Des scientifiques russes ont mis au point une nouvelle méthode de synthèse des para-carboxyplénylsiloxanes, une classe unique de composés organosiliciés. Les composés résultants sont prometteurs pour la création d'auto-guérison, conductrice de l'électricité, silicones résistant à la chaleur et au gel.

Composés organosiliciés, notamment les matériaux à base de silicones, font partie des produits les plus demandés. La capacité de résister à des contraintes thermiques et mécaniques incroyables permet d'utiliser des silicones pour sceller et protéger de nombreux éléments dans la construction d'avions et de fusées. La résistance et la durabilité des silicones les prêtent à des applications en médecine, industrie alimentaire, et dans de nombreux autres domaines de la vie humaine.

Bien que de nombreux matériaux silicones aient déjà été créés et que leurs domaines d'application aient été trouvés, les scientifiques pensent que leur potentiel d'utilisation n'a pas été pleinement exploité. Cela est dû à l'un des problèmes centraux de la chimie moderne des silicones, à savoir, la synthèse de produits organosiliciés à "polaire" (-C(O)OH, -OH, -NH 2 , etc.) groupe fonctionnel dans un substituant organique. Un tel fragment permet l'introduction facile d'autres substituants, et la capacité d'ajuster le composé pour repousser l'eau ou pour former des émulsions aqueuses stables, et pour conférer d'autres "super-capacités" à un matériau. Cela ouvre des perspectives tout à fait uniques de modification ultérieure de ces composés afin de synthétiser de nouveaux copolymères, matériaux auto-cicatrisants et conducteurs, et des composés pour le stockage et la livraison de médicaments et de carburants. Une simple modification d'un composé permettrait aussi de résoudre le problème de faible résistance mécanique et d'incompatibilité des silicones avec les polymères, comme les polyesters et autres.

À de rares exceptions près, les méthodes classiques de synthèse des silicones (premiers monomères, puis les polymères) ne peuvent pas réaliser de substrats organosiliciés fonctionnels. Comme règle, ces méthodes sont soit applicables à une gamme étroite de substrats, soit prennent du temps, coûteux et impliquent plusieurs étapes.

Dans les années récentes, les publications sur l'oxydation et la fonctionnalisation de composés organiques faisant intervenir l'oxygène moléculaire se sont multipliées, c'est à dire., un vert, " oxydant simple et disponible. De nombreux procédés industriellement importants reposent déjà sur cette approche. Cependant, malgré tous les avantages, ces procédés présentent généralement une faible sélectivité et nécessitent des conditions drastiques (température élevée, haute pression, etc.).

Une équipe de scientifiques d'A.N. Institut Nesmeyanov des composés organiques de l'Académie des sciences de Russie (INEOS RAS), en collaboration avec des collègues de la Fédération de Russie, utilisé une combinaison de catalyseurs métalliques et organiques pour résoudre ces problèmes. Les conditions de réaction ont été adoucies et une sélectivité élevée du procédé a été atteinte. La réaction s'est produite avec l'implication de l'oxygène moléculaire en phase liquide et à des températures légèrement supérieures à la température ambiante, alors que de nombreux procédés industriels sont réalisés en phase gazeuse dans des conditions drastiques. Le procédé peut être mis à l'échelle en quantités en grammes afin de produire un composé requis.

"Ainsi, nous avons suggéré une méthode hautement efficace basée sur l'oxydation aérobie catalysée par des métaux et des organo des para-tolylsiloxanes de départ en para-carboxyphénylsiloxanes. Cette approche est basée sur le « vert, ' disponible dans le commerce, réactifs simples et peu coûteux, et emploie des conditions de réaction douces, " dit le Dr Ashot Arzumanyan, le leader et l'un des contributeurs de cette étude, scientifique senior de la K.A. Laboratoire Andrianov.

Par ailleurs, il a été démontré que la méthode proposée est applicable à l'oxydation de dérivés organiques (alkylarènes) en acides et cétones correspondants, ainsi que des hydridosilanes en silanols (et/ou siloxanols). Les scientifiques ont également étudié si des matériaux pouvaient être obtenus à base de para-carboxyphénylsiloxanes, y compris un analogue du PET, qui est utilisé dans les bouteilles de boisson, fibres pour vêtements et pour applications techniques. « Les composés que nous avons obtenus ouvrent des perspectives de création d'auto-guérison, conductrice de l'électricité, silicones résistants à la chaleur et au gel et mécaniquement solides. Ils peuvent également servir de base au développement de nouveaux matériaux hybrides susceptibles d'être utilisés en catalyse, l'administration de médicaments, stockage de carburant, et dans d'autres domaines scientifiques, technologie et médecine, " Notes Ashot.