1.2 Классификация

Кремнийорганические соединения подразделяют на "мономерныe", содержащие один или несколько атомов кремния и кремнийорганические полимеры. Наиболее изучены следующие группы соединений: органогалогeпсиланы RnSiHal4-n (n=1-3) и RnSiHmHal4-n-m (n и m = 1,2; m+n=2,3); алкоксисиланы и ароксисиланы Si(OR)4, RnSi(OR)4-n; органогидросиланы RnSiH4-n; органоаминосиланы RnSi(NR2)4-n; органосиланолы RnSi(OH)4-nI; органоацилоксисиланы RnSi(OCOR)4-n (n=1-3); силатраны; соединения с несколькими атомами Si - органосилоксаны со связями Si--О--Si, органосилазаны со связями Si--N--Si, органосилатианы (Si--S--Si), полиорганосиланы (Si--Si) и др. Большую группу составляют карбофункциональные кремнийорганические соединения, из которых наиболее исследованы вещества, содержащие в органическом радикале атомы галогена, амино-, гидрокси-, алкокси-, эпокси-группу и т. д.; соединения, содержащие группировку SiM, SiOM или SiRM (М - атом металла или неметалла, напр. Li, Na, К, В, Al, Sn, Ti, P, Fe), - называют кремнийэлемeнтоорганические соединения; а также гетероциклические кремнийорганические соединения, содержащие один или более атомов Si в цикле, например силациклобутан, 10,10-дихлор-9-окса-10-сила-9,10-дигидрофенантрен ("оксафен") и др. По номенклатуре ИЮПАК, соединения с одним атомом Si рассматривают как производные силана SiH4, например (CH3)2SillCl-диметилхлорсилан, CF3CH2CH2SiCl3-3,3,3-трифторпропилтри-хлорсилан. Часто за основу берут названия органических соединений, добавляя название соответствующего кремнийсодержащего заместителя, например Cl2(CH3)SiCH2Si(CH3)Cl2-биc-(метилдихлорсилил) метан.

Рассмотрим более подробно одну из групп кремнийорганических соединений, это органосилаксоны.

Основной структурой фрагмент орагносилаксонов - группировка, содержащая цепочку кремний-кислород-кремний, при этом у атома кремния должна находиться, по крайней мере, одна органическая группа (если ее не будет, то соединение перейдет в разряд неорганических силикатов, свойства которых совсем иные):

Метод, позволяющий присоединить к кремнию органические группы, не сложен. Если пропускать пары хлоруглеводородов над нагретым до 300-350 °С элементарным кремнием (в присутствии катализатора - меди), то атомы кремния «встраиваются» между атомами углерода и галогена, в итоге образуются органохлорсиланы с различным содержанием органических групп и соответственно хлора у атома кремния:

Атом хлора, присоединившись к кремнию, приобретает совсем иные свойства, непохожие на те, что были, когда он соседствовал с углеродом. Такой атом хлора исключительно легко гидролизуется водой, образуя так называемую силанольную группу SiOH:

Гидроксильные группы у кремния по свойствам также заметно отличаются от спиртового гидроксила С-ОН. Оказавшись в кислой среде (выделяющийся HCl), гидроксисилоксаны легко конденсируются с образованием силоксановой связи Si-O-Si. При этом достаточно длинные силоксановые цепочки не вырастают, поскольку силоксановая связь исключительно гибкая - они замыкаются в циклы:

Из приведенной схемы следует, что органосилоксаны, которые являются главным объектом нашего внимания, можно получить весьма просто - гидролизом органохлорсиланов и последующей конденсацией силанолов. Такая конденсация часто протекает самопроизвольно.