PL198361B1 - Nowe kompleksy heksa-p3-oxoheksa-p-karboksyiano^- -trimetylosilanolanocykloheksatytanu (IV) oraz sposób ich wytwarzania - Google Patents

Abstract

1. Nowe kompleksy heksa-L3-oxoheksa-L-karboksylano-L-trimetylosilanolanocykloheksatytanu(IV) o ogólnym wzorze Ti6O6(OSi(CH3)3)6OOCR)6, w którym R oznacza grupę tertbutylową, 2,2-dimetylobutylową oraz - 3,3-dimetylobutylową utworzone przez wielordzeniowe klastery heksa-Li3-oxycykloheksatytanu(IV) stabilizowane mostkami karboksylanowymi. 2. Sposób wytwarzania nowych kompleksów heksa-L 3-oxoheksa-L -karboksylano-L -trimetylosilanolanocykloheksatytanu(IV) o ogólnym wzorze Ti6O6(OSi(CH3)3)6OOCR6 , w którym R oznacza grupę tertbutylową, 2,2-dimetylobutylową oraz 3,3-dimetylobutylową, znamienny tym, że tetratrimetylosilanolan tytanu(IV) o wzorze Ti((OSi(CH3)3)4 poddaje się reakcji z kwasami organicznymi o ogólnym wzorze HOOCR, w którym R ma wyżej podane znaczenie, w środowisku rozpuszczalnika organicznego, w atmosferze gazu obojętnego, korzystnie argonu, w temperaturze poniżej wrzenia rozpuszczalnika organicznego

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są nowe kompleksy heksa-LiKOxoheksa-Li-karboksylano-Li-trimetylosilanolanocykloheksatytanu(IV) oraz sposób ich wytwarzania.

Związki te mają zastosowanie jako prekursory w produkcji cienkich warstw ditlenku tytanu(IV), izolatory w technologiach mikroelektroniki oraz jako sensory podczerwieni.

Znany jest sposób wytwarzania tetratrimetylosilanolanutytanu(IV) w wyniku reakcji tetra-n-butanolanutytanu(IV) z trimetylosilanem, w stosunku molowym 1:5, w obecności amoniaku bądź trietyloaminy.

Istotą wynalazku są nowe kompleksy heksa-L3-oxoheksa-L-karboksylano-L-trimetylosilanolanocykloheksatytanu(IV) o ogólnym wzorze Ti6O6(OSi-CH3)3)₆-OOCR)₆, w którym R oznacza grupę tertbutylową, 2,2-dimetylobutylową oraz 3,3-dimetylobutylową, utworzone przez wielordzeniowe klastery heksa-L3-oxycykloheksatytanu(IV) stabilizowane mostkami karboksylanowymi. Każdy atom tytanu(IV) otoczony jest przez trzy mostkujące atomy tlenu lk-O i dwa atomy tlenu μ-O pochodzące od grupy trimetylooctowej oraz jedną termalnie połączoną grupę OSi(CH3)3.

Sposób wytwarzania nowych kompleksów heksa-L3-oxoheksa-L-karboksylano-L-trimetylosilanolanocykloheksatytanu(IV) o ogólnym wzorze Ti6O6OSi-CH3)3)6-OOCR)6, w którym R oznacza grupę tertbutylową, 2,2-dimetylobutylową oraz 3,3-dimetylobutylową, polega na tym, że tetratrimetylosilanolan tytanu(IV) o wzorze Ti((OSi(CH3)3)₄ poddaje się reakcji z kwasami organicznymi o ogólnym wzorze HOOCR, w którym R ma wyżej podane znaczenie, w środowisku rozpuszczalnika organicznego, w atmosferze gazu obojętnego, korzystnie argonu, w temperaturze poniżej wrzenia rozpuszczalnika organicznego. Tetratrimetylosilanolantytanu(IV) poddaje się reakcji z kwasami organicznymi w stosunku molowym 1:1. Jako rozpuszczalnik organiczny stosuje się toluen. Reakcję prowadzi się przez okres 12 godzin. Utworzoną w ten sposób mieszaninę reakcyjną powoli odparowuje się w szczelnie zamkniętej komorze, w atmosferze argonu i pozostawia na kilka dni celem wykrystalizowania produktu. W wyniku krystalizacji uzyskuje się bezbarwne kryształy stabilne na powietrzu.

Istotną zaletą sposobu według wynalazku jest wysoka czystość produktu, prosty sposób wytwarzania oraz łagodne warunki zachodzenia reakcji. Wynalazek został bliżej przedstawiony w przykładach wykonania nie ograniczając jego zakresu ochrony.

Pr z y k ł a d I. Wytwarzanie heksa-L3-oxoheksa-L-karboksylano-L-trimetylooctanocykloheksatytanu(IV) o sumarycznym wzorze TiO6(OSi(CH3)3)6-OOCC(CH)6. W reaktorze wyposażonym w mieszadło magnetyczne umieszcza się 1 g (24,71 mmola) trimetylosilanolanutytany(IV) i wkrapla 0,25g (24,71 mmola) roztworu kwasu trimetylooctowego rozpuszczonego w 3 cm³ bezwodnego toluenu. Reakcję prowadzi się w temperaturze pokojowej w atmosferze argonu. Po dodaniu całej ilości roztworu kwasu trimetylooctowego, mieszaninę reakcyjną miesza się przez 12 godzin. Otrzymuje się klarowny roztwór, który umieszcza się w komorze szklanej celem powolnego odparowania, w temperaturze pokojowej i w atmosferze argonu. Po kilku dniach otrzymuje się bezbarwne kryształy w ilości 0,39 g o wydajności 61,3%.

P r z y k ł a d II. Wytwarzanie heksa-L3-oxoheksa-L-karboksylano-L-2,2-dimetylobutanolanocykloheksatytanu(IV) o sumarycznym wzorze TiO6(OSi)(CH3)3)6OOCC(CH3)₂C₂H5)6.

W reaktorze wyposażonym w mieszadło magnetyczne umieszcza się 1 g (24,71 mmola) trimetylosilanolanutytanu(IV) i wkrapla 0,29g (24,96 mmola) roztworu kwasu 2,2-dimetylobutanowego rozpuszczonego w 3 cm3 bezwodnego toluenu. Reakcję prowadzi się w temperaturze pokojowej w atmosferze argonu. Po dodaniu całej ilości roztworu kwasu 2,2-dimetylobutanowego, mieszaninę reakcyjną miesza się przez 12 godzin. Otrzymuje się klarowny roztwór, który umieszcza się w komorze szklanej celem powolnego odparowania, w temperaturze pokojowej i w atmosferze argonu. Po kilku dniach otrzymuje się bezbarwne kryształy w ilości 0,28 g o wydajności 42,42%.

P r z y k ł a d III. Wytwarzanie heksa-L3-oxoheksa-L-karboksyleno-L-3,3-dimetylobutanolocykloheksatytanu(IV) o wzorze sumarycznym TiO6(OSi(CH3)3)6-OOCCH₂C(CH3)3)6.

W reaktorze wyposażonym w mieszadło magnetyczne umieszcza się 1 g (24,96 mmola) trimetylosilanolanutytanu(IV) i wkrapla 0,29 g (24,71 mmola) roztworu kwasu 3,3-dimetylobutanowego rozpuszczonego w 3 cm3 bezwodnego toluenu. Reakcję prowadzi się w temperaturze pokojowej w atmosferze argonu. Po dodaniu całej ilości roztworu kwasu 3,3-dimetylobutanowego, mieszaninę reakcyjną miesza się przez 12 godzin. Otrzymuje się klarowny roztwór, który umieszcza się w komorze szklanej celem powolnego odparowania, w temperaturze pokojowej i w atmosferze argonu. Po kilku dniach otrzymuje się bezbarwne kryształy w ilości 0,3 g o wydajności 45,45%.

PL 198 361 B1

Oznaczone metodami analizy elementarnej zawartości pierwiastków w związkach wytworzonych sposobem według wynalazku w przykładzie I, II i III potwierdzają podane w nich wzory sumaryczne. Skład kompleksów oraz sposób wiązania reszt karboksylanowych i silanolowych został potwierdzony metodami spektroskopii w podczerwieni (IR) w zakresie 400-4000 cm¹ oraz widma magnetycznego rezonansu jądrowego i³H, ¹H (NMR). Widma IR zawierają pasma przy 1433-1587 cm¹, pochodzące od drgań grup karboksylowych (COO) oraz pasmo 921 i 843 cm¹ od drgań grupy silanolowej (OSi). Ponadto występuje pasmo 707 cm¹ należące do drgań mostków Ti-O-Ti. Pik rezonansowy skoordynowanej grupy karboksylanowej występuje w widmie i³C NMR przy 184,82 ppm. Klasterową strukturę kompleksów potwierdzono metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Otrzymane kompleksy krystalizują w układzie trójskośnym, grupa punktowa P-1, stałe sieciowe a-13,896(1), b=15,113(1), c=23,554(2) ; α=83,51(1), β=79,85(1), γ=63,37(1) . Zintegrowana analiza termograwimetryczna i spektroskopii w podczerwieni wykazała, że kompleksy sublimują w zakresie 270-290°C.

Claims (4)

1. Nowe kompleksy heksa-L3-oxoheksa-L-karboksylano-L-trimetylosilanolanocykloheksatytanu(IV) o ogólnym wzorze Ti6O6(OSi(CH3)3)6OOCR)6, w którym R oznacza grupę tertbutylową, 2,2-dimetylobutylową oraz - 3,3-dimetylobutylową utworzone przez wielordzeniowe klastery heksa-p.3-oxycykloheksatytanu(IV) stabilizowane mostkami karboksylanowymi.

2. Sposób wytwarzania nowych kompleksów heksa-L3-oxoheksa-L-karboksylano-L-trimetylosilanolanocykloheksatytanu(IV) o ogólnym wzorze Ti6O6(OSi(CH3)3)6OOCR6, w którym R oznacza grupę tertbutylową, 2,2-dimetylobutylową oraz 3,3-dimetylobutylową, znamienny tym, że tetratrimetylosilanolan tytanu(IV) o wzorze Ti((OSi(CH3)3)4 poddaje się reakcji z kwasami organicznymi o ogólnym wzorze HOOCR, w którym R ma wyżej podane znaczenie, w środowisku rozpuszczalnika organicznego, w atmosferze gazu obojętnego, korzystnie argonu, w temperaturze poniżej wrzenia rozpuszczalnika organicznego.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że tetratrimetylosilanolan tytanu(IV) poddaje się reakcji z kwasami organicznymi w stosunku molowym 1:1.

4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako rozpuszczalnik organiczny stosuje się toluen.