(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アリルアミンと下記一般式［Ｉ］
【化１】
0003666551.tif 000005
で表されるビス（ジメチルシリル）ベンゼン化合物とを白金触媒の存在下にヒドロシリル化反応させた後、脱トリメチルシリル化反応することを特徴とする下記一般式［ＩＩ］
【化２】
0003666551.tif 000006
で表されるビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼン化合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体絶縁膜、液晶配向膜等に使用されるポリイミドの変性剤、或いはポリアミド、ポリウレタン等の変性剤として有用なビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼン化合物の新規製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼン化合物は、半導体絶縁膜、半導体製造用感光性樹脂、液晶配向膜等に使用されるポリイミドの密着性や成型性向上用の変性剤として、或いはポリアミド、ポリウレタン等の特性改質用の変性剤として有用な化合物である。
【０００３】
ビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼン化合物の製造方法としては、１，４−ビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼンの製造方法に関してアリルアミンと１，４−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンを白金触媒の存在下に直接ヒドロシリル化反応させる方法（Ｉｚｖ．Ａｋａｄ．Ｎａｕｋ  ＳＳＳＲ  Ｓｅｒ．Ｋｈｉｍ．，２２４９（１９６９））及びＮ−（トリメチルシリル）アリルアミンと１，４−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンを白金触媒の存在下にヒドロシリル化反応させた後、脱トリメチルシリル化反応する方法（Ｄｏｋｌ．Ａｋａｄ．Ｎａｕｋ  ＳＳＳＲ，１７９，６００（１９６８））が公知である。
【０００４】
しかしながら、前者の方法では、反応が非常に遅く長時間を要するだけでなく、多くの副反応を伴うため、収率が低くかつ高純度の目的物が得られない問題点があった。一方後者の方法では、Ｎ−（トリメチルシリル）アリルアミンの反応性が非常に高いため空気中の湿気などにより分解し易いので取り扱いが難しく、また、工業的スケールで容易に製造する方法がないという問題点があった。
【０００５】
更に、これらいずれの方法においても、ヒドロシリル化反応の際に末端ではなく内部に付加した異性体が大量に生成し、結果として目的物中に（２−アミノプロピルジメチルシリル）（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼンが混入する問題点があった。この異性体は本目的の化合物に対して熱安定性が低いため、耐熱性の要求されるポリイミド変性用途等で使用した場合、性能が落ちる等の問題を生じる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、安価かつ簡便に、しかも異性体を生成させることなく高収率でビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼン化合物を製造する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者等は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アリルアミンとビス（ジメチルシリル）ベンゼン化合物とを白金触媒の存在下にヒドロシリル化反応させた後、脱トリメチルシリル化反応することにより、安価かつ簡便に、しかも異性体を生成させることなく高収率でビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼン化合物を合成できることを見出し、本発明をなすに至ったものである。
【０００８】
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明の下記一般式［ＩＩ］で表されるビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼン化合物は、下記式で表されるＮ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アリルアミンと下記一般式［Ｉ］で表されるビス（ジメチルシリル）ベンゼン化合物とを白金触媒の存在下にヒドロシリル化反応させた後、脱トリメチルシリル化反応することを特徴とするものである。
【０００９】
【化３】
0003666551.tif 000002
【００１０】
ここで、本発明の下記一般式［Ｉ］で表されるビス（ジメチルシリル）ベンゼン化合物は、具体的には、１，２−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン、１，３−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン及び１，４−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンである。
【００１１】
【化４】
0003666551.tif 000003
【００１２】
Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アリルアミンとビス（ジメチルシリル）ベンゼン化合物とのヒドロシリル化反応は、０〜２００℃、特に４０〜１２０℃で行われることが好ましく、その際、使用されるＮ−ビス（トリメチルシリル）アリルアミンの量は、ビス（ジメチルシリル）ベンゼン化合物１モルに対し１〜３モル、特には２〜２．５モルが好ましい。また、反応方法には特に制限がなく、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アリルアミンをビス（ジメチルシリル）ベンゼン化合物へ加える方法でも、その逆でもよい。
【００１３】
なお、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アリルアミンはＮ−（トリメチルシリル）アリルアミンに比較して非常に安定性が高く、空気中の湿気等ではほとんど加水分解せず、非常に取り扱いが容易な化合物であり、例えば、アリルアミンとヘキサメチルジシラザンをアリールスルホン酸化合物又はその塩等の触媒の存在下に反応させる方法により容易に工業的に製造することができる（特願平９−３７１９１号）。
【００１４】
上記Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アリルアミンとビス（ジメチルシリル）ベンゼン化合物のヒドロシリル化反応で使用される白金触媒としては、白金金属、塩化白金酸等の白金化合物、［ＰｔＣｌ2（ＰＰｈ3）2］或いは白金１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体のごときオレフィン又はそのシロキサン誘導体をリガンドとする白金錯体等が使用できる。白金触媒の使用量は、基質であるＮ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アリルアミンに対し、０．１〜１０００ｐｐｍ、特に１０〜２００ｐｐｍが好ましい。
【００１５】
一方、脱トリメチルシリル化反応は、水或いはメタノール、エタノール等のアルコールのごとき活性水素を有する化合物と混合することにより容易に行うことができる。活性水素を有する化合物の使用量は、使用したＮ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アリルアミン１モルに対し１〜１００モルが好ましく、反応温度は０〜２００℃、特に還流下で行うことが好ましい。なお、このアルコールとの反応においては、触媒は必要ないが、より反応時間を短縮させるために、アンモニウム塩等の塩類やｐ−トルエンスルホン酸等の酸を触媒として添加してもよい。
【００１６】
本発明におけるヒドロシリル化反応、脱トリメチルシリル化反応はいずれも本質的に無溶媒で行うことが可能であるが、場合によってはトルエン、キシレン、ヘキサン、デカン、テトラヒドロフラン等の非プロトン性溶媒を使用することも可能である。
【００１７】
本発明の方法により得られる一般式［ＩＩ］で表されるビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼン化合物は、具体的には１，２−ビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼンである。
【００１８】
【化５】
0003666551.tif 000004
【００１９】
【実施例】
以下、合成例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００２０】
［合成例１］
撹拌機、還流冷却器、温度計及び滴下ロートを備えた２Ｌのフラスコ中に金属マグネシウム４８．６ｇ（２．０モル）、テトラヒドロフラン６００ｍｌ及び少量のヨウ素を仕込み、窒素ガス雰囲気下に滴下ロートよりｐ−ジブロモベンゼン２３５．９ｇ（１．０モル）をテトラヒドロフラン４００ｍｌに溶解した溶液を内温５０〜６０℃で３時間で滴下し、更に還流下で５時間撹拌した。
【００２１】
得られたグリニヤール試薬へ、滴下ロートよりジメチルクロロシラン１８９．２ｇ（２．０モル）を水冷下２時間で滴下した後、還流下３時間撹拌し反応させた。この反応液へ水４００ｇを加え、分液操作により上層の有機層を分離し、蒸留により７３〜７５℃／６ｍｍＨｇの留分を分取することにより、１４０．０ｇの１，４−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンを得た。
【００２２】
［合成例２］
撹拌機、還流冷却器、温度計及び滴下ロートを備えた２Ｌのフラスコ中に金属マグネシウム４８．６ｇ（２．０モル）、テトラヒドロフラン６００ｍ１及び少量のヨウ素を仕込み、窒素ガス雰囲気下に滴下ロートよりｍ−ジブロモベンゼン２３５．９ｇ（１．０モル）をテトラヒドロフラン４００ｍｌに溶解した溶液を内温５０〜６０℃で３時間で滴下し、更に還流下で５時間撹拌した。
【００２３】
得られたグリニヤール試薬へ、滴下ロートよりジメチルシラン１８９．２ｇ（２．０モル）を水冷下２時間で滴下した後、還流下３時間撹拌し反応させた。この反応液へ水４００ｇを加え、分液操作により上層の有機層を分離し、蒸留により８６〜８７℃／１０ｍｍＨｇの留分を分取することにより、１１２．８ｇの１，３−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンを得た。
【００２４】
［合成例３］
蒸留塔、撹拌機、温度計及び滴下ロートを備えた５００ｍｌのフラスコ中にヘキサメチルジシラザン１９３．７ｇ（１．２モル）及びドデシルベンゼンスルホン酸７．０ｇ（０．０２モル）を仕込み、そこへ滴下ロートよりアリルアミン１１４．２ｇ（２．０モル）を内温７０℃で１時間かけて滴下し、３時間還流して反応させた後、引き続いてアリルアミンを８時間かけて留出除去した。得られた反応液から、減圧蒸留により８９〜９０℃／４０ｍｍＨｇの留分を分取することにより、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アリルアミン１９２．０ｇを得た。
【００２５】
［実施例１］
撹拌機、還流冷却器、温度計及び滴下ロートを備えた１Ｌガラスフラスコ中にＮ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アリルアミン２０１．５ｇ（１．０モル）及び白金１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体の３％キシレン溶液０．３３ｇを仕込み、そこに滴下ロートより１，４−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン９７．２ｇ（０．５モル）を６０〜６５℃にて３時間かけて滴下し、そのまま２時間熟成した後、この反応液ヘメタノール１９２．０ｇ（６．０モル）を加え、６時間還流し反応させた。得られた反応液から減圧蒸留により１６３〜１６５℃／１ｍｍＨｇの留分１４２．０ｇを分取した。
【００２６】
得られた化合物は、質量スペクトル（ＭＳ）、核磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）及び赤外吸収スペクトル（ＩＲ）の測定結果より１，４−ビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼンであることが確認された（収率９２％）。また、得られた化合物はガスクロマトグラフィーによる分析から、異性体を含有していないことが確認された。
・質量スペクトル（ＭＳ）：ｍ／ｚ（帰属）
３０８（分子イオン（Ｍ+）ピーク）
２９３（Ｍ+−ＣＨ3イオンピーク）
１１６（Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2）イオンピーク）
・核磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）：図１（溶媒：Ｃ6Ｄ6）
・赤外吸収スペクトル（ＩＲ）    ：図２
【００２７】
［比較例１］
Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アリルアミン２０１．５ｇ（１．０モル）の代わりにＮ−（トリメチルシリル）アリルアミン１２９．３ｇ（１．０モル）を使用する以外は実施例１と同様の方法で反応液を得た。反応液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、目的とする（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼンの極めて近沸点化合物として９．０％の副生物が観測され、質量スペクトルによる分析の結果、異性体であることが確認された。
【００２８】
［実施例２］
撹拌機、還流冷却器、温度計及び滴下ロートを備えた１Ｌガラスフラスコ中にＮ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アリルアミン２０１．５ｇ（１．０モル）及び白金１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体の３％キシレン溶液０．３３ｇを仕込み、そこに滴下ロートより１，３−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン９７．２ｇ（０．５モル）を６０〜６５℃にて３時間かけて滴下し、そのまま２時間熱成した後、この反応液ヘメタノール１９２．０ｇ（６．０モル）を加え、６時間還流し反応させた。得られた反応液から減圧蒸留により１５４〜１５５℃／０．３５ｍｍＨｇの留分１２５．０ｇを分取した。
【００２９】
得られた化合物は、質量スペクトル（ＭＳ）、核磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）及び赤外吸収スペクトル（ＩＲ）の測定結果より１，３−ビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼンであることが確認された（収率８１％）。また、得られた化合物はガスクロマトグラフィーによる分析から、異性体を含有していないことが確認された。
・質量スペクトル（ＭＳ）：ｍ／ｚ（帰属）
３０８（分子イオン（Ｍ+）ピーク）
２９３（Ｍ+−ＣＨ3イオンピーク）
１１６（Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2）イオンピーク）
・核磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）：図３（溶媒：Ｃ6Ｄ6）
・赤外吸収スペクトル（ＩＲ）    ：図４
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼン化合物を安価かつ簡便に、しかも異性体を生成させることなく高収率で合成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１で得られた化合物の核磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）を示すチャートである。
【図２】本発明の実施例１で得られた化合物の赤外吸収スペクトル（ＩＲ）を示すチャートである。
【図３】本発明の実施例２で得られた化合物の核磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）を示すチャートである。
【図４】本発明の実施例２で得られた化合物の赤外吸収スペクトル（ＩＲ）を示すチャートである。
【図１】
0003666551.tif 000007
【図２】
0003666551.tif 000008
【図３】
0003666551.tif 000009
【図４】
0003666551.tif 000010