ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АЦЕТИЛАЦЕТОНАТА АЛЮМИНИЯ С ПОЛИФЕНИЛСИЛСЕСКВИОКСАНОМ В УСЛОВИЯХ МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ
Аннотация
Изучено взаимодействие полифенилсилсесквиоксана с ацетилацетонатом алюминия в условиях механохимической активации. Активацию проводили в планетарной мономельнице «Pulverisette 6» в течение 3 мин при частоте вращения 600 об./мин. Соотношение массы насадки к массе полезной загрузки равнялось 1,8. Получены растворимые полиалюмофенилсилоксаны с содержанием алюминия от 2,7% до 7,3%. Проведено сравнение полученных результатов с результатами механохимических синтезов на основе оксида алюминия и полифенилсилсесквиоксана. Установлено, что при использовании ацетилацетоната алюминия массовая доля растворимого полиалюмофенилсилоксана и содержание алюминия в нем увеличиваются по сравнению с аналогичными синтезами, в которых использовался оксид алюминия. Показана зависимость состава полученных продуктов от исходного мольного соотношения полифенилсилсесквиоксана и ацетилацетоната алюминия. Установлено, что при исходном соотношении Si:Al = 1:1 образуется фракция состава, близкого к заданному. Увеличение мольной доли ацетилацетоната алюминия в исходной смеси в два раза по отношению к полифенилсилсесквиоксану приводит к уменьшению содержания алюминия в растворимых фракциях, отсутствию фракции с заданным соотношением кремния к алюминию и появлению нерастворимой фракции. Высказано предположение, что увеличение загруженности активатора препятствовало процессам диффузии и сдерживало взаимодействие реагентов. Состав полученных продуктов изучен методами элементного анализа, ИК- и ЯМР-спектроскопии, электронной микроскопии. С помощью метода электронной микроскопии одной из растворимых фракций показано, что на поверхности содержание атомов кремния больше, а атомов алюминия меньше средних значений, полученных в ходе химического элементного анализа. Различие в составе внешних и внутренних слоев, по-видимому, связано с глобулярной структурой полимера, обнаруженной с помощью электронного сканирующего микроскопа.
Для цитирования:
Капустина А.А., Либанов В.В., Шапкин Н.П., Побожев К.В. Изучение взаимодействия ацетилацетоната алюминия с полифенилсилсесквиоксаном в условиях механохимической активации. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2022. Т. 65. Вып. 12. С. 59-66. DOI: 10.6060/ivkkt.20226512.6660.
Литература
Rainer D.N., Desai A.V., Armstrong A.R., Morris R.E. Mechanochemical synthesis of sodium carboxylates as anode materials in sodium ion batteries. J. Mater Chem. 2021. V. 9. N 48. P. 27361-27369. DOI: 10.1039/d1ta07897f.
Zhao J. Air-Flow Impacting: A New Mechanochemical Method for Continuous, Highly Efficient, Large-Scale Synthesis of Metal–Organic Frameworks and Mechanistic Research. Front. Mater. 2021. V. 824. Art. #800820. DOI: 10.3389/fmats.2021.800820.
Burton T.F., Pinaud J., Petry N., Lamaty F., Giani O. Simple and Rapid Mechanochemical Synthesis of Lactide and 3S-(Isobutyl)morpholine-2,5-dione-Based Random Copolymers Using DBU and Thiourea. ACS Macro Lett. 2021. V. 10. N 12. P. 1454-145921. DOI: 10.1021/acsmacrolett.1c00617.
Mkrtchyan S., Jakubczyk M., Lanka S., Yar M., Ayub K., Shkoor M., Pittelkow M., Iaroshenko V.O. Mecha-nochemical Transformation of CF3 Group: Synthesis of Amides and Schiff Bases. Adv. Synth. Catal. 2021. V. 363. N 24. P. 5448-546021. DOI: 10.1002/adsc.202100538.
Balczar I., Korim T., Kovacs A., Mako E. Mechanochemical and thermal activation of kaolin for manufac-turing geopolymer mortars – Comparative study. Ceram. Int. 2016. V. 42. N 14. P. 15367–15375. DOI: 10.1016/j.ceramint.2016.06.182.
Makarov V.M., Solovyеva O.Y., Nikitina E.L. Effect of mechanochemical treatment of ingredients on structure and properties of rubber mixtures and rubbers on basis оf 1,4-cis-polyisoprene. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 5. P. 89-93 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206305.6162.
Landim L.B., Miranda E.O., de Araujo N.A., Pinto J.C., Cabral-Albuquerque E.C.M., Cunha S., Fialho R.L. Solvent-free mechanochemical polymerization of urea-succinic acid and urea-succinic acidglycerol mixtures. J. Cleaner Product. 2019. V. 238. P. 117742. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.117742.
Jicsinszky L., Calsolaro F., Martina K., Bucciol F., Manzoli M., Cravotto G. Reaction of oxiranes with cy-clodextrins under high-energy ball-milling conditions. Beilstein J. Org. Chem. 2019. V. 15. P. 1448–1459. DOI: 10.3762/bjoc.15.145.
Li J., Nagamani Ch., Moore J.S. Polymer Mechanochemistry: From Destructive to Productive. Acc. Chem. Res. 2015. V. 48. P. 2181−2190. DOI: 10.1021/acs.accounts.5b00184.
Willis-Fox N., Rognin E., Aljohani T.A., Daly R. Polymer Mechanochemistry: Manufacturing Is Now a Force to Be Reckoned With. Chem. 2018. V. 4. N 11. P. 2499-2537. DOI: 10.1016/j.chempr.2018.08.001.
Delogu F., Gorrasi G., Sorrentino A. Fabrication of polymer nanocomposites via ball milling: Present status and future perspectives. Progr. Mater. Sci. 2017. V. 86. P. 75–126. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2017.01.003.
Xu W., Wen M., Yu J., Zhang Q., Polyakov N.E., Dushkin A.V., Su W. Mechanochemical preparation of kaempferol intermolecular complexes for enhancing the solubility and bioavailability. Drug Develop. Indust. Pharm. 2018. V. 44. N 12. P. 1924-1932. DOI: 10.1080/03639045.2018.1503292.
Anderson L., Boulatov R. Polymer Mechanochemistry: A New Frontier for Physical Organic Chemistry, Adv. Phys. Org. Chem. 2018. V. 52. P. 87-143. DOI: 10.1016/bs.apoc.2018.08.001.
Oka H., Imato K., Sato T., Ohishi T., Goseki R., Otsuka H. Enhancing Mechanochemical Activation in the Bulk State by Designing Polymer Architectures. ACS Macro Lett. 2016. V. 5. P. 1124−1127. DOI: 10.1021/acsmacrolett.6b00529.
Mottillo C., Friscic T. Advances in Solid-State Trans-formations of Coordination Bonds: From the Ball Mill to the Aging Chamber. Molecules. 2017. V. 22. N 1. P. 144-182. DOI: 10.3390/molecules22010144.
Kapustina A.A., Shapkin N.P., Badanova N.A. Interaction of cobalt chloride with polyphenylsiloxane by mech-anochemical activation. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2011. V. 54. N 1. P. 61-65.
Libanov V.V., Kapustina A.A., Shapkin N.P., Kasprik A.E. Mechanochemical synthesis of polyaluminium and polygalliumphenilsiloxanes. Butlerov Commun. 2015. V. 41. N 3. P. 18-24.
Shapkin N.P., Kapustina A.A., Gardionov S.V., Khal’chenko I.G. Interaction of polyphenylsiloxane with magnesium acetylacetonate. Rus. J. Gen. Chem. 2015. V. 85. P. 1487–1490. DOI: 10.1134/S1070363215060225.
Shapkin N.P., Kapustina A.A., Gardionov S.V., Khal’chenko I.G., Libanov V.V., Tokar E.A. Studies of Interaction of Polyphenylsiloxane with Vanadyl Bis-Acetylacetonate. Silicon. 2019. V. 11. P. 2261–2266. DOI: 10.1007/s12633-017-9551-z.
Shapkin N.P., Kapustina A.A., Dombai N.V., Libanov V.V., Khalchenko I.G., Gardionov S.V., Gribova V.V. Synthesis and physicochemical characteristics of polymolybdenum(VI) phenylsiloxanes by means of different methods. Polym. Bull. 2020. V. 77. P. 1177–1190. DOI: 10.1007/s00289-019-02790-3.
Borisov A.P., Petrova L.A., Karpova T.P., Makhaev V.D. The solid-state synthesis of chromium β-diketonates upon mechanical activation. Zhurn. Neorgan. Khimii. 1996. V. 41. N 3. P. 411 – 416 (in Russian).
