Scienziati russi hanno sviluppato un nuovo metodo per sintetizzare i paracarbossiplenilsilossani, una classe unica di composti organosilicio. I composti risultanti sono promettenti per la creazione di auto-guarigione, elettricamente conduttivo, siliconi resistenti al calore e al gelo.

composti organosilicio, in particolare materiali a base di siliconi, sono tra i prodotti più richiesti. La capacità di resistere a incredibili sollecitazioni termiche e meccaniche consente di utilizzare i siliconi per sigillare e proteggere molti elementi nella costruzione di aerei e razzi. La forza e la durata dei siliconi li prestano ad applicazioni in medicina, industria alimentare, e in molti altri campi della vita umana.

Sebbene molti materiali siliconici siano già stati creati e siano stati trovati i loro campi di applicazione, gli scienziati ritengono che il loro potenziale di usabilità non sia stato pienamente realizzato. Ciò è dovuto ad uno dei problemi centrali della moderna chimica dei siliconi, vale a dire, la sintesi di prodotti di organosilicio con un "polare" (-C(O)OH, -OH, -NH ₂ , ecc.) gruppo funzionale in un sostituente organico. Tale frazione consente la facile introduzione di altri sostituenti, e la capacità di regolare il composto per respingere l'acqua o per formare emulsioni acquose stabili, e per impartire altre "super-capacità" a un materiale. Questo apre prospettive piuttosto uniche per la successiva modifica di questi composti al fine di sintetizzare nuovi copolimeri, materiali autoriparanti e conduttivi, e composti per lo stoccaggio e la consegna di farmaci e combustibili. Solo una piccola modifica di una mescola permetterebbe anche di risolvere il problema della bassa resistenza meccanica e dell'incompatibilità dei siliconi con i polimeri, come poliesteri e altri.

Con rare eccezioni, i metodi classici per la sintesi dei siliconi (primi monomeri, poi polimeri) non possono realizzare substrati funzionali di organosilicio. Di regola, questi metodi sono applicabili a una gamma ristretta di substrati o richiedono molto tempo, costoso e coinvolge più fasi.

Negli ultimi anni, vi è stato un numero crescente di pubblicazioni sull'ossidazione e la funzionalizzazione di composti organici che coinvolgono l'ossigeno molecolare, cioè., un verde, " ossidante semplice e disponibile. Numerosi processi di importanza industriale si basano già su questo approccio. Tuttavia, nonostante tutti i vantaggi, questi processi sono generalmente caratterizzati da bassa selettività e richiedono condizioni drastiche (temperatura elevata, alta pressione, eccetera.).

Un team di scienziati dell'A.N. Istituto Nesmeyanov di composti organoelementi dell'Accademia delle scienze russa (INEOS RAS), in collaborazione con i colleghi della Federazione Russa, utilizzato una combinazione di catalizzatori metallici e organici per risolvere questi problemi. Le condizioni di reazione sono state ammorbidite ed è stata ottenuta un'elevata selettività del processo. La reazione è avvenuta con coinvolgimento di ossigeno molecolare in fase liquida e a temperature leggermente superiori alla temperatura ambiente, mentre molti processi industriali sono eseguiti in fase gassosa in condizioni drastiche. Il metodo può essere scalato a quantità di grammi per produrre un composto richiesto.

"Così, abbiamo suggerito un metodo altamente efficiente basato sull'ossidazione aerobica catalizzata da metalli e organo dei para-tolilsilossani di partenza a para-carbossifenilsilossani. Questo approccio si basa su 'verde, ' disponibili commercialmente, reagenti semplici ed economici, e impiega condizioni di reazione blande, "dice il dottor Ashot Arzumanyan, il leader e uno dei contributori di questo studio, scienziato senior del K.A. Laboratorio Andrianov.

Per di più, è stato dimostrato che il metodo suggerito è applicabile all'ossidazione di derivati ​​organici (alchilareni) ai corrispondenti acidi e chetoni, così come ididosilani a silanoli (e/o silossanoli). Gli scienziati hanno anche studiato se i materiali possono essere ottenuti sulla base di para-carbossifenilsilossani, compreso un analogo del PET, che viene utilizzato nelle bottiglie per bevande, fibre per abbigliamento e per applicazioni tecniche. "I composti che abbiamo ottenuto aprono prospettive per la creazione di auto-guarigione, elettricamente conduttivo, siliconi resistenti al calore e al gelo e meccanicamente resistenti. Possono anche servire come base per lo sviluppo di nuovi materiali ibridi che possono trovare impiego nella catalisi, consegna farmaci, stoccaggio del carburante, e in altri campi della scienza, tecnologia e medicina, "Ashot note.