Дисилоксан

Дисилоксан
Имена
	Название ИЮПАК Дисилоксан
	Другие имена Дисилиловый эфир ; Дисилилоксид ; Гексагидродисилоксан ; Пергидродисилоксан ; Силиловый эфир ; Силилоксид
Идентификаторы
Номер CAS	13597-73-4 ;
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение ;
Сокращения	ДС ; ДСЕ ; ДСО
КЭБ	ЧЕБИ: 48141 ;
ХимическийПаук	109921 ;
Справочник Гмелина	1206
МеШ	Дисилоксан
ПабХим CID	123318 ;
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID70929193 ;
	показывать ИнЧИ
	показывать УЛЫБКИ
Характеристики
Химическая формула	Н 6 О Si 2
Молярная масса	78.217 g·mol −1
Появление	Бесцветный газ
Точка кипения	-15,2 ° C (4,6 ° F; 257,9 К)
Дипольный момент	0,24 Д
Структура
Кристаллическая структура	орторомбический
Космическая группа	Пмм 2
Молекулярная форма	Бент
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)	2 4 1
Родственные соединения
Родственные соединения	Диметиловый эфир ; Несогласны друг с другом ; Силан ; Силанол ; Трисилан
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). Ссылки на инфобоксы

Дисилоксан имеет химическую формулу Si.
₂2Ч
₆ О. Это простейший известный силоксан, содержащий только водородные R-группы. Молекула содержит шесть эквивалентных связей Si-H и две эквивалентные связи Si-O. Дисилоксан при стандартных условиях существует в виде бесцветного резкого газа. Однако в целом он безопасен для использования человеком, о чем свидетельствует его широкое использование в косметике. Он также широко известен как дисилиловый эфир, дисилилоксид и пергидродисилоксан.

Структура

Дисилоксан имеет простую структуру, состоящую из силоксановой связи (Si-O-Si) и водородных R-групп.

Структура дисилоксана изучалась различными спектроскопическими методами, такими как дифракция электронов , ^{[ 1 ]} рентгеновская кристаллография , ^{[ 2 ]} дипольный момент и спектроскопия ядерного магнитного резонанса . Из-за своей необычной природы валентные углы Si-O-Si широко изучаются. Эти связи обычно имеют углы, превышающие средний показатель, примерно от 130 до 160 градусов, а большая длина связей не является редкостью. ^{[ 3 ]} Например, в твердом состоянии при температуре 108 К сам дисилоксан имеет валентный угол Si-O-Si 142°. ^{[ 2 ]} Напротив, валентный угол C-O-C в углеродном аналоге дисилоксана, диметиловом эфире , составляет 111 °. ^{[ 4 ]}

Необычный валентный угол в дисилоксане объясняется в первую очередь отрицательным гиперсопряжением кислорода между p -орбиталями и кремний-углеродными σ* -разрыхляющими орбиталями, p (O) → σ*(Si ^-R), формой обратной связи π . Вторичный и гораздо меньший вклад в связь кремний-кислород в дисилоксанах включает π-связь от 2 p -орбиталей кислорода к 3 d -орбиталям кремния, p (O) → d (Si). Из-за этого взаимодействия связи Si-O могут проявлять частичное поведение двойной связи, а атомы кислорода гораздо менее основные , чем в углеродном аналоге, диметиловом эфире. ^{[ 5 ]}

Помимо исследований валентных углов, также был проведен колебательный анализ для определения элементов симметрии дисилоксана. ИК- и рамановская спектроскопия были использованы для определения точечной группы D _3d . ^{[ нужна ссылка ]}

В то время как дисилоксан сам по себе имеет изогнутую молекулярную геометрию по кислороду, родственное соединение гексафенилдисилоксан Ph ₃ Si-O-SiPh ₃ имеет угол Si-O-Si 180°. ^{[ 6 ]}

Синтез

Синтез дисилоксана обычно осуществляется путем взятия гидросилана с уходящей группой заместителя и его реакции с водой с образованием силанола. Затем силанол вступает в реакцию сам с собой с образованием конечного дисилоксана путем дегидратационного сочетания. Это показано в реакциях ниже:

H ₃ SiX + H ₂ O → H ₃ SiOH + HX (первый этап)

2 H ₃ SiOH → H ₃ SiOSiH ₃ + H ₂ O (вторая ступень)

Другие методы синтеза предполагают использование золота на углероде в качестве катализатора реакции, проводимой в воде, а также InBr ₃ - катализируемое окисление гидросиланов.

Использование

Дисилоксаны можно использовать в качестве герметиков для строительства, красок, чернил и покрытий, косметики, механических жидкостей, текстильных изделий и покрытий для бумаги.

Коммерческое использование дисилоксана широко распространено в косметике. Его обычно можно найти в таких продуктах, как солнцезащитный крем, увлажняющий крем, лак для волос, подводка для глаз, спрей для тела, лак для ногтей, средства для снятия макияжа и кондиционеры. Свойства, которые дисилоксан проявляет в этих продуктах, включают быстрое высыхание, снижение жирности, увлажнение, кондиционирование кожи и пеногаситель (предотвращение образования пены).

Дисилоксаны одобрены как безопасные для подростков и детей. Силоксаны многих видов оказались чрезвычайно безопасными для местного применения, но могут быть опасными при проглатывании в больших количествах.

Вариации

Термин дисилоксан обычно используется для обозначения структур, которые имеют гораздо более сложные R-группы, чем водород. Наиболее распространенной молекулой, использующей это название, является гексаметилдисилоксан , который заменяет водородные группы метильными группами. Другие распространенные варианты включают использование дисилоксанов в качестве мостиков и спейсеров в более крупных соединениях, таких как полимеры.

Ссылки

^ Альменнинген, А.; Бастиансен, О.; Юинг, В.; Хедберг, Кеннет; Треттеберг, М. (1963). «Молекулярная структура дисилоксана (SiH ₃ ) ₂ O» . Акта Хим. Скан. 17 : 2455–2460. doi : 10.3891/acta.chem.scand.17-2455 .
^ Jump up to: ^а ^б Барроу, MJ; Эбсворт, EAV; Хардинг, ММ (1979). «Кристаллическая и молекулярная структура дисилоксана (при 108 К) и гексаметилдисилоксана (при 148 К)». Акта Кристаллогр. Б. 35 : 2093–2099. дои : 10.1107/S0567740879008529 .
^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 342–344, 348–349. ISBN 978-0-08-037941-8 .
^ Войнович, Крунослав; Лоузхэнд, Удо; Митцель, Ноберт В. (2004). «Агрегация дихлорсилана и диметилового эфира: новый мотив в образовании аддукта галосилана». Далтон Транс. (16): 2578–2581. дои : 10.1039/B405684A . ПМИД 15303175 .
^ Данкерт, Фабиан; фон Ханиш, Карстен (2021). «Возвращение к силоксановой координации: характер связи Si-O, реакционная способность и великолепные молекулярные формы». Евро. Дж. Неорг. хим. 2021 (29): 2907–2927. дои : 10.1002/ejic.202100275 . S2CID 239645449 .
^ Глайдвелл, К.; Лайлз, округ Колумбия (1978). «Кристаллическая и молекулярная структура оксобис[трифенилкремния(IV)]» . Акта Кристаллогр. Б. 34 : 124–128. дои : 10.1107/S0567740878002435 . S2CID 98347658 .

Савама, Ю.; Масуда, М.; Ясукава, Н.; Накатани, Р.; Нисимура, С.; Шибата, К.; Ямада, Т.; Монгучи, Ю.; Сузука, Х.; Такаги, Ю.; Садзики, Х. Журнал органической химии , 2016, 81 , 4190–4195.
Дисилоксан https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Disiloxane (по состоянию на 23 марта 2018 г.).
Лассен, К.; Хансен, К.; Миккельсен, С.; Мааг, Дж. Силоксаны – потребление, токсичность и альтернативы ; Министерство окружающей среды Дании, 2018 г.
Лорд, Р.; Робинсон, Д.; Шумб, В. Журнал Американского химического общества, 1956, 78 , 1327–1332.
Варма, Р.; МакДиармид, А.; Миллер, Дж. Неорганическая химия , 1964, 3 , 1754–1757.
БОК, Х.; МОЛЛЕРЕ, П.; БЕККЕР, Г.; ФРИЦ, Г. Служба химической информации , 1974, 5 , 113–125.
Дисилоксаны | Х6ОСи2 | ChemSpider http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.109921.html (по состоянию на 23 марта 2018 г.).

[1] Альменнинген, А.; Бастиансен, О.; Юинг, В.; Хедберг, Кеннет; Треттеберг, М. (1963). «Молекулярная структура дисилоксана (SiH ₃ ) ₂ O» . Акта Хим. Скан. 17 : 2455–2460. doi : 10.3891/acta.chem.scand.17-2455 .

[BarrowEbsworthHarding-2] Jump up to: ^а ^б Барроу, MJ; Эбсворт, EAV; Хардинг, ММ (1979). «Кристаллическая и молекулярная структура дисилоксана (при 108 К) и гексаметилдисилоксана (при 148 К)». Акта Кристаллогр. Б. 35 : 2093–2099. дои : 10.1107/S0567740879008529 .

[G&E-3] Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 342–344, 348–349. ISBN 978-0-08-037941-8 .

[4] Войнович, Крунослав; Лоузхэнд, Удо; Митцель, Ноберт В. (2004). «Агрегация дихлорсилана и диметилового эфира: новый мотив в образовании аддукта галосилана». Далтон Транс. (16): 2578–2581. дои : 10.1039/B405684A . ПМИД 15303175 .

[Dankert&vonHänisch-5] Данкерт, Фабиан; фон Ханиш, Карстен (2021). «Возвращение к силоксановой координации: характер связи Si-O, реакционная способность и великолепные молекулярные формы». Евро. Дж. Неорг. хим. 2021 (29): 2907–2927. дои : 10.1002/ejic.202100275 . S2CID 239645449 .

[6] Глайдвелл, К.; Лайлз, округ Колумбия (1978). «Кристаллическая и молекулярная структура оксобис[трифенилкремния(IV)]» . Акта Кристаллогр. Б. 34 : 124–128. дои : 10.1107/S0567740878002435 . S2CID 98347658 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]