RU2575711C1 - Способ получения легированных поли[(r)карбинов] (r=h, алкил, арил) - Google Patents

Способ получения легированных поли[(r)карбинов] (r=h, алкил, арил) Download PDF

Info

Publication number
RU2575711C1
RU2575711C1 RU2014134751/04A RU2014134751A RU2575711C1 RU 2575711 C1 RU2575711 C1 RU 2575711C1 RU 2014134751/04 A RU2014134751/04 A RU 2014134751/04A RU 2014134751 A RU2014134751 A RU 2014134751A RU 2575711 C1 RU2575711 C1 RU 2575711C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aryl
alkyl
magnesium
activator
reaction
Prior art date
Application number
RU2014134751/04A
Other languages
English (en)
Inventor
Тамара Михайловна Звукова
Александр Ильич Сизов
Борис Михайлович Булычев
Ольга Константиновна Гулиш
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2575711C1 publication Critical patent/RU2575711C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к области производства сверхтвердых материалов, а именно к способу получения легированных поли[(R)карбинов], где R=Н, алкил, арил. Способ заключается в том, что смесь содержащего тригалоидметильную группу органического соединения CX3R, где X=Cl, Br; R=Н, арил, алкил, и легирующей добавки R′EXn, где X=Cl, Br; R′=арил, циклопентадиенил; Е=Р, Si, Ti, Zr и др. элементы 4 группы, n=1-4, вводят в реакцию с металлом М, где М=магний, кальций, натрий и калий, в органическом растворителе эфирного типа, в механическом активаторе. Полученный раствор легированного полимера отделяют от солей фильтрованием, легированный полимер выделяют высаживанием из раствора спиртом, например метанолом, или углеводородом общей формулы CnH2n+2, где n≥6. Изобретение позволяет получить легированные поли[(R)карбины] более простым и безопасным методом. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 10 пр.

Description

Изобретение относится к области производства сверхтвердых материалов, а именно к разработке более эффективного способа получения легированных поли[(R)карбинов] (R=H, алкил, арил), используемых для получения легированных материалов для получения алмазов.
Известен способ получения легированных поли(карбинов) различных типов реакцией, содержащего тригалоидметильную группу органического соединения CX3R (где X=Cl, Br; R=алкил (Alk), арил (Ar), H) и легирующей добавки (ERXn (E - кремний, фосфор, бор, сера; R - Alk, Ar; X-Cl, Br) с солями Me+(Ar)-, где в качестве металлов используются щелочные металлы (Li, Na, K) или щелочно-земельные (Ca, Ba, Sr), а (Ar)- - нафталин, дифенил и др. арен-радикалы. Соли M+(Ar)- предварительно получают реакцией восстановления ароматического углеводорода Ar металлом, а Са, Ва, Sr получают реакцией восстановления их йодидов - CaI2, BaI2, SrI2. Недостатками этого способа являются многостадийность и большая продолжительность реакции, низкая устойчивость солей M+(Ar)- и загрязненность получаемых легированных поли(карбинов) ароматическим углеводородом Ar, встраивающимся в полимерную цепь в ходе реакции [1, 2].
Известен способ получения легированных поли(карбинов), в котором путем реакции смеси, содержащей тригалоидметильную группу органического соединения CX3R (где X=Cl, Br; R=Alk, Ar, H) и легирующей добавки (ERXn (E = кремний, германий, олово, свинец, лантаниды, титан, цирконий, гафний; R=Alk, Ar, C5H5; X=Cl, Br) со сплавами KNa с использованием механической активации облучением мощным ультразвуком. Недостатками этого способа являются:
использование крайне пожаро- и взрывоопасного сплава щелочных металлов KNa, использование мощного ультразвука, плохая воспроизводимость реакции и низкий выход целевого продукта [3, 4].
С технической точки зрения наиболее близкими к заявляемому является известный способ получения нелегированных поли[(R)карбинов] (R=H, алкил, арил), путем реакции содержащего тригалоидметильную группу органического соединения CX3R (где X=Cl, Br; R=Alk, Ar, H) с магнием в органическом растворителе эфирного типа, например тетрагидрофуране, в механическом активаторе [5].
Целью данного изобретения является разработка более простого и безопасного метода получения легированных поли[(R)карбинов] (R=H, алкил, арил).
Цель достигается тем, что в механическом активаторе, в органический растворитель эфирного типа, например тетрагидрофуран, помещают металл M (M = магний, кальций, натрий и калий), вводят смесь содержащего тригалоидметильную группу органического соединения CX3R (X=Cl, Br; R=H, арил, алкил) с легирующей добавкой R′EXn (X=Cl, Br; R′ = арил, циклопентадиенил; E=P, Si, Ti, Zr и др. элементы 3, 4 группы, n=1-4) и проводят реакцию. Полученный раствор легированного полимера отделяют от солей фильтрованием, легированный полимер выделяют высаживанием из раствора спиртом, например метанолом, или углеводородом общей формулы CnH2n+2, где n≥6.
Пример 1. В стальной барабан с помещенными в него стальными шарами механического активатора АГО-2У в атмосфере азота помещают в раствор, содержащий 3.05 г бромоформа (CHBr3), 40 мл сухого перегнанного тетрагидрофурана (ТГФ), 0.51 г фенилтрихлорсилана (PhSiCl3) и 1.00 г магния (Mg) в виде мелкой стружки. Реакцию проводят в течение 30 минут при температуре 293 K. После окончания реакции смесь переносят в стеклянный стакан, барабан и шары активатора АГО-2У промывают ТГФ (две порции по 30 мл, промывные воды добавляют к смеси в стакане), смесь отделяют от избытка магния (Mg) декантацией, добавляют 50 мл воды (H2O), органический слой отделяют, фильтруют, упаривают до объема ~ 10 мл и добавляют 50 мл метанола (CH3OH). Выпавший коричневый осадок отфильтровывают и очищают переосаждением этанолом (50 мл) из раствора в ТГФ (10 мл). Получено 0.06 г (38%) бежевого порошка состава [(CH)(PhSi)0.01]n.
Пример 2. В стальной барабан с помещенными в него стальными шарами механического активатора АГО-2У в атмосфере азота помещают раствор, содержащий 3.05 г бромоформа (CHBr3), 0.54 г фенилдихлорфосфина (PhPCl2) и 1.50 г кальция (Ca) в виде мелкой стружки. Опыт проводили аналогично опыту в примере 1. Получено 0.05 г (35%) бежевого порошка состава [(CH)(PhP)0.02]n (см. Таблицу).
Пример 3. В стальной барабан с помещенными в него стальными шарами механического активатора АГО-2У в атмосфере азота помещают раствор, содержащий 2,36 г α,α,α-трихлортолуола (PhCCl3), 0.51 г фенилтрихлорсилана (PhSiCl3) и 1.00 г магния (Mg). Опыт проводили аналогично опыту в примере 1. Получено 0.44 г (40%) бежевого порошка состава [(PhC)(PhSi)0.03]n (см. Таблицу).
Пример 4. В стальной барабан с помещенными в него стальными шарами механического активатора АГО-2У в атмосфере азота помещают раствор, содержащий 2,36 г α,α,α-трихлортолуола (PhCCl3), 0.54 г фенилтрихлорсилана (PhSiCl3) и 1.00 г магния (Mg). Опыт проводили аналогично опыту в примере 1. Получено 0.39 г (35%) бежевого порошка состава [(PhC)(PhP)0.02]n (см. Таблицу).
Пример 5. В стальной барабан с помещенными в него стальными шарами механического активатора АГО-2У в атмосфере азота помещают раствор, содержащий 3.39 г 1,1,1-трибромпропана (C2H5CBr3), 0.51 г фенилтрихлорсилана (PhSiCl3) и 1.00 г магния (Mg). Опыт проводили аналогично опыту в примере 1. Получено 0.16 г (31%) бежевого порошка состава [(C2H5C)(PhSi)0.01]n (см. Таблицу).
Пример 6. В стальной барабан с помещенными в него стальными шарами механического активатора АГО-2У в атмосфере азота помещают раствор, содержащий 3.39 г 1,1,1-трибромпропана (C2H5CBr3), 0.54 г фенилдихлорфосфина (PhPCl2) и 1.00 г магния (Mg). Опыт проводили аналогично опыту в примере 1. Получено 0.15 г (30%) бежевого порошка состава [(C2H5C)(PhP)0.01]n (см. Таблицу).
Пример 7. В стальной барабан с помещенными в него стальными шарами механического активатора АГО-2У в атмосфере азота помещают раствор, содержащий 3.05 г бромоформа (CHBr3), 0.54 г трехбромистого фосфора (PBr3) и 1.00 г магния (Mg). Опыт проводили аналогично опыту в примере 1. Получено 0.04 г (25%) бежевого порошка состава [(CH)Р0.03]n (см. Таблицу).
Пример 8. В стальной барабан с помещенными в него стальными шарами механического активатора АГО-2У в атмосфере азота помещают раствор, содержащий 3.05 г бромоформа (CHBr3), 0.70 г четырехбромистого кремния (SiBr4) и 1.00 г магния (Mg). Опыт проводили аналогично опыту в примере 1. Получено 0.04 г (26%) бежевого порошка состава [(CH)Si0.03]n (см. Таблицу).
Пример 9. В стальной барабан с помещенными в него стальными шарами механического активатора АГО-2У в атмосфере азота помещают 40 мл сухого перегнанного тетрагидрофурана (ТГФ), 0.49 г натрия (Na) и 0.84 г калия (K) с размером кусочков 3-7 мм. Барабан закрывают, включают активатор на 10 минут, после чего барабан открывают в атмосфере азота и помещают в него тонкостенную стеклянную запаянную ампулу, содержащую смесь 3.05 г бромоформа (CHBr3) и 0.44 г циклопентадиенилтрихлортитана (C5H5TiCl3). Барабан закрывают, реакцию проводят в течение 30 минут при температуре 288 K. После окончания реакции смесь в атмосфере азота переносят в колбу, барабан и шары активатора промывают ТГФ (две порции по 30 мл, промывные воды добавляют к реакционной смеси в колбе), ТГФ удаляют в вакууме, остаток промывают сухим бензолом (две порции по 30 мл), растворяют в 50 мл ТГФ, полученный раствор отделяют от солей и осколков ампулы фильтрованием, фильтрат упаривают в вакууме до объема ~10 мл и добавляют 50 мл сухого гексана (C6H14). Выпавший коричневый осадок отфильтровывают и очищают повторным переосаждением из ТГФ (10 мл) гексаном (50 мл). Получено 0.04 г (22%) бежевого порошка состава [(CH)(C5H5Ti)0.01]n.
Пример 10. Опыт проводили аналогично опыту в примере 9. Из 3.05 г бромоформа (CHBr3), 0.53 г циклопентадиенилтрихлорциркония (C5H5ZrCl3), 0.49 г натрия (Na) и 0.84 г калия (K) получено 0.04 г (21%) бежевого порошка состава [(CH)(C5H5Zr)0.01]n (см. Таблицу).
В таблице приведены данные примеров 1-10 получения легированных поли[(R)карбинов] (R=H, алкил, арил), полученных вследствие реакции металла M (M = магний, кальций, натрий и калий) с содержащими тригалоидметильную группу органическими соединениями CX3R (где X=Cl, Br; R=H, арил, алкил) и легирующими добавками R′EXn (X=Cl, Br; R′ = арил, циклопентадиенил; E=P, Si, Ti, Zr и др. элементы 3, 4 группы, n=1-4) в растворе тетрагидрофурана (ТГФ) в механическом активаторе АГО-2У).
Как видно из приведенных в таблице данных, изобретение позволяет получать легированные поли[R)карбины] (R=H, алкил, арил) в одну стадию реакцией металла M (M = магний, кальций, натрий и калий) с содержащими тригалоидметильную группу органическими соединениями CX3R (где X=Cl, Br; R=H, алкил, арил) и легирующими добавками R′EXn (X=Cl, Br; R′ = арил, циклопентадиенил; E=P, Si, Ti, Zr и др. элементы 3, 4 группы; n=1-4) в растворе тетрагидрофурана (ТГФ) в механическом активаторе АГО-2У и выделять легированные поли[R)карбины] (R=H, алкил, арил), из раствора путем высаживанием из раствора спиртом (метанолом и др.) или углеводородом общей формулы CnH2n+2, где n≥6. Данное изобретение также позволяет повысить безопасность методов получения легированных поликарбинов, поскольку реагентами являются, главным образом, относительно малоактивные металлы - магний и кальций (примеры 1-8). В случае использования активных металлов - натрия и калия (примеры 9 и 10) применяется их раздельное введение в реакционный барабан, при этом образование опасного жидкого сплава натрий-калий протекает на первой стадии процесса в уже герметизированном барабане под слоем растворителя. Существенным элементом безопасности является также и то, что реагенты в такие активные растворы вводятся с помощью тонкостенных стеклянных ампул, которые разбиваются в реакционной среде движущимися шарами активатора.
Выходы легированных поликарбинов в приведенных примерах составляют от 21 до 40%. Продукты можно получать при комнатной температуре за незначительный интервал времени, что значительно упрощает способ.
ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Патент US №5463018, 1995.
2. Известия РАН, сер. хим., 2010, №9, С. 1678-1682.
3. Патент US №5516884, 1996.
4. Заявка на Патент US №20060106184, 2006.
5. Патент RU №2466150, 2012, МКИ C08G 077/00, G 061/00, G 061/02.
Figure 00000001

Claims (4)

1. Способ получения легированных поли[(R)карбинов] (R=Н, алкил, арил), заключающийся в том, что смесь содержащего тригалоидметильную группу органического соединения CX3R (X=Cl, Br; R=Н, арил, алкил) и легирующей добавки R′EXn (X=Cl, Br; R′=арил, циклопентадиенил; Е=Р, Si, Ti, Zr и другие элементы 4 группы, n=1-4) вводят в реакцию с металлом М (М=магний, кальций, натрий и калий) в органическом растворителе эфирного типа, в механическом активаторе, полученный раствор легированного полимера отделяют от солей фильтрованием, легированный полимер выделяют высаживанием из раствора спиртом, например метанолом, или углеводородом общей формулы CnH2n+2, где n≥6.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя эфирного типа используют тетрагидрофуран.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлы вводят раздельно в реакционный барабан.
4. Способ по пп. 1, 3, отличающийся тем, что реагенты в такие активные растворы вводят в тонкостенных стеклянных ампулах, которые разбиваются в реакционной среде движущимися шарами активатора.
RU2014134751/04A 2014-08-26 Способ получения легированных поли[(r)карбинов] (r=h, алкил, арил) RU2575711C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2575711C1 true RU2575711C1 (ru) 2016-02-20

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676764C1 (ru) * 2017-09-29 2019-01-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Каталитическая система для полимеризации олефинов, прекатализатор для каталитической системы и способ получения каталитической системы

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5463018A (en) * 1993-11-15 1995-10-31 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Preparation of doped polycarbynes
US5516884A (en) * 1994-03-09 1996-05-14 The Penn State Research Foundation Preparation of polycarbynes and diamond-like carbon materials made therefrom
US20060106184A1 (en) * 2002-03-25 2006-05-18 University Of Massachusetts, A Massachusetts Corporation High molecular weight polymers
RU2466150C2 (ru) * 2011-01-17 2012-11-10 Александр Ильич Сизов Способ получения поли[(r)карбинов] (r=h, алкил, арил)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5463018A (en) * 1993-11-15 1995-10-31 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Preparation of doped polycarbynes
US5516884A (en) * 1994-03-09 1996-05-14 The Penn State Research Foundation Preparation of polycarbynes and diamond-like carbon materials made therefrom
US20060106184A1 (en) * 2002-03-25 2006-05-18 University Of Massachusetts, A Massachusetts Corporation High molecular weight polymers
RU2466150C2 (ru) * 2011-01-17 2012-11-10 Александр Ильич Сизов Способ получения поли[(r)карбинов] (r=h, алкил, арил)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУЛЫЧЕВ Б.М. и др., Поли(нафталингидрокарбин): синтез, изучение и применение для получения тонких алмазных пленок, Изв. АН, Сер. хим., 2010, (9), с. 1678-1682. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676764C1 (ru) * 2017-09-29 2019-01-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Каталитическая система для полимеризации олефинов, прекатализатор для каталитической системы и способ получения каталитической системы

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2862864A1 (fr) Procédé continu de préparation d'acides boroniques et de leurs dérivés
Minyaev et al. Catalytic activity of phenyl substituted cyclopentadienyl neodymium complexes in the ethylene oligomerization process
Liang et al. Synthesis and characterization of benzoxazine-functionalized amine bridged bis (phenolate) lanthanide complexes and their application in the ring-opening polymerization of cyclic esters
EP2859002A2 (en) Silicon-based cross coupling agents and methods of their use
JP2019532053A (ja) アシルホスフィンを調製するための汎用的方法
RU2575711C1 (ru) Способ получения легированных поли[(r)карбинов] (r=h, алкил, арил)
Xu et al. Single, double and triple deprotonation of a β-diketimine bearing pendant pyridyl group and the corresponding rare-earth metal complexes
Li et al. Aluminum Complexes Stabilized by Piperazidine‐Bridged Bis (phenolate) Ligands: Syntheses, Structures, and Application in the Ring‐Opening Polymerization of ε‐Caprolactone
US9809523B2 (en) Process for the high-yield preparation of P-(R)calix[9-20]arenes
CN111566075A (zh) 一种制备克瑞沙硼的方法
Crawford et al. Investigations into the nucleophilic meso-substitution of F-BODIPYs and improvements to the synthesis of 4, 4-difluoro-4-bora-3a, 4a-diaza-s-indacene.
Gushchin et al. Decomposition of triphenylbismuth dicrotonate in light in the presence of 2-methyl-2-nitrosopropane
JP2010235453A (ja) 白金錯体の製造方法
Adonin et al. Synthesis and Properties of Perfluoroalkenylboronic Acids and some of their Derivatives
RU2703459C1 (ru) Способ получения поли[(r)карбинов]
JP2014214152A (ja) 非対称ジアルキルアミン化合物の製造方法
JP5219755B2 (ja) 希土類オキソイソプロポキシドの合成方法
JP5103647B2 (ja) マロン酸エステル誘導体又はケト酸エステル誘導体の製造方法及び新規化合物
RU2447090C1 (ru) Способ получения флуоресцентного полимера (варианты)
JP6505115B2 (ja) 臭化亜鉛および臭化リチウムを含む非プロトン性溶液の製造方法
KR101810072B1 (ko) 고체상 반응을 통한 다공성 고분자의 합성 방법
RU2676767C2 (ru) Политриазол и способ его получения
JP2008221056A (ja) インドール化合物の製法及び触媒
Kuzyaev et al. Reactivity of neodymium and samarium nitrides
JP6722525B2 (ja) 触媒の製造方法