Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Производные предельных углеводородов, содержащие кремний

Кремний — аналог углерода, и его атомы могут участвовать в построении молекул, сходных с молекулами органических соединений. Однако атомы кремния не вполне равноценны атомам углерода, так как они все же неспособны связываться в столь же длинные и прочные цепи или кольца, как атомы углерода.

В течение длительного времени удавалось получать соединения, содержащие не более двух связанных друг с другом атомов кремния (Фридель и Ладенбург). Только в 20-х годах 20-го века были получены высшие кремневодороды, или силаны, вплоть до гексасилана Si6H14, аналога гексана С6Н14. Источником этих веществ являются сплавы магния с кремнием, получаемые при прокаливании порошка чистого кварца SiO2 с металлическим магнием. Растворяя такие сплавы в соляной кислоте, получают смеси силанов, которые затем фракционируют при низких температурах.

Низшие силаныгазы: SiH4 (т. кип. —112° С), Si2H6 (т. кип. —15° С); высшие — жидкости: Si3H8 (т. кип. + 53°С), Si4H10 (т. кип. +85°С).

В отличие от парафинов силаны очень реакционноспособны; они самовоспламеняются на воздухе, сгорая до двуокиси кремния и воды. Водой силаны разлагаются, например:

Щелочи и кислоты ускоряют такое разложение.    Под действием галоидов водородные атомы силанов постепенно замещаются на атомы галоида:

Замещение водорода на хлор происходит и при действии хлористого водорода в присутствии АlСl3:

и т. д.

Органические соединения кремния можно рассматривать как производные силанов. Продукты замещения в силанах атомов водорода на алкилы носят название алкилсиланов. Алкилсиланы RSiH3, R2SiH2, R3SiH и R4Si называются моно-, ди-, три- и тетраалкилмоносиланами; соединения типа R3Si—SiR3 — соответственно гексаалкилдисиланами и т. д. Алкилсиланы получаются действием цинкалкилов, алкилмагнийгалогенидов или литийорганических соединений на соответствующие галоидсиланы

SiH3Cl, SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4.

Метилмоносилан СН3—SiH3газ, легко сгущающийся в жидкость, кипящую при —57° С и затвердевающую при —156° С. Диметилмоносилан (CH3)2SiH2 кипит при —20° С, плавится при —150° С. Тетраметилмоносилан (CH3)4Si— жидкость относительной плотности 0,648 (при 18,7° С) с запахом бензина; кипит при 26—27° С. Гексаметилдисилан (СН3)3Si—Si(СН3)3жидкость, относительной плотности 0,723 (при 24° С), затвердевающая при 12,4—14° С, кипящая при 112—114° С.

По мере замещения атомов водорода в силанах на алкилы устойчивость алкилсиланов возрастает. Алкилсиланы, в которых не все атомы водорода замещены на алкилы, легко окисляются, легко загораются и при действии щелочей выделяют водород, образуя соответствующие кислородные соединения. Полностью замещенные алкилсиланы — термостойкие вещества; они не гидролизуются под действием щелочей, но легко хлорируются и бромируются.

Нагреванием моно-, ди- и триалкилсиланов с сухим хлористым водородом в присутствии AlCl3 можно получить их галоидные производные, например:                         

Галоидные производные могут получаться также действием металлоорганических соединений на четыреххлористый кремний. Большое значение для промышленного синтеза кремнийорганических соединений приобрел способ получения алкилгалоидсиланов непосредственным действием галоидных алкилов на кремний в присутствии меди или серебра:

Метилхлорсилан CH3SiH2Cl и метилдихлорсилан CH3SiHCl2 — легколетучие жидкости; этилтрихлорсилан C2H5SiCl3жидкость относительной плотности 1,238 (при 20° С), кипящая при 99,5—100,5° С.

Алкилгалоидсиланы легко гидролизуются водой, образуя соответствующие кислородные соединения — силанолы (иногда называемые силиколами). Алкилмоносиланолы R3SiOH — бесцветные устойчивые жидкости с камфарным запахом, не разлагаемые водой в нейтральной среде. Подобно спиртам, алкилмоносиланолы могут давать металлические производные.

Силандиолы — нестойкие твердые вещества, легко теряющие элементы воды и дающие при этом линейные полидиалкилсилоксаны.

представляющие собой, в зависимости от молекулярного веса, либо жидкости, либо эластичные каучукаподобные вещества, обладающие ценными техническими свойствами.

Силантриолы RSi(OH)3 теряют воду в момент образования, превращаясь в неплавкие трехмерные полимеры.

При действии аммиака на алкилгалоидсиланы получаются азотистые кремнийорганические соединения, имеющие, например, строение:

Алкилтриэтоксисиланы и диалкилдиэтоксисиланы

получаются при действии цинк-, магний- или литийорганических соединений на ортокремневые эфиры:

Алкилалкоксисиланы представляют собой бесцветные жидкости с приятным камфарным запахом:

Кремнийорганические соединения представляют большой интерес в связи с возможностью получения на их основе ряда ценных материалов, обладающих значительной теплостойкостью: смазочных масел, материалов для пропитки и покрытий, эластичных материалов и т. п. Получение применяемых для этих целей полимерных кремнийорганических соединений основывается на гидролизе алкилгалоидсиланов или алкилалкоксисиланов (алкилтриэтокси- и диалкилдиэтоксисиланов). Процесс образования высокополимерных соединений из алкилалкоксисиланов, вероятно, протекает в такой последовательности:

С увеличением относительного содержания кремния повышается теплостойкость полимеров, а при введении более тяжелых углеводородных радикалов R увеличивается их вязкость, эластичность и прочность.

Возможность практического применения таких полисилоксанов впервые показана К. А. Андриановым, заслугой которого явилась и разработка методов их получения.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн