El efecto de silicio beta, también llamado hiperconjugación de silicio en la química de los organosilícicos, es un tipo especial de hiperconjugación que describe la influencia estabilizadora de un átomo de silicio en el desarrollo de una carga positiva en un átomo de carbono a una posición quitada (β) del átomo de silicio. Se dice que el orbital C-Si σ se superpone parcialmente con el orbital anti-enlace σ * del grupo saliente C , lo que reduce la energía del estado de transición que conduce a la formación de un carbocatión . Un requisito previo para que ocurra la hiperconjugación es una relación antiperiplanar entre el grupo Si y el grupo saliente.[1] Esto permite la máxima superposición entre el orbital C-Si σ y el orbital anti-enlace σ * del grupo saliente. La hiperconjugación de silicio explica observaciones específicas sobre la cinética química y la estereoquímica de reacciones orgánicas con reactivos que contienen silicio.
La siguiente imagen muestra la superposición parcial del orbital C-Si σ con el orbital CX (grupo saliente) σ * ( 2b ). Esta donación de densidad de electrones en el orbital anti-enlace debilita el orbital de enlace CX, reduciendo la barrera de energía a la rotura del enlace CX como se indica en el estado de transición 3 . Esta estabilización del estado de transición conduce a la formación favorable del ión carbenio 4 . Esto se pone de manifiesto en el aumento de las tasas de reacciones que tienen carga positiva que se desarrolla en los átomos de carbono β al silicio.
El efecto de silicio alfa es el efecto desestabilizador que tiene un átomo de silicio sobre el desarrollo de una carga positiva en un átomo de carbono α al silicio (es decir, unido directamente al silicio). Como corolario de esto, se estabiliza el desarrollo de carga negativa en este átomo, como se ve en el aumento de las tasas de reacciones que desarrollan carga negativa aquí, como las metalaciones. Esto se explica por la superposición parcial del orbital CM σ con el orbital anti-enlace C-Si σ *, que estabiliza el enlace CM.
En un estudio pionero de Frank C. Whitmore [2] [3] etiltriclorosilano ( esquema 2 ) fue clorado por cloruro de sulfurilo como donante de cloro y peróxido de benzoílo como iniciador de radicales en una sustitución de radicales que resultó en una monosustitución de cloruro hasta cierto punto en la posición α (28%, debido al impedimento estérico del grupo sililo) y predominantemente en la posición β.
Al agregar hidróxido de sodio al compuesto α-sustituido, solo se reemplazan los grupos de cloro de silicio, pero no el grupo de cloro de carbono. La adición de álcali al compuesto β-sustituido, por otro lado, conduce a una reacción de eliminación con liberación de etileno .
En otro conjunto de experimentos (esquema 3) la cloración se repite con n-propiltriclorosilano [4] El aducto α y el aducto γ son resistentes a la hidrólisis pero el grupo cloro en el aducto β se reemplaza por un grupo hidroxilo .