анилинометилтриэтоксисилан (ND-42) - это специальное силаноподобное соединение с молекулярной формулой C₁₁h₁₉no₃si.В последние годы это соединение привлекло большое внимание в области материаловедения, органического синтеза и биомедицины благодаря своей уникальной молекулярной структуре и функциональным группам. В этой статье мы подробно обсудим характеристики анилинометилтриэтоксисиланов и их исследовательскую ценность с точки зрения молекулярной структуры, химических свойств, потенциальных применений и методов синтеза.
I. Физические свойства
анилинометилтриэтоксисилан представляет собой кремнийорганическое соединение с уникальной бифункциональной группой и обладает следующими физическими свойствами:
| параметры | Числовое/описательное |
| внешнее состояние | Прозрачная жидкость от бесцветной до светло-желтой |
| Плотность (25°C) | 1,05-1,10 г/см3 |
| кипение | 250-260°C (атмосферное давление) |
| точка вспышки | 110°C (закрытая чашка) |
| Показатель преломления (nd2⁵) | 1.485-1.495 |
| растворимость | Растворим в спиртах (этанол, изопропанол), кетонах (ацетон), ароматических углеводородах (толуол); медленно гидролизуется водой |
II. Молекулярная структура и химические свойства
Молекулярная структура анилинометилтриэтоксисилана состоит из следующих компонентов:
Атом кремния: Атом кремния, который является центром молекулы, связан с различными группами четырьмя σ-связями.
Метил (-ch₃): Метильные группы присоединены к атомам кремния, придавая молекуле определенную пространственную структуру и стабильность.
Анилиногруппа (-c₆h₄nh₂): анилиногруппа - это азотсодержащая ароматическая группа, обладающая сильной электрофильностью и способностью образовывать водородные связи.
Три этоксильные группы (-och₂ch₃): три этоксильные группы распределены вокруг атома кремния, придавая молекуле хорошую растворимость и реакционную способность.
Межмолекулярное взаимодействие
Между молекулами анилинометилтриэтоксисилана существует несколько межмолекулярных взаимодействий, а именно:
Ван-дер-ваальсовы силы: слабые силы взаимодействия между молекулами, которые удерживают их в определенном молекулярном расположении в жидком или твердом состоянии.
Водородная связь: аминогруппа (-nh₂) в анилиновой группе может образовывать водородные связи с окружающими гидроксильными или другими кислородсодержащими группами, тем самым усиливая межмолекулярные взаимодействия.
тенденция к химическим реакциям
Анилинометилтриэтоксисилан обладает следующими химическими свойствами:
Реакция гидролиза: из-за низкой энергии связи между атомами кремния и атомами кислорода реакция гидролиза легко протекает в кислых или щелочных условиях с образованием силикатов и других продуктов.
Реакции окисления: Аминогруппа в анилиновой группе легко окисляется с образованием иминов (-NHOH) или других продуктов окисления.
Реакция связывания: Анилиновая группа может выступать в качестве электрофильной группы и участвовать в реакциях связывания с другими молекулами, содержащими нуклеофильные группы, с образованием новых композиционных материалов.
Способ синтеза
Синтез анилинометилтриэтоксисилана обычно включает следующие стадии:
Выбор сырья: анилин, метилтриэтоксисилан, подходящий катализатор и растворитель.
Условия реакции: Условия реакции необходимо регулировать в соответствии с конкретным механизмом реакции, таким как температура, давление и время реакции.
Выделение и очистка: Выделение и очистка целевого продукта дистилляцией, кристаллизацией или хроматографическими методами.
Соединение атомов кремния с метильными и этоксигруппами: впервые был получен метилтриэтоксисилан.
Введение анилиновых групп: анилиновые группы вводятся вокруг атомов кремния в результате реакций электрофильного присоединения или сопряжения.
Последующая обработка и очистка: продукты реакции были разделены и очищены для окончательного получения анилинометилтриэтоксисилана.
Ⅲ. Основные области применения
Высокоэффективные композиты
Сценарии: Лопасти ветряных турбин, конструктивные элементы аэрокосмических установок, легкие компоненты для автомобилей.
Роль:
Улучшенное межфазное сцепление углеродных/стеклянных волокон с эпоксидной смолой с увеличением прочности на сдвиг в межслойном пространстве на 40% (ILSS);
Снижение пористости композита и увеличение усталостного ресурса до 20 лет (данные измерений для лопастей ветряных турбин).
Промышленные покрытия и клеи
Сценарий: Антикоррозионные покрытия для морских судов, клеи для герметизации электронных устройств, клеи для архитектурных навесных стен
Повышение эксплуатационных характеристик:
Стойкость к солевым брызгам >3000 часов (ISO 9227), адгезия до класса 5B (ASTM D3359);
Препятствует проникновению влаги, сохраняя эксплуатационные характеристики более чем на 90% после выдержки во влажной среде (85°C/85% относительной влажности).
Сценарий: экологически чистые шины, маслостойкие уплотнения.
Инновационный эффект:
На 50% улучшается дисперсия диоксида кремния и на 18% снижается сопротивление качению (технология Michelin Energy Saver);
Износостойкость увеличивается на 30% и срок службы шин увеличивается до 80 000 км.
Электронная упаковка и высокочастотные материалы
Сценарий: Печатные платы базовой станции 5G, клей для упаковки микросхем
Технологические преимущества:
Диэлектрическая проницаемость составляет всего 2,8 (10 ГГц), а потери при передаче сигнала снижены на 45%%;
Сертифицирован JEDEC MSL-1 для обеспечения надежности упаковки (оптимизирован уровень чувствительности к влажности).
IV. Безопасность и хранение
анилинометилтриэтоксисилан является химически активным соединением, которое требует соблюдения следующих мер предосторожности при использовании и хранении:
водонепроницаемый: Это соединение легко гидролизуется на воздухе с образованием силикатов и этанола, что приводит к разрушению молекулярной структуры. Поэтому его следует хранить и использовать в сухом помещении.
Антиоксидант: Анилиновая группа легко окисляется с образованием нестабильных промежуточных продуктов. Поэтому следует избегать длительного воздействия воздуха или сильных окислителей.
БЕЗОПАСНОЕ ХРАНЕНИЕ: Составы следует хранить в прохладном, сухом, хорошо проветриваемом месте вдали от источников возгорания и сильных кислот или щелочей.
V. Краткое описание и обзор
анилинометилтриэтоксисилан - это многофункциональный аналог силана, уникальная молекулярная структура и химические свойства которого позволяют ему демонстрировать широкие перспективы применения в области материаловедения, биомедицины и органического синтеза. В ходе дальнейших исследований его потенциал в области самовосстанавливающихся материалов, разработки лекарственных препаратов и биосенсорики будет расширен и подтвержден.
VI. Будущие направления исследований могут включать в себя:
Оптимизацию характеристик: дальнейшее повышение химической стабильности и реакционной способности путем модулирования молекулярной структуры.
Разработка композиционных материалов: Комбинируйте их с другими функциональными молекулами для получения многофункциональных композиционных материалов.
Изучение возможностей их применения в биомедицине: изучение их конкретных применений для адресной доставки лекарств и биосенсорики.
Изучение анилинометилтриэтоксисиланане только дает новые идеи для разработки соединений на основе силанов, но и придает новый импульс инновационному развитию материаловедения и биомедицины.
※Фотографии из Интернета, если есть какие-либо нарушения, удаляются.
Apr. 17, 2025
