Кремнийорганические соединения

Кремнийоргани́ческие соединения

Класс химических соединений, содержащих в молекулах связь кремний — углерод. К. с. подразделяют на следующие группы.

1) Органогалогенсиланы [алкил (арил)-галогенсиланы] R_nSiX_4-n; органогидридгалогенсиланы R_nSiH_mX_4-(n+m) (где Х — чаще Cl); органоалкоксисиланы R_nSi (OR')_4-n; органоацилоксисиланы R_nSi (OCOR')_4-n; органоаминосиланы RnSi (NH₂)_4-n.

2) Органосиланы (замещенные силаны) R_nSiH_4-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 SiH_mX_4-m (см. Кремния галогениды), силаны Si_xH_y (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

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 (См. Кремнийорганические полимеры). 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 (RSiO_1,5) _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 (См. Кремнийорганические каучуки) и кремнийорганических жидкостей (См. Кремнийорганические жидкости). Смесь тетраэтоксисилана с продуктами его частичного гидролиза под техническим названием «этилсиликат» используют при приготовлении форм для точного литья по выплавляемым моделям.

С. А. Голубцов.