Металлорганические соединения
2.Кремнийорганические соединения, содержащие группы Si — О, называются силоксанами:
гексаметилдисилоксан
октаметилтрисилоксан
полисилоксан
3.Кремнмйорганические соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп, связанных с атомом кремния, называют как производные силана, добавляя суффиксы -ил, -диол, -триол:
триалкилсиланол
диалкилсиландиол
алкилсилантриол
4.Органические соединения кремния общей формулы называют как производные силазана:
триметилсилазан
гексаметилдисилазан
отктаметилтрисилазан
5.Когда органической части молекулы имеется реакционная группа, не связанная с атомами кремния, соединения называют как соответствующие замещенные органические соединения, например -триметилсилилуксусная кислота.
Способы получения. Для получения кремнийорганических соединений в качестве исходного вещества используются кремний (или его соединения с металлами) и четыреххлористый кремний.
1.Реагенты Гриньяра в эфирном растворе с тетрагалогенсиланами (а также тетраалкоксисиланами) дают частично или полностью замещенные силаны. Это наиболее гибкий и широко используемый общин способ получения:
2.Реакция алкилгалогенидов непосредственно с элементарным кремнием в присутствии твердого катализатора при нагревании дает смесь алкилсилангалогенидов с преобладанием диалкилдихлорсиланов:
Этот метод широко используется в промышленности для получения диметилдихлорсиланов и метилтрихлорсилана — промежуточных продуктов для синтеза кремнийорганических полимеров.
3.Алкены или алкины с монометилсиланом или другими соединениями, содержащими гидридную связь —Si—H, образуют алкильные или алкенильные соединения кремния без выделения водорода (присоединение кремния и водорода к двойной или тройной связям). Катализаторами служат пероксиды и платипохлористоводородная кислота и др.:
Физические и химические свойства. Тетраалкилсиланы обнаруживают большое сходство с углеводородами. Тетраметилсилан — прозрачная жидкость легче воды, т. кип. 26 °С. У тетраэтилсилана т. кип.
При хлорировании метилхлорсиланов (при нагревании на свету) образуется хлорметилхлорсиланы. Алкилхлорсиланы обнаруживают только формальное сходство с хлоруглеводородами. Они гидролизуются водой, образуя соответствующие гидроксиды.
Гидролиз триалкилхлорсиланов в присутствии аммиака дает триалкилсиланол:
Силанолы легко теряют воду и образуют силоксаны:
Часто эта реакция идет самопроизвольно, однако для более прочных соединений, таких, как трифенилсиланол, требуется щелочная среда.
Реакция триалкилхлорсиланов с безводным аммиаком или аминами дает силиламины (слазаны), которые легко гидролизуются:
Силанолы не этерифицируются кислотами. При действии на силанолы хлорангидридов кислот получаются не эфиры, а хлорпроизводные, как что происходит и с третичными спиртами:
Получить ненасыщенные соединения при отщеплении воды от силанолов или HCI от алкилхлорсиланов не удалось.
Гидролизом диалкилдихлорсиланов получают силандиолы, нерастворимые в воде, но растворимые в водной щелочи:
Силандиолы легко теряют воду, образуя соединения, которые часто называют силиконами. В результате межмолекулярного отщепления воды происходит конденсация многих молекул и в случае диметилсиландиола образуется бесцветное масло, представляющее собой смесь примерно равных количеств циклических полимеров (циклополисилоксанов) и линейных полимерных диолов:
В 1939 г. К. Л. Андрианов обратил внимание на возможность использования этих масел в качестве электроизоляционных материалов. Эти масла отличаются большой термической стойкостью (250 °G) и существенно не изменяют вязкости в интервале температур от -60 до +60 °С. Они применяются в качестве смазок специального назначения. При изменении условий приготовления и последующей обработки продукта может быть получен материал со свойствами, напоминающими каучук — силиконовый каучук, силастик. Силиконовый каучук, подвергнутый обработке окислителями, образует трехмерную структуру, аналогичную вулканизатам каучука. Силиконовые каучуки обладают высокими электроизоляционными качествами и большой термостойкостью и морозостойкостью. Они сохраняют эластичность в интервале температур от -60 до +200 °С. Прочность силиконовых каучуков на разрыв невелика — всего 20 — 30 кг/см" (2 — 3 МПа), в то время как прочность натурального и некоторых синтетических каучуков около 200 кг/см2 (20 МПа). Введение наполнителей (диоксид кремния) повышает прочность на разрыв до 120 кг/см" (12 МПа).
Алкилтрихлорсиланы при гидролизе
образуют алкилсилантриолы — вещества очень нестойкие: в момент образования они легко дегидратируются с образованием трехмерных полисилоксанов:
Полисилоксаны — твердые, хрупкие неплавкие смолы, которые широко применяются в качестве термостойкого электроизоляционного материала; изоляция электрических проводов из алкилполисилоксанов выдерживает температуры до 300 °С. Использование такой изоляции позволяет уменьшить размеры и массу электродвигателей почти в два раза, что особенно важно в автоматике и реактивной технике. Все кремнийорганические материалы не смачиваются водой и сообщают материалам, которые они покрывают, гидрофобность. В последние годы кремнийорганические соединения получают все более широкое применение в органическом синтезе как промежуточные продукты. Триалкилсилильная группировка используется как «защитная группа», которая легко вводится в исходные продукты и легко удаляется из конечных продуктов.