Hydrosilany

Výroba a příprava

Trichlorsilan se průmyslově vyrábí reakcí chlorovodíku s křemíkem:

:Si + 3 HCl → HSiCl3 + H2

Alkoxyhydrosilany se často vyrábí alkoholýzami trichlorsilanu, například triethoxysilan se získává touto reakcí:

:HSiCl3 + 3 EtOH → HSi(OEt)3 + 3 HCl

Organohydrosilany je také možné získat částečnou hydrosilylací silanu:

:SiH4 + 3 C2H4 → HSi(C2H5)3

V laboratořích se hydrosilany obvykle připravují působením hydridových činidel, jako je hydrid lithnohlinitý, na chlorsilany:

:4 ClSi(C2H5)3 + LiAlH4 → 4 HSi(C2H5)3 + LiAlCl4

Struktura

Vazba Si-H je delší než C-H (148 a 105 pm). Oproti vazbě C-H je Si-H přibližně o 10 % slabší. +more

Vodík má vyšší elektronegativitu než křemík, což vede k polarizaci vazby Si-H opačným směrem než u C-H. Hydrosilany jsou obvykle bezbarvé a jejich fyzikální vlastnosti (rozpustnost a těkavost) se podobají odpovídajícím uhlovodíkům. +more Mohou být samozápalné, protože vazby Si-H se snadno nahrazují vazbami Si-O.

Reakce a použití

Mimo samotný silan, využívaný v mikroelektronice jako zdroj Si, se hydrosilany účastní i mnoha jiných reakcí. Jejich hlavní využití je v redukcích, a to jak v průmyslovém, tak i laboratorním měřítku. +more Konkrétními druhy reakcí jsou deoxygenace, hydrosilylace a iontové hydrogenace.

Hydrosilylace

Hydrosilylace jsou reakce, kdy se vazby Si-H navazují na násobné vazby alkenů, alkynů, iminů a karbonylových sloučenin. Tímto způsobem se vyrábí mnoho organokřemičitých sloučenin a materiálů. +more Jako příklad může sloužit síťování siloxanů s vinylovými koncovými skupinami:.

platinou

Přeměny na silanoly

Za přítomnosti platinových katalyzátorů reagují hydrosilany s vodou za vzniku silanolů:

:R3SiH + H2O → R3SiOH + H2

Tutéž přeměnu lze provést i pomocí kyslíku a katalyzátorů.

Fluoridové komplexy

Za přítomnosti fluoridových iontů vytvářejí hydrosilany vratně hypervalentní fluorokřemičitany s obecným vzorcem R3Si(F)H−). Tyto sloučeniny působí jako redukční činidla, podobně jako borohydridy.

střed

Iontové hydrogenace

Redukce pomocí hydrosilanů jsou skupinou iontových hydrogenací. Při těchto reakcích se vytváří karbokationty působením silných Lewisových nebo Brønstedových kyselin za přítomnosti hydrosilanů, které slouží k přesunům hydridů. +more Častou kyselinou je zde kyselina trifluoroctová.

:střed

Reakce probíhá stechiometricky.

Deoxygenace a iontové hydrogenace

Hydrosilany se používají k deoxygenacím fosfinoxidů a sulfoxidů.

střed

Komplexy s kovy

Hydrosilany vytváří sigma komplexy s nenasycenými kovy. Vazby jsou podobné jako u komplexů divodíku, ale silnější. +more Příkladem může být (CH3C5H4)Mn(CO)2(H2SiPh2).

Adice na organické substráty a jejich redukce

Podobně jako u hydrosilylací alkenů se mohou hydrosilany navazovat i na řadu dalších nenasycených substrátů.

V jedné studii byl použit triethylsilan na přeměnu fenylazidu na anilin:

:Redukce azidů triethylsilylhydridem

Při této reakci se používá radikálový iniciátor v podobě 1,1′-azobis(cyklohexankarbonitril)u (ACCN) a alifatický thiol, který přemísťuje radikál na silylhydrid. Triethylsilylový radikál následně reaguje s azidem za oddělení dusíku a tvorby N-silylarylaminylového radikálu, který zachytí proton thiolu a zakončí tím katalytický cyklus:

:Mechanismus redukce azidu triethylsilylhydridem

Odkazy

Reference

Literatura

Kategorie:Silany