有機(jī)硅化學(xué)：第二章 有機(jī)硅化合物及聚合物

1第二章有機(jī)硅化合物及聚合物結(jié)構(gòu)與命名19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名2有機(jī)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(jī)硅命名法1946美國(guó)化學(xué)會(huì)在Sauer的有機(jī)硅命名法基礎(chǔ)上系統(tǒng)化1952年IUPAC發(fā)表有機(jī)硅命名原則GE為了方便提出了硅氧烷系列產(chǎn)品命名法19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名3有機(jī)硅化合物及聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)與命名IUPAC命名法GE命名法19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名4硅烷(Silanes)同有機(jī)化合物一樣，硅烷化合物的命名是以簡(jiǎn)單甲硅烷為基礎(chǔ)，當(dāng)H被其它基團(tuán)取代后，可以參照有機(jī)化合物的命名，用阿拉伯?dāng)?shù)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(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)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(jī)基或表中所列基團(tuán)；n＝2，3。19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名6(R3Si)nY類有機(jī)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(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)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(jù)硅原子的數(shù)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(cè)基，有時(shí)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(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)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(jù)硅原子的數(shù)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(huán)三硅氧烷(1,1,3,3,5,5-hexamethylcyclotrisiloxane)19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名9化合物通式RnSiX4-n

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

名

稱

取代基

名

稱

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(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名10硅醇類：硅原子上帶羥基的有機(jī)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(huán)六硅醇(Cyclohexasilanol)或羥基環(huán)六硅烷(Hydroxycyclohexasilanol)19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)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(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名12含碳官能團(tuán)有機(jī)硅化合物——官能團(tuán)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(jī)化合物中的官能團(tuán)，如NH2、-CH＝CH、-NCO、環(huán)氧基、丙烯酰氧基等基團(tuán)。X代表Cl，OR等上述表中所有硅官能團(tuán)。l＝1、2，≧3；m＝1,

2,

3,

4；n＝0,

1,

2,

319:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名13命名舉例：化合物中碳官能團(tuán)按有機(jī)化學(xué)中命名原則，硅官能團(tuán)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(huán)氧丙）氧丙基甲基二甲氧基硅烷19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名14含金屬或準(zhǔn)金屬原子或原子團(tuán)的有機(jī)硅化合物

化學(xué)分子通式：

(R3Si)nM、(R3SiY)mM其中Y為氧及亞烴基等；M為L(zhǎng)i、Na、K、B、Al、Si、Sn、Ge、Ti、Zr、As、Sb、VO、PO、AsO、SO2等。實(shí)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(jìn)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(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)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(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名16環(huán)形有機(jī)硅化合物(CyclicCompounds)與有機(jī)化合物一樣，環(huán)形有機(jī)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(huán)(Cyclo-)，來命名，如環(huán)硅氧烷、環(huán)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?yōu)橥榛?、芳基、氫基或含碳官能的基團(tuán)，Z，Y相同或不同，它們?yōu)閄、O、NH、S、CH2，m＝3,4,5,6,7,a＋b＝m化合物通式：19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名17六甲基環(huán)三硅烷Hexamethyl-cyclo-trisilane環(huán)三硅氧烷Cyclotrisiloxane六甲基環(huán)三硅氧烷Hexamethyl-cyclo-trisiloxane(D3)1-甲氧基-環(huán)三硅氧烷1-Methoxy-cyclotrisiloxane單環(huán)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(huán)四硅氧烷(俗稱二甲基環(huán)四體，D4)19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名18多環(huán)及籠狀聚合物命名多環(huán)硅氧烷的命名,可參照多脂環(huán)有機(jī)物的命名方法3,3,5,5,9,9-六甲基-1,7-二苯基-雙環(huán)[5.3.1]五硅氧烷19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名19第一個(gè)商品形式的有機(jī)硅材料倍半有機(jī)硅氧烷(Silsesquioxane)材料結(jié)構(gòu)通式：R3SiO3/2PolyhedronOligomeircSilsesquioxane(POSS)19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)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(tuán)有機(jī)基團(tuán)，X為烷基、芳基，硅官能團(tuán)或碳官能團(tuán)有機(jī)基團(tuán)，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(xué)分子通式19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)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(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)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(huán)狀聚硅烷可用(R2Si)m表示。此外，還有支鏈型及多環(huán)型聚硅烷。例如：例如：八苯基環(huán)四硅烷Octaphenyl-cyclotetrasilane1,1-二甲基-十苯基環(huán)六硅烷1,1-dimethyldecaphenyl-cyclohexasilane聚甲基苯基硅烷Polymethylphenyl-silane19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)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(huán)硅烷19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名24反應(yīng)中間體命名R2Si：亞甲硅基或硅卡賓(silylene)/carbeneR3Si+硅陽(yáng)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(yīng)中間體的命名19:57有機(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名25有機(jī)化學(xué)家喜歡把有機(jī)硅作為一個(gè)基團(tuán)而采用有機(jī)化合物的命名法則，而有機(jī)硅化學(xué)家則喜歡將有機(jī)基團(tuán)作為取代基而采用有機(jī)硅為主體的命名法。硅取代基結(jié)構(gòu)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(jī)硅化學(xué)——結(jié)構(gòu)與命名26GE硅氧烷命名法為了方便對(duì)有機(jī)硅工業(yè)中甲基有機(jī)硅水解物進(jìn)行比較簡(jiǎn)便的描述，GE公司采用了一種通用的硅氧烷命名法。在這個(gè)命名法中，默認(rèn)的取代基是甲基，硅氧烷之間的區(qū)別在于其硅上所連的氧原子個(gè)數(shù)，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(jié)構(gòu)。如果某些甲基被其它基團(tuán)取代，則可以用取代基標(biāo)志并用上標(biāo)來表示，H代表氫，Ph代表苯基、Vi代表