[发明专利]三有机硼烷-氨基官能化纳米粒子、组合物和方法

说明书

本发明公开了表面改性的纳米粒子，其中每个纳米粒子包含无机核和表面改性基团，其中所述表面改性基团包含具有结构–Z‑NHR¹‑B(R²)₃的至少一种三有机硼烷‑胺络合物，其中：Z为二价有机基团；R¹为H或有机基团；并且每个R²独立地为通过碳原子结合至硼原子的有机基团。所述无机核通常为无机氧化物核，例如二氧化硅、氧化锆或氧化铝。

本案是本申请人于2013年12月11日提交的申请号为201380067080.6、题为“三有机硼烷-氨基官能化纳米粒子、组合物和方法”的专利申请的分案申请，该母案的全部内容通过引用并入本分案。

背景技术

有机硼烷和胺的小分子路易斯酸/碱络合物是已知的。它们可通过三有机硼烷(路易斯酸)与胺(路易斯碱)的反应而形成。与三有机硼烷形成最稳定的络合物的胺包括伯胺和一些仲胺。叔胺、位阻仲胺以及其中氮原子的孤电子对处于非定域状态(因此不可用于经由硼空p轨道与硼原子形成强配价键)的胺与有机硼烷形成稳定性较低的络合物。络合物具有以下通式结构：

R₃B←NR'₃

其中每个R独立地为烷基基团、环烷基基团或芳烷基基团，并且每个R’独立地为H、烷基基团或环烷基基团。

三有机硼烷-胺络合物可被与胺反应的化合物“解络”，从而释放游离三有机硼烷。该反应通常不可逆，使得胺进而不再可用于络合三有机硼烷。游离三有机硼烷可与氧反应，而生成若干自由基物质，其中一些已知引发不饱和单体诸如丙烯酸酯的自由基聚合。

虽然相比于被大气氧所氧化而言，此类常规的三有机硼烷-胺络合物比游离三有机硼烷更稳定，但仍然需要甚至更大的稳定性。此外，此类常规的三有机硼烷-胺络合物是通常保持在惰性气氛下的液体，因此不易保存、运输或操作。

发明内容

本公开提供通常比液体硼烷-胺络合物更易保存、运输和操作的三有机硼烷-胺官能化纳米粒子。可递送此类官能化纳米粒子并随后解络，从而释放活性物质三有机硼烷，以用于其预期用途。明显地，可通过用例如解络剂诸如羧酸处理官能化纳米粒子，使三有机硼烷从纳米粒子释放。所释放的三有机硼烷能够例如用作聚合反应的引发剂，诸如烯键式不饱和单体(例如，丙烯酸酯单体)的自由基聚合反应的引发剂。

在一个实施例中，本公开提供包含无机核和表面改性基团的表面改性的纳米粒子，其中表面改性基团包含具有结构–Z-NHR¹-B(R²)₃的至少一种三有机硼烷-胺络合物，其中：Z为二价有机基团；R¹为H或有机基团；并且每个R²独立地为通过碳原子结合至硼原子的有机基团。无机核通常为无机氧化物核，例如二氧化硅、氧化锆或氧化铝。

在一个实施例中，本公开提供多个此类表面改性的纳米粒子在液体中的分散体。

在一个实施例中，提供制备表面改性的纳米粒子的方法，其中该方法包括：提供包含结合的稳定化有机基团的胺-官能化无机纳米粒子，该稳定化有机基团被选择为使多个纳米粒子在分散于液体中时稳定。提供式B(R²)₃的三有机硼烷化合物，其中每个R²独立地为通过碳原子结合至硼原子的有机基团；以及将胺-官能化无机纳米粒子与三有机硼烷化合物在有效形成表面改性的纳米粒子的条件下混合。每个表面改性的纳米粒子包含无机核和表面改性基团，其中表面改性基团包含具有如下结构的至少一个三有机硼烷-胺络合物：–Z-NHR¹-B(R²)₃，其中：Z为二价有机基团；R¹为H或有机基团；并且每个R²独立地为通过碳原子结合至硼原子的有机基团。

在一个实施例中，提供可聚合组合物，该可聚合组合物包含如本文所述的可聚合组分和表面改性的纳米粒子。