米乐m6官方网站[理事长中钵良二]（以下简称“AIST”）催化化学聚变研究中心[研究中心主任佐藤和彦]硅化学团队研究员松本和弘、佐藤康研究员、研究组组长岛田茂、研究中心主任佐藤和彦等人正在研究新能源和产业技术开发组织[主席古川和夫]（以下简称“NEDO”）的一个项目硅胶等有机硅材料的主骨架硅氧烷键一锅
近年来，人们对开发更高性能和功能的有机硅材料的需求不断增加，需要能够精确控制结构的技术。此次开发的方法可以实现传统方法难以合成或需要多步合成的结构控制。硅氧烷化合物可以一次性合成。基于该技术的高功能、高性能有机硅材料的开发令人期待。
该研究成果详情可参见2017年2月2日（当地时间）Wiley-VCH出版的学术期刊应用化学国际版（DOI：101002/ani201611623）
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| 结构控制硅氧烷化合物的一锅法合成技术 |
有机硅和功能性硅氧烷化合物等有机硅材料用于多种产品，从洗发水、化妆品、厨房用具、隐形眼镜等日常用品到节能环保轮胎、LED灯泡、太阳能电池模块等高功能产品。其特性包括优于碳基聚合物材料的耐热性、耐寒性、耐光性、电绝缘性、脱模性和防水性等物理性能，特别有助于产品的长期稳定性。
另一方面，对有机硅材料的性能水平要求逐年提高。例如，随着电子设备的小型化和LED亮度的提高，需要开发出能够全面改善耐热性、耐光性、抗裂性、粘合性等物理性能的材料，使其能够长期承受发热和高强度的光。为此，有必要开发一种能够“精确”控制和形成不发生变化的分子结构的技术。
典型的硅氧烷键形成方法是氯硅烷是啊烷氧基硅烷的水解/脱水缩合从有机硅的早期到现在，这种方法经历了各种改进。虽然这使得在一定程度上控制有机硅材料的结构成为可能，但要达到下一代材料所需的性能水平还需要突破。最近，已使用金属络合物等催化剂交叉缩合法正在开发中。虽然交叉缩合法可以选择性地形成一种类型的硅氧烷键，但不可能一次精确地连接多种类型的连续硅氧烷键，因此需要多步合成才能获得复杂的硅氧烷化合物。
产业技术研究院进行有机硅功能化学制造技术的研究开发。作为这项工作的一部分，我们致力于开发一种使用不同于传统交叉缩合方法的方法精确形成硅氧烷键的技术。
该研究开发是作为经济产业省未来发展研究项目“产业技术研究开发（使用创新催化剂的化学品制造工艺技术开发项目/有机硅功能化学品制造工艺技术开发项目）”（2012-2012年度）和NEDO项目“有机硅功能化学品制造工艺开发工艺技术”（2014-2021年度）（项目）的一部分进行的。队长：佐藤和彦）。
为了开发在分子水平上具有均匀结构的有机硅材料，需要一种精确连接多种连续硅氧烷键的合成技术。因此，我们开发了一种一锅合成技术，使我们能够仔细设计反应体系，并在一个反应容器中依次进行三个催化反应，以精确形成两种类型的连续硅氧烷键（图1）。三个催化反应都是铱催化剂甲硅烷基酯的氢化硅烷化，通过硼催化剂重排反应，同样通过硼催化剂脱烃缩合
此次开发的一锅法合成技术可以让di氢硅烷(或三氢硅烷)添加到反应容器中可以一次合成。此外，该技术可以显着减少每次反应后产物的分离和纯化以及反应容器的清洁等步骤。注意，该反应中使用的铱催化剂和硼催化剂均是市售的，并且原料甲硅烷基酯以及二氢硅烷和三氢硅烷可以容易地合成或获得，使得可以容易地合成各种结构控制的硅氧烷化合物。
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| 图1 硅氧烷键的精密形成技术及其要点 |
另外，在所开发的精确形成硅氧烷键的技术的两个反应（氢化硅烷化和重排反应）的过程中，原则上副产品（图2）。现有的水解/脱水缩合方法和交叉缩合方法都是缩合型反应，在成键过程中不可避免地产生副产物。因此，通过这些方法合成的有机硅材料中可能会残留HCl（盐酸）等副产物，根据用途可能会产生不利影响。然而，新开发的精确形成硅氧烷键的技术并不是直接形成硅氧烷键，而是通过硅酯的氢化硅烷化将两个原料分子键合，然后通过后续的重排反应形成硅氧烷键。因此，原则上可以形成硅氧烷键而不产生副产物。在脱烃缩合过程中，会产生副产物烃（乙烷），但由于它在常温常压下是气体，因此很容易分离，几乎不可能残留副产物。
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| 图2原则上不产生副产物的硅氧烷键形成方法 |
通过改进这次开发的技术，还可以精确地形成约10个连续的硅氧烷键。进一步的改进可以通过精确控制有机硅的交联结构以及在分子水平上引入反应性官能团的位置来创建不受密度和密度影响的均匀有机硅材料。
在目前的有机硅产品制造中，很难均匀、精确地控制硅氧烷的分子结构。结构控制是消除分子结构变化并超越现有有机硅产品性能的一种方法。未来，他们计划应用已开发的技术来控制结构，开发高功能、高性能的有机硅材料。