Organosilicon chemistry
Изучение соединений со связью углерод–кремний, лежащих в основе силиконов и промышленности.
Химия кремнийорганических соединений изучает вещества, содержащие прямые связи между углеродом и кремнием. Такие кремнийорганические соединения обычно бесцветны, огнеопасны, гидрофобны и устойчивы на воздухе, хотя карбид кремния относят к неорганическим веществам. Эта область зародилась в 1863 году, когда Шарль Фридель и Джеймс Крафтс синтезировали первый хлорорганосилан, а также описали простой поликремниевой кислоты при получении этил- и метилортокремниевой кислоты. Обширные ранние исследования провёл Фредерик С. Киппинг, который ввёл термин «силикон» в 1904 году, несмотря на вводящее в заблуждение сходство названия с кетонами. Киппинг использовал реактивы Гриньяра для получения алкилсиланов и арилсиланов и впервые получил олигомеры и полимеры силиконов. В 1945 году Юджин Г. Рохов описал процесс Мюллера — Рохова — важный промышленный метод. Большинство кремнийорганических соединений получают из хлорорганосиланов, которые производят прямым процессом — взаимодействием хлористого метила со сплавом кремния и меди; основным продуктом является диметилдихлорсилан, и таким способом ежегодно получают около одного миллиона тонн кремнийорганических соединений. Другой ключевой метод образования — гидросилилирование, при котором связи Si–H присоединяются к ненасыщенным субстратам, таким как алкены, с использованием катализаторов на основе металлов платиновой группы. Связи углерод–кремний длиннее и слабее связей углерод–углерод, а связь C–Si несколько поляризована в сторону углерода из-за меньшей электроотрицательности кремния. Кремний подвержен нуклеофильной атаке кислородом, хлором или фтором, а связь Si–O отличается высокой прочностью. Кремнийорганические соединения широко используются в коммерческих продуктах, включая пеногасители, герметики, клеи и покрытия. Хотя связи углерод–кремний отсутствуют в биологии, ферменты были использованы для их искусственного создания в живых микроорганизмах. Силафлуофен — кремнийорганический пиретроидный инсектицид, и ряд подобных соединений исследуются в качестве фармацевтических препаратов.
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.
Контекст
Фредерик С. Киппинг в начале XX века провёл новаторские исследования кремнийорганических соединений, используя реактивы Гриньяра для получения алкилсиланов и арилсиланов и впервые создав олигомеры и полимеры силиконов. Он ввёл термин «силикон» в 1904 году, хотя сходство названия с кетонами вводит в заблуждение. В 1960-х годах компания Dow Chemical учредила премию в его честь за значительный вклад в химию кремния. Позднее Юджин Г. Рохов описал процесс Мюллера — Рохова — важный промышленный метод получения хлорорганосиланов путём взаимодействия хлористого метила со сплавом кремния и меди, в результате которого основным продуктом является диметилдихлорсилан, а также триметилсилилхлорид и метилтрихлорсилан; таким способом ежегодно получают около одного миллиона тонн кремнийорганических соединений. Первое кремнийорганическое соединение — тетраэтилсилан — было синтезировано в 1863 году Шарлем Фриделем и Джеймсом Крафтсом из тетрахлорсилана и диэтилцинка. Кремнийорганические соединения обычно бесцветны, огнеопасны, гидрофобны и устойчивы на воздухе. Они широко используются в коммерческих продуктах, таких как пеногасители, герметики, клеи и покрытия на основе силиконов, а также в качестве адъювантов в сельском хозяйстве вместе с гербицидами и фунгицидами. Связи углерод–кремний не встречаются в природе в биологии, однако ферменты были использованы для их искусственного создания в микроорганизмах.
Путеводитель
Химия кремнийорганических соединений важна благодаря широкому спектру применения в коммерческих продуктах, включая пеногасители, герметики, клеи и покрытия на основе силиконов. Эта область также вносит вклад в сельское хозяйство через адъюванты, используемые с гербицидами и фунгицидами, и в медицину через исследуемые фармацевтические препараты и инсектицид силафлуофен. В промышленности прямой процесс позволяет получать ключевые метилхлорсиланы, такие как диметилдихлорсилан, причём ежегодно производится около 1 миллиона тонн. Гидросилилирование — ещё один важный метод образования связей Si–C с использованием катализаторов на основе металлов платиновой группы. Уникальные свойства связей кремния — более длинные и слабые связи C–Si, высокая энергия связи Si–O и подверженность нуклеофильной атаке — лежат в основе многих реакций, таких как реакция Сакураи и перегруппировка Брука. Хотя связи углерод–кремний отсутствуют в биологии, ферменты были использованы для их искусственного создания в живых микроорганизмах. Наследие Киппинга и Рохова продолжает жить в промышленной и синтетической значимости кремнийорганических соединений.
More in Химия и материалы
Заметили ошибку?
Исправления от читателей сразу попадают в нашу очередь на проверку. Предложить правку · Как собираются источники для этого сайта