Синтез и свойства функциональных кремнийорганических соединений для потенциального применения в фотонике и биофотонике
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
ча при 1747 см-1 и 1722 см-1, соответствующие колебаниям карбонильных фрагментов. Поскольку их местоположение не изменяется относительно исходного диуретана, это свидетельствует о том, что взаимодействие сольватирующих групп с комплексом более сильное, чем межмолекулярные взаимодействия в соединении 1. В комплексе также происходит смещение полос: в спектре в масле при 1650, 1568 и 1542 см-1, а в спектре в пленке они наблюдаются при 1655, 1554 и 1530 см-1. Также в спектре комплекса имеется очень широкая полоса в области 3737 - 3120 см-1, которая соответствует колебаниям молекул воды, находящейся в координационной сфере металла. В пленке такая полоса отсутствует. Следовательно, вода из координационной сферы металла удаляется. Полосы, соответствующие колебаниям Si-O-Et фрагментов, не изменяют своего положения (1078 см-1 и 956 см-1), но при этом в пленке с комплексом значительно уменьшается их интенсивность (рис.10, кривые 1,2). Это говорит о протекании процесса гидролиза за счет воды, выделившейся из координационной сферы комплекса празеодима.
Из раствора мономера 2 с комплексом 5 образуются липковатые пленки, которые окончательно затвердевают через неделю.
Пленки из раствора чистого соединения 3 получить не удается. При испарении растворителя соединение выделяется в виде порошка. Из его растворов в ТГФ с содержанием комплексов 4 и 5 40-50% получаются прозрачные визуально гладкие пленки. Мы предположили, что образование пленок происходит благодаря гидролизу соединения 3 за счет координационно связанной воды, содержащейся в комплексе. При этом необходимо достаточное количество комплекса по отношению к соединению. Если концентрация комплекса мала (12.5%), то образуется пленка, а также порошок исходного соединения 3. При концентрации порядка 45% образуется мутноватая, но гладкая однородная пленка.
Выводы
. Синтезированы три новых функциональных алкоксисилана: 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторгексилен-N,N-бис(3-триэтоксипропил)дикарбамат (1), оксихинолил-N -(3-триэтоксипропил)карбамат (2), N-2-гидрокси-1,1-ди(гидроксиметил)этил- N-3-триэтоксисилилпропилмочевина (3)
. Установлены пути реакций терморазложения соединений 1-3. Распад соединения 1 протекает одновременно по двум направлениям; 1-ое с образованием исходных продуктов изоцианата и спирта и второй путь - с выделением двух молекул углекислого газа. Соединение 2 распадается лишь по одному направлению - обратному реакции получения. Соединение 3 также термически неустойчиво. Для него также реализуется только один путь распада, но разрыв происходит по разным связям с образованием двух изоцианатов.
. Синтезированные соединения 1-3 не подвергаются гидролизу под действием влаги воздуха. Гидролиз в растворе ТГФ соединений 1 и 3 (2 моль Н2О на одну Si(OEt)3 группу) приводит к образованию только небольшого количества сшитого полимера, в растворе остается мономер. Гидролиз соединения 2 дает олигомер с МW = 5000 и МW/MN = 1.1.
. Гидролиз соединения 3 в воде без использования органического растворителя приводит к образованию водорастворимого полимера неустановленного молекулярного веса.
. Из раствора мономеров 1 и 2, содержащих комплексы редкоземельных элементов в количестве 20-50% получаются прозрачные пленки, затвердевание которых происходит значительно быстрее, чем пленок из раствора без комплексов. Из раствора соединения 3 получаются прозрачные визуально гладкие пленки только при высоких концентрациях комплексов 4 и 5 (40-50%). Установлено, что образование пленок происходит благодаря гидролизу соединений за счет координационно связанной воды, содержащейся в комплексах.
Литература
1. А.С.Курков, О.Е.Наний, Lightwave, Rus. Ed, 2003. 1. 14.
. Гуртов В.А. Оптоэлектроника и волоконная оптика: Учебное пособие. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2005. - 239 с.
. Основы волоконно-оптической связи. Под. ред. Е.М.Дианова. Сов. радио, Москва, 1980, 232 c.
. И.А.Вечкасов, Н.А.Кручинин, А.И.Поляков, В.Ф.Резинкин. Приборы и методы анализа в ближней инфракрасной области. М.: Химия, 1977, 280 с.
. D. Brevet, M. Gary-Bobo, L. Raehm, S. Richeter, O. Hocine, K. Amro, B. Loock, P. Couleaud, C. Frochot, A. Morere, Ph. Maillard, M. Garcia and J.-O. Durand. Mannose-targeted mesoporous silica nanoparticles for photodynamic Therapy. Chem. Commun., 2009, 1475-1477.
. J. Chen, Ch. Guo, M. Wang, L. Huang, L. Wang, C. Mi, J. Li, X. Fang, Ch. Mao and Sh. Xu. Controllable synthesis of NaYF4 : Yb,Er upconversion nanophosphors and their application to in vivo imaging of Caenorhabditis elegans. J. Mater. Chem., 2011, 21, 2632-2638
7. L.G. Klapshina, W.E. Douglas, I.S. Grigoryev, E.Yu. Ladilina, M.V. Shirmanova, S.A. Mysyagin, I.V. Balalaevad, E.V. Zagaynova. Novel PEG-organized biocompatible fluorescent nanoparticles doped with an ytterbium cyanoporphyrazine complex for biophotonic applications. Chem Commun, 2010, V.46, 8398-8400.
8. Davis T.L., Farnum G.M., J. Am. Chem. Soc., 56, 883 (1934).
. Baker J.W., Davies M.M., Gaunt J., J. Chem. Soc., 1949.
.Baker J.W., Holdsworth J.B., J. Chem. Soc., 1947, 713.;
. Baker J.W., Gaunt J., J. Chem. Soc., 1949.
. Lovering E.G., Laidler K.J., Can. J. Chem., 40, 31 (1960).
13. Бендер М., Механизмы катализа нуклеофильных реакций производных карбоновых кислот, Изд. Мир, 1963.
. Burkus J., Eskert C.F., J. Am. Chem. Soc., 80, 5948 (1958).
. Iwakura Y., Okada H., Can. J. Chem., 38, 2418, (1960).
. Smith J.F., Friedrich E.C., J. Am. Chem. Soc., 81, 161, (1959).
. Farkas A., Strohm P.F., Ind. Eng. Chem., fundamentals, 4, №1, 32 (1965).
18. Литвиненко Л.М., Кириченко А.И., Укр.Хим.Журн, 31, 67(1965).
. Шатенштейн А.И., Изотопный обмен и замещение водорода в органических соединениях, 1960, стр. 52, 268.;
20. Nagakura S., Goeterman M., J. Chem. Phys., 26, 881 (1957).
. Joester M.D., Drago R.S., J. Am. Chem. Soc., 84,3817, (1962).
22. Кнорре Л.Г., Эммануэль Н.М., в сб. Вопросы катализа, химической кинетики и реакционной способности, Изд. АН СССР, 1955, стр. 106; Усп. Хим., 24, 275 (1955).
. Flynn K.G., Nenortas D.R., J. Org. Chem., 28, 3527 (1963).
. Ephaim S., Woodward A.E., Mesrobian R.B., J. Am. Chem. Soc., 80, 1326, (1958).
25. A. Williams and W.P. Jencks. J. C. S. Perkin II, 1974, 1753.
26. Общая органическая химия./ Под ред. Д. Бартона и У.Д. Оллиса. Т.4. Карбоновые кислоты и