[发明专利]一种含非对称取代脲的功能性有机硅氧烷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含非对称取代脲的功能性有机硅氧烷及其制备方法。具体涉及1,1-二(4–溴苯基)-3-(3-三乙氧基硅基)丙基脲和它的制备方法。

背景技术

功能性有机硅氧烷是一类重要的有机硅化合物，它是针对某些特殊用途而发展起来的一类化合物，其分子中同时具有能和无机物化学结合的反应基团及与有机物化学结合的反应基团，其结构通式可以表示为(OR)₃Si(CH₂)_nY，n=0～3：R为烷基，通常是甲基、乙基等；Y为有机官能团，通常是乙烯基、氨基、环氧基、巯基或脲基等。功能性有机硅氧烷主要应用于无机材料表面处理、高分子材料改性及金属材料的表面防护等方面，常用功能性有机硅氧烷有KH-550、KH-560、KH-570、KH-590等系列产品，这些产品大都能工业化生产并大量应用到相关领域。如KH-550为3-氨丙基三乙氧基硅烷，因结构中存在特殊硅氧烷基和碱性氨基，目前已大量用作酚醛、聚酯、聚酰胺、碳酸酯的矿物填充表面改性剂和聚氨酯、环氧粘结促进剂，此外KH-550在无机纳米材料领域广泛用于制备特殊形貌、结构的功能纳米材料。

尽管功能性有机硅氧烷在日常生活已得到广泛应用，但其存在结构单一、品种稀少、特殊功能针对性弱等缺点，这些问题都备受研究者关注。当前，新材料的开发对多功能提出要求，特别是在智能材料日益兴起的背景下，多功能化合物或材料成为大家研究的共同兴趣和目标，如分子印迹材料、阻燃材料、发光材料和聚合物/无机物杂化材料等。设计和合成具有特殊功能或多功能有机硅氧烷具有重要意义，如含脲基的有机硅氧烷用于特异识别性能分子印迹材料；含溴苯基的硅氧烷用于结构型阻燃剂，溴苯耐火焰效果好，对材料物性影响小；含酰胺的有机硅氧烷用于稀土发光材料及白炭黑改性[Anal. Chem., 2002, 74 (2):458–467; Environ. Sci. Technol., 2012, 46 (16): 8653-8660；Materials Research Bulletin 2009, 44:1334–1338] 。本发明基于以上功能，设计一种含非对称三取代脲的功能性有机硅氧烷，为多功能有机硅氧烷的制备提供可行方法，迄今为止，尚未发现有专利或文献报道本发明公开了的化合物。

发明内容

为克服功能性硅氧烷的特殊功能单一、品种稀少的缺点，本发明的目的是提供一种含非对称取代脲的功能性有机硅氧烷及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：本发明所述的含非对称取代脲的功能性有机硅氧烷，其结构式如下：

                                                 

本发明上述结构式中的R为烷氧基，优选为甲氧基、乙氧基；式中的X可以是H、F、Cl、Br、I，优选Br。

本发明所述的含非对称取代脲的功能性有机硅氧烷的制备方法，具体合成路线如下：1）在反应容器中，将4,4^，-二取代苯基胺溶解在二氯甲烷中，加入敷酸剂，再加入高活性羰基化试剂，回流、搅拌，薄层跟踪检测反应；反应结束后，减压蒸馏除去二氯甲烷，粗品用柱色谱分离提纯，得到浅黄色固体中间体；2）在反应容器加入步骤1）合成的浅黄色固体中间体产物、3-氨丙基三烷氧基硅烷、敷酸剂和乙醚，通入N₂保护，室温下薄层跟踪检测反应；反应结束后将沉淀滤掉，滤液减压蒸馏除去乙醚，粗品用柱色谱分离提纯，得到淡黄色固体。

所述的4,4^，-二取代苯基胺中的二苯胺的4,4取代基团优选为H、F、Cl、Br或I。 

所述的3-氨丙基三烷氧基硅烷中的烷氧基优选为甲氧基或乙氧基。

所述的高活性羰基化试剂优选为光气、双光气、三光气、二(4-硝基苯)碳酸酯、羰基苯并三唑、N,N'-羰基二咪唑、二碳酸二叔丁酯或碳酸二甲酯。

所述的敷酸剂优选为三乙胺、三丙胺、三丁胺、三异丁胺、N, N-二异丙基乙胺或吡啶。