含有多种官能团多面体低聚倍半硅氧烷及其合成方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及多面体低聚倍半硅氧烷合成技术领域，特别是设及含有多种官能团多 面体低聚倍半硅氧烷及其高效合成方法与应用。
【背景技术】
[0002] 含有多种官能团多面体低聚倍半硅氧烷具有重要用途，如用于合成环形、线性、超 支化聚硅氧烷；开发新型偶联剂；开发新型催化剂载体等。目前为止，见于报道的多面体低 聚倍半硅氧烷一股只含有一种至两种官能团。通过=官能团单体直接水解/缩合的方法制 备多面体低聚倍半硅氧烷一股只能得到含有一种官能团的产物，如A.Bassindale等人发 表在 Dalton Transactions 上的论文值alton Transactions, 2003, 2945-2949)己氧 基硅烷为原料，W四了基氣化锭为催化剂合成得到了一系列含有一种官能团的多面体低聚 倍半硅氧烷。通过"顶角-戴帽"法可W制备得到含有两种官能团的多面体低聚倍半娃氧 烧，女曰比 Liu 等人发表在 Chemistry-A European Journal 上的论文（Chemistry-A European Journal, 2011，17, 5019-5023)，W不完全缩合多面体低聚倍半硅氧烷和S氯硅烷为原料， 通过"顶角-戴帽"法得到了含有叔了基与氯丙基的多面体低聚倍半硅氧烷。另外，通过两 种不同环四硅氧烷四娃醇共缩合也可W制备得到含有两种不同官能团的多面体低聚倍半 硅氧烷，如Y.Kawakami 等人发表在Advanced Polymer Science 的论文（Advanced Polymer Science, 2011,235,185-228)，W四苯基环四硅氧烷四娃醇和四叔了基环四硅氧烷四娃醇 为原料，在四了基氣化锭的催化下，得到了含有苯基与叔了基的多面体低聚倍半硅氧烷。
[0003] 总之，现有多面体低聚倍半硅氧烷的合成多集中在含有一种至两种官能团的多面 体低聚倍半硅氧烷上，含有多种官能团多面体低聚倍半硅氧烷未见报道。
【发明内容】
[0004] 为解决现有的多面体低聚倍半硅氧烷多只含有一种至两种官能团，使其应用范围 受到很大限制的问题，本发明提出了含有多种官能团多面体低聚倍半硅氧烷及其合成方法 与应用，本发明的合成方法具有反应条件温和、能耗低、合成效率高、产品提纯过程简单易 行等特点。
[0005] 本发明是通过W下技术方案实现的；含有多种官能团的多面体低聚倍半硅氧烷的 结构式如（I)或（II)所示：
[0006]
【主权项】
1. 含有多种官能团的多面体低聚倍半硅氧烷，其特征在于，所述的多面体低聚倍半硅 氧烷中含有多种官能团，其结构式如（I)或（II)所示：
结构式中，Rp Ry R3分别独立地选自氣、氣、烷基、烯基、炔基、芳香基、环氧基、醋基、横 酸基、駿基、臆基、卤代烷基、卤代烯基、卤代炔基、羟基、烷基娃氧基、烯基娃氧基、炔基娃氧 基、芳香基娃氧基、环氧基娃氧基、醋基娃氧基、横酸基娃氧基、駿基娃氧基、臆基娃氧基、齒 代烷基娃氧基、卤代烯基娃氧基、卤代炔基娃氧基中一种， 选自烷基娃基、烯基娃基、炔基娃基、烷氧基娃基、芳香基娃基、环氧基娃基、醋基娃 基、横酸基娃基、駿基娃基、臆基娃基、卤代烷基娃基、卤代烯基娃基、卤代炔基娃基中一种D
2. -种如权利要求1所述的含有多种官能团多面体低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特 征在于，所述的合成方法为以下步骤：以结构式如（III)所示的不完全缩合多面体低聚倍 半硅氧烷和含有两个反应官能团的硅烷为原料，并在催化剂的作用下，在有机溶剂中进行 反应，再经过后处理过程，得到结构式如（I)所示的含有多种官能团多面体低聚倍半硅氧 烷，反应过稈如下所示：
上述结构式中，Rp Ry R3分别独立地选自氣、氣、烷基、烯基、炔基、芳香基、环氧基、醋 基、横酸基、駿基、臆基、卤代烷基、卤代烯基、卤代炔基、羟基、烷基娃氧基、烯基娃氧基、块 基娃氧基、芳香基娃氧基、环氧基娃氧基、醋基娃氧基、横酸基娃氧基、駿基娃氧基、臆基娃 氧基、卤代烷基娃氧基、卤代烯基娃氧基、卤代炔基娃氧基中一种，Xp X2分别独立地选自氣、 氟、氯、溴、碘、烷氧基中一种。
3. 根据权利要求2所述的含有多种官能团多面体低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特征 在于，结构式如（I)所示的含有多官能团的多面体低聚倍半硅氧烷和含有一个反应官能团 的硅烷为原料，并在催化剂作用下，在有机溶剂中进行反应，再经过后处理过程，得到结构 式如（II)所示的含有多种官能团多面体低聚倍半硅氧烷，反应过程如下所示：
上述结构式中，选自烷基娃基、條基娃基、炔基娃基、烷氧基娃基、芳香基娃基、环氧 基娃基、醋基娃基、横酸基娃基、幾基娃基、臆基娃基、卤代烷基娃基、卤代條基娃基、卤代块 基硅基中一种，X选自氢、氟、氯、溴、碘、烷氧基中一种。
4. 根据权利要求2或3所述的含有多官能团多面体低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特 征在于，所述的有机溶剂选自烷烃、芳香烃、醚类、环醚类、酮类中一种或几种。
5. 根据权利要求2或3所述的含有多官能团多面体低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特 征在于，所述的催化剂选自无机氨、有机胺、季铵碱、金属单质、金属氧化物、金属盐、络合物 中一种。
6. 根据权利要求2或5所述的含有多官能团多面体低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特 征在于，结构式如（III)所示的不完全缩合多面体低聚倍半硅氧烷与含有两个反应官能团 硅烷的质量比为1 : 〇. OOl~1，与催化剂的质量比为1 : 〇. OOl~1。
7. 根据权利要求3或5所述的含有多官能团多面体低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特 征在于，结构式如（I)所示的多官能团的多面体低聚倍半硅氧烷与含有一个反应官能团的 硅烷的质量比为1 : 〇. 001~1，与催化剂的质量比为1 : 〇. 001~1。
8. 根据权利要求2或3所述的含有多官能团多面体低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特 征在于，反应温度为.20~140°C，反应时间为30分钟~24小时。
9. 根据权利要求2或3所述的含有多官能团多面体低聚倍半硅氧烷的合成方法，其特 征在于，后处理过程为重结晶、沉淀、柱色谱或者真空烘干。
10. -种如权利要求1所述的含有多种官能团多面体低聚倍半硅氧烷在线性、超支化 与大环等新型聚硅氧烷上的应用。
【专利摘要】本发明涉及多面体低聚倍半硅氧烷合成技术领域，为解决现有的多面体低聚倍半硅氧烷多只含有一种至两种官能团，使其应用范围受到很大限制的问题，本发明提出了含有多种官能团多面体低聚倍半硅氧烷及其合成方法，含有多种官能团的多面体低聚倍半硅氧烷的结构式如(I)或(II)所示：本发明的合成方法具有反应条件温和、能耗低、合成效率高、产品提纯过程简单易行等特点。
【IPC分类】C07F7-21, C08G77-04
【公开号】CN104672274
【申请号】CN201410753116
【发明人】李泽, 田堃, 来国桥
【申请人】杭州师范大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月10日