[发明专利]二胺苯基双夹板笼型倍半硅氧烷的合成方法

说明书

本发明涉及二胺苯基双夹板笼型倍半硅氧烷的合成方法，该方法是以硅烷、氢氧化钠为原料，反应生成四硅醇钠盐，再通过四硅醇钠盐与端烯基氯硅烷反应生成端烯基双夹板笼型倍半硅氧烷，再将端烯基双夹板笼型倍半硅氧烷与溴代芳胺基化合物，在催化剂、配体作用下，进行偶联反应，即制得所述的二胺苯基双夹板笼型倍半硅氧烷。与现有技术相比，本发明合成步骤简单，条件温和，可控性好，周期短，产率高，制得的二胺苯基双夹板笼型倍半硅氧烷可用于热固性树脂或热塑性树脂的改性，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料合成技术领域，涉及一种倍半硅氧烷的合成方法，尤其是涉及一种二胺苯基双夹板笼型倍半硅氧烷的合成方法。

背景技术

在倍半硅氧烷研究领域中，环形齐聚倍半硅氧烷是一类具有立体环状结构的齐聚倍半硅氧烷(MOSS)，其无机性质与多面体齐聚倍半硅氧烷(POSS)类似，具有倍半硅氧烷骨架。与POSS的合成相比，MOSS的合成具有方法简单，周期短，产率高的特点，并对溶剂和环境的干燥程度要求较低。

胺类化合物是一类重要的有机中间体，具有广泛的用途。倍半硅氧烷具有良好的热稳定性、机械性能、阻燃性能、介电性能和加工性能。端芳胺基双夹板笼型倍半硅氧烷同时具备了两者的优点，可以将具有“Si-O-Si”键的倍半硅氧烷引入到材料的主链中，制备出有机-无机纳米复合材料，具有更加广阔的应用前景。然而，目前对于端芳胺基双夹板笼型倍半硅氧烷合成方法的研究却鲜有报道。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种由溴代芳胺基化合物通过Heck反应合成二胺苯基双夹板笼型倍半硅氧烷的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

二胺苯基双夹板笼型倍半硅氧烷的合成方法，该方法是以硅烷、氢氧化钠为原料，反应生成四硅醇钠盐，再通过四硅醇钠盐与端烯基氯硅烷反应生成端烯基双夹板笼型倍半硅氧烷，再将端烯基双夹板笼型倍半硅氧烷与溴代芳胺基化合物，在催化剂、配体作用下，进行偶联反应，即制得所述的二胺苯基双夹板笼型倍半硅氧烷。

二胺苯基双夹板笼型倍半硅氧烷的合成方法，该方法具体包括以下步骤：

(1)四硅醇钠盐的制备：

将硅烷、氢氧化钠、去离子水溶解在有机溶剂中，于70-90℃反应2-4小时后，冷却至室温，继续搅拌10-20小时，再经旋蒸除去溶剂，制得前驱体四硅醇钠盐，后经真空干燥，备用；

(2)端烯基双夹板笼型倍半硅氧烷的制备：

将步骤(1)制得的四硅醇钠盐与三乙胺一起分散在有机溶剂中，于0℃一次性加入端烯基氯硅烷，反应4-6小时，再转移至室温条件下，继续反应12-24小时，待反应结束后，过滤，保留滤液，滤液经旋蒸除去溶剂后，再分散于甲醇中，搅拌，过滤，即制得端烯基双夹板笼型倍半硅氧烷，后经真空干燥，备用；

(3)二胺苯基双夹板笼型倍半硅氧烷的制备：

将步骤(2)制得的端烯基双夹板笼型倍半硅氧烷加入到有机溶剂中，再加入溴代芳胺基化合物、催化剂及配体，惰性气体氛围中，于90-110℃反应30-50小时，反应结束后，经过滤、旋蒸后，再加入甲醇，直至无沉淀产生，后经抽滤、干燥，即制得所述的二胺苯基双夹板笼型倍半硅氧烷。

步骤(1)所述的硅烷、氢氧化钠及去离子水的摩尔比为2-8:7:4。

步骤(1)所述的硅烷为三甲氧基氢硅烷、苯基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、三乙氧基氢硅烷、苯基三乙氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基氢硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、环己基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷中的一种。

步骤(2)所述的四硅醇钠盐与三乙胺、端烯基氯硅烷的摩尔比为1:4:2-4。