1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基二硅氧烷的合成

1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基二硅氧烷(即双封头)通常是先由钠缩合反应合成二甲基乙氧基乙烯基硅烷(以下简称单封头),再经水解得到[1-2]。在钠缩合反应合成单封头的反应中,对不同条件下,各种因素对钠缩合反应收率的影响进行研究,考察了路易斯酸作催化剂对钠缩合反应收率的影响,发现路易斯酸作催化剂使钠缩合反应收率得到明显的提高,高达77.6%。在水解反应中通过正交实验法对其工艺条件进行优化,选出最佳工艺条件,其反应收率可达90.7%。     

1,3-双(3-羟丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的制备

介绍了一种合成1,3 双(3 羟丙基) 1,1,3,3 四甲基二硅氧烷(Ⅰ)的方法,以1,3 双(3 氯丙基) 1,3 二甲氧基 1,3 二甲基二硅氧烷(Ⅱ)为起始原料,其总收率可达75%以上。在25℃将450mL浓度为1mol/L的甲基碘化镁乙醚溶液滴加入70 2gⅡ中,并在40℃回流反应5h,可得到52 6g1,3 双(3 氯丙基) 1,1,3,3 四甲基二硅氧烷(Ⅲ);以N,N 二甲基甲酰胺为溶剂,13 9gⅢ和14 2g醋酸钾在130℃反应7h,生成1,3 双(3 乙酰氧丙基) 1,1,3,3 四甲基二硅氧烷(Ⅳ)15 9g;以碳酸钾为催化剂,在室温下,10 0gⅣ用甲醇醇解1h可制得7 0g标题化合物Ⅰ。用IR、1HNMR和元素分析等分析方法对产物Ⅰ和中间物Ⅲ、Ⅳ等进行了表征。     

1,1,3,3-四甲基-1,3-二硅氧烷二醇的研制

分别采用3种方法(二甲基二氯硅烷于冷水中水解、D₄与氢氧化钠反应、钯催化四甲基二硅氧烷)制备1,1,3,3-四甲基-1,3-二硅氧烷二醇,以寻找有利于其工业化生产的有效路径。最终确定了以四甲基二硅氧烷为原料制备1,1,3,3-四甲基-1,3-二硅氧烷二醇的合成方法。该法操作简单,收率超过90%,易大规模生产。阐述了1,1,3,3-四甲基-1,3-二硅氧烷二醇的合成的相关机理。在钯催化下,形成的Si—PdL₂削弱了四甲基二硅氧烷中的Si—H,有利于H—OH的进攻,且随之形成的过渡态活化能大幅降低,从而实现反应速率的加快,同时较短的反应时间能够避免产物1,1,3,3-四甲基-1,3-二硅氧烷二醇发生聚合反应,进一步提高产物收率。     

1,3-二苯基-1,1,3,3-四(二甲基硅氧基)二硅氧烷的合成与表征

以苯基三甲氧基硅烷、四甲基二硅氧烷为原料,在固体酸催化下水解缩合,得到1,3-二苯基-1,1,3,3-四(二甲基硅氧基)二硅氧烷含量为42.6%的含氢低聚硅氧烷;再于0.665 kPa真空度下精馏,得到纯度为97.5%的产物。采用IR、GC-MS、1HNMR、13C NMR对其进行结构表征。结果表明,产物的结构特征与1,3-二苯基-1,1,3,3-四(二甲基硅氧基)二硅氧烷完全吻合。     

二-(4-羟基丁基)四甲基二硅氧烷的合成研究

采用一步法以二甲基二氯硅烷、四氢呋喃和金属镁粉为原料,在碘乙烷和单质碘催化下合成二-(4-羟基丁基)四甲基二硅氧烷。产物温合物减压过滤,以除去镁盐。滤液无需蒸馏提纯,而直接水解,干燥,减压蒸馏,收集71℃/1333Pa馏份。还探讨和优化合成条件:四氢呋喃与二甲基二氯硅烷之摩尔比应大于3.5;Grignard反应停止后应继续加热回流1小时;蒸馏时系统压力为1333Pa。     

含烯丙基硅氧烷的合成与表征

以含氯烃基的硅氧烷同邻烯丙基苯酚进行威廉逊反应,制得了几种含烯丙基的硅氧烷。在浓硫酸催化下,1,3-双氯甲基-四甲基二硅氧烷(Ⅰ)同八甲基环四硅氧烷反应得到α,ω-双氯甲基-二甲基硅氧烷低聚物(Ⅱ);将Ⅰ或Ⅱ同过量的邻烯丙基苯酚在乙醇中回流反应8 h,分别得到1,3-双(邻烯丙基苯氧甲基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷和α,ω-双(邻烯丙基苯氧甲基)-二甲基硅氧烷低聚物;室温下,γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷(Ⅲ)水解得到γ-氯丙基甲基硅氧烷低聚物(Ⅳ),Ⅲ同氯甲基二甲基氯硅烷共水解得到氯甲基封端的γ-氯丙基甲基硅氧烷低聚物(Ⅴ);在氢氧化钾作用下,用四丁基溴化铵为催化剂,将Ⅳ或Ⅴ同邻烯丙基苯酚在二甲基甲酰胺中回流反应16 h,分别得到γ-(邻烯丙基苯氧基)丙基甲基硅氧烷低聚物和α,ω-双(邻烯丙基苯氧甲基)-γ-(邻烯丙基苯氧基)丙基甲基硅氧烷低聚物。用1H NMR和IR等方法对产物的结构进行了表征。     

氯甲基-乙氧基-二甲基硅烷的合成研究

研究了以乙醇和氯甲基二甲基氯硅烷为原料合成氯甲基-乙氧基-二甲基硅烷的实验方法。探讨了反应溶剂、反应温度和氯化氢去除方式等影响因素,得出了适宜的反应条件:反应溶剂为石油醚,反应温度65℃,用尿素做缚酸剂去除氯化氢,收率92%,产物纯度98%。     

双氨甲基-四甲基-二硅氧烷封端剂的合成

以氯甲基-二甲基氯硅烷、乙醇、乙二胺为原料,依次通过醇解反应、氨化反应和水解反应,合成出双氨甲基-四甲基二硅氧烷封端剂。探索了合成各步骤的反应条件和产品的一些应用。结果表明：醇解反应时,氯甲基-二甲基氯硅烷与乙醇的量之比为1：1．2,醇解反应温度30—60℃,时间约1h;氨化反应中的乙二胺用量对产品收率影响较大,氯甲基与乙二胺的最佳反应量之比为1：4。所得产品外观淡黄透明,收率95％,黏度13mPa·s,折射率1．445。     

端氨基聚硅氧烷的合成与表征

以D4(八甲基环四硅氧烷)为活性单体、AT[1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷]为封端剂、TMAH(四甲基氢氧化铵)为催化剂和DMSO(二甲亚砜)为促进剂,采用本体聚合法制备了端氨基聚硅氧烷(ATPS)。研究结果表明:采用单因素试验法优选出合成ATPS的最佳工艺条件是聚合温度为90℃、聚合时间为3 h、n(D4)∶n(AT)=1.2∶1.0、n(TMAH)∶n(AT)=1.5∶1.0和w(DMSO)=0.5%(相对于D4和AT总质量而言),此时ATPS的产率(95.13%)相对最大、氨值(2.1100 mmol/g)相对最低且黏度(628 mPa·s)适宜。     

POSS改性聚亚苯基硅氧烷的合成与表征

以α,ω-二羟基聚（四甲基对硅亚苯基）硅氧烷为起始原料,分别与1,4-双（甲基氯硅基）苯和甲基二氯硅烷反应,合成了两种带硅氢基的聚亚苯基硅氧烷P1和P2;然后,再与烯丙基七戊基低聚倍半硅氧烷（烯丙基七戊基POSS）进行硅氢加成反应,引入POSS侧基,合成了POSS-P1和POSS-P2。经^1H NMR和^29Si NMR分析证实得到了目标产物;GPC分析表明,两种聚合物经POSS改性后摩尔质量均增大,摩尔质量分布变宽;DSC和TGA分析表明,两种聚合物经POSS改性后熔点分别提高8.4℃和10.6℃,热质量损失率达到5%时的温度分别提高197℃和162℃,且均在400℃以上。     

1,3-双(3-氨丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的合成

以二甲基一氯硅烷和γ-氯丙烯为原料,经硅氢加成得到γ-氯丙基二甲基氯硅烷,加成产物提纯后经水解缩合得到1,3-双(γ-氯丙基)四甲基二硅氧烷(简称氯丙基双封头),氯丙基双封头和液氨进行氨化反应后得到1,3-双(3-氨丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷.对第一步硅氢加成反应的催化剂和反应条件进行优化,确定了最优合成工...     

羟基保护－硅氢加成合成1,3-双(γ-羟丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷

四乙氧基硅烷与烯丙醇在乙醇钠催化下发生酯交换反应,得到一元交换产物三乙氧基烯丙氧基硅烷(Ⅰ)。将Ⅰ与1,1,3,3-四甲基二硅氧烷在铂催化剂条件下进行硅氢加成反应,得到1,3-二(γ-三乙氧硅氧基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(Ⅱ),Ⅱ在氢氧化钠水溶液和乙醇以质量比1∶1配成的混合溶液均相水解,得到1,3-双(γ-羟丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。以1,1,3,3-四甲基硅氧烷计算,总得率为76.4%。采用红外光谱、核磁共振、气相色谱/质谱联用等方法对中间体及产物进行了结构表征。     

笼形八聚(氯甲基二甲基硅氧基)倍半硅氧烷的合成及表征

以等量的四乙氧基硅烷Si(OC2H5)4与四甲基氢氧化铵Me4NOH在水溶液中水解缩合,选择性地形成笼形结构的八聚(四甲基铵)硅酸盐[(Me4NO)SiO1.5]8,将其再与氯甲基二甲基氯硅烷进行硅烷化反应,得到氯甲基二甲基氧基取代的八聚笼形倍半硅氧烷[(CH2ClMe2SiO)SiO1.5]8,分别用FTIR、1H NMR、和29SiNMR对目标产物进行了表征。考察了各反应条件对其产率的影响,得到最优合成条件为:温度25℃、反应时间17h、溶剂DMF、n(氯甲基二甲基氯硅烷)∶n八聚(四甲基铵)硅酸盐=60∶1,在该条件下产率可达72.3%。     

1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷的合成研究进展

对1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷（MDHM）的合成方法进行了评述;在此基础上,对甲基氯硅烷的水解、缩合反应机理进行了分析,并指出了今后合成MDHM的研究方向。     

1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷的合成与纯化

以六甲基二硅氧烷(MM)和全含氢硅油(DH)为主要原料,在浓硫酸的催化作用下,合成1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(MDHM)。考察了反应物质量比、反应时间、反应温度及催化剂用量对反应选择性的影响,确定MDHM的最佳合成工艺条件为:反应物质量比为m(MM):m(DH)=13︰1,反应时间7h,反应温度30℃,催化剂用量为5%。     

1,3-双(二甲基羟基硅基)-2,2,4,4-四甲基环二硅氮烷的合成

通过1,3-双（二甲基氯硅基）-2,2,4,4-四甲基环二硅氮烷的水解反应合成了1,3-双（二甲基羟基硅基）-2,2,4,4-四甲基环二硅氮烷。初步探讨了反应的条件。产物收率达到92％。并经红外光谱和X射线衍射表征产物结构。     

1,3-二(3-缩水甘油丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的合成

以四甲基二氢二硅氧烷(HMM)与烯丙基缩水甘油醚(AGE)为原料,以Pt络合物为催化剂,通过硅氢加成反应合成1,3-二(3-缩水甘油丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷,考察了配体种类、反应温度、反应时间、催化剂用量和原料配比等因素对硅氢加成反应的影响。实验结果表明:催化剂选用Pt-N(C2H5)3络合物,在催化剂用量为2.8×10-6 mol,原料配比n(AGE)∶n(HMM)=2.1∶1,反应温度为90℃,反应时间为90 min的条件下,环氧双封头的收率为89.3%。     

二-（4一羟基丁基）四甲基二硅氧烷的合成研究

采用一步法以二甲基二氯硅烷、四氢呋喃和金属镁粉为原料，在碘乙烷和单质碘催化下合成二-(4-羟基丁基)四甲基二硅氧烷。产物温合物减压过滤，以除去镁盐。滤液无需蒸馏提纯，而直接水解，干燥，减压蒸馏，收集71℃／1333Pa馏份。还探讨和优化合成条件：四氢呋喃与二甲基二氯硅烷之摩尔比应大于3．5；Grignard反应停止后应继续加热回流1小时；蒸馏时系统压力为1333Pa。     

γ-氨丙基三硅氧烷的合成

以γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷、六甲基二硅氧烷为原料,合成了γ-氨丙基三硅氧烷,用二次蒸馏水除去副产物,产物收率52.4%,并利用核磁共振氢谱(1H NMR)和红外光谱(IR)对产物结构进行了表征。     

笼形八聚(二甲基硅氧基)倍半硅氧烷的合成与表征

以四乙氧基硅烷〔Si(OEt)4〕与五水合四甲基氢氧化铵(Me4NOH.5H2O)为原料水解缩合得到笼形八聚四甲基铵硅酸盐([SiO1.5ONMe4]8),继而与二甲基氯硅烷〔HSi(CH3)2Cl〕反应,一锅法合成了笼形八聚(二甲基硅氧基)倍半硅氧烷(Q8M8H),最佳反应条件为:反应温度25℃,反应时间36 h,n〔Si(OEt)4〕∶n(Me4NOH.5H2O)∶n〔HSi(CH3)2Cl〕=1∶1∶4,产率80%。FTIR和NMR研究证明,所得产物为Q8M8H;SEM、EDS和XRD研究表明,所制备的Q8M8H具有较高的纯度和完整的晶型结构,属于单斜晶系,a=1.18 nm,b=1.52 nm,c=1.51nm,α=γ=90°,β=108°;TG表明,Q8M8H热失重5%时的温度为210℃。