mile米乐官方网站 开发了Janus立方体的简单合成方法并成功分析了晶体结构

国立大学法人群马大学【校长平冢宏】（以下简称“群马大学”）科学技术研究生院海野正志教授、武田信宏副教授、江川康信博士、小栗直树大师等团体是米乐m6官方网站【中钵良二会长】（以下简称“AIST”）催化化学聚变研究中心国家研究开发机构新能源产业技术综合开发机构（以下简称“NEDO”）“有机硅功能化学品的生产工艺技术开发”（研究课题负责人：产业技术研究院催化研究中心杂原子化学组首席研究员五十岚雅康），以研究中心主任佐藤和彦为课题负责人，正在研究两种不同类型的笼状结构硅化合物。开发。8339_8520|取代基杰纳斯立方体的物质的简单合成方法，并首次分析了其晶体结构。该化合物可提高生态轮胎的性能并改善建筑材料的高性能表面。有机-无机杂化材料

　这次，我们合成了一种新的含氟硅化合物，并与另一种硅化合物的钠盐结合偶联反应可以轻松合成Janus立方体。有关此成就的更多信息，请参阅Angewandte Chemie，国际版，同一杂志封面图片与该成果相关的专利已由群马大学和产业技术研究院联合申请。

Janus立方体示意图

群马大学和 AIST 功能强大有机硅材料硅氧烷化合物的合成Janus立方体的合成在硅和氧立方体骨架的相对两侧具有两种不同类型的取代基，20多年来一直是一项具有挑战性的任务。关于Janus立方体的合成有一些报道，但在所有这些报道中，都会产生各种杂质作为副产物，使得很难将Janus立方体与杂质分离。

研究内容

　新开发的合成方法的关键在于，它采用新合成的含氟硅化合物（通称氟硅氧烷）为原料，实现了新的偶联反应。如图1所示，使用的原材料是半立方体，看起来就像是被切成两半的Janus立方体。这两种化合物都可以用市售原料通过一步或三步合成，而且Janus立方体可以很容易地获得，而不需要困难的分离和纯化。另外，根据该方法，可以合成自由导入有各种取代基的Janus立方体。

迄今为止，含硅和氯的化合物主要用于合成Janus立方体等硅氧烷，但硅-氯键相对容易被水破坏。因此，存在键可能断裂或取代基位置可能互换的问题。相比之下，硅-氟键极其稳定，即使在水中也不会分解。此外，由于反应中产生的副产物是中性氟化钠，因此易于分离和纯化。图2显示了通过X射线晶体结构分析得到的分子结构。两种不同类型的取代基面对面放置，表明它是杰纳斯立方体。

　新开发的Janus立方体有望作为包括有机-无机杂化材料在内的各种高性能材料的原材料。如果将含硫的取代基引入Janus立方体中，则在分子水平二氧化硅可以驱散。因此，通过使用含二氧化硅的“混合物”来尝试改善其性能的生态轮胎可以被制造为“均匀的产品”，并有望表现出高功能性。另外，如果引入羟基作为取代基，二氧化硅，氧化铝、二氧化钛等金属反应，用途广泛硅烷偶联剂，也可以同时引入粘合性和耐热性。

图1 新的合成方法及其要点

图2 本次合成的Janus立方体并确定其结构

未来计划

论文信息

◆取代基

有机化合物的氢原子被其他原子或原子团取代的衍生物中取代氢的原子或原子团的总称。[返回来源]

◆Janus立方体

一种在由硅和氧组成的立方骨架上具有两种不同类型取代基的化合物，每侧四个取代基。美国密歇根大学以罗马两面神雅努斯命名R。莱恩由教授命名。[返回来源]

◆有机-无机杂化材料

同时具有有机材料的特性（柔韧性、抗冲击性、轻质、可加工性等）和无机材料的特性（耐久性、耐热性等）的材料。它是通过在分子至纳米水平上混合有机和无机成分而获得的。[返回来源]

◆偶联反应

选择性地结合不同化学物质的反应。这次，Janus立方体是通过硅化合物和另一种硅化合物的钠盐之间的成键反应合成的。[返回来源]

◆有机硅材料

分子中具有硅-碳键的硅化合物的总称。[返回来源]

◆硅氧烷化合物

具有硅氧键的化合物的总称。具有有机基团的聚合物类材料也称为有机硅。[返回来源]

◆二氧化硅

二氧化硅的通用名称。大致分为石英、方石英等结晶二氧化硅和硅胶、硅藻土等非晶二氧化硅。两者都是SiO₄四面体共享氧原子并三维连接。硅胶具有优异的化学和物理稳定性，比表面积等孔隙特性可在较宽范围内控制，因此被广泛应用于干燥剂、吸附剂、催化剂载体以及医药和食品添加剂等领域。[返回来源]

◆氧化铝

氧化铝。成分式为Al₂O₃。[返回来源]

◆二氧化钛

氧化钛。组成式为TiO₂。[返回来源]

◆硅烷偶联剂

结合有机和无机材料的硅化合物。[返回来源]