Войти
Связь углерод-кремний присутствует во всех кремнийорганических соединениях Кремнийорганические соединения - это металлоорганические соединения, содержащие углерод –кремний связи. Кремнийорганическая химия - соответствующая наука об их получении и свойствах. Большинство кремнийорганических соединений сходны с обычными органическими соединениями: они бесцветны, горючие, гидрофобные и устойчивые к воздействию воздуха. Карбид кремния представляет собой неорганическое соединение.
Кремнийорганические соединения широко используются в коммерческих продуктах. Наиболее распространены герметики, герметики (герметики), клеи и покрытия из силиконов. Другие важные применения включают синтез полиэдрических олигомерных силсесквиоксанов, сельскохозяйственных и управляющих растений адъювантов, обычно используемых в сочетании с гербицидами и фунгицидами.
силиконовым герметиком, коммерческие герметики в основном состоят из кремнийорганических соединений. 
Полидиметилсилоксан (ПДМС) является основным компонентом силиконов. Связи углерода и кремния в естественным образом отсутствуют. биология, однако ферменты использовались для искусственного создания углеродно-кремниевых связей у живых микробов. Силикаты, с другой стороны, известны в диатомовых. Силафлуофен представляет собой кремнийорганическое соединение, которое действует как пиретроид инсектицид. Некоторые кремнийорганические соединения были исследованы в качестве фармацевтических препаратов.
В большинстве кремнийорганических соединений Si четырехвалентен с тетраэдрической молекулярной геометрией. Связи углерод – кремний по сравнению со связями углерод – углерод длиннее (186 пм против 154 пм) и слабее с энергией диссоциации связи 451 kJ /моль по сравнению с 607 кДж / моль. Связь C – Si несколько поляризована в сторону углерода из-за большей электроотрицательности углерода (C 2,55 против Si 1,90). Связь Si – C может быть разорвана легче, чем типичные связи C – C. Одно проявление поляризации связи в органосиланах обнаруживается в реакции Сакураи. Некоторые алкилсиланы могут быть окислены до спирта при окислении Флеминга – Тамао.
Другим проявлением является эффект β-кремния. описывает стабилизирующий эффект β-кремния. атом на карбокатионе со многими последствиями для реакционной способности.
Связи Si – O намного прочнее (809 кДж / моль по сравнению с 538 кДж / моль), чем типичная одинарная связь C – O. Благоприятное образование связей Si – O запускает множество органических реакций, таких как перегруппировка Брука и олефинирование Петерсона. Связь Si – O даже прочнее, чем связь Si– F, даже несмотря на то, что F является более электроотрицательным, чем О.
Первое кремнийорганическое соединение, тетраэтилсилан, был получен Чарльзом Фриделем и Джеймсом Крафтсом в 1863 году реакцией тетрахлорсилана с диэтилцинком.
Основная часть кремнийорганических соединений происходит из кремнийорганического соединения хлориды (CH 3)4-x SiCl x. Эти хлориды получают с помощью «прямого процесса », который включает реакцию хлористого метила с кремний-медным сплавом. Основным и наиболее востребованным продуктом является диметилдихлорсилан :
Множество других получают продукты, в том числе триметилсилилхлорид и метилтрихлорсилан. Этим способом ежегодно получают около 1 миллиона тонн кремнийорганических соединений. Этот метод также можно использовать для фенилхлорсиланов.
После D Прямой процесс, второй основной метод образования связей Si-C, - это гидросилилирование (также называемое гидросилированием). В этом процессе соединения со связями Si-H (гидросиланы) добавляются к ненасыщенным субстратам. Коммерчески основными субстратами являются алкены. Другие ненасыщенные функциональные группы - алкины, имины, кетоны и альдегиды. Примером может служить гидросилирование фенилацетилена:
Идеализированный механизм катализируемого металлами гидросилилирования алкена Для гидросилилирования требуются металлические катализаторы, особенно на основе металлов платиновой группы.
В соответствующем силилметаллировании, атом водорода заменяет металл.
Кремний является компонентом многих функциональных групп. Большинство из них аналогичны органическим соединениям. Общее исключение - это редкость множественных связей с кремнием, что отражено в правиле двойной связи.
Силанолы являются аналогами спиртов. Обычно их получают гидролизом силилхлоридов:
Реже силанолы получают окислением силилгидридов, реакция, в которой используется металлический катализатор:
Было выделено много силанолов, включая (CH 3)3SiOH и (C 6H5)3SiOH. Они примерно в 500 раз более кислые, чем соответствующие спирты. Силоксиды представляют собой депротонированные производные силанолов:
Силанолы имеют тенденцию к дегидратации с образованием силоксанов :
Полимеры с повторяющимися силоксановыми связями называются силиконами. Соединения с двойной связью Si = O, называемые силанонами, чрезвычайно нестабильны.
Простые силиловые эфиры обладают связностью Si-OC. Обычно их получают реакцией спиртов с силилхлоридами:
Силиловые эфиры широко используются в качестве защитных групп для спиртов.
Используя силу связи Si-F, источники фторида, такие как фторид тетра-н-бутиламмония (TBAF), являются использованные для снятия защиты с силиловых эфиров:
Органосилилхлориды являются важными товарными химическими веществами. В основном они используются для производства силиконовых полимеров , как описано выше. Особенно важными силилхлоридами являются диметилдихлорсилан (Me 2 SiCl 2), метилтрихлорсилан (MeSiCl 3) и триметилсилилхлорид (Me 43 3 5 SiCl). Более специализированные производные, которые находят коммерческое применение, включают дихлорметилфенилсилан, трихлор (хлорметил) силан, трихлор (дихлорфенил) силан, трихлорэтилсилан и фенилтрихлорсилан.
Хотя кремнийорганические соединения пропорционально незначительны, они широко используются в органическом синтезе. Примечательно, что триметилсилилхлорид Me3SiCl является основным силилирующим агентом. Один классический метод, называемый реакцией наводнения для синтеза этого класса соединений, заключается в нагревании гексаалкилдисилоксанов R 3 SiOSiR 3 с концентрированной серной кислотой и галогенид.
Трис (триметилсилил) силан представляет собой хорошо изученный гидросилан. Связь кремния с водородом длиннее, чем связь C – H (148 по сравнению с 105 пм) и более слабый (299 против 338 кДж / моль). Водород является более электроотрицательным, чем кремний, отсюда и соглашение о наименованиях силилгидридов. Обычно присутствие гидрида не упоминается в названии соединения. Триэтилсилан имеет формулу Et 43 3 5 SiH. Фенилсилан представляет собой PhSiH 3. Исходное соединение SiH 4 называется силаном.
Кремнийорганические соединения, в отличие от их углеродных аналогов, не имеют богатого химического состава двойной связи. Соединения со связями силен Si = C (также известные как алкилиденсиланы ) представляют собой лабораторные диковинки, такие как аналог бензола кремния силабензол. В 1967 году Гусельников и Флауэрс представили первые доказательства наличия силенов при пиролизе диметилсилациклобутана. О первом стабильном (кинетически экранированном) силене сообщил в 1981 году Brook.
Дисилены имеют двойные связи Si = Si, а дисилины являются кремниевыми аналогами алкина. О первом силине (с тройной связью кремний-углерод) было сообщено в 2010 году.
Химическая структура силола Силолы, также называемые силациклопентадиены являются членами более крупного класса соединений, называемых металлами. Они являются кремниевыми аналогами циклопентадиенов и представляют текущий академический интерес из-за их электролюминесценции и других электронных свойств. Силолы эффективны в переносе электронов. Они обязаны своим низкорасположенным НСМО благоприятному взаимодействию антисвязывающей сигма кремниевой орбитали с антисвязывающей пи-орбиталью фрагмента бутадиена.
В отличие от углерода, соединения кремния могут быть скоординированы по пяти атомам в группе соединений, начиная с так называемых силатранов, таких как фенилсилатран в уникально стабильный пентаорганосиликат:
Стабильность гипервалентного кремния является основой сочетания Хияма, реакции сочетания, используемой в некоторых специализированных органических синтетических применениях. Реакция начинается с активации связи Si-C с помощью фторида :
Некоторые аллил силаны могут быть получены из аллиловых сложных эфиров, таких как 1, и соединений моносилилмеди, таких как 2, in:
В этом типе реакции полярность кремния меняется на обратную в химической связи с цинком и формальным аллильным замещением на бензоилокси группа имеет место.
Кремнийорганические соединения влияют на экспрессию иммунитета пчел (и других насекомых), делая их более восприимчивыми к вирусной инфекции.
