Synthesis, characterization, and polycondensation of new stable α,ω-organo(bis-silanediols)

Author: Corriu Robert J.   Cerveau Geneviève   Chappellet Sabrina   Dabiens Bertrand  

Publisher: NRC Research Press

ISSN: 1480-3291

Source: Canadian Journal of Chemistry, Vol.81, Iss.11, 2003-11, pp. : 1213-1222

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Abstract

The synthesis and characterization of stable bis(dihydroxymethylsilyl) derivatives are described. These compounds were obtained as microcrystalline powders by controlled hydrolysis in a biphasic medium (ethyl ether – water) of the corresponding bis(dimethoxymethylsilyl) organic precursors containing phenyl, biphenyl, stilbenyl, diphenyl acetylene, and diphenylbut-1,3-diyne groups. All the solids obtained exhibited a layered structure. Condensation of the bis-silanediols could be effected by fluoride catalysis in solution at ambient temperature or simply by heating in solid state. The polysiloxanes obtained from the bis-silanediols have been compared with those obtained by hydrolysis–polycondensation of the corresponding bis-dimethoxysilanes. The thermal route led to highly polycondensed solids arranged into thin plates as evidenced by TEM analysis; furthermore, in the case of the longer spacer, the organization was controlled by the arrangement of the Si-O-Si layers instead of the spacer. The X-ray study of these materials clearly evidenced the drastic influence of the length of the organic spacer, the polycondensation route and the nature of the leaving group (hydroxy or methoxy) on the short-range organization of the solids. Key words: silanols, hybrid materials, polycondensation, polysiloxanes.La synthèse et la caractérisation de dérivés bis(dihydroxymethyl)sililés stables est décrite. Ces composés sont obtenus sous forme de poudres microcristallines par hydrolyse controlée en milieu biphasique (éther éthylique – eau) des dérivés bis(diméthoxymethyl)sililés correspondants. Ces précurseurs contiennent des groupements phenyl, biphenyl, stilbenyl, diphenylacetylène et diphenylbut-1,3-diyne. Tous les bis-silanediols obtenus présentent une structure en feuillets. La polycondensation des ces composés par traitement thermique du solide et par voie catalytique en solution a été étudiée. Les polysiloxanes obtenus à partir des bis-silanediols ont été comparés à ceux obtenus par hydrolyse–polycondensation des bis-diméthoxysilanes correspondants. La voie thermique conduit à des solides très polycondensés se présentant sous forme de plaquettes ; de plus dans le cas du plus long groupement organique, l'organisation est controlée par l'arrangement des couches Si-O-Si au lieu de l'espaceur organique. Une étude aux rayons X de ces polysiloxanes montre clairement l'influence fondamentale de la longueur de l'espaceur organique, du mode de polycondensation et de la nature du groupement partant (hydroxy ou méthoxy) sur l'organisation à courte distance de ces solides. Mots clés : silanols, matériaux hybrides, polycondensation, polysiloxanes.