多面体低聚倍半硅氧烷单体组装的方法技术

多面体低聚倍半硅氧烷的合成方法，其使用磷腈超碱高产率地制造低树脂含量、无溶剂和无痕量金属的单体，该单体适用于涉及聚合、接枝和合金化的微电子、生物和医用领域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多面体^^倍半^^^^a^的方法 5 相关申请和专利的交叉引用本申请要求于2005年3月7日提交的美国临时专利申请No. 60 / 659,722 的优先权。 专利
""to^，本专利技术涉^于提高亏I WJ聚合产品和生物制品中的官能化多面 io ^^f^L倍半^^W^性能的方法。 专利技术背景纳米结构化学制品的最佳例子是那些基于〗线本的多面体^^倍半> ^^ (P0SS)和多面体低^ 圭雖(P0S)的物质。多面体^^倍半^ ^^体系含有杂化(即有机-it^几)组杨，其中的内部笼状框架主要由i^;u圭-氧^i且成。该15纳米结构的外部似有两个A^活'f沐无^活'f鍵机官能团(R)，它确保纳 米结构和有机单体以及聚合物之间的相容性和可修整性。在美国专利No.5， 412， 053和美国专利No. 5， 484， 867中详述了纳米结构化学制品的这些和其它 '性能净争征，其4^内^fe此引入作为参考。当前的工程实践能高产率地生产官能化多面体^^倍半^^^S但某 20些微电子、医用和生物应用需要更高的鍵度或者那些不能^J ] W技术轻易地或经a生产的化学官能度。iW技术方法包括在多面体^^倍半^^luMi且装过禾1A其官能化过程中4^)氢氧化物碱、阴离子盐和质子酸催化剂(参见US 专利申"i青No. 09 / 631,892和10 186,318，以及US专利No. 6, 770,724、 6,660,823、 6,596,821和3,390,163)。虽^^^p这些it径"-fel有效的，但 25它们受限于质子酸和氢氧化物碱两者都可以催化多面体^^倍半^IU^单笼进 入含有树脂的j緣多面体低聚倍半^ i^笼的自缩*用(附图说明图1)。因为它们的 结构A^不^"确的，此类树脂在微电子学、生物或医用上是不理想的。jH^卜，Wt于^^自由能方程式(AG-AH-TAS)。当笼大小是单像(monoscopic )且 30相应的^f:物分布是1. 0时,R基团的属4沐多面体^^倍半石^IU^U^活性基团与聚合物及表面反应或相互作用的能力会大大地助力于有利的焓项(AH)， 同时多面体低聚倍半硅氧烷的熵项(AS)是高度有利的。因此需要在现有技术之上对多面体低聚倍半硅氧烷组装和官能化单体的方法进行改进。本专利技术描述了一种生产更高纯度和分子精确的多面体低聚倍半硅氧烷体系的改进方法。专利技术概要本专利技术提供了一种改进的多面体低聚倍半硅氧烷的合成方法，它能高产率 地决速生产低树脂含量和无溶剂的，在聚会、接枝和合金化方面都适用的单体产品。该合成方法使用了与通式为R'SiX3的硅烷偶联剂反应的磷腈超碱，形成io被法院醇官能化的多面体低聚倍半硅氧烷笼，其中硅烷醇的通式为 E8、 E6、 E7。该合成方法还可以包括磷腈超碱与通 式为R2SiX3的硅烷偶联剂反应，形威被R2基团官能化的多官能团多面体低聚倍半硅氧烷笼和更R寸的笼，112基团的通式为 E" ，、 E12。或者在溶剂和超碱的存在下，该磷腈超碱可以M式为R2R3R4SiX， R2R3SiX2 或R2SiX3的硅烷偶联剂存在下与通式为^ s7的硅烷醇反应足够的时间，其 中发生HX的消去并且提供单官能的多面体低聚倍半硅氧烷单体，其通式为20 E9， E17， E25， E1。， E9， E8， E9， ， E8。所得到的单体基本上无杂质并且通过对组25成、R基和纳米结构大小以及拓朴结构的选择，具有可控制的性能。高纯度的纳 米结构多面体4氐聚倍半硅氧烷单体是合乎需要的，因为相对于不纯的体系，它 们显示出改进的过滤能力，减少的污染和粘度，更可靠的聚合反应，更低的成本和废物回收。一种优选的方法包括通式为 E8， E8， ^的多面体低聚倍半硅lU^^醇和通式为R2R3R4SiX， R2R3SiX2， R2SiX3的^^^^:剂^l剂^i4^"在 下的^i。 附图简述图1显示J贿技^p^ii的^^^化(silation)方法的对比； 5 图2显示^H^的磷腈超碱；和图3显示在实施例5中合成的化^吻的结构。 纳米结构表iiA的定义为了理解本专利技术的化学组成，多面体低聚倍半⑩院(多面体j^^倍半硅 勤幻和多面体^^^盐(P0S)纳米结构的表达式定义如下 io 聚倍半^i^由通式 w表示的材料。其中w表示摩尔聚合度，R =表示有才;1^^^( H、曱石拔絲、环水或线性脂肪族或芳錄，该基团可 以另外含有反应活性官能团如醇、酯、胺、酮、烯烃、醚或卣化物，或那些可 含有氟化基团的)。聚倍半硅狄可以是均片段(homol印tic )或杂片段的 (heterol印tic)。均片段体系仅仅含有一种类型的R基团，而杂片段体系含 15有不止一种类型的R基团。多面体^^倍半石i^和P0S纳米结构组成物由以下通i^示 磷腈^^物和衬，特别是P1型P ( NtBu) ( NH2) 3、 P2型(H2N) 3P = N - P ( NH2) " P3型(H2N) 3P = N — P ( NH2) — N = P ( NH2) 3、 P4型(H2N)3P5 = N — P ( NH2) 3 = N — P ( NH2) 3 - N = P ( NH2) 3。磷腈^_碱的献随<#原 子数的增加而增加，il^fM这些试剂时提供了一个有价值的手段。相对于三 城醇(trisilanol)，超—碱的舰^JL是2 mol%,但是有效范围包括0.1 mol %~10 mol %。应用于所有方法的4方法变量o 正如在化学方法中tb^典型的情况，有许多变量可用于控制但一方法的纯度、选棒性、速率和才爐。影响方法的变量包4甜立度、多^^沐纳^J^构化 学制品的组成物、分离和隔离方法、催化剂或助催化剂、溶剂和助溶剂的使用。 另外，控制合^iws、速率和产品分布的动力学的和热力学的手M已知的行 业工具，它们可以影响产品质量和经济效益。￡7 ( 688 g, 0.87摩尔)溶于 THF，然后添加甲基丙烯酰丙J^曱ll4^拔(204 g， 0.87摩尔)并^P溶^寸 5°C。 然后添加磷腈超碱(FW 234. 32， 15. 72咖ol)，混合物在室温下搅拌3 20天。然后用乙酸(1. 5g)骤冷溶液。赫添加1升曱醇，将^^W^出虑。 干燥固g到75%产率的纯白产品。 ￡7 ( 50 g， 84咖ol)溶于曱 25 醇，然后添加3-环氧丙M丙"曱M^^(19, 86 g， 84mmol)并^卩溶液 到5。C。 然后添加磷腈超碱(FW 234. 32， 15.72咖o1)， ';^^在5。C下微3 天。然后用乙酸(87mg)骤冷溶液，过滤，除去挥发物，干燥得到固体。用曱 醇(1400 ml)洗涤固体，干燥得到415 g纯白产品，产率为87%。实施例1实施例2的合成: 将 E7 ( 12 g， 20咖ol)溶于曱醇， 然后加^t一降冰片烯基乙"曱HJ^ (4.84g， 20mmol)并^P溶^^5 。C。然后加入磷腈超碱，^^在5。C下微2天。然后用乙酸(87mg)骤冷 溶液，过滤，除去挥发物，用另外的曱醇洗涤，干燥得到白色产品。 5 实施例4 ￡7 ( 10g, 10. 3mmol)溶于 THF，然后加入3-(N本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备官能化多面体低聚倍半硅氧烷单体的方法，包括在溶剂和磷腈超碱的存在下使具有通式ＲＳｉＸ↓［３］的硅烷偶联剂反应的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JJ施瓦布，安以中，
申请(专利权)人：杂混复合塑料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]