SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一类具有胺基和磺酰氟结构的新型SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂及其制备方法和应用，本发明专利技术涉及硅烷偶联剂技术领域。该类硅烷偶联剂的结构如式（I）所示，（I）其中G为H或或中的任意一种，R1或R2或R3分别独立地为氢或卤素或C1‑

【技术实现步骤摘要】
SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于硅烷偶联剂领域。具体地，涉及一类SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]硅烷偶联剂是一类具有可反应的硅烷氧基和可反应的有机官能团的有机硅化合物，其中硅的烷氧基可以与材料表面上的羟基等基团反应，形成Si
‑
O
‑
X键；可反应的有机官能团可以通过化学共价连接结合到聚合物材料上。硅烷偶联剂被广泛用于有机物的改性，无机材料的表面改性，以及促进有机
‑
无机复合材料的性能提升。目前，硅烷偶联剂中常见的有机功能性基团有乙烯基、氨基、巯基、（甲基）丙烯酸、苯乙烯基等。现有的硅烷偶联剂其硅烷氧基部分的反应活性较高，能够在温和的条件下与多种基团进行反应。但是，其有机官能团，如乙烯基、胺基等的反应活性有限，常常需要在高温、催化剂等特定条件下才能发生反应。针对现有的硅烷偶联剂可反应有机官能团的反应活性较低，与有机材料或者分子结合效率不够理想的问题，本专利技术提供了一种反应活性更高的SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂。
[0003]SuFEx（硫氟化物交换）是一类新型的点击化学反应（Angew.Chem. Int. Ed.. 53(36):9430
‑
9448），具有条件温和、反应产率高、反应速率快、副反应少等优点，是快速、高效的建立有机分子之间共价连接的有效手段。但是，具有SuFEx官能团，即磺酰氟基团的硅烷偶联剂尚未被开发。磺酰氟基团在不同的分子结构中的反应活性有所不同。在硅烷偶联剂分子中的磺酰氟基团的反应活性也尚有待被发现。本项专利技术设计、合成了同时具有磺酰氟基团和胺基基团的SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂。并且发现这一新型硅烷偶联剂具有非常高的反应活性，能够高效的将环氧树脂改性。SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂中的胺基基团能够提供磺酰氟基团反应所需的碱性环境。同时，硅的烷氧基能够与从磺酰氟基团上离去的氟离子发生反应，形成稳定的Si
‑
F键，这也解决了SuFEx点击化学反应生成氟离子副产物的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一类新颖的具有胺基和磺酰氟结构的SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂具有高反应性的磺酰氟结构基团。
[0005]本专利技术的另一目的是提供上述硅烷偶联剂制备方法，该方法条件温和，成本低，操作简单，易于工业化生产。
[0006]本专利技术的另一目的是提供上述硅烷偶联剂在有机聚合物改性中的应用。
[0007]一方面，本专利技术提供了一类新颖的具有胺基和磺酰氟结构的硅烷偶联剂，其结构式如通式（I）所示：
（I）式（I）中，G为H、、中的任意一种；R1表示氢、卤素、C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；R2表示氢、卤素、C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；R3表示氢、卤素、C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；R为C1‑
C
100
未取代的或者含有一个至全部氢原子被卤素取代的烷基结构，n为1
‑
100。
[0008]进一步地，式（I）中，R1、R2、R3可以是相同的基团，也可以不同。
[0009]优选地，式（I）中，R1为C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；更优选地，R1为C1‑
C4的烷基或C1‑
C4的烷氧基；最优选地，R1为甲氧基或乙氧基。
[0010]优选地，式（I）中，R2为C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；更优选地，R2为C1‑
C4的烷基或C1‑
C4的烷氧基；最优选地，R2为甲氧基或乙氧基。
[0011]优选地，式（I）中，R3为C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；更优选地，R3为C1‑
C4的烷基或C1‑
C4的烷氧基；最优选地，R3为甲氧基或乙氧基。
[0012]进一步地，式（I）中，R为C1‑
C
100
未取代的或者含有一个至全部氢原子被卤素取代的烷基结构；优选地，R为C1‑
C4未取代的或者含有一个至全部氢原子被氟取代的烷基结构；更优选地，R为C3未取代的烷基结构。
[0013]进一步地，式（I）中，n为1
‑
100；优选地，n为1
‑
4；更优选地，n为1。
[0014]另一方面，本专利技术提供了上述的硅烷偶联剂的制备方法，该方法包括将式（II）或式（III）所示的化合物和式（IV）所示的化合物进行加成反应得到式（I）所示结构的硅烷偶联剂的步骤；式（II）、式（III）所示化合物结构如下：（II）（III）式（II）、式（III）中R1表示氢、卤素、C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；R2表示氢、卤素、C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；R3表示氢、卤素、C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；R为C1‑
C
100
未取代的或者含有一个至全部氢原子被卤素取代的烷基结构；进一步地，式（II）、式（III）中，R1、R2、R3可以是相同的基团，也可以不同。
[0015]优选地，式（II）、式（III）中，R1为C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；更优选地，R1为C1‑
C4的烷基或C1‑
C4的烷氧基；最优选地，R1为甲氧基或乙氧基。
[0016]优选地，式（II）、式（III）中，R2为C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；更优选地，R2为C1‑
C4的烷基或C1‑
C4的烷氧基；最优选地，R2为甲氧基或乙氧基。
[0017]优选地，式（II）、式（III）中，R3为C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；更优选地，R3为C1‑
C4的烷基或C1‑
C4的烷氧基；最优选地，R3为甲氧基或乙氧基。
[0018]进一步地，式（II）、式（III）中，R为C1‑
C
100
未取代的或者含有一个至全部氢原子被卤素取代的烷基结构；优选地，R为C1‑
C4未取代的或者含有一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类具有胺基和磺酰氟结构的SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂的结构通式如式（I）所示：（I）式（I）所示化合物中：G为H、、中的任意一种；R1表示氢、卤素、C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；R2表示氢、卤素、C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；R3表示氢、卤素、C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基；R为C1‑
C
100
未取代的或者含有一个至全部氢原子被卤素取代的烷基结构，n为1
‑
100。2.根据权利要求1所述的SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂，其特征在于：R1、R2、R3分别独立地为C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基。3.一种权利要求1
‑
2中任一项所述的SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂的制备方法，其特征在于：包括将式（II）或式（III）所示的化合物和...

【专利技术属性】
技术研发人员：安杰，王闽龙，张小河，侯佳曼，王超，赵碧菡，陈玲霞，
申请(专利权)人：北京奇点势能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：