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1第二章有機硅化合物及聚合物結構與命名19:57有機硅化學——結構與命名2有機硅命名法來源Kipping稱SiH4為silicaneStoke稱SiH4為silane,稱H3SiOH為sianol,或硅醇,H3SiOSiH3為disiloxane,或二硅氧烷1944年Sauer提出有機硅命名法1946美國化學會在Sauer的有機硅命名法基礎上系統化1952年IUPAC發表有機硅命名原則GE為了方便提出了硅氧烷系列產品命名法19:57有機硅化學——結構與命名3有機硅化合物及聚合物化學結構與命名IUPAC命名法GE命名法19:57有機硅化學——結構與命名4硅烷(Silanes)同有機化合物一樣,硅烷化合物的命名是以簡單甲硅烷為基礎,當H被其它基團取代后,可以參照有機化合物的命名,用阿拉伯數字表示其位置。例子:H3SiSiH3:二硅烷(Disilane)Ph3SiSiMe3:1,1,1-三甲基-2,2,2-三苯基二硅烷(1,1,1-Trimethyl-2,2,2-triphenyldisilane)Me2SiCl2:二甲基二氯硅烷(dichlorodimethylsilane/Dimethyldichlorosilane)19:57有機硅化學——結構與命名5甲硅烷基衍生物H3Si-稱為甲硅烷基。含H3Si-基的化合物稱為甲硅烷基衍生物,并可用通式:(R3Si)nY表示。R為相同或不相同的有機基或表中所列基團;n=2,3。19:57有機硅化學——結構與命名6(R3Si)nY類有機硅化合物

Y名稱Y名稱

-O-二硅氧烷-(CH2)2-1,2-二(甲硅烷基)乙烷-O-O-二(甲硅氧基)過氧化物-CH=CH-1,2-二(甲硅烷基)乙烯-S-二硅硫烷C=CH21,1-二(甲硅烷基)乙烯-NH-二硅氮烷-C≡C-1,2-二(甲硅烷基)乙炔-NR-N-烷基二硅氮烷-C6H4-o-,m-或p-二(甲硅烷基)苯-N-三(甲硅烷基)胺-PH-二(甲硅烷基)膦-CH2-二(甲硅烷基)甲烷-PR-二(甲硅烷基)烴基膦-CH-三(甲硅烷基)甲烷-P-三(三甲硅烷基)膦-C-

四(甲硅烷基)甲烷19:57有機硅化學——結構與命名7硅氮烷(Silazanes)/氨基硅烷含硅-氮鍵的化合物命名為硅氮烷(Silazanes),根據硅原子的數目將其命名為二硅氮烷、三硅氮烷等。例子:H3Si-NH-SiH2-NH-SiH3:三硅氮烷(Trisilazane)H3Si-NH-SiH2-NH2:1-氨基二硅氮烷(1-Aminodisilazane)(Me3Si)2NH:六甲基二硅氮烷(Hexamethyldisilazane)硅胺類化合物(SilylAmine):胺基在分子鏈末端或作為側基,有時也稱為硅基胺或氨基硅,如Si-NH2,Si-NR2,Si-O-Si(NH2)-O-Si等。例子:H3SiNH2:硅氮烷(Silazane)H2Si(NH2)2:氨基硅氮烷/硅烷二氨或二氨基硅烷(Aminosilazane)/SilanediamineorDiaminosilane19:57有機硅化學——結構與命名8硅氧烷(Siloxanes)含硅-氧鍵的化合物命名為硅氧烷(Siloxanes),根據硅原子的數目將其命名為二硅氧烷、三硅氧烷等,而聚硅氧烷(Polysiloxane)是硅氧烷的聚合物。例子:H3Si-(OSiH2)n-OSiH3:n=0,二硅氧烷(Disiloxane)n=4,六硅氧烷(Hexasiloxane)Me3SiOSiH3:三甲基二硅氧烷(1,1,1-Trimethyldisiloxane)

:六甲基環三硅氧烷(1,1,3,3,5,5-hexamethylcyclotrisiloxane)19:57有機硅化學——結構與命名9化合物通式RnSiX4-n

,其中R為不含有機官能團的烷基或芳基,X為硅官能團,n=0,1,2,3。取代基

取代基

Si-X鹵硅烷(Halosilane)Si-SH巰基硅烷(硅硫醇)Si-OR羥基/烴氧基硅烷Si-ON=RR/酮肟基硅烷SiOCOR酰氧基硅烷Si-NHCOR酰氨基硅烷Si-CN氰基硅烷Si-OCR=CH2異丙烯氧基硅烷Si-NCO異氰酸基硅烷Si-ONR2氨氧基硅烷Si-NCS異硫氰酸基硅烷Si-OOH(R)過氧化硅烷取代硅烷19:57有機硅化學——結構與命名10硅醇類:硅原子上帶羥基的有機硅化合物硅基醇:(C2H5)3SiOH:三乙基硅醇(Triethylsilanol),(C6H5)2Si(OH)2:二苯基硅二醇(Diphenylsilanediol)羥基硅:(CH3)3SiOSi(CH3)2OH:五甲基羥基二硅氧烷

(Pentamethyl-hydroxy-disiloxane)環六硅醇(Cyclohexasilanol)或羥基環六硅烷(Hydroxycyclohexasilanol)19:57有機硅化學——結構與命名11舉例說明:SiCl4——四氯化硅CH3SiHCl2——甲基二氯硅烷(甲基含氫硅烷)Si(OC2H5)4——四乙氧基硅烷(正硅酸乙酯)HSi(OCOCH3)3——三乙酰氧基硅烷(CH3)3SiNH2——三甲基氨基硅烷(三甲硅基胺)C6H5Si(NCO)3——苯基三異氰酸基硅烷(CH3)3SiNCS——三甲基異硫氰酸基硅烷CH3Si[ON=C(CH3)2]3——甲基三丙酮肟基硅烷CH3Si[ON(C2H5)2]3——甲基三(二乙氨氧基)硅烷CH2=CHSi[OOC(CH3)3]3——乙烯基三過氧叔丁基硅烷19:57有機硅化學——結構與命名12含碳官能團有機硅化合物——官能團與硅上碳鏈相連

化合物通式:

[Y(CH2)l]mSiMenX4-(m+n)

[YAr]mSiMenX4-(m+n)(CH2=CH)mSiMenX4-(m+n)其中:Y為有機化合物中的官能團,如NH2、-CH=CH、-NCO、環氧基、丙烯酰氧基等基團。X代表Cl,OR等上述表中所有硅官能團。l=1、2,≧3;m=1,

2,

3,

4;n=0,

1,

2,

319:57有機硅化學——結構與命名13命名舉例:化合物中碳官能團按有機化學中命名原則,硅官能團按上述命名方法CH2=CHCH2Si(OCH3)3:烯丙基三甲氧基硅烷(Allyltrimethoxysilane)ClCH2Si(OC2H5)3:氯甲基三乙氧基硅烷(Chloromethyltriethoxysilane)HO(CH2)3Si(C2H5)3:γ-羥丙基三乙基硅烷(γ-hydroxypropyltriethoxysilane)H2N(CH2)3Si(CH3)Cl2:γ-氨丙基甲基二氯硅烷

(γ-Aminopropylmethyldichlorosilane)H2NCH2CH2NH(CH2)3Si(OCH3)3:N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷CH2=C(CH3)COO(CH2)3SiCl3:γ-甲基丙烯酰氧丙基三氯硅烷CF3CH2CH2Si(CH3)2Cl:3,3,3-三氟丙基二甲基氯硅烷OCN(CH2)3Si(OCH3)3:γ-異氰酸丙基三甲氧基硅烷HOOC(CH2)4Si(OCH3)3:δ-羧丁基三甲氧基硅烷

:γ-(-2,3-環氧丙)氧丙基甲基二甲氧基硅烷19:57有機硅化學——結構與命名14含金屬或準金屬原子或原子團的有機硅化合物

化學分子通式:

(R3Si)nM、(R3SiY)mM其中Y為氧及亞烴基等;M為Li、Na、K、B、Al、Si、Sn、Ge、Ti、Zr、As、Sb、VO、PO、AsO、SO2等。實例:

[(CH3)3SiO]3B—三(三甲硅氧基)硼

[(CH3)3SiCH2]4Sn—四(三甲硅基亞甲基)錫倘若金屬雜原子取代部分硅原子進入聚合物主鏈,則稱為雜(金屬)硅氧烷,如鋁硅氧烷、錫硅氧烷、鈦硅氧烷等。

19:57有機硅化學——結構與命名15硅醇鹽(CH3)3SiOK:三甲基硅酸鉀鹽(Potassiumtrimethylsilanolate)(NaO)4Si:正硅酸鈉(Sodiumorthosilicate)Na2SiF6:六氟硅酸鈉(Sodiumhexafluorosilicate)CH3CH2SiF52-2K+:乙基五氟硅酸二鉀鹽

(Dipotassiumethylpentafluorosilicate):硅酸鈉(Sodiummetasilicate)19:57有機硅化學——結構與命名16環形有機硅化合物(CyclicCompounds)與有機化合物一樣,環形有機硅化合物名可以以硅烷為前體,只是在硅烷化合物名稱前面加上前綴,環(Cyclo-),來命名,如環硅氧烷、環硅氮烷等。而硅氧烷可以采用通用電氣公司采用的命名法,如D3、D4等。R,R'相同或不同,它們為烷基、芳基、氫基或含碳官能的基團,Z,Y相同或不同,它們為X、O、NH、S、CH2,m=3,4,5,6,7,a+b=m化合物通式:19:57有機硅化學——結構與命名17六甲基環三硅烷Hexamethyl-cyclo-trisilane環三硅氧烷Cyclotrisiloxane六甲基環三硅氧烷Hexamethyl-cyclo-trisiloxane(D3)1-甲氧基-環三硅氧烷1-Methoxy-cyclotrisiloxane單環體化合物命名由此可知D5,D6……等命名。1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基環四硅氧烷(俗稱二甲基環四體,D4)19:57有機硅化學——結構與命名18多環及籠狀聚合物命名多環硅氧烷的命名,可參照多脂環有機物的命名方法3,3,5,5,9,9-六甲基-1,7-二苯基-雙環[5.3.1]五硅氧烷19:57有機硅化學——結構與命名19第一個商品形式的有機硅材料倍半有機硅氧烷(Silsesquioxane)材料結構通式:R3SiO3/2PolyhedronOligomeircSilsesquioxane(POSS)19:57有機硅化學——結構與命名20線型聚合物R、R'、R"為相同或不同的烷基、芳基、碳官能團有機基團,X為烷基、芳基,硅官能團或碳官能團有機基團,Y、Z可以相同或不同,它們代表O、NH、S、-(CH2)a-、-(C6H4)b-(a,b=1,2,3,4等),-(C6H4OC6H4)-化學分子通式19:57有機硅化學——結構與命名21,-雙(三甲硅氧基)聚二甲基硅氧烷(俗稱三甲基封頭二甲基硅油)也可以稱為:MDmM硅油,-雙(二羥基)聚二甲基硅氧烷(俗稱羥基封頭二甲基硅油)19:57有機硅化學——結構與命名22聚硅烷Si-Si為主鏈的聚合物,其中,線型聚硅烷可用(R2Si)n(n≥2)表示;環狀聚硅烷可用(R2Si)m表示。此外,還有支鏈型及多環型聚硅烷。例如:例如:八苯基環四硅烷Octaphenyl-cyclotetrasilane1,1-二甲基-十苯基環六硅烷1,1-dimethyldecaphenyl-cyclohexasilane聚甲基苯基硅烷Polymethylphenyl-silane19:57有機硅化學——結構與命名231,1,1,3,3,3-六甲基-2-(三甲硅基)三硅烷1,2,2,3,3,4,5,5,6,6,7,7,8,8-十四烴基-[2,2,2]-環硅烷19:57有機硅化學——結構與命名24反應中間體命名R2Si:亞甲硅基或硅卡賓(silylene)/carbeneR3Si+硅陽離子(silyliumion,silaceniumion,siliconcation)R3Si.硅游離基(silylradical)R3Si-硅陰離子(silylanion)R2C=SiR’2硅乙烯

(silene)/alkeneR2Si=SiR’2二硅乙烯

(disilene)R2Si=O硅酮(silanone)/ketoneR2Si=NR’硅亞胺(silanimine)/imine一些反應中間體的命名19:57有機硅化學——結構與命名25有機化學家喜歡把有機硅作為一個基團而采用有機化合物的命名法則,而有機硅化學家則喜歡將有機基團作為取代基而采用有機硅為主體的命名法。硅取代基結構命名H3Si-甲硅基(silyl)H3Si-SiH2-二硅基(disilanyl)H3Si-O-硅氧基(siloxy)H3Si-S-硅硫基(silylthio)H3Si-NH-硅氨基(silylamino)H3Si-O-SiH2-二硅氧基(disiloxanyl)H3Si-O-SiH2-O-二硅氧氧基(disiloxanoxy)Me3Si-三甲硅基

(trimethylsilyl)硅取代基命名19:57有機硅化學——結構與命名26GE硅氧烷命名法為了方便對有機硅工業中甲基有機硅水解物進行比較簡便的描述,GE公司采用了一種通用的硅氧烷命名法。在這個命名法中,默認的取代基是甲基,硅氧烷之間的區別在于其硅上所連的氧原子個數,如單功能基M或雙功能基D。非常方便地描述硅氧烷聚合物結構。如果某些甲基被其它基團取代,則可以用取代基標志并用上標來表示,H代表氫,Ph代表苯基、Vi代表

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