Хлорметилтриэтоксисилан является важным кремнийорганическим соединением с уникальной молекулярной структурой и свойствами и широко используется во многих областях.
Химическое название: Хлорметилтриэтоксисилан
Английское название: Хлорметилтриэтоксисилан
Номер CAS: 15267-95-5
Молекулярная формула: C7H17ClO3Si
Молекулярная масса: 212,75
Ⅰ. Введение продукта
В молекулярной структуре хлорметилтриэтоксисилана атом кремния является ядром, одна ковалентная связь соединена с хлорметильной группой ( -CH₂CL ), а остальные три ковалентные связи соединены с этоксигруппой ( -och₂ch₃ ), образуя, таким образом, типичную тетраэдрическую конфигурацию.
Хлорметильная часть: атом углерода соединен с атомом кремния, а атом хлора соединен с атомом углерода единственной связью. Из-за большой электроотрицательности атома хлора хлорметильная группа обладает определенной полярностью. Атом кислорода в этоксигруппе с его одиночной парой электронов может образовывать стабильную ковалентную связь с атомом кремния. В то же время общая пространственная конфигурация этоксигруппы также влияет на физические и химические свойства хлорметилтриэтоксисилана.
Благодаря своей уникальной структуре хлорметилтриэтоксисилан имеет важное прикладное значение в кремнийорганической химии и материаловедении, особенно в области модификации поверхности, адгезивов, синтеза силиконовых смол и т.д., проявляя уникальные свойства, придающие хлорметилтриэтоксисилану эксплуатационные характеристики, отличные от других силановых соединений.
Физические свойства:
| природа | параметр |
| Внешность | Бесцветная прозрачная жидкость |
| Плотность (г/см3 при 25℃) | 1.022 |
| Показатель преломления (n 25D) : | 1.4050 -1.4150 |
| Температура кипения ℃ | 175 |
| Точка вспышки | 47℃-Закрытая чашка |
Анализ химических свойств и растворимости:
Химические свойства
Реакция гидролиза: Под действием воды этоксигруппа хлорметилтриэтоксисилана легко гидролизуется с образованием силанола и выделением этанола. В условиях ограниченного количества воды или кислотно-основного катализа силанол дополнительно конденсируется с образованием силоксановых полимеров. Это свойство имеет решающее значение для применения в области покрытий и адгезивов. Контролируя степень реакций гидролиза и конденсации, можно получать материалы с различной структурой и свойствами.
Реакция нуклеофильного замещения: Атом хлора в хлорметильной группе обладает высокой электрофильностью благодаря полярной связи (C–Cl), образующейся с углеродом, и легко подвергается воздействию нуклеофильных реагентов (таких как амины, спирты, тиолы и т.д.), что приводит к реакции нуклеофильного замещения (в основном по механизму SN2). Это свойство может быть использовано для введения специфических функциональных групп, таких как амин (–nh₂), гидроксил (–OH) или тиол (–SH), в молекулы силана, тем самым расширяя его применение в модификации поверхности, синтезе функционального силикона и т.д.
Растворимость
Хлорметилтриэтоксисилан растворим в обычных органических растворителях, таких как этанол, толуол, тетрагидрофуран (ТГФ), дихлорметан и т.д., и обладает хорошим сродством к органической фазе. Это свойство делает его пригодным для синтеза и обработки растворами силиконовых материалов. Однако из–за гидрофобности этоксигруппы (–och₂ch₃) и хлорметильной группы (-CH₂CL) в его молекулярной структуре растворимость этого соединения в воде низкая. Однако в присутствии кислотных или щелочных катализаторов он может медленно гидролизоваться в водной фазе и может образовывать стабильную эмульсионную или дисперсионную систему, что особенно важно при нанесении покрытий и адгезивов.
Ⅱ. Безопасность
При изучении эффективности и применения хлорметилтриэтоксисилана нельзя игнорировать его безопасность.
Хлорметилтриэтоксисилан является легковоспламеняющейся жидкостью (категория СГС 3). При хранении и использовании его следует хранить вдали от огня, источников тепла и окислителей. Категорически запрещается использовать открытый огонь, курить или работать при высоких температурах в рабочей зоне. Используйте взрывозащищенное электрооборудование, чтобы предотвратить накопление статического электричества и, при необходимости, разрядку в землю. Избегайте длительного контакта с воздухом для предотвращения реакций гидролиза и полимеризации. Избегайте гигроскопического разложения и храните в сухом прохладном месте, специально предназначенном для хранения химикатов.
Хлорметилтриэтоксисилан вызывает сильное раздражение кожи, глаз и слизистых оболочек и может вызвать покраснение кожи, зуд, химические ожоги и даже повреждение роговицы. Препарат следует немедленно промыть большим количеством проточной воды в течение не менее 15 минут. При появлении раздражения или ожогов как можно скорее обратитесь к врачу.
Пары хлорметилтриэтоксисилана могут вызывать сильное раздражение дыхательных путей. Длительное воздействие или высокая концентрация хлорметилтриэтоксисилана могут вызвать затруднение дыхания, головокружение, кашель и даже отек легких. Во время работы следует надевать стандартный противогаз. В случае несчастного случая при вдыхании пациент должен быть немедленно выведен на свежий воздух, а дыхательные пути должны быть открыты. Если дыхание затруднено, следует ввести кислород, при необходимости сделать искусственное дыхание и немедленно обратиться за медицинской помощью.
Ⅲ. Применение хлорметилтриэтоксисилана
Промежуточные продукты органического синтеза:
Хлорметилтриэтоксисилан широко используется в органическом синтезе благодаря своей высокой реакционной способности по отношению к хлорметильным и этоксигруппам. С помощью реакции нуклеофильного замещения можно синтезировать различные функционализированные кремнийорганические соединения, например, для получения силанового связующего ND - 42 с α-углеродной функциональной группой.
Покрытия и клеи:
В покрытиях и клеях хлорметилтриэтоксисилан может использоваться в качестве сшивающего агента. Его гидролиз и реакция конденсации могут привести к образованию трехмерной сетчатой структуры, что повышает твердость, износостойкость и устойчивость к химической коррозии покрытия. В клеях он усиливает сцепление, особенно с трудносклеиваемыми материалами, такими как полиолефины.
Композитные материалы: В качестве связующего вещества хлорметилтриэтоксисилан может повышать прочность сцепления между неорганическими наполнителями и органическими матрицами. Например, в пластиках, армированных стекловолокном, обработанные им стеклянные волокна могут значительно повысить прочность на растяжение, изгиб, водостойкость и термостойкость композиционных материалов.
Обработка поверхности: Хлорметилтриэтоксисилан может образовывать защитный слой из органического силикона на поверхности материала. Что касается обработки металла, то он может вступать в реакцию с гидроксильными группами на поверхности металла, улучшая адгезию между металлом и покрытием. Его часто используют при предварительной обработке автомобильных деталей перед покраской для повышения коррозионной стойкости, долговечности и продления срока службы.
iv. Вывод
Хлорметилтриэтоксисилан является важным кремнийорганическим соединением с реакционноспособными хлорметильными группами и гидролизуемыми этоксисилановыми группами. Он обладает различными методами синтеза и уникальными физическими и химическими свойствами. Он имеет широкие перспективы применения в модификации поверхности, органическом синтезе, синтезе лекарственных препаратов, материаловедении и других областях. Однако из-за его определенной раздражающей и коррозионной активности при его использовании следует соблюдать меры предосторожности. С непрерывным развитием науки и техники область применения монохлорметилтриэтоксисилана будет расширяться.
※ Фотографии из Интернета, в случае нарушения которых контакт удаляется.
Apr. 17, 2025
