"下記式1-1及び2-1のいずれかで表されるシルセスキオキサン誘導体。式1-1中、Xは独立して、下記式X-1又はで表される置換基であり、Rは独立してフェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、炭素数が1~10のパーフルオロアルキル又はt-ブチルを表し、aは0~1,000を表す。式X-1及びX-2中、R1は独立して炭素数1~4のアルキル又はフェニルを表し、mは独立して1~10を表し、nは独立して0~100を表す。式2-1中、Yは独立して、下記式Y-1、Y-2、又はで表される置換基であり、Rは独立してフェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、炭素数が1~10のパーフルオロアルキル又はt-ブチルを表し、bは1~1,000を表す。式Y-1、Y-2、及びY-3中、R1は独立して炭素数1~4のアルキル又はフェニルを表し、mは独立して1~10を表し、nは独立して0~100を表す。請求項1に記載のシルセスキオキサン誘導体で構成されるプロトン伝導膜。本発明は、プロトン伝導膜の材料に用いられる新規なシルセスキオキサン誘導体、及び該誘導体から構成されるプロトン伝導膜を提供する。本発明者らは、プロトン伝導膜の材料について鋭意検討した結果、いわゆるダブルデッカー構造を有するシルセスキオキサン誘導体の末端にリン酸基を導入することによって、この化合物から構成される膜がプロトン伝導性を有することを見出した。すなわち本発明は、下記式1-1及び2-1のいずれかで表されるシルセスキオキサン誘導体を提供する。式1-1中、Xは独立して、下記式X-1又はで表される置換基であり、Rは独立してフェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、炭素数が1~10のパーフルオロアルキル又はt-ブチルを表し、aは0~1,000を表す。式X-1及びX-2中、R1は独立して炭素数1~4のアルキル又はフェニルを表し、mは独立して1~10を表し、nは独立して0~100を表す。式2-1中、Yは独立して、下記式Y-1、Y-2、又はで表される置換基であり、Rは独立してフェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、炭素数が1~10のパーフルオロアルキル又はt-ブチルを表し、bは1~1,000を表す。式Y-1、Y-2、及びY-3中、R1は独立して炭素数1~4のアルキル又はフェニルを表し、mは独立して1~10を表し、nは独立して0~100を表す。また本発明は、本発明の前記のシルセスキオキサン誘導体で構成されるプロトン伝導膜を提供する。本発明は、中心部にダブルデッカー構造を有し、末端にリン酸基を有する新規なシルセスキオキサン誘導体を提供することができる。また本発明は、前記の新規なシルセスキオキサン誘導体から膜を構成することによって、プロトン伝導膜を提供することができる。本発明の新規シルセスキオキサン誘導体は、下記式1-1及び2-1のいずれかで表される。式1-1中、Xは独立して、下記式X-1又はで表される置換基であり、Rは独立してフェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、炭素数が1~10のパーフルオロアルキル又はt-ブチルを表し、aは0~1,000を表す。また、式2-1中、Yは独立して、下記式Y-1、Y-2、又はで表される置換基であり、Rは独立してフェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、炭素数が1~10のパーフルオロアルキル又はt-ブチルを表し、bは1~1,000を表す。式1-1における式X-1及びX-2中、R1は独立して炭素数1~4のアルキル又はフェニルを表し、mは独立して1~10を表し、nは独立して0~100を表す。また式2-1における式Y-1、Y-2、及びY-3中、R1は独立して炭素数1~4のアルキル又はフェニルを表し、mは独立して1~10を表し、nは独立して0~100を表す。本発明のシルセスキオキサン誘導体は、ダブルデッカー型のシルセスキオキサンにエチレングリコール基を導入し、導入されたエチレングリコール基の末端にリン酸基を導入することによって得ることができる。例えば式1-1において、Xが式X-1又はX-2で表されるシルセスキオキサン誘導体は、端部が架橋されていないダブルデッカー型のシルセスキオキサン誘導体下記式中の1に、一端にビニル基を有し他端に水酸基を有しエチレングリコール基をさらに有していてもよいビニル基含有アルコール誘導体下記式中のiを導入して中間体下記式中の1-0を合成し、この中間体とオキシ塩化リンとをピリジン等の塩基の存在下で反応させて、中間体の末端の水酸基をリン酸基とすることによって得ることができる。例えば式2-1において、YがY-1又はY-2で表されるシルセスキオキサン誘導体は、端部がケイ素原子で架橋されているダブルデッカー型のシルセスキオキサン誘導体下記式中の2に、ビニル基含有アルコール誘導体下記式中のiを導入して中間体下記式中の2-0を合成し、この中間体とオキシ塩化リンとをピリジン等の塩基の存在下で反応させて、中間体の末端の水酸基をリン酸基とすることによって得ることができる。例えば式2-1において、YがY-3で表されるシルセスキオキサン誘導体は、端部がケイ素原子で架橋されているダブルデッカー型のシルセスキオキサン誘導体下記式中の2-2に、ビニル基含有アルコール誘導体下記式中のiを導入して中間体下記式中の2-3を合成し、この中間体とオキシ塩化リンとをピリジン等の塩基の存在下で反応させて、中間体の末端の水酸基をリン酸基とすることによって得ることができる。なお、前記式中のRは前記の式1-1及び2-1におけるRと、R1、m、及びnは、それぞれ、前記の式X-1、X-2、Y-1、Y-2及びY-3におけるR1、m、及びnと同じである。また前記式i中、lはそれぞれ0~9を表す。各式において、R、R1、m、及びnは、それぞれ同じであってもよいし異なっていてもよい。本発明において、Rは、疎水性の観点からフェニル又はパーフルオロであることが好ましい。また、R1は、立体障害の低さの観点からメチルであることが好ましい。また、nは、親水性の観点から1~20であることが好ましく、2~20であることがより好ましく、2~6であることがさらに好ましい。式1-1において、Xが式X-1で表される化合物は、前記中間体1-0とオキシ塩化リンとの反応において、反応温度を比較的高く、例えば45°C以上とすることによって得ることができる。式1-1において、Xが式X-2で表される化合物は、前記中間体1-0とオキシ塩化リンとの反応において、反応温度を低く、例えば0~5°C程度とし、反応溶媒にジオキサンを用いることによって得ることができる。また、式2-1において、Yが式Y-1で表される化合物は、前記中間体2-0とオキシ塩化リンとの反応において、反応温度を比較的高く、例えば45°C以上とすることによって得ることができる。式2-1において、Yが式Y-2で表される化合物は、前記中間体2-1とオキシ塩化リンとの反応において、反応温度を低く、例えば0~5°C程度とし、反応溶媒にジオキサンを用いることによって得ることができる。式2-1において、Yが式Y-3で表される化合物は、前記中間体2-2とオキシ塩化リンとの反応で得ることができる。式中のシルセスキオキサン誘導体1、2又は2-2とビニル基含有アルコール誘導体iとの反応は、シルセスキオキサン誘導体1、2又は2-2の末端のシリル基のケイ素原子に、ビニル基含有アルコール誘導体iのビニル基の炭素原子を結合させる通常の反応条件によって行うことができる。このような反応条件としては、例えば、有機溶剤中、白金触媒の存在下での室温での反応条件が挙げられる。シルセスキオキサン誘導体1においてaが0の化合物は、例えば国際公開第04/024741号パンフレットに記載されているように、三つの加水分解性の基と一つのRとを有するシラン誘導体を、アルカリ金属水酸化物の存在下、テトラヒドロフランやアルコールのような含酸素有機溶剤中で加水分解し重縮合させてダブルデッカー型のシルセスキオキサンを合成し、得られたシルセスキオキサンと、一つのクロロ基及び二つのR1を有するモノクロロシラン誘導体とを反応させることによって得ることができる。シルセスキオキサン誘導体1においてaが1以上の化合物は、例えば特開2008-150478に記載されているように、三つの加水分解性の基と一つのRとを有するシラン誘導体を、アルカリ金属水酸化物の存在下、テトラヒドロフランやアルコールのような含酸素有機溶剤中で加水分解し重縮合させてダブルデッカー型のシルセスキオキサンを合成し、得られたシルセスキオキサンと、四つのクロロ基またはハロゲン、アルコキシ、アセトキシのようなシラノールと反応する官能基を有するシラン誘導体とを、シルセスキオキサンに対してシラン誘導体を1倍モル以上で反応させてシルセスキオキサン誘導体を合成し、得られたシルセスキオキサン誘導体と、一つのクロロ基及び二つのR1を有するモノクロロシラン誘導体とを反応させることによって得ることができる。シルセスキオキサン誘導体2においてbが1の化合物は、例えば国際公開第03/024870号パンフレットに記載されているように、三つの加水分解性の基と一つのRとを有するシラン誘導体を、アルカリ金属水酸化物の存在下、テトラヒドロフランやアルコールのような含酸素有機溶剤中で加水分解し重縮合させてダブルデッカー型のシルセスキオキサンを合成し、得られたシルセスキオキサンとジクロロシランとを反応させて、末端がケイ素で架橋されたシルセスキオキサン誘導体を合成し、得られたシルセスキオキサン誘導体と、一つのクロロ基及び二つのR1を有するモノクロロシラン誘導体とを反応させることによって得ることができる。シルセスキオキサン誘導体2においてbが2以上の化合物は、例えば特開2008-150478号公報に記載されているように、三つの加水分解性の基と一つのRとを有するシラン誘導体を、アルカリ金属水酸化物の存在下、テトラヒドロフランやアルコールのような含酸素有機溶剤中で加水分解し重縮合させてダブルデッカー型のシルセスキオキサンを合成し、得られたシルセスキオキサンと、四つのクロロ基又はハロゲン、アルコキシ、アセトキシのようなシラノールと反応する官能基を有するシラン誘導体類とを、シルセスキオキサンに対してシラン誘導体を1倍モル未満で反応させることによって末端がケイ素で架橋されたシルセスキオキサン誘導体を合成し、得られたシルセスキオキサン誘導体と、一つのクロロ基及び二つのR1を有するモノクロロシラン誘導体とを反応させることによって得ることができる。シルセスキオキサン誘導体2-2においてbが1の化合物は、例えば国際公開第03/024870号パンフレットに記載されているように、三つの加水分解性の基と一つのRとを有するシラン誘導体を、アルカリ金属水酸化物の存在下、テトラヒドロフランやアルコールのような含酸素有機溶剤中で加水分解し重縮合させてダブルデッカー型のシルセスキオキサンを合成し、得られたシルセスキオキサンと二つのクロロ基及び一つのR1を有するジクロロシラン誘導体とを反応させることによって得ることができる。シルセスキオキサン誘導体2-2においてbが2以上の化合物は、例えば特開2008-150478号公報に記載されているように、三つの加水分解性の基と一つのRとを有するシラン誘導体を、アルカリ金属水酸化物の存在下、テトラヒドロフランやアルコールのような含酸素有機溶剤中で加水分解し重縮合させてダブルデッカー型のシルセスキオキサンを合成し、得られたシルセスキオキサンと、四つのクロロ基またはハロゲン、アルコキシ、アセトキシのようなシラノールと反応する官能基を有するシラン誘導体とを、シルセスキオキサンに対してシラン誘導体を1倍モル以上で反応させてシルセスキオキサン誘導体を合成し、得られたシルセスキオキサン誘導体と、二つのクロロ基及び一つのR1を有するジクロロシラン誘導体とを反応させることによって得ることができる。シルセスキオキサン誘導体1、2又は2-2の前述の合成における出発原料である前記ケイ素化合物の多くは市販されており、このような市販品を用いることができるが、市販されていない化合物については、公知の技術例えば、ハロゲン化シランとグリニャール試薬との反応等により合成することができる。なお、シルセスキオキサン誘導体1、2又は2-2に代えて、ダブルデッカー型のシルセスキオキサンの端部の一方のみをシルセスキオキサン誘導体1と同じく開放し、他方をシルセスキオキサン誘導体2と同じくケイ素原子によって架橋し、それぞれの端部においてモノクロロシラン誘導体を反応させてなる、開放端と架橋端とを有するシルセスキオキサン誘導体3を用いることによって、このようなシルセスキオキサン誘導体3の構造を中心部に有する以外は式1-1や2-1と同じ構造を有するシルセスキオキサン誘導体を提供することも可能である。本発明のシルセスキオキサン誘導体は、FT-IR、1H-NMR、31P-NMR、MS、及びXPS等の通常の分析装置を用いることによって同定することができる。本発明のプロトン伝導膜は、前述の本発明のシルセスキオキサン誘導体で構成される膜である。本発明のプロトン伝導膜の形成において、用いられる本発明のシルセスキオキサン誘導体は一種でも二種以上でもよい。本発明のプロトン伝導膜としては、例えば、本発明のシルセスキオキサン誘導体の溶液を適当な基材上に塗布し、溶剤を留去させることによって得られるキャスト膜が挙げられる。このような溶剤としては、例えばクロロホルムが挙げられる。本発明のプロトン伝導膜は、このようなキャスト膜以外にも、本発明のシルセスキオキサン誘導体によるプロトン伝導性が得られる範囲において、他の成分をさらに含有する膜であってもよいし、また他の成分をさらに含有してこの成分を利用して形成される膜であってもよい。本発明のプロトン伝導膜は、例えばプロトン伝導膜の通常の用途での利用が期待される。このような用途としては、例えば燃料電池、エレクトロクロミック素子、センサー等におけるプロトン伝導膜が挙げられるが、その物性に応じた新規な用途での利用も期待され、本発明のプロトン伝導膜の用途は、プロトン伝導性が得られる範囲において特に限定されない。合成例1DD4Hの合成DD4OH下記式における化合物1、7,160g、ジメチルクロロシラン2,850g、トルエン72.6kgを反応器に仕込み、窒素雰囲気下、トリエチルアミン3,230gを20分間で滴下した。このとき、溶液温度が35°C~40°Cになるよう滴下速度を調節した。滴下終了後、1時間攪拌を継続し、反応を完結させた。反応終了後、イオン交換水16.7kgを投入して過剰量のジメチルクロロシランを加水分解し、有機層と水層に分けた。有機層を水洗により中性とした後、ロータリーエバポレーターを用いて85°Cで減圧濃縮を行い、得られた残渣をメタノール19.95kgで洗浄し、8,587.6gの無色固体を得た。この無色固体を酢酸メチル9.31kgで洗浄し、減圧乾燥してDD4H下記式における化合物2を得た。合成例2DDQ4Hの合成DD4OH56g、テトラアセトキシシラン42g、酢酸エチル900mLを反応器に仕込み、窒素雰囲気下60°Cで5時間反応させた。反応終了後、室温まで冷却してイオン交換水100gを添加し、固形物を析出させた。固形物を濾過したのち50°Cで濃縮して約850mLの溶剤を留去した。そして得られた濃縮液を濾過して固体を得た。得られた固体は70°Cで2時間減圧乾燥を行い、白色固体下記式における化合物3を得た。次いで、ジメチルクロロシラン23gとトルエン400mLを別の反応器に仕込み、窒素雰囲気下トリエチルアミン22gを滴下した。次いで化合物348gを酢酸エチル210mLに溶解して、反応液の温度が35°C以下に保たれるように前記の反応器中の溶剤に滴下し、3時間反応を行った。水50g加え30分間撹拌を継続した後、分液漏斗で有機相と水相に分けた。得られた有機相は水洗して中性としたのち、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。次に無水硫酸マグネシウムを濾過で除去したのち50°Cで減圧濃縮した。得られた残渣にメチルアルコール120mLを加え、4時間撹拌した後濾過してDDQ4H下記式における化合物4を得た。合成例3DDQDD4OHの合成DD4OH6.4g、テトラアセトキシシラン2.2g、酢酸エチル120mLを反応器に仕込み、窒素雰囲気下75°Cで4時間反応を行った。室温まで冷却した後、テトラアセトキシシラン1.1gを加えて75°Cで1時間反応させた。得られた反応液を室温まで冷却したのち水を加え遠心分離を行い、固液分離を行った。得られた溶液にトルエンを40mL添加し、再度、遠心分離を行い、固液分離する操作を3度繰り返して行った。このようにして得られた濾液を、減圧濃縮を行うことでDDQDD4OH下記式における化合物5を得た。合成例4DDQDD4Hの合成DD4OHの代わりに合成例3で得られるDDQDD4OHを用いる以外は、合成例1と同様の操作を行うことにより、DDQDD4H下記式における化合物6を得ることができる。合成例5DDQDDQDD4OHの合成DD4OH1.0g、テトラアセトキシシラン0.8g、酢酸エチル40mLを反応器に仕込み、窒素雰囲気下55°Cで5時間反応を行った。室温まで冷却した後、DD4OHをテトラヒドロフラン20mLに溶解して添加し、55°Cで6時間反応させた。て室温まで冷却したのち中和、水洗、濾過、濃縮を行い、白色固体7.8g得た。次に得られた白色固体に酢酸エチル30mL加え撹拌したのち固液分離を行った。そして得られた濾液にトルエン40mLを加え生成した固体を濾別した。さらに濾液にヘキサンを加えて再結晶を行うことでDDQDDQDD4OH下記式における化合物7を得た。合成例6DDQDDQDD4Hの合成DD4OHの代わりに合成例5で得られるDDQDDQDD4OHを用いる以外は、合成例1と同様の操作を行うことにより、DDQDDQDD4H下記式における化合物8を得ることができる。合成例74DEG-2P-DDSQの合成DD4H2.6gとジエチレングリコールビニルエステル1.37mLをトルエン5mLに溶解させ、アルゴン雰囲気下、0°Cで白金触媒白金ジビニルテトラメチルジシロキサンPtdvs3重量キシレン溶液を10μL加え、室温で12時間反応させ、4DEG-DDSQ下記式における化合物9を得た。4DEG-DDSQ1gをピリジン10mLに溶解させ、過剰量4DEG-DDSQに対して40モル当量のPOCl3を加え、45°Cで6時間反応させた。反応終了後、水による分液操作により未反応のPOCl3を除去し、Xが式X-1で表される式1-1においてRがフェニルでありR1がメチルであり、aが0であり、mが1であり、nが2である末端にリン酸部位を有する4DEG-2P-DDSQ下記式における化合物10を得た。得られた合成物の構造をFT-IR、1H-NMR、31P-NMR、MS、及びXPSにより解析した。FT-IRスペクトルにおいて、4DEG-2P-DDSQ図1における線bは4DEG-DDSQ図1における線aに観測されたOH基由来の吸収3,430cm1が消失し、4DEG-DDSQの末端のOH基がPOCl3と反応したことが確認された図1。さらにSi-O-Siかご形構造に由来するIR吸収が反応前後に変化がないことから反応前後においてSi-O-Siかご構造が維持されていることが確認された1H-NMR及び31P-NMRの測定はCDCl3を溶媒に用いて行った。1H-NMRスペクトルは、フェニル基40H,7.0~7.6ppm、エチレングリコール基40H,3.0~3.7ppm、CH2-Siに由来するメチン基8H,0.90ppm、SiCH3に由来するメチル基12H,0.01ppmのピークが観測された図2。また31P-NMRよりリンに由来するピークが-21.4ppmに観測された図3。MSでは、MALDI-TOF質量分析装置としてブルカーダルトニクス社製のREFLEXIIIを用い、マトリックスにジスラアノールとトリフルオロ酢酸銀とを用い、ポジティブモードで試料をイオン化し、加速電圧を20kVとして質量分析を行った。質量スペクトルでは、4DEG-DDSQのジアニノンと一つの銀イオンとからなる成分のピーク図4中の矢印で示すピークが2,058理論値は2,059.29として検出された図4。XPSでは、パーキンエルマー社製のPHI5600を用い、炭素の1sピークを285.0eVとし、光電子の取り出し角度を45°としてX線光電子分光を行った。XPSスペクトルでは、リンがPO3の状態で存在することを示すリン由来のピークが134keVに検出された図5及び図6。これらの解析結果から、得られた合成物がリンを架橋基とする環状化合物104DEG-2P-DDSQであると同定した。合成例84DEG-4P-DDSQの合成反応溶剤をジオキサン、反応温度を10°C以下とする以外は、合成例7と同様の操作を行うことにより、Xが式X-2で表される式1-1においてRがフェニルでありR1がメチルであり、aが0であり、mが1であり、nが2である4DEG-4P-DDSQ下記式における化合物11を得ることができる。合成例94DEG-2P-DDQSQの合成DD4Hの代わりに合成例2で得られるDDQ4Hを用いる以外は、合成例7と同様の操作を行うことにより、Yが式Y-1で表される式2-1においてRがフェニルでありR1がメチルであり、bが1であり、mが1であり、nが2である4DEG-2P-DDQSQ下記式における化合物12を得ることができる。合成例104DEG-4P-DDQSQの合成DD4Hの代わりに合成例2で得られるDDQ4Hを用いる以外は、合成例8と同様の操作を行うことにより、Yが式Y-2で表される式2-1においてRがフェニルでありR1がメチルであり、bが1であり、mが1であり、nが2である4DEG-4P-DDQSQ下記式における化合物13を得ることができる。合成例114DEG-2P-DDQDDSQの合成DD4Hの代わりに合成例4で得られるDDQDD4Hを用いる以外は、合成例7と同様の操作を行うことにより、Yが式Y-1で表される式2-1においてRがフェニルでありR1がメチルであり、bが2であり、mが1であり、nが2である4DEG-2P-DDQDDSQ下記式における化合物14を得ることができる。合成例124DEG-4P-DDQDDSQの合成DD4Hの代わりに合成例4で得られるDDQDD4Hを用いる以外は、合成例8と同様の操作を行うことにより、Yが式Y-2で表される式2-1においてRがフェニルでありR1がメチルであり、bが2であり、mが1であり、nが2である4DEG-4P-DDQDDSQ下記式における化合物15を得ることができる。合成例134DEG-2P-DDQDDQDDSQの合成DD4Hの代わりに合成例6で得られるDDQDDQDD4Hを用いる以外は、合成例7と同様の操作を行うことにより、Xが式X-1で表される式1-1においてRがフェニルでありR1がメチルであり、aが2であり、mが1であり、nが2である4DEG-2P-DDQDDQDDSQ下記式における化合物16を得ることができる。合成例144DEG-4P-DDQDDQDDSQの合成DD4Hの代わりに合成例6で得られるDDQDDQDD4Hを用いる以外は、合成例8と同様の操作を行うことにより、Xが式X-2で表される式1-1においてRがフェニルでありR1がメチルであり、aが2であり、mが1であり、nが2である4DEG-4P-DDQDDQDDSQ下記式における化合物17を得ることができる。合成例152DEG-2P-DDSQの合成DD4Hの代わりにDD2H下記式における化合物18を用いる以外は、合成例8と同様の操作を行うことにより、Yが式Y-3で表される式2-1においてRがフェニルでありR1がメチルであり、bが1であり、mが1であり、nが2である2DEG-2P-DDSQ下記式における化合物19を得ることができる。[DEG-2P-DDSQから構成される膜のプロトン伝導度の測定]合成例7で得られた4DEG-2P-DDSQをクロロホルムに0.07重量の濃度で溶解し、得られた溶液を、平滑な表面を有する基材の表面に塗布し、膜厚が1μmのキャスト膜を作製し、相対湿度95で種々の温度における前記キャスト膜のプロトン伝導度をインピーダンス測定により算出した。キャスト膜の膜厚は、レーザー顕微鏡によって測定した。インピーダンス測定には、誘電体測定システム126096型ソーラトロン社製を用い、測定周波数が1Hz~10MHz、印加電圧10mVppの条件でインピーダンス測定を行った。インピーダンス測定において、種々の温度におけるインピーダンスの実部と挙部の関係を示すCole-Coleプロットでは、高周波数側において半円が示され、その半径は温度とともに減少した。この半円の半径を膜抵抗とし、前記キャスト膜のプロトン伝導度を算出した結果を図7に示す。プロトン伝導度は温度が増加するにつれて増加し、相対湿度RHが95において35°Cで4.8×103、55°Cで2.7×102、85°Cで1.5×101S/cmを示した。また、相対湿度を55~95の範囲で変更し、それぞれの湿度において温度を変更したときの前記キャスト膜のインピーダンスを前述と同様に測定し、このときのキャスト膜のプロトン伝導度を求めた。結果を図8に示す。また、相対湿度を0で一定とし、温度を変更したときの前記キャスト膜のインピーダンスを前述と同様に測定し、このときのキャスト膜のプロトン伝導度を求めた。結果を図9に示す。プロトン伝導度は、165°Cにピークを示し、100°Cで2.58×105S/cm、165°Cで2.00×104S/cmを示した。"