SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115974911A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310238478.7(22)申请日2023.03.14(71)申请人北京奇点势能科技有限公司地址101111北京市大兴区北京经济技术开发区科谷四街1号院2号楼6层(72)发明人安杰王闽龙张小河侯佳曼王超赵碧菡陈玲霞(51)Int.Cl.C07F7/18(2006.01)C08G59/14(2006.01)权利要求书1页说明书8页(54)发明名称SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明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‑C10的烷基或烷氧基，R为C1‑C100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。该类硅烷偶联剂是由含胺基硅烷偶联剂和烯基磺酰氟在非质子溶剂中合成，原料易得，制备方法简单便捷，收率高。本发明提供的硅烷偶联剂可广泛应用于有机聚合物改性、无机材料表面改性、促进有机材料CN115974911A与无机材料的共价连接等领域。CN115974911A权利要求书1/1页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：1G为H、、中的任意一种；R表示氢、卤素、C1‑C10的烷基或C1‑C10的烷23氧基；R表示氢、卤素、C1‑C10的烷基或C1‑C10的烷氧基；R表示氢、卤素、C1‑C10的烷基或C1‑C10的烷氧基；R为C1‑C100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‑C10的烷基或C1‑C10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）12式（II）、式（III）中，R表示氢、卤素、C1‑C10的烷基或烷氧基；R表示氢、卤素、C1‑C10的烷3基或烷氧基；R表示氢、卤素、C1‑C10的烷基或烷氧基；R为C1‑C100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；式（IV）所示化合物结构如下：（IV）式（IV）中，n为1‑100。4.根据权利要求3中所述的制备方法，其特征在于：式（II）或式（III）所示的化合物和式（IV）所示的化合物摩尔比为1:0.9‑2.5；加成反应在非质子溶剂中进行；所述非质子溶剂为乙腈、丙酮、二氯甲烷、四氢呋喃、二甲亚砜、N,N‑二甲基甲酰胺、乙醚中的至少一种；加成反应的温度为0‑100℃。5.权利要求1‑2中任一项所述SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂在有机聚合物改性中的应用。2CN115974911A说明书1/8页SuFEx点击化学氨基硅烷偶联剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明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。背景技术[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，本发明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