Reakcje hydrosulfidowania jako alternatywne do hydrosililowania metody syntezy związków krzemoorganicznych

Abstract

Związki krzemu cieszą się dużą popularnością i znajdują zastosowanie zarówno w nauce, przemyśle, jak i w życiu codziennym. Szczególne właściwości i szerokie zastosowania związków krzemoorganicznych wynikają z równoczesnej obecności grup organicznych i nieorganicznych w ich strukturze. Zasadniczym celem pracy było opracowanie efektywnej metody syntezy pochodnych krzemoorganicznych w oparciu o reakcję hydrosulfidowania (tiol-en) i stwierdzenie czy może ona stanowić alternatywę do klasycznego procesu hydrosililowania. W ramach badań porównano sposób inicjowania reakcji hydrosulfidowania w oparciu o mechanizm (i) wolnorodnikowy (generowanie rodników termicznie lub za pomocą promieniowania UV) i (ii) katalityczny z udziałem katalizatorów m.in. fosfinowych, zasadowych. Przeprowadzono testy aktywności inicjatorów dla reakcji hydrosulfidowania. Zbadano m.in. czy umiejscowienie grupy tiolowej przy związku krzemoorganicznym lub przy związku organicznym może mieć wpływ na szybkość i wydajność reakcji. W wyniku tych badań otrzymano szereg pochodnych krzemoorganicznych zakończonych różnymi grupami funkcyjnymi. Wszystkie otrzymane związki zostały scharakteryzowane metodami spektroskopowymi. Dodatkowo został zbadany potencjał aplikacyjny otrzymanych pochodnych krzemoorganicznych.Przedstawione badania potwierdzają, że hydrosulfidowanie jest wydajną metodą otrzymywania szeregu różnych pochodnych krzemoorganicznych oraz może stanowić alternatywę w stosunku do klasycznej reakcji hydrosililowania, w której otrzymywane są zazwyczaj związki krzemu.

Silicon compounds are very popular and find applications in science, industry, and everyday life. The unique properties and broad applications of organosilicon compounds result from the simultaneous presence of organic and inorganic groups in their structure. The primary goal of this work was to develop an effective method for the synthesis of organosilicon derivatives based on the hydrosulfidation reaction (thiol-ene) and to determine whether it could be an alternative to the classical hydrosilylation process. The study compared methods for initiating the hydrosulfidation reaction based on (i) a free radical mechanism (generating radicals thermally or via UV radiation) and (ii) a catalytic mechanism involving catalysts such as phosphines and bases. Initiator activity tests for the hydrosulfidation reaction were conducted. Among other things, the study examined whether the location of the thiol group on the organosilicon compound or on the organic compound could affect the reaction rate and efficiency. As a result, a number of organosilicon derivatives terminated with various functional groups were obtained. All obtained compounds were characterized using spectroscopic methods. Additionally, the application potential of the resulting organosilicon derivatives was examined. The presented studies confirm that hydrosulfidation is an efficient method for obtaining a variety of organosilicon derivatives and can be an alternative to the classical hydrosilylation reaction, which typically produces silicon compounds.