способ получения кремнийфурансодержащего мономера

Формула изобретения

Способ получения кремнийфурансодержащего мономера, характеризующийся взаимодействием тетрахлорсилана с фурфуриловым спиртом в среде абсолютного ацетона, при охлаждении до 0-5°C в присутствии триэтиламина, взятых соответственно в мольном соотношении 1:4:4.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к способу получения стабильных во времени термореактивных мономеров, способных совмещаться с эпоксидными смолами и модифицировать физико-механические и термомеханические свойства отвержденных эпоксидных композиций.

Известен способ получения фурфурольно-ацетонового мономера, который получают поликонденсацией фурфурола или фурфурилового спирта и ацетона в присутствии кислых или щелочных катализаторов.

Однако данный мономер является жидким продуктом реакции и не обладает стабильностью во времени. Химический Энциклопедический Словарь. Гл. ред. И.Л.Кнунянц. - М.: Советская энциклопедия, 1983. - 792 с.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является способ получения кремнийфурансодержащего мономера, заключающегося во взаимодействии метилтрихлорсилана или диметилтрихлорсилана с фурфуриловым спиртом в среде бензола на холоду. Химия и технология полимеров и материалов на их основе. Петров А.Е., Верхунов С.М., Кольцов Н.И. Кремнийфурансодержащие мономеры и полибутиленгликоли на их основе, стр.135, http://www.kstu.ru/servlet/contentblo.

Однако в данном способе применяется бензол, который обладает канцерогенным действием и относится ко второму классу опасности. Кроме того, в процессе реакции происходит выделение хлористого водорода, что снижает выход и чистоту мономера.

Задачей изобретения является создание упрощенного способа получения мономера с фурановыми группами, расширяющего арсенал способов данного назначения.

Технический результат заключается в упрощении способа за счет снижения температуры и использования ацетона, а также увеличения выхода мономера за счет применения акцептора, отделяющего хлористый водород, расширения арсенала способов данного назначения.

Это достигается тем, что способ получения фурансодержащего мономера характеризуется взаимодействием тетрахлорсилана с фурфуриловым спиртом в растворе абсолютного ацетона при охлаждении до 0-5°C, в присутствии триэтиламина, взятыми соответственно в мольном соотношении 1:4:4.

Отличием заявляемого способа от известных является использование тетрахлорсилана и фурфурилового спирта, а синтез ведут на холоду в среде абсолютного ацетона в присутствии триэтиламина в качестве акцептора, отделяющегося хлористый водород.

Синтез осуществляют по схеме

В ходе реакции осуществляется конденсация фурфурилового спирта с тетрахлорсиланом по гидроксильным группам и активному атому хлора. Отделяющаяся соляная кислота поглощается триэтиламином с образованием нерастворимого солянокислого триэтиламина. Такой характер протекания процесса существенно смещает равновесие реакции в сторону образования мономера и приводит к большому его выходу (98.9%).

Оптимальным мольным соотношением компонентов является 1:4:4 (тетрахлорсилан:фурфуриловый спирт:триэтиламин). Избыток или недостаток одного из компонентов не приводит к образованию мономеров с максимальным выходом.

Пример 1. Получение мономера с фурановыми группами.

В трехгорлую колбу, снабженную электромеханической мешалкой, термометром и капельной воронкой, помещают 17,0 г (0,1 моль) тетрахлорсилана, 34 г абсолютного ацетона и 40,4 г (0,4 моль) триэтиламина. Колбу помещают в охладительную смесь (смесь льда с хлористым натрием). Раствор охлаждают до 0-5°C. При этой температуре с помощью капельной воронки в течение 2,0 ч в раствор вводят 39,2 г (0,4 моль) фурфурилового спирта в 78,4 г ацетона. Образовавшийся осадок солянокислого триэтиламина отфильтровывают на воронке Бюхнера, а ацетон удаляют вакуумированием (14-15 мм рт.ст.). Получают 41,6 г кремнийорганического фуранового мономера в виде темно-коричневого кристаллического порошка. Выход 98,9%, Т_пл=85-86°C, содержание кремния - 6,73% (теор.), 6,75% (эксп.).

Таким образом, заявляемый способ позволяет получить кремнийсодержащий фурановый мономер с большим выходом при отсутствии нагревания, что расширяет арсенал способов данного назначения.