Кремнийорганические соединения

Кремнийорганические соединения, класс химических соединений, содержащих в молекулах связь кремний — углерод. К. с. 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 К. с. 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 К. с. более сложной структуры или полимеров. К. с. 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 К. с. — бесцветные жидкости (см. табл.); лишь некоторые из них, например циклосилоксаны (R2SiO)3, — твёрдые кристаллические вещества. Обычно К. с. 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. К. с. 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 К. с., 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.