Способ получения кремнийорганического соединения

Способ получения кремнийорганического соединения

Реферат

Предложение относится к области металлорганической химии, а именно способу получения кремнийорганического соединения, а точнее кремнийорганического соединения, содержащего два фенильных радикала и два 4-бромфенилметильных радикала. Данное соединение в дальнейшем может эффективно применяться как самостоятельный объект исследования соединений кремния, так и в качестве мономера, например, в процессах поликонденсации для получения перспективных для микроэлектроники проводящих полимеров.

Известны способы получения силанов с п-хлорфенильными заместителями (Robert Damrauer,' Vernon Е. Yost, Stephen E. Danahey, and Bonnie K. O'Connell. Fluoride Ion Induced Rearrangements of Chloromethyl-Substituted Silanes // Organometallics - 1985. - 4. - P. 1779-1784), а также известны способы получения соединений типа бис(2-нафтилметил)дифенилсилана (Thomas Blake Monroe, Andy A. Thomas, Daniel S. Jones and Craig A. Ogle. Bis(2-naphthylmethyl)diphenylsilane // - Acta Cryst Crystallographica - 2010. - E66-o132).

Существенными и очевидными недостатками таких способов получения являются применение дорогостоящих катализаторов, плохая растворимость соединений, сложность при выделении и идентификации и невозможность такие соединения использовать в дальнейших процессах поликонденсации.

Технической задачей и положительным результатом предлагаемого способа является получение нового соединения - дифенил-бис(4-бромфенилметил)силана, обладающего симметричной структурой, устойчивостью при хранении в условиях комнатной температуры, растворимостью в органических растворителях средней полярности, таких как хлороформ.

Указанная задача и технический результат достигается за счет того, что способ получения кремнийорганического соединения включает магнийорганический синтез кремнийсодержащего соединения симметричной структуры - дифенил-бис(4-бромфенилметил)силана, характеризующийся тем, что используют п-бромтолуол, бром, металлический магний в виде стружки и дифенилдихлорсилан; растворитель - абсолютированный диэтиловый эфир, осуществляют взаимодействие молекулярного брома с п-бромтолуолом, выделение п,α-дибромтолуола, получение 4-бромбензилмагнийбромида в эфирной среде и воздействие на него при охлаждении дифенилдихлорсиланом в соотношении 2:1 соответственно, последующим отгоном растворителя на роторном испарителе получают соединение общей формулы C₂₆H₂₂Br₂Si, структурной формулы

представляющее собой порошок желтоватого цвета, обладающее симметричной структурой, содержащее два фенильных радикала и два 4-бромфенилметильных радикала, синтез дифенил-бис(4-бромфенилметил)силана осуществляют в эфирной среде.

В качестве исходных компонентов берут п-бромтолуол, бром, металлический магний (в виде стружки) и дифенилдихлорсилан; в качестве растворителя используют предварительно абсолютированный диэтиловый эфир.

Для получения бромистого п-бромбензила используют метод прямого бромирования п-бромтолуола; облучение производят лампой мощностью 100 Вт. Оптимальной температурой синтеза является температура 120°C. После охлаждения бромистый п-бромбензил в виде игловидных кристаллов неоднократно промывают этиловым спиртом.

В 4-горлую круглодонную колбу из стекла «пирекс», снабженную обратным холодильником, капельной воронкой, термометром, мешалкой и трубкой для отвода бромистого водорода, помещают 0,60 моль п-бромтолуола при постоянном перемешивании, нагревают до 120°C, облучают светом лампы мощностью 100 Вт, расположенной в непосредственной близости от колбы. Бром в количестве 0,64 моль прикапывают равномерно в течение трех часов. После прекращения выделения бромистого водорода раствор охлаждают и через 15-20 мин отфильтровывают твердый игловидный продукт реакции, промывают спиртом (несколько раз по 30-40 мл). Т_пл=61°C.

Синтез 4-бромбензилмагнийбромида из полученного ранее бромистого-п-бромбензила осуществляется магнийорганическим методом.

Магнийорганический синтез проводят в абсолютно сухой посуде. Реакцию провоцируют легким разогревом до 30°C. О начале реакции свидетельствуют помутнение и сильный разогрев реакционной смеси, что происходит в результате закипания эфира. Реакция является экзотермической, поэтому как только начало реакции спровоцировано и она началась, реакционную массу следует немедленно охлаждать до комнатной температуры для обеспечения оптимального режима протекания процесса.

В 3-горлую круглодонную колбу из стекла «пирекс», снабженную обратным холодильником, капельной воронкой с хлоркальциевой трубкой и мешалкой, помещают 0,055 моль магниевой стружки и 50 мл абсолютированного диэтилового эфира, к интенсивно перемешиваемой суспензии магния в эфире добавляют криталлик йода для активации магния, спустя 15-20 мин через капельную воронку равномерно в течение двух часов начинают прикапывать раствор 0,05 моль бромистого п-бромбензила в 45 мл эфира, при этом следя чтобы эфир после начала реакции не кипел. После окончания прикапывания бромистого п-бромбензила интенсивно перемешивают еще три часа для завершения процесса. Раствор идеально прозрачный б/цв, на дне небольшой осадок.

При получении дифенил-бис(4-бромфенилметил)силана, 4-бромбензилмагнийбромид и диметилдихлорсилан берут в соотношении 2:1 соответственно, и дифенилдихлорсилан прикапывают к 4-бромбензилмагнийбромиду, чтобы в реакцию вступили оба хлора. В ходе данной реакции выпадает обильный осадок солей MgBr₂, MgCl₂ и их смесь. Для их разложения добавляют 0,1 н. раствор HCl. Отделяют водный слой на делительной воронке. После отгонки растворителя из эфирного слоя получают вещество в виде порошкообразного светло-желтого осадка. Промывку продукта реакции ведут в растворителе - петролейный эфир или н-гексан, который практически не растворял данный мономер.

К полученному 4-бромбензилмагнийбромиду при интенсивном перемешивании, используя капельную воронку, при комнатной температуре равномерно в течение часа добавляют раствор 0,025 моль дифенилдихлорсилана в 10 мл эфира. Осадок солей MgBr₂, MgCl₂ и их смесь разлагают добавлением 50 мл 0,1 н. раствора HCl. Водный и эфирный слои разделяют на делительной воронке. На роторном испарителе отгоняют растворитель из эфирного слоя и получают дифенил-бис(4-бромфенилметил)силан в виде порошкообразного светло-желтого осадка. Промывают 50 мл н-гексана.

Полученное кремнийорганическое соединение имеет общую формулу C₂₆H₂₂Br₂Si и структурную формулу

представляющее собой порошок желтоватого цвета, обладающее симметричной структурой, содержащее два фенильных радикала и два 4-бромфенилметильных радикала.

Соединение обладает устойчивостью при хранении в условиях комнатной температуры, растворимостью в органических растворителях средней полярности, таких как хлороформ, и большой реакционной способностью в процессах поликонденсации.

Способ получения кремнийорганического соединения, включающий магнийорганический синтез кремнийсодержащего соединения симметричной структуры - дифенил-бис(4-бромфенилметил)силана, характеризующийся тем, что используют п-бромтолуол, бром, металлический магний в виде стружки и дифенилдихлорсилан; растворитель - абсолютированный диэтиловый эфир, осуществляют взаимодействие молекулярного брома с п-бромтолуолом, выделение п,α-дибромтолуола, получение 4-бромбензилмагнийбромида в эфирной среде и воздействие на него при охлаждении дифенилдихлорсиланом в соотношении 2:1 соответственно, последующим отгоном растворителя на роторном испарителе получают соединение общей формулы C₂₆H₂₂Br₂Si, структурной формулы

представляющее собой порошок желтоватого цвета, обладающее симметричной структурой, содержащее два фенильных радикала и два 4-бромфенилметильных радикала.