[发明专利]轮烷化合物

说明书

一种轮烷化合物，该轮烷化合物包含一个以上环状分子和轴分子，轴分子穿过环状分子的内孔并具有配置成不使环状分子脱离的帽结构，其中，环状分子和轴分子中的一方具有能与二氧化硅反应的官能团和能与碳‑碳不饱和键反应的官能团中的一方，环状分子和轴分子中的另一方具有能与二氧化硅反应的官能团和能与碳‑碳不饱和键反应的官能团中的另一方。

技术领域

本发明涉及具有反应性基团并用作硅烷偶联剂的轮烷化合物。

背景技术

硅烷偶联剂是在其分子中具有两种官能团(与有机材料反应并偶联的官能团和与无机材料反应并偶联的官能团)的化学品的总称，其目的是使聚合物和与有机材料不相容的填料偶联，从而增强其粘合性(adhesion)。

硅烷偶联剂的一种官能团与填料表面上的硅烷醇反应，从而通过硅烷醇降低填料之间的相互作用并改善分散性；硅烷偶联剂的另一种官能团与聚合物反应，从而通过硅烷偶联剂使填料与聚合物偶联并改变填料的界面结构。因此，粘度、储能模量(storageelasticity)、损耗角正切等降低，分散性、机械强度、耐磨性等提高。

近年来，作为轮烷交联的关键，对网状轮烷聚合物(RCP，rotaxane networkpolymer)的研究取得了积极的进展。轮烷是一种超分子化合物，其具有链状分子作为轴组分和环状分子作为环组分，二者通过非共价键的空间性键合(spatial bonding)连结，各组成元素不受键长和键角的限制并具有高度的自由度和活动性。因此，表现出优异的动力学特性和物理性能。RCP是在交联点具有轮烷结构的交联聚合物的总称，据报道由于其交联点可移动的结构而显示出高的柔性和弹性(非专利文献1至非专利文献3)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Okumura等，Advanced Materials(2001)，第13卷，第7期，第485-487页

非专利文献2：Ito，Polymer Journal(2007)，第39卷，第6期，第489-499页

非专利文献3：Koyama等，Polymer Journal(2014)，46，第315-322页

发明内容

本发明要解决的问题

然而，许多RCP通过使包含许多环状分子的聚轮烷的环状分子交联而获得，其多功能性和应用受限。

如果提供一种设计低分子量(接近轮烷的基本单元的分子量)的功能性轮烷化合物，并精确控制具有轮烷结构作为交联点的材料的性能的技术，则该技术的实用性非常高。

本发明的目的是提供一种用作硅烷偶联剂的轮烷化合物。

解决问题的方法

本发明的发明人进行了深入研究，因此发现了一种惰性轮烷化合物并完成本发明；其中，该轮烷化合物的环状分子和轴分子分别引入了能与二氧化硅反应的官能团和能与碳-碳不饱和键反应的官能团，该惰性轮烷化合物可用作硅烷偶联剂以使配混组合物具有优异的动力学特性和物理性能。

即，本发明涉及：

[1]一种轮烷化合物，所述轮烷化合物包含一个以上环状分子和轴分子，轴分子穿过环状分子的内孔并具有配置成不使环状分子脱离的帽结构，其中，环状分子和轴分子中的一方具有能与二氧化硅反应的官能团和能与碳-碳不饱和键反应的官能团中的一方，环状分子和轴分子中的另一方具有能与二氧化硅反应的官能团和能与碳-碳不饱和键反应的官能团中的另一方；

[2]上述[1]的轮烷化合物，其中，所述环状分子选自冠醚、环糊精、环蕃(cyclophane)、杯芳烃、葫芦脲(cucurbituril)和柱芳烃中的至少一种；