第四章设计更加安全化学晶的应用 ■第一节用硅对碳进行等电排置换设计更 加安全的化学品 ■第二节设计可生物降解的化学品 ■第三节设计对水生生物更安全的化学晶 ■参考文献 四大学化学学院 2002年7月26日
四川大学化学学院 2002年7月26日 1 第四章 设计更加安全化学品的应用 ◼ 第一节 用硅对碳进行等电排置换设计更 加安全的化学品 ◼ 第二节 设计可生物降解的化学品 ◼ 第三节 设计对水生生物更安全的化学品 ◼ 参考文献
用硅对碳进行等电排置换 设计设计安全的化学品
第一节 用硅对碳进行等电排置换 设计设计安全的化学品
硅是碳的 硅化合物 等电排原子 和碳化合物 的差异 有机硅化合 硅取代的环 物的隆解和 境安全化学 氧化代谢 晶的例子 四大学化学学院 2002年7月26日
四川大学化学学院 2002年7月26日 3 硅是碳的 等电排原子 硅化合物 和碳化合物 的差异 有机硅化合 物的降解和 氧化代谢 硅取代的环 境安全化学 品的例子
、硅是碳的等电排原子 碳和硅 4A族元素,在化学性质上有相似性 硅和碳都是4价金属, 能形成四面体结构 能与碳形成稳定化学键 ■有机硅化合物存在时间有限 杀虫剂 例 四大学化学学院 2002年7月26日
四川大学化学学院 2002年7月26日 4 碳和硅: 4A族元素，在化学性质上有相似性： 硅和碳都是4价金属， 能形成四面体结构， 能与碳形成稳定化学键。 ◼ 有机硅化合物存在时间有限 ◼ 杀虫剂 • 例 一、硅是碳的等电排原子
神经传递质乙酰胆碱( Acetylcholine)的天 然类似物尿烷,是乙酰胆碱的拮抗药, 硅取代物与其对应碳化合物的药剂反应曲 线完仝相同,但老鼠实验发现,硅取代物的毒性 要比对应碳化合物的低得多 乙酰胆碱 CH 尿烷 O NH 蝇覃碱拮抗剂( Muscarinic O NH Antagonists 四大学化学学院 2002年7月26日
四川大学化学学院 2002年7月26日 5 神经传递质乙酰胆碱（Acetylcholine）的天 然类似物尿烷，是乙酰胆碱的拮抗药， 硅取代物与其对应碳化合物的药剂反应曲 线完全相同，但老鼠实验发现，硅取代物的毒性 要比对应碳化合物的低得多 乙酰胆碱 尿烷 蝇覃碱拮抗剂（ Muscarinic Antagonistis） N O CH3 O O NH2 O Si O NH2 O
对苍蝇有相似的毒性 NHCH3 HCH 氨基甲酸酯 氨基甲酸酯的硅取 代等电排置换物 (更易于降解 对环境的危害减小) 四大学化学学院 2002年7月26日
四川大学化学学院 2002年7月26日 6 O NHCH3 O O NHCH3 Si O 氨基甲酸酯 氨基甲酸酯的硅取 代等电排置换物 (更易于降解 对环境的危害减小) 对苍蝇有相似的毒性
二、硅化合物和碳化合物的差异 ■硅形成的双键或三元环化合物在空气及潮气中 均极不稳定 ■硅与氮、氧等杂原子形成的单键是强化学键, 但能水解 Si-H键的极化程度大于C—H键 聚硅烯在空气中稳定存在more 四大学化学学院 2002年7月26日
四川大学化学学院 2002年7月26日 7 ◼ 硅形成的双键或三元环化合物在空气及潮气中 均极不稳定 ◼ 硅与氮、氧等杂原子形成的单键是强化学键， 但能水解 ◼ Si－H键的极化程度大于C－H键 ◼ 聚硅烯在空气中稳定存在 more 二、硅化合物和碳化合物的差异
H2C=CH2乙烯稳定 H2Si=CH2硅乙烯不稳定 ICH2 CH2 CH2 CH, CH, CH2I 聚乙烯稳定 [SiH2-CH2-CH2-SiH2-CH2-SiH2-CHaI 聚硅乙烯对空气稳定 四大学化学学院 2002年7月26日
四川大学化学学院 2002年7月26日 8 [SiH2－CH2－CH2－SiH2－CH2－SiH2－CH2 ]n 聚硅乙烯,对空气稳定 H2C=CH2 乙烯稳定 H2Si=CH2 硅乙烯不稳定 [CH2 CH2 CH2 CH2 CH2CH2 ]n 聚乙烯,稳定
差异:由于硅原子与碳原子的大小有一定 差异,因此其化学反应性能也有重大差异。 当硅原子与不能饱和碳原子邻近相连 时,化合物是稳定的,但与其碳类似物质相 比,却又会被酸催化而发生C-Si键断裂 因此,在用硅对碳进行等电排置换时 要考虑目标物的使用环境,合理利用这些特 性,这就为设计环境上可降解产物提供了用 武之地 四大学化学学院 2002年7月26日
四川大学化学学院 2002年7月26日 9 差异：由于硅原子与碳原子的大小有一定 差异，因此其化学反应性能也有重大差异。 当硅原子与不能饱和碳原子邻近相连 时，化合物是稳定的，但与其碳类似物质相 比，却又会被酸催化而发生C－Si键断裂。 因此，在用硅对碳进行等电排置换时 要考虑目标物的使用环境，合理利用这些特 性，这就为设计环境上可降解产物提供了用 武之地
R HO R H 四大学化学学院 2002年7月26日 10
四川大学化学学院 2002年7月26日 10 R Si H + R Si H2O R H + HO Si