Бажант В. Силиконы - кремнийорганические соединения, их получение, свойства и применение

Подождите немного. Документ загружается.

ГЛАВА 2

НОМЕНКЛАТУРА КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

В первые десятилетия существования кремнийорганических

соединений, когда было известно только небольшое число наи-

более простых производных, обходились номенклатурой, приня-

той для других классов соединений органической химии [1459].

Однако после того, как Киппинг и сотрудники его школы начали

развивать химию кремнийорганических соединений, Киппингу

стала ясна необходимость создания соответствующей номенкла-

туры. Номенклатурой Киппинга [1196], которую несколькими

годами позже упростил Шток [2016, 2020, 2021], пользовались

до второй мировой войны, т. е. до начала развития кремнийоргани-

ческих полимеров, когда Зауер [1775] предложил новую номен-

клатуру, позволявшую называть и определенные полимер-

ные соединения. С этого времени существенных перемен в

номенклатуре кремнийорганических соединений не было, и она

пополнялась только для новых типов соединений [492, 493, 1441,

1566,

1598].

Одной из новейших номенклатур является так называемая

амстердамская номенклатура [А2], которой пользуются чешские

ученые и которую в основном приняли и советские авторы [1275].

В отдельных случаях для обозначения несилоксановых или

сложных полимеров пользуются так называемой окса-аза кон-

венцией. Основы этой номенклатуры будут пояснены ниже на

нескольких примерах.

Силаны

Силанами называют производные силана 51Н4, которые по-

лучают замещением атомов водорода другими атомами или про-

стыми группами:

(СНз)451 тетраметилсилан

51014 тетрахлорсилан

51С12Вгз дихлордибромсилан

(СНз)з51С1 триметилхлорсилан

51(ОС2Н5)4 тетраэтоксисилан

С151(ОСзН7)з хлортрипропоксисилан

(СНз)231(ОС4Н9)2 диметилдибутоксисилан

СеНб(СНз)

(С2Н5)51С1

фенилметилэтилхлорсилан

Если замещены не все атомы водорода, то оставшиеся атомы

водорода не упоминаются в названии:

Н$1С1з трихлорсилан

Н251(ОСНз)2 диметоксисилан

(СНз)251НС1 диметилхлорсилан

Аналогично называют и соединения типа 81^X^4-2 (где Х=Н,

галоген, алкил, арил и другие группы). Число атомов кремния

обозначают приставками ди-, три- и т. д. перед словом силан:

Нз51--51Нз дисилан

(СбН5)з51—51(СбН5)з гексафенилдисилан

С1з51—51012—51С1з октахлортрисилан

Силоксаны, силазаны и силтианы

Соединения, имеющие связь

—51—О—51—,

называются

силоксанами. Число атомов кремния обозначают приставкой ди-,

три- и т. д. перед словом силоксан:

Нз5[—О—51Нз дисилоксан

(СНз)з51—О—51(СНз)з гексаметилдисилоксан

С1з81—О—51(С12)—О—51С1з октахлортрисйлоксан

Если заместить кислород в силоксановой связи группой —МН—,

то получаются так называемые силазаны:

НдЗ!—ЫН—ЗШд дисилазан

(СНз)з31—ЫН—51(СНз)з гексаметилдисилазан

Аналогичные соединения со связью

—51—5—51—

называются

1 1

силтианами:

Нз51—5—51Н2—5—81Нз трисилтиан

Наименования радикалов

Чтобы назвать более сложные соединения, следует дать на-

звание более часто повторяющимся группам. В табл. 1 приводятся

названия теоретически возможных радикалов.

Таблица 1

Наименование радикалов

Формула

Нз51-

Н251<

Н81^

Нз5151Н2—

Нз5151Н251Н2—

-51Н2—51Н2—

—51Н2—51Н2-51Н2—

51Н2—51Н2-51Н—

1 !

51Н2-51Н2—51Н2

Нз51—0-51Н2-

НзЗ!—5—51Н2—

Нз51—ЫН—5^2—

Нз510—

Нз51-5-

Нз51—ЫН—

Нз51-51Н2—0—

Н381 51Н2-5—

Нз51-51Н2-ЫН-

Нз51—0—51Н2-0-

Нз51-0-51Н2—5-

Нз51-0-51Н2—МН—

Нз51-5-51Н2-0-

Нз51—5—51Нз~5—

Нз51—ЫН-51Н2—0—

Наименование

Силил-

Силилен-

Силилиден-

Дисиланил-

Трисиланил-

Дисиланилен-

Трисиланилен-

Циклогексасилани л -

Дисилоксанил-

Дисилтианил-

Дисилазанил-

Силокси-

Силилтио-

Силиламино-

Дисиланокси-

Дисиланилтио-

Дисиланиламино-

Дисилоксаноксн-

! Дисилоксанилтио-

Дисилоксаниламино-

Дисилтйанокси-

Дисилтианилтио-

Дисилазанокси-

Нз51—ЫН-51Н2—НИ

(СНз)з51-

(С2Н5)з51-0-

(СвН5)з51-51(СбН5)2-

(СНз)з51-0- 51(СНз)2-0-

Дисилазаниламино-

Триметилсилил-

Тризтилсилокси-

Пента фенилдисилани

л-

Пентамети лдиси локсанокси -

Циклические соединения

Для обозначения циклических соединений пользуются той же

номенклатурой, что и для соединений с открытой цепью. Отличие

заключается лишь в том, что перед числом атомов кремния поме-

щают слово ЦИКЛО-, например:

(СбН5)251~51(СеН5)2

(СбН5)251-51(СбН5)2

ЫН

НаЗ!

51Н2

октафенилциклотетрасилан

цйклотрисилазан

НЫ ЫН

51Н2

(СНз)251 81(СНз)2

I I гексаметилциклотрисилтиан

5 5

31(СНз)2

0-51(СеН5)2

(СбН5)281 О

О 81{СбН5)2

81-0

октафенилциклотетрасилоксш!

(СбН5)2

5. Обозначение положения заместителей в цепи и ядре

Для обозначения положения заместителей в кремнийоргани-

ческих соединениях нумеруется каждый член основной цепи от

одного атома кремния к другому. В спорных случаях пользуются

правилами, принятыми в обычной органической химии. Приводим

ряд примеров:

СНз

С2Н5—81Н2—81—81С1з 1-этил-2-метил-2,3,3,3-

I -тетрахлортрисилан

С1

С2Н5 ОСНз С2Н5

СЮНа—81—О—81[—6—8?—СН2ЫН2

-хлорметил-1,1,5,5-тетраэтил-

( I I 3,3-диметокси-5-аминометил-

С2Н5 ОСНз С2Н5 трисилоксан

СНз ОС2Н5

1з 2 к

С181—ЫН—81—СбНй

1 -фенил-1,1

-диэтокси-3-хлор>

СНз

ОС2Н 5

3,3 - диметилдисилазан

Циклические производные нумеруются так же, как и анало-

гичные им органические соединения:

НзС^

/1\ .ОС2Н5

^СНз

2-этоксипентаметилциклотрисилоксан

1Б

О О

СНз СНз

Н Н

I I ,Н 2-метоксициклотрисилазан

НаЗ!» 251/

V/ \ОСНз

Аналогично нумеруются полициклические соединения, на-

пример полициклосилоксаны, для обозначения которых поль-

зуются обычной для органических соединений терминологией, т. е.

бицикло- или трициклосилоксаны, спиросилоксаны:

СбНз

\1 ^

/ "" з! з51(СНз)2

/ I I 3,3,5,5,9,9-гексаметил-1,7-дифенил-

(СНз)2019 ^^О Ю бицикло-(5,3,1)-пентасилоксан

\ 51' б51(СНз)2

\8/|\б/

I о

СбН.

СНз ^^3

(СНз)281 о 51(СНз)2 31

116 17 18 ч /24

015 1Ю 01 зО

I \ / \

(СНз)2311*

318 431(СНз)2 гексадекаметил-спиро-{7,11>-

I / \ / нонасилоксан

013 ^о О, йО

1x2 11 ю/ \б/

(СНз)231 О 31(СНз)2 31

СНз СНз

сн.

/ 0 \

09 1 20

1 /СНз

0 ^0

тетраметилтрицикло-(3,3,1,1)-

тетрасилоксан [3,7]

6. Окси- и аминопроизводные

Названия соединений, содержащих гидроксильную группу,

связанную с кремнием, получают окончание -ол, -диол, -триол

и т. д., например:

(СНз)з510Н триметилсиланол

(СбН5)231(ОН)2 дифенилсиландиол

СНз

(СНз)251-0~5'-6-51(СНз). 1Л,3,5,5-пентаметил-1.3,5-

^ ^''^1 II трисилоксантриол

ОН ОН ОН

Соединения с одной аминогруппой называются силиламины:

(СНз)з31ЫН2 триметилсилиламин

Соединения, содержащие 2 или 3 аминогруппы при одном

атоме кремния, называются силандиамины или силантриамины:

(СНз)251(ЫН2)2 диметилсиландиамин

Н51(ЫНСНз)з М,М',Ы''-триметилсилантриамин

Приставка амино- применяется только в том случае, если

МНз-группа связана с углеродом:

ЫНг

•

СбН4

• 51(СНз)з аминофенилтриметилсилан

Некоторые соединения можно называть, пользуясь правилами,

приведенными ниже в разделе 8, например:

(СНз)251СН52СОЫНСеНб а-(аминодиметилсилил)-ацетанилид

ННз

7. Кремнийорганические соединения

с металлами

Соединения, содержащие металл, связанный с кремнием,

обозначаются как металлорганические соединения, например:

(СбН5)з31Ы трифенилсилиллитий

Исключение составляют соединения, в которых металл являет-

ся заместителем:

СбНб

ЫаООС—<^^'~\—51—N3 я-(дифенилсилилнатрий)-

САНЙ

"\ / I -бензоат натрия

Металлические соли оксипроизводных силанов обозначаются обыч-

ным способом:

(СбН5)з310Ма трифенилсиланолат натрия или

натриевая соль трифенилсиланола

8. Номенклатура прочих соединений

В соответствии с Женевской номенклатурой название соедине-

ния с разветвленной цепью составляется путем выбора наиболее

длинной цепи атомов, т. е. цепи, содержащей наибольшее число

атомов кремния:

СНз

(СНз)з51-5-5и5-51(СНз)з гептаметил-З-триметил-

V з^з-» I

«-'Ч^^^з/з

силокситрисилтиан

О—51(СНз)з

СНз

4 1з 2 1 гексаметил-1-триметилсилид-

<СНз)з51~ЫН—51 —ЫН—51(СНз)2—51(СНз)з -3-(пентаметилдисилокса-

5—51(СНз)2—0-51(СНз)з

нилтио)-трисилазан

51(СНз)20Н

<СНз)251-51(СНз)-5'1-51(СНз)20Н гексаметил-2.(диметилоксисилил)-

"*' I II ^ ^'^ 1,3,4-тетрасилантриол

ОН ОН СНз

Если в цепи между атомами кремния находятся гетероатомы

(О,

Ы, 8), то и порядок обозначения групп следующий: силоксаны,

силазаны, силтианы.

Например:

(СНз)з51—О—51(СНз)2--5—51(СНз)з пентаметил-(триметилсилилтио);

дисилоксан

'сНз)з51—5—51(СНз)2—НН—51(СНз)з пентаметил-(триметилсилиламино)-

дисилтиан

(С2Н5)з31—51(СНз)2—NН—51(СбН5)з 1,1,1 -трифенил-3,3'Диметил-

3-(триэтилсилил)-дисилазан '

Производные соединения с углеродсодержащими заместите-

лями, в которых имеются особенно сложные функциональные

группы, часто целесообразнее называть как замещенные органи-

ческого соединения, например:

(СНз)з31СН2СОСНз триметилсилилацетон

С1з51СН(ОН)СНз

-(трихлорсилил)-этанол

(СНз)251СН20Н (оксидиметилсилил)-метанол

ОН

(СНз)з51СН2СОЫНСбН5 2-(триметилсилил)-ацетанилид

(СНз)з51СН2НН2 триметилсилилметиламин или

аминометилтриметилсилан

(СНз)з51ЫНСНз Ы-метилтриметилсилиламин

9. Окса-йза ^конвенция

Номенклатурой окса-аза конвенции пользуются в тех слу-

чаях, когда для обозначения недостаточно названия силаны,

силоксаны, силтианы или силазаны.

Ниже приведен ряд таких примеров:

(СНз)з51—СНа—51(СНз)2—СНз—51(СНз)з 2,2,4,4,6,6-гексаметил-2,4,6-'

трисилагептан

(СНз)з51-0-~СН2—0~51(СНз)з 2,2,6,6-тетраметил-3,5-диокса-

2,6-дисилагептан

(СбН5)251 51(СеН5)2

I I октафенилоксациклопентасилан

(СбН5)251 51(СбН5)2

(СНз)з51~СН2-51(СНз)2—НН-51(СНз)2-0-51(СНз)2-5-51(СИ;,^^

2 б 8 10

2,2,4,4,6,6,8,8,10,10-декаметил-5-аза-7-окса-9-тиа-

2,4,6,8,10-пентасилаундекан

10.

Некоторые другие обозначения, не вошедшие

в международную номенклатуру

Производные кислот называют следующим образом:

а) Одновалентные кремнийсодержащие остатки, связанные с

многовалентным анионом:

[(СНз)з31]2504 триметилсилилсульфат

[(СНз)з31]зР04 триметилсилилфосфат

В[051(СНз)з]з трис-(триметилсилил)-борат

б) Одновалентные анионы, связанные с одно- или много-

валентными кремнийсодержащими остатками.

Если остаток кислоты имеет тривиальное название, как, на-

пример) ацетокси-СНзСОО, бензокси-СеНйСОО, пользуются назва-

ниями, обычными для соединений с ковалентными связями:

(СНз)з510СОСНз триметилацетоксисилан

(СНз)251(ОСОСбН5)2 диметилдибензоксисилан

В остальных случаях производные называют по аниону, на-

пример:

(СНз)з51ЫСО триметилсилилизоцианат

Н51(ЫСО)з силантриизоцианат

(СНз)251(5СЫ)2 диметилсиландитиоцианат

(НСО)з51—51(МСО)з дисилангексаизоцианат

Иногда, однако, приходится пользоваться другим обозна-

чением, например:

(СНз)25^СН2СОNНС(5Н5 а-(изоцианатодиметилсилил)-

I ацетанилид

N00

Названия соединений со связью

—51—С—51—

могут быть

I I

даны согласно окса-аза конвенции, которой, однако, в более

простых случаях мало пользуются, например:

(СНз)з51—СН2—51(СНз)з 2,2,4,4-тетраметил-2,4-дисила-

пентан или гексаметршдисилме-

тилен (также гексаметилсилил-

метилен, гексахметилсилметан)

или б^с-(триме1илсилил)-метан

(СНз)з31—СбН4—51(СНз)з гексаметилдисилфенилен или

б^с-(триметилсилил)-бензол

СбНб—С^С—51(ОС2Н5)з (триэтоксисилил)-фенилацетилен

или фенилэтинилтриэтоксисилан

Окса-аза номенклатуру, впрочем, вполне точную и однознач-

ную,

можно упрекнуть только в малой гибкости, некоторой про-

странности, а также в том, что атом 51 занимает в ней только

положение статиста.

Для некоторых случаев было предложено пользоваться не-

сколько упрощенной терминологией, например группировка

—51—СНа—получила название силметилена. Соединения, содержа-

щие такую группировку, называют:

(СНз)з51—СНг—51(СНз)2—СНг—51(СНз)з октаметилтрисилметилен

Н Н

(СНз)251

5!(СНз)2

гексаметилциклотрисилметилен

СНз <..Н2

Соединения, цепь которых состоит из различных группировок,

называют

метосилоксанЫу

если силоксанных групп столько же

или больше, чем силметиленовых, и

оксасилметиленЫу

если сил-

оксановых групп меньше, чем силметиленовых. Например:

СНз)з31—СНг—51(СНз)2—О—51(СНз)з октаметил-2-метотрисилоксан, или

триметилсилилметиленпентаметил-

дисилоксан, или 2,2,4,4,6,6-гекса-

метил-3-окса-2,4,б-трисилагептан

СНз)з51--СН2—51(СНз)2—О—51(СНз)2—СН2-~51(СНз)з декаметил-3-окса-

тетрасилметилен

Имеется и другая возможность называть соединение со сме-

шанными цепями, например брать за основу наибольшее число

гетероатомов или групп и несходные группы вводить в название

с порядковым номером, например:

(СНз)з31—О—51(СНз)2—НН—$1(СНз)2—О—51(СНз)з декаметил-4-азатетрасилоксан

[по окса-аза номенклатуре: 2,2,4,4,6,6,8,8-октаметил-5-аза -3,7-диокса-2,4,6;

8-тетрасиланонан

или по амстердамской номенклатуре: (пентаметилдисилокср

ниламино) -пентаметилдисилоксан]

(СНз)з51—ЫН~51(СНз)2—О—51(СНз)2—НН—51(СНз)з декаметил-4-оксатетра-

силазан

[2,2,4,4,6,6,8,8-октаметил-5-окса-3,7-диаза-2,4,6,8-тетрасиланонан или

1,3-бис-(тр1

метилсйлиламино) -тетраметилд

исилоксан].