PL235669B1 - New disubstituted disiloxysilsesquioxanes with the structure of incompletely closed cage and the method for obtaining disubstituted disiloxysilsesquioxanes with the structure of incompletely closed cage - Google Patents

New disubstituted disiloxysilsesquioxanes with the structure of incompletely closed cage and the method for obtaining disubstituted disiloxysilsesquioxanes with the structure of incompletely closed cage Download PDF

Info

Publication number
PL235669B1
PL235669B1 PL421833A PL42183317A PL235669B1 PL 235669 B1 PL235669 B1 PL 235669B1 PL 421833 A PL421833 A PL 421833A PL 42183317 A PL42183317 A PL 42183317A PL 235669 B1 PL235669 B1 PL 235669B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
equal
reaction
represent
disiloxysilsesquioxanes
poss
Prior art date
Application number
PL421833A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL421833A1 (en
Inventor
Joanna Kaźmierczak
Krzysztof Kuciński
Grzegorz HRECZYCHO
Grzeg Orz Hreczycho
Original Assignee
Univ Adama Mickiewicza
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 Adama Mickiewicza filed Critical Univ Adama Mickiewicza
Priority to PL421833A priority Critical patent/PL235669B1/en
Publication of PL421833A1 publication Critical patent/PL421833A1/en
Publication of PL235669B1 publication Critical patent/PL235669B1/en

Links

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia są nowe dwupodstawione disiloksysilseskwioksany o strukturze niedomkniętej klatki i wzorze ogólnym 2, w którym: R są równe i oznaczają izobutyl, R1, R2, R3 są równe lub różne i oznaczają: - gdy R1, R2, R3 są równe, oznaczają: CH=CH2 lub iPr; zaś gdy dwa z nich są równe i oznaczają Me, wówczas trzeci oznacza; H lub CH=CH2 lub (CH2)3Cl lub (CH2)3O(CH2)2OH, natomiast gdy dwa z nich są równe i oznaczają iPr, wówczas trzeci oznacza H. Przedmiotem zgłoszenia jest też sposób otrzymywania dwupodstawionych disiloksysilseskwioksanów o strukturze niedomkniętej klatki i wzorze ogólnym 2.The subject of the application are new disyloxysilsesquioxanes with an unclosed cage structure and the general formula 2, in which: R are equal and mean isobutyl, R1, R2, R3 are equal or different and mean: - when R1, R2, R3 are equal, they mean: CH =CH2 or iPr; and when two of them are equal and mean Me, then the third means; H or CH=CH2 or (CH2)3Cl or (CH2)3O(CH2)2OH, while when two of them are equal and denote iPr, then the third one denotes H. The subject of the application is also a method of obtaining disyloxysilsesquioxanes with an unclosed cage structure and the formula general 2.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku są nowe dwupodstawione disiloksysilseskwioksany o strukturze niedomkniętej klatki oraz sposób otrzymywania dwupodstawionych disiloksysilseskwioksanów o strukturze niedomkniętej klatki.The present invention relates to novel disubstituted disiloxysilsesquioxanes having an open-cage structure and a method of obtaining disiloxysilsesquioxanes having an open-cage structure.

Poliedryczne oligomeryczne silseskwioksany (ang. Polyhedral Oligomeric Silsequioxanes, POSS) stanowią grupę związków krzemoorganicznych o dobrze zdefiniowanej, regularnej strukturze. Także niecałkowicie skondensowane silseskwioksany o strukturze niedomkniętej klatki (np. disilanol POSS (wzór 1) o strukturze niecałkowicie skondensowanej posiadający 2 grupy Si-OH) znajdują coraz szersze zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu i w chemii materiałowej.Polyhedral oligomeric silsequioxanes (POSS) are a group of organosilicon compounds with a well-defined, regular structure. Also, incompletely condensed silsesquioxanes with an open-cage structure (e.g. disilanol POSS (formula 1) with an incompletely condensed structure having 2 Si-OH groups) are increasingly used in many industries and in materials chemistry.

(1)(1)

Hybrydowa struktura, nanometryczne rozmiary silseskwioksanów i kompatybilność z szeroką gamą polimerów organicznych sprawia, że związki te mogą być stosowane w syntezie nanokompozytów (ang. POSS-polymer nanocomposites) o lepszych właściwościach mechanicznych i termicznych niż niezmodyfikowane polimery. Poszukuje się nowych związków o hybrydowej, nie w pełni skondensowanej strukturze posiadających różnego rodzaju podstawniki np. grupy siloksylowe, które umożliwią tworzenie kolejnych pochodnych w wyniku dalszych modyfikacji. Poszukiwane są również efektywne metod otrzymywania silseskwioksanów niecałkowicie skondensowanych o strukturze otwartej klatki, zawierających dwa reaktywne podstawniki w miejscu grup OH (np. grupy siloksylowe) w otoczeniu ośmiu inertnych, niereaktywnych grup (np. alkilowych, izobutylowych). Tego typu związki krzemoorganiczne można dalej przekształcać i stanowią one cenne substraty w syntezie i chemii materiałowej. Ze względu na obecność siloksylowych grup funkcyjnych siloksy -funkcjonalizowane silseskwioksany mogą być użyte jako bloki budulcowe do otrzymywania nanokompozytów, mogą wykazywać dobre powinowactwo do polimerów i można je stosować do funkcjonalizacji polimerów i ulepszania ich właściwości (mechanicznych, optycznych, termicznych). Zmodyfikowane polimery na bazie silseskwioksanów znajdują szereg zastosowań m.in. w wielu gałęziach przemysłu, w mikroelektronice, optoelektronice, biomedycynie, przemyśle kosmetycznym, w syntezie materiałów optycznych oraz izolatorów.The hybrid structure, nanometric dimensions of silsesquioxanes and compatibility with a wide range of organic polymers make these compounds suitable for the synthesis of POSS-polymer nanocomposites with better mechanical and thermal properties than unmodified polymers. We are looking for new compounds with a hybrid, not fully condensed structure, having various types of substituents, e.g. siloxy groups, which will enable the formation of further derivatives as a result of further modifications. Effective methods are also sought to obtain incompletely condensed silsesquioxanes of an open cage structure, containing two reactive substituents in place of OH groups (e.g. siloxyl groups) surrounded by eight inert, non-reactive groups (e.g. alkyl, isobutyl). Organosilicon compounds of this type can be further transformed and are valuable substrates for synthesis and material chemistry. Due to the presence of siloxyl functional groups, siloxy-functionalized silsesquioxanes can be used as building blocks for the preparation of nanocomposites, they can show good affinity for polymers and can be used to functionalize polymers and improve their properties (mechanical, optical, thermal). Modified polymers based on silsesquioxanes have a number of applications, including in many industries, in microelectronics, optoelectronics, biomedicine, cosmetics, in the synthesis of optical materials and insulators.

Ponadto, tego typu związki mogą znaleźć zastosowanie w syntezie nowych funkcjonalnych nieorganiczno-organicznych materiałów hybrydowych o unikalnych właściwościach.Moreover, such compounds may find application in the synthesis of new functional inorganic-organic hybrid materials with unique properties.

Najczęściej stosowane metody otrzymywania nie w pełni skondensowanych silseskwioksanów są oparte na reakcji hydrolitycznej kondensacji organotrichlorosilanów RSiCh lub organotrialkoksysilanów (M. Przybylak, H. Maciejewski, B. Marciniec, Polimery 2013, 58, nr 10, 741-747). Produktem ubocznym w reakcji hydrolitycznej kondensacji chlorosilanów jest reaktywny HCI, który może reagować z wieloma grupami funkcyjnymi, np. z ugrupowaniami nienasyconymi i grupami winylowymi. Przykładowo niemalże niemożliwe jest wprowadzenie z wysoką wydajnością i chemoselektywnością do cząsteczki silseskwioksanu podstawnika zawierającego grupę hydroksylową używając jako substratu organotrichlorosilanu RSiCh gdzie podstawnik R zawiera grupę OH, ponieważ chlorosilany reagują z grupą OH i tworzy się wiele produktów ubocznych, w tym także produkty homokondensacji substratów. Ponadto, substraty - chlorosilany są związkami wrażliwymi na wilgoć. Metody te nie są wydajne, ponieważ prowadzą do otrzymania wielu produktów ubocznych, w tym także produktów homokondensacji substratów. Na strukturę produktu silnie wpływa wiele czynników takich jak czas trwania procesu, temperatura. Istotny jest również rodzaj podstawnika R w organotrichlorosilanie lub organotrialkoksysilanie RSiXs (X=CI, OEt) gdyż jest on czynnikiem decydującym, czy dany uzyskany produkt będzie miał strukturę klatki niecałkowicie lub w pełni skondensowanej, a produkt całkowicie skondensowany jest w tym przypadku niepożądany lub stanowi trudny do oddzielenia produkt uboczny. W metodach tych tylko silan z dużym podstawnikiem może utworzyć niecałkowicie skondensowaną klatkę. Innym istotnymThe most commonly used methods of obtaining non-fully condensed silsesquioxanes are based on the hydrolytic condensation of RSiCh organotrichlorosilanes or organotrialkoxysilanes (M. Przybylak, H. Maciejewski, B. Marciniec, Polimery 2013, 58, No. 10, 741-747). A by-product of the hydrolytic condensation of chlorosilanes is reactive HCl which can react with many functional groups, e.g. with unsaturated groups and vinyl groups. For example, it is almost impossible to introduce, with high efficiency and chemoselectivity, a hydroxyl-containing substituent into a silsesquioxane molecule using the RSiCh organotrichlorosilane as a substrate, where the R substituent contains an OH group, because chlorosilanes react with the OH group and form many by-products, including homocondensation products of substrates. In addition, the substrates chlorosilanes are moisture sensitive compounds. These methods are inefficient as they lead to the production of many by-products, including substrate homocondensation products. The structure of the product is strongly influenced by many factors such as the duration of the process, temperature. The type of the R substituent in the organotrichlorosilane or the organotrialkoxysilane RSiXs (X = CI, OEt) is also important as it is the decisive factor whether a given product will have an incompletely or fully condensed cage structure, and the fully condensed product is undesirable or difficult in this case. for by-product separation. In these methods, only a silane with a large substituent can form an incompletely condensed cage. Another essential

PL 235 669 B1 czynnikiem jest rodzaj zastosowanego w syntezie rozpuszczalnika. Rozpuszczalniki polarne stabilizują niecałkowicie skondensowane silseskwioksany, ponieważ oddziaływają wiązaniami wodorowymi z grupami OH w cząsteczce POSS o strukturze otwartej klatki. Długi czas reakcji, nawet do kilku miesięcy, niewielkie wydajności (max. 30-50%) i brak selektywności, wiele produktów ubocznych sprawia, że metody te są mało przydatne w produkcji przemysłowej.The factor is the type of solvent used in the synthesis. Polar solvents stabilize the incompletely condensed silsesquioxanes because they hydrogen bond with the OH groups in the open cage POSS molecule. Long reaction times, even up to several months, low yields (max. 30-50%) and lack of selectivity, many by-products make these methods of little use in industrial production.

W celu otrzymania pochodnych POSS o strukturze niecałkowicie skondensowanej klatki można zastosować znaną katalityczną reakcję hydrosililowania silseskwioksanów zawierających podstawniki z grupami Si-H lub ugrupowania nienasycone (bezpośrednio przy narożach POSS lub w dalszych fragmentach podstawników) w obecności katalizatora platynowego (np. H2PtCl6 lub katalizatora Karstedta) (D. B. Cordes, P. D. Lickiss, F. Rataboul, Chemical Reviews, 2010, 110, strony 2090-2092). Reakcja jednakże umożliwia uzyskanie pochodnych POSS zawierających podstawniki z wprowadzonymi ugrupowaniami oddalonymi od niecałkowicie skondensowanej klatki silseskwioksanów, ponieważ pomiędzy wprowadzoną grupą a klatką POSS jest np. grupa - CH2CH2 pochodząca od ugrupowania nienasyconego. Zatem nie można tą metodą otrzymać silsekswioksanów z grupami funkcyjnymi bezpośrednio przyłączonymi do atomów Si niecałkowicie skondensowanej klatki.In order to obtain POSS derivatives with an incompletely condensed cage structure, the known catalytic hydrosilylation reaction of silsesquioxanes containing substituents with Si-H groups or unsaturated groups (directly at the POSS corners or in further substituent fragments) in the presence of a platinum catalyst (e.g. H2PtCl6 or Karstedt's catalyst) can be used. (DB Cordes, PD Lickiss, F. Rataboul, Chemical Reviews, 2010, 110, pp. 2090-2092). The reaction, however, makes it possible to obtain POSS derivatives containing substituents with introduced moieties distant from the incompletely condensed silsesquioxane cage since, for example, between the introduced group and the POSS cage is an unsaturated -CH2CH2 group. Thus, silsexioxanes with functional groups directly attached to the Si atoms of the incompletely condensed cage cannot be obtained by this method.

Marciniec ujawnił katalityczną metodę funkcjonalizacji siliseskwioksanów, która może być zastosowana do wprowadzania grup funkcyjnych do POSS o strukturze niecałkowicie skondensowanej klatki i polega na sililującym sprzęganiu winylowych pochodnych POSS z podstawionymi styrenami i innymi olefinami w obecności hydrydowych katalizatorów Ru, Rh, Ir lub Co (np. [RuHCl(CO)(PPh3)3] lub [RuHCl(CO)(PCy3)2]), a także przeprowadził reakcję krzyżowej metatezy winylowych pochodnych POSS z olefinami w obecności karbenowych kompleksów typu Grubbsa. (P. Żak, B. Marciniec, M. Majchrzak, C. Pietraszuk, Journal of Organometallic Chemistry, 2011,696, 887-891). Wyjściowe substraty tej katalitycznej reakcji muszą zawierać ugrupowania nienasycone np. grupy winylowe przy niecałkowicie skondensowanej klatce POSS, dlatego reakcja prowadzi do otrzymania pochodnych POSS zawierających podstawniki z wprowadzonymi ugrupowaniami oddalonymi od niecałkowicie skondensowanej klatki, a nie bezpośrednio przy atomach krzemu klatki. Pomiędzy wprowadzoną grupą a klatką POSS jest np. grupa -CH2CH2 (od ugrupowania winylowego). Metoda nie pozwala otrzymać silsekswioksanów z grupami funkcyjnymi bezpośrednio przyłączonymi do atomu Si w niecałkowicie skondensowanej klatce.Marciniec disclosed a catalytic method of functionalisation of silisesquioxanes, which can be used to introduce functional groups into POSS with an incompletely condensed cage structure and consists in the silylating coupling of vinyl POSS derivatives with substituted styrenes and other olefins in the presence of Ru, Rh, Ir or Co hydride catalysts (e.g. [RuHCl (CO) (PPh3) 3] or [RuHCl (CO) (PCy3) 2]) and also carried out cross-metathesis of vinyl POSS derivatives with olefins in the presence of carbene complexes of the Grubbs type. (P. Żak, B. Marciniec, M. Majchrzak, C. Pietraszuk, Journal of Organometallic Chemistry, 2011, 696, 887-891). The starting substrates of this catalytic reaction must contain unsaturated groups e.g. vinyl groups in an incompletely condensed POSS cage, therefore the reaction yields POSS derivatives containing substituents with introduced moieties distant from the incompletely condensed cage and not directly at the silicon atoms of the cage. Between the introduced group and the POSS cage there is, for example, a -CH2CH2 group (from a vinyl moiety). The method does not make it possible to obtain silsexioxanes with functional groups directly attached to the Si atom in an incompletely condensed cage.

Satoh wraz ze współpracownikami (Y. Satoh, M. Igarashi, K. Sato, S. Shimada, ACS Catalysis 2017, 7, 1836-1840) przedstawili katalityczną metodę syntezy pochodnych POSS o strukturze niedomkniętej klatki w reakcji cząsteczek silseskwioksanów zawierających grupy silanolowe Si-OH z arylotriwodorosilanami w obecności katalizatora srebra AuCl(PPh3) lub AuCl oraz fosfiny PPh3 lub P(n-Bu)3. Reakcja jest selektywna, jednak można otrzymać tą metodą jedynie POSS z grupami arylodiwodorosililowymi. Metoda nie prowadzi do otrzymania siloksy - podstawionych niecałkowicie skondensowanych silseskwioksanów z grupami siloksylowymi bezpośrednio przyłączonymi do atomu Si w niecałkowicie skondensowanej klatce, ponieważ substratami ulegającymi tej katalitycznej reakcji są tylko arylotriwodorosilany.Satoh and colleagues (Y. Satoh, M. Igarashi, K. Sato, S. Shimada, ACS Catalysis 2017, 7, 1836-1840) presented a catalytic method for the synthesis of open-cage POSS derivatives in the reaction of silsesquioxane molecules containing Si- silanol groups OH with aryltrihydrogen silanes in the presence of a silver catalyst AuCl (PPh3) or AuCl and phosphine PPh3 or P (n-Bu) 3. The reaction is selective, however, only POSS with aryl dihydrogen silyl groups can be obtained by this method. The method does not provide siloxy-substituted incompletely fused silsesquioxanes with siloxyl groups directly attached to the Si atom in the incompletely condensed cage, because only aryltrihydrogen silanes are the substrates subject to this catalytic reaction.

Hreczycho i in. (G. Hreczycho, K. Kuciński, P. Pawluć, B. Marciniec, Organometallics, 2013, 32, 5001-5004) opisał metodę O-sililowania silanodioli podstawionych prostą grupą izopropylową za pomocą 2-metyloallilosilanów w obecności Sc(OTf)3 jako katalizatora. Reakcja umożliwia wprowadzanie grup siloksylowych do związków posiadających wiązanie Si-OH i prowadzi do utworzenia wiązania SiO-Si. Związki posiadające grupę OH wykazują dużą reaktywność w reakcji sprzęgania z 2-metyloallilosilanami w obecności Sc(OTf)3. Mechanizm tej reakcji polega na aktywacji grupy OH (wiązania O-H) przez katalizator, a następnie zachodzi sprzęganie ze związkami zawierającymi grupę 2-metyloallilową (czyli z 2-metyloallilosilanami). Metoda jednak ogranicza się do sprzęgania silandioli z prostymi podstawnikami izopropylowymi, gdzie do atomu Si przyłączone są inertne grupy alkilowe i grupa Si-OH nie jest sterycznie zablokowana. Metoda co prawda umożliwia użycie 2-metyloallilosilanów z maksymalnie jednym podstawnikiem nienasyconym grupą winylową, jednakże większa ilość ugrupowań nienasyconych w podstawnikach 2-metyloallilosilanów może stanowić konkurencję dla ugrupowania nienasyconego grupy 2-metyloallilowej, która uczestniczy w mechanizmie reakcji sprzęga się z gr OH.Hreczeo et al. (G. Hreczycho, K. Kuciński, P. Pawluć, B. Marciniec, Organometallics, 2013, 32, 5001-5004) described a method of O-silylation of silanediols substituted with a simple isopropyl group with 2-methylallylsilanes in the presence of Sc (OTf) 3 as catalyst. The reaction allows the introduction of siloxy groups to compounds having an Si-OH bond and leads to the formation of a SiO-Si bond. Compounds having an OH group show high coupling reactivity with 2-methylallylsilanes in the presence of Sc (OTf) 3. The mechanism of this reaction consists in the activation of the OH group (O-H bond) by the catalyst, and then coupling with compounds containing the 2-methylallyl group (i.e. with 2-methylallylsilanes). The method, however, is limited to the coupling of silandiols with simple isopropyl substituents where inert alkyl groups are attached to the Si atom and the Si-OH group is not sterically blocked. Although the method allows the use of 2-methylallylsilanes with a maximum of one unsaturated substituent with a vinyl group, however, a greater number of unsaturated groups in the 2-methylallylsilane substituents may compete with the unsaturated 2-methylallyl group, which participates in the reaction mechanism and couples with gr OH.

W opisanej metodzie sprzęgania silanoli z 2-metyloallilosilanami rozpuszczalnikiem jest acetonitryl. W przypadku gdy substraty nie rozpuszczały się w czystym acetonitrylu reakcję prowadzono w acetonitrylu z dodatkiem niewielkiej ilość THF, ale nie więcej niż 1 część THF na 9 części acetonitrylu. Większy dodatek THF w stosunku do acetonitrylu dezaktywuje katalizator reakcji. Metoda ta nie jestIn the described method for coupling silanols with 2-methylallylsilanes, the solvent is acetonitrile. In case the starting materials were not dissolved in pure acetonitrile, the reaction was carried out in acetonitrile with the addition of a small amount of THF, but not more than 1 part of THF to 9 parts of acetonitrile. A greater addition of THF as compared to acetonitrile deactivates the reaction catalyst. This method is not

PL 235 669 Β1 skuteczna w przypadku substratów nierozpuszczalnych w acetonitrylu lub mieszaninie acetonitrylu z niewielkim dodatkiem THF.PL 235 669 Β1 effective for substrates insoluble in acetonitrile or a mixture of acetonitrile with a small addition of THF.

Celem wynalazku było opracowanie nowych dwupodstawionych disiloksysilseskwioksanów o strukturze niedomkniętej klatki oraz opracowanie prostej metody syntezy dwupodstawionych disiloksysilseskwioksanów o strukturze niedomkniętej klatki.The aim of the invention was to develop new non-closed cage disiloxysilsesquioxanes disiloxysilsesquioxanes and to develop a simple method for the synthesis of non-closed cage disiloxysilsesquioxanes.

Przedmiotem wynalazku są nowe dwupodstawione disiloksysilseskwioksany o strukturze niedomkniętej klatki i wzorze ogólnym 2, w którym:The present invention relates to new disiloxysilsesquioxanes having an open-cage structure and general formula 2, wherein:

(2)(2)

- R są równe i oznaczają izobutyl- R are equal and represent isobutyl

- R1, R2, R3 są równe lub różne i oznaczają:- R 1 , R 2 , R 3 are equal or different and are:

- gdy R1, R2, R3 są równe, oznaczają: CH=CH2 lub /Pr- when R 1, R 2, R 3 are equal, represent: -CH = CH 2 and / or Pr

- gdy dwa z nich są równe i oznaczają Me wówczas trzeci oznacza; H lub CH=CH2 lub (CH2)3CI lub (CH2)3O(CH2)2OH- when two of them are equal and represent Me then the third is; H or CH = CH 2 or (CH 2) 3 or Cl (CH2) 3O (CH2) 2OH

- gdy dwa z nich są równe i oznaczają /Pr wówczas trzeci oznacza H.- when two of them are equal and mean / Pr then the third is H.

Związki według wynalazku są grupą nowych układów krzemoorganicznych - silseskwioksanów o strukturze niecałkowicie skondensowanej otwartej klatki z podstawnikami siloksylowym. Związki te wykazują potencjał aplikacyjny i mogą znaleźć zastosowanie w chemii materiałowej w syntezie nowych funkcjonalnych nieorganiczno-organicznych materiałów hybrydowych o unikalnych właściwościach. Ze względu na obecność siloksylowych grup funkcyjnych ujawnione w wynalazku nowe funkcjonalizowane silseskwioksany mogą wykazywać dobre powinowactwo do polimerów i służyć jako bloki budulcowe i prekursory nanokompozytów. Nanokompozyty zawierające cząsteczki POSS cechują się lepszymi właściwościami mechanicznymi i termicznymi niż polimery, ze względu na stabilność termiczną silseskwioksanów. Polimery modyfikowane silseskwioksanami charakteryzuje stabilność termiczna i fotochemiczna, trwałość, dobre właściwości optyczne i elektryczne, dlatego znajdują szerokie zastosowanie w mikroelektronice, syntezie materiałów optycznych, izolatorów, elastomerów i matryc w urządzeniach OLED. Są także wykorzystywane przemyśle kosmetycznym oraz w inżynierii biomedycznej w celu wytwarzania materiałów biomedycznych.The compounds according to the invention are a group of new organosilicon systems - silsesquioxanes with the structure of incompletely condensed open cage with siloxyl substituents. These compounds show application potential and can be used in materials chemistry in the synthesis of new functional inorganic-organic hybrid materials with unique properties. Due to the presence of siloxyl functional groups, the novel functionalized silsesquioxanes disclosed in the invention can have good affinity for polymers and serve as building blocks and precursors of nanocomposites. Nanocomposites containing POSS particles are characterized by better mechanical and thermal properties than polymers due to the thermal stability of silsesquioxanes. Silsesquioxane modified polymers are characterized by thermal and photochemical stability, durability, good optical and electrical properties, therefore they are widely used in microelectronics, the synthesis of optical materials, insulators, elastomers and matrices in OLED devices. They are also used in the cosmetics industry and in biomedical engineering to produce biomedical materials.

Ponadto, grupa nowych pochodnych silseskwioksanów ujawniona w niniejszym wynalazku posiada reaktywne grupy np. grupę OH, grupę (CH2)3CI, która dalej może ulec substytucji nukleofilowej i możemy uzyskać pochodne POSS z nowym podstawnikiem w miejscu atomu Cl. Nowe związki posiadają także grupy Si-H i ugrupowania winylowe usytuowane przy atomie krzemu grupy siloksylowej wprowadzonej do kostki, które mogą być dalej modyfikowane np. w reakcji hydrosililowania, sililującego sprzęgania lub metatezy, co sprawia, że mogą być potencjalnymi prekursorami wielu funkcjonalnych materiałów. Mogą być dalej użyte w syntezie nieorganiczno-organicznych materiałów hybrydowych.Moreover, the group of novel silsesquioxane derivatives disclosed in the present invention has reactive groups, e.g. OH group, (CH2) 3Cl group, which can further be nucleophilically displaced, and we can obtain POSS derivatives with a new substituent in place of the Cl atom. The new compounds also have Si-H groups and vinyl groups situated on the silicon atom of the siloxyl group introduced into the block, which can be further modified, e.g. by hydrosilylation, silylation coupling or metathesis reactions, which makes them potential precursors for many functional materials. They can be further used in the synthesis of inorganic-organic hybrid materials.

W drugim aspekcie przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania dwupodstawionych disiloksysilseskwioksanów o strukturze niedomkniętej klatki i wzorze ogólnym 2, w którym:In a second aspect, the invention relates to a process for the preparation of disiloxysilsesquioxanes having an open-cage structure and general formula 2, wherein:

PL 235 669 Β1 • R są równe i oznaczają izobutyl • R1, R2, R3 są równe lub różne i oznaczają:PL 235 669 Β1 • R are equal and represent isobutyl • R 1 , R 2 , R 3 are equal or different and mean:

- gdy R1, R2, R3 są równe, oznaczają: CH=CH2 lub Me lub Et lub /Pr.- when R 1, R 2, R 3 are equal, they represent: CH = CH 2 or Me or Et and / or Pr.

- gdy dwa z nich są równe i oznaczają Me wówczas trzeci oznacza; H lub CH=CH2 lub (CH2)3CI lub (CH2)3O(CH2)2OH- when two of them are equal and represent Me then the third is; H or CH = CH 2 or (CH 2) 3 Cl, or (CH2) 3O (CH2) 2OH

- gdy dwa z nich są równe i oznaczają /Pr wówczas trzeci oznacza H.- when two of them are equal and mean / Pr then the third is H.

W trakcie prowadzonych badań nieoczekiwanie okazało się, że po zastosowaniu specyficznego układu rozpuszczalników w fazie syntezy jak również izolacji produktów możliwe jest przeprowadzenie syntezy związków o wzorze ogólnym 2 na drodze katalitycznej reakcji sprzęgania cząsteczki disilanol POSS o strukturze niecałkowicie skondensowanej klatki, o wzorze 1 posiadającej dwie grupy Si-OH:In the course of the research, it was unexpectedly found that after the use of a specific solvent system in the synthesis phase as well as the isolation of products, it is possible to synthesize compounds of the general formula 2 by catalytic coupling reaction of the disilanol POSS molecule with the structure of an incompletely condensed cage with the formula 1 having two groups Si-OH:

z 2-metyloallilosilanami o wzorze 3 jako odczynnikami sililującymi:with 2-methylallylsilanes of formula 3 as silylating agents:

R3 (3) gdzie R1, R2, R3 mają wyżej podane znaczenie, w obecności kwasu Lewisa z grupy triflatów jako katalizatora, przy czym reakcję prowadzi się w niepolarnym rozpuszczalniku aromatycznym.R 3 (3) wherein R 1 , R 2 , R 3 are as defined above, in the presence of a Lewis acid catalyst from the group of triflates, the reaction being carried out in a non-polar aromatic solvent.

Katalityczną metodę O-sililowania cząsteczek silseskwioksanów o strukturze otwartej, niecałkowicie skondensowanej klatki, zawierających dwie grupy Si-OH za pomocą 2-metyloallilosilanów w obecności kwasu Lewisa z grupy triflatów, np. Sc(OTf)3 przedstawia schemat:The catalytic method of O-silylation of silsesquioxane molecules with an open, incompletely condensed cage structure containing two Si-OH groups with 2-methylallylsilanes in the presence of a Lewis acid from the triflate group, e.g. Sc (OTf) 3 is shown in the diagram:

PL 235 669 Β1PL 235 669 Β1

Sc(OTf)3 Sc (OTf) 3

gdzie - R1, R2, R3 mają wyżej podane znaczenie.where - R 1 , R 2 , R 3 are as defined above.

Reakcję według wynalazku prowadzi się w środowisku bezwodnych niepolarnych rozpuszczalników aromatycznych wybranych z grupy benzen, toluen, ksylen lub ich mieszaniny. Korzystne jest prowadzenie reakcji w bezwodnym toluenie.The reaction according to the invention is carried out in the medium of anhydrous non-polar aromatic solvents selected from the group of benzene, toluene, xylene or their mixtures. It is preferable to carry out the reaction in anhydrous toluene.

Katalizatorem reakcji jest kwas Lewisa z grupy triflatów, najkorzystniej używać jako katalizatora Sc(OTf)3trifluorometanosulfonianu skandu (III) w ilości nie mniejszej niż 2% mol w stosunku do związku o wzorze 1, korzystnie w ilości 4% mol. Rozpuszczalnik do syntezy musi być osuszony (np. nad sitami molekularnymi), aby pozbyć się śladów wilgoci. Jest to warunek konieczny, ponieważ katalizator z grupy triflatów jest wrażliwy na wilgoć.The reaction catalyst is a Lewis acid from the triflate group, most preferably the Sc (OTf) catalyst of scandium (III) 3-triflate is used in an amount of not less than 2 mol% with respect to the compound of formula 1, preferably in an amount of 4 mol%. The synthesis solvent must be dried (e.g. over molecular sieves) to get rid of traces of moisture. This is a necessary condition because the triflate catalyst is sensitive to moisture.

Nie powinno się stosować nadmiaru reagenta disilanolu POSS o wzorze 1, gdyż trudno oddzielić nieprzereagowany silseskwioksan od produktu. Reakcja przebiega przy minimum dwukrotnym nadmiarze 2-metyloallilosilanu o wzorze 3 w stosunku do substratu o wzorze 1. Korzystne jest prowadzenie reakcji przy stosunku molowym 1:4disilanolu POSS o wzorze 1 do 2-metyloallilosilanu o wzorze 3 ponieważ zwiększa to wydajność i skraca czas syntezy lub przy dowolnym większym niż 1:4 nadmiarze 2metyloallilosilanu.An excess of POSS disilanol reagent of Formula I should not be used as it is difficult to separate unreacted silsesquioxane from the product. The reaction takes place with a minimum 2-fold excess of 2-methylallylsilane of formula 3 relative to the starting material of formula 1. It is preferable to carry out the reaction with a 1: 4 molar ratio of POSS disilanol of formula 1 to 2-methylallylsilane of formula 3 because this increases the yield and shortens the synthesis time or for any excess 2-methylallylsilane greater than 1: 4.

W sposobie według wynalazku związek o wzorze 1 rozpuszcza się w bezwodnym rozpuszczalniku niepolarnym aromatycznym i następnie do roztworu wprowadza się związek o wzorze 3, po czym dodaje się katalizator. Najkorzystniej dodaje się katalizator w ilości 4% mol w stosunku do związku 1. Mieszaninę reakcyjną miesza się w temperaturze pokojowej, bez konieczności ogrzewania. Podwyższona temperatura mogłaby wpłynąć negatywnie na trwałość związków i katalizatora. Czas trwania syntezy wynosi 30 min - 2 h, w tym czasie mieszaninę cały czas się miesza. Po zakończeniu reakcji odparowuje się rozpuszczalnik, następnie katalizator od produktu usuwa się za pomocą rozpuszczalnika z grupy: łańcuchowych nasyconych węglowodorów o 5-7 atomach węgla w cząsteczce lub ich mieszaniny. Rozpuszczalnik ten rozpuszcza produkt i nieprzereagowane substraty, a nie rozpuszcza katalizatora. Po oddzieleniu osadu katalizatora od roztworu produktu, rozpuszczalnik odparowuje się i do otrzymanej pozostałości dodaje się acetonitryl w celu rozpuszczenia nadmiaru odczynnika sililującego-2-metyloallilosilanu. Acetonitryl dobrze rozpuszcza silany, natomiast nie rozpuszcza silseskwioksanów, dlatego po oddzieleniu warstwy acetonitrylu uzyskujemy produkt reakcji, którym jest odpowiedni dwupodstawiony disiloksysiloksysilseskwioksan. W przypadku gdy w reakcji użyto nadmiar disilanolu POSS produkt będzie zanieczyszczony nieprzereagowanym disilanolem POSS. Ze względu na trudności w usunięciu nieprzereagowanego disilanolu POSS wskazane jest stosowanie odpowiednich ilości stechiometrycznych.In the process of the invention, the compound of formula 1 is dissolved in an anhydrous non-polar aromatic solvent, and the compound of formula 3 is then introduced into the solution, followed by addition of the catalyst. The catalyst is most preferably added in an amount of 4 mol% with respect to compound 1. The reaction mixture is stirred at room temperature, without the need for heating. Elevated temperatures could adversely affect the stability of the compounds and catalyst. The duration of the synthesis is 30 min - 2 h, during which time the mixture is stirred all the time. After completion of the reaction, the solvent is evaporated off, then the catalyst is removed from the product with a solvent from the group of: chain saturated hydrocarbons with 5-7 carbon atoms in the molecule or their mixtures. This solvent dissolves the product and unreacted substrates and does not dissolve the catalyst. After separating the catalyst precipitate from the product solution, the solvent is evaporated and acetonitrile is added to the resulting residue to dissolve excess 2-methylallylsilane silylating reagent. Acetonitrile dissolves silanes well, but does not dissolve silsesquioxanes, therefore, after separating the acetonitrile layer, we obtain a reaction product, which is the appropriate disiloxysiloxysilsesquioxane. In the case where an excess of POSS disilanol was used in the reaction, the product would be contaminated with unreacted POSS disilanol. Due to the difficulties in removing unreacted disilanol POSS, it is advisable to use appropriate stoichiometric amounts.

W trakcie prowadzonych badań okazało się, że odpowiedni dobór środowiska reakcji z jednej strony umożliwia przeprowadzenie syntezy oraz wprowadzenie do POSS z grupami Si-OH grup siloksylowych z reaktywnymi ugrupowaniami, tj. 3 ugrupowania nienasycone, grupa OH. Następnie dzięki specyficznej sekwencji rozdziału z zastosowaniem różnych, ale precyzyjnie dobranych rozpuszczalników możliwa jest izolacja produktu.In the course of the research, it turned out that on the one hand, the appropriate choice of the reaction medium enables the synthesis and the introduction of siloxyl groups with reactive groups, i.e. 3 unsaturated groups, OH group into POSS with Si-OH groups. Then, thanks to the specific sequence of separation with the use of different but precisely selected solvents, it is possible to isolate the product.

Sposób według wynalazku otrzymywania nowych dwupodstawionych disiloksysilseskwioksanów w reakcji O-sililowania silseskwioksanu posiadającego 2 grupy Si-OH o strukturze niecałkowicie skondensowanej, otwartej klatki za pomocą 2-metyloallilosilanów jako odczynników sililujących w obecności triflatów posiada szereg zalet:The process of the invention for the preparation of new disiloxysilsesquioxanes by O-silylation of a silsesquioxane having 2 Si-OH groups with an incompletely condensed open cage structure using 2-methylallylsilanes as silylating reagents in the presence of triflates has a number of advantages:

• zachodzi w łagodnych warunkach - w temperaturze pokojowej, bez konieczności ogrzewania • krótki czas reakcji - 2 h • synteza jest wydajna i efektywna - wydajności wyizolowanych produktów są rzędu 76-96% • w wyniku reakcji nie powstają szkodliwe produkty uboczne • reakcja jest selektywna - jedynym produktem ubocznym tego procesu jest izobuten - obojętna olefina, łatwa do usunięcia• takes place under mild conditions - at room temperature, without the need for heating • short reaction time - 2 h • synthesis is efficient and effective - yields of isolated products are in the range of 76-96% • no harmful by-products are formed as a result of the reaction • the reaction is selective - the only by-product of this process is isobutene - a neutral olefin that is easy to remove

PL 235 669 Β1 • stosowana jest niewielka ilość katalizatora - 2% mol • synteza umożliwia wprowadzania podstawników z grupami funkcyjnymi - np. OH.PL 235 669 Β1 • a small amount of catalyst is used - 2 mol% • the synthesis enables the introduction of substituents with functional groups - eg OH.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady, które nie wyczerpują wszystkich wariantów struktury związków o wzorze 2. Strukturę otrzymanych związków krzemoorganicznych potwierdzono przy użyciu następujących technik: spektroskopii jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR, stosując spektrometry Varian Gemini 300 i Varian Mercury XL 300) oraz techniki EI-MS (stosując aparat 320 MS/450 GC Bruker).The invention is illustrated by the following examples which do not exhaust all variants of the structure of the compounds of formula 2. The structure of the obtained organosilicon compounds was confirmed by the following techniques: nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR using Varian Gemini 300 and Varian Mercury XL 300 spectrometers) and EI-MS techniques ( using a 320 MS / 450 GC Bruker apparatus).

Przykład 1Example 1

Do kolby zawierającej mieszadło magnetyczne dodano 0,200 g związku o wzorze 1 (oktaizobutylo disilanolu POSS) (2,25x10-4 mol, 1 eq), 0,147 g triwinylo(2-metyloallilo)silanu (9,0x10-4mol, 4 eq), oraz 2 ml bezwodnego toluenu. Następnie dodano 4,43x10-3 g Sc(OTf)3 (9x10-6 mol, 0,04 eq=4% mol) i mieszaninę reakcyjną mieszano przez 2 h. Po zakończeniu reakcji odparowano rozpuszczalnik, następnie dodano n-heksan, aby oddzielić produkt od osadu katalizatora.To the flask containing the magnetic stirrer, 0.200 g of the compound of formula 1 (octaisobutyl disilanol POSS) (2.25x10 -4 mol, 1 eq), 0.147 g of trivinyl (2-methylallyl) silane (9.0x10 -4 mol, 4 eq) were added, and 2 ml of anhydrous toluene. Was then added 4,43x10 -3 g of Sc (OTf) 3 (9x10 -6 mol, 0.04 eq = 4 mol%) and the mixture was stirred for 2 h. After completion of the reaction the solvent was evaporated, followed by addition of n-hexane, to separate product from catalyst sediment.

Rozpuszczalnik odparowano i do otrzymanej pozostałości dodano acetonitryl w celu rozpuszczenia nadmiaru odczynnika sililującego - 2-metyloallilosilanu. Po oddzieleniu warstwy acetonitrylu i odparowaniu rozpuszczalnika, uzyskano produkt reakcji bis(triwinylosiloksy)okta(izobutylo)silseskwioksan z wydajnością 93%.The solvent was evaporated and acetonitrile was added to the obtained residue to dissolve excess 2-methylallylsilane silylating reagent. After separation of the acetonitrile layer and evaporation of the solvent, the reaction product of bis (trivinylsiloxy) octa (isobutyl) silsesquioxane was obtained in 93% yield.

1NMR (400 MHz, C6D6) δ (ppm) = 0,91 (d, 16H, J =7,0 Hz, SiCH2CH(CH3)2); 1,13 (d, 48H, J =6,6 Hz, SiCH2CH(CH3)2; 2,00-2,13 (m, 8H, 5ίΟΗ2ΟΗ(ΟΗ3)2); 6,05 (dd, 6H, J=20,2; 3,9 Hz CH=CH2); 6,14 (dd, 6H, J=14,9; 3,9 Hz, CH=CH2); 6,38 (dd, 6H, J=20,2; 14,9 Hz, CH=CH2). 1 NMR (400 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = 0.91 (d, 16H, J = 7.0 Hz, SiCH 2 CH (CH 3) 2); 1.13 (d, 48H, J = 6.6Hz, SiCH2CH (CH3) 2; 2.00-2.13 (m, 8H, 5ίΟΗ 2 ΟΗ (ΟΗ 3 ) 2); 6.05 (dd, 6H , J = 20.2; 3.9 Hz CH = CH 2 ); 6.14 (dd, 6H, J = 14.9; 3.9 Hz, CH = CH 2 ); 6.38 (dd, 6H, J = 20.2, 14.9 Hz, CH = CH 2 ).

13C NMR (101 MHz, C6D6) δ (ppm) = 22,7; 23,8; 24,0; 24,0; 24,1; 25,2; 25,6; 25,8; 25,9; 26,0; 135,0; 135,3. 13 C NMR (101 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = 22.7; 23.8; 24.0; 24.0; 24.1; 25.2; 25.6; 25.8; 25.9; 26.0; 135.0; 135.3.

29Si NMR (79 MHz, C6D6) δ (ppm) = -25,2; -65,5; -67,6. 29 Si NMR (79 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = -25.2; -65.5; -67.6.

MS (El) m/z (rei. int.): 999 (5%), 997 (25), 994 (50), 914 (10), 828 (2), 713 (2), 629 (2), 561 (2), 476 (2), 413 (20), 329 (10), 109 (100), 110 (20), 43 (50), 42 (10), 41 (25).MS (EI) m / z (int. Rei): 999 (5%), 997 (25), 994 (50), 914 (10), 828 (2), 713 (2), 629 (2), 561 (2), 476 (2), 413 (20), 329 (10), 109 (100), 110 (20), 43 (50), 42 (10), 41 (25).

Przykład 2Example 2

Do kolby zawierającej mieszadło magnetyczne dodano 0,200 g związku o wzorze 1 (oktaizobutylo disilanolu POSS) (2,25x10-4 mol, 1 eq), 0,191 g triizopropylo(2-metyloallilo)silanu (9,0x10-4 mol, 4 eq), oraz 2 ml bezwodnego toluenu. Następnie dodano 4,43x10-3 g Sc(OTf)3 (9x10-6 mol, 0,04 eq=4% mol) i mieszaninę reakcyjną mieszano przez 2 h. Po zakończeniu reakcji odparowano rozpuszczalnik, następnie dodano n-heksan, aby oddzielić produkt od osadu katalizatora. Rozpuszczalnik odparowano i do otrzymanej pozostałości dodano acetonitryl w celu rozpuszczenia nadmiaru odczynnika sililującego0.200 g of the compound of formula 1 (octaisobutyl disilanol POSS) (2.25x10 -4 mol, 1 eq), 0.191 g triisopropyl (2-methylallyl) silane (9.0x10 -4 mol, 4 eq) were added to the flask containing the magnetic stirrer. and 2 ml of anhydrous toluene. Was then added 4,43x10 -3 g of Sc (OTf) 3 (9x10 -6 mol, 0.04 eq = 4 mol%) and the mixture was stirred for 2 h. After completion of the reaction the solvent was evaporated, followed by addition of n-hexane, to separate product from catalyst sediment. The solvent was evaporated and acetonitrile was added to the obtained residue to dissolve excess silylating reagent.

PL 235 669 Β1PL 235 669 Β1

- 2-metyloallilosilanu. Po oddzieleniu warstwy acetonitrylu i odparowaniu rozpuszczalnika, uzyskano produkt reakcji bis(triizopropylosiloksy)okta(izobutylo)silseskwioksan z wydajnością 81%.- 2-methylallylsilane. After separating the acetonitrile layer and evaporating the solvent, the reaction product of bis (triisopropylsiloxy) octa (isobutyl) silsesquioxane was obtained in 81% yield.

1H NMR (400 MHz, C6D6) δ (ppm) = 0,81 (d, 16H, J=7,0 Hz, SiCHzCH(CH3)2); 1,08 (d, 48H, J=6,6 Hz, SiCH2CH(CH3)2); 1,22 (d, 36H, J=6,7 Hz, SiCH(CH3)2); 1,35-1,41 (m, 6H, SiCH(CH3)2); 2,01-2,16 (m, 8H, SiCH2CH(CH3)2). 1 H NMR (400 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = 0.81 (d, 16H, J = 7.0 Hz, SiCH 2 CH (CH 3 ) 2 ); 1.08 (d, 48H, J = 6.6Hz, SiCH 2 CH (CH 3) 2 ); 1.22 (d, 36H, J = 6.7Hz, SiCH (CH3) 2 ); 1.35-1.41 (m, 6H, SiCH (CH 3 ) 2 ); 2.01-2.16 (m, 8H, SiCH 2 CH (CH 3 ) 2 ).

13C NMR (101 MHz, C6D6) δ (ppm) = 12,6; 18,0; 22,8; 23,3; 24,1; 25,7; 25,8. 13 C NMR (101 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = 12.6; 18.0; 22.8; 23.3; 24.1; 25.7; 25.8.

29Si NMR (79 MHz, C6D6) δ (ppm) = 9,4; -67,5; -68,1. 29 Si NMR (79 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = 9.4; -67.5; -68.1.

Przykład 3Example 3

Do kolby zawierającej mieszadło magnetyczne dodano 0,200 g związku o wzorze 1 (oktaizobutylo disilanolu POSS) (2,25x10-4mol, 1 eq), 0,126 g dimetylowinylo(2-metyloallilo)silanu (9,0x10-4mol, 4 eq), oraz 2 ml bezwodnego toluenu. Następnie dodano 4,43x10-3 g Sc(OTf)3 (9x10-6 mol, 0,04 eq=4% mol) i mieszaninę reakcyjną mieszano przez 2 h. Po zakończeniu reakcji odparowano rozpuszczalnik, następnie dodano n-heksan, aby oddzielić produkt od osadu katalizatora. Rozpuszczalnik odparowano i do otrzymanej pozostałości dodano acetonitryl w celu rozpuszczenia nadmiaru odczynnika sililującego - 2-metyloallilosilanu. Po oddzieleniu warstwy acetonitrylu i odparowaniu rozpuszczalnika, uzyskano produkt reakcji bis(dimetylowinylosiloksy)-okta(izobutylo)silseskwioksan z wydajnością 96%.To the flask containing the magnetic stirrer, 0.200 g of the compound of formula 1 (octaisobutyl disilanol POSS) (2.25x10 -4 mol, 1 eq), 0.126 g of dimethylvinyl (2-methylallyl) silane (9.0x10 -4 mol, 4 eq) were added, and 2 ml of anhydrous toluene. Was then added 4,43x10 -3 g of Sc (OTf) 3 (9x10 -6 mol, 0.04 eq = 4 mol%) and the mixture was stirred for 2 h. After completion of the reaction the solvent was evaporated, followed by addition of n-hexane, to separate product from catalyst sediment. The solvent was evaporated and acetonitrile was added to the obtained residue to dissolve excess 2-methylallylsilane silylating reagent. After separating the acetonitrile layer and evaporating the solvent, the reaction product of bis (dimethylvinylsiloxy) octa (isobutyl) silsesquioxane was obtained in 96% yield.

1H NMR (400 MHz, C6D6) δ (ppm) = 0,43 (s, 12H, SiChh); 0,83 (d, 16H, J=7,0 Hz, SiCHzCH(CH3)2); 1,09 (d, 48H, J=6,6 Hz, SiCH2CH(CH3)2); 2,01-2,20 (m, 8H, SiCH2CH(CH3)2); 5,90 (dd, 2H, J=20,4; 3,8 Hz, CH=CH2); 6,02 (dd, 2H, J=14,9; 3,8 Hz, CH=CH2): 6,37 (dd, 2H J=7 = 20,4; 14,9 Hz, CH=CH2). 1 H NMR (400 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = 0.43 (s, 12H, SiCl 3); 0.83 (d, 16H, J = 7.0 Hz, SiCHzCH (CH 3) 2); 1.09 (d, 48H, J = 6.6Hz, SiCH 2 CH (CH 3) 2 ); 2.01-2.20 (m, 8H, SiCH 2 CH (CH 3 ) 2 ); 5.90 (dd, 2H, J = 20.4, 3.8Hz, CH = CH2); 6.02 (dd, 2H, J = 14.9; 3.8 Hz, CH = CH 2 ): 6.37 (dd, 2H J = 7 = 20.4; 14.9 Hz, CH = CH 2 ) .

13C NMR (101 MHz, C6D6) 5(ppm) = 0,4; 22,7; 23,8; 24,0; 24,1; 24,2; 25,2; 25,6; 25,7; 25,8; 26,0; 132,0; 139,0. 13 C NMR (101 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = 0.4; 22.7; 23.8; 24.0; 24.1; 24.2; 25.2; 25.6; 25.7; 25.8; 26.0; 132.0; 139.0.

29Si NMR (79 MHz, C6D6) δ (ppm) = -2,0; -65,5; -67,6. 29 Si NMR (79 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = -2.0; -65.5; -67.6.

MS (El) m/z (rei. int.): 1058 (5%, M+), 1007 (15), 1005 (30), 1002 (55), 948 (70), 946 (90), 933 (25), 890 (40), 817 (15), 663 (10), 563 (15), 480 (10), 410 (25), 309 (2), 304 (20), 127 (5), 85 (100), 56 (15), 41 (30), 43 (50).MS (EI) m / z (int. Rei): 1058 (5%, M + ), 1007 (15), 1005 (30), 1002 (55), 948 (70), 946 (90), 933 ( 25), 890 (40), 817 (15), 663 (10), 563 (15), 480 (10), 410 (25), 309 (2), 304 (20), 127 (5), 85 ( 100), 56 (15), 41 (30), 43 (50).

Przykład 4Example 4

Do kolby zawierającej mieszadło magnetyczne dodano 0,200 g związku o wzorze 1 (oktaizobutylo disilanolu POSS) (2,25x10-4 mol, 1 eq), 0,171 g [(3-chloropropylo)dimetylo](2-metyloallilo)silanu (9,0x10-4 mol, 4 eq), oraz 2 ml bezwodnego toluenu. Następnie dodano 4,43x10-3 g Sc(OTf)3 (9x10-6 mol, 0,04 eq =4% mol) i mieszaninę reakcyjną mieszano przez 2 h. Po zakończeniu reakcji odparowano rozpuszczalnik, następnie dodano n-heksan, aby oddzielić produkt od osadu katalizatora. Rozpuszczalnik odparowano i do otrzymanej pozostałości dodano acetonitryl w celu rozpuszczenia nadmiaru odTo the flask containing the magnetic stirrer was added 0.200 g of the compound of formula 1 (octaisobutyl disilanol POSS) (2.25x10 -4 mol, 1 eq), 0.171 g [(3-chloropropyl) dimethyl] (2-methylallyl) silane (9.0x10 - 4 mol, 4 eq), and 2 ml of anhydrous toluene. Was then added 4,43x10 -3 g of Sc (OTf) 3 (9x10 -6 mol, 0.04 eq = 4 mol%) and the mixture was stirred for 2 h. After completion of the reaction the solvent was evaporated, followed by addition of n-hexane, to separate product from catalyst sediment. The solvent was evaporated and acetonitrile was added to the obtained residue to dissolve excess od

PL 235 669 Β1 czynnika sililującego — 2-metyloallilosilanu. Po oddzieleniu warstwy acetonitrylu i odparowaniu rozpuszczalnika, uzyskano produkt reakcji bis[(3-chloropropylo)dimetylosiloksy]okta(izobutylo)silseskwioksan z wydajnością 76%.PL 235 669 Β1 of the silylating agent - 2-methylallylsilane. After separating the acetonitrile layer and evaporating the solvent, the reaction product of bis [(3-chloropropyl) dimethylsiloxy] octa (isobutyl) silsesquioxane was obtained in a yield of 76%.

1H NMR (400 MHz, C6D6) δ (ppm) = 0,29 (s, 12H, SiCHa); 0,69-0,75 (m, 4H, SiChh); 0,83 (d, 16H, J=7,0 Hz, SiCH2CH(CH3)2); 1,08 (d, 48H, J=6,6 Hz, SiCH2CH(CIH3)2); 1,78-1,84 (m, 4H, CHg); 2,02-2,20 (m, 8H SiCH2CH(CH3)2); 3,35 (t, 4H J=6,9 Hz, CH2CI). 1 H NMR (400 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = 0.29 (s, 12H, SiCHa); 0.69-0.75 (m, 4H, SiO 3); 0.83 (d, 16H, J = 7.0 Hz, SiCH2CH (CH 3) 2); 1.08 (d, 48H, J = 6.6Hz, SiCH 2 CH (CIH3) 2 ); 1.78-1.84 (m, 4H, CH6); 2.02-2.20 (m, 8H SiCH 2 CH (CH 3 ) 2 ); 3.35 (t, 4H, J = 6.9Hz, CH2Cl).

13C NMR (101 MHz, C6D6) δ (ppm) = 0,1; 15,8; 22,7; 23,8; 24,0; 24,1; 24,2; 25,2; 25,6; 25,7; 25,8; 25,9; 13 C NMR (101 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = 0.1; 15.8; 22.7; 23.8; 24.0; 24.1; 24.2; 25.2; 25.6; 25.7; 25.8; 25.9;

27,0.27.0.

29Si NMR (79 MHz, C6D6) δ (ppm) = 9,2; -65,5; -67,4. 29 Si NMR (79 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = 9.2; -65.5; -67.4.

MS (El) m/z (rei. int.): 1026 (2%), 1022 (20), 1020 (50), 867 (5), 791 (2), 671 (2), 559 (2), 435 (2), 315 (1), 209 (2), 137 (20), 135 (80), 59 (45), 45 (5), 42 (100), 41 (20).MS (EI) m / z (int. Rei): 1026 (2%), 1022 (20), 1020 (50), 867 (5), 791 (2), 671 (2), 559 (2), 435 (2), 315 (1), 209 (2), 137 (20), 135 (80), 59 (45), 45 (5), 42 (100), 41 (20).

Przykład 5Example 5

Do kolby zawierającej mieszadło magnetyczne dodano 0,200 g związku o wzorze 1 (oktaizobutylo disilanolu POSS) (2,25x10-4 mol, 1 eq), 0,194 g (2-metyloallilo)silanu (9,0x10-4 mol, 4 eq), oraz 2 ml bezwodnego toluenu. Następnie dodano 4,43x10-3 g Sc(OTf)3 (9x10-6 mol, 0,04 eq =4% mol) i mieszaninę reakcyjną mieszano przez 2 h. Po zakończeniu reakcji odparowano rozpuszczalnik, następnie dodano n-heksan, aby oddzielić produkt od osadu katalizatora. Rozpuszczalnik odparowano i do otrzymanej pozostałości dodano acetonitryl w celu rozpuszczenia nadmiaru odczynnika sililującego - 2-metyloallilosilanu. Po oddzieleniu warstwy acetonitrylu i odparowaniu rozpuszczalnika, uzyskano produkt reakcji z wydajnością 78%.To the flask containing the magnetic stirrer, 0.200 g of the compound of formula 1 (octaisobutyl disilanol POSS) (2.25x10 -4 mol, 1 eq), 0.194 g (2-methylallyl) silane (9.0x10 -4 mol, 4 eq) were added, and 2 ml of anhydrous toluene. Was then added 4,43x10 -3 g of Sc (OTf) 3 (9x10 -6 mol, 0.04 eq = 4 mol%) and the mixture was stirred for 2 h. After completion of the reaction the solvent was evaporated, followed by addition of n-hexane, to separate product from catalyst sediment. The solvent was evaporated and acetonitrile was added to the obtained residue to dissolve excess 2-methylallylsilane silylating reagent. After separation of the acetonitrile layer and evaporation of the solvent, the reaction product was obtained in 78% yield.

1H NMR (400 MHz, C6D6) δ (ppm) = 0,06-0,42 (m, 12H, S1CH3); 0,52-0,75 (m, 4H, SiCHzCH2); 0,85 (d, 16H, J=7,0 Hz, SiCH2CH(CH3)2); 0,98-1,16 (m, 48H, SiCH2CH(CIH3)2); 1,68-1,81 (m, 4H, S1CH2CH2); 2,03-2,20 (m, 8H SiCH2CH(CH3)2); 3,24 (t, 2H J=6,8 Hz, CI±O); 3,28 (t, 2H, J=6,7 Hz, CI±O); 3,33 (t, 2H, J=6,7 Hz, CłW); 3,37 (t, 2H, J=6,8 Hz, CłW); 3,56 (t, 2H, J=6,8 Hz, CI±O); 3,62 (t, 2H, J=6,7 Hz, CH2O). 1 H NMR (400 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = 0.06-0.42 (m, 12H, S1CH3); 0.52-0.75 (m, 4H, SiCH 2 CH 2 ); 0.85 (d, 16H, J = 7.0 Hz, SiCH2CH (CH 3) 2); 0.98-1.16 (m, 48H, SiCH 2 CH (CIH 3) 2 ); 1.68-1.81 (m, 4H, S1CH2CH2); 2.03-2.20 (m, 8H SiCH 2 CH (CH 3 ) 2 ); 3.24 (t, 2H, J = 6.8 Hz, CI ± O); 3.28 (t, 2H, J = 6.7 Hz, Cl 6 O); 3.33 (t, 2H, J = 6.7Hz, ClW); 3.37 (t, 2H, J = 6.8Hz, ClW); 3.56 (t, 2H, J = 6.8 Hz, Cl 6 O); 3.62 (t, 2H, J = 6.7Hz, CH2O).

13C NMR (101 MHz, C6D6) δ (ppm) = 0,3; 14,4; 22,8; 23,7; 23,9; 24,2; 25,4; 25,8; 26,1; 61,7; 72,4; 74,0. 29Si NMR (79 MHz, C6D6) δ (ppm) = 10,1; -65,4; -67,5. 13 C NMR (101 MHz, C6D6) δ (ppm) = 0.3; 14.4; 22.8; 23.7; 23.9; 24.2; 25.4; 25.8; 26.1; 61.7; 72.4; 74.0. 29 Si NMR (79 MHz, C6D 6) δ (ppm) = 10.1; -65.4; -67.5.

Przykład 6Example 6

Do kolby zawierającej mieszadło magnetyczne dodano 0,200 g związku o wzorze 1 (oktaizobutylo disilanolu POSS) (2,25x10-4 mol, 1 eq), 0,103 g dimetylo(2-metyloallilo)silanu (9,0x10-4 mol, 4 eq), oraz 2 ml bezwodnego toluenu. Następnie dodano 4,43x10-3 g Sc(OTf)3 (9x10-6 mol, 0,04 eq=4% mol) i mieszaninę reakcyjną mieszano przez 2 h. Po zakończeniu reakcji odparowano rozpuszczalnik, następnieTo the flask containing a magnetic stirrer, 0.200 g of the compound of formula 1 (octaisobutyl disilanol POSS) (2.25x10 -4 mol, 1 eq), 0.103 g of dimethyl (2-methylallyl) silane (9.0x10 -4 mol, 4 eq) were added, and 2 ml of anhydrous toluene. Was then added 4,43x10 -3 g of Sc (OTf) 3 (9x10 -6 mol, 0.04 eq = 4 mol%) and the mixture was stirred for 2 h. After completion of the reaction the solvent was evaporated, then

PL 235 669 Β1 dodano n-heksan, aby oddzielić produkt od osadu katalizatora. Rozpuszczalnik odparowano i do otrzymanej pozostałości dodano acetonitryl w celu rozpuszczenia nadmiaru odczynnika sililującego - 2-metyloallilosilanu. Po oddzieleniu warstwy acetonitrylu i odparowaniu rozpuszczalnika, uzyskano produkt reakcji bis(dimetylosiloksy)okta(izobutylo)silseskwioksan z wydajnością 94%.PL 235 669 Β1 n-hexane was added to separate the product from the catalyst slurry. The solvent was evaporated and acetonitrile was added to the obtained residue to dissolve excess 2-methylallylsilane silylating reagent. After separating the acetonitrile layer and evaporating the solvent, the reaction product of bis (dimethylsiloxy) octa (isobutyl) silsesquioxane was obtained in a yield of 94%.

1NMR (400 MHz, C6D6) δ (ppm) = 0,39 (s, 12H, SiCHą); 0,80 (d, 16H, J=7,0 Hz, SiCj±CH(CH3)2); 0,991,12 (m, 48H, SiCH2CH(CH3)2); 2,01-2,13 (m, 8H, SiCH2CH(CH3)2); 5,14 (s, 2H, SiH). 1 NMR (400 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = 0.39 (s, 12H, SiCH 3); 0.80 (d, 16H, J = 7.0Hz, SiCl 2 CH (CH 3 ) 2 ); 0.991.12 (m, 48H, SiCH 2 CH (CH 3 ) 2 ); 2.01-2.13 (m, 8H, SiCH 2 CH (CH 3 ) 2 ); 5.14 (s, 2H, SiH).

13C NMR (101 MHz, C6D6) δ (ppm) = 0,6; 22,7; 23,7; 24,0; 24,1; 24,2; 24,9; 25,6; 25,7; 25,8; 25,9. 13 C NMR (101 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = 0.6; 22.7; 23.7; 24.0; 24.1; 24.2; 24.9; 25.6; 25.7; 25.8; 25.9.

29Si NMR (79 MHz, C6D6) δ (ppm) = -5,0; -65,7; -67,8. 29 Si NMR (79 MHz, C 6 D 6 ) δ (ppm) = -5.0; -65.7; -67.8.

Claims (6)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Nowe dwupodstawione disiloksysilseskwioksany o strukturze niedomkniętej klatki o wzorze ogólnym 2, w którym:1. New disubstituted disiloxysilsesquioxanes of open cage structure of general formula 2, wherein: • R są równe i oznaczają izobutyl • R1, R2, R3 są równe lub różne i oznaczają:• R are equal and represent isobutyl • R 1 , R 2 , R 3 are equal or different and represent: - gdy R1, R2, R3 są równe, oznaczają: CH=CH2 lub /Pr- when R 1, R 2, R 3 are equal, represent: -CH = CH 2 and / or Pr - gdy dwa z nich są równe i oznaczają Me wówczas trzeci oznacza; H lub CH=CH2 lub (CH2)3CI lub (CH2)3O(CH2)2OH- when two of them are equal and represent Me then the third is; H or CH = CH 2 or (CH 2) 3 or Cl (CH 2) 3 O (CH 2) 2 OH - gdy dwa z nich są równe i oznaczają /Pr wówczas trzeci oznacza H.- when two of them are equal and mean / Pr then the third is H. 2. Sposób otrzymywania dwu podstawionych disiloksysilseskwioksanów o strukturze niedomkniętej klatki o wzorze ogólnym 2, w którym:2. A method for obtaining two substituted disiloxysilsesquioxanes with an open-cage structure of the general formula 2, in which: • R są równe i oznaczają izobutyl • R1, R2, R3 są równe lub różne i oznaczają:• R are equal and represent isobutyl • R 1 , R 2 , R 3 are equal or different and represent: - gdy R1, R2, R3 są równe, oznaczają: CH=CH2 lub Me lub Et lub /Pr.- when R 1, R 2, R 3 are equal, they represent: CH = CH 2 or Me or Et and / or Pr. - gdy dwa z nich są równe i oznaczają Me wówczas trzeci oznacza; H lub CH=CH2 lub (CH2)3CI lub (CH2)3O(CH2)2OH- when two of them are equal and represent Me then the third is; H or CH = CH 2 or (CH 2 ) 3 Cl or (CH 2 ) 3 O (CH 2 ) 2 OH - gdy dwa z nich są równe i oznaczają /Pr wówczas trzeci oznacza H znamienny tym, że polega na reakcji disilanol POSS o strukturze niecałkowicie skondensowanej klatki, o wzorze 1- when two of them are equal and represent / Pr then the third one is H characterized in that it consists in the reaction of disilanol POSS with the structure of an incompletely condensed cage, with the formula 1 PL 235 669 Β1PL 235 669 Β1 (1) z 2-metyloallilosilanami o wzorze 3 =Z R1 ^^Si-R2 (1) 2-metyloallilosilanami of formula ZR 3 = 1 ^^ Si-R 2 R3 (3) gdzie R1, R2, R3 mają wyżej podane znaczenie, w obecności kwasu Lewisa z grupy triflatów jako katalizatora, przy czym reakcję prowadzi się w niepolarnym rozpuszczalniku aromatycznym.R 3 (3) wherein R 1 , R 2 , R 3 are as defined above, in the presence of a Lewis acid catalyst from the group of triflates, the reaction being carried out in a non-polar aromatic solvent. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że katalizator stosuje się w ilości nie mniejszej niż 2% względem disilanolu POSS.3. The method according to p. 2. The process of claim 2, characterized in that the catalyst is used in an amount of not less than 2% relative to POSS disilanol. 4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że w reakcji stosuje się trifluorometanosulfonianu skandu (III).4. The method according to p. A process according to claim 2 or 3, characterized in that scandium (III) trifluoromethanesulfonate is used in the reaction. 5. Sposób według zastrz. 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w środowisku bezwodnych niepolarnych rozpuszczalników aromatycznych wybranych z grupy benzen, toluen, ksylen lub ich mieszaniny.5. The method according to p. A process according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the reaction is carried out in a medium of anhydrous non-polar aromatic solvents selected from the group of benzene, toluene, xylene or their mixtures. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w toluenie.6. The method according to p. The process of claim 5, wherein the reaction is carried out in toluene.
PL421833A 2017-06-08 2017-06-08 New disubstituted disiloxysilsesquioxanes with the structure of incompletely closed cage and the method for obtaining disubstituted disiloxysilsesquioxanes with the structure of incompletely closed cage PL235669B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL421833A PL235669B1 (en) 2017-06-08 2017-06-08 New disubstituted disiloxysilsesquioxanes with the structure of incompletely closed cage and the method for obtaining disubstituted disiloxysilsesquioxanes with the structure of incompletely closed cage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL421833A PL235669B1 (en) 2017-06-08 2017-06-08 New disubstituted disiloxysilsesquioxanes with the structure of incompletely closed cage and the method for obtaining disubstituted disiloxysilsesquioxanes with the structure of incompletely closed cage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL421833A1 PL421833A1 (en) 2017-12-04
PL235669B1 true PL235669B1 (en) 2020-10-05

Family

ID=60473211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL421833A PL235669B1 (en) 2017-06-08 2017-06-08 New disubstituted disiloxysilsesquioxanes with the structure of incompletely closed cage and the method for obtaining disubstituted disiloxysilsesquioxanes with the structure of incompletely closed cage

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL235669B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL421833A1 (en) 2017-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5939576A (en) Method of functionalizing polycyclic silicones and the compounds so formed
JP2777058B2 (en) Organosilicon compound and production method thereof
WO2001046295A1 (en) Polyhedral oligomeric-silsesquioxanes, -silicates and -siloxanes bearing ring-strained olefinic functionalities
JPS63179883A (en) Addition reaction
US7776990B1 (en) Method for preparing polysilazane solution with reducing ammonia substitution of Si-H bond
JPWO2017141796A1 (en) Siloxane and method for producing the same
EP3071585B1 (en) Cobalt catalysts and their use for hydrosilylation and dehydrogenative silylation
JP3753255B2 (en) Method for producing organosilicon compound
EP3154992A1 (en) Platinum catalyzed hydrosilylation reactions utilizing cyclodiene additives
JP2007077136A (en) Method for producing 1-(alkoxysilyl)ethyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane
JP2017520519A (en) Dialkylcobalt catalysts and their use for hydrosilylation and dehydrogenation silylation
JPH05271249A (en) Hydrosilylation method
PL235670B1 (en) New trisubstituted trisiloxysilsesquioksanes with the structure of incompletely closed cage and the method for obtaining trisubstituted trisiloxysilsesquioksanes with the structure of incompletely closed cage
PL235669B1 (en) New disubstituted disiloxysilsesquioxanes with the structure of incompletely closed cage and the method for obtaining disubstituted disiloxysilsesquioxanes with the structure of incompletely closed cage
JP2000086676A (en) Production of acyloxysilane compound having functional group bonded with silicon atom through silicon-carbon bond
JP7416927B2 (en) Method for preparing siloxane from hydridosilicon compounds
PL235668B1 (en) New monosubstituted siloxysilsesquioksanes and method for obtaining monosubstituted siloxysilsesquioksanes
JP4344936B2 (en) Method for producing organosilicon compound containing amino groups at both ends
JPH0739426B2 (en) Method for producing acylaminoorganosilicone compound
JP2003327659A (en) Manufacturing method for organic silicon compound containing epoxy group
Liu et al. Tricyclic 6–8–6 laddersiloxanes derived from all-cis-tetravinylcyclotetrasiloxanolate: Synthesis, characterization and reactivity
PL235671B1 (en) New tetrasiloxy-substituted silsesquioxanes and the method for obtaining tetrasiloxy-substituted silsesquioxanes
US3595895A (en) Novel disiloxane compounds
CN110662790A (en) Crosslinking of hydridosiloxanes with silicon (II) compounds
PL235672B1 (en) New derivatives of silsesquioxanes with a silicon atom built in the cage edge and new method for obtaining derivatives of silsesquioxanes with a silicon atom built in the cage edge