[发明专利]多金属氧酸盐-有机链-倍半硅氧烷杂化化合物及制备方法

说明书

本发明公开了一种使用多种有机链以共价键的方式将含钨多金属氧酸盐和T8型倍半硅氧烷进行杂化连接的方法，得到了多种具有不同有机连接链的多金属氧酸盐‑倍半硅氧烷杂化化合物。杂化后该分子保留了含钨多金属氧酸盐和T8型倍半硅氧烷的物理性质和化学性质，同时表现出二者在纳米尺度的结合体现出的新特点，在物理和化学性质方面有新的突破。这种制备方法操作简单易于实施，同时易于提纯，产率较高。应用该方法制备该杂化分子在医药、化工、材料等方面具有较高的潜在价值。

技术领域

本发明涉及有机-无机杂化材料领域，具体涉及用七种不同有机链将含钨多金属氧酸盐和T8型倍半硅氧烷进行连接形成的杂化化合物及其制备方法。

背景技术

多金属氧酸盐(Polyoxometalates，缩为POMs)是由前过渡金属原子通过氧配位桥连接而成的一类单分子簇化合物，以钒、钼、钨等元素为代表。多金属氧酸盐尺度为0.5nm-5nm左右，具有丰富的化学成分和多样的拓扑结构，在催化、医药和光、电、磁功能材料等方面都有优异的性能，具有很大的潜在应用价值。20世纪80年代以来，许多催化化学家涉足了POM的催化化学研究，无论是从基础理论还是到工业化应用开发研究都已经取得了举世瞩目的成就。如今多金属氧酸盐的应用研究领域已不局限于催化剂，逐步发展成为包括化学、材料学、生物学及电子学等多学科交叉研究的热点。

倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes，POSS)的结构简式可表示为(RSiO1.5)n，是一种包含有机-无机杂化结构的纳米材料，无机框架为Si-O-Si或Si-O组成的六面体T8结构，即每个角含有1个Si原子，每个面都由Si-O-Si八元环组成，具有很强的结构对称性。每个Si原子上可带多种反应性或非反应性的有机取代基团R，如醇、酚基、烷氧基、氯硅烷、环氧基、酯基、烷基等。这种特殊的结构使得POSS与聚合物及生物体系相容很好，而且有利于分子结构设计。因此，POSS是一种很有发展前景的高分子聚合物增强材料的新型有机硅杂化材料，其优异性能使其广泛应用与耐高温材料、阻燃材料、防腐涂料、耐高温涂料、电绝缘涂料、透波材料、粘接材料、致电发光材料以及改性传统高聚物性能方面(参见“倍半硅氧烷的合成与应用”，王晓蕾、梁国正、张增平，材料导报)。

多金属氧酸盐与倍半硅氧烷之间物理和化学性质的差异显著，而且又都具有比较固定的空间几何构型，但是将这两种功能材料单元构筑在一起以创造有机-无机新型杂化材料还鲜有报导。

发明内容

本发明的目的：针对上述技术分析，提供七种合成含钨多金属氧酸盐-有机链-T8型倍半硅氧烷杂化化合物的制备方法，该制备方法操作简单便于控制，易于提纯，产率较高。

本发明的技术方案：

七种含钨多金属氧酸盐-有机链-T8型倍半硅氧烷杂化化合物，其特征在于化学式和结构式为：

第一种：[(n-Bu)₄N]_(6-x)H_x[(P₂W₁₅V₃O₅₉)(OCH₂)₃CNHCO(CH₂)₄CONH(C₃₁H₆₉Si₈O₁₂)]

第二种：[(n-Bu)₄N]_(6-x)H_x[(P₂W₁₅V₃O₅₉)(OCH₂)₃CNHCO(CH₂)₈CONH(C₃₁H₆₉Si₈O₁₂)]