PL217834B1 - Sposób otrzymywania modyfikowanych oligosilseskwioksanów klatkowych - Google Patents

Sposób otrzymywania modyfikowanych oligosilseskwioksanów klatkowych

Info

Publication number
PL217834B1
PL217834B1 PL395546A PL39554611A PL217834B1 PL 217834 B1 PL217834 B1 PL 217834B1 PL 395546 A PL395546 A PL 395546A PL 39554611 A PL39554611 A PL 39554611A PL 217834 B1 PL217834 B1 PL 217834B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
catalyst
general formula
rhodium
group
moles
Prior art date
Application number
PL395546A
Other languages
English (en)
Other versions
PL395546A1 (pl
Inventor
Bogdan Marciniec
Hieronim Maciejewski
Michał Dutkiewicz
Karol Szubert
Original Assignee
Univ Im Adama Mickiewicza W Poznaniu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Im Adama Mickiewicza W Poznaniu filed Critical Univ Im Adama Mickiewicza W Poznaniu
Priority to PL395546A priority Critical patent/PL217834B1/pl
Publication of PL395546A1 publication Critical patent/PL395546A1/pl
Publication of PL217834B1 publication Critical patent/PL217834B1/pl

Links

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania modyfikowanych oligosilsekwioksanów klatkowych o ogólnym wzorze 1,
[R1(CH2)mC2H4(SiR22O)n]8[(SiO1.5)8] 1 1 w którym R1 są równe lub różne i oznaczają grupę metylową, jedno- lub wielo-podstawioną pochodną arylową, hydroksylową, epoksydową, glicydoksylową, estrową, eterową, polieterową lub aminową;
2
R2 jest równe i oznacza grupę metylową, etylową, (izo)propylową lub fenylową; m przybiera wartość od 0 do 16, a n przybiera wartość 0 lub 1.
Modyfikowane oligosilsekwioksany o wzorze ogólnym 1, w którym R1 i R2, mają wyżej podane znaczenie, stanowią grupę związków wykorzystywanych szeroko do modyfikacji polimerów. Dzięki dużej różnorodności grup funkcyjnych jakie mogą występować w modyfikowanych silseskwioksanach i dzięki różnorodności ich oddziaływania z polimerami organicznymi znajdują one zastosowanie do wytwarzania niemalże wszystkich klas materiałów hybrydowych.
Organofunkcyjne silseskwioksany o strukturze klatkowej w postaci oktameru, powszechnie skrótowo oznaczane jako T8 otrzymywane są na drodze kondensacji hydrolitycznej odpowiednich organofunkcyjnych pochodnych trichloro- lub trialkoksysilanów. Metoda ta jest czasochłonna i mało wydajna a ponadto wymaga zsyntezowania odpowiednich trichloro- lub trialkoksysilanów, które w wyniku kondensacji tworzą naroża klatki. Metoda w zasadzie nie nadaje się do otrzymywania organofunkcyjnych silseskwioksanów, w których w narożach występują różne 2 podstawniki gdyż produktem takiej reakcji będzie mieszanina produktów o różnej niekontrolowanej stechiometrii.
Ze względu na trudności w otrzymywaniu odpowiednich trichloro- lub trialkoksysilanów organofunkcyjne silseskwioksany często otrzymywane są w wyniku reakcji odpowiedniego wyjściowego silseskwioksanu posiadającego grupy reaktywne z odpowiednimi związkami, między innymi na drodze procesu hydrosililowania.
Najprostszym przykładem wykorzystania reakcji hydrosililowania do otrzymywania funkcjonalizowanych POSS jest addycja wodorosilseskwioksanu do prostej olefmy np. 1-oktenu lub winylocykloheksanu.
Reakcję tego typu przedstawił Liu (1), który w reakcji addycji wodorosilseskwioksanu do 1-oktenu jako katalizator użył H2PtCl6. Rekcje prowadzono w heksanie. Produkt addycji wodorosilseskwioksanu do 1-oktenu otrzymano z wydajnością 74%.
Provatas (2) w swojej publikacji dotyczącej hydrosililowania bromku allilu w roli czynnika hydrosililującego zastosował obok oktawodorosilseskwioksanu również oktakis(dimetloksywodoro) oktasilseskwioksan. Otrzymane wydajności, mimo zastosowania podobnie jak w poprzednim przypadku H2PtCl6 jako katalizatora, były jednak wyraźnie niższe od tych prezentowanych przez Liu (1) i wynosiły około 50%. Mogło być to związane użyciem innych rozpuszczalników dla tych reakcji (THF i eter dietylowy). Równie niskie wydajności (48%) w przypadku hydrosililowania 4-chloro-1-butenu oktakis(dimetyloksywodoro)oktasilseskwioksanem w obecności H2PtCl6 jako katalizatora i eteru dietylowego otrzymał Carmo (3) mimo czasu prowadzenia procesu wynoszącego 36 godzin.
Z uwagi na małą dostępność oktawodorosilseskwioksanu (POSS) i jego wysoką cenę częściej zamiast POSSów do syntezy stosowane są sferokrzemiany, tzn. silsekswiokany zawierające w każdym narożu klatki T8 grupy siloksylowe. Synteza sferokrzemianów jest łatwiejsza, szybsza i wydajniejsza.
Jedna z metod wykorzystujących reakcję hydrosililowania, opisana przez Filho (4), otrzymywania oktakis(3-glicydoksypropylodimetylosiloksy)oktasileskwioksanu polega na reakcji oktawodorosferokrzemianu z eterem allilowo-glicydylowym w obecności dicyklopentadienylowego kompleksu platyny jako katalizatora i toluenu jako rozpuszczalnika, reakcje prowadzono w temperaturze 90°C. Otrzymano produkt z wydajnością wynoszącą 91%.
Neumann (5) ujawnił sposób otrzymywania oktakis(dimetylosiloksy, izocyjaniano-metylobenzyloizopropylo)oktasilseskiwoksanu w wyniku addycji wodorosferokrzemianu do izocyjanianu 3-izopropenylo-a,a-dimetylobenzylu w obecności katalizatora Karstedta w środowisku THF.
Zheng (6) ujawnił sposób otrzymywania modyfikowanych POSS zawierających złożone, sprzężone układy aromatyczne. W metodzie tej oktawodorosilsekswioksan reaguje z winylopodstawionymi związkami zawierającymi sprzężone pierścienie aromatyczne w obecności dicyklopentadienylowego kompleksu platyny, jako katalizatora, w środowisku THF z wydajnością od 54 do 66%.
W zgłoszeniu patentowym PL P.395545 ujawniono sposób otrzymywania modyfikowanych klatkowych oligosilseskwioksanów w reakcji hydrosililowania olefin sferokrzemianem w obecności siloksyPL 217 834 B1 lowych kompleksów rodu(I) jako katalizatorów. Ujawniony sposób umożliwił uzyskanie modyfikowanych silsekwioksanów z wyższymi wydajnościami niż w przypadku kompleksów platyny.
Modyfikowane oligosilseskwioksany są związkami o dużych masach cząsteczkowych i nie można ich dokładnie oczyścić z pozostałości katalizatora poprzez destylację. Ze względu na specyficzne zastosowania oligosilseskwioksanów w wielu zastosowaniach wymagana jest ich duża czystość, stąd ważne jest dokładne usunięcie pozostałości katalizatora. Znane metody oczyszczania modyfikowanych oligosilseskwioksanów ograniczają się do odparowania rozpuszczalnika oraz nieprzereagowanej olefiny, natomiast w produkcie pozostają produkty redukcji katalizatora.
W znanych sposobach syntezy POSS w oparciu o proces hydrosililowania, stosowane są wyłącznie dobrze znane katalizatory platynowe, które jednak są mniej wydajne. Katalizatory platynowe nie mogą być stosowane w reakcjach gdzie jednym z reagentów są pochodne aminowe, np. alliloamina, gdyż zatruwają katalizatory platynowe (7).
Celem wynalazku było opracowanie wydajnego sposobu otrzymywania modyfikowanych oligosilseskwioksanów klatkowych o wysokiej czystości.
Sposób otrzymywania modyfikowanych oligosilsekwioksanów klatkowych o ogólnym wzorze 1, [R1(CH2)mC2H4(SiR22O)n]8[(SiO1.5)8] 1 1 w którym R1 są równe lub różne i oznaczają wodór, grupę metylową, jedno- lub wielo-podstawioną pochodną arylową, hydroksylową, epoksydową, glicydoksylową, estrową, eterową, polieterową lub ami2 nową; R2 jest równe i oznacza grupę metylową, etylową, (izo)propylową lub fenylową; m przybiera wartość od 0 do 16, a n przybiera wartość 0 lub 1, polega na katalitycznej reakcji hydrosililowania olefin o ogólnym wzorze 2,
H2C=CH-(CH2)m-R1 2 1 w którym R1 ma wyżej podane znaczenie, z oligosilsekwioksanem o ogólnym wzorze 3, [H(SiR22O)n]8[(SiO1.5)8] 3 2 w którym R2 mają wyżej podane znaczenia w obecności katalizatora wybranego z grupy immobilizowanych siloksylowych kompleksów rodu(I) o ogólnym wzorze 4,
lub o ogólnym wzorze 5,
PL 217 834 B1 3 w których dien oznacza cyklooktadien, norbomadien, tetrafluorobenzobarrelen, a R3 oznacza grupę alkilową (1-6 atomów węgla) lub fenylową.
1
W celu uzyskania produktu zawierającego mieszane grupy funkcyjne R1 należy przeprowadzić sekwencje następujących bezpośrednio po sobie reakcje hydrosililowania. W kolejnych reakcjach stosuje się odpowiednie olefiny w ilościach odpowiadających zaprojektowanej strukturze podstawionego POSS. Kolejne reakcje przeprowadza się stosując daną olefinę w stosunku 1:1 względem grup Si-H, które mają być tą olefiną podstawione. W przypadku gdy jest to olefina, która kończy cały proces, tzn. celem jej stosowania jest podstawienie wszystkich nie podstawionych dotychczas grup Si-H, stosuje się nadmiar olefiny, korzystnie w stosunku od 1,1:1 do 1,4:1 olefiny względem nie przereagowanych jeszcze grup Si-H. Najpierw do reakcji stosuje się jedną olefinę w ilości odpowiadającej liczbie grup Si-H, które mają być podstawione daną olefiną, następnie po zakończeniu reakcji (kontrola FT-IR) dodaje się druga olefiną, a po jej przereagowaniu kolejne.
Sposób według wynalazku umożliwia otrzymywanie dowolnie zaprojektowanych podstawionych
POSS zawierających od jednej do 8 różnych grup funkcyjnych. Przykładowo można otrzymać produkt, który będzie posiadał trzy podstawniki jednego rodzaju, cztery drugiego oraz jeden trzeciego rodzaju.
W innym przypadku każdy podstawnik może być innego rodzaju tzn. 8 różnych grup funkcyjnych. Bu1 dowa otrzymanych POSS zawierających różne podstawniki R1 będzie statystyczna. Odpowiedni dobór parametrów procesów w szczególności stężeń reagentów w roztworze oraz ilości użytego katalizatora umożliwia sterowanie procesem w celu uzyskania możliwie jednorodnego produktu. Przykładowo zmniejszając stężenie reagentów uzyskuje się produkt, zwierający większą ilość cząsteczek o porządnym składzie grup funkcyjnych, gdyż prawdopodobieństwo przereagowania większej liczby grup Si-H w danej cząsteczce POSS niż zaplanowana będzie mniejsze ze względu na ograniczony kontakt co w przypadku dużych stężeń będzie miało miejsce częściej.
Natomiast gdy chcemy uzyskać produkt o niecałkowitym przereagowaniu grup Si-H należy zmniejszyć stechiometrycznie ilość dodanej do reakcji olefiny.
W sposobie wg wynalazku do reaktora wprowadza się mieszaninę zawierającą wodorosilseskwioksan o ogólnym wzorze 3 oraz olefinę o ogólnym wzorze 2 w stosunku od 1:1 do 1:1,4 (tylko ostatnia) względem Si-H które zamierzamy poddać reakcji. Reakcję prowadzi się w rozpuszczalniku, w którym rozpuszczają się reagenty. Nadmiar olefiny jest korzystny gdy wprowadzamy ostatnią olefinę w celu przereagowania pozostałych dotychczas grup Si-H. Do tak przygotowanego roztworu dodaje się katalizator w ilości od 10-2 do 10-6 mola rodu w stosunku względem 1 mola grup Si-H sferokrzemianu. Następnie całość miesza się ogrzewając do temperatury 25-130°C. Po zakończeniu procesu mieszaninę reakcyjną schładza się i pozostawia do czasu opadnięcia osadu immobilizowanego katalizatora, poczym roztwór produktów i nieprzereagowanych substratów oddziela od osadu katalizatora. Ze zdekantowanej mieszaniny poreakcyjnej usuwa się rozpuszczalnik oraz nadmiar olefiny poprzez odparowanie ich pod zmniejszonym ciśnieniem.
Katalizator może być użyty do kolejnego cyklu reakcyjnego z nową porcję substratów. Korzystnie mieszaninę reakcyjną ogrzewa się do temperatury od 25°C do 130°C, najkorzystniej 50 do 100°C, w środowisku rozpuszczalnika wybranego z grupy: związki aromatyczne, alifatyczne, etery, w szczególności w toluenie, w układzie otwartym, pod ciśnieniem normalnym do chwili całkowitego przereagowania grup Si-H wodorosilseskwioksanu. W celu określenia momentu zakończenia reakcji korzystne jest kontrolowanie stopnia przereagowania wiązania Si-H np. za pomocą spektroskopii FT-IR.
Korzystne ale niekonieczne, jest stosowanie nadmiaru organofunkcyjnej olefiny w celu doprowadzenia do całkowitego przereagowania grup SiH wodorosilseskwioksanu. Korzystny jest nadmiar od 1,1 do 1,4 mola, najkorzystniej 1,1 mola olefiny na każdy mol Si-H.
Katalizator stosuje się w ilości odpowiadającej od 10-2 do 10-6 mola rodu na 1 mol ugrupowań Si-H występujących w wodorosilseskwioksanie użytym do syntezy, korzystnie od 10-2 do 10-4. Katalizator stanowi odrębną fazę niemieszalną i nierozpuszczalną w mieszaninie reakcyjnej.
Zastosowanie w sposobie według wynalazku immobilizowanego katalizatora rodowego umożliwia przeprowadzenie reakcji hydrosililowania z dużą wydajnością i selektywnością, typową dla katalizatorów homogenicznych, a zarazem umożliwia łatwą izolację produktu od katalizatora. W dotychczasowych sposobach, zwłaszcza w przypadku stosowania katalizatorów homogenicznych niemożliwe było usunięcie katalizatora z produktu ze względu na dużą lepkość oraz wysoką temperaturę wrzenia modyfikowanych silseskwioksanów. Zastosowany w wynalazku układ katalityczny umożliwia po zakończeniu reakcji łatwą izolację produktu, np. poprzez dekantację, a katalizator po oddzieleniu od produktu nie traci aktywności i może być zastosowany ponownie w kolejnym cyklu reakcji.
PL 217 834 B1
Wynalazek ilustrują poniższe przykłady, które nie ograniczają zakresu jego stosowania. Katalizatory immobilizowane na powierzchni krzemionki analizowano za pomocą jądrowego rezonansu magnetycznego w ciele stałym (MAS-NMR), natomiast zawartość rodu oznaczano za pomocą techniki ICP-OES- (inductively coupled plasma optical emission spektrometry).
Tożsamość związków otrzymanych w przykładach VII - XXIV z danymi literaturowymi potwierdzono analizą NMR.
P r z y k ł a d I - otrzymywanie katalizatora
W kolbie szklanej, dwuszyjnej, okrągłodennej o pojemności 50 mL, zaopatrzonej w mieszadło -3 magnetyczne, umieszczono w atmosferze argonu 1,2 g (2x1 0- mol) di-Li-trimetylosiloksylodicyklooktadiendirodu(I), 6 g (7,6x10-3 mol) osuszonej wcześniej w temperaturze 350°C krzemionki Aerosil 200 oraz 20 mL benzenu, całość mieszano w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Następnie benzen odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem i dodano 20 mL pentanu. Roztwór z nad osadu zdekantowano, a osad trzykrotnie przemyto pentanem i suszono pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymano katalizator [( SiO)( SiOH)Rh(cod)](Aerosil 200) o zawartości rodu: 4,104x10-4 mola Rh/g (dane ICP-OES)
Analiza (MAS-NMR):
13C MAS-NMR (ppm) = 75.19 (=CH-, cod); 31.02 (CH2, cod) 29Si MAS-NMR (ppm) = 99.68 (Q2), 106.88 (Q3), 110.38 (Q4).
P r z y k ł a d II - otrzymywanie katalizatora
Syntezę przeprowadzono zgodnie z opisem z przykładu I, stosując: 1,33 g (1,6x10-3 mol) di-L -trimetylosiloksylobis{tetrafluorobenzobarrelenrodu(I)} oraz 5 g (6,4 x10-3 mol) Aerosil 200. Otrzymano katalizator [( SiO)( SiOH)Rh(tfb)](Aerosil 200) o zawartości rodu: 2,32x10-4 mola Rh/g (ICP-OES).
Analiza (MAS-NMR):
13C MAS-NMR (ppm) = 137,97; 125,52 (=CH-, tfb); 46,94; 38,82 (CH, tfb) 29Si MAS-NMR (ppm) = 99,48 (Q2), 103,91 (Q3), 106,19 (Q4)
P r z y k ł a d III - otrzymywanie katalizatora
Syntezę przeprowadzono zgodnie z opisem z przykładu I, stosując: 1,2 g (2,1x10-3 mol): di-L -trimetylosiloksylodinorbornadiendirodu(I) oraz 6,5 g (8,3 x10-3 mol) Aerosilu 200. Otrzymano katalizator [( SiO)( SiOX)Rh(nbd)](Aerosil 200) o zawartości rodu: 5x10-4 mola Rh/g (ICP-OES)
Analiza (MAS-NMR):
13C MAS-NMR (ppm) = 60,57 (=CH-, nbd); 48,52 (-CH2-, nbd) 29Si MAS-NMR (ppm) =100,68 (Q2); 106,19 (Q3)
P r z y k ł a d IV - otrzymywanie katalizatora
W kolbie szklanej, dwuszyjnej, okrągłodennej o pojemności 50 mL, zaopatrzonej w mieszadło -3 magnetyczne, umieszczono w atmosferze argonu 1,9 g (3,3x10-3 mol) cyklooktadientricykloheksylo-3 fosfinatrimetylosiloksylorodu(I) oraz 5 g (6,4 x10-3 mol) osuszonej wcześniej w temperaturze 350°C krzemionki Aerosil 200. Następnie do mieszaniny dodano 20 mL pentanu, całość mieszano w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Roztwór znad osadu zdekantowano, a osad trzykrotnie przemyto pentanem i suszono pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymano katalizator [( SiO)Rh(cod)(PCy3)](Aerosil 200) o zawartości rodu: 1,24x10-4 mola Rh/g (ICP-OES).
Analiza (MAS-NMR):
13C MAS-NMR (ppm) = 26.63 (-CH2-, -Cy) 29Si MAS-NMR (ppm) = 103.79 (Q3), 108.12 (Q4) 31P MAS-NMR (ppm) = 23.42.
P r z y k ł a d V - otrzymywanie katalizatora
Syntezę przeprowadzono zgodnie z opisem z przykładu IV, stosując: 1,33 g (2,3x10-3 mol) cyk-3 looktadientrifenylofosfinatrimetylosiloksylorodu(I) oraz 3,6 g (4,6 x10-3 mol) Aerosilu 200. Otrzymano katalizator [( SiO)Rh(cod)(PPh3)](Aerosil 200) o zawartości rodu: 2,7x10-4 mola Rh/g (ICP-OES)
Analiza (MAS-NMR):
13C MAS-NMR (ppm) = 131,25 (-Ph); 74,09 (=CH-, cod); 28,52 (-CH2-, cod) 29Si MAS-NMR (ppm) = 100,65 (Q2), 105,10 (Q3), 108,03 (Q4) 31P MAS-NMR (ppm) = 26,87
P r z y k ł a d VI - otrzymywanie katalizatora
Syntezę przeprowadzono zgodnie z opisem z przykładu IV, stosując ilości odczynników: 1,33 g -3 -3 (1,6x10-3 mol) cyklooktadientri-izo-propylofosfinatrimetylosiloksylorodu(I) oraz 2,5 g (3,2 x10-3 mol) Aerosilu 200. Otrzymano katalizator [( SiO)Rh(cod)(Pi-Pr3)](Aerosil 200) o następującej zawartości rodu: 3,2x10-4 mola Rh/g (ICP-OES)
PL 217 834 B1
Analiza (MAS-NMR):
13C MAS-NMR (ppm) = 74,84 (=CH-, cod); 40,35 (-CH2-, cod); 20,2 (-CH-CH3) 29Si MAS-NMR (ppm) = 99,23 (Q2), 104,43 (Q3) 31P MAS-NMR (ppm) = 35,45
P r z y k ł a d VII
W kolbie szklanej, dwuszyjnej, okrągłodennej o pojemności 100 mL, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną, umieszczono 0,05 g katalizatora otrzymanego jak w przykładzie I (co odpowiada 2,2x10-6mola Rh), a następnie kolejno 50 mL toluenu jako rozpuszczalnika, 5 g, (4,9 mmola) oktakis(dimetylosiloksywodoro)oktasilseskwioksanu oraz 5,6 mL, (47 mmoli) eteru allilowo-glicydylowego. Mieszaninę reakcyjną ogrzewano przez jedną godzinę w temperaturze 100°C. Konwersję oktakis(dimetylosiloksywodoro)oktasilseskwioksan określona za pomocą FT-IR, po tym czasie wynosiła 99%. W celu usunięcia katalizatora z układu mieszaninę poreakcyjną zdekantowano, a następnie próżniowo odparowano z niej rozpuszczalnik oraz nadmiar olefiny. Otrzymano produkt z wydajnością 97% w postali oleju o dużej lepkości. Po zdekantowaniu mieszaniny poreakcyjnej do kolby zawierającej katalizator wprowadzono nową porcję substratów i powtórzono cykl reakcyjny. Reakcję powtórzono dziesięciokrotnie, z tą samą porcja katalizatora. Po 10 cyklach nie zaobserwowano widocznego spadku aktywności katalizatora.
W tabeli 1 podano wydajność kolejnych cykli reakcyjnych.
P r z y k ł a d y VIII -XII
Postępując jak w przykładzie VII przeprowadzono reakcję pomiędzy oktakis(dimetylosiloksywodoro)oktasilseskwioksanem oraz eterem allilowo-glicydylowego z użyciem odpowiedniego katalizatora w ilości odpowiadającej 2,2x10-6 mola rodu katalizatorów otrzymanych wg przykładów II do VI. W tabeli 1 przedstawiono wydajności według przykładów VII - XII.
T a b e l a 1
Przykład Katalizator według przykładu Wydajność [%] kolejnych powtórzeń reakcji z tą samą porcją katalizatora
VII I 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99
VIII II 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99
IX III 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99
X IV 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99
XI V 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99
XII VI 99, 99, 99, 99, 99, 99, 95, 95, 89, 86
P r z y k ł a d XIII
W kolbie szklanej, dwuszyjnej, okrągłodennej o pojemności 100 mL, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną, umieszczono 0,05 g (2,2x10-6 mola) katalizatora otrzymanego jak w przykładzie I, a następnie kolejno 50 mL toluenu jako rozpuszczalnika, 5 g, (4,9 mmola) oktakis(dimetylosiloksywodoro)oktasilseskwioksanu. oraz 13,5 mL, (47 mmoli) 1-heksadecenu. Mieszaninę reakcyjną ogrzewano przez jedną godzinę w temperaturze 100°C. Konwersję oktakis(dimetylosiloksywodoro)oktasilseskwioksan określona za pomocą FT-IR po tym czasie wynosiła 99%. W celu usunięcia katalizatora z układu mieszaninę poreakcyjną zdekantowano, a następnie próżniowo odparowano z niej rozpuszczalnik oraz nadmiar olefiny. Otrzymano produkt z wydajnością 97% w postali oleju o dużej lepkości.
Po zdekantowaniu mieszaniny poreakcyjnej do kolby zawierającej katalizator wprowadzono nową porcję substratów i powtórzono cykl reakcyjny. Reakcję powtórzono dziesięciokrotnie, z tą samą porcją katalizatora. Po 10 cyklach nie zaobserwowano widocznego spadku aktywności katalizatora.
P r z y k ł a d y XIV-XVIII
Postępując jak w przykładzie XIII przeprowadzono reakcję pomiędzy oktakis(dimetylosiloksywodoro)oktasilseskwioksanem oraz 1-heksadecenem z użyciem odpowiedniego katalizatora w ilości odpowiadającej 2,2x10-6 mola rodu katalizatorów otrzymanych wg przykładów II do VI.
W tabeli 2 przedstawiono wydajności według przykładów XIII - XVIII.
PL 217 834 B1
T a b e l a 2
Przykład Katalizator według przykładu Wydajność [%] kolejnych powtórzeń reakcji z tą samą porcją katalizatora
XIII I 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99
XIV II 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99
XV III 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99
XVI IV 99, 99, 96, 97, 98, 98, 97, 92, 89, 94
XVII V 99, 99, 99, 99, 96, 96, 97, 94, 94, 95
XVIII VI 99, 99, 99, 99, 95, 96, 93, 91, 89, 89
P r z y k ł a d XIX
W kolbie szklanej, dwuszyjnej, okrągłodennej o pojemności 100 mL, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną, umieszczono 0,05 g (2,2x10-6 mola) katalizatora otrzymanego jak w przykładzie I, a następnie kolejno 50 mL toluenu jako rozpuszczalnika, 5 g, (4,9 mmola) oktakis(dimetylosiloksywodo ro)oktasilseskwioksanu. oraz 8 mL, (47 mmoli) 4-allilo-1,2-dimetoksybenzenu. Mieszaninę reakcyjną ogrzewano przez jedną godzinę w temperaturze 100°C. Konwersję oktakis(dimetylosiloksywodoro)oktasilseskwioksan określona za pomocą FT-IR po tym czasie wynosiła 99%. W celu usunięcia katalizatora z układu mieszaninę poreakcyjną zdekantowano, a następnie próżniowo odparowano z niej rozpuszczalnik oraz nadmiar olefiny. Otrzymano produkt z wydajnością 97% w postali oleju o dużej lepkości.
Po zdekantowaniu mieszaniny poreakcyjnej do kolby zawierającej katalizator wprowadzono nową porcję substratów i powtórzono cykl reakcyjny. Reakcję powtórzono dziesięciokrotnie, z tą samą porcją katalizatora. Po 10 cyklach nie zaobserwowano widocznego spadku aktywności katalizatora.
P r z y k ł a d y XX-XXIV
Postępując jak w przykładzie XIX przeprowadzono reakcję pomiędzy oktakis(dimetylosiloksywodoro)oktasilseskwioksanem oraz 4-allilo-1,2-dimetoksybenzem z użyciem odpowiedniego katalizatora w ilości odpowiadającej 2,2x10-6 mola rodu katalizatorów otrzymanych wg przykładów II do VI.
W tabeli 3 przedstawiono wydajności według przykładów XIX - XXIV.
T a b e l a 3
Przykład Katalizator według przykładu Wydajność [%] kolejnych powtórzeń reakcji z tą samą porcją katalizatora
XIX I 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99
XX II 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99
XXI III 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99
XXII IV 99, 99, 99, 99, 99, 98, 94, 93, 93, 90
XXIII V 99, 99, 99, 99, 99, 99, 96, 94, 90, 88
XXIV VI 99, 99, 99, 99, 99, 95, 95, 96, 92, 89
Literatura
1. L.K. Liu, E.O. Dare, J. Chin. Chem. Soc, 2004, 51, 175 - 182
2. Provatas, M. Luft, J.C. Mu, A.H. White, J.G. Matisons, B.W. Skelton, J. Organomet. Chem. 1998,565,159 - 164
3. D. Ribeiro do Carmo, N.L.D. Filho, N.R. Stradiotto, Materials Research, 2004, 7, 499 - 504
4. N. L. D. Filho, H. A. de Aquino, G. Pires, L. Caetano, J. Braz. Chem. Soc, 2006, 17, 533 - 541
5. D. Neumann, M. Fisher, L. Tran, J.G. Matisons, J. Am. Chem. Soc. 2003,124, 13998 - 13999
6. C. Zhang, T.J. Bunning, R.M. Laine, Chemistry of Materials, 2001, 13, 3653 - 3662
7. M.A. Brook, Silicon in Organic, Organometallic and Polymer Chemistry, Willey-VCH, New York, 2000, p.405]

Claims (7)

1. Sposób otrzymywania modyfikowanych ohgosilsekwioksanów klatkowych o ogólnym wzorze 1, [R1(CH2)mC2H4(SiR22O)n]8[(SiO1.5)8] 1 1 w którym R1 są równe i oznaczają grupę metylową, jedno- lub wielo-podstawioną pochodną ary2 lową, hydroksylową, epoksydową, glicydoksylową, estrową, eterową, polieterową lub aminową; R2 jest równe i oznacza grupę metylową, etylową, (izo)propylową lub fenylową; m przybiera wartość od 0 do 16, a n przybiera wartość 0 lub 1, znamienny tym, że polega na katalitycznej reakcji hydrosililowania olefin o ogólnym wzorze 2,
H2C=CH-(CH2)m-R1 2 1 w którym R1 ma wyżej podane znaczenie, z oligosilsekwioksanem o ogólnym wzorze 3, [H(SiR22O)n]8[(SiO1,5)8] 3 2 w którym R2 mają wyżej podane znaczenia w obecności katalizatora wybranego z grupy immobilizowanych siloksylowych kompleksów rodu(I) o ogólnym wzorze 4, lub o ogólnym wzorze 5, 3 w których dien oznacza cyklooktadien, norbomadien, tetrafluorobenzobarrelen, a R3 oznacza grupę alkilową (1-6 atomów węgla) lub fenylową.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się katalizator w ilości od 10-2 do 10-6 mola rodu na 1 mol ugrupowań Si-H w wodorosilseskwioksanie użytym do syntezy.
-3 -5
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosuje się katalizator w ilości od 10-3 do 10-5 mola rodu na 1 mol ugrupowań Si-H.
4. Sposób otrzymywania modyfikowanych oligosilsekwioksanów klatkowych o ogólnym wzorze 1, [R1(CH2)mC2H4(SiR22O)n]8[(SiO1.5)8] 1 1 w którym R1 są różne i oznaczają wodór, grupę metylową, jedno- lub wielo-podstawioną pochodną arylową hydroksylową, epoksydową, glicydoksylową, estrową, eterową, polieterową lub amino2 wą; R2 jest równe i oznacza grupę metylową, etylową, (izo)propylową lub fenylową; m przybiera wartość od 0 do 16, a n przybiera wartość 0 lub 1, znamienny tym, że polega na sekwencji katalitycznych reakcji hydrosililowania olefin o ogólnym wzorze 2,
H2C=CH-(CH2)m-R1 1 w którym R1 ma wyżej podane znaczenie, z oligosilsekwioksanem o ogólnym wzorze 3,
PL 217 834 B1 [H(SiR22O)n]8[(SiO1.5)8] 3 2 w którym R2 mają wyżej podane znaczenia w obecności katalizatora wybranego z grupy immobilizowanych siloksylowych kompleksów rodu(I) o ogólnym wzorze 4, lub o ogólnym wzorze 5, 3 w których dien oznacza cyklooktadien, norbomadien, tetrafluorobenzobarrelen, a R3 oznacza grupę alkilową (1-6 atomów węgla) lub fenylową, przy czym w kolejnych reakcjach są podstawiane kolejne atomy wodoru w silseskwioksanie.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że w kolejnych reakcjach może być podstawianych więcej niż jeden atomów wodoru.
6. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że stosuje się katalizator w ilości od 10-2 do 10-6 mola rodu na 1 mol ugrupowań Si-H w wodorosilseskwioksanie użytym do syntezy.
-3 -5
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że stosuje się katalizator w ilości od 10-3 do 10-5 mola rodu na 1 mol ugrupowań Si-H.
PL395546A 2011-07-08 2011-07-08 Sposób otrzymywania modyfikowanych oligosilseskwioksanów klatkowych PL217834B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL395546A PL217834B1 (pl) 2011-07-08 2011-07-08 Sposób otrzymywania modyfikowanych oligosilseskwioksanów klatkowych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL395546A PL217834B1 (pl) 2011-07-08 2011-07-08 Sposób otrzymywania modyfikowanych oligosilseskwioksanów klatkowych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL395546A1 PL395546A1 (pl) 2013-01-21
PL217834B1 true PL217834B1 (pl) 2014-08-29

Family

ID=47624745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL395546A PL217834B1 (pl) 2011-07-08 2011-07-08 Sposób otrzymywania modyfikowanych oligosilseskwioksanów klatkowych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL217834B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL395546A1 (pl) 2013-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Whitmarsh et al. Synthesis and structure of a highly branched polycarbosilane derived from (chloromethyl) trichlorosilane
EP0629648B1 (en) Method for preparation of carbinol-functional siloxanes
KR100574573B1 (ko) 카보실록산 덴드리머
EP2423245B1 (en) Bishydroxyarylsiloxane and preparation method thereof
US20060052623A1 (en) Silsesquioxane derivative and process for producing the same
US20060229423A1 (en) Process for the production of monodisperse and narrow disperse monofunctional silicones
Feng et al. Study of polysiloxanes containing epoxy groups: I. Synthesis and characterization of polysiloxanes containing 3-(2, 3-epoxypropoxy) propyl groups
US5115069A (en) Glycidoxy group-containing organosilicon compound
WO1999038872A1 (en) Novel aminoorganofunctionalsiloxanes
Dutkiewicz et al. Functionalization of polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) via nucleophilic substitution
JPH01271431A (ja) 液晶性オルガノポリシロキサン及びその製造方法
US5059707A (en) Hydroxyl group-containing organosilicon compound
US5153332A (en) Organocyclosiloxane and method for its preparation
US5041591A (en) Organopolysiloxane and method for its preparation
WO2016170851A1 (ja) 加水分解性シリル基含有環状オルガノハイドロジェンシロキサン
EP0939098B1 (en) Branched siloxane-silalkylene copolymer
PL217834B1 (pl) Sposób otrzymywania modyfikowanych oligosilseskwioksanów klatkowych
CN117510532A (zh) 低聚氨丙基硅氧烷及其合成方法
US7402648B2 (en) Method for producing cyclic organic silicon compound and organic silicon resin having alcoholic hydroxyl group
Liu et al. Tricyclic 6–8–6 laddersiloxanes derived from all-cis-tetravinylcyclotetrasiloxanolate: Synthesis, characterization and reactivity
PL217838B1 (pl) Sposób otrzymywania modyfikowanych oligosilseskwioksanów klatkowych
WO2012091586A1 (en) Fluorocarbofunctional silsesquioxanes containing other reactive functional groups and a method to obtain the same
Getmanova et al. Diphilic carbosilane dendrimers with different densities of the hydrophilic layer
KR101097570B1 (ko) 환상 유기 규소 화합물의 제조 방법
US5233068A (en) Organic silicon compounds and method for making