Dimethyldichlorsilan
| Dimethyldichlorsilan | |
|---|---|
 Strukturní vzorec | |
 Model molekuly | |
| Obecné | |
| Systematický název | dimethyldichlorsilan |
| Funkční vzorec | (CH3)2SiCl2 |
| Sumární vzorec | C2H6SiCl2 |
| Vzhled | bezbarvá kapalina[1] |
| Identifikace | |
| Registrační číslo CAS | 75-78-5 |
| EC-no (EINECS/ELINCS/NLP) | 200-901-0 |
| PubChem | 6398 |
| SMILES | C[Si](C)(Cl)Cl |
| InChI | 1S/C2H6Cl2Si/c1-5(2,3)4/h1-2H3 |
| Vlastnosti | |
| Molární hmotnost | 129,06 g/mol |
| Teplota tání | −86 °C (187 K)[1] |
| Teplota varu | 71 °C (344 K)[1] |
| Hustota | 1,064 g/cm3[1] |
| Rozpustnost ve vodě | reaguje[1] |
| Rozpustnost v polárních rozpouštědlech | reaguje s ethanolem[1] |
| Rozpustnost v nepolárních rozpouštědlech | rozpustný v benzenu a diethyletheru[1] |
| Tlak páry | 19,2 kPa[1] |
| Bezpečnost | |
 GHS02  GHS07 | |
| H-věty | H225 H315 H319 H335[1] |
| P-věty | P210 P233 P240 P241 P242 P243 P261 P264 P264+265 P271 P280 P302+352 P303+361+353 P304+340 P305+351+338 P319 P322 P331+317 P337+317 P362+364 P370+378 P403+233 P403+235 P405 P501[1] |
| Teplota vzplanutí | −9 °C (264 K)[1] |
Některá data mohou pocházet z datové položky. | |
Dimethyldichlorsilan je organická sloučenina křemíku se vzorcem Si(CH3)2Cl2. Za pokojové teploty jde o bezbarvou kapalinu, která reaguje s vodou za tvorby lineárních i cyklických Si–O řetězců. Vyrábí se průmyslově jako prekurzor dimethylkřemíkových sloučenin a polysilanů.
Historie[editovat | editovat zdroj]
První organokřemíkové sloučeniny popsali v roce 1863 Charles Friedel a James Crafts, kteří připravili tetraethylsilan z diethylzinku a chloridu křemičitého.[2] Významný pokrok v organokřemíkové chemii ale nastal až tehdy, když Frederick Kipping se svými studenty začal experimentovat s diorganodichlorsilany (R2SiCl2), získanými reakcemi chloridu křemičitého s Grignardovými činidly; tento způsob přípravy sle narážel na řadu potíží.[3]
Ve 30. letech 20. století vrostla s potřebou lepších izolátorů pro elektromotory a těsnících materiálů pro letecké motory poptávka po silikonech, takže bylo třeba najít účinnější způsob výroby dimethyldichlorsilanu. V letech 1941–1942 Eugene George Rochow a Richard Müller nezávisle na sobě našli takový způsob, který bylo možné využít v průmyslu.[2] Tato syntéza, nazývaná Müllerův–Rochowův proces, spočívá v reakci elementárního křemíku s chlormethanem za přítomnosti měděného katalyzátoru.
Výroba[editovat | editovat zdroj]
Müllerova–Rochowova syntéza zahrnuje průchod chlormethanu přes zahřívanou trubici naplněnou křemíkem a chloridem měďným.[3] V současnosti se křemík umisťuje do fluidního reaktoru a teplota bývá kolem 300 °C, jako katalyzátor slouží oxid měďný. Do reaktoru se poté přidá chlormethan a hlavním produktem je dimethyldichlorsilan.
- 2 CH3Cl + Si → (CH3)2SiCl2
Mechanismus reakce není znám, ovšem měď je pro její průběh nutná.
Vedle dimethyldichlorsilanu se vytváří také například CH3SiCl3, CH3SiHCl2 a (CH3)3SiCl, k jejich oddělení slouží frakční destilace. V následující tabulce jsou uvedeny výtěžky a teploty varu jednotlivých produktů.[4]
| Produkt | Výtěžek (%) | Teplota varu (°C) |
|---|---|---|
| (CH3)2SiCl2 | 80–90 | 70,0 |
| CH3SiCl3 | 5–15 | 65,7 |
| CH3SiHCl2 | 3–5 | 40,7 |
| (CH3)3SiCl | 3–5 | 57,3 |
Reakce[editovat | editovat zdroj]
Dimethyldichlorsilan se hydrolyzuje za vzniku lineárních i cyklických silikonů, sloučenin obsahujících vazby Si–O. Délky řetězců těchto polymerů závisí na množství skupin schopných zastavit prodlužování řetězce, které se přidají do reakční směsi. Rychlost reakce určuje přesun reaktantů skrz rozhraní mezi vodnou a organickou fází; nejrychleji tedy probíhá za turbulentních podmínek. Reakční prostředí lze upravit tak, aby se vytvořilo co největší množství požadovaného produktu.
- n(CH3)2SiCl2 + nH2O → [(CH3)2SiO]n + 2nHCl
- m(CH3)2SiCl2 + (m+1)H2O → HO[Si(CH3)2O]mH + 2mHCl
Dimethyldichlorsilan reaguje s methanolem za tvorby dimethoxydimethylsilanů.
- (CH3)2SiCl2 + 2CH3OH → (CH3)2Si(OCH3)2 + 2HCl
Přestože je hydrolýza dimethoxydimethylsilaů pomalejší, tak je vhodnější pro případy, kdy není žádoucí tvorba kyseliny chlorovodíkové jako vedlejšího produktu:[4]
- n(CH3)2Si(OCH3)2 + nH2O → [(CH3)2SiO]n + 2nCH3OH
Protože se dimethyldichlorsilan snadno hydrolyzuje, tak jej není možné skladovat na vzduchu. Tento nedostatek lze vyřešit přeměnou na méně reaktivní bis(dimethylamino)silan.
- (CH3)2SiCl2 + 4HN(CH3)2 → (CH3)2Si[N(CH3)2]2 + 2H2N(CH3)2Cl
Další výhodou přeměny dimethyldichlorsilanu na bis(dimethylamino)silanový protějšek je tvorba střídavého polymeru po přidání disilanolového komonomeru.[5]
- n(CH3)2Si[N(CH3)2]2 + nHO(CH2)2SiRSi(CH2)2OH → [(CH3)2SiO(CH2)2SiRSi(CH2)2O]n + 2nHN(CH3)2
Sodík může být použit na polymerizaci dimethyldichlorsilanu za vzniku polysilanů obsahujících vazby Si–Si; tímto způsobem může být připraven mimo jiné dodekamethylcyklohexasilan:[6]
- 6 (CH3)2SiCl2 + 12 M → ((CH3)2Si)6 + 12 MCl
Při reakci se také vytváří polydimethylsilan a dekamethylpentasilan. Vlastnosti vzniklého polymeru lze upravit přidáním různých dichlorsilanů, jako je Ph2SiCl2.[4]
V organické syntéze se dimethyldichlorsilan (společně s difenyldichlorsilanem) používá jako chránicí skupina u geminálních diolů.
Použití[editovat | editovat zdroj]
_%E3%80%90_Pictures_taken_in_Japan_%E3%80%91_(cropped).jpg)
Nejčastějším způsobem využití dimethyldichlorsilanu je výroba silikonů. Také slouží na výrobu polysilanů, z kterých následně vzniká karbid křemíku.[4] Dichlordimethylsilan lze také nanést na sklo jako povlak, který brání adsorpci mikročástic.[7]
Odkazy[editovat | editovat zdroj]
Reference[editovat | editovat zdroj]
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Dimethyldichlorosilane na anglické Wikipedii.
- ↑ a b c d e f g h i j k l https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/6398
- ↑ a b Silicon: Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2nd ed.; Wiley: New Jersey, 2005 DOI:10.1002/0470862106.ia220
- ↑ a b Eugene G. Rochow. Dimethyldichlorosilane. Inorganic Syntheses. 1950, s. 56–58. DOI 10.1002/9780470132340.ch14.
- ↑ a b c d Polysiloxanes and Polysilanes. Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2nd ed.; Wiley: New Jersey, 2005 DOI:10.1002/0470862106.ia201
- ↑ Ulrich Lauter,† Simon W. Kantor, Klaus Schmidt-Rohr and William J. MacKnight, Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers. Macromolecules. 1999, 32, pp 3426-3431 DOI:10.1021/ma981292f
- ↑ Robert West; Lawrence Brough; Wieslaw Wojnowski. Dodecamethylcyclohexasilane. Inorganic Syntheses. 2007, s. 265–268. ISBN 9780470132500. DOI 10.1002/9780470132500.ch62.
- ↑ Monjushiro, H. et al. Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device Elsevier December 7, 2005
Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]
Obrázky, zvuky či videa k tématu Dimethyldichlorsilan na Wikimedia Commons
