双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物的合成及用途

简介

双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物为无色至浅黄色低黏度液体，具微弱硫醇气味，可与乙醇、甲醇、二氯甲烷、乙酸乙酯等有机溶剂任意混溶。其分子两端的三乙氧基硅基在碱性条件下能迅速缩合，容易与芳基或烷基硅氧烷发生共聚反应。

双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物的性状

合成

方法一：以（3,3′-三乙氧基硅丙基）四磺酸、3-氯丙基三乙氧基硅烷和硫化钠为原料，按比例加入硫化钠制备（3,3′-三乙氧基硅丙基）二磺酸。将67.4g（0.13mol）双（3,3′-三乙基氧基硅丙基）四磺酸和108.7g(0.45mol)3-氯丙基三乙基氧基硅烷在120ml乙醇中加入500ml带回流冷凝器和磁力搅拌器的三颈烧瓶中，在N2惰性气体下加热至60℃。在反应混合物中加入18.5g（0.24mol）硫化钠，分四等份，间隔时间为10min。因此，反应混合物进一步升温至沸腾。最后加入硫化钠后，再回流加热2小时。冷却至室温后，过滤沉淀物，用30ml乙醇洗涤3次。收集的滤液在110°C的旋转蒸发器中浓缩至最终真空为40mbar。得到了152.3g的黄色液体双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物。收率：90%[1]。

方法二：2.3g（0.10mol）单质钠溶解于100ml乙醇中，在装有500ml三颈烧瓶的玻璃装置中，在氮气下滴入漏斗和回流冷凝器。所有钠反应生成乙磺酸钠后，将混合物加热至沸腾温度，回流时，在30分钟内滴加52.7g(0.20mol)3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷。添加完成后，让混合物在回流下再反应三小时。冷却至室温后，含有无色沉淀物的淡黄色溶液在80°C真空中蒸发（最终真空40毫巴）。过滤无色沉淀物。得到39.6g（0.08mol）双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物（收率83%）[2]。

用途

双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物在碱催化下与芳基硅氧烷共水解缩聚，快速形成含二硫键的杂化硅凝胶，用于可控释放或吸附材料的原料。例如：将1,4-二（三乙氧基）苯（1.749g）和双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物（1.1mmol）与乙醇混合，得到0.4M的溶液。在混合物中加入NaOH(1N,0.629mL，6.2等水到单体，10.8%molNaOH)，1.5小时后发生凝胶化。将凝胶老化48小时。用抹刀将凝胶压碎。用乙醇（25ml）清洗所得凝胶。将微黄色凝胶浸入水中。通过真空过滤收集凝胶。让凝胶在培养皿中风干72小时。把产品磨成细粉。真空干燥24小时得到产品[3]。

参考文献

[1] Procedure for the production of organosilylalkyl polysulfides. Assignee: Degussa AG Inventors: Alig, Alfred; et al. Germany.

[2] Process for preparation of organo silicon disulfides. Assignee: Degussa-Huls Aktiengesellschaft Inventors: Michael, Rudolf; et al. European Patent Organization.

[3] Hybrid Polyelectrolyte Materials for Fuel Cell Applications: Design, Synthesis, and Evaluation of Proton-Conducting Bridged Polysilsesquioxanes By: Khiterer, Mariya; et al. Chemistry of Materials (2006), 18(16), 3665-3673.