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有机硅化合物及由其制得的有机硅材料,品种众多,性能优异,并已在工农业生产、新兴技术、国防军工、医疗卫生以及人们的日常生活中获得广泛的应用。硅氢加成反应是制备硅—碳化合物的常用手段。目前工业上广泛使用的催化体系为铂的配合物和附载体,但存在两个主要的缺点:一是铂的价格昂贵,催化剂回收困难;二是当Si上连接有供电子基团或不饱和键上连接有强吸电子基团时不能进行有效的硅氢加成。本实验以Si原子上连接有供电子基的三甲氧基硅烷为起始原料,用三类烯烃进行硅氢加成,考察含钌催化剂对硅氢加成反应的催化效果。三类烯烃分别选择了双键上连接有强吸电子基的氯丙烯、长链烯烃十二烯及含有多个双键的甲基丙烯酸烯丙酯,具有一定的代表性。主要研究结果如下: 1.常压下以三氯化钌RuCl3·3H2O为原料合成了十二羰基三钌和一种羰基氯化钌络合物,并用红外光谱、拉曼光谱和X—衍射等方法对十二羰基三钌进行了结构确认。 2.研究考察了氯钌酸钾、氧化钌、钌/炭、三苯基膦氯化钌、水合三氯化钌、钌/三氧化二铝、十二羰基三钌和羰基氯化钌等8种催化剂对三甲氧基硅烷和氯丙烯硅氢加成反应的催化活性。水合三氯化钌、十二羰基三钌和羰基氯化钌有较好的催化作用,活性顺序为:Ru3(CO)12>RuCl3·3H2O>羰基氯化钌;三苯基膦氯化钌也有一定的催化活性,但催化效率不高;氯钌酸钾、钌/三氧化二铝、氧化钌和钌/炭对此反应基本无催化活性。 以十二羰基三钌做催化剂,在催化剂含钌量为20μg·g-1、三甲氧基硅烷对氯丙烯的摩尔比为1.6:1、反应温度为80℃的条件下,反应得率可达92%以上。反应除生成β-加成产物γ-氯丙基三甲氧基硅烷外,还有副产物氯丙烷、三甲氧基氯硅烷、四甲氧基硅烷和三甲氧基丙基硅烷等物质。 3.十二羰基三钌对三甲氧基硅烷和十二烯的硅氢加成反应有良好的催化活性。在催化剂含钌量为20μg·g-1、三甲氧基硅烷对十二烯的摩尔比为1.2:1、反应温度为80℃的条件下,得率可达62%以上。水合三氯化钌、十二羰基三钌和羰基氯化钌对此反应的催化活性顺序为Ru3(CO)12>RuCl3·3H2O>羰基氯化钌。十二烯和三甲氧