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磁性齐聚倍半硅氧烷的合成及其表征 宋晓艳， 李齐方 北京化工大学材料科学与工程学院，北京，100029 关键词：笼形倍半硅氧烷 二茂铁甲醛 wittig 反应 笼型聚倍半硅氧烷 （POSS ）已成为有机硅化学领域人们关注的焦点，近年来， 【－ 】 金属倍半硅氧烷越来越引起人们的注意，有关金属络合物的文献 1 3 已有报道， 但是既包括金属又包括官能团的POSS 化合物还没有报道，因此，本文合成了一种 同 时 包 括 二 茂 铁 和 双 键 的 新 型 笼 型 倍 半 硅 氧 烷 FSPS (Fc-CH=CH-C H -(C H ) Si O , Fc: ferrocene) ，主要用于聚和研究，同时希望能制 6 6 5 9 7 8 12 备出性能优异的功能高分子材料，本文对其热及磁性能也进行了研究。 1、FSPS 的合成 首先合成了未完全缩和倍半硅氧烷(cyclo-C H ) Si O (OH) , 然后通过戴帽 5 9 7 7 9 3 反应合成了4 －氯苄基环五基笼型聚倍半硅氧烷，再通过wittig 反应得到目标化合 物FSPS （顺反异构体混合物），顺反异构体混合物由于极性相近而没能通过色谱 法成功分离。产率与加料顺序和所用碱的性质有关，即往瞵盐溶液里先加入二茂 铁甲醛，后加入碱产率比较高，当用乙醇钠时，产率为89 ％，而用氢化钠时，产 率只有38 ％，这可能和相溶性有关，并且氢化钠碱性强，可能使FSPS 发生解离。 2 、FSPS 的结构表征 通过FTIR 、1 13 29 H 、 C and Si 核磁共振谱、质谱以及元素分析对目标化合物 FSPS 进行了表征。 -1 FTIR 光谱表明，1109cm 处最强的吸收峰应归于Si-O-Si 的非对称伸缩和Si-C 的伸缩震动，2950 和2866cm-1 处的环五基C-H 伸缩震动也是很明显的，1634、958 和850 cm-1 处的弱谱带分别为C=C 的伸缩震动、反式、顺式CH=CH 弯曲震动。 二茂铁的特征谱带被强的Si-O 吸收峰覆盖。 虽然通过化学方法不能成功分离FSPS 顺反异构体，但是我们可以通过1H 国家自然科学基金资助项目 1 NMR 区分开来，并通过其积分面积计算得到顺/反＝52 ％/48% ，6.928、6.651 和 6.408、6.314ppm 分别为反式和顺式CH=CH ，其偶合常数分别为16.20 和12.00。 另外，在4.095 －4.493 之间的两个二重峰和三个多重峰应归属于二茂铁环五二烯 环上的H 。同样，13 29 C- NMR 也证实了FSPS 的结构。 Si-NMR 是表征POSS 化合 物最有利的工具之一，在-79.62、–66.15 、-66.49ppm 处积分面积比为1：3 ：4 的 特征峰充分证明了FSPS 的T (R R’Si O ) 结构. 元素分析结果与计算值也是一致 8 7 8 12 的。 通过质谱对FSPS进一步进行表征，质谱在1186 m/z给出了分子离子峰，和计 算值是相对应的，并且分子离子峰的同位素峰也和计算值是一致的，如图1所示， 这些充分证明了FSPS 的化学结构。 100 100 80