Organosilicon chemistry
Étude des composés à liaison carbone–silicium, clé pour les silicones et l'industrie.
La chimie organosilicique se concentre sur les composés qui présentent des liaisons directes entre le carbone et le silicium. Ces composés organosiliciques sont généralement incolores, inflammables, hydrophobes et stables à l'air, bien que le carbure de silicium soit classé comme une substance inorganique. Le domaine a débuté en 1863 lorsque Charles Friedel et James Crafts ont synthétisé le premier organochlorosilane et ont également décrit un éther d'acide polysilicique tout en préparant des acides éthyl- et méthyl-o-silicique. Des recherches approfondies ont été menées par Frederic S. Kipping, qui a inventé le terme « silicone » en 1904, malgré l'implication trompeuse du nom d'une structure de type cétone. Kipping a utilisé les réactifs de Grignard pour produire des alkylsilanes et des arylsilanes et a été le premier à préparer des oligomères et des polymères de silicone. En 1945, Eugene G. Rochow a décrit le procédé Müller-Rochow, une méthode industrielle majeure. La plupart des composés organosiliciques sont dérivés de chlorures organosiliciques, produits par le procédé direct faisant réagir le chlorure de méthyle avec un alliage silicium-cuivre ; le diméthyldichlorosilane est le produit principal, avec environ un million de tonnes de composés organosiliciques fabriqués chaque année de cette manière. Une autre méthode de formation clé est l'hydrosilylation, où les liaisons Si–H s'ajoutent à des substrats insaturés comme les alcènes en utilisant des catalyseurs de métaux du groupe du platine. Les liaisons carbone–silicium sont plus longues et plus faibles que les liaisons carbone–carbone, et la liaison C–Si est quelque peu polarisée vers le carbone en raison de l'électronégativité plus faible du silicium. Le silicium est sensible à l'attaque nucléophile par l'oxygène, le chlore ou le fluor, et la liaison Si–O est particulièrement forte. Les composés organosiliciques apparaissent largement dans les produits commerciaux, notamment les antimousses, les mastics, les adhésifs et les revêtements. Bien que les liaisons carbone–silicium soient absentes en biologie, des enzymes ont été utilisées pour les créer artificiellement dans des microbes vivants. Le silafluofène est un insecticide pyréthrinoïde organosilicique, et plusieurs de ces composés ont été étudiés comme produits pharmaceutiques.
Quick Facts
- Field
- Organometallic chemistry
- Key compounds
- Organosilicon compounds (e.g., silicones, silyl chlorides)
- Annual production
- About 1 million tons of organosilicon compounds
Facts from the source article.
Contexte et histoire
Frederic S. Kipping a été un pionnier de la recherche du début du XXe siècle sur les composés organosiliciques, utilisant les réactifs de Grignard pour produire des alkylsilanes et des arylsilanes et créant pour la première fois des oligomères et des polymères de silicone. Il a inventé le terme « silicone » en 1904, bien que la ressemblance du nom avec les cétones soit trompeuse. Dans les années 1960, la Dow Chemical Company a créé un prix reconnaissant les contributions significatives à la chimie du silicium en son honneur. Eugene G. Rochow a ensuite décrit le procédé Müller-Rochow, une méthode industrielle majeure pour produire des chlorures organosiliciques en faisant réagir du chlorure de méthyle avec un alliage silicium-cuivre, produisant du diméthyldichlorosilane comme produit principal, ainsi que du chlorure de triméthylsilyle et du méthyltrichlorosilane ; environ un million de tonnes de composés organosiliciques sont préparées chaque année de cette manière. Le premier composé organosilicique, le tétraéthylsilane, a été synthétisé en 1863 par Charles Friedel et James Crafts à partir de tétrachlorosilane et de diéthylzinc. Les composés organosiliciques sont généralement incolores, inflammables, hydrophobes et stables à l'air. Ils sont largement utilisés dans des produits commerciaux tels que les antimousses, les mastics, les adhésifs et les revêtements fabriqués à partir de silicones, ainsi que dans des adjuvants agricoles avec des herbicides et des fongicides. Les liaisons carbone–silicium n'apparaissent pas naturellement en biologie, bien que des enzymes aient été utilisées pour les créer artificiellement dans des microbes.
Guide du lecteur
La chimie organosilicique est importante pour ses applications étendues dans les produits commerciaux, notamment les antimousses, les mastics, les adhésifs et les revêtements fabriqués à partir de silicones. Le domaine contribue également à l'agriculture par des adjuvants utilisés avec des herbicides et des fongicides, et à la médecine par des produits pharmaceutiques étudiés et l'insecticide silafluofène. Industriellement, le procédé direct produit des méthylchlorosilanes clés comme le diméthyldichlorosilane, avec environ 1 million de tonnes préparées chaque année. L'hydrosilylation est une autre méthode majeure pour former des liaisons Si–C, utilisant des catalyseurs de métaux du groupe du platine. La liaison unique du silicium — liaisons C–Si plus longues et plus faibles, énergie de liaison Si–O élevée et sensibilité à l'attaque nucléophile — sous-tend de nombreuses réactions telles que la réaction de Sakurai et le réarrangement de Brook. Bien que les liaisons carbone–silicium soient absentes en biologie, des enzymes ont été utilisées pour les créer artificiellement dans des microbes vivants. L'héritage de Kipping et Rochow perdure dans l'importance industrielle et synthétique des composés organosiliciques.
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