Сотрудниками лаборатории молекулярного конструирования полимерных наноматериалов ИСПМ РАН совместно с ТГПУ им Л.Н. Толстого, ИНЭОС РАН, ИОНХ РАН и МФТИ разработан подход к модификации кремнийорганических молекул по реакции азид-алкинового циклоприсоединения (СuAAC) в присутствии медной пены в качестве катализатора.
В ходе работы исследована возможность использования пористой меди в качестве катализатора реакции азид-алкинового циклоприсоединения, в частности для получения кремнийорганических молекул и полимеров. На примере модельных реакций подобраны оптимальная концентрация катализатора и температура процесса. Показана возможность повторного использования катализатора, а также проведено сравнительное микроскопическое исследование поверхности вспененной меди до и после рециклов. Результаты энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии показали, что после завершения реакции азид-алкинового циклоприсоединения на поверхности меди появляются элементы кремния и азота, а также наблюдается увеличение количества углерода и кислорода, что свидетельствует о взаимодействии меди с молекулами реагентов, а также об образовании органических и окисленных продуктов на поверхности катализатора. Кроме того, в работе продемонстрировано получение ряда ацетиленсодержащих полидиметилсилоксанов (ПДМС) по механизму катионного раскрытия силоксанового цикла в широком диапазоне молекулярных масс, которые затем используются в реакции CuAAC.
В указанных условиях был получен ряд функционализированных триазолсиланов и полисилоксанов в простых условиях без использования растворителя с высокими выходами. Также, по реакции CuAAC на основе ПДМС с концевыми азидопропильными группами и ПДМС с концевыми ацетиленовыми группами были получены политризолсилоксаны с высокой молекулярной массой.
Несмотря на широкое промышленное использование медных пен в различных каталитических процессах, их использование в качестве катализатора для реакции CuAAC ранее не исследовалось. Первые эксперименты показывают, что этот тип доступных катализаторов, легко отделяемых от традиционной среды, весьма перспективен для модификации и синтеза кремнийорганических молекул и полимеров.
Работа опубликована в журнале Reaction Chemistry and Engineering