[发明专利]将含硅化合物连接至表面以及合成超价硅化合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在含硅化合物中诱导超价(hypervalent)态的方法，通过该超价态可将该含硅化合物化学连接至表面或基材和/或组织到基材的表面上。当连接或组织在表面上时，所述化合物可具有与所述起始材料相比不同的物理和/或化学性能。

背景技术

含硅化合物在表面上的化学连接是技术人员已知的。通常而言，这通过在活化剂存在下使合适的表面与合适的含硅化合物接触并加热该表面而实现。表面和含硅化合物之间的反应相对缓慢。施加热而使硅氧烷连接至聚酯/棉织物的实例公开在US4417066中。

发明内容

第一方面，本发明提供一种将一种或更多种含硅化合物化学连接至基材的方法，该方法包括：

提供一种或更多种选自硅氧烷化合物、硅烷醇化合物、硅醚化合物、硅烷醇盐/酯(silanolate)化合物、卤代硅烷化合物、杂氮硅三环(silatrane)化合物和硅氮烷化合物的含硅化合物；

使一种或更多种含硅化合物与基材表面接触，所述基材表面上具有一个或更多个亲核部位；

以及使所述含硅化合物和所述表面暴露在频率为0.3-30GHz的电磁辐照下。

第二方面，本发明提供一种在基材表面上创建含硅化合物阵列的方法，该方法包括：

提供一种或更多种选自硅氧烷化合物、硅烷醇化合物、硅醚化合物、硅烷醇盐/酯化合物、卤代硅烷化合物、杂氮硅三环化合物和硅氮烷化合物的含硅化合物；

使这些含硅化合物中的一种或更多种与基材表面接触；

以及使所述基材和所述含硅化合物暴露在频率为0.3-30GHz的电磁辐照下。所述基材可在其表面上具有一个或更多个亲核部位，或者在表面上可存在一种或更多种具有亲核基团的化合物如醇。

在第一和第二方面，所述基材表面可在所述基材的外部或内部。所述基材例如可为多孔聚合物基体，所述含硅化合物可排列或连接在所述基体的孔的内表面上。

在第三方面，本发明提供一种合成含硅超价化合物的方法，该方法包括：

提供一种或更多种选自硅氧烷化合物、硅烷醇化合物、硅醚化合物、硅烷醇盐/酯化合物、卤代硅烷化合物、杂氮硅三环化合物和硅氮烷化合物的含硅化合物；

任选地使所述一种或更多种含硅化合物与基材表面接触；

以及使含硅化合物和基材(如果存在的话)暴露在频率为0.3-30GHz的电磁辐照下。所述基材可在其表面上具有一个或更多个亲核部位，或者可以存在一种或更多种具有亲核基团的化合物如醇，以及如果存在基材的话，所述化合物可位于基材表面上。

在第四方面，本发明提供一种在其表面上具有一种或更多种含硅化合物的基材，其中所述一种或更多种含硅化合物已通过本发明的方法连接在所述表面上。

在第五方面，本发明提供一种在其表面上具有一种或更多种含硅化合物的基材，其中所述一种或更多种含硅化合物已通过本发明的方法在所述表面上组织成阵列。

在第六方面，本发明提供一种可通过本发明方法形成的超价含硅化合物。

现在将进一步描述本发明。在如下段落中，将更详细地定义本发明的不同方面。如此定义的每个方面可与一个或更多个任何其它方面组合，除非另有明确的相反说明。尤其是可将优选或有利地指出的任何特征与优选或有利地指出的一个或更多个任何其它特征组合。

在本发明的第一、第二和第三方面中，含硅化合物可为式I的化合物或具有式II的重复单元的聚合物，所述聚合物可以在所述聚合物链的一端或两端由氢、羟基、烷基或胺基封端：

式I

式II

其中R₁为氢或烷基，优选C₁-C₆烷基，更优选C₁或C₂烷基如甲基或乙基，m为1-4，优选3；

R₂、R₃和R₄各自独立地选自烷基、烷基缩水甘油氧基、烷基氨基、氨基烷基、丙烯酸酯基、烷基乙内酰脲基、烷基丙烯酸酯基和烷基烯烃基；和

在式I中，n、m、o和p各自为0-3，条件是m+n+o+p＝4；

在式II中，n和p各自为0、1或2，条件是n+p＝2。

聚合物优选在其至少部分单体上包括给电子基团。这些给电子基团可为在上述式II中的R₂和/或R₃上的取代基。给电子基团包括但不限于羟基、胺、巯基和羰基。聚合物中的重复单元数X可为任何合适的数。X可为2-10,000，优选2-1000。