RU2692259C1 - Этоксисодержащие линейные поликарбосилансилоксаны и способ их получения - Google Patents

Этоксисодержащие линейные поликарбосилансилоксаны и способ их получения Download PDF

Info

Publication number
RU2692259C1
RU2692259C1 RU2018147589A RU2018147589A RU2692259C1 RU 2692259 C1 RU2692259 C1 RU 2692259C1 RU 2018147589 A RU2018147589 A RU 2018147589A RU 2018147589 A RU2018147589 A RU 2018147589A RU 2692259 C1 RU2692259 C1 RU 2692259C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ethoxy
ppm
linear
production
disclosed
Prior art date
Application number
RU2018147589A
Other languages
English (en)
Inventor
Азиз Мансурович Музафаров
Максим Николаевич Темников
София Николаевна Зимовец
Александра Александровна Калинина
Александра Валерьевна Быстрова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН)
Priority to RU2018147589A priority Critical patent/RU2692259C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2692259C1 publication Critical patent/RU2692259C1/ru
Priority to PCT/RU2019/000866 priority patent/WO2020139137A1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/14Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C08G77/18Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups to alkoxy or aryloxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/42Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
    • C08G77/445Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing polyester sequences
    • C08G77/448Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing polyester sequences containing polycarbonate sequences
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/48Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule in which at least two but not all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к химии и технологии элементоорганических соединений. Предложены новые этоксисодержащие линейные поликарбосилансилоксаны общей формулы (I), где при R=R=Me n - целые числа от 3 до 1500, m - от 1 до 50; при R=R=Ph n равно 1 или 2, m - целое число от 1 до 50. Предложен также способ их получения. Технический результат – предложенные линейные поликарбосилансилоксаны имеют регулярное строение и содержат разветвляющие диэтоксисилильные звенья, повторяющиеся через заданное количество ди(арил)алкилсилильных звеньев, что позволяет контролировать состав и структуру получаемых на их основе связующих. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 4 пр.(I)

Description

Изобретение относится к химии и технологии кремнийорганических соединений, которые могут найти применение в химической промышленности для получения связующих и лаков, в частности в качестве функциональных прекурсоров регулярного строения для получения связующих.
Основным способом получения кремнийорганических связующих является гидролитическая поликонденсация хлор- и алкоксисиланов различной функциональности, содержащих органические заместители различной природы у атома кремния. Главной проблемой, возникающей при использовании этого способа, особенно в случае разнозвенного и сложного сополимерного состава связующего, является образование смеси гомополимерных продуктов и полностью сшитых нерастворимых продуктов из-за различающейся реакционной способности исходных мономеров, содержащих различное количество хлор- и алкокси-групп у атома кремния и различной природы органических заместителей. (Андрианов, К.А., Хананашвили, Л.М. (1973). Технология элементоорганических мономеров и полимеров. Химия, 400). Особенно это касается эластомерных связующих, состоящих из линейных диалкил(арил)силоксановых и разветвляющих три-и тетрафункциональных звеньев.
Решением этой проблемы могло бы стать появление функциональных кремнийорганических прекурсоров, само строение которых определяло бы заданное соотношение линейных и разветвляющих центров, а также расстояние между разветвляющими центрами, варьирование которого позволит управлять механическими свойствами продуктов, образующихся после отверждения связующего.
Однако информации о получении линейных силоксановых полимеров, содержащих в своем составе этокси-группы, регулярным образом распределенные по цепи, в литературе не имеется.
Известны этоксисодержащие поликарбосилансилоксаны, получаемые по реакции гидросилилирования смеси дивинилтетрафенилдисилоксана и дивинилтетраэтоксидисилоксана гидросодержащими 1,4-бис(диметилсилил)бензолом, 1,1,4,4-тетраметилдисилэтиленом, 1,2-бис(тетраметилдисилоксанил)этаном, 1,1,3,3-тетраметилдисилоксаном или 1,1,3,3,5,5,7,7-октаметилтетрасилоксаном в толуоле или в среде сверхкритического диоксида углерода (Zhou Н. et al. Siloxane/silane-crosslinked systems from supercritical carbon dioxide: II. Pendant phenyl poly (carbosilane/siloxane) s // Polymers for Advanced Technologies. - 2008. - T. 19. - №. 7. - C. 734-738). Но в этих полимерах функциональные группы нерегулярным образом распределены по цепи. Линейные этоксисодержащие силоксановые полимеры, содержащие в своем составе этоксисилильные и алкил(арил)силильные звенья с регулярным их чередованием, до сих пор не были известны.
В литературе имеется большое количество публикаций по разработке способов модификации линейных полидиметилсилоксанов, как по терминальным звеньям кремния, так и по распределенным, как на стадии синтеза мономеров, так и уже готовых полимерных молекул (Sugiura S. et al. Surface modification of polydimethylsiloxane with photo-grafted poly (ethylene glycol) for micropatterned protein adsorption and cell adhesion // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. - 2008. - T. 63. - №. 2. - C. 301-305; Khorasani M.Т., Mirzadeh H., Sammes P.G. Laser induced surface modification of polydimethylsiloxane as a super-hydrophobic material // Radiation Physics and Chemistry. - 1996. - T. 47. - №. 6. - C. 881-888; Tsuji H. et al. Improvement of polydimethylsiloxane guide tube for nerve regeneration treatment by carbon negative-ion implantation // Nuclear instruments and methods in physics research section В: beam interactions with materials and atoms. - 2003. - T. 206. - C. 507-511; Crivello J.V., Conlon D.A., Lee J.L. Polydimethylsiloxane-vinyl block polymers. I. The synthesis of polydimethylsiloxane macroinitiators containing thermolyzable bis (silyl pinacolate) groups in their backbones // Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. - 1986. - T. 24. - №. 6. - C. 1197-1215; Burger C. et al. Silicon in polymer synthesis. - Springer Science & Business Media, 2012; Obrezkova M.A. et al. Synthesis of linear poly (sodiumoxy) methylsilsesquioxanes and their functional and nonfunctional derivatives // Doklady Chemistry. - SP MAIK Nauka/lnterperiodica, 2008. - T. 419. - №. 1. - С. 69-73). Однако все эти работы направлены на получение сополимерных продуктов на основе полидиметилсилоксана и органических полимеров, а способы получения полиорганосилоксанов, содержащих алкоксигруппы у атомов кремния, распределенных по цепи, органичиваются отдельными примерами.
Так, известен способ получения полиметилметоксисилоксанов взаимодействием гидросилильных групп полиметилгидросилоксана с метанолом в присутствии основного катализатора (Han Y. et al. Improvement of thermal resistance of polydimethylsiloxanes with polymethylmethoxysiloxane as crosslinker // Polymer degradation and stability. - 2008. - T. 93. - №. 1. - C. 242-251; CN 101135069). Недостатком данного способа является необходимость получения полиметилгидросилоксанов с требуемым значением гидросилильных групп, что само по себе является сложной задачей из-за их неустойчивости к действию щелочных и кислотных катализаторов.
Задачей заявляемого изобретения является получение ранее неизвестных линейных поликарбосилансилоксанов регулярного строения, содержащих в своем составе разветвляющие диэтоксисилильные звенья, которые регулярно повторяются через заданное количество ди(арил)алкилсилильных звеньев, дальнейшие превращения которых позволили бы четко контролировать состав и структуру образующихся на их основе связующих и, как следствие, избежать образования гомополимеров и гелеобразования, и разработка способа получения таких поликарбосилансилоксанов.
Задача по созданию полидиметилсилоксанов, содержащих этокси-группы через равное количество звеньев, решается новыми этоксисодержащими линейными поликарбосилансилоксанами общей формулы
Figure 00000001
R1=R2=Me, n обозначает целые числа от 3 до 1500, m - от 1 до 50;
R1=R2=Ph, n равно 1 или 2, m - целое число от 1 до 50;
и способом их получения, включающим гидросилилирование дивинилтетраэтоксидисилоксана α,ω-ди(гидродиметилсилокси)олиго-органосилоксаном общей формулы:
Figure 00000002
где R1=R2=Me, n обозначает целые числа от 3 до 1500;
R1=R2=Ph, n равно 1 или 2,
предопределяющим регулярное чередование этоксисилильных звеньев через требуемое количество диорганосилоксановых звеньев.
Общая схема синтеза заявляемых полимеров представлена ниже:
Figure 00000003
Об окончании процесса свидетельствует отсутствие сигналов протонов винильных и гидросилильных групп в областях 6.4-6.0 и 4.8-4.7 м.д. соответственно на 1Н ЯМР спектрах реакционной массы. На фиг. 1 приведены 1Н ЯМР спектры исходных дивинилтетраэтоксидисилоксана (1), α,ω-дигидродекаметилпентасилоксана (2) и реакционной массы, полученной по примеру 1 (3). На фиг. 1. представлены 1Н ЯМР спектры исходных дивинилтетраэтоксидисилоксана (1), α,ω-дигидродекаметилпентасилоксана (2) и реакционной массы по примеру 1 (3). На фиг. 2. показаны 1Н ЯМР спектры продуктов, полученных в примерах 2(1), 3 (2) и 4 (3).
Соотношение диэтоксилильных и алкил(арил)силоксановых звеньев, определенное из данных 1Н ЯМР спектроскопии, соответствует теоретическому для всех синтезированных полимеров (фиг. 2).
Figure 00000004
Таким образом, был получен новый класс кремнийорганических прекурсоров, содержащих в своем составе силоксановые звенья различной природы и функциональности в строго определенном порядке, дальнейшие химические превращения которых при синтезе связующих позволят избежать образования гомополимерных и сшитых нерастворимых продуктов, а способ их получения обеспечит однозначное управление свойствами образующихся связующих в широких пределах от прочных стеклообразных до эластичных за счет четкого контроля количества алкил(арил)силильных звеньев между разветвляющими и сшивающими этоксисилильными группами в прекурсоре.
Технический результат состоит в создании нового класса этоксисодержащих линейных поликарбосилансилоксанов регулярного строения и эффективного способа их получения, который позволяет, варьируя длину силоксановой части эффективно изменять концентрацию и распределение этоксигрупп по цепи линейной молекулы.
Изобретение иллюстрируется примерами 1-4, представленными в таблице.
Пример 1 подробно описан ниже.
Синтез дивинилтетраметилсилоксанов осуществляют по известной методике (RU 2632465).
Пример 1.
2.3 г (6.5 ммоль) декаметилпентасилоксана, 2 г (6.5 ммоль) дивинилтетраэтоксидисилоксана и 0.25 мас. % катализатора Карстеда и перемешивают в течение 48 часов при 60°С. Выход продукта количественный. Строение полученного продукта реакции подтверждают с помощью спектроскопии 1Н ЯМР, δН (CDCl3): 4.00-3.75 м.д. (8 Н, О-CH 2-СН3), 1.30-1.20 м.д. (12 Н, O-СН2Н 3), 0.60 м.д. (6 Н, Si-CH 2-), 0.15-0.05 м.д. (30 Н, OSi-(CH 3)2-). ГПХ: Мр=46500, Mw/Mn=1.85.
Пример 2.
3.23 г (9.8 ммоль) 1,1,3,3 тетраметил 2,2 дифенилтрисилоксана, 3 г (9.8 ммоль) дивинилтетраэтоксидисилоксана и 0.25 мас. % катализатора Карстеда и перемешивают в течение 48 часов при 60°С. Выход продукта количественный. Строение полученного продукта реакции подтверждают с помощью спектроскопии 1Н ЯМР, δН (CDCl3): 7.5-7.25 м.д. (10 Н, Si-C6 H 5), 4.00-3.75 м.д. (8 Н, O-СН 2-СН3), 1.30-1.20 м.д. (12 Н, O-СН2Н 3), 0.60 м.д. (6 Н, Si-CH 2-), 0.15-0.05 м.д. (12 Н, OSi-(CH 3)2-). ГПХ: Мр=28000, Mw/Mn=2.9.
Пример 3.
8.66 г (16.3 ммоль) 1,1,4,4 тетраметил 2,2,3,3 тетрафенилтрисилоксана, 5 г (16.3 ммоль) дивинилтетраэтоксидисилоксана и 0.25 мас. % катализатора Карстеда и перемешивают в течение 48 часов при 60°С. Выход продукта количественный. Строение полученного продукта реакции подтверждают с помощью спектроскопии 1Н ЯМР, δН (CDCl3): 7.5-7.25 м.д. (20 Н, Si-C6 H 5), 4.00-3.75 м.д. (8 Н, O-СН 2-СН3), 1.30-1.20 м.д. (12 Н, O-СН2Н 3), 0.60 м.д. (6 Н, Si-СН 2-), 0.15-0.05 м.д. (12 Н, OSi-(СН 3)2-). ГПХ: Мр=20000, Mw/Mn=2.3.
Пример 4.
1.5 г (0.3 ммоль) α, ω-дигидрополидиметилсилоксана, 0.082 г (0.3 ммоль) дивинилтетраэтоксидисилоксана и 0.25 мас. % катализатора Карстеда и перемешивают в течение 48 часов при 60°С. Выход продукта количественный. Строение полученного продукта реакции подтверждают с помощью спектроскопии 1Н ЯМР, δН (CDCl3): 4.00-3.75 м.д. (8 Н, О-СН 2-СН3), 1.30-1.20 м.д. (12 Н, О-СН2Н 3), 0.60 м.д. (6 Н, Si-CH 2-), 0.15-0.05 м.д. (538 Н, OSi-(CH 3)2-). ГПХ: Мр=51300, Mw/Mn=2.15.

Claims (8)

1. Этоксисодержащие линейные поликарбосилансилоксаны общей формулы
Figure 00000005
где R1=R2=Me, n обозначает целые числа от 3 до 1500, m - от 1 до 50;
R1=R2=Ph, n равно 1 или 2, m - целое число от 1 до 50.
2. Способ получения поликарбосилансилоксанов по п. 1, включающий гидросилилирование дивинилтетраэтоксидисилоксана α,ω-ди(гидродиметилсилокси)олиго-органосилоксаном общей формулы:
Figure 00000006
где R1=R2=Me, n обозначает целые числа от 3 до 1500;
R1=R2=Ph, n равно 1 или 2.
RU2018147589A 2018-12-29 2018-12-29 Этоксисодержащие линейные поликарбосилансилоксаны и способ их получения RU2692259C1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147589A RU2692259C1 (ru) 2018-12-29 2018-12-29 Этоксисодержащие линейные поликарбосилансилоксаны и способ их получения
PCT/RU2019/000866 WO2020139137A1 (ru) 2018-12-29 2019-11-29 Этоксисодержащие линейные поликарбосилансилоксаны и способ их получения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147589A RU2692259C1 (ru) 2018-12-29 2018-12-29 Этоксисодержащие линейные поликарбосилансилоксаны и способ их получения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2692259C1 true RU2692259C1 (ru) 2019-06-24

Family

ID=67038338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018147589A RU2692259C1 (ru) 2018-12-29 2018-12-29 Этоксисодержащие линейные поликарбосилансилоксаны и способ их получения

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2692259C1 (ru)
WO (1) WO2020139137A1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005086652A2 (en) * 2004-02-27 2005-09-22 Selerity Technologies, Incorporated Polycarbosilane treatment of substrates
RU2632465C1 (ru) * 2016-12-13 2017-10-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Способ получения симметричных алкокси(органо)дисилоксанов
RU2643044C2 (ru) * 2013-03-06 2018-01-30 Кёльнский университет Содержащий карбосилан пенообразователь для тушения пожара

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013071154A1 (en) * 2011-11-11 2013-05-16 Fred Hutchinson Cancer Research Center Cyclin a1-targeted t-cell immunotherapy for cancer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005086652A2 (en) * 2004-02-27 2005-09-22 Selerity Technologies, Incorporated Polycarbosilane treatment of substrates
RU2643044C2 (ru) * 2013-03-06 2018-01-30 Кёльнский университет Содержащий карбосилан пенообразователь для тушения пожара
RU2632465C1 (ru) * 2016-12-13 2017-10-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Способ получения симметричных алкокси(органо)дисилоксанов

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020139137A1 (ru) 2020-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4755824B2 (ja) オルガノハイドロジェンシリコン化合物
KR101028348B1 (ko) 유기수소규소 화합물로부터의 분지형 중합체
US6103848A (en) Method of rendering substrates water repellent using hyperbranched polymers containing silicon atoms
US5902863A (en) Dendrimer-based networks containing lyophilic organosilicon and hydrophilic polyamidoamine nanoscopic domains
US6072016A (en) Silphenylene polymer and composition containing same
KR102560186B1 (ko) 하이드로실릴화 경화성 실리콘 수지
US6359097B1 (en) Functionalized polyorganosiloxanes and one of the processes for the preparation thereof
JPS62195389A (ja) ヒドロキシル基含有シロキサン化合物
US6001945A (en) Hyperbranched polymers containing silicon atoms
JP6435260B2 (ja) 高屈折率材料
US3992427A (en) Preparation of organosilicon compounds
JP2007538070A (ja) シリコーン縮合反応
RU2692259C1 (ru) Этоксисодержащие линейные поликарбосилансилоксаны и способ их получения
KR101158181B1 (ko) 메틸올 기를 함유하는 실록산
RU2277106C1 (ru) Гидридфункциональные полициклические кремнийорганические полимеры и способ их получения
US5102968A (en) Method of making silethynyl-siloxane copolymers
Wong et al. T-and Q-rich Linear Silicones from the Piers-Rubinsztajn Reaction
RU2357978C1 (ru) Способ получения полиорганоацетоксисилоксанов
RU2697476C1 (ru) Способ получения гидроксилсодержащих полиметилсилоксанов
RU2293743C1 (ru) Полинатрийоксиорганосилоксаны и способ их получения
JP2988558B2 (ja) オルガノポリシロキサンガムの製造方法
JP2001181398A (ja) 含ケイ素重合体およびその製造方法
EP4112672A1 (en) Resin material including siloxane-bond-containing polymer having host group and/or guest group
Guan et al. The Syntheses and Mark-Houwink Empirical Formula of Polysiloxanes Containing Cyanoethyl Groups as Side Substituents
JP7001025B2 (ja) 分子鎖末端にシクロシロキサン構造を有するオルガノポリシロキサンの製造方法