直接由SiO_2低温合成含硅聚氨酯及其结构表征

有机硅材料是一类应用非常广泛的材料,但这些产品所用基本原料几乎都来源于石英沙(SiO2)的高温碳热还原[1],这个方法已大规模的工业化,但它的高能耗、高腐蚀成为人们越来越关注的问题.1991年美国Laine[2]直接以SiO2为原料成功地制备了五配位、六配位有机硅化合物,并进一步合成了导电材料和高性能陶瓷[3～7].我们实验室自1995年以来,在Laine的基础上,发现如果以沙子为原料,则产率非常低,即使在超声波作用下,反应一周合成的五配位硅化合物其产率不足10%,这可能是由于沙子的晶型非常完美,在200℃下很难打破Si-O键生成配位硅,如果以无定型SiO2为原料(如白碳黑,稻壳灰等),合成的五配位硅其产率几乎为100%,而且反应时间缩短为4h.然后以高活性的五配位硅为原料制备了一系列的含硅有机物,如与环氯丙烷反应[8],不仅消除了五配位硅化合物的水解可逆性反应,中和了它的强碱性,而且把环氧基团接到了配位硅化合物上,生成了一种非常类似于液态环氧树脂的淡黄色的粘稠状液体.我们按Laine的路线,向含硅聚合物方向发展[9].本文合成的双羟基四配位硅单体是五配位硅钾化合物向含硅聚合物转化的关键,由于其结构带有两个活泼羟基,可以和二元酰氯、二元羧酸、二异氰酸酯、导氰酸酯基封端的聚醚或异氰酸酯基封端的聚酯进行缩聚反应,合成主连含硅的聚合物.     

双羟基四配位硅单体的合成

以无定型二氧化硅为起始原料，与乙二醇、氢氧化钾反应，生成高反应活性的 五配位硅钾化合物，并以此为原料与2－氯乙醇反应制备了双羟基四配位硅化合物 。探讨了不同反应条件（如温度、不同反应物摩尔比、催化剂等）对该反应的影响 ，并对合成的化合物做了红外光谱、核磁共振（^1H,^13C)、元素分析、能谱元素 分析等结构表征。     

配位有机硅在聚醚氨酯中的应用

研究了直接从无定型二氧化硅出发,与乙二醇、氢氧化钾反应,生成高反应活性的五配位硅钾络合物,并以此为原料与2－氯乙醇反应制备双羟基四配位有机硅单体,该单体作为扩连剂再与异氰酸酯基封端的聚醚或聚酯进行低温溶液缩聚反应合成含硅聚醚氨酯,经红外光谱,热重分析,胶渗透色法测定分子量等对合成的物质作了结构表征,热重分析表明该聚合物的耐热性能有所提高,胶渗透色谱法测定分子量高于10万。     

环氧倍半硅氧烷的合成研究

由SiO₂(白炭黑)制备了高活性的五配位硅化合物, 并用带环氧官能团的含卤化合物与活性五配位硅作用, 衍生出带有环氧官能团的硅酸酯; 通过环氧化硅酸酯的控制水解反应, 制备出了新型聚合物纳米复合平台——环氧化倍半硅氧烷; 借助X衍射、热分析、红外等现代测试手段, 对合成产物进行了结构表征.     

制造硅材料新方法

R.M.Laine等开发出一种用乙二醇和强碱把硅石(SiO_2)转化成高活性五配位硅酸盐的通用廉价流程。据说此种硅酸盐可广泛用于包括聚合物、玻璃、陶瓷和沸石在內的各种含硅材料。该流程系将硅胶、熔凝硅石或砂同碱金属氢氧化物以及过量乙二醇一起加热。反应在蒸馏设备里进行以去除生成的水。结晶状产物是硅酸甘醇酸酯的单体或二聚体,其中每个硅原     

四配位硅单体及其共聚物的制备和结构表征

研究了直接从无定形二氧化硅出发, 与乙二醇、氢氧化钾反应, 生成高反应活性的五配位硅钾化合物, 并以此为原料与含活泼氯的3-氯丙烯反应制备出含双键官能团的四配位硅单体. 讨论了合成单体的条件如温度、反应时间、反应物浓度、溶液pH值及溶剂等因素的影响. 然后以该四配位硅单体与甲基丙烯酸甲酯(MMA)在偶氮二异丁腈(AIBN)作引发剂下进行自由基聚合得到支链含硅共聚物. 并借助于红外光谱(IR)、核磁共振(¹³C和¹H, ²⁹Si)、能谱元素分析对合成的单体进行了结构表征; 用红外光谱(IR)、热失重谱(TG)、差示扫描量热谱(DSC)、凝胶渗透色谱法(GPC)等现代测试手段对支链含硅共聚物进行了结构表征及热性能分析. IR表明四配位硅单体在1646 cm^－1处是C＝C的伸缩振动吸收峰, 在共聚物中此峰消失; TG表明共聚物在249.6 ℃才开始失重, 552 ℃有机部分失重完毕; GPC分析表明共聚物的数均分子量为8.7万.     

四配位硅与甲基丙烯酸β-羟乙酯共聚物的制备及其结构表征

以二氧化硅为起始原料,与乙二醇、氢氧化钾反应,生成高活性的五配位硅钾化合物.以此为原料,与对苄氯苯乙烯反应,制得含双键官能团的四配位硅单体.然后与甲基丙烯酸β-羟乙酯进行自由基共聚合,得到含硅支链的共聚物.最后用IR、EA、EDS、TG、DSC、GPC等对四配位硅单体及其共聚物作了结构表征.IR表明,四配位硅单体在1630 cm-1附近的C=C伸缩振动吸收峰在共聚物中消失.TG表明,共聚物在343℃开始分解.分子链间通过羟基可以交联成体型结构,具有不溶不熔的特性.用DSC测得共聚物的玻璃化温度为48.1℃.     

直接由SiO2低温合成含硅环氧化合物及其结构表征

研究了直接由SiO2(沉淀白炭黑)、乙二醇、KOH为原料低温合成高活性的五配位有机硅络合物[KSi-(OCH2CH2O)2OCH2CH2OH]然后与环氧氯丙烷反应,生成含硅环氧化合物,并借助于红外、核磁共振、热分析、能谱元素分析等现代测试手段,对合成的产物进行了结构表征。     

直接由SiO_2低温合成含硅环氧化合物及其结构表征

研究了直接由SiO2 (沉淀白炭黑 )、乙二醇、KOH为原料低温合成高活性的五配位有机硅络合物 [KSi (OCH2 CH2 O) 2 OCH2 CH2 OH],然后与环氧氯丙烷反应 ,生成含硅环氧化合物 ,并借助于红外、核磁共振、热分析、能谱元素分析等现代测试手段 ,对合成的产物进行了结构表征     

1-杂环芳酰氧基-2,8,9-三氧杂-5-氮杂-1-硅杂三环[3.3.3.O[1.5]]十一碳烷的研究

本文合成了六个1-杂环芳酰氧基杂氨硅三环和三个1-杂环芳酰氧甲基杂氮硅三环,这些化合物均未见文献报道.通过1H NMR,IR和X射线衍射的方法,确证上述化合物为五配位络构,分子内的N→Si配键强度较大.这是一类低毒或中毒化合物.     

1-(取代硅基甲硫基)甲基-2,8,9-三氧杂-5-氮杂-1-硅杂双环[3.3.3]十一烷的合成与生物活性

2,8,9一三氧杂一5一氮杂司一硅杂双环［3．3．3」十一烷（Silatrane）衍生物是一类具有广泛生物活性的五配位有机硅化合物,自6O年代发现以来一直引起人们浓厚的兴趣,随着其1位硅原子上所连基团的变化,该类化合物可表现出通然不同的生物活性［’j．为寻找新的生物活性物质,本文在Silatranel位引入一类含硅甲硫醚基团,合成了11种新的Silatrane衍生物,并初步测定了其在农药、医药方面的生物活性;同时,在其质谱中发现存在罕见的重排裂解过程．合成方法如下：回实验部分1．l仪器与试剂BrukerAC－PZOO型NMR仪,CDCI。为溶剂,TM…     

四配位硅与丙烯酸甲酯共聚物的制备及其性能

以SiO_2为起始反应物,与乙二醇、氢氧化钾反应,生成高反应活性的五配位硅钾化合物,并以此为原料与等摩尔比的对苄氯苯乙烯反应制备出含双键单官能团的四配位硅单体;然后与丙烯酸甲酯在甲苯溶剂中进行溶液自由基聚合反应,得到支链含硅共聚物。对合成的四配位硅单体及其共聚物采用红外光谱、元素分析、能谱元素分析、热失重分析、差示扫描量热谱分析、凝胶渗透色谱等测试技术进行了结构表征与性能分析。结果表明．四配位硅单体在1 630 cm~(-1)附近的C=C伸缩振动吸收峰在共聚物中消失了,说明共聚反应完全;共聚物的热性能较好．在357℃开始失重;共聚物的玻璃化转变温度为23．4℃,刚好界于聚丙烯酸甲酯的T_g(8℃)和苯乙烯基四配位硅的均聚物的T_8(32．8℃)之间;共聚物的数均分子量为2．2×10~4,多分散系数为1．76。通过测定共聚物在潮湿空气中(相对湿度RH=90％)放置一年后的IR谱和分子量,结果表明与新合成物的数据基本一致,说明Si—O—C键接到支链上的共聚物结构很稳定。     

1-杂环芳酰氧基-2,8,9-三氧杂-5-氮杂-1-硅杂三环[3.3.3.0~(1,5)]十一碳烷的研究

本文合成了六个1-杂环芳酰氧基杂氮硅三环和三个1-杂环芳酰氧甲基杂氮硅三环,这些化合物均未见文献报道。通过1~H NMR、IR 和 X 射线衍射的方法,确证上述化台物为五配位结构,分子内的 N→Si 配键强度较大。这是一类低毒或中毒化合物。     

活性自由基聚合(Iniferter)法制备聚合物包覆硅胶固定相及其色谱性能评价

应用活性自由基聚合法, 在接枝iniferter的硅球表面键合甲基丙烯酸异辛酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯聚合层, 制备了聚合物包覆硅胶色谱固定相, 并研究了合成条件对于聚合层及分离效果的影响. 在一定聚合时间中, 接枝聚合物质量与反应时间呈线性关系, 并可以在得到聚合物包覆硅胶的基础上, 利用包覆硅胶中的iniferter再次引发接枝聚合, 体现了活性自由基聚合的特点. 聚合物包覆硅胶对于烷基苯同系物、碱性化合物及羟基苯甲酸酯具有很好的色谱分离能力及柱效, 同时, 由于聚合层能够有效地覆盖硅球表面的硅羟基, 减小了碱性化合物的拖尾. 研究工作提供了新的聚合物包覆硅胶固定相的合成方法.     

具有生物活性有机硅化合物的研究(XIV)──含硅四配位双(单)硫代磷酸酯化合物的研究

共合成了13个含硅四配位二硫代磷酸酯和2个含硅四配位单硫代磷酸酯的新化合物,经元素分析、IR、¹HNMR、MS确定了新化合物结构,对部分化合物进行了生物活性的测定,结果表明个别化合物有较好的生物活性。     

三苯基锡4－吡啶甲酸酯的合成、性质和晶体结构

用三苯基氯化锡与4-吡啶甲酸钠反应，合成了三苯基锡4-吡啶甲酸酯，并进行 了红外光谱、核磁共振氢谱及质谱表征。X射线单晶衍射表明，化合物属单斜晶系 ，空间群P21，晶胞参数：a=1.6629（3）nm，b=104987(4)nm，c=2.4318(7)nm，β =90.040（5）°，Z=8,Dc=1.1529g/cm^3，R1=0.0543，wR2=0.1086。化合物的晶体 是由两个结构相似但键长和键角不同的独立分子所组成，且每个分子含有两种化学 环境不同的锡原子。它们通过4-吡啶甲酸配体的氮原子桥联，形成五配位三角双锥 构型的一维无限链聚合物。     

双环笼状四配位硅的合成及其结构表征

研究了以SiO₂为原料低温合成高反应活性的五配位硅酸酯, 并与1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]-4-氯甲基辛烷反应合成出具有对称结构的双环笼状四配位硅, 通过红外光谱、¹³C和²⁹Si固体核磁共振、质谱等测试手段确定了其结构. 热分析结果表明, 双环笼状四配位硅在700 ℃的失重仅为19.98%, 且炭层呈密实片层状, 说明目标产物具有优异的热稳定性和成炭性质.     

钛硅复合氧化物局域结构的研究

用XAFS（X-ray absorption fine structure）分析了由溶胶-凝胶、液相浸渍和化学气相沉积等三种方法制备的二氧化钛和二氧化硅复合氧化物的Ti K边结构.结果表明:溶胶-凝胶法制得的复合氯化物中的钛分散很好,液相浸渍法次之,而化学气相沉积法最差.不论哪种方法,随钛含量（或钛硅原子比）的增加,边前特征峰A2降低,钛的第一配位层Ti－O的配位数和键长增加;在复合载体中既有钛中心对称的八面体6配位TiO6的结构也有钛中心对称性差的四面体4配位TiO4或五面体5配位结构,并且随钛含量增加,钛的局域结构越来越接近锐钛矿型二氧化钛.根据XAFS、XRD、IR表征结果,提出了钛硅复合氧化物模型.     

主链含杂氮硅三环的聚醚的合成及其抗肿瘤活性研究

通过乙二醇或多缩乙二醇双缩水甘油醚与氨基乙醇开环聚合,然后与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷反应,合成了四种主链含γ-氨基丙基杂氮硅三环的聚醚聚合物。将这四种聚醚聚合物与芳香醛反应,合成了十二种主链含有γ-芳亚甲氨基丙基杂氮硅三环的聚醚聚合物。用IR、UV、~1HNMR和元素分析对它们的结构进行了验证。用体外细胞培养法测定了这些聚合物的抗肿瘤活性。     

两个八氰基W（Ⅳ）-Mn（Ⅱ）双金属配合物的结构及磁性质

合成了两个氰基桥连的异金属配位聚合物[{Mn（dpa）2}2W（CN）8·CH3CN·4H2O]n（1）和[Mn2（H2O）4{W（CN）8}·3H2O]n（2）,并对它们进行了结构和磁性表征．X-射线单晶结构分析表明,在化合物1中,W2（CN）4Mn2四核片段通过公共的[W（CN）8]^4-离子相互连接,形成一个无限延伸的一维链状结构．化合物2的结构较为复杂,是一个含有一维孔道（约13.21A×11．82A）的三维网状结构．磁性研究表明,在两种化合物中,相邻的两个锰离子之间抗磁性的八氰基配离子均传递非常微弱的反铁磁相互作用．