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सिलोक्सेन | सिलोक्सेन सामान्यतः जुड़े हुए टेट्राहेड्रल (''sp''<sup>3</sup>- ) जैसे केंद्र। Si-O बॉन्ड की लंबाई 1.64 Å के विरूद्ध Si-C की दूरी 1.92 Å है और Si-O-Si कोण 142.5° पर खुला है।<ref>H. Steinfink, B. Post and I. Fankuchen. "The crystal structure of octamethyl cyclotetrasiloxane". Acta Crystallogr. 1955, vol. 8, 420–424. {{doi|10.1107/S0365110X55001333}}.</ref> इसके विपरीत विशिष्ट [[ईथर]] में C−O दूरी 1.414(2) Å पर बहुत कम होती है, जिसमें 111° का अधिक तीव्र C−O−C कोण होता है।<ref>K. Vojinović, U. Losehand, N. W. Mitzel. "Dichlorosilane–dimethyl ether aggregation: a new motif in halosilane adduct formation". Dalton Trans., 2004, 2578–2581. {{doi|10.1039/B405684A}}.</ref> यह प्रशंसा की जा सकती है कि कम स्टेरिक बाधा के परिणामस्वरूप C−O बांड के बारे में नियमित आवर्तन के लिए सिलोक्सन में कम बाधाएं होंगी। यह ज्यामितीय विचार कुछ सिलोक्सेन युक्त सामग्रियों के उपयोगी गुणों का आधार है, जैसे कि उनका कम कांच संक्रमण तापमान है। | ||
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[[image:Dichlorodimethylsilane.svg|thumb|140 पी ्स (एसआई(केवल)<sub>3</sub>)<sub>2</sub>क्लोरीन<sub>2</sub>) चक्रीय (डी<sub>3</sub>, डी<sub>4</sub>, आदि) और रैखिक सिलोक्सेन।<ref name="silicon">Silicon: Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2nd ed.; Wiley: New Jersey, 2005. {{doi|10.1002/0470862106.ia220}}.</ref>सिलोक्सेन कार्यात्मक समूह का मुख्य मार्ग [[सिलिकॉन क्लोराइड]] के [[हाइड्रोलिसिस]] द्वारा होता है: | [[image:Dichlorodimethylsilane.svg|thumb|140 पी ्स (एसआई(केवल)<sub>3</sub>)<sub>2</sub>क्लोरीन<sub>2</sub>) चक्रीय (डी<sub>3</sub>, डी<sub>4</sub>, आदि) और रैखिक सिलोक्सेन।<ref name="silicon">Silicon: Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2nd ed.; Wiley: New Jersey, 2005. {{doi|10.1002/0470862106.ia220}}.</ref>सिलोक्सेन कार्यात्मक समूह का मुख्य मार्ग [[सिलिकॉन क्लोराइड]] के [[हाइड्रोलिसिस]] द्वारा होता है: | ||
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सिलोक्सेन बंधन तब सिलनोल + सिलनोल मार्ग या सिलनोल + क्लोरोसिलेन मार्ग के माध्यम से बन सकता है: | सिलोक्सेन बंधन तब सिलनोल + सिलनोल मार्ग या सिलनोल + क्लोरोसिलेन मार्ग के माध्यम से बन सकता है: | ||
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सिलील्डीक्लोराइड का हाइड्रोलिसिस रैखिक या चक्रीय उत्पादों को वहन कर सकता है। रैखिक उत्पादों को सिलानोल समूहों के साथ समाप्त कर दिया गया है: | सिलील्डीक्लोराइड का हाइड्रोलिसिस रैखिक या चक्रीय उत्पादों को वहन कर सकता है। रैखिक उत्पादों को सिलानोल समूहों के साथ समाप्त कर दिया गया है: | ||
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सिलिकॉन | पॉलीसिलोक्सेन (सिलिकॉन), निष्क्रिय वातावरण में दहन पर, | सिलिकॉन | पॉलीसिलोक्सेन (सिलिकॉन), निष्क्रिय वातावरण में दहन पर, सामान्यतः सिलिकॉन ऑक्सीकार्बाइड या [[सिलिकन कार्बाइड]] (सीआईसी) बनाने के लिए पायरोलिसिस से गुजरते हैं। इस प्रतिक्रिया का शोषण करके, पॉलीसिलोक्सेन को एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग सहित विभिन्न प्रक्रियाओं में प्रीसेरामिक पॉलिमर के रूप में इस्तेमाल किया गया है। [[पॉलीविनाइल सिलोक्सेन]] | पॉलीविनाइल सिलोक्सेन (विनाइल पॉलीसिलोक्सेन) का उपयोग दंत छापों और औद्योगिक छापों को बनाने के लिए किया जाता है। बहुलक व्युत्पन्न सिरेमिक में पॉली-सिलोक्सेन अग्रदूत का उपयोग जटिल आकृतियों के साथ सिरेमिक निकायों के निर्माण की अनुमति देता है, हालांकि पायरोलिसिस में महत्वपूर्ण संकोचन को ध्यान में रखा जाना चाहिए।{{citation needed|date=January 2022}} | ||
Revision as of 13:08, 11 February 2023
सिलोक्सेन Si−O−Si शृंखला के साथ कार्ब-सिलिकन रसायन शास्त्र में कार्यात्मक समूह है। जनक सिलोक्सेन में ऑलिगोमेरिक और पॉलीमेरिक हाइड्राइड सम्मलित हैं जिनमें सूत्र H(OSiH2)n OH और (OSiH2)n.[1] सिलोक्सेन में शाखित यौगिक भी सम्मलित हैं, जिसकी परिभाषित विशेषता यह है कि सिलिकॉन केंद्रों की प्रत्येक जोड़ी को ऑक्सीजन (O2-) द्वारा अलग किया जाता है। परमाणु। सिलोक्सेन कार्यात्मक समूह सिलिकॉन की रीढ़ बनाता है, जिसका प्रमुख उदाहरण पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन (PDMS) है।[2] कार्यात्मक समूह R3SiO− (जहाँ तीन R भिन्न हो सकते हैं) को सिलोक्सी कहा जाता है। सिलोक्सेन मानव निर्मित हैं और यौगिकों की हाइड्रोफोबिसिटी, कम तापीय चालकता और उच्च लचीलेपन के कारण कई वाणिज्यिक और औद्योगिक अनुप्रयोग हैं।
संरचना
सिलोक्सेन सामान्यतः जुड़े हुए टेट्राहेड्रल (sp3- ) जैसे केंद्र। Si-O बॉन्ड की लंबाई 1.64 Å के विरूद्ध Si-C की दूरी 1.92 Å है और Si-O-Si कोण 142.5° पर खुला है।[3] इसके विपरीत विशिष्ट ईथर में C−O दूरी 1.414(2) Å पर बहुत कम होती है, जिसमें 111° का अधिक तीव्र C−O−C कोण होता है।[4] यह प्रशंसा की जा सकती है कि कम स्टेरिक बाधा के परिणामस्वरूप C−O बांड के बारे में नियमित आवर्तन के लिए सिलोक्सन में कम बाधाएं होंगी। यह ज्यामितीय विचार कुछ सिलोक्सेन युक्त सामग्रियों के उपयोगी गुणों का आधार है, जैसे कि उनका कम कांच संक्रमण तापमान है।
सिलोक्सेन का संश्लेषण
[[image:Dichlorodimethylsilane.svg|thumb|140 पी ्स (एसआई(केवल)3)2क्लोरीन2) चक्रीय (डी3, डी4, आदि) और रैखिक सिलोक्सेन।[5]सिलोक्सेन कार्यात्मक समूह का मुख्य मार्ग सिलिकॉन क्लोराइड के हाइड्रोलिसिस द्वारा होता है:
- 2 आर3सी-सीएल + एच2ओ → आर3C−O-सिर3 + 2 एचसीएल
सिलानोल के प्रारंभिक गठन के माध्यम से प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है (आर3Si−OH):
- आर3सी-सीएल + एच2ओ → आर3C−Oएच + एचसीएल
सिलोक्सेन बंधन तब सिलनोल + सिलनोल मार्ग या सिलनोल + क्लोरोसिलेन मार्ग के माध्यम से बन सकता है:
- 2 आर3C−Oएच → आर3C−O-सिर3 + एच2
- आर3C−Oएच + आर3Si−Cl → R3C−O-सिर3 + एचसीएल
सिलील्डीक्लोराइड का हाइड्रोलिसिस रैखिक या चक्रीय उत्पादों को वहन कर सकता है। रैखिक उत्पादों को सिलानोल समूहों के साथ समाप्त कर दिया गया है:
- एन आर2सी (ओएच)2 → एच (आर2एसआईओ)nओएच + (एन - 1) एच2हे
चक्रीय उत्पादों में कोई सिलानोल टर्मिनी नहीं है:
- एन आर2सी (ओएच)2 → (आर2एसआईओ)n + एन एच2हे
रैखिक उत्पाद, पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन (PDMS), महान व्यावसायिक मूल्य के हैं। उनके उत्पादन के लिए डाइमिथाइल सिलिकॉन क्लोराइड के उत्पादन की आवश्यकता होती है।
ट्रिसिलानोल्स से शुरू होकर, पिंजरे संभव हैं, जैसे कि सूत्र (RSi) वाली प्रजातियाँnO3n/2 क्यूबिक (n = 8) और हेक्सागोनल प्रिज्मीय (n = 12) संरचनाओं के साथ। क्यूबिक पिंजरे क्यूबन-प्रकार के क्लस्टर होते हैं, जिसमें बारह किनारों में से प्रत्येक में फैले क्यूब ऑक्सीजन केंद्रों के कोनों पर सिलिकॉन केंद्र होते हैं।[6]
प्रतिक्रियाएं
सिलोक्सेन सहित ऑर्गेनोसिलिकॉन यौगिकों का ऑक्सीकरण, सिलिकॉन डाइऑक्साइड देता है। यह रूपांतरण हेक्सामेथिलसाइक्लोट्रिसिलोक्सेन के दहन द्वारा चित्रित किया गया है:
- ((सीएच3)2एसआईओ)3 + 12 ओ2 → 3 SiO2 + 6 सीओ2 + 9 एच2हे
मजबूत आधार सिलोक्सेन समूह को नीचा दिखाता है, अक्सर सिलोक्साइड नमक (रसायन विज्ञान) की पुष्टि करता है:
- ((सीएच3)3और)2ओ + 2 NaOH → 2 (सीएच3)3सियोना + एच2हे
यह प्रतिक्रिया सिलनोल के उत्पादन से आगे बढ़ती है। समान प्रतिक्रियाओं का उपयोग औद्योगिक रूप से चक्रीय सिलोक्सेन को रैखिक पॉलिमर में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है।[2]
उपयोग
सिलिकॉन | पॉलीसिलोक्सेन (सिलिकॉन), निष्क्रिय वातावरण में दहन पर, सामान्यतः सिलिकॉन ऑक्सीकार्बाइड या सिलिकन कार्बाइड (सीआईसी) बनाने के लिए पायरोलिसिस से गुजरते हैं। इस प्रतिक्रिया का शोषण करके, पॉलीसिलोक्सेन को एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग सहित विभिन्न प्रक्रियाओं में प्रीसेरामिक पॉलिमर के रूप में इस्तेमाल किया गया है। पॉलीविनाइल सिलोक्सेन | पॉलीविनाइल सिलोक्सेन (विनाइल पॉलीसिलोक्सेन) का उपयोग दंत छापों और औद्योगिक छापों को बनाने के लिए किया जाता है। बहुलक व्युत्पन्न सिरेमिक में पॉली-सिलोक्सेन अग्रदूत का उपयोग जटिल आकृतियों के साथ सिरेमिक निकायों के निर्माण की अनुमति देता है, हालांकि पायरोलिसिस में महत्वपूर्ण संकोचन को ध्यान में रखा जाना चाहिए।[citation needed]
साइक्लोमेथिकोन्स
साइक्लोमेथिकोन मिथाइल सिलोक्सेन का समूह है, तरल सिलिकोन (चक्रीय पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन पॉलिमर) का वर्ग है जिसमें कम चिपचिपाहट और उच्च अस्थिरता (रसायन विज्ञान) के साथ-साथ त्वचा को कम करने वाले और कुछ विशेष परिस्थितियों में उपयोगी सफाई सॉल्वैंट्स होने की विशेषताएं होती हैं।[7] dimethicone के विपरीत, जो रैखिक सिलोक्सेन हैं जो वाष्पीकरण नहीं करते हैं, साइक्लोमेथिकोन चक्रीय होते हैं: दोनों समूहों में [(सीएचएच) की रीढ़ की हड्डी श्रृंखला होती है।3)2एसआईओ]n. उनका उपयोग कई कॉस्मेटिक उत्पादों में किया जाता है, जिनमें डिओडोरेंट्स और एंटीपर्सपिरेंट सम्मलित हैं, जिन्हें त्वचा को कोट करने की आवश्यकता होती है, लेकिन बाद में चिपचिपा नहीं रहता।[8] डॉव केमिकल कंपनी साइक्लोमेथिकोन की प्रमुख उत्पादक है।[9] साइक्लोमेथिकोन, सभी सिलोक्सेन की तरह, हाइड्रोलिसिस द्वारा नीचा दिखाते हैं, सिलनोल का उत्पादन करते हैं।[10] ये सिलनोल इतने कम स्तर पर उत्पादित होते हैं कि वे हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों में हस्तक्षेप नहीं करते हैं।[11] भले ही कुछ साइक्लोमेथिकोन संरचनात्मक रूप से ताज ईथर के समान होते हैं, वे धातु आयनों को केवल कमजोर रूप से बांधते हैं।[12]
नामकरण
सिलोक्सेन शब्द 'सिलिकॉन', 'ऑक्सीजेन, और अल्केन | एल्केन' शब्दों से लिया गया है। कुछ मामलों में, सिलोक्सेन सामग्री कई अलग-अलग प्रकार के सिलोक्सेन समूहों से बनी होती है; इन्हें Si−O बांड की संख्या के अनुसार लेबल किया गया है:
- एम-इकाइयां: (सीएच3)3यह0.5,
- डी-इकाइयां: (सीएच3)2एसआईओ,
- टी-इकाइयां: (सीएच3) एसआईओ1.5.
| Cyclic सिलोक्सेन (cyclomethicones) | CAS | Linear सिलोक्सेन | CAS |
|---|---|---|---|
| L2, MM: hexamethyldisiloxane | 107-46-0 | ||
| D3: hexamethylcyclotrisiloxane | 541-05-9 | L3, MDM: octamethyltrisiloxane | 107-51-7 |
| D4: octamethylcyclotetrasiloxane | 556-67-2 | L4, MD2M: decamethyltetrasiloxane | 141-62-8 |
| D5: decamethylcyclopentasiloxane | 541-02-6 | L5, MD3M: dodecamethylpentasiloxane | 141-63-9 |
| D6: dodecamethylcyclohexasiloxane | 540-97-6 | L6, MD4M: tetradecamethylhexasiloxane | 107-52-8 |
सुरक्षा और पर्यावरण संबंधी विचार
क्योंकि बायोमेडिकल और कॉस्मेटिक अनुप्रयोगों में सिलिकोन का अत्यधिक उपयोग किया जाता है, इसलिए उनके विष विज्ञान की गहन जांच की गई है। गर्म खून वाले जानवरों की ओर सिलिकोन की निष्क्रियता को कई परीक्षणों में प्रदर्शित किया गया है। एलडी के साथ50 50 ग्राम/किग्रा से अधिक चूहों में, वे वास्तव में गैर-विषैले होते हैं।[13] हालांकि पुरानी विषाक्तता या जैव संचयन के परिणामों के बारे में प्रश्न बने हुए हैं क्योंकि सिलोक्सेन लंबे समय तक जीवित रह सकते हैं।
जैव संचयन के बारे में निष्कर्ष काफी हद तक प्रयोगशाला अध्ययनों पर आधारित हैं। जैव संचयन के क्षेत्र अध्ययन आम सहमति पर नहीं पहुंचे हैं। भले ही हमने मछलियों में पाए जाने वाले सिलोक्सेन की सांद्रता पीसीबी जैसे शास्त्रीय संदूषकों की सांद्रता की तुलना में अधिक है, नॉर्वे में ओस्लो फोजर्ड, अमेरिका में पेपिन झील और कनाडा में एरी सरोवर में कई अन्य अध्ययनों में सिलोक्सेन की सांद्रता में कमी देखी गई है। खाद्य श्रृंखला में उच्च श्रेणी। यह खोज सवाल उठाती है कि कौन से कारक सिलोक्सेन की जैव संचय क्षमता को प्रभावित करते हैं।[14] साइक्लोमेथिकोन सर्वव्यापी हैं क्योंकि वे व्यापक रूप से बायोमेडिकल और कॉस्मेटिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं। वे अमेरिकी शहरों में उच्च स्तर पर पाए जा सकते हैं। वे अक्सर पर्यावरण में पाए जाने वाले सांद्रता में जलीय जानवरों के लिए जहरीले हो सकते हैं।[15][16] साइक्लोमेथिकोन ऑक्टामेथिलसाइक्लोटेट्रासिलोक्सेन|डी4और डेकामिथाइलसाइक्लोपेंटासिलोक्सेन | डी5 रिपोर्ट के अनुसार, कुछ जलीय जीवों में जैव-संचय हैं।[17] यूरोपीय संघ में डी4, डी5 और डी6 पंजीकरण, मूल्यांकन, प्राधिकरण और रसायन विनियमन के प्रतिबंध के अनुसार खतरनाक माना गया है। उनके स्थायी, जैव संचयी और विषाक्त पदार्थों और vPvB गुणों के कारण उन्हें बहुत अधिक चिंता (एसवीएचसी) के पदार्थ के रूप में चित्रित किया गया था।[18] कनाडा डी को नियंत्रित करता है4 प्रदूषण निवारण योजना के तहत[15] 2011 में कनाडा में वैज्ञानिक समीक्षा ने निष्कर्ष निकाला कि Siloxane D5 पर्यावरण के लिए खतरा पैदा नहीं करता है।[19]
साहित्य
- क्रिस्टोफ रकर, क्लाउस कुमेरर: ऑर्गेनोसिलोक्सेंस का पर्यावरण रसायन। में: रासायनिक समीक्षा। 115(1), 2015, पृ. 466-524, doi:10.1021/cr500319v.
संदर्भ
- ↑ Siloxanes, IUPAC Gold Book.
- ↑ 2.0 2.1 Röshe, L.; John, P.; Reitmeier, R. "Organic Silicon Compounds" Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. John Wiley and Sons: San Francisco, 2003. doi:10.1002/14356007.a24_021.
- ↑ H. Steinfink, B. Post and I. Fankuchen. "The crystal structure of octamethyl cyclotetrasiloxane". Acta Crystallogr. 1955, vol. 8, 420–424. doi:10.1107/S0365110X55001333.
- ↑ K. Vojinović, U. Losehand, N. W. Mitzel. "Dichlorosilane–dimethyl ether aggregation: a new motif in halosilane adduct formation". Dalton Trans., 2004, 2578–2581. doi:10.1039/B405684A.
- ↑ Silicon: Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2nd ed.; Wiley: New Jersey, 2005. doi:10.1002/0470862106.ia220.
- ↑ S. D. Kinrade, J. C. H. Donovan, A. S. Schach and C. T. G. Knight (2002), Two substituted cubic octameric silicate cages in aqueous solution. J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1250–1252. doi:10.1039/b107758a.
- ↑ Barbara Kanegsberg; Edward Kanegsberg (2011). Handbook for Critical Cleaning: Cleaning Agents and Systems. CRC. p. 19. ISBN 978-1-4398-2827-4.
- ↑ Amarjit Sahota (25 November 2013). Sustainability: How the Cosmetics Industry is Greening Up. Wiley. p. 208. ISBN 978-1-118-67650-9.
- ↑ Meyer Rosen (23 September 2005). Delivery System Handbook for Personal Care and Cosmetic Products: Technology, Applications and Formulations. William Andrew. p. 693. ISBN 978-0-8155-1682-8.
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- ↑ R. Pietschnig, S. Spirk (2016). "The Chemistry of Organo Silanetriols". Coord. Chem. Rev. 323: 87-106. doi:10.1016/j.ccr.2016.03.010.
- ↑ F. Dankert, C. von Hänisch (2021). "Siloxane Coordination Revisited: Si−O Bond Character, Reactivity and Magnificent Molecular Shapes". Eur. J. Inorg. Chem. 2021 (29): 2907-2927. doi:10.1002/ejic.202100275. S2CID 239645449.
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- ↑ "Candidate List of substances of very high concern for Authorisation". ECHA. Retrieved 2019-12-18.
- ↑ Report of the Board of Review for Decamethylcyclopentasiloxane (Siloxane D5) established under Section 333(1) of the Canadian Environmental Protection Act of 1999, October 20, 2011
