Универсальный игрок в мире силанов Углубленный анализ хлорметилдиметилсилилхлорида (HC-CM2123) и перспектив его применения

Хлорметилдиметилхлорсилан

Химическая формула: CLCH₂si(ch₃)₂cl

Номер CAS: 1719-57-9

Ⅰ. Химические свойства

1.Физические свойства

2.Химические свойства

Высокая реактивность:

Молекула содержит два атома хлора (Cl⁻) и одну хлорметильную группу (CLCH₂⁻) и легко гидролизуется, алкоголизируется или аминолизуется нуклеофилами (такими как вода, спирты и амины).

Реакция гидролиза (пример):

СИЧ₂Си(СН₃)₂C1 + 2 часа₂O → ХОЧ₂Си(СН₃)₂OH + 2HCI

Электрофильность: Хлорметил (clch₂⁻) может использоваться в качестве алкилирующего агента и участвовать в реакциях электрофильного замещения в органическом синтезе.

Термическая стабильность: Стабилен при комнатной температуре, но может разлагаться при высокой температуре (≈200℃) с выделением газа HCl.

Ⅱ. Способ синтеза

1. Лабораторный синтез

Сырьевые ресурсы: метилдихлорсилан ((ch₃)₂sicl₂) и хлорметилирующий агент (такой как метилхлорид, хлорметиллитий).

Путь реакции:

шаг:

В тетрагидрофуран (THF) медленно, по каплям, добавляют хлорметиловый реагент Гриньяра (CLCH₂MgBr) при низкой температуре (-10°C).

После завершения реакции продукт гидролизуют и перегоняют для его очистки с выходом около 60-70%.

2. Промышленная подготовка

Способ прямого хлорметилирования:

Используя метилдихлорсилан в качестве сырья, в присутствии катализатора (такого как ALCL₃) он вступает в реакцию с хлористым метилом (CH₃CL).:

Характеристики процесса:

Температура реакции: 80-100°C, давление: нормальное давление;

Катализатор может быть переработан, а продукт может быть очищен дистилляцией (чистота > 98%).

Ⅲ. Области применения

1. Химические промежуточные продукты из органического кремния

Предшественник силанового связующего агента:

Хлорметилсодержащие силоксаны получают гидролизом или алкоголизом и используют для модификации поверхности стекловолокон и наполнителей.

Пример: Синтез хлорпропилтриметоксисилана (CLCH₂ch₂ch₂si(och₃)₃ ) для улучшения адгезии между резиной и металлом.

2. Модификация полимерных материалов

Сшиватель силиконовой резины:

Как бифункциональный сшивающий агент, он участвует в реакции вулканизации силиконового каучука с добавками для повышения термостойкости (≈250℃) и механической прочности.

Корпус: Используется для высокотемпературных уплотнений (автомобильные двигатели, аэрокосмическая промышленность).

3. Электронные материалы

Полупроводниковые упаковочные материалы:

Кремнийсодержащую смолу с низкой диэлектрической проницаемостью (k < 3,0) получают методом гидролизной конденсации и используют для изготовления межслойного диэлектрика (ILD) для упаковки чипсов.

Добавки к фоторезисту:

Улучшает адгезию и стойкость к травлению фоторезиста (применяется в современных технологиях с длиной волны менее 7 нм).

4. Синтез фармацевтических препаратов и пестицидов

Силилирование молекул лекарственных средств:

В качестве реагента для защиты групп он используется для защиты гидроксильных или аминогрупп от силилирования (например, при синтезе промежуточных продуктов антибиотиков).

Синергист пестицидов:

Изменяют молекулярную структуру пестицидов для повышения проницаемости листьев (например, пиретроидных пестицидов).

Средство для придания поверхности функциональности:

Используется для поверхностной прививки диоксида кремния и углеродных нанотрубок с целью улучшения их диспергируемости в полимерных матрицах.

Пример: Приготовление гидрофобного нано-sio₂ (угол смачивания > 150°) для получения супергидрофобного покрытия.

Ⅳ. Правила техники безопасности и эксплуатации

1. Опасность

Коррозия: Он вступает в реакцию с водой с выделением HCl, который сильно раздражает кожу и глаза.;

Воспламеняемость: низкая температура воспламенения, хранить вдали от огня.;

Токсичность для окружающей среды: Токсичен для водных организмов, поэтому необходимо предотвращать попадание в водоемы.

2. Защитные меры

Защита при эксплуатации: Наденьте химически стойкие перчатки (нитриловые/фторопластовые), защитные очки и противогаз.;

Условия хранения: Хранить в закрытой таре в сухом, прохладном месте (температура > 30°C), вдали от окислителей и щелочей.

3. Неотложная медицинская помощь

Устранение протечек: Используйте песок для поглощения и сбора в специальные контейнеры, не смывайте непосредственно в канализацию.;

Способ тушения пожара: Используйте порошковый или углекислотный огнетушитель. Не используйте воду напрямую (во избежание разбрызгивания).

Ⅴ. Будущие тенденции

Экологичный синтез: Разработка каталитических процессов без использования растворителей (таких как сверхкритические среды co₂) для сокращения выбросов трех видов отходов.;

Функциональное расширение: разработка фтор/аминосодержащих производных для использования в биосовместимых материалах (таких как покрытия для медицинских катетеров).;

Области применения с высокой добавленной стоимостью: исследование инновационных применений в дисплеях на квантовых точках и твердотельных электролитах для аккумуляторных батарей.

ви. Резюме и перспективы:

Являясь важным кремнийорганическим промежуточным продуктом, хлорметилдиметилхлорсилан обладает уникальной реакционной способностью и широкими перспективами применения. Постоянно разрабатывая новые методы синтеза и технологии применения, а также преодолевая существующие трудности, она будет играть все большую роль в области кремнийорганической химии и способствовать научно-техническому прогрессу человечества.

※ Фотографии из Интернета, в случае нарушения которых контакт удаляется.