硅氢加成反应：有机硅化学的基础与核心反应

硅氢加成反应：有机硅化学的基础与核心反应

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硅氢化反应是指含有硅氢键的有机硅化合物与含有不饱和键的化合物在一定条件下发生的加成反应，是硅碳键形成的主要形式，是有机硅化学中最基本、最复杂的重要反应类型之一。

氢化硅烷化反应方程式

不饱和键可以是碳碳双键、碳碳三键、碳氧双键、碳氮双键，其中硅氢键与碳碳双键的加成反应是硅胶行业最常见的硅氢化反应，是很多加成型硅胶产品的核心反应。

可进行氢化硅烷化的不饱和键类型

对于硅氢化反应来说，除了硅氢化合物和不饱和化合物之外，催化剂也是不可缺少的组成部分，起到加快反应速度、缩短反应时间、降低反应温度的作用。所用的催化剂主要是元素周期表中VIII B族的铂、钯、镍、铑等过渡金属元素的化合物及配合物。其中铂类催化剂的催化活性最高，应用最为广泛。

用于催化硅氢化反应的铂催化剂主要分为均相催化剂和非均相催化剂，其中均相催化剂与反应物处于同一相中，不存在相界面，在硅氢化反应中，均相催化剂一般是指液相催化剂。

均相铂催化剂主要有三种类型：

（1）将氯铂酸（）溶解于乙醇、异丙醇、四氢呋喃等有机溶剂中，使它们相互作用，形成一种络合物，称为“催化剂”。这种催化剂制备简单、快捷，使用方便。

（2）铂原子与乙烯基双头的配合物称为卡斯特催化剂（ ），该催化剂反应活性高，贮存稳定，与各类聚硅氧烷相容性好，是加成型有机硅脱模剂中应用最广泛的催化剂。

（3）第三类铂催化剂是氯铂酸，它除能与其他不饱和化合物形成配合物外，还能与酮、环戊二烯、酯、醇、冠醚、含杂原子的冠醚及聚硅氧烷形成配合物，用作催化剂。

卡斯特催化剂结构

均相铂催化剂具有较高的活性和反应选择性，但由于其与反应物处于同一相，反应完成后很难分离，不能重复使用，因此成本较高，且可能造成重金属离子污染。研究人员通过固定化均相催化剂制成非均相催化剂，所谓固定化均相催化剂就是通过物理或化学的方法将均相催化剂与固体载体结合在一起，形成一种特殊的催化剂。非均相铂催化剂与反应物处于不同的相，常见的是固体催化剂催化液体混合反应物发生硅氢化反应。

铂催化剂

用于硅氢化反应的非均相催化剂主要有两类：传统的非均相铂催化剂和聚合物金属配合物催化剂，其中传统的非均相催化剂是过渡金属吸附在炭黑、氧化铝、碳原子、碳原子等无机颗粒上形成的催化剂。该类催化剂稳定性高，可回收利用，但催化活性和选择性较低，反应过程需要高温高压。由与载体键合的配体和过渡金属三部分组成。

总的来说，非均相催化剂虽然具有稳定性高、可重复利用等优点，但是由于其活性和选择性较低，且制备工艺复杂，重复使用时降低了催化活性，在一定程度上限制了其应用。

有很多物质能够“毒害”铂催化剂，使其催化活性降低甚至失活，如含有氮、磷、硫等元素的有机物，含有锡、铅、汞、铋、砷等重金属的离子化合物等。使用铂催化剂时，要特别注意避免与这些能够毒害铂催化剂的物质接触。铂催化剂的种类和形式很多，因此在应用过程中，要根据反应体系的特点选择合适的铂催化剂，才能达到最佳的催化效果。

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