有机硅化学：第二章 有机硅化合物及聚合物

1第二章有机硅化合物及聚合物结构与命名19:57有机硅化学——结构与命名2有机硅命名法来源Kipping称SiH4为silicaneStoke称SiH4为silane，称H3SiOH为sianol，或硅醇，H3SiOSiH3为disiloxane，或二硅氧烷1944年Sauer提出有机硅命名法1946美国化学会在Sauer的有机硅命名法基础上系统化1952年IUPAC发表有机硅命名原则GE为了方便提出了硅氧烷系列产品命名法19:57有机硅化学——结构与命名3有机硅化合物及聚合物化学结构与命名IUPAC命名法GE命名法19:57有机硅化学——结构与命名4硅烷(Silanes)同有机化合物一样，硅烷化合物的命名是以简单甲硅烷为基础，当H被其它基团取代后，可以参照有机化合物的命名，用阿拉伯数字表示其位置。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有机硅化学——结构与命名5甲硅烷基衍生物H3Si-称为甲硅烷基。含H3Si-基的化合物称为甲硅烷基衍生物，并可用通式：(R3Si)nY表示。R为相同或不相同的有机基或表中所列基团；n＝2，3。19:57有机硅化学——结构与命名6(R3Si)nY类有机硅化合物

Y名称Y名称

－O－二硅氧烷－(CH2)2－1，2－二(甲硅烷基)乙烷－O－O－二(甲硅氧基)过氧化物－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)烃基膦－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有机硅化学——结构与命名7硅氮烷(Silazanes)/氨基硅烷含硅-氮键的化合物命名为硅氮烷(Silazanes)，根据硅原子的数目将其命名为二硅氮烷、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)硅胺类化合物(SilylAmine)：胺基在分子链末端或作为侧基，有时也称为硅基胺或氨基硅，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有机硅化学——结构与命名8硅氧烷(Siloxanes)含硅-氧键的化合物命名为硅氧烷(Siloxanes)，根据硅原子的数目将其命名为二硅氧烷、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)

：六甲基环三硅氧烷(1,1,3,3,5,5-hexamethylcyclotrisiloxane)19:57有机硅化学——结构与命名9化合物通式RnSiX4-n

，其中R为不含有机官能团的烷基或芳基，X为硅官能团，n＝0,1,2,3。取代基

名

称

取代基

名

称

Si-X卤硅烷(Halosilane)Si-SH巯基硅烷（硅硫醇）Si-OR羟基/烃氧基硅烷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异丙烯氧基硅烷Si-NCO异氰酸基硅烷Si-ONR2氨氧基硅烷Si-NCS异硫氰酸基硅烷Si-OOH(R)过氧化硅烷取代硅烷19:57有机硅化学——结构与命名10硅醇类：硅原子上带羟基的有机硅化合物硅基醇：(C2H5)3SiOH：三乙基硅醇(Triethylsilanol)，(C6H5)2Si(OH)2：二苯基硅二醇(Diphenylsilanediol)羟基硅：(CH3)3SiOSi(CH3)2OH：五甲基羟基二硅氧烷

(Pentamethyl-hydroxy-disiloxane)环六硅醇(Cyclohexasilanol)或羟基环六硅烷(Hydroxycyclohexasilanol)19:57有机硅化学——结构与命名11举例说明：SiCl4——四氯化硅CH3SiHCl2——甲基二氯硅烷(甲基含氢硅烷)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——苯基三异氰酸基硅烷(CH3)3SiNCS——三甲基异硫氰酸基硅烷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——乙烯基三过氧叔丁基硅烷19:57有机硅化学——结构与命名12含碳官能团有机硅化合物——官能团与硅上碳链相连

化合物通式:

[Y(CH2)l]mSiMenX4-(m＋n)

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

2,

3,

4；n＝0,

1,

2,

319:57有机硅化学——结构与命名13命名举例：化合物中碳官能团按有机化学中命名原则，硅官能团按上述命名方法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-羟丙基三乙基硅烷(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-异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-环氧丙）氧丙基甲基二甲氧基硅烷19:57有机硅化学——结构与命名14含金属或准金属原子或原子团的有机硅化合物

化学分子通式：

(R3Si)nM、(R3SiY)mM其中Y为氧及亚烃基等；M为Li、Na、K、B、Al、Si、Sn、Ge、Ti、Zr、As、Sb、VO、PO、AsO、SO2等。实例：

[(CH3)3SiO]3B—三(三甲硅氧基)硼

[(CH3)3SiCH2]4Sn—四(三甲硅基亚甲基)锡倘若金属杂原子取代部分硅原子进入聚合物主链，则称为杂(金属)硅氧烷，如铝硅氧烷、锡硅氧烷、钛硅氧烷等。

19:57有机硅化学——结构与命名15硅醇盐(CH3)3SiOK：三甲基硅酸钾盐(Potassiumtrimethylsilanolate)(NaO)4Si：正硅酸钠(Sodiumorthosilicate)Na2SiF6：六氟硅酸钠(Sodiumhexafluorosilicate)CH3CH2SiF52-2K+：乙基五氟硅酸二钾盐

(Dipotassiumethylpentafluorosilicate)：硅酸钠(Sodiummetasilicate)19:57有机硅化学——结构与命名16环形有机硅化合物(CyclicCompounds)与有机化合物一样，环形有机硅化合物名可以以硅烷为前体，只是在硅烷化合物名称前面加上前缀，环(Cyclo-)，来命名，如环硅氧烷、环硅氮烷等。而硅氧烷可以采用通用电气公司采用的命名法，如D3、D4等。R，R'相同或不同，它们为烷基、芳基、氢基或含碳官能的基团，Z，Y相同或不同，它们为X、O、NH、S、CH2，m＝3,4,5,6,7,a＋b＝m化合物通式：19:57有机硅化学——结构与命名17六甲基环三硅烷Hexamethyl-cyclo-trisilane环三硅氧烷Cyclotrisiloxane六甲基环三硅氧烷Hexamethyl-cyclo-trisiloxane(D3)1-甲氧基-环三硅氧烷1-Methoxy-cyclotrisiloxane单环体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环四硅氧烷(俗称二甲基环四体，D4)19:57有机硅化学——结构与命名18多环及笼状聚合物命名多环硅氧烷的命名,可参照多脂环有机物的命名方法3,3,5,5,9,9-六甲基-1,7-二苯基-双环[5.3.1]五硅氧烷19:57有机硅化学——结构与命名19第一个商品形式的有机硅材料倍半有机硅氧烷(Silsesquioxane)材料结构通式：R3SiO3/2PolyhedronOligomeircSilsesquioxane(POSS)19:57有机硅化学——结构与命名20线型聚合物R、R'、R"为相同或不同的烷基、芳基、碳官能团有机基团，X为烷基、芳基，硅官能团或碳官能团有机基团，Y、Z可以相同或不同，它们代表O、NH、S、-(CH2)a-、-(C6H4)b-(a,b＝1，2，3，4等)，-(C6H4OC6H4)-化学分子通式19:57有机硅化学——结构与命名21,-双(三甲硅氧基)聚二甲基硅氧烷(俗称三甲基封头二甲基硅油)也可以称为：MDmM硅油,-双(二羟基)聚二甲基硅氧烷(俗称羟基封头二甲基硅油)19:57有机硅化学——结构与命名22聚硅烷Si-Si为主链的聚合物，其中，线型聚硅烷可用(R2Si)n(n≥2)表示；环状聚硅烷可用(R2Si)m表示。此外，还有支链型及多环型聚硅烷。例如：例如：八苯基环四硅烷Octaphenyl-cyclotetrasilane1,1-二甲基-十苯基环六硅烷1,1-dimethyldecaphenyl-cyclohexasilane聚甲基苯基硅烷Polymethylphenyl-silane19:57有机硅化学——结构与命名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烃基-[2,2,2]-环硅烷19:57有机硅化学——结构与命名24反应中间体命名R2Si：亚甲硅基或硅卡宾(silylene)/carbeneR3Si+硅阳离子(silyliumion,silaceniumion,siliconcation)R3Si．硅游离基(silylradical)R3Si－硅阴离子(silylanion)R2C=SiR’2硅乙烯

(silene)/alkeneR2Si=SiR’2二硅乙烯

(disilene)R2Si=O硅酮(silanone)/ketoneR2Si=NR’硅亚胺(silanimine)/imine一些反应中间体的命名19:57有机硅化学——结构与命名25有机化学家喜欢把有机硅作为一个基团而采用有机化合物的命名法则，而有机硅化学家则喜欢将有机基团作为取代基而采用有机硅为主体的命名法。硅取代基结构命名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有机硅化学——结构与命名26GE硅氧烷命名法为了方便对有机硅工业中甲基有机硅水解物进行比较简便的描述，GE公司采用了一种通用的硅氧烷命名法。在这个命名法中，默认的取代基是甲基，硅氧烷之间的区别在于其硅上所连的氧原子个数，如单功能基M或双功能基D。非常方便地描述硅氧烷聚合物结构。如果某些甲基被其它基团取代，则可以用取代基标志并用上标来表示，H代表氢，Ph代表苯基、Vi代表