Синтез и превращения олигоарилоксициклотрифосфазенов
Кроме научного интереса органоксифосфазены приобрели в последнее время и большое практическое значение: они находят все возрастающее применение в качестве исходных веществ при синтезе полимеров и олигомеров. Наиболее перспективными, вэтом плане, являются арилоксифосфазены, обладающие рядом специфических свойств, важнейшими из которых являются их исключительная химическая и термическая… Читать ещё >
Содержание
- 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
- 1. 1. Циклогалогенфосфазены
- 1. 2. Циклоорганофосфазены
- 1. 3. Арилоксициклофосфазены
- 1. 3. 1. Функциональные арилоксифосфазены
- 1. 3. 2. Метакриловые арилоксифосфазены
- 1. 3. 3. Эпоксидные арилоксифосфазены
- 1. 3. 4. Клатраты на основе арилоксифосфазенов
- 1. 4. Полифосфазены
- 1. 4. 1. Циклолинейные полифосфазены
- 1. 4. 2. Полимеры с фосфазеновым циклом в боковой цепи
- 1. 4. 3. Дендримеры и звездообразные полимеры на основе фосфазенов
- 1. 4. 4. Фосфазен-силоксановые блок-сополимеры
- 1. 4. 5. Сшитые цикло-матричные полифосфазены
- 1. 5. Применение фосфазенов
- 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
- 2. 1. Функциональные арилоксифосфазены на основе дифенилолпропана
- 2. 2. Синтез и превращения арилоксифосфазенов на основе гидроксибензальдегидов
- 2. 3. Синтез и структура гекса-п-ацетамидофенокси-циклотрифосфазена
- 3. ПРИМЕНЕНИЕ СИНТЕЗИРОВАННЫХ АРИЛОКСИФОСФАЗЕНОВ
- 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТ
- 4. 1. Характеристика исходных соединений
- 4. 2. Методики синтеза
- 4. 3. Методы исследования олигомеров
- 4. 3. 1. Спектральные методы
- 4. 3. 2. Гельпроникающая хроматография
- 4. 3. 3. Рентгенодифракционный анализ
- 4. 3. 4. Матрично-активированная лазерная десорбционно-ионизационная масс-спектрометрия с времяпролётным детектором
- 4. 3. 5. Количественное определение эпоксидных групп
- 4. 3. 6. Определение кислотного числа
Синтез и превращения олигоарилоксициклотрифосфазенов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Развитие современной химии фосфорорганических соединений привело к формированию некоторых специфических областей, привлекающих к себе внимание представителей различных научных направлений. Одним из таких направлений являются фосфазены и фосфазаны — линейные и циклические системы, скелет которых построен из чередующихся атомов фосфора и азота. Эти соединения очень интересны, как в теоретическом, так и в практическом отношении.
Особе внимание уделяют циклои полифосфазенам, являющихся предметом интенсивных исследований химиков — теоретиков, синтетиков, специалистов по механизмам реакций и технологов.
В связи с гидролитической нестойкостью большинства галогенфосфазенов наиболее доступными и удобными объектами исследований являются линейные и циклические органоксифосфазены, образующиеся при обработке соответствующих галогенфосфазенов спиртами, фенолами или их алкоголятами или фенолятами.
Кроме научного интереса органоксифосфазены приобрели в последнее время и большое практическое значение: они находят все возрастающее применение в качестве исходных веществ при синтезе полимеров и олигомеров. Наиболее перспективными, вэтом плане, являются арилоксифосфазены, обладающие рядом специфических свойств, важнейшими из которых являются их исключительная химическая и термическая стабильность, что позволяет использовать их в качестве устойчивых к нагреванию и агрессивным средам материалов и изделий из них.
Исходя из вышеизложенного, целью настоящей работы явились синтез олигомерных арилоксифосфазенов на основе гексахлорциклотрифосфазена, наиболее доступного из этого класса соединений, и различных функциональных фенолов. Полученные олигомеры и полимеры, в зависимости от их структуры и состава, могут быть использованы в качестве модификаторов различных композиций, для получения вторичных полимерных структур и в области супрамолекулярной химии.
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.
Фосфазены — это класс фосфоразотистых соединений, в которых между атомами фосфора (V) и азота (III) имеется формальная двойная связь. В большинстве случаев указанные соединения состоят из повторяющихся звеньев (-Р=№) и могут иметь линейную, циклическую и полимерную структуру: К к I.
К—Р=1МI.
•14 к ч N м л ¦р:
I. к.
1.1) п к к.
Спектр заместителей Я при этом довольно обширный — они могут быть как неорганическими, так и органическими.
выводы.
1. Синтезированы новые олигомерные арилоксифосфазены, содержащие в ароматических радикалах функциональные группы: гидроксильные, метакриловые, эпоксидные, альдегидные, ацетамидные, метилольные и карбоксильные. Осуществлены различные превращения указанных групп показана возможность использования полученных соединений для. синтеза фосфазеновых полимеров различного типа и для модификации полимерных композиционных материалов стоматологического назначения.
2. Поликонденсацией гексахлорциклотрифосфазена со смесью натриевых монои дифенолятов дифенилолпропана синтезированы полиарилоксифосфазены с молекулярной массой свыше 10 000, реакцией которых с глицидилметакрилатом в условиях кислотного. катализа получены соответствующие метакриловые производные. Подобные олигомеры образуются также при взаимодействии Na-фенолятных производных гидроксилсодержащих арилоксифосфазенов с метакрилоилхлоридом.
3. Реакцией эпихлоргидрина с Na-фенолятной формой гидроксилсодержащих арилоксифосфазенов синтезированы эпоксифосфазены с эпоксидным числом -10. Разработан альтернативный путь получения аналогичных олигомеров эпоксидированием м-хлорнадбензойной кислотой специально синтезированного гекса-[4-аллилокси-4'-изопропилиденбисфенокси]-циклотрифосфазена.
4. На основе пара-, ортои мета-изомеров гидроксибензальдегида синтезированы, и охарактеризованы гексакарбониларилоксифосфазены, окислением которых получены соответствующие карбоксильные производные, а восстановлением — гидроксиметильные. Реакция карбоксиарилоксифосфазенов с глицидилметакрилатом приводит к образованию метакрилатсодержащих фосфазенов, а гидроксиметильных соединений с малеиновым ангидридом — смешанных производных с карбоксильными и гидроксиметильными группами.
5. Синтезирован и охарактеризован ранее не описанный гекса-пара-ацетамидофеноксициклотрифосфазен, в кристаллической решётке которого выявлены полости размером до 15 А, способные заполняться молекулами растворителей.
6. Показана возможность применения арилоксифосфазенов содержащих метакриловые и малеинатные группы, в качестве эффективных модификаторов композиционных материалов стоматологического назначения. I.
Список литературы
- Lung L.J., PaddockN.L., Prostor J.E., Searle H.T. II J. Chem. Soc. 1960. V. 6.1. P. 2542−2547.
- Becke-GoeringM., Koch G. // Angew. Chemie. 1962. V. 5(74). № 11. P. 382.
- Becke-Goering M, Fluck W. H Ber. 1959. V. 92. P. 1188.
- Becke-GoeringM., Lehr W. //Z. anorg. Allg. Chem. 1963. 325. P. 287−294.
- Schenk R., Romer G. II Ber. 1924. V. 57B. № 3. (S). P. 1343−1355.
- Stokes H.N. II Am. Chem. J. 1897. V. 19. P. 43−44.
- Shaw R.A., Fitrimmons R. W., Smith B.C.II Chem. Rew. 1962. P. 247−281.
- Глушкова M.A., Ершова M.M., Буслаев Ю.А. II ЖОХ. 1965. Т. 10. № 2. С. 1943.
- EmslyJ., UdyP.B. /П. Chem. Soc. 1971. (А). P. 768−772.11 .Живухин С. М., Толстогузов В. Б., Киреев В. В., Кузнецова Г. К. //ЖНХ. 1965. Т. 10. № 2. С. 332.
- Пат. 4 656 017 США, МКИ3 С 07, F 9/15.
- EmslyJ., UdyP.B. II J. Chem. Soc. A. 1970. P. 3025−3029.
- A.c. 242 165 СССР, МКИ3 C07 F26/01.
- A.c. 242 860 СССР, МКИ3 С01 В25/10.
- Пат. 1 222 506 Англ., НКИ С1А (МКИ3 С01 В25/00).
- A.c. 293 017 СССР, МКИ3 С08 G33/16.
- A.c. 308 041 СССР, МКИ3 С08 G33/02, С08 G33/16.
- Paddock N.L., Searle H.T. II Academik Press. 1959. № 1. P. 347−349.
- Lung L.G., Searle H.T., Proctor J.E., PaddockN.L. // J. Chem. Soc. 1960. № 6. P. 2542−2547.
- PatatF., Kollinski F. //Macromolec. Chem. 1951. № 6. P. 292−296.
- Живухин C.M., Толстогузов В. Б. //Хим. Пром. 1962. Ш. С. 19−23.23. Пат 3 260 684 США, 1966.
- Живухин С.М., Киреев B.B, Колесников Г. С., Попилим В. П., Филиппов Е. А. //ЖНХ. 1969. № 14. С. 1051−1054.
- Becke-GoeringM., FluckE. II Angew. Chem. Int. Ed. 1962. V. 2. P. 215.
- Becke-Goehreng M., FluckE. II Angew. Chem. Int. Ed. 1962. V. 1. P. 281.
- Becke-Goehreng M., Lehr W. //Anorg. Allg. Z. Chem. 1964. V. 327. P. 128.
- Живухин СМ., Толстогузов В. Б., Левицкий М. М. // ЖОХ. 1961. Т. 6. № 10. С.2414−2416.
- Пат 7689 Яп. МКИ С01 d, НКИ 15Е1. 1973.
- A.c. 1 018 914 СССР, МКИ С01 К25/10. 1983.
- Kingston М. Ciclishe NCF- und NPF-Anionen: Syntesen, Reaktionen, Strukturen.//Dissert. 2002. P. 1−3.
- Show R. А. И Z. Naturforsch. 1976. V. 3 lb. P. 641−667.
- Das R.N., Shaw R.A., Smith B.C., Woods Ж J. II Chem.Soc. Dalton Trans. 1973. P. 709.
- Allen C. W., MacKay J.A. II Inorg. Chem. 1986. V. 25. P. 4628.
- Ganapathiappan S., Krishnamurthy S.S. // J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1987. P. 579.
- Guerch G., LabarreJ.F., Roques R., Sournies F. J. //Mol. Struct. 1982.V. 96. P. 113.
- Biddlestone M., KeatR., Parkes H.G., Rose H., Rycroft D.S., Shaw R.A. II Phosphorus sulfur. 1985. V. 25. P. 25.
- Alkubaisi A.H., Parkes H.G., Shaw R.A. II Heterocycles. 1989. V. 28. P. 347.
- ОлкокГ. Фосфоразотистые соединения. «Мир», М.: 1976.
- Джилкрист Т., Сторр Р. Органические реакции и орбитальная симметрия, «Мир», М.: 1976.
- AI. Lederle Н., Kober Е., Ottman G. 11 J. Chem. Eng. Data. 1966. V. 11. P. 221.
- AllcockH.R., WalshE.J. II J. Am. Chem. Soc. 1969. V. 91. P. 3102.
- Allen G., Lewis C.J., ToddS.M. //Polymer. 1970. V. 11. P. 44.
- Fieldhouse, J. W.- Graves, D.F. //ACS Symp. 1981. Ser. № 171. P. 315.
- Толстогузов В.Б., Писаренко В. В., Киреев В.В.// Ж. неорг. хим. 1965. Т. 10. С. 712.
- Бшиченко Ю.В., Киреев В. В., Чистяков Е. М., Чуев В. П., Гапочкина JI.JI. II Хим. пром. сегодня. 2008. № 3. С. 27−29.
- Medici A., Fantin G., Pedrini P., Gleria M., Minto F. II Macromol. 1992. V. 25. P. 2569.
- Yuan W.Z., Zhu L., Huang H.B., Zheng S.X., Tang X.Z. И Polym. Deg. Stab. 2005. V. 87. P. 503.
- Ottman G., Lederle H.F., Hooks H., Kober E. I I Inorg. Chem. 1967. V. 6. P. 394.
- Bing Baichun, Li Bin И Science in China Series B-Chem. 2009. V. 52(12) P. 2186−2194.
- Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения, «Высшая шк.», 1992.
- Brown D.E., Allen C.W. И Journal of Inorganic and Organomet. Polym. 1991. V. l.№ 2.
- Dezl, De JaegerR. //Macromol. 1997. V. 30. P. 8262.
- Liu R., WangX. II Polym. Degrad. and Stability 2009. V. 94. P. 617−624.
- Chen-Yang Y.W., Lee H.F., Yuan C.Y. II J. Polym. Sci. 2000. V. 38. P. 972 981.
- Fantin G, Medici A., Fogagnolo M., Pedrini P., Gleria M. II Eur. Polym. J. 1993. V. 29. № 12. P. 1571−1579.
- Medici A., Fantin. G., Pedrini P., Gleria M., Minto F. II Macromol. 1992. V. 25. P. 2571−2574.
- Киреев В.В., Бредов Н. С., Бшиченко Ю. В., Лысенко К. А., Борисов Р. С., Чуев В.П. II Высокомолек. соед., 2008, № 50, С. 951−958.
- Шихалиева С. А. Синтез и свойства эпоксифосфазеновых олигомеров // Дисс. 1993.
- Allcock H.R., Primrose А.Р., Silverberg E.N., Visscher K.B., Rheingold A.L., Guzei I.A., Parvez M. II Chem. Mater. 2000. V. 12. P. 2530.
- Kubono K., Asaka N., Taga Т., Isoda S., Kobayashi Т. И J. Mater. Chem. 1994. 4. P. 291.
- Kubono К, Asaka N., Isoda S., Kobayashi Т., Taga Т. 11 Acta Crystallogr. Sect. C. 1994. V. 50 P. 324.
- Comotti A., Simonutti R., Stramare S., Sozzani P. //Nanotechnology. 1999. V. 10 P. 70.
- Comotti A., Gallazzi M.C., Simonutti R., Sozzani P. II Chem. Mater. 1998. V. 10 P. 3589.
- Allcock H.R., Sunderland N.J. //Macromol. 2001. V. 34. P. 3069.
- Chandrasekhar V., Justin Thomas K.R. II Structure Bonding 1993. V. 81. P. 41.
- Lenton M. V., Lewis B.J. И Chem. Soc. 1966. (A). P. 665.
- Miyata К., Muraoka K., Itaya Т., Tanigaki Т. Inoue К. 11 Eur. Polym. J. 1996. V. 32. P. 1257.
- Gleria M., De Jaeger R. 11 J. of Inorg. And Org. Polym. 2001. V. 11, № 1.
- Bilbo A. Y., Donglas C.M., Fetter N.R., Herring D. L. II Y. Polum. Sei. 1968. Part A-l. V. 6. P. 1671.
- Киреев B.B., Живухин C.M., Белых С. И., Колесников Г.С. II Высокомол. соед. 1969. сер. А, И, С. 625.
- Bilbo A.J., Sharts С.М. II J. Polym. Sei. 1967. Part. A-l. V. 5. P. 2891.
- Horn H. G. //Makromol. Chem. 1970. V. 138. P. 163.
- Quantum Ink. //U.S. Govt. Res. J. 1956. 24. 141.
- Inoue K, Nakano M., Takagi M., Tanigaki Т. II Macromol. 1989. V. 22. P. 1530.
- Brown D. E., Allen C. W. II J. Inorg. Organomet. Polym. 1991. V. 1. P. 189.
- Inoue K, Nakamura H., Ariyoshi S., Takagi M., Tanigaki Т. И Macromol. 1989. V. 22. P. 4466.
- Selvaraj/. /., Chandrasekhar V. //Polymer 1997. V. 38. P. 3617.
- Inoue K., KaneyukiS., Tanigaki T. //J.Polym. Sei. 1992. V. 30. P. 147.
- PuyenbroekR.} Jekel A.P., van de Grampel J.C. И J. Inorg. Organomet. Polym. 1991. V. LP. 105.
- Weizhong Y., Lu Z., Xiaobin H., Sixun Z, Xiaozhen Т. II Polym. Degrad. and Stab. 2005. V. 87. P. 503−509.
- Kenzo I., Hirotaka S., Shunsuke O., Tomoyuki I., Teiichi Т. II J. Am. Chem. Soc. 1994. V. 116. P. 10 783−10 784.
- Diaz С., Barbosa M, Godoy Z. II Polyhedron 2004. V. 23. P. 1027−1035.
- BolinkH., BareaE., Costa R., Coronado E., Sudhakar S., Zhen C., Sellinger A. II Org. Electr. 2008. V. 9. P. 155−163.
- Hou S., Taton D., Saule M., Logan J., Chaikof E., Gnanou Y. I I Polym. 2003.1. V. 44. P. 5067−5074. *
- Allcock H.R., Smith D.E., Kim Y.B., Fitzgerald J.J. // Macromol. 1994. V. 27. P. 5206.
- Allcock H.R., Coggio W.D., Archibald R.S., Brennan D.J. // Macromol. 1989. V. 22. P. 3571.91 .DishonB. //J. Am. Chem. Soc., 1949. V. 71. P. 2251.
- Allcock H.R., Forgione P. S., Valan K.J. //J. Org. Chem., 1965. V. 30. P. 947.
- Ratz R., Schroeder H., Ulrich H., KoberE., Grundmann С. //J. Chem. Soc. 1962. V. 84. P.551.94. Пат. США 2 858 306, 1958.
- Николаев А. Ф., Ван Эр-тень, Зырянова Г.А. И Пласт. Массы. 1967. № 9. С. 24.
- Facchin G., Guarino L., Modesti M., Minto F., Glaria M. I I J. Inorg. Organomet. Polym. 1999. V. 9. P. 133.
- Авт. Свид. СССР 558 080, 1974.98. Пат. ФРГ 2 334 917, 1975.
- Скороваров Д.И., Филиппов ЕЛ. //Радиохимия. 1976. № 29.
- Allcock H.R., Reeves S.D., deDenu C.R., Crane С. A. И Makromol., 2001. P. 748.
- Авт. свид. СССР 362 795, 1971.
- Бузов A.A. Модифиц. полим. композ. для стоматологии // Дисс. 2003.
- Dell D., Fitzsimmons B.W., Keat R., Show R.A. //J. Chem. Soc. 1966. P. 1680.
- Tesi G. Douglas CM. // J. Am. Chem. Soc. 1962. V. 84. P. 549.105. Пат. США 3 271 330, 1966.106. Англ. пат. 961 912, 1964.
- Lee С. W., Venkatachalapathy R., Prahash I. II Dep. Of Chem. and Env. Eng HT, Chikago, IL 60 616.
- Иванчёв C.C., Мякин C.B. Il Успехи химии. 2010. 79 (2). С. 117−133.
- Попова Г. В. Химическая модификация амино- полиаминокислот гетероциклами // Дисс. 2008.
- Живухин С.М., Киреев В. В., Колесников Г. С., Попилин В. П., Филиппов Е. А. //Журн. неорган. Химии. 1967. Т. 14. № 4. С. 1051.
- Химическая энциклопедия. М.: Советская энцеклопедия, 1990. Т. 2.
- Вайсбергер А., Проскауер Э., Риддик Дж., Тупс Э. Органические растворители. М.: Изд-во иностр. лит., 1958.
- Сорокин М.Ф., Лялюшко К. А. Практикум по химии и технологии плёнкообразующих веществ. М.: Химия, 1971.
- Торопцева A.M., Белогородская К. В., Бондаренко В. М. Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений. Л.: Химия, 1972.