそのクロロシラン誘導体(3)と一般式(4)
【化7】
(式中、Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。Zがイソシアナト基又はイソチオシアナト基の場合、M2はナトリウム原子又はカリウム原子を表す。Zがアミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基又はNR4R5で表わされる二置換アミノ基の場合、M2は水素原子又はリチウム原子を表す。Zが炭素数2から6のアルケニル基の場合、M2はハロゲン化マグネシウム基を表す。)で示される化合物を反応させることを特徴とする、一般式(1’)
【化8】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体の製造方法。
【請求項8】
一般式(1’)
【化9】
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数3から12のアルキル基を表す。Zはイソシアナト基、イソチオシアナト基、アミノ基、NHR3で表わされる一置換アミノ基、NR4R5で表わされる二置換アミノ基又は炭素数2から6のアルケニル基を表す。R3はフッ素原子で置換されていても良い炭素数1から12のアルキル基を表す。R4及びR5は各々独立に炭素数1から4のアルキル基を表す。)で示されるヒドロシラン誘導体を材料として用いることを特徴とする、ケイ素含有薄膜の製造法。
【請求項9】
Zがアミノ基又はNHR3で表わされる一置換アミノ基であり、R3が炭素数1から4のアルキル基である請求項8に記載の製造法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【公開番号】特開2012−126704(P2012−126704A)
【公開日】平成24年7月5日(2012.7.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−112373(P2011−112373)
【出願日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【出願人】(000003300)東ソー株式会社 (1,901)
【出願人】(000173762)公益財団法人相模中央化学研究所 (151)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年7月5日(2012.7.5)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【出願人】(000003300)東ソー株式会社 (1,901)
【出願人】(000173762)公益財団法人相模中央化学研究所 (151)
【Fターム(参考)】
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