Synteza i charakterystyka nienasyconych poliedrycznych silseskwioksanów i sferokrzemianów na drodze reakcji hydrosililowania

Abstract

Celem rozprawy doktorskiej było opracowanie wydajnych oraz selektywnych metod syntezy nienasyconych pochodnych silseskwioksanów w oparciu o proces hydrosililowania wiązań potrójnych C≡C w cząsteczkach alkinów i 1,4-dwupodstawionych buta-1,3-diynów (HSiMe2O)(i-Bu)7Si8O12 oraz (HSiMe2O)8Si8O12. Praca doktorska obejmuje cykl czterech publikacji szczegółowo opisujących syntezę i charakterystykę monoalkenylo-funkcyjnych silseskwioksanów oraz oktaalkenylo-funkcyjnych sferokrzemianów, jak również but-3-en-1-ynów oraz buta-1,3-dienów z podstawnikami silseskwioksylowymi. Dodatkowo w ramach badań opracowano nową, alternatywną metodę syntezy monoalkenylo-funkcyjnych silseskwioksanów polegającą na reakcji hydrosililowania prowadzonej w obecności heterogenicznego katalizatora– platyny immobilizowanej na kopolimerze styrenu z diwinylobenzenem Pt/SDB. Przygotowana rozprawa doktorska dostarcza pierwszych, zoptymalizowanych protokołów pozwalających na wydajną oraz selektywną syntezę nowych, nienasyconych pochodnych silseskwioksanów oraz zawiera szczegółową, krytyczną analizę procesów, wskazując zarówno na zalety, jak i pewne ograniczenia stosowania wyselekcjonowanych układów katalitycznych. Ponadto, zastosowanie katalizatora heterogenicznego umożliwiło opracowanie nieznanej dotąd metody syntezy alkenylo-funkcyjnych pochodnych silseskwioksanów pozwalającej na recykling katalizatora oraz łatwą izolację otrzymanych produktów. Opracowane wyniki są przykładem nowoczesnego podejścia do syntezy metaloorganicznej, wpisującego się w aktualne trendy badań.

The aim of doctoral dissertation was development of an efficient and selective methods for the synthesis of unsaturated silsesquioxane derivatives based on hydrosilylation of C≡C bonds in alkynes and 1,4-disubstituted buta-1,3-diynes with (HSiMe2O)(i-Bu)7Si8O12 and (HSiMe2O)8Si8O12. The doctoral thesis includes a series of four publications that describe in detail the synthesis and characterization of monoalkenyl-functionalized silsesquioxanes and octaalkenyl-functionalized spherosilicates, as well as but-3-en-1-ynes and buta-1,3-dienes with silsesquioxane moieties. Additionally, as a part of the research, the new, alternative method for the synthesis of monoalkenyl-functionalized silsesquioxanes based on hydrosilylation process carried out in the presence of heterogeneous catalyst – platinum immobilized on styrene divinylbenzene copolymer (Pt/SDB) was developed. The prepared doctoral dissertation provides the first, optimized protocols allowing for efficient and selective synthesis of new, unsaturated silsesquioxane derivatives and contains a detailed, critical analysis of processes, indicating both the advantages and limitations of the application of selected catalyst systems. In addition, the use of a heterogeneous catalyst enabled the development of a previously unknown method for the synthesis of alkenyl-functional silsesquioxane derivatives permitting for catalyst recycling and easy isolation of obtained products. The developed results are an example of a modern approach to organometallic synthesis, which is in line with the current research trends.