Кремнийорганические соединения

Кремнийорганические соединения, класс химических соединений, содержащих в молекулах связь кремнийуглерод. Кремнийорганические соединения подразделяют на следующие группы.

  1) Органогалогенсиланы [алкил (арил)-галогенсиланы] RnSiX4-n; органогидридгалогенсиланы RnSiHmX4-(n+m) (где Х — чаще Cl); органоалкоксисиланы RnSi (OR')4-n; органоацилоксисиланы RnSi (OCOR')4-n; органоаминосиланы RnSi (NH2)4-n.

  2) Органосиланы (замещенные силаны) RnSiH4-n.

  3) Органосилоксаны, включающие дисилоксаны R3SiOSiR3, трисилоксаны R3SiOSi (R2) OSiR3 и т. д.; циклосилоксаны (R2SiO) n, где n = 3—10 (чаще 3—4)

  4) Гетероциклические соединения, например диметилсилациклобутан

  К соединениям первых двух групп примыкают близкие им по химическим свойствам соответствующие неорганические аналоги, такие, как галогенсиланы SiHmX4-m (см. Кремния галогениды), силаны SixHy (см. Кремневодороды), а также алкоксисиланы Si (OR)4.

  Получение. В промышленности наиболее важные кремнийорганические соединения получают главным образом непосредственным взаимодействием хлористых алкилов (арилов) с кремнием в присутствии меди; наряду с главным продуктом реакции 2RCI+Si®R2SiCl2 образуется смесь различных соединений (RSiCI3, R3SiCl, RHSiCl2 и др.), которые также находят применение в промышленности, например для синтеза кремнийорганических соединений более сложной структуры или полимеров. Кремнийорганические соединения получают также реакциями с металлоорганическими соединениями: CH3SiCl3+C6H5MgCl®CH3(C6H5) SiCl2+MgCI2; термической конденсацией: CH3SiHCl2+CH2=CHCl®CH3(CH2=CH) SiCl2+HCI; жидкофазной дегидроконденсацией: CH3SiHCl2+C6H6®CH3(C6H5) SiCl2+H2; присоединением органогидридхлорсиланов к ненасыщенным соединениям: CH3SiHCl2+RCH=СН2®CH3(RCH2CH2) SiCl2. Алкокси- и ацилоксисиланы получают чаще всего взаимодействием органохлорсиланов со спиртами, кислотами и др.

Свойства некоторых кремнийорганических соединений

Соединение

tкип °C

Плотность при 20°С, г/см3

Диметилдихлорсилан (СН3)2SiCl2

70,1

1,0637

Триметилдихлорсилан (СН3)3SiCl

57,7

0,8580

Диэтилдихлорсилан (С2Н5)2SiCl2

128,9

1,0504

Триэтилхлорсилан (С2Н5)3SiCl

146,0

0,8968

Винилтрихлорсилан CH2=CHSiCl3

92,5

1,2426

Фенилтрихлорсилан C6H5SiCl3

201,0

1,3240

Дифенилдихлорсилан (C6H5)2SiCl2

304,0

1,2216

Метилфенилдихлорсилан CH3(C6H5) SiCl2

205,5

1,1866

Метилтриметоксисилан CH3Si (OCH3)3

103—105

Метилтриметоксисилан CH3Si (OC2H5)3

151

0,9383

Этилтриэтоксисилан C2H5Si (OC2H5)3

159

0,9207

Тетраэтоксисилан (C2H5O)4Si

166,5

0,9676

 

  Свойства и применение. Почти все кремнийорганические соединения — бесцветные жидкости (см. табл.); лишь некоторые из них, например циклосилоксаны (R2SiO)3, — твёрдые кристаллические вещества. Обычно кремнийорганические соединения термически устойчивы (~600°С), перегоняются при атмосферном давлении и в вакууме; хорошо растворяются в углеводородах, хлорированных углеводородах, эфирах и др. органических растворителях; с водой не смешиваются. Кремнийорганические соединения легко гидролизуются, особенно органохлорсиланы (дымят на воздухе):

Образующиеся при гидролизе органогидроксисиланы вступают в межмолекулярную конденсацию с образованием органосилоксанов:

Под влиянием выделяющейся (или вводимой) кислоты происходит поликонденсация с образованием кремнийорганических полимеров. В соответствии с числом способных к гидролитическому отщеплению групп (обычно хлор, иногда алкокси-, ацилокси- или аминогруппы) различают моно-, ди-, три- и тетрафункциональные кремнийорганические соединения, образующие при гидролизе соответственно дисилоксаны, смесь линейных полимеров HO (R2SiO) nH и низкомолекулярных циклических диорганосилоксанов (R^SiO) n (в основном n= 4), полимеры циклолинейной и сшитой структур (RSiO1,5) n и (SiO2) n.

  Циклические диорганосилоксаны (главным образом тримеры и тетрамеры), образующиеся также при термокаталитической деструкции (щелочь, 150—400°С) полимеров, содержащих концевые гидроксильные группы, используют для производства кремнииоиганических каучуков и кремнийорганических жидкостей. Смесь тетраэтоксисилана с продуктами его частичного гидролиза под техническим названием «этилсиликат» используют при приготовлении форм для точного литья по выплавляемым моделям.

  С. А. Голубцов.


ПраймКемикалсГрупп