一種不對稱多面體低聚倍半硅氧烷及其合成方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及多面體低聚倍半硅氧烷合成技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新型不對稱多 面體低聚倍半硅氧烷及其高效合成方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 不對稱多面體低聚倍半硅氧烷具有重要用途，如用于開發(fā)串珠型、梯-籠形、超支 化與大環(huán)等新型聚硅氧烷；開發(fā)新型偶聯(lián)劑；開發(fā)新型催化劑載體等。目前為止，見于報道 的不對稱多面體低聚倍半硅氧烷有兩種類型。第一種不對稱多面體低聚倍半硅氧烷為上下 兩個面帶有不同官能團的籠形多面體低聚倍半硅氧烷，這類不對稱多面體低聚倍半硅氧烷 多是由兩種帶有不同官能團的環(huán)四硅氧烷四硅醇為原料共縮合得到的，但是在合成過程中 往往會生成官能團無規(guī)排布的多面體低聚倍半硅氧烷。如s.Tateyama等人發(fā)表在Journal ofOrganometallicChemistry的論文（JournalofOrganometallicChemistry，2010， 695,898-902)，以1，3,5,7-四苯基-1，3,5,7-四羥基環(huán)四硅氧烷和1，3,5,7-四氘代苯 基-1，3,5,7-四羥基環(huán)四硅氧烷為原料在季銨堿的催化下得到了兩種官能團無規(guī)分布的 籠形多面體低聚倍半硅氧烷。另一種不對稱多面體低聚倍半硅氧烷為左右?guī)в袃煞N不同官 能團的多面體低聚倍半硅氧烷，如Y.Kawakami等人發(fā)表在AdvancedPolymerScience的 論文（AdvancedPolymerScience，2011，235,185-228)，介紹了分別帶有二甲基娃氧基和 環(huán)丁基硅基的多面體低聚倍半硅氧烷，這種不對稱多面體低聚倍半硅氧烷只能用于合成線 性聚合物，應(yīng)用范圍有限，并且論文中并未給出這種不對稱多面體低聚倍半硅氧烷的表征 數(shù)據(jù)。
[0003] 總之，現(xiàn)有不對稱多面體低聚倍半硅氧烷的合成多集中在上下兩個面帶有不同官 能團的籠形多面體低聚倍半硅氧烷與左右?guī)в袃煞N不同官能團的多面體低聚倍半硅氧烷 上，合成方面存在著產(chǎn)物官能團無規(guī)分布的問題，應(yīng)用方面只適用于開發(fā)線性高分子。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有不對稱多面體低聚倍半硅氧烷的合成多集中在上下兩個面帶有不同 官能團的籠形多面體低聚倍半硅氧烷與左右?guī)в袃煞N不同官能團的多面體低聚倍半硅氧 烷上，合成方面存在著產(chǎn)物官能團無規(guī)分布的問題，本發(fā)明提出了一種不對稱多面體低聚 倍半硅氧烷及其合成方法與應(yīng)用，合成方法具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、合成效率高、產(chǎn)品 提純過程簡單易行等優(yōu)點。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種不對稱多面體低聚倍半硅氧烷，所述的 不對稱多面體低聚倍半硅氧烷左右兩邊含有不同官能團，結(jié)構(gòu)式如（I)所示：
[0006]
【主權(quán)項】
1. 一種不對稱多面體低聚倍半硅氧烷，其特征在于，所述的不對稱多面體低聚倍半硅 氧烷左右兩邊含有不同官能團，結(jié)構(gòu)式如（I)所示：
結(jié)構(gòu)式中，&、《、1?4、1?5、1?6為分別獨立地選自氫、氟、烷基、烯基、炔基、芳香基、環(huán)氧 基、醋基、橫酸基、幾基、臆基、鹵代烷基、鹵代條基、鹵代炔基、羥基中一種，n選自1或者2。
2. -種如權(quán)利要求1所述的不對稱多面體低聚倍半硅氧烷，其特征在于，所述的合成 方法為以下步驟：在催化劑的作用下，在有機溶劑中，結(jié)構(gòu)式如（II)所示的雙甲板形低聚 倍半硅氧烷與含有兩個反應(yīng)官能團的硅烷或者二硅氧烷反應(yīng)，先得到結(jié)構(gòu)式如（III)所示 的不對稱多面體低聚倍半硅氧烷，再與含有兩個反應(yīng)官能團的二硅氧烷反應(yīng)，得到結(jié)構(gòu)式 如m斫芫的不對輸玄而優(yōu)低療倍坐砝訇樘
.61^彳寸耜加卞斫芫. 反應(yīng)式中，Ri、R2、R3、R4、R5、R6、R7分別獨立地選自氫、氟、烷基、烯基、炔基、芳香基、環(huán) 氧基、醋基、橫酸基、幾基、臆基、鹵代烷基、鹵代條基、鹵代炔基、羥基中一種，m為0或者1， n為1或者2,X選自氫、氟、氯、溴、碘、烷氧基中一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的不對稱多面體低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特征在于，結(jié) 構(gòu)式如（II)所示的雙甲板形低聚倍半硅氧烷與含有兩個反應(yīng)官能團硅烷或者二硅氧烷的 質(zhì)量比為1 : 0.001~1 ;結(jié)構(gòu)式如（III)所示的不對稱多面體低聚倍半硅氧烷與含有兩 個反應(yīng)官能團的二硅氧烷的質(zhì)量比為1 : 0. 001~1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的不對稱多面體低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特征在于，所 述的有機溶劑選自烷烴、芳香烴、醚類、環(huán)醚類、酮類中一種或幾種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的不對稱多面體低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特征在于，有 機溶劑選自己烷、環(huán)己烷、甲苯、氯苯、乙醚、丁醚、四氫呋喃、1，4-二氧六環(huán)、丙酮、環(huán)己酮、 甲基異丁基酮中一種或幾種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述不對稱多面體低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特征在于，所述 的催化劑選自無機氨、有機胺、季銨堿、金屬單質(zhì)、金屬氧化物、金屬鹽、絡(luò)合物中一種，結(jié)構(gòu) 式如（II)所示的雙甲板形低聚倍半硅氧烷與催化劑的質(zhì)量比為1 : 0.001~1，結(jié)構(gòu)式如 (III)所示的不對稱多面體低聚倍半硅氧烷與催化劑的質(zhì)量比為1 : 〇. 001~1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的不對稱多面體低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特征在于，催 化劑選自氨氣、氨水、二甲胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺、吡啶、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧 化銨、四叔丁基氫氧化銨以及鐵、鈷、鎳、釕、銠、鉑、鈀、鋨、銥、金、銀、銅、錫、鋅、鈦、鎬、鉻、 錳、鑭系金屬中一種金屬的單質(zhì)或者相應(yīng)的化合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的不對稱多面體低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特征在于，反 應(yīng)溫度為-20~140°C，反應(yīng)時間分別為30分鐘~24小時。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的不對稱多面體低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特征在于，所 述的反應(yīng)中包括后處理過程，后處理過程為重結(jié)晶、沉淀、柱色譜或者真空烘干。
10. -種如權(quán)利要求1所述的不對稱多面體低聚倍半硅氧烷在串珠型、梯-籠形、超支 化與大環(huán)等新型聚硅氧烷、新型偶聯(lián)劑；新型催化劑載體開發(fā)上的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明涉及多面體低聚倍半硅氧烷合成技術(shù)領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有不對稱多面體低聚倍半硅氧烷的合成多集中在上下兩個面帶有不同官能團的籠形多面體低聚倍半硅氧烷與左右?guī)в袃煞N不同官能團的多面體低聚倍半硅氧烷上，合成方面存在著產(chǎn)物官能團無規(guī)分布的問題，本發(fā)明提出了一種不對稱多面體低聚倍半硅氧烷及其合成方法與應(yīng)用，所述的不對稱多面體低聚倍半硅氧烷左右兩邊含有不同官能團，結(jié)構(gòu)式如(I)所示，合成方法具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、合成效率高、產(chǎn)品提純過程簡單易行等優(yōu)點。
【IPC分類】C07F7-21
【公開號】CN104693231
【申請?zhí)枴緾N201410753735
【發(fā)明人】李澤, 葉國方, 田堃, 劉利鋒, 吳春勇, 李美江, 來國橋, 蔣劍雄, 邱化玉
【申請人】杭州師范大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年12月10日