Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Проект направлен на решение проблемы создания органо-неорганических полимерных материалов и композитов, а именно на создание композитных материалов на основе дешевого кремнийорганического сырья с использованием простых методов его модификации с учетом соблюдения современных экологичных подходов. Ранее нами была разработана оригинальная методика получения функциональных кремнийорганических молекул по реакции азид-алкинового циклоприсоединения в «зеленых» условиях – без использования токсичных растворителей и ускоряющих реакцию аминов. За отчетный период нами был разработан подход к модификации кремнийорганических молекул по реакции азид-алкинового циклоприсоединения (СuAAЦ) в присутствии коммерчески доступной 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. В указанных условиях был получен ряд функционализированных триазолсиланов и полисилоксанов в простых условиях без использования растворителя с высокими выходами. 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 (https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/re/d5re00219b/unauth) в журнале Reaction Chemistry and Engineering Ранее нами был разработан метод получения триазолфункциональных алкоксисланов по реакции CuAAC с использованием в качестве катализатора бромида меди без использования растворителей и ускоряющих реакцию аминов. Кроме того, в той же работе была показана способность таких силанов, благодаря наличию триазольного кольца, к самокаталитическому гидролизу, в результате чего не требуется использование внешних катализаторов. Однако, были необходимы более глубокие исследования для анализа возможности регулирования молекулярно-массовых характеристик, строения, а значит и свойств получаемых полисилсесквиоксановых структур. Поэтому за отчётный период мы расширили данную концепцию, а именно исследовали, как условия протекания реакции гидролиза, а именно количества добавляемых воды и спирта, влияют на молекулярно-массовые характеристики получаемых продуктов. Наилучший результат продемонстрировал силсесквиоксан с децильным функциональным фрагментом (молекулярная масса Mw=65000, ГПХ) путем добавления к децилтриазолтриэтоксисилану 10-кратного избытка воды и этанола из расчета на одну алкоксильную группу. При этом при добавлении 10- и 100- кратного избытка воды были получены нерастворимые образцы. На основе полученных данных были приготовлены составы для отверждения на тефлоновых и металлических подложках. В результате наилучшее покрытие также получено на основе триазолтриэтоксисилана с децильным функциональным фрагментом с 10-кратным избытком воды и этанола. Измерения краевого угла смачивания (110°) позволяют предположить, что данный материал является перспективным для применения в области получения атмосферостойких и других защитных полимерных покрытий, однако, для подтверждения такого предположения, безусловно, необходимы дополнительные исследования. [Работа принята к печати в журнале Высокомолекулярные соединения, серия Б]