ES2837574T3 - Fabricación de metalasilsesquioxanos - Google Patents
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Classifications
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- C07F7/003—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table without C-Metal linkages
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Abstract
Un proceso para la síntesis de un metalasilsesquioxano que comprende las etapas de a. preparar una composición que contenga - al menos un compuesto de silano que tenga la fórmula general R1Si(OR2)3; en donde R1, R2 son cada uno independientemente hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, alquenilo, alquinilo, arilo o heteroarilo, y - al menos una base; y b. añadir a dicha composición al menos un haluro de metal de transición, en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
Description
DESCRIPCIÓN
Fabricación de metalasilsesquioxanos
Campo de la invención
Esta invención se refiere al campo de los compuestos metalorgánicos y a su síntesis.
En la técnica anterior, se conocen numerosos procesos para preparar compuestos metálicos o metaloides de oligosilsesquioxanos poliédricos, también denominados a continuación en el presente documento compuestos "OSSP metálicos".
Buys et al. (J. Mol. "Catalysis", 86, 1994, 309 - 318) describen una metátesis asistida por amina para producir metalasilisesquioxanos basados en la fórmula general (CaHn)Si7O^M(C 5H5) (con M = Ti, Zr y Hf) mediante la adición de haluros metálicos tales como (C5H5)TiCh a un trisilanol-silsesquioxano ((CaH11)7Si7Og(OH)3).
Es bien conocido en la literatura que se puede obtener OSSP a partir de la condensación hidrolítica de compuestos de silano que tienen la fórmula general RSiCh (véase F. J. Feher, D. N. Newman y J. F. Walzer, J. Am. Chem. Soc.1989, M. G. Voronkov y V. I. Lavrent'yev, Top. Curr. Chem. 1982, 102, 199, F. J. Feher y Z. A. Budzinchowski, J. Organomet. Chem. 1989, 373, 153). Sin embargo, estas secuencias de reacciones son laboriosas, incluyendo procedimientos de procesamiento que requieren mucho tiempo o que producen mezclas de OSSP y/o compuestos de OSSP metálicos.
El documento US 6.972.312 informó sobre una vía para obtener R7Si7Og(OH)3 utilizando policondensación catalizada por una base para convertir silsesquioxanos o siloxanos poliméricos en estructuras de OSSp tales como R7SÍ7 0 9 (0 H)3 de forma selectiva. No obstante, la neutralización con ácido acuoso, tal como ácido clorhídrico, y la filtración seguida de etapas de extracción adicionales fueron necesarias para aislar R7SÍ7 0 9 (0 H)3, que se puede procesar en una etapa separada con complejos metálicos para producir el OSSP metálico deseado.
Feher et al. (Polyhedron 1995, pág. 3239-3253) informan de la síntesis en varias etapas, que da lugar a metalasilsesquioxanos que utilizan R7SÍ7 0 9 (0 H)3. Estos compuestos de OSSP se convierten con diferentes complejos metálicos como O = VCl3 , CpTiCh, C1-Ch(NMe3)2. Tales procesos complejos son propensos a fallos y requieren mucho tiempo.
El documento EP 1213 292 A1 describe silsesquioxanos oligoméricos de fórmula RaSiaO9 (R = alquilo, cicloalquilo (C-C3H5 , C-C4H7, C-C5H9, C-C7H13, c-CsH15, C-C9H17, C-C10H19), alquenilo, cicloalquenilo, alquinilo, cicloalquinilo, arilo, heteroarilo).
Históricamente, el patrón de sustitución de los oligo-silsesquioxanos poliédricos (OSSP) se limitaba estrictamente a grupos alquilo o cicloalquilo hidrófobos tales como ciclohexilo, ciclopentilo o cicloheptilo (véase M. G. Voronkov y V. I. Lavrent'yev, Top. Curr. Chem. 1982, 102, 199). Hoy en día, se pueden ajustar los parámetros estéricos para R de cadena lateral de los respectivos precursores de silano, así como las condiciones de reacción, para ampliar el alcance de los posibles patrones de sustitución de metalasilsesquioxanos. Esto proporciona una síntesis flexible y ajustable. Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un proceso optimizado para la producción de metalasilsesquioxanos, en particular, para superar al menos una desventaja de los procesos descritos en la técnica anterior.
Otro objetivo particular es permitir una producción segura de metalasilsesquioxanos, que también sea preferentemente menos compleja.
Sumario de la invención
Estos objetivos se resuelven mediante un proceso de síntesis de un metalasilsesquioxano que comprende las etapas de:
(a) preparar una composición (también denominada a continuación en el presente documento "mezcla de reacción") que contiene al menos un compuesto de silano que tiene la fórmula general R1Si(OR2 )3 con R1 y R2 siendo cada uno independientemente hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, alquenilo, alquinilo, arilo o heteroarilo y al menos una base, y (b) añadir a dicha composición al menos un haluro de metal de transición, en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
En contraste con la técnica anterior, la presente invención enseña un proceso en un solo recipiente, para la síntesis de metalasilsesquioxanos utilizando policondensación catalizada por base de silanos fácilmente disponibles como materiales de partida para producir metalasilsesquioxanos. Por tanto, este proceso permite un proceso menos complejo, que ahorra recursos y de producción segura de metalasilsesquioxanos.
Sorprendentemente, se encontró que el proceso de la presente invención que comprende las etapas (a) y (b) se puede llevar a cabo como un proceso en un solo recipiente. Se encontró que no hay separación ni extracción de ningún producto intermedio de silano, en particular, compuestos de silsesquioxano-trisilanol tales como R7Si7Og(OH)3, es necesario producir metalasilsesquioxanos. Por lo tanto, se proporciona un proceso sostenible y que ahorra tiempo. En una realización preferida particular de la invención, no es necesaria la separación ni la extracción de ningún producto intermedio para producir metalasilsesquioxanos.
El silano como material de partida se puede añadir a cualquier base y disolvente. Esto permite englobar un proceso, que tolera muchos patrones de sustitución diferentes y que, preferentemente, proporciona una amplia variedad de metalasilsesquioxanos resultantes.
Preferentemente, el silano se añade a cualquier base y al menos a un disolvente polar. En general, la etapa (a) de la presente invención se puede realizar con cualquier disolvente polar, pero, en una realización particularmente preferida, al menos un disolvente polar es agua.
En este contexto, sorprendentemente, se ha encontrado que la cantidad de agua, presente en la composición de la etapa (a), puede desempeñar un papel vital para una síntesis particularmente eficaz de los metalasilsesquioxanos resultantes. Por lo tanto, en una realización preferida, la composición de la etapa (a) de la presente invención se prepara con una proporción molar de R1SiX3 con respecto a la base y al agua de 3-8:1 -7:0,5-10 equivalentes por mol del compuesto metálico, preferentemente, de 5-7:2-5:1-8 equivalentes por mol del compuesto metálico, lo más preferentemente, con 5-6:3-4:1-7 equivalentes por mol del compuesto metálico.
En la realización más preferida, la composición de la etapa (a) se prepara con una proporción molar de R1SiX3 con respecto a la base y al agua de 5-6:3-4:5-6 equivalentes por mol del compuesto metálico.
Descripción detallada de la invención
El proceso para la síntesis de un metalasilsesquioxano comprende las etapas de (a) preparar una composición que contenga al menos un compuesto de silano que tiene la fórmula general R1Si(OR2)3, siendo R1 y R2 independientemente hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, alquenilo, alquinilo, arilo o heteroarilo; preferentemente, R1 y R2 son independientemente alquilo o arilo, lo más preferentemente, metilo, etilo, iso-propilo, iso-butilo, hexilo, octilo o fenilo.
Los representantes adecuados de R1 se seleccionan más preferentemente del grupo que consiste en iso-propilo, isobutilo, hexilo, octilo, fenilo o una combinación de los mismos.
R2 se selecciona lo más preferentemente del grupo que consiste en metilo, etilo, propilo, butilo o una combinación de los mismos.
En una realización más preferida, el silano, que tiene la fórmula R1Si(OR2)3 , es iso-propiltrimetoxisilano, isopropiltrietoxisilano iso-butiltrimetoxisilano (IBTMO), iso-butiltrietoxisilano, hexiltrimetoxisilano, hexiltrietoxisilano, octiltrimetoxisilano, octiltrietoxisilano, feniltrimetoxisilano o feniltrietoxisilano, los más preferidos son isobutiltrimetoxisilano (IBTMO) u octiltrimetoxisilano.
En una realización preferida, se puede añadir un disolvente a la composición de la etapa (a).
El disolvente se puede añadir al silano antes de añadir la base, al realizar la etapa (a).
En una realización más preferida, el silano se añade a una solución que comprende la base y el disolvente.
En general, se puede utilizar cualquier disolvente durante la preparación de la composición en la etapa (a). En una realización preferida, la etapa (a) se realiza con disolventes polares, incluso es más preferida la adición de disolventes próticos polares durante la etapa (a) de la presente invención, los disolventes próticos polares más preferidos son particularmente agua, etanol o una combinación de los mismos.
Los representantes adecuados de disolventes polares se pueden seleccionar del grupo que consiste en agua, alcanoles, iso-alcanoles, cetonas, ácidos carboxílicos, dihalometanos, éteres de alquilo, nitrilos de alquilo, sulfóxidos, formamidas de alquilo, fenoles o combinaciones de los mismos. Representantes más preferidos se seleccionan del grupo que consiste en agua, alcanoles, iso-alcanoles, ácidos carboxílicos o combinaciones de los mismos, incluso representantes más preferidos se seleccionan del grupo que consiste en agua, etanol, ferc-butanol, iso-propanol, ácido acético o combinaciones de los mismos, los representantes más preferidos se seleccionan del grupo que consiste en agua, etanol, o una combinación de los mismos.
En una realización particularmente preferida, al menos un disolvente polar presente en la composición es agua.
Preferentemente, la concentración de un disolvente, preferentemente, un disolvente polar, es de 0,5 a 10 equivalentes por mol de R1Si(OR2)3 , preferentemente, de 0,8 a 5 equivalentes por mol de R1Si(OR2)3, más preferentemente, de 1 a 4 equivalentes por mol de R1Si(OR2)3.
La composición de la etapa (a) comprende, en una realización adicional, al menos dos disolventes polares. Al realizar la etapa de reacción (a), preferentemente, al menos uno de los dos disolventes polares es agua.
La proporción molar del silano con respecto a la base y el disolvente polar, que es preferentemente agua, puede variar. Se pueden lograr resultados ventajosos cuando el proceso de la presente invención se realiza de manera que la proporción molar del R1SiX3 con respecto a la base y el agua sea de 3-8:1-7:0,5-10 equivalentes por mol del compuesto metálico, preferentemente, de 5-7:2-5:1-8 equivalentes por mol del compuesto metálico, más preferentemente, de 5-6:3-4:1-7 equivalentes por mol del compuesto metálico, lo más preferentemente, de 5-6:3-4:5-6 equivalentes por mol del compuesto metálico.
Cuando la etapa (a) de la presente invención se realiza con dos disolventes polares, la concentración de estos dos disolventes puede variar. Preferentemente, la concentración de un disolvente polar, preferentemente, agua, es de 0,5 a 10 equivalentes por mol del compuesto metálico y la cantidad de al menos un disolvente polar adicional, preferentemente, un alcohol, lo más preferentemente, etanol, es de al menos 10 equivalentes por mol del compuesto metálico.
En una realización más preferida, la concentración de un disolvente polar es de 1 a 8 equivalentes por mol del compuesto metálico y la concentración de un disolvente polar adicional es de al menos 15 equivalentes por mol del compuesto metálico.
En la realización más preferida, la concentración de un disolvente polar es de 1 a 7 equivalentes por mol del compuesto metálico y la concentración de al menos un disolvente polar adicional es de al menos 20 equivalentes por mol del compuesto metálico.
En una realización particularmente preferida, la concentración de un disolvente polar es de 5 a 6 equivalentes por mol del compuesto metálico y la concentración del disolvente polar adicional es de al menos 20 equivalentes por mol del compuesto metálico.
La etapa de reacción (a), en general, implica cualquier base. En una realización preferida, la base se selecciona del grupo que consiste en hidróxidos metálicos, alcóxidos metálicos, alquilos metálicos, carboxilatos metálicos, carbonatos metálicos, silanolatos metálicos, derivados de amonio cuaternario, carbonatos metálicos, bases conjugadas de ácidos débiles, sales de carbonato de cationes orgánicos, carbaniones, amidas metálicas, aminas, alcanolaminas o combinaciones de los mismos.
En una realización más preferida, la base se selecciona del grupo que consiste en hidróxidos de metales alcalinos, alcóxidos de metales alcalinos, carboxilatos de metales alcalinos o combinaciones de los mismos, preferentemente, hidróxido de litio, alcóxidos de litio, carboxilatos de litio, alquil-litio, alquenil-litio y aril-litio o combinaciones de los mismos. En otra realización preferida más, se puede usar hidróxido de sodio, alcóxidos de sodio, carboxilatos de sodio, alquil-sodio, alquenil-sodio y aril-sodio o combinaciones de los mismos. También puede ser ventajosa una combinación de hidróxido de litio e hidróxido de sodio.
La base es lo más preferentemente hidróxido de litio, en particular, hidróxido de litio monohidratado.
La cantidad de base usada en el proceso puede variar. Preferentemente, la concentración de la base está en el intervalo de 0,2 a 10 equivalentes por mol de R1Si(OR2)3. En una realización más preferida, la concentración de la base está en el intervalo de 0,5 a 1 equivalente por mol de R1Si(OR2)3. Lo más preferentemente, la concentración de la base está en el intervalo de 0,6 a 0,9 equivalentes por mol de R1SiX3.
El silano se puede añadir a cualquier velocidad, pero en una realización preferida, el silano se añade a una velocidad tal que se mantenga una temperatura de reacción constante. En general, la adición del silano se realiza enfriando la composición hasta al menos 40 °C, preferentemente, hasta al menos 30 °C, lo más preferentemente, hasta al menos 10 °C antes de añadir el compuesto metálico.
Además, se encontró que el silano se puede añadir a una composición calentada. Preferentemente, la adición del silano se realiza calentando la composición hasta al menos el punto de ebullición del disolvente. En una realización aún más preferida, la adición del silano se realiza calentando la composición hasta al menos 50 °C, preferentemente, hasta al menos 60 °C, lo más preferentemente, hasta al menos 70 °C.
La adición de al menos un compuesto metálico, en el presente documento, también denominada etapa (b) de la presente invención, se puede realizar directamente después de la adición de la respectiva base. La Etapa (b) comprende preferentemente calentar la composición, antes de añadir el compuesto metálico.
En el contexto de la presente invención, los metales (M) del "compuesto metálico" se pueden seleccionar preferentemente entre los metales del grupo principal, metaloides del grupo principal, así como metales de transición o una combinación de los mismos.
Los representantes adecuados de los metales (M) se seleccionan entre los metales de los grupos principales 13, 14, 15 o de los metales de los subgrupos 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9., 10. y 11.
Los representantes preferidos de los metales o metaloides del grupo principal son miembros seleccionados de los grupos principales 13, 14, 15, 16 o 17, o combinaciones de los mismos, preferentemente seleccionados entre los metales o metaloides de los principales grupos 13, 14, 15 o 16, o combinaciones de los mismos, lo más preferentemente, los metales o metaloides se seleccionan del grupo que consiste en boro, aluminio, galio, indio, silicio, germanio, estaño, antimonio, bismuto, selenio, telurio o combinaciones de los mismos.
En una realización más preferida, los metales (M) del compuesto metálico se seleccionan de metales de los subgrupos 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9., 10. y 11. Los representantes preferidos de metales de transición se seleccionan del grupo que consiste en titanio, circonio, vanadio, cromo, molibdeno, manganeso, hierro, rutenio, cobalto, níquel, cobre, zinc o combinaciones de los mismos.
En una realización más preferida, el metal de transición del compuesto de metal de transición es un miembro seleccionado entre los metales del subgrupo 4, lo más preferentemente, titanio.
Los contraiones adecuados del compuesto metálico se pueden seleccionar del grupo que consiste en alcóxidos, haluros u óxidos. En una realización más preferida, el contraión es un haluro, particularmente, cloruro.
En una realización preferida, la etapa (b) puede realizarse calentando la composición hasta al menos un punto de ebullición de un disolvente en la composición, preferentemente, hasta al menos 50 °C, antes de añadir el compuesto metálico. En una realización más preferida, la composición se puede calentar hasta al menos 60 °C, antes de añadir el compuesto metálico. La composición se calienta más preferentemente hasta al menos 70 °C, antes de añadir el compuesto metálico.
En una realización aún más preferida, la etapa (b) de la presente invención comprende calentar o enfriar la composición antes de añadir el compuesto metálico. La composición se puede enfriar hasta al menos 10 °C, preferentemente, hasta al menos 0 °C, lo más preferentemente, hasta al menos -5 °C.
El compuesto metálico se puede añadir directamente después de calentar la composición hasta una temperatura predeterminada como se ha descrito anteriormente. En una realización preferida, la etapa (b) puede realizarse de 1 a 24 h después de haberse preparado la composición. En una realización más preferida, la duración de la etapa (a) es de 2 a 20 h, antes de añadir el compuesto metálico a la composición (etapa (b)).
En una realización adicional, la etapa (b) de la presente invención puede realizarse cuando un compuesto que tiene la fórmula general RySi7Og(OH)3 , RySi7Og(OM1)3 o una combinación de las mismas, es detectable en la mezcla de reacción. Se usan de forma rutinaria en la técnica diferentes métodos de detección y los expertos los conocen bien, en particular, se pueden usar técnicas de resonancia magnética nuclear ("RMN").
En una realización preferida, M1 es un miembro seleccionado entre los metales de los grupos principales 1., 2., o combinaciones de los mismos, preferentemente, M1 es un miembro de los metales del grupo principal 1 o combinaciones de los mismos.
Cuando se realiza la etapa (b) de la presente invención, en general, el compuesto metálico se puede añadir a la composición sin añadir un disolvente. Sin embargo, en una realización preferida, se añade al menos un disolvente al compuesto metálico, antes de añadirse el compuesto metálico a la composición.
En una realización más preferida, dicho disolvente es un disolvente no polar, los representantes más preferidos se seleccionan del grupo que consiste en hidrocarburos, hidrocarburos aromáticos, tetraclorometano, cloroformo, alcoxialcanos, alcoxialcanos cíclicos, dialcoxialcanos o combinaciones de los mismos, siendo los representantes más preferidos los hidrocarburos aromáticos, en particular, tolueno.
En una realización preferida, el potencial rédox de dicho compuesto de metal de transición está por debajo de -1 V a pH 14.
En una realización más preferida, la etapa (b) de la presente invención se realiza con un compuesto de metal de transición, particularmente, con tetracloruro de titanio.
En una realización preferida, el metalasilsesquioxano resultante tiene la fórmula R7Si7O-i2ML. En una realización aún más preferida de la presente invención, los representantes adecuados de L se seleccionan del grupo que consiste en
hidróxidos, alcóxidos, iso-alcóxidos, enolatos, carboxilatos, dihalometanuros, (alcoxi)metanuros, keteniminatos, sulfinilmetanuros, formamidas de alquilo, fenóxidos o combinaciones de los mismos, preferentemente, se seleccionan del grupo que consiste en hidróxido, metóxido, etóxido, iso-propóxido, iso-butóxido, enolato de acetona, anión acetonitrilo, fenóxido, o combinaciones de los mismos, los más preferidos son los alcóxidos, en particular, etóxido.
Al realizar el proceso de la presente invención, el tratamiento de la composición (etapa c - a continuación, en el presente documento, también denominada etapa de separación), preferentemente, comprende la separación del metalasilsesquioxano, preferentemente, que tiene la fórmula R7SÍ7 0 -i2ML, mediante cualquiera de los siguientes métodos de separación: cambio del medio, destilación, filtración, evaporación, decantación, cristalización, reducción de la presión, extracción o combinaciones de los mismos, preferentemente, un cambio del medio.
El cambio del medio se realiza particularmente transfiriendo el metalasilsesquioxano a un sistema portador. Con ello, se puede proporcionar un lote maestro.
Los representantes adecuados de los sistemas portadores son, por ejemplo, pero sin limitación: ceras naturales o sintéticas, polímeros naturales o sintéticos, silanos, tales como endurecedores o promotores de la adherencia, plastificantes o combinaciones de los mismos. Se prefieren los plastificantes, en particular, aceites de silicona.
Los sistemas portadores más preferidos son tales componentes, que también forman partes de la composición final a la que se puede añadir el lote maestro que comprende metalasilsesquioxanos.
La separación del metalasilsesquioxano de la composición se puede mejorar cuando un compuesto de polisiloxano, preferentemente, un polidimetilsiloxano terminado en trimetilsililo (por ejemplo, WM de Dow C.), se añade como sistema portador a la mezcla de reacción. El cambio del medio se puede realizar tras haberse añadido el compuesto metálico a la composición. En una realización preferida, se realiza antes la adición de un compuesto de polisiloxano, durante o después de otras etapas de purificación, tales como la destilación, evaporación o filtración.
El proceso de la presente invención se puede realizar en una realización más preferida (a) preparando una composición que contenga al menos un compuesto que tiene la fórmula general R1SiX3, siendo X independientemente un haluro, o R2 or NR3R4; y R1, R2, y R4 y R4 son cada uno independientemente hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, alquenilo, arilo o heteroarilo; un hidróxido de metal; y un disolvente polar; (b) añadiendo a dicha composición tetracloruro de titanio y un disolvente no polar, en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
En una realización más preferida, el proceso se puede realizar para la síntesis de un titanasilsesquioxano que comprende las etapas de: (a) preparar una composición que contenga al menos un compuesto que tiene la fórmula general R1Si(OR2)3 , en donde R1 y R2 son cada uno independientemente alquilo o arilo, un hidróxido de metal alcalino y un disolvente polar seleccionado del grupo que consiste en agua, alcanoles o iso-alcanoles, o combinaciones de los mismos; y (b) añadir a dicha composición tetracloruro de titanio y un disolvente no polar seleccionado del grupo que consiste en hidrocarburos o hidrocarburos aromáticos, preferentemente, tolueno, en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
En una realización más preferida, el proceso de la presente invención se usa para la síntesis de un titanasilsesquioxano que comprende las etapas de: (a) preparar una composición que contenga iso-butiltrimetoxisilano (IBTMO), hidróxido de litio monohidratado, agua y etanol; y (b) añadir a dicha composición tetracloruro de titanio y tolueno, en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
Definiciones
Los "OSSP" (es decir, silisesquioxanos oligoméricos poliédricos), comprenden compuestos organosilícicos tridimensionales con armazones de jaula abierta o cerrada que tienen diferentes grados de simetría. Estas estructuras poliédricas tridimensionales están formadas por al menos dos superficies de átomos bidimensionales superpuestas.
"OSSP de metal" se refiere a compuestos de OSSP que tienen incorporado al menos un metal en su estructura de jaula tridimensional abierta o cerrada.
El proceso de "un solo recipiente" o el proceso de una etapa significa para los fines de la presente invención que la preparación del producto se realiza, sin ninguna etapa de extracción y/o purificación de los productos intermedios.
La expresión "metal de transición" se refiere a cualquier elemento cuyo átomo tiene una subcubierta d o f parcialmente llena, o que puede dar lugar a cationes con una subcubierta d o f incompleta. Incluye cualquier elemento del bloque d de la tabla periódica, es decir, incluyendo los grupos 3 a 12 de la tabla periódica y las series de lantánidos y actínidos del bloque f.
La expresión "metal del grupo principal" se refiere a cualquier metal que se encuentre en los grupos principales 1, 2, 13, 14 o 15. Los ejemplos preferidos de metales del grupo principal incluyen, pero sin limitación, metales alcalinos (grupo 1), metales alcalinotérreos (grupo 2), aluminio (grupo 13), estaño o plomo (grupo 14), bismuto (grupo 15) o
combinaciones de los mismos.
"Metaloide" es cualquier elemento químico con propiedades entre las de los metales y los no metales. Todos los metaloides están ubicados en el bloque p de la tabla periódica convencional. Los metaloides preferidos pueden ser, pero, sin limitación, boro, carbono, silicio, germanio, arsénico, antimonio, selenio, telurio, polonio, astato o combinaciones de los mismos. Los ejemplos más preferidos de metaloides son boro, silicio, germanio, antimonio o combinaciones de los mismos.
Los "plastificantes" son aditivos que influyen en la plasticidad o viscosidad de un material. Se pueden añadir a una composición para alterar las propiedades físicas del material. Los representantes adecuados de plastificantes son, por ejemplo, ésteres de ácidos polibásicos de alto punto de ebullición, tales como los citratos, ftalatos, derivados del ácido fosfórico (fosfatos), en particular, compuestos de fórmula O=P(OR)3 , donde R es alquilo, alcoxialquilo, fenilo o fenilalquilo, por ejemplo, iso-propilfenilo, derivados del ácido fosfónico, fosfitos, ácidos grasos sustituidos, fumaratos, glutamatos; alcoholes polivalentes de alto punto de ebullición, tales como polioles, en particular, glicoles, poliglicoles y glicerol, opcionalmente, esterificados terminalmente; pentaeritritoles; derivados del ácido sulfónico, tales como toluenosulfonamida; derivados epoxi, incluyendo los aceites naturales epoxidados, tales como los compuestos de fórmula CH3--(CH2)n--A--(CH2)n--R, en la que A es un alqueno que contiene uno o más dobles enlaces (es decir, ácidos grasos insaturados), n es hasta 25 y R es alquilo C2-15, ésteres epoxidados de ácidos grasos, aceite de soja epoxidado, aceites de lino epoxidados, octil-talato epoxidado, glicololeato epoxidado; ricinoleatos; adipatos; parafinas cloradas; poliésteres, incluyendo policaprolactona triol; ésteres poliméricos; poliésteres glutáricos; poliésteres adípicos; poliésteres succínicos; aceites de silicona; mezclas de hidrocarburos saturados lineales, ramificados o cíclicos, que tienen nueve o más átomos de carbono, en particular, aceites minerales; o combinaciones de los mismos.
Un "lote maestro" es una composición sólida o líquida que es adecuada para añadirse a una composición plástica natural o sintética. En la presente invención, el lote maestro comprende al menos un metalasilsesquioxano, que preferentemente está presente en forma de una suspensión y/o solución. El metalasilsesquioxano se puede usar particularmente como catalizador para curar plásticos naturales o sintéticos. Por tanto, el lote maestro, es decir, la composición resultante de la etapa c), es preferentemente un aditivo para composiciones plásticas curables. En la realización más preferida, el lote maestro no necesita ninguna modificación adicional, y puede usarse directamente como un aditivo. Preferentemente, el material portador del lote maestro es compatible con el plástico curable.
Cabe señalar que, como se usa en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas, las formas en singular "un", "una o uno" "el" o "la" incluyen referentes en plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
El término "alquilo" se refiere a radicales hidrocarbonados lineales o ramificados, tales como metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo, t-butilo, pentilo, sec-pentilo, hexilo, heptilo, octilo, decilo, tetradecilo, hexadecilo, eicosilo, tetracosilo y similares. Los grupos alquilo pueden no estar sustituidos o pueden estar sustituidos con uno o más sustituyentes, como halógeno, alcoxi, arilo, arilalquilo, aralcoxi y similares. Se prefieren los radicales hidrocarbonados C1-C10 lineales o ramificados, tales como metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo, tbutilo, pentilo, sec-pentilo, hexilo, heptilo, octilo, decilo. Son más preferidos los radicales hidrocarbonados C1-C8 lineales o ramificados, tales como metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo, t-butilo, pentilo, sec-pentilo, hexilo, heptilo, octilo.
Un grupo "cicloalquilo" es un anillo a base de carbono no aromático compuesto por al menos tres átomos de carbono. Algunos ejemplos de grupos cicloalquilo incluyen, pero sin limitación, ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo, ciclohexilo y similares. Cicloalquilo también se refiere a grupos "heterocicloalquilo" en los que al menos uno de los átomos de carbono del anillo está sustituido con un heteroátomo tal como, pero sin limitación, nitrógeno, oxígeno, azufre o fósforo.
Los grupos "alquenilo" o radicales alquenilo son compuestos insaturados que contienen al menos un doble enlace carbono-carbono y pueden ser lineales, ramificados o cíclicos. Los grupos alquenilo incluyen, pero sin limitación, etenilo, propenilo, butadienilo, butenilo, ciclohexenilo, vinilo, alilo y similares. Pueden estar sustituidos o no sustituidos. Si están sustituidos, los sustituyentes pueden incluir, por ejemplo, alquilo, alquenilo, alquinilo, arilo, haluro, nitro, amino, éster, cetona, aldehído, hidroxilo, ácido carboxílico o sustituyentes alcoxi, o combinaciones de los mismos.
Los grupos "alquinilo" o radicales alquinilo contienen al menos un triple enlace entre dos átomos de carbono-carbono e incluyen grupos tales como, por ejemplo, etinilo, propinilo, butinilo y similares.
El término "arilo" o "aromático" se refiere a un grupo a base de carbono que presenta un sistema de electrones p conjugados deslocalizados con electrones 4n 2 p y una estructura de anillo coplanar, en donde n es 0 o un número entero no negativo. Los grupos aromáticos incluyen benceno, ciclopentadieno (Cp), naftaleno y similares. El grupo arilo puede estar sustituido o no sustituido. Si está sustituido, los sustituyentes pueden incluir, por ejemplo, sustituyentes alquilo, alquinilo, elquenilo, arilo, haluro, nitro, amino, éster, cetona, aldehído, hidroxilo, ácido carboxílico o alcoxi, o combinaciones de los mismos.
Los grupos "heteroarilo" se definen como grupos aromáticos que tienen al menos un heteroátomo incorporado dentro de la estructura del anillo. Los ejemplos de heteroátomos incluyen, pero sin limitación, nitrógeno, oxígeno, azufre y
fósforo.
Los "éteres", como se usan en el presente documento, son compuestos orgánicos que contienen al menos un átomo de oxígeno entre dos átomos de carbono. Los éteres pueden estar sustituidos o no sustituidos.
Las "cetonas", como se usan en el presente documento, son compuestos orgánicos que contienen un grupo carbonilo unido a otros dos átomos de carbono. Las "cetonas" también incluyen dicetonas y cetonas cáclicas, así como cetonas sustituidas.
Los "ácidos carboxílicos", como se usan en el presente documento, son ácidos orgánicos caracterizados por la presencia de al menos un grupo carboxilo. Los ácidos carboxílicos pueden ser alifáticos o aromáticos y pueden contener carbonos sustituidos o no sustituidos además del grupo carboxilo. Los sustituyentes pueden incluir halógenos, grupos alquilo, grupos alquenilo, grupos alquinilo, grupos nitro y combinaciones de los mismos. En algunos aspectos, los ácidos carboxílicos incluyen ácidos dicarboxílicos o tricarboxílicos, tales como, por ejemplo, ácido fórmico, ácido acético, ácido cloroacético, ácido dicloroacético, ácido tricloroacético, ácido oxálico, ácido benzoico, ácido propiónico, ácido butanoico, ácido valérico, ácido caproico, ácido enántico, ácido caprílico, ácido pelargónico, ácido cáprico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquídico, ácido málico, ácido pirúvido, niacina, ácido cítrico, ácido succínico.
"Alcoxi" significa un grupo alquilo, que está conectado a la cadena principal de la molécula por un átomo de oxígeno. El alquilo de "alcoxi" es el mismo que el "alquilo" anterior, y "alcoxi" incluye, por ejemplo, metoxi, etoxi, n-propoxi, isopropoxi, n-butoxi, iso-butoxi, ferc-butoxi, siendo el preferido metoxi.
"Alcoxialquilo" significa el "alquilo" anterior sustituido con el "alcoxi" anterior, incluyendo, por ejemplo, metoximetilo, etoximetilo, n-propoximetilo, iso-propoximetilo, n-butoximetilo, iso-butoximetilo, terc-butoximetilo, metoxietilo, etoxietilo, n-propoxietilo, iso-propoxietilo, n-butoxietilo, iso-butoxietilo, terc-butoxietilo.
El término "haluro" significa un miembro del séptimo grupo de la tabla periódica, tal como, flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I), astatina (At), ununseptio (Uus), preferentemente, cloro (Cl), bromo (Br) o yodo (I), "haluro" también incluye un miembro del séptimo grupo de la tabla periódica como sustituyente o radical, por ejemplo, fluoruro, cloruro, bromuro, yoduro y similares.
El término "polisiloxanos" o siliconas se refiere a compuestos oligoméricos o poliméricos que comprenden una estructura principal de silicio-oxígeno (Si-O), que tiene la fórmula (R2SiO)n con grupos orgánicos, tales como grupos metilo, unidos a los átomos de silicio.
Ejemplos
Ejemplo 1 (procedim iento general)
Síntesis en un recipiente de metalasilsesquioxanos mediante la adición consecutiva de un haluro de metal y agua. Se añadió gota a gota un silano a hidróxido metálico y agua en un disolvente polar, preferentemente, alcanoles a una temperatura predeterminada. Se calentó la mezcla de reacción a reflujo durante un período de tiempo predeterminado. Tras enfriar la mezcla de reacción, se añadió un haluro de metal de transición en un disolvente no polar. Tras agitar la mezcla durante cierto tiempo a una temperatura predeterminada, se añadió agua. Se aisló la capa orgánica. El aislamiento se puede realizar mediante la adición de un disolvente o una cantidad predeterminada de un compuesto de polisiloxano, seguida de más etapas de aislamiento, tales como la destilación, filtración, evaporación, decantación, cristalización, reducción a presión, extracción, o combinaciones de las mismas.
Ejemplo 2 (procedim iento general)
Síntesis en un recipiente de titanasilsesquioxanos usando la adición consecutiva de haluro de titanio y agua. Se añadió gota a gota alquil-trialcoxisilano a hidróxido alcalino y agua en etanol a una temperatura predeterminada. Se calentó la mezcla de reacción a reflujo durante un período de tiempo predeterminado. Tras enfriar la mezcla de reacción, se añadió un haluro de titanio en tolueno. Tras agitar la mezcla durante cierto tiempo a una temperatura predeterminada, se añadió agua. Se aisló la capa orgánica. El aislamiento se puede realizar mediante la adición de un disolvente o una cantidad predeterminada de un compuesto de polisiloxano, seguida de más etapas de aislamiento, tales como la destilación, filtración, evaporación, decantación, cristalización, reducción a presión, extracción, o combinaciones de las mismas.
Ejemplo 3
Síntesis en un recipiente de (iBu)7Si7O-i2TiOEt usando la adición consecutiva de tetracloruro de titanio y agua. Se añadió gota a gota isobutil-trimetoxisilano (111 g, 622 mmol) a LiOH * H2O (19,6 g, 466 mmol) y agua (4,15 ml, 230 mmol) en etanol (150 ml) a reflujo. Se calentó la mezcla de reacción a reflujo durante 2-16 h (Tiempo 1). Tras enfriar hasta 0-10 °C, se añadió TiCU (22,3 g, 114 mmol) en 200 ml de tolueno. Tras agitar la mezcla de 2 a 16 h
(Tiempo 2) a 20 °C-30 °C, se añadió agua (50 g, 2,3 mol). Se aisló la capa orgánica y se combinó con 200 ml de etanol. Tras un reposo prolongado a -20-20 °C precipitó (iBu)7Si7O-i2TiOEt en forma de un aducto de etanol con un rendimiento del 50-71 %. Como alternativa, la evaporación a sequedad de la capa orgánica, combinada con 200 ml de etanol, proporcionó (iBu)7Si7O^TiOEt en forma de un aducto de etanol con un rendimiento aproximadamente cuantitativo. Véase la tabla 1 para conocer las diferentes condiciones experimentales.
Tabla 1: Rendimiento de Bu 7S 7Oi 2TiOEt en función del tiem o
Ejemplo 4
Síntesis en un recipiente de (iBu)7Si7O^TiOEt usando la adición consecutiva de tetracloruro de titanio, agua y polisiloxanos (siliconas). Se añadió gota a gota isobutil-trimetoxisilano (167 g, 938 mmol) a LiOH * H2O (29,45 g, 702 mmol) y agua (6,3 ml, 347 mmol) en etanol (225 ml) a temperatura ambiente. Se calentó la mezcla de reacción a reflujo durante 7 h. Tras enfriar hasta 5 °C, se añadió TiCU (33,45 g, 176 mmol) en 300 ml de tolueno. Tras agitar la mezcla durante 7 h a 20 °C-30 °C, se añadió agua (75 ml, 4,16 mol). El aislamiento mediante destilación al vacío (21,5 kPa [215 mbar], 30 °C) y la precipitación del producto mediante la adición de fluido de polidimetilsiloxano (120,0 g de WM de Dow C.) proporcionó (¡Bu)7S¡7O12T¡OEt (72,0 g, 81,7 mmol) con un rendimiento del 46 %. Como alternativa, la evaporación a sequedad de la capa orgánica, combinada con 200 ml de etanol, proporcionó (iBu^S^O-^TiOEt en forma de un aducto de etanol con un rendimiento aproximadamente cuantitativo.
Ejemplo 5
Síntesis en un recipiente de (CaH-^^S^O-^TiOEt usando la adición consecutiva de tetracloruro de titanio y agua. Se añadió gota a gota N-octiltrimetoxisilano (164,4 g, 701 mmol) a LiOH * H2O (22,0 g, 524,6 mmol) y agua (4,7 ml, 260 mmol) en etanol (225 ml) a temperatura ambiente. Se calentó la mezcla de reacción a reflujo durante 16 h. Tras enfriar hasta 0 °C, se añadió TiCU (25,0 g, 132 mmol) en 230 ml de tolueno. Tras agitar la mezcla durante 16 h a temperatura ambiente, se añadió agua (56 ml, 3,1 mol).
La separación de la capa orgánica y el aislamiento mediante destilación a presión reducida (15 kPa [150 mbar], 32 °C) proporcionó (CaH-^^SUO-^TiOEt (120,2 g, 94,2 mmol) con un rendimiento del 71 %.
Ejemplo 6
Síntesis en un recipiente de (iBu^SUO-^TiO-iPr. Se añadió gota a gota isobutil-trimetoxisilano a LiOH * H2O y agua en isopropanol (300 ml) a reflujo. Se calentó la mezcla de reacción a reflujo durante 16 h. Tras enfriar hasta 0-10 °C, se añadió TiCU en 200 ml de tolueno. Tras agitar la mezcla durante 8 h a 20 °C-30 °C, se añadió agua (50 g, 2,3 mol). Se aisló la capa orgánica, se lavó con agua y se combinó con isopropanol.
Tras un reposo prolongado a 20 °C (iBu), precipitó (iBu^SUO-^TiO-iPr en forma de un aducto de isopropanol con un rendimiento del 65 %.
Como alternativa, la evaporación a sequedad de la capa orgánica, combinada con etanol, proporcionó (iBu^SUO-^TiOEt en forma de un aducto de etanol con un rendimiento aproximadamente cuantitativo.
Realizaciones particularmente preferidas
Realización 1:
Un proceso para la síntesis de un metalasilsesquioxano que comprende las etapas de
a. preparar una composición que contenga
- al menos un compuesto de silano que tenga la fórmula general R1Si(OR2)3 ; y
R1, R2 son cada uno independientemente hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, alquenilo, alquinilo, arilo o heteroarilo, y
- al menos una base; y
b. añadir a dicha composición al menos un haluro de metal de transición, en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
Realización 2
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde la composición comprende al menos un disolvente, preferentemente, al menos un disolvente polar, más preferentemente, al menos un disolvente
prótico polar.
Realización 3
El proceso de acuerdo con la realización 2, en donde el disolvente se selecciona preferentemente del grupo que consiste en agua, alcanoles, iso-alcanoles, cetonas, ácidos carboxílicos, dihalometanos, éteres de alquilo, nitrilos de alquilo, sulfóxidos, formamidas de alquilo, fenoles o combinaciones de los mismos, preferentemente, se selecciona del grupo que consiste en agua, alcanoles, iso-alcanoles, ácidos carboxílicos o combinaciones de los mismos, más preferentemente, se selecciona del grupo que consiste en agua, etanol, ferc-butanol, iso-propanol, ácido acético o combinaciones de los mismos, lo más preferentemente, se selecciona del grupo que consiste en agua, etanol, o una combinación de los mismos.
Realización 4
El proceso de acuerdo con las realizaciones 2 o 3, en donde la composición comprende al menos dos disolventes polares.
Realización 5
El proceso de acuerdo con la realización 4, en donde al menos uno de los dos disolventes polares es agua.
Realización 6
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores 2 a 5, en donde al menos un disolvente presente en la composición es agua.
Realización 7
El proceso de acuerdo con la realización 6, en donde la proporción molar de R1Si(OR2)3 , con respecto a la base y al agua es de 3-8:1-7:0,5-10 equivalentes por mol del compuesto metálico, preferentemente, de 5-7:2-5:1-8 equivalentes por mol del compuesto metálico, más preferentemente, de 5-6:3-4:1-7 equivalentes por mol del compuesto metálico, lo más preferentemente, de 5-6:3-4:5-6 equivalentes por mol del compuesto metálico.
Realización 8
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde R1 y R2 son independientemente alquilo o arilo, preferentemente, metilo, etilo, iso-propilo, iso-butilo, hexilo, heptilo, octilo o fenilo.
Realización 9
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde R1Si(OR2)3 es isopropiltrimetoxisilano, iso-propiltrietoxisilano iso-butiltrimetoxisilano (IBTMO), iso-butiltrietoxisilano, hexiltrimetoxisilano, hexiltrietoxisilano, octiltrimetoxisilano, octiltrietoxisilano, feniltrimetoxisilano o feniltrietoxisilano, preferentemente, iso-butiltrimetoxisilano u octiltrimetoxisilano.
Realización 10
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde la composición se prepara con una concentración de la base de 0,2 a 10 equivalentes por mol de R1Si(OR2)3, preferentemente, de 0,5 a 1 equivalente por mol de R1Si(OR2)3, más preferentemente, de 0,6 a 0,9 equivalentes por mol de R1Si(OR2)3.
Realización 11
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde la composición se prepara con una concentración de al menos un disolvente de 0,5 a 10 equivalentes por mol de R1SiX3, preferentemente, de 0,8 a 5 equivalentes por mol de R1SiX3 , más preferentemente, de 0,9 a 3 equivalentes por mol de R1Si(OR2)3.
Realización 12
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones 4 a 11 anteriores, en donde la composición se prepara con una concentración de un disolvente polar de 0,5 a 10 equivalentes por mol del compuesto metálico y una concentración de al menos un disolvente polar adicional de al menos 10 equivalentes por mol del compuesto metálico.
Realización 13
El proceso de acuerdo con la realización 12, en donde la concentración de un disolvente polar es de 1 a 8 equivalentes por mol del compuesto metálico y la concentración de al menos un disolvente polar adicional es de al menos 15 equivalentes por mol del compuesto metálico.
Realización 14
El proceso de acuerdo con la realización 13, en donde la concentración de un disolvente polar es de 1 a 7 equivalentes por mol del compuesto metálico y la concentración de al menos un disolvente polar adicional es de al menos 20 equivalentes por mol del compuesto metálico.
Realización 15
El proceso de acuerdo con la realización 14, en donde la concentración de un disolvente polar es de 5 a
6 equivalentes por mol del compuesto metálico y la concentración de al menos un disolvente polar adicional es de al menos 20 equivalentes por mol del compuesto metálico.
Realización 16
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde el potencial rédox de dicho compuesto de metal de transición es inferior a -1 V a pH 14.
Realización 17
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde la composición se calienta hasta al menos un punto de ebullición de cualquier disolvente de la composición, preferentemente, la composición se calienta hasta al menos 50 °C, preferentemente, hasta al menos 60 °C, lo más preferentemente, hasta al menos 70 °C, antes de añadir el compuesto metálico.
Realización 18
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde el al menos un compuesto metálico se añade a la composición cuando un compuesto de silano que tiene la fórmula general RySi7Og(OH)3 , R7Si7Og(OM1)3 o una combinación de las mismas, es detectable en la mezcla de reacción.
Realización 19
El proceso de acuerdo con la realización 18, en donde M1 es un miembro seleccionado entre los metales de los grupos principales 1., 2., o combinaciones de los mismos, preferentemente, M1 es un miembro seleccionado entre los metales del grupo principal 1 o una combinación del mismo.
Realización 20
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde el al menos un compuesto metálico se añade a la composición de 1 a 24 h, preferentemente, de 2 a 20 h después de que se haya preparado la composición.
Realización 21
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde la etapa (a) comprende el enfriamiento de la composición hasta al menos 40 °C, preferentemente, hasta al menos 30 °C, lo más preferentemente, hasta al menos 10 °C antes de añadir el compuesto metálico.
Realización 22
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde la etapa (b) comprende enfriar la composición o calentar la composición antes de añadir el compuesto metálico.
Realización 23
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde la etapa (b) comprende enfriar la composición hasta al menos 10 °C, preferentemente, hasta al menos 0 °C, lo más preferentemente, hasta al menos -5 °C.
Realización 24
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde la base se selecciona del grupo que consiste en hidróxidos metálicos, alcóxidos metálicos, alquilos metálicos, carboxilatos metálicos, carbonatos metálicos, silanolatos metálicos, derivados de amonio cuaternario, bases conjugadas de ácidos débiles, sales de carbonato de cationes orgánicos, carbaniones, amidas metálicas, aminas, alcanolaminas o combinaciones de los mismos.
Realización 25
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde la base se selecciona del grupo que consiste en hidróxidos de metales alcalinos, alcóxidos de metales alcalinos, carboxilatos de metales alcalinos o combinaciones de los mismos, preferentemente, hidróxido de litio, hidróxido de sodio, alcóxido de litio, alcóxido de sodio, carboxilato de litio, carboxilato de sodio, alquil-litio, alquil-sodio, alquenil-litio, alquenil-sodio, aril-litio y aril-sodio o combinaciones de los mismos.
Realización 26
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde la base es hidróxido de litio, preferentemente, hidróxido de litio monohidratado.
Realización 27
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde el metal o metaloide del grupo principal del al menos un compuesto de metal o metaloide del grupo principal es un miembro seleccionado entre los grupos principales 13, 14, 15, 16 o 17, o combinaciones de los mismos, preferentemente seleccionados entre los metales o metaloides de los principales grupos 13, 14, 15 o 16, o combinaciones de los mismos, lo más preferentemente, los metales o metaloides se seleccionan del grupo que consiste en boro, aluminio, galio, indio,
silicio, germanio, estaño, antimonio, bismuto, selenio, telurio o combinaciones de los mismos.
Realización 28
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde el metal de transición (M) del compuesto de metal de transición es un miembro seleccionado entre los metales de los subgrupos 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9, 10. y 11., preferentemente, el metal de transición es un miembro seleccionado entre los metales del subgrupo 4.
Realización 29
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde el compuesto metálico comprende metales del grupo principal, metaloides del grupo principal, metales de transición o una combinación de los mismos.
Realización 30
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde el compuesto de metal de transición es tetracloruro de titanio.
Realización 31
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde al menos un metalasilsesquioxano tiene la fórmula RySiyO^ML.
Realización 32
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde L se selecciona del grupo que consiste en hidróxidos, alcóxidos, iso-alcóxidos, enolatos, carboxilatos, dihalometanuros, (alcoxi)metanuros, keteniminatos, sulfinilmetanuros, formamidas de alquilo, fenóxidos, preferentemente, se selecciona del grupo que consiste en hidróxidos, etóxidos, isopropóxidos, enolatos de acetona, aniones de acetonitrilo, fenóxidos o combinaciones de los mismos.
Realización 33
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde se añade al menos un disolvente al compuesto metálico, antes de añadirse el compuesto metálico a la composición.
Realización 34
El proceso de acuerdo con la realización 30, en donde dicho disolvente es un disolvente no polar, preferentemente seleccionado del grupo que consiste en hidrocarburos, hidrocarburos aromáticos, tetraclorometano, cloroformo, alcoxialcanos, alcoxialcanos cíclicos, dialcoxialcanos, preferentemente seleccionado del grupo que consiste en hidrocarburos o hidrocarburos aromáticos, o combinaciones de los mismos.
Realización 35
Un proceso para la síntesis de un titanasilsesquioxano que comprende las etapas de:
a. preparar una composición que contenga
- al menos un compuesto de silano que tenga la fórmula general R1SiX3, siendo cada X independientemente un haluro, OR2 o Nr 3R4, y
R1, R2 y R3 y R4 son cada uno independientemente hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, alquenilo, arilo o heteroarilo
- un hidróxido de metal y
- un disolvente polar
b. añadir a dicha composición haluro de titanio y un disolvente apolar, en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
Realización 36
Un proceso para la síntesis de un titanasilsesquioxano que comprende las etapas de:
a. preparar una composición que contenga
- al menos un compuesto de silano que tenga la fórmula general R1SiX3, siendo cada X independientemente un haluro, OR2 o Nr 3R4, y
R1, R2 y R3 y R4 son cada uno independientemente hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, alquenilo, arilo o heteroarilo
- un hidróxido de metal y
- un disolvente polar
b. añadir a dicha composición haluro de titanio, en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
Realización 37
Un proceso para la síntesis de un metalasilsesquioxano que comprende las etapas de:
a. preparar una composición que contenga
- al menos un compuesto de silano, que tenga la fórmula general R1Si(OR2)3 ,
en donde R1 y R2 son cada uno independientemente alquilo o arilo, preferentemente, el compuesto de silano es iso-propiltrimetoxisilano, iso-propiltrietoxisilano iso-butiltrimetoxisilano (IBTMO), iso-butiltrietoxisilano,
hexiltrimetoxisilano, hexiltrietoxisilano, octiltrimetoxisilano, octiltrietoxisilano, feniltrimetoxisilano o feniltrietoxisilano;
- un hidróxido de metal alcalino y
- un disolvente polar; y
b. añadir a dicha composición un haluro de metal de transición y un disolvente no polar, en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
Realización 38
Un proceso para la síntesis de un titanasilsesquioxano que comprende las etapas de:
a. preparar una composición que contenga
- al menos un compuesto de silano, que tenga la fórmula general R1Si(OR2)3 ,
en donde R1 y R2 son cada uno independientemente alquilo o arilo,
- un hidróxido de metal alcalino; y
un disolvente polar seleccionado del grupo que consiste en agua, alcanoles o iso-alcanoles, o combinaciones de los mismos; y
b. añadir a dicha composición tetracloruro de titanio y un disolvente no polar seleccionado del grupo que consiste en hidrocarburos o hidrocarburos aromáticos, en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
Realización 39
Un proceso para la síntesis de un titanasilsesquioxano que comprende las etapas de:
a. preparar una composición que contenga iso-butiltrimetoxisilano (IBTMO), hidróxido de litio monohidratado, agua y etanol; y
b. añadir a dicha composición tetracloruro de titanio y tolueno, en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
Realización 40
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde el metalasilsesquioxano se separa de la composición (etapa c) mediante cambio del medio, destilación, filtración, evaporación, decantación, cristalización, reducción a presión, extracción, o combinaciones de los mismos, preferentemente, cambio del medio,
en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
Realización 41
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde el metalasilsesquioxano que tiene la fórmula R7Si7O12ML se separa (etapa c) mediante cambio del medio, destilación, filtración, evaporación, decantación, cristalización, reducción a presión, extracción, o combinaciones de los mismos, preferentemente, cambio del medio.
Realización 42
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde (etapa c) se realiza transfiriendo dicho metalasilsesquioxano a un sistema portador.
Realización 43
El proceso de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores, en donde el sistema portador se selecciona de un grupo que consiste en ceras naturales o sintéticas, polímeros naturales o sintéticos, plastificantes o combinaciones de los mismos, preferentemente, el sistema portador se selecciona de un grupo que consiste en plastificantes, en particular, aceites de silicona.
Claims (16)
1. Un proceso para la síntesis de un metalasilsesquioxano que comprende las etapas de
a. preparar una composición que contenga
- al menos un compuesto de silano que tenga la fórmula general R1Si(OR2)3 ; en donde
R1, R2 son cada uno independientemente hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, alquenilo, alquinilo, arilo o heteroarilo, y
- al menos una base; y
b. añadir a dicha composición al menos un haluro de metal de transición, en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición comprende además al menos un disolvente, preferentemente al menos un disolvente polar, más preferentemente, al menos un disolvente prótico polar.
3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el disolvente se selecciona preferentemente del grupo que consiste en agua, alcanoles, iso-alcanoles, cetonas, ácidos carboxílicos, dihalometanos, éteres de alquilo, nitrilos de alquilo, sulfóxidos, formamidas de alquilo, fenoles o combinaciones de los mismos, preferentemente, se selecciona del grupo que consiste en agua, alcanoles, iso-alcanoles, ácidos carboxílicos o combinaciones de los mismos, más preferentemente, se selecciona del grupo que consiste en agua, etanol, ferc-butanol, iso-propanol, ácido acético o combinaciones de los mismos, lo más preferentemente, se selecciona del grupo que consiste en agua, etanol, o una combinación de los mismos.
4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en donde al menos un disolvente presente en la composición es agua.
5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la proporción molar de R1Si(OR2)3, con respecto a la base y al agua es de 3-8:1-7:0,5-10 equivalentes por mol del compuesto metálico, preferentemente, de 5-7:2-5:1-8 equivalentes por mol del compuesto metálico, más preferentemente, de 5-6:3-4:1-7 equivalentes por mol del compuesto metálico, lo más preferentemente, de 5-6:3-4:5-6 equivalentes por mol del compuesto metálico.
6. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde R1Si(OR2)3 es isopropiltrimetoxisilano, iso-propiltrietoxisilano, iso-butiltrimetoxisilano (IBTMO), iso-butiltrietoxisilano, hexiltrimetoxisilano, hexiltrietoxisilano, octiltrimetoxisilano, octiltrietoxisilano, feniltrimetoxisilano o feniltrietoxisilano.
7. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el potencial rédox de dicho compuesto de metal de transición es inferior a -1 V a pH 14.
8. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa (b) comprende enfriar la composición o calentar la composición antes de añadir el compuesto metálico.
9. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la base se selecciona del grupo que consiste en hidróxidos de metales alcalinos, alcóxidos de metales alcalinos, carboxilatos de metales alcalinos o combinaciones de los mismos, preferentemente, hidróxido de litio, hidróxido de sodio, alcóxido de litio, alcóxido de sodio, carboxilato de litio, carboxilato de sodio, alquil-litio, alquil-sodio, alquenil-litio, alquenil-sodio, aril-litio y aril-sodio o combinaciones de los mismos.
10. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la base es hidróxido de litio, preferentemente, hidróxido de litio monohidratado.
11. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el metal de transición (M) del compuesto de metal de transición es un miembro seleccionado entre los metales de los subgrupos 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9, 10. y 11., preferentemente, el metal de transición (M) es un miembro seleccionado entre los metales del subgrupo 4.
12. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el compuesto de metal de transición es tetracloruro de titanio.
13. Un proceso para la síntesis de un titanasilsesquioxano que comprende las etapas de:
a. preparar una composición que contenga
- al menos un compuesto de silano que tenga la fórmula general R1SiX3, siendo cada X independientemente un haluro, OR2 o NR3R4, y
R1, R2 y R3 y R4 son cada uno independientemente hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, alquenilo, arilo o heteroarilo - un hidróxido de metal y
- un disolvente polar
b. añadir a dicha composición haluro de titanio, en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
14. Un proceso para la síntesis de un titanasilsesquioxano que comprende las etapas de:
a. preparar una composición que contenga iso-butiltrimetoxisilano (IBTMO), hidróxido de litio monohidratado, agua y etanol; y
b. añadir a dicha composición tetracloruro de titanio y tolueno, en donde el proceso es un proceso en un solo recipiente.
15. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el metalasilsesquioxano se separa de la composición (etapa c) mediante cambio del medio, destilación, filtración, evaporación, decantación, cristalización, reducción a presión, extracción, o combinaciones de los mismos, preferentemente, cambio del medio.
16. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde (etapa c) se realiza transfiriendo dicho metalasilsesquioxano a un sistema portador, en particular, para proporcionar un lote maestro.
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