RU2296767C1 - Functional metallosiloxanes and method for their preparing - Google Patents
Functional metallosiloxanes and method for their preparing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296767C1 RU2296767C1 RU2005141184/04A RU2005141184A RU2296767C1 RU 2296767 C1 RU2296767 C1 RU 2296767C1 RU 2005141184/04 A RU2005141184/04 A RU 2005141184/04A RU 2005141184 A RU2005141184 A RU 2005141184A RU 2296767 C1 RU2296767 C1 RU 2296767C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- functional
- metallosiloxanes
- metal
- iii
- series
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической технологии кремнийорганических соединений и может найти промышленное применение при получении модификаторов, в частности термостабилизаторов, различных полимеров. Более конкретно изобретение относится к новым функциональным металлосилоксанам и к способу их получения.The invention relates to the field of chemical technology of organosilicon compounds and may find industrial application in the production of modifiers, in particular thermal stabilizers, of various polymers. More specifically, the invention relates to new functional metallosiloxanes and to a process for their preparation.
Использование металлов, в частности солей органических кислот, в качестве термостабилизирующих добавок к полимерным композициям, в частности к органосилоксановым полимерам, основано на их способности ингибировать цепные свободно-радикальные процессы, протекающие при термическом окислении, дезактивируя образующиеся свободные радикалы или промежуточные продукты окисления (патент США US 3142655, 1964 г.; авт. свид. СССР №369131, 1973 г.). Однако для эффективной термостабилизации полимеров необходимо решение ряда проблем, как, например, возможность гомогенного введения добавки, отсутствие ее летучести при высоких температурах, доведение диспергирования стабилизирующих добавок до нано-размеров, в том числе в резиновых смесях, и др.The use of metals, in particular salts of organic acids, as thermostabilizing additives to polymer compositions, in particular organosiloxane polymers, is based on their ability to inhibit free radical chain processes occurring during thermal oxidation, deactivating the formation of free radicals or intermediate oxidation products (US patent US 3142655, 1964; auth. Certificate of the USSR No. 369131, 1973). However, for effective thermal stabilization of polymers, it is necessary to solve a number of problems, such as, for example, the possibility of homogeneous introduction of the additive, the absence of its volatility at high temperatures, bringing dispersion of stabilizing additives to nano-sizes, including in rubber compounds, etc.
Добавление органических солей ряда металлов к полимерным композициям в качестве термостабилизирующих добавок известно (см. например, патенты США US 4193885, 1980, US 4528313, 1985). В описаниях к патентам рассмотрен достаточно широкий спектр металлов. Однако плохая совместимость таких соединений и полимерных матриц и проблемы их диспергирования в полимере значительно понижает их эффективность и усложняет процесс введения добавок.The addition of organic salts of a number of metals to polymer compositions as thermostabilizing additives is known (see, for example, US patents US 4193885, 1980, US 4528313, 1985). In the descriptions of the patents considered a fairly wide range of metals. However, the poor compatibility of such compounds and polymer matrices and the problems of their dispersion in the polymer significantly reduces their effectiveness and complicates the process of introducing additives.
Известны термостойкие и частично функциональные металлосилоксановые соединения, полученные взаимодействием 1,4-триметилсилоксибензола и гидрооксида натрия, с последующим обменом натрия на алюминий, цинк и кальций (J. Chem. Soc., Dalton trans., 1999, p.4535-4540). Эти соединения обладают плохой растворимостью, содержат остатки воды и их структура не детерминирована.Heat-resistant and partially functional metallosiloxane compounds are known, obtained by the interaction of 1,4-trimethylsiloxybenzene and sodium hydroxide, followed by the exchange of sodium for aluminum, zinc and calcium (J. Chem. Soc., Dalton trans., 1999, p. 4535-4540). These compounds have poor solubility, contain residual water and their structure is not determinate.
Описано взаимодействие двухлористой меди и фенилсиланолов в присутствии гидроокиси натрия и металлического натрия, в результате которого получают фенилмедьнатрийсилоксан. Аналогично был получен и никельсодержащий металлосилоксан (Металлоорган. Химия, 1991, 4, 74; ДАН СССР, т.325, №6, 1992; Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 1253-1261). Другие радикалы у атомов кремния, а также другие металлы не рассматривались. Полученные соединения не исследовались на предмет их термостабилизирующего влияния в полимерных смесях. Недостатками данного процесса является использование в процессе металлического натрия, а также содержание воды и спиртов в составе этих соединений усложняют их использование на следующих стадиях.The interaction of copper dichloride and phenylsilanol in the presence of sodium hydroxide and sodium metal is described, which results in the production of phenyl copper sodium siloxane. A nickel-containing metallosiloxane was obtained in a similar manner (Metallorgorgan. Chemistry, 1991, 4, 74; DAN SSSR, v. 325, No. 6, 1992; Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 1253-1261). Other radicals of silicon atoms, as well as other metals were not considered. The obtained compounds were not investigated for their thermostabilizing effect in polymer mixtures. The disadvantages of this process are the use of metallic sodium in the process, as well as the content of water and alcohols in the composition of these compounds complicate their use in the following stages.
Наиболее близким по строению к заявляемым функциональным металлосилоксановым соединениям и к способу их получения является диэтоксиалюмоэтилсиликат, полученный взаимодействием диалкоксиалюминий бромида и калийокситриэтоксисилана (ЖОХ, 1995, т.65, вып.4, с.612-615). Полученное соединение содержит наряду с металлом и функциональные группы у атома кремния, позволяющие осуществлять дальнейшие превращения. Недостатком является отсутствие органических радикалов у атомов кремния, что делает данное соединение практически неорганическим и вводит ограничения по совместимости таких соединений и полимерных матриц. Кроме того, предложенный способ не является универсальным, он осуществлен только с участием алюминийсодержащих соединений, введение других металлов не изучалось. Использование синтезированного соединения в качестве термостабилизирующей добавки к полимерным композициям не описано.The closest in structure to the claimed functional metallosiloxane compounds and to the method for their preparation is diethoxyaluminoethylsilicate obtained by the interaction of dialkoxyaluminium bromide and potassiumoxytriethoxysilane (Zhokh, 1995, v.65, issue 4, s.612-615). The resulting compound contains, along with the metal, functional groups at the silicon atom, which allow further transformations. The disadvantage is the absence of organic radicals at silicon atoms, which makes this compound practically inorganic and introduces restrictions on the compatibility of such compounds and polymer matrices. In addition, the proposed method is not universal, it was carried out only with the participation of aluminum-containing compounds, the introduction of other metals has not been studied. The use of the synthesized compound as a thermostabilizing additive to polymer compositions is not described.
Задачей заявляемого изобретения являлось получение нового технического результата, заключающегося в создании новых функциональных металлосилоксанов, обладающих набором свойств, необходимых для их эффективного использования в качестве термостабилизирующих добавок: содержать в своей структуре определенное количество атомов соответствующего металла, обладать хорошей растворимостью в органических растворителях и хорошей совместимостью с полимерной матрицей, содержать в своем составе функциональные группы, способные к взаимодействию с компонентами полимерной композиции, в состав которой они будут вводиться.The objective of the invention was to obtain a new technical result, which consists in the creation of new functional metallosiloxanes with the set of properties necessary for their effective use as thermostabilizing additives: contain in their structure a certain number of atoms of the corresponding metal, have good solubility in organic solvents and good compatibility with polymer matrix, contain functional groups capable of interacting ju with the components of the polymer composition into which they will be introduced.
Кроме того, задачей изобретения являлась разработка нового способа получения заявленных функциональных металлосилоксанов в приемлемых условиях, дающих высокий выход продукта заданного строения и пригодного к применению и в промышленных условиях.In addition, the objective of the invention was to develop a new method for producing the claimed functional metallosiloxanes in acceptable conditions, giving a high yield of a product of a given structure and suitable for use in industrial conditions.
Задача решается тем, что получены металлосилоксаны общей формулы (I),The problem is solved in that metallosiloxanes of the general formula (I) are obtained,
где М двух- или трехвалентный металл из ряда: Zr, Zn, Fe(II), Fe(III), Ce, Cu, Cr, Sm, Eu, а значение m соответствует валентности металла;where M is a divalent or trivalent metal from the series: Zr, Zn, Fe (II), Fe (III), Ce, Cu, Cr, Sm, Eu, and the value m corresponds to the valency of the metal;
Alk означает заместитель CH3- или C2H5-;Alk means a substituent CH 3 - or C 2 H 5 -;
R' означает заместитель CH3- или C6H5- или NH2(CH2)3-;R 'is a substituent of CH 3 - or C 6 H 5 - or NH 2 (CH 2 ) 3 -;
R" означает заместитель СН2=СН-;R "means a substituent CH 2 = CH-;
n равно 0 или 1.n is 0 or 1.
В частности, М может означать двухвалентный металл из ряда Zr, Zn, Fe(II), Cu, а n может быть 0 или 1.In particular, M may mean a divalent metal from the series Zr, Zn, Fe (II), Cu, and n may be 0 or 1.
В частности, М может означать трехвалентный металл из ряда Fe(III), Се, Cr, Sm, Eu. При этом n также может быть 0 или 1.In particular, M can mean a trivalent metal from the series Fe (III), Ce, Cr, Sm, Eu. Moreover, n can also be 0 or 1.
Как в случае двухвалентного металла, так и в случае трехвалентного металла Alk может означать CH3- или C2H5-, R' может означать CH3- или C6H5- или NH2(CH2)3-. В частности, в случаях, когда n равно 0, R" означает заместитель CH2=CH-.As in the case of a divalent metal, and in the case of a trivalent metal, Alk may mean CH 3 - or C 2 H 5 -, R 'may mean CH 3 - or C 6 H 5 - or NH 2 (CH 2 ) 3 -. In particular, in cases where n is 0, R "means a substituent CH 2 = CH-.
Функциональные металлосилоксаны получены путем взаимодействия натрийокси(алкокси)органосилана общей формулы (II)Functional metallosiloxanes are prepared by reacting a natrioxy (alkoxy) organosilane of the general formula (II)
где R', R", Alk, n имеют вышеуказанные значения, с солями металлов общей формулы (III),where R ', R ", Alk, n have the above meanings, with metal salts of the general formula (III),
, ,
где М и m имеют вышеуказанные значения,where M and m have the above meanings,
а Х означает Cl или Br или CH3COO- по общей схеме:and X means Cl or Br or CH 3 COO- according to the general scheme:
Функциональные металлосилоксаны предназначены для использования в качестве термостабилизирующих добавок в полимерных композициях.Functional metallosiloxanes are intended for use as thermostabilizing additives in polymer compositions.
В отличие от известного диэтоксиалюмоэтилсиликата заявленные функциональные металлосилоксаны содержат различные органические заместители у атомов кремния, а также различные атомы металлов. Это позволяет значительно улучшить совместимость таких соединений и полимерных композиций различных типов, включая лаки и жидкости, получать различные модификации этих соединений с использованием функциональных групп, а также варьированием типа металла улучшать их термостабилизирующее действие при введении в полимер.In contrast to the known diethoxyaluminoethyl silicate, the claimed functional metallosiloxanes contain various organic substituents on silicon atoms, as well as various metal atoms. This makes it possible to significantly improve the compatibility of such compounds and polymer compositions of various types, including varnishes and liquids, to obtain various modifications of these compounds using functional groups, and also by varying the type of metal to improve their heat-stabilizing effect when introduced into the polymer.
Задача решается также тем, что разработан способ получения новых функциональных металлосилоксанов общей формулы (I), заключающийся в том, что осуществляют взаимодействие натрийокси(алкокси)органосилана общей формулы (II)The problem is also solved by the fact that a method has been developed for the preparation of new functional metallosiloxanes of the general formula (I), which consists in the interaction of the sodium-alkoxy organosilane of the general formula (II)
где R', R", Alk, n имеют вышеуказанные значения,where R ', R ", Alk, n have the above meanings,
с солями металлов общей формулы (III),with metal salts of the general formula (III),
, ,
где М и m имеют вышеуказанные значения,where M and m have the above meanings,
а Х означает Cl или Br или CH3COO-.and X is Cl or Br or CH 3 COO-.
Общая схема процесса может быть представлена следующим образом:The general scheme of the process can be represented as follows:
где R', R", Alk, n, X, M и m имеют вышеуказанные значения.where R ', R ", Alk, n, X, M and m have the above meanings.
В частности процесс взаимодействия натрийокси(алкокси)органосилана с солью металла можно осуществлять одновременно с процессом образования натрийокси(алкокси)органосилана из гидроксида натрия и алкоксиорганосилана, выбранного из ряда алкоксиорганосиланов общей формулы (V),In particular, the process of interaction of natrioxy (alkoxy) organosilane with a metal salt can be carried out simultaneously with the process of formation of natrioxy (alkoxy) organosilane from sodium hydroxide and alkoxyorganosilane selected from a series of alkoxyorganosilanes of the general formula (V),
, ,
где R', R", Alk, n имеют вышеуказанные значения.where R ', R ", Alk, n have the above meanings.
В данном случае процесс осуществляют без выделения натрийокси(алкокси)органосилана и металлосилоксан получают в одну стадию по следующей общей схеме:In this case, the process is carried out without isolating the sodium oxy (alkoxy) organosilane and the metallosiloxane is obtained in one stage according to the following general scheme:
В обоих случаях процесс взаимодействия компонентов можно проводить в среде органического растворителя, выбранного из ряда эфиров: тетрагидрофуран, диоксан, дибутиловый эфир, диметиловый эфир этиленгликоля, диметиловый эфир диэтиленгликоля, или из ряда низших спиртов: метанол, этанол, пропанол. При этом взаимодействие исходных компонентов предпочтительно проводят при температуре в пределах от минус 5° до 50°С, при их стехиометрическом мольном соотношении и в течение времени, необходимого для полной конверсии соли металла.In both cases, the process of interaction of the components can be carried out in an organic solvent selected from a number of esters: tetrahydrofuran, dioxane, dibutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, or from a number of lower alcohols: methanol, ethanol, propanol. The interaction of the starting components is preferably carried out at a temperature ranging from minus 5 ° to 50 ° C, at their stoichiometric molar ratio and for the time required for the complete conversion of the metal salt.
В частности соль металла может быть выбрана из ряда солей металлов общей формулы (III), где М означает двухвалентный металл из ряда: Zr, Zn, Fe(II), Cu, или соль металла может быть выбрана из ряда солей металлов общей формулы (III), где М означает трехвалентный металл из ряда: Fe(III), Се, Cr, Sm, Eu.In particular, the metal salt may be selected from the series of metal salts of the general formula (III), where M is a divalent metal from the series: Zr, Zn, Fe (II), Cu, or the metal salt may be selected from the series of metal salts of the general formula (III) ), where M means a trivalent metal from the series: Fe (III), Ce, Cr, Sm, Eu.
В частности, в случае когда М равно двухвалентному металлу, общая схема процесса может быть представлена следующим образом:In particular, in the case when M is equal to a divalent metal, the general process scheme can be represented as follows:
В данном случае, когда M равно Cu+2, при R' равно CH3-, R" равно CH2=CH-, n равно 0, реакция получения имеет следующий вид:In this case, when M is Cu + 2 , when R 'is CH 3 -, R "is CH 2 = CH-, n is 0, the production reaction has the following form:
В частности, в случае когда М равно трехвалентному металлу, общая схема процесса может быть представлена следующим образом:In particular, in the case when M is equal to a trivalent metal, the general process scheme can be represented as follows:
В случае, когда M равно Fe+3, R' равно CH3-; Alk равно C2H5-, n равно 0, процесс может быть представлен следующей схемой:In the case when M is Fe +3 , R 'is CH 3 -; Alk is equal to C 2 H 5 -, n is 0, the process can be represented by the following scheme:
Полученное соединение имеет следующую структуру:The resulting compound has the following structure:
В частности, в качестве натрийокси(алкокси)органосилана можно использовать натрийоксиметилдиэтоксисилан, а в качестве соли металла - хлорид железа (III).In particular, sodium oxymethyldiethoxysilane can be used as the sodium oxy (alkoxy) organosilane, and iron (III) chloride can be used as the metal salt.
В частности, в качестве алкоксиорганосилана можно использовать метилвинилдиэтоксисилан или метилвинилдиэтоксисилан, а в качестве соли металла - хлорид железа (III) или хлорид циркония соответственно.In particular, methyl vinylldiethoxysilane or methyl vinyl diethoxysilane can be used as alkoxyorganosilane, and iron (III) chloride or zirconium chloride, respectively, can be used as a metal salt.
Полученные согласно заявленному способу функциональные металлосилоксаны предназначены для получения методом гидролитической поликонденсацией функциональных полиметаллосилоксанов статистического циклолинейного строения.Obtained according to the claimed method, functional metallosiloxanes are intended to obtain a statistical cyclolinear structure by the method of hydrolytic polycondensation of functional polymetallosiloxanes.
Структуру синтезированных соединений доказывали данными элементного анализа, ЯМР и ИК-спектроскопии, хроматографическими методами анализа.The structure of the synthesized compounds was proved by elemental analysis, NMR and IR spectroscopy, and chromatographic analysis methods.
По данным ГПХ синтезированные функциональные металлосилоксаны обладают мономодальным распределением по молекулярному весу (см. Фиг.1). По данным ГПХ, полученным с использованием линейных полистирольных стандартов, молекулярные массы металлосилоксанов соответствуют ~200 (см. фиг.1).According to GPC, the synthesized functional metallosiloxanes have a monomodal molecular weight distribution (see Figure 1). According to GPC data obtained using linear polystyrene standards, the molecular weights of metallosiloxanes correspond to ~ 200 (see figure 1).
Заявленные соединения имеют структуру, оптимальную для введения в состав силоксановых полимерных композиций, благодаря своей полимерной природе и наличию функциональных групп. В отличие от известных соединений (мономерных, плохо совместимых с полимерами, либо дорогостоящих полимерных и не обладающих функциональными группами) их использование позволяет проводить полимераналогичные превращения с целью дальнейшего улучшения совместимости с определенными полимерными композициями. Наличие в их структуре химически связанных атомов переходных металлов позволяет, в частности, использовать данные соединения как эффективные термостабилизирующие добавки.The claimed compounds have a structure that is optimal for the introduction of siloxane polymer compositions, due to its polymer nature and the presence of functional groups. In contrast to the known compounds (monomeric, poorly compatible with polymers, or expensive polymeric and lacking functional groups), their use allows polymer-like transformations to further improve compatibility with certain polymer compositions. The presence of chemically bonded transition metal atoms in their structure allows, in particular, the use of these compounds as effective thermostabilizing additives.
Исследование термодеструкции самих функциональных металлосилоксанов показало, что их термо- и термоокислительная деструкция не сопровождается разрушением молекулярного скелета и образования осколков.A study of the thermal degradation of the functional metal siloxanes themselves showed that their thermal and thermal oxidative degradation is not accompanied by the destruction of the molecular skeleton and the formation of fragments.
На Фиг.2 приведены кривые ТТА железовинилсилоксанового олигомера на воздухе и в инертной среде. Из приведенных данных видно, что потери массы начинаются довольно рано (следствие высокой концентрации концевых групп) - суммарные потери в аргоне меньше 10%, а на воздухе около 25%, что существенно меньше реальной органической составляющей металлосилоксана.Figure 2 shows the TTA curves of a gel-vinylsiloxane oligomer in air and in an inert medium. It can be seen from the above data that the mass loss begins rather early (due to the high concentration of the end groups) - the total loss in argon is less than 10%, and in air about 25%, which is significantly less than the real organic component of metallosiloxane.
Исследование термостабилизации полимера в присутствии синтезированных металлосилоксановых добавок проводили методом ДТА (методика приведена после примеров). В качестве полимера термостабилизируемого полимера использовали метилсилсесквиоксановую смолу. Введение металлосилоксановых добавок в состав смолы осуществляли путем совместного растворения. Полученные результаты ДТА испытаний, приведенные в таблице, показывают, что активность полученных добавок в качестве термостабилизаторов высока. В качестве сравнительного примера в таблице приведены параметры для силсесквиокановой смолы без добавления металлосилоксанов.The study of thermal stabilization of the polymer in the presence of synthesized metallosiloxane additives was carried out by the DTA method (the procedure is given after the examples). Methylsilsesquioxane resin was used as the polymer of the thermally stabilized polymer. The introduction of metallosiloxane additives in the composition of the resin was carried out by co-dissolution. The obtained results of the DTA tests, shown in the table, show that the activity of the obtained additives as heat stabilizers is high. As a comparative example, the table shows the parameters for silsesquiocane resin without the addition of metallosiloxanes.
Во всех случаях количество вводимой добавки составляло 2-3% в расчете на чистый металл. Как видно из приведенных данных, во всех случаях наблюдается эффект стабилизации, так, температура 10%-ных потерь при введение метилэтоксижелезосилоксана смещается на 90°С, а в случае аминопропилэтоксицерийсилоксана - более чем на 120°С в сторону высоких температур. Содержание коксового остатка не изменяется, однако положение максимума на кривой ДТА смещается в случае первой добавки почти на 180°С, а в случае церийсодержащего модификатора - на 140°С. Менее эффективным оказался аминопропилэтоксижелезосилоксан, но и в этом случае свойства композиции выше, чем в сравнительной системе.In all cases, the amount of added additive was 2-3% calculated on pure metal. As can be seen from the data presented, in all cases, the stabilization effect is observed, so that the temperature of 10% losses with the introduction of methylethoxyzhelezosiloxane shifts by 90 ° C, and in the case of aminopropylethoxyceryl siloxane - by more than 120 ° C towards high temperatures. The coke residue content does not change, however, the maximum position on the DTA curve shifts in the case of the first additive by almost 180 ° C, and in the case of a cerium-containing modifier, by 140 ° C. Aminopropylethoxyzhelezosiloxane turned out to be less effective, but even in this case the properties of the composition are higher than in the comparative system.
Таким образом, первые серии испытаний подтвердили перспективность использования функциональных металлосилоксанов в качестве термостабилизаторов.Thus, the first series of tests confirmed the promise of using functional metallosiloxanes as thermal stabilizers.
На Фиг.1 представлена ГПХ кривая железосодержащего метилдиэтоксисилоксана.Figure 1 presents the GPC curve of iron-containing methyldiethoxysiloxane.
На Фиг.2 представлены кривые ТГА железометилвинилэтоксисилоксанасилоксана, где кривая 1 - нагрев в среде аргона, 2 - нагрев на воздухе (скорость нагрева 5°С/мин).Figure 2 presents the TGA curves of iron-methylvinyl ethoxysiloxane-siloxane, where
В таблице приведены данные ДТА метилсилсесквиоксановой смолы в присутствии металлосилоксанов как термостабилизирующих добавок по примерам 1, 3 и 7. Как сравнительный пример приведены данные ДТА чистой метилсилсесквиоксановой смолы.The table shows the DTA data of methylsilsesquioxane resin in the presence of metallosiloxanes as thermostabilizing additives according to examples 1, 3 and 7. As a comparative example, the DTA data of pure methylsilsesquioxane resin are given.
Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами:The invention can be illustrated by the following examples:
Пример 1. Синтез железосодержащего этоксифункционального метилсилоксана.Example 1. Synthesis of iron-containing ethoxy-functional methylsiloxane.
К 4,45 г (0,0274 моль) хлорида железа (III) в 200 мл ТГФ прикапывают раствор (0,0822 моль) натрийоксиметилдиэтоксисилана в 70 мл ТГФ при температуре +5°С. Реакционную смесь перемешивают при 50°С 28 часов. Осадок хлористого натрия отфильтровывают, удаляют летучие в вакууме. Выход продукта 68%. По данным элементного анализа найдено: Fe 9,39%; Si 17,41%; С 36,28%; Н 8,02%. Вычислено: Fe 11,09%; Si 16,74%; С 35,8%; Н 7,75%.To 4.45 g (0.0274 mol) of iron (III) chloride in 200 ml of THF, a solution (0.0822 mol) of sodium oxymethyldiethoxysilane in 70 ml of THF is added dropwise at a temperature of + 5 ° C. The reaction mixture was stirred at 50 ° C for 28 hours. The precipitate of sodium chloride is filtered off, the volatiles are removed in vacuo. Product yield 68%. According to the elemental analysis found: Fe 9.39%; Si 17.41%; C 36.28%; H, 8.02%. Calculated: Fe 11.09%; Si 16.74%; C 35.8%; H 7.75%.
Пример 2. Синтез самарийсодержащего этоксифункционального метилсилоксана:Example 2. The synthesis of samarium-containing ethoxyfunctional methylsiloxane:
Смешивают 7,036 г (0,0274 моль) хлорида самария, 14,64 г (0,0822 моля) метилтриэтоксисилана и 3,29 г (0,0822 моль) гидроксида натрия в 200 мл ТГФ, при температуре 0°С, в среде инертного газа. Реакционную смесь перемешивают 4 часа при комнатной температуре. Осадок хлористого натрия отфильтровывают, удаляют этиловый спирт и избыток метилтриэтоксисилана в вакууме масляного насоса. Выход продукта 79%. ГПХ: мономодальное распределение Мр=200 по полистирольным стандартам). По данным элементного анализа найдено: Sm 24,52%; Si 14,46%; С 43,03%; Н 6,99%. Вычислено: Sm 25,11%; Si 14,06%; С 42,19%; Н 6,53%.7.036 g (0.0274 mol) of samarium chloride, 14.64 g (0.0822 mol) of methyltriethoxysilane and 3.29 g (0.0822 mol) of sodium hydroxide are mixed in 200 ml of THF, at a temperature of 0 ° C, in an inert medium gas. The reaction mixture was stirred for 4 hours at room temperature. The precipitate of sodium chloride is filtered off, ethanol and excess methyltriethoxysilane are removed in an oil pump vacuum. Product yield 79%. GPC: monomodal distribution M p = 200 according to polystyrene standards). According to elemental analysis, found: Sm 24.52%; Si 14.46%; C 43.03%; H 6.99%. Calculated: Sm 25.11%; Si 14.06%; C 42.19%; H 6.53%.
Пример 3. Синтез церийсодержащего этоксифункционального метилсилоксана:Example 3. Synthesis of cerium-containing ethoxyfunctional methylsiloxane:
Синтез осуществляют по методике, описанной в примере 2, но вместо хлорида самария используют хлорид церия в эквимольном количестве, вместо ТГФ берут метанол. Выход продукта 73%. ГПХ: мономодальное распределение Мр=200 (по полистирольным стандартам). ЯМР-1Н спектр в CDCI3: δ=0,13 м.д. (м. 9Н, SiCH3), δ=1,21 м.д. (т.18 Н, CH2 CH 3), δ=3,79 м.д. (к. 12Н, OCH2).The synthesis is carried out according to the procedure described in example 2, but instead of samarium chloride, cerium chloride in an equimolar amount is used, methanol is taken instead of THF. Product yield 73%. GPC: monomodal distribution M p = 200 (by polystyrene standards). NMR 1 H spectrum in CDCI 3 : δ = 0.13 ppm. (m. 9H, SiCH 3 ), δ = 1.21 ppm. (t. 18 N, CH 2 CH 3 ), δ = 3.79 ppm. (q. 12H, OCH 2 ).
Пример 4. Синтез цинксодержащего метоксифункционального фенилсилоксана:Example 4. Synthesis of zinc-containing methoxy-functional phenylsiloxane:
Синтез осуществляют по методике, описанной в примере 2, но вместо хлорида самария используют хлорид цинка и вместо метилтриэтоксисилана используют фенилтриметоксисилан. Выход продукта 81%. ГПХ: мономодальное распределение Мр~200 (по полистирольным стандартам). ЯМР-1Н спектр в CDCL3: δ=3,47 м.д. (м. 6Н, OCH3); δ=7,2 м.д. (м. 5Н, C6H5). Элементный анализ: найдено, %: Si 11,95; Zn 14,84; С 39,06; Н 4,87. Вычислено, %: Si 12,99; Zn 15,16; С 38,94; Н 5,09The synthesis is carried out according to the procedure described in example 2, but zinc chloride is used instead of samarium chloride and phenyltrimethoxysilane is used instead of methyltriethoxysilane. Product yield 81%. GPC: monomodal distribution M p ~ 200 (by polystyrene standards). NMR 1 H spectrum in CDCL 3 : δ = 3.47 ppm. (m. 6H, OCH 3 ); δ = 7.2 ppm (m. 5H, C 6 H 5 ). Elemental analysis: found,%: Si 11.95; Zn 14.84; C 39.06; H 4.87. Calculated,%: Si 12.99; Zn 15.16; C 38.94; H 5.09
Пример 5. Синтез железосодержащего этоксифункционального метилвинилсилоксана:Example 5. Synthesis of iron-containing ethoxy-functional methylvinylsiloxane:
Синтез осуществляют по методике, описанной в примере 2, но вместо хлорида самария используют хлорид железа (III), вместо метилтриэтоксисилана используют метилвинилдиэтоксисилан, все в эквимольном количестве. Выход продукта 82,2%. ГПХ: мономодальное распределение Мр=200 (по полистирольным стандартам). ЯМР-1Н спектр в CDCl3: δ=0,15 м.д. (с. 9Н); δ=1,2 м.д. (м. 9Н); δ=3,71 м.д. (м. 6Н); δ=5,92 м.д. (м. 9Н). Элементный анализ: найдено, %: Si 22,68; Fe 13,39; С 29,76; Н 5,71. Вычислено, %: Si 18,75; Fe 12,46; С 40,06; Н 7,35.The synthesis is carried out according to the procedure described in example 2, but instead of samarium chloride, iron (III) chloride is used, instead of methyltriethoxysilane, methylvinyl diethoxysilane is used, all in an equimolar amount. The yield of 82.2%. GPC: monomodal distribution M p = 200 (by polystyrene standards). NMR - 1 H spectrum in CDCl 3 : δ = 0.15 ppm. (p. 9H); δ = 1.2 ppm (m. 9H); δ = 3.71 ppm (m. 6H); δ = 5.92 ppm (m. 9H). Elemental analysis: found,%: Si 22.68; Fe 13.39; C 29.76; H, 5.71. Calculated,%: Si 18.75; Fe 12.46; C 40.06; H, 7.35.
Пример 6. Синтез цирконийсодержащего метоксифункционального силоксана:Example 6. Synthesis of zirconium-containing methoxy-functional siloxane:
Синтез осуществляют по методике, описанной в примере 2, но вместо хлорида самария используют хлорид циркония, вместо метилтриэтоксисилана используют метилвинилдиэтоксисилан, все в эквимольном количестве. Выход продукта 89,5%. ГПХ: мономодальное распределение Мр=200 (по полистирольным стандартам). ЯМР-1Н спектр в CDCl3: δ=0,15 м.д. (с. 9Н); δ=1,2 м.д. (м. 9Н); δ=3,71 м.д. (м. 6Н); δ=5,92 м.д. (м. 9Н). Элементный анализ: найдено, %: Si 17,66; Zr 27,79; С 14,66; Н 5,71. Вычислено, %: Si 17,20; Zr 28,04; С 14,76; Н 5,5.The synthesis is carried out according to the procedure described in example 2, but instead of samarium chloride, zirconium chloride is used; instead of methyltriethoxysilane, methylvinyl diethoxysilane is used, all in an equimolar amount. The product yield of 89.5%. GPC: monomodal distribution M p = 200 (by polystyrene standards). NMR - 1 H spectrum in CDCl 3 : δ = 0.15 ppm. (p. 9H); δ = 1.2 ppm (m. 9H); δ = 3.71 ppm (m. 6H); δ = 5.92 ppm (m. 9H). Elemental analysis: found,%: Si 17.66; Zr 27.79; C 14.66; H, 5.71. Calculated,%: Si 17.20; Zr 28.04; C 14.76; H 5.5.
Пример 7. Синтез железосодержащего γ-аминопропилдиэтоксисилоксана:Example 7. Synthesis of iron-containing γ-aminopropyl diethoxysiloxane:
При перемешивании, в токе аргона, смешивают 1.62 г (0,010 моль) хлорида железа (III), 4,43 г (0,020 моль) γ-аминопропилтриэтоксисилана, 0,8 г (0,020 моль) гидроксида натрия в 50 мл метил-трет-бутилового эфира. Реакцию проводят 2 суток при комнатной температуре. Осадок хлористого натрия отфильтровывают, удаляют летучие соединения в вакууме масляного насоса. ГПХ: Мр~200. ЯМР-1Н в CDCI3: δ=0,6 м.д. (м. 4Н, SiCH2), δ=0,84 м.д. (д. 4Н, NH2), δ=1,22 м.д. (м. 6Н, CH2 CH 3), δ=1,67 м.д. (ушир с. 4Н, CH2), δ=3,33 м.д. (к. 2Н, CH2NH2), δ=3,8 м.д. (м. 4Н, CH2O).Under stirring, under a stream of argon, 1.62 g (0.010 mol) of iron (III) chloride, 4.43 g (0.020 mol) of γ-aminopropyltriethoxysilane, 0.8 g (0.020 mol) of sodium hydroxide are mixed in 50 ml of methyl tert-butyl ether. The reaction is carried out for 2 days at room temperature. The precipitate of sodium chloride is filtered off, volatile compounds are removed in a vacuum oil pump. GPC: M r ~ 200. NMR 1 H in CDCI 3 : δ = 0.6 ppm. (m. 4H, SiCH 2 ), δ = 0.84 ppm. (d. 4H, NH 2 ), δ = 1.22 ppm. (m. 6H, CH 2 CH 3 ), δ = 1.67 ppm. (broad s. 4H, CH 2 ), δ = 3.33 ppm. (q. 2H, CH 2 NH 2 ), δ = 3.8 ppm. (m. 4H, CH 2 O).
Пример 8. Синтез хромсодержащего метоксифункционального силоксана:Example 8. The synthesis of chromium-containing methoxy-functional siloxane:
Синтез осуществляют по методике, описанной в примере 2, но вместо хлорида самария используют хлорид хрома, вместо метилтриэтоксисилана используют метилвинилдиэтоксисилан, все в эквимольном количестве. Выход продукта 75,3%. ГПХ: мономодальное распределение Мр=200 (по полистирольным стандартам). ЯМР-1Н спектр в CDCl3: δ=0,15 м.д. (с. 9Н); δ=1,2 м.д. (м. 9Н); δ=3,71 м.д. (м. 6Н); δ=5,92 м.д. (м. 9Н). Элементный анализ: найдено, %: Si 20,61; Cr 12,71; С 34,96; Н 6,71. Вычислено, %: Si 20,84; Cr 12,90; С 35,73; Н 6,70.The synthesis is carried out according to the procedure described in example 2, but instead of samarium chloride, chromium chloride is used, instead of methyltriethoxysilane, methylvinyl diethoxysilane is used, all in an equimolar amount. The product yield of 75.3%. GPC: monomodal distribution M p = 200 (by polystyrene standards). NMR - 1 H spectrum in CDCl 3 : δ = 0.15 ppm. (p. 9H); δ = 1.2 ppm (m. 9H); δ = 3.71 ppm (m. 6H); δ = 5.92 ppm (m. 9H). Elemental analysis: found,%: Si 20.61; Cr 12.71; C 34.96; H, 6.71. Calculated,%: Si 20.84; Cr 12.90; C 35.73; H, 6.70.
Пример 9. Синтез поли(медь)метилвинилсилоксана:Example 9. Synthesis of poly (copper) methylvinylsiloxane:
11,9 г (0,04 моль) медьсодержащего метоксифункционального метилвинилсилоксана Cu[OSiMeVinOMe]2 растворяют в 100 мл ТГФ и добавляют при перемешивании 0,08 мл (0,004 моль) воды, в соотношении 1 моль металлосилоксана / 0.05 моль H2O. Через 10 ч перемешивания при комнатной температуре удаляют в вакууме летучие компоненты. Выход продукта 73%. ГПХ: широкое мономодальное распределение Мр~100000 (по полистирольным стандартам). ЯМР-1Н спектр в CDCl3: δ=0,15 м.д. (с. 3Н); δ=3,71 м.д. (м. 3Н); δ=5,92 м.д. (м. 3Н).11.9 g (0.04 mol) of copper-containing methoxyfunctional methylvinylsiloxane Cu [OSiMeVinOMe] 2 is dissolved in 100 ml of THF and 0.08 ml (0.004 mol) of water is added with stirring in a ratio of 1 mol of metallosiloxane / 0.05 mol of H 2 O. After After 10 hours stirring at room temperature, the volatiles are removed in vacuo. Product yield 73%. GPC: wide monomodal distribution M p ~ 100000 (by polystyrene standards). NMR - 1 H spectrum in CDCl 3 : δ = 0.15 ppm. (p. 3H); δ = 3.71 ppm (m. 3H); δ = 5.92 ppm (m. 3H).
Методика испытания термостабилизирующего действия металлосилоксанов.Test procedure for the thermostabilizing action of metallosiloxanes.
Смешивают раствор 0,7 г метилсилсесквиоксановой смолы в 6,5 мл метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) и раствор 0,14 г трис(диэтоксиметилсилокси)железа (или другого синтезированного металлосилоксана) в 2 мл МТБЭ (1,8% Fe к массе смолы). Полученный гомогенный раствор выдерживают на воздухе в тонком слое до высыхания растворителя. Полученную однородную прозрачную пленку нагревают в вакуумном шкафу при температуре 200°С в течение 2 часов. Анализируют полученный образец методом ДТА и сравнивают с данными ДТА метилсилсесквиоксановой смолы без добавок металлосилоксанов. Результаты ряда испытаний приведены в таблице.A solution of 0.7 g of methylsilsesquioxoxane resin in 6.5 ml of methyl tert-butyl ether (MTBE) and a solution of 0.14 g of tris (diethoxymethylsiloxy) iron (or other synthesized metallosiloxane) in 2 ml of MTBE (1.8% Fe weight of resin). The resulting homogeneous solution is kept in air in a thin layer until the solvent dries. The obtained uniform transparent film is heated in a vacuum oven at a temperature of 200 ° C for 2 hours. Analyze the obtained sample by DTA and compare with the DTA data of methylsilsesquioxane resin without the addition of metallosiloxanes. The results of a number of tests are shown in the table.
Claims (24)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005141184/04A RU2296767C1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Functional metallosiloxanes and method for their preparing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005141184/04A RU2296767C1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Functional metallosiloxanes and method for their preparing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2296767C1 true RU2296767C1 (en) | 2007-04-10 |
Family
ID=38000304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005141184/04A RU2296767C1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Functional metallosiloxanes and method for their preparing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2296767C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015156703A2 (en) | 2014-04-11 | 2015-10-15 | Enikolopov Institute Of Synthetic Polymeric Materials, A Foundation Of The Russian Academy Of Sciences (Ispm Ras) | Functional metallosiloxanes, products of their partial hydrolysis and their use |
RU2592061C2 (en) * | 2014-07-09 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (ИСПМ РАН) | Sodium oxide(aminopropyl)dialkoxysilanes and methods for production thereof |
RU2641909C1 (en) * | 2017-05-19 | 2018-01-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) | Metallosiloxane oligomers as curing agents of epoxy resins and method of their obtaining |
RU2767650C1 (en) * | 2020-12-15 | 2022-03-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (ИСПМ РАН) | Polysiloxane compositions and elastomeric materials with high dielectric permeability based thereon |
-
2005
- 2005-12-29 RU RU2005141184/04A patent/RU2296767C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
В.И.ЩЕРБАКОВ и др., Получение смешанных алкоксидов из алкоксипроизводных кремния и алюминия, ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 1995. Т.65, вып.4, стр.612-615. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015156703A2 (en) | 2014-04-11 | 2015-10-15 | Enikolopov Institute Of Synthetic Polymeric Materials, A Foundation Of The Russian Academy Of Sciences (Ispm Ras) | Functional metallosiloxanes, products of their partial hydrolysis and their use |
RU2649392C2 (en) * | 2014-04-11 | 2018-04-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (ИСПМ РАН) | Functional metallosiloxanes, products of their partial hydrolysis and their application |
RU2592061C2 (en) * | 2014-07-09 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (ИСПМ РАН) | Sodium oxide(aminopropyl)dialkoxysilanes and methods for production thereof |
RU2641909C1 (en) * | 2017-05-19 | 2018-01-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) | Metallosiloxane oligomers as curing agents of epoxy resins and method of their obtaining |
RU2767650C1 (en) * | 2020-12-15 | 2022-03-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (ИСПМ РАН) | Polysiloxane compositions and elastomeric materials with high dielectric permeability based thereon |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4742216B2 (en) | Silicon compounds | |
US9273072B2 (en) | Method for producing organosilicon compounds which have amino groups | |
RU2649392C2 (en) | Functional metallosiloxanes, products of their partial hydrolysis and their application | |
RU2296767C1 (en) | Functional metallosiloxanes and method for their preparing | |
JP2017500420A (en) | Silicate resin and method for producing the same | |
CN111133035B (en) | Process for preparing siloxanes comprising oxamido ester groups | |
JP2018528289A (en) | Asymmetrically substituted polyorganosiloxane derivatives | |
US10336866B2 (en) | Method for producing organosilicon compounds having amino groups | |
JP6695329B2 (en) | Platinum (II) diene complexes for controlled crosslinking of siloxanes | |
JP6284938B2 (en) | Moisture curable polyacrylate | |
CN110446742B (en) | (meth) acryloyloxy-modified siloxane compound | |
JP2009126836A (en) | Method for producing sulfide chain-containing organosilicon compound | |
RU2293746C1 (en) | Functional polymetallosiloxanes | |
US7491784B2 (en) | Method for the production of organosiloxanes modified by a phosphonic acid ester | |
CN113402712B (en) | Phosphorus-containing ladder-shaped polysiloxane and preparation method and application thereof | |
KR101946071B1 (en) | Fluorine-containing maleimide compound and method for making the same | |
EP1783131A1 (en) | Process for producing organosilicon compound | |
JP6263085B2 (en) | Phosphorus-containing polymer | |
JP4265117B2 (en) | Method for producing novel silsesquioxane having protected catechol group | |
JPH0717752B2 (en) | Process for producing alkoxy-functional organopolysiloxane | |
WO2023196158A1 (en) | Acylphosphine oxide photoinitiator | |
US7847116B2 (en) | Method of manufacturing an aminoaryl-containing organosilicon compound and method of manufacturing an intermediate product of the aforementioned compound | |
JP5311091B2 (en) | Polycarbosilane and method for producing the same | |
JP2006257340A (en) | Siloxane block copolymer and method for producing the same | |
WO2022264866A1 (en) | Furanyl group-containing organopolysiloxane and production method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151230 |