新規含ケイ素高分子材料の分子設計と膜特性の発現

本研究は我々が見いだしてきた新規反応をベースとして新しい含ケイ素高分子材料を合成し、その膜特性に関して検討したものである。我々の見い出したリチウムジイソプロピルアミド(LDA)による4-メチルスチレン(MST)のリチオ化反応は重合官能基を有するカルボアニオン(VBL)を与える。このVBLは新規モノマーあるいはオリゴマー合成の中間体として有用であった。たとえばVBLにクロロシラン化合物を加えると、一段で2つのシリル化が起こり、複数のシリル基を有するモノマーが合成できた。また2つのクロロシリル基を有する化合物を用いると、アニオン重縮合反応が進行し、反応性ビニル基を側鎖に有する含ケイ素オリゴマーが生成した。またこの反応はMSTの代わりにアリルシランを用いても進み、主鎖に反応性オレフィンを有する含ケイ素オリゴマーIが生成した。LDAによるリチオ化反応は4-アリルスチレンあるいはα,p-ジメチルスチレンなどのモノマーに拡張された。これらのリチオ化およびシリル化反応により、複数のアルキルシリル基を有するアリルスチレン誘導体(II)およびα-メチルスチレン誘導体(III)が合成された。IIはアリル基を有する含ケイ素モノマーであるものの、ラジカル重合により容易に高重合体を与えた。またIIIはアニオン重合により単分散のポリマーを与えた。オリゴマーIはそれ自身では膜にならないものの、多項膜に担持させ、ガス透過能を求めたところ、高いケイ素含有量に基づく、酸素選択透過特性を有することがわかった(PO_2/PN_2=4.4)。ポリ(II)もまた高い酸素透過選択性を示した。ポリ(III)は平衡重合能に基づく解重合が期待できるため、薄膜の電子線レジスト特性を検討したところ、ポジ型の挙動を示した。

本研究は我々が見いだしてきた新規反応をベースとして新しい含ケイ素高分子材料を合成し、その膜特性に関して検討したものである。我々の見い出したリチウムジイソプロピルアミド(LDA)による4-メチルスチレン(MST)のリチオ化反応は重合官能基を有するカルボアニオン(VBL)を与える。このVBLは新規モノマーあるいはオリゴマー合成の中間体として有用であった。たとえばVBLにクロロシラン化合物を加えると、一段で2つのシリル化が起こり、複数のシリル基を有するモノマーが合成できた。また2つのクロロシリル基を有する化合物を用いると、アニオン重縮合反応が進行し、反応性ビニル基を側鎖に有する含ケイ素オリゴマーが生成した。またこの反応はMSTの代わりにアリルシランを用いても進み、主鎖に反応性オレフィンを有する含ケイ素オリゴマーIが生成した。LDAによるリチオ化反応は4-アリルスチレンあるいはα,p-ジメチルスチレンなどのモノマーに拡張された。これらのリチオ化およびシリル化反応により、複数のアルキルシリル基を有するアリルスチレン誘導体(II)およびα-メチルスチレン誘導体(III)が合成された。IIはアリル基を有する含ケイ素モノマーであるものの、ラジカル重合により容易に高重合体を与えた。またIIIはアニオン重合により単分散のポリマーを与えた。オリゴマーIはそれ自身では膜にならないものの、多項膜に担持させ、ガス透過能を求めたところ、高いケイ素含有量に基づく、酸素選択透過特性を有することがわかった(PO_2/PN_2=4.4)。ポリ(II)もまた高い酸素透過選択性を示した。ポリ(III)は平衡重合能に基づく解重合が期待できるため、薄膜の電子線レジスト特性を検討したところ、ポジ型の挙動を示した。