Структура, свойства, перспектива применения и развития хлоротриметилсилана (HC-ZM3068)

    В молекуле триметилхлорзилана атомы кремния связаны с тремя метильными группами и одним атом хлора одной связью, которая находится в приблизительной тетраэдрической конфигурации, с углом связи, близкого к 109,5 °, и является своего рода важными соединениями органосиликона с широким диапазоном применения во многих областях.

I. Продукты

Химическое название: хлоротриметилсилан

Псевдоним: триметилсилилхлорид/триметилхлорид

Английское имя: хлоротриметилсилан

Молекулярная формула: C3H9CLSI

Молекулярный вес: 108,64

CAS: 75-77-4

Соответствующие иностранные оценки:

Известные иностранные производители:

В качестве важного члена химии органосиликона триметилхлорзилан обладает уникальными химическими свойствами и широким значением применения. Он может использоваться не только для приготовления различных органосиликонов и органосиликовых материалов, но также может использоваться в качестве реакционного реагента для участия в различных реакциях органического синтеза, а также занимает важную позицию в промышленном производстве и научных исследованиях.

В последние годы, с постоянным прогрессом науки и техники и углубленным развитием различных областей, ее области применения также расширяются и инновации.

Физические и химические показатели:

II Принципы реакции:

Триметилхлорозилан имеет реактивный атом хлора на атоме кремния и, следовательно, способен участвовать в широком диапазоне реакций в органическом синтезе, особенно нуклеофильных реакциях замещения и конденсации.

Нуклеофильная замещение:Кремниевая хлорная связь в триметилхлорзилане делает атом хлора хорошей уходной группой из-за его высокой полярности. В присутствии нуклеофильных реагентов (например, воды или спиртов) атом кремния восприимчив к атаке нуклеофильными реагентами, что приводит к реакциям нуклеофильной замещения. 

Пример:

Ø реагирует с водой с образованием триметилсиланола ((CH3) 3SIOH);

Ø реагирует с спиртом с образованием триметилсилилового эфира ((CH3) 3SIOR).

Эти типы реакций используются в органическом синтезе для введения (например, гидроксил- или амино-защита) и удаления защиты групп и играют важную роль, особенно в синтезе мультистепса.

Реакция конденсации: Благодаря своей высокой реактивности кремниевая хлорная связь в триметилхлорзилане может конденсироваться с различными соединениями, содержащими гидроксильные или аминные группы, для получения кремниевого кислорода или кремниевого азота, и этот тип реакции конденсации является важным способом преодоления функциональных материалов на основе кремния. 

Пример:

Конденсация гидроксильными соединениями для применений в синтезе силоксановых полимеров и функционализированных силиконовых эфирных соединений.

Пример: реакция с диолами или полиолами образует силоксановые цепи или сшитые силоксиды:

(CH3) 3SICL+HO-R-OH → (CH3) 3SI-O-R-O-SI (CH3) 3+2HCl

Конденсация с аминными соединениями, используемыми при приготовлении катализаторов на основе силиконовой основы, лекарственных средств и специальных химических веществ. Пример: реакция с аминными соединениями с образованием триметилсилиламина ((CH3) 3SI-NR2):

(CH3) 3SICL+R-NH2 → (CH3) 3SI-NHR+HCl

Конденсация (реакция сшивания) с полигидрокси-соединениями с образованием сетчатых силиконо-кислотных полимеров, используемых в таких продуктах, как синтетические покрытия, клей, силиконы и репелленты воды.

Конденсация с ангидридами или эфирами производит соединения силиловых эфиров, которые используются в синтезе специальных реагентов -силановых реагентов.

(CH3) 3SICL+CH3COO-R → (CH3) 3SI-OCOCH3+R-CL

Реакции конденсации являются важным типом реакции на триметилхлорозиланы, особенно при приготовлении оксидов кремния, нитридов кремния и функционализированных производных органозиликонов. Эти реакции широко используются в органическом синтезе, материалости, фармацевтическом развитии и промышленном катализе.

Обмен галогенами: триметилхлорзилан может быть обменять галогеном с другими галогенированными соединениями с образованием других триметиллосиланов (например, (CH3) 3SIF): (CH3) 3SICL+KF → (CH3) 3SIF+KCl

Защитная группа Введение: триметилхлорзилан часто используется в качестве защитной группы для защиты функциональных групп, таких как спирты и фенолы, с тем, что в последующих реакциях посредством образования силил -эфирных связей.

Каталитическая связь: под действием катализаторов (таких как платина, палладий и другие катализаторы благородных металлов или определенные органометаллические катализаторы), триметилхлорозилан могут реагировать с другими силанами или органическими соединениями в реакции муфты, генерируя новые органозиликоны посредством разрыва и формирования химических связей. Этот тип реакции имеет важную ценность применения в химии органосиликона и науке о материалах и может использоваться для подготовки разнообразных органосиликонов с особыми свойствами.

Реакция Гринарда: триметилхлорозилан также можно реагировать с реагентами Grignard (например, R-MGX, где R-углеводородная группа, а X-галоген). В этом процессе группа силил (то есть триметилсилил) переносится для получения соответствующего триметилсилильного соединения и побочных продуктов, таких как хлорид магния. Этот тип реакции обычно необходимо выполнять в безводных и безразличных условиях, чтобы избежать побочных реакций. Реагируя с реагентами Grignard, триметилхлорозилан может вводить специфические углеводородные группы, тем самым дополнительно обогащая разнообразие органозиликостных соединений и зон применения.

Ⅱ. Широкий спектр областей применения:

Химическая промышленность: Триметилхлорозилан в основном используется в качестве сырья и промежуточного органического синтеза в химической промышленности для приготовления многих видов органосиликонов и силанизированных производныхПолем Например, гексаметидисилоксан (силиконовый эфир), гексаметидизилазан, триметилцианозилан, силиконовое масло, полисиликон, метилликоновое масло и так далее. Кроме того, это может быть применено в области подготовки полисиликона.

Молекулярная структура триметилхлорозилана содержит три внешних расширяющихся метильных групп, и эта структурная особенность позволяет использовать его в качестве уплотнения для регулирования и контроля молекулярной массы полимеров во время синтеза органосиликовых полимеров. Особенно при производстве силиконового масла оно может эффективно регулировать молекулярную массу и характеристики силиконового масла, реагируя с активными группами в конце молекулярной цепи силиконового масла, образуя стабильную структуру утилизации. Trimethylchlorosilane имеет широкий спектр применений в качестве агента для ограничения.

Фармацевтическое поле: Триметилхлорозилан можно использовать для приготовления фармацевтических промежуточных соединений, таких как 7-аминоцефалоспорановая кислота (7-Ака), которая, в свою очередь, может использоваться для получения антибиотиков цефалоспорина.

Другие поля: Триметилхлорозилан также можно использовать в области специй, реагентов для анализа газовой хроматографии и так далее.

Подготовка специальных химикатов: Триметилхлорозилан также используется при приготовлении различных специальных химических веществ, таких как поверхностно -активные вещества, огнестойкие и так далее.

Инновационные приложения в последние годы

Модификация наноматериала: Используется для модификации поверхности наночастиц для улучшения рассеиваемости и гидрофобности материала, широко используемого в высокопроизводительных покрытиях и смазках.

Функционализированные межфазные материалы: Используется в качестве межфазных модификаторов для батарей и полупроводниковых материалов для повышения долговечности и производительности электронных устройств.

Каталитические модификаторы в зеленой химии: Используется в качестве эффективных модификаторов катализатора в зеленом синтезе для повышения каталитической эффективности и селективности.

Подготовка самоочищающихся поверхностей: Используя свои гидрофобные свойства для образования пятен и водостойких поверхностей в таких областях, как строительные материалы и автомобильное стекло.

Усовершенствованные материалы для хранения энергии: Поверхностная обработка материалов на основе кремния для литий-силиконовых батарей для повышения производительности циклирования и стабильности аккумуляторов.

Бионическое покрытие: Объединяя со специальными органозиличными соединениями, реализовано сверхгидрофобное покрытие, аналогичное поверхности листа лотоса, которое используется в полях антимикробной и антикоррозии.

Ⅲ. Путь вперед

Экологически чистый процесс: Оптимизируйте технологию производства и применения триметилхлорзилана, чтобы уменьшить воздействие побочных продуктов на окружающую среду, такие как хлорид водорода.

Электронные химикаты высокого класса: Разработка силанов с более высокой чистотой электронной оценки в сочетании с потребностями полупроводникового поля.

Новые силиконовые материалы: Дальнейшее изучение их функционализированных применений в бионике, хранении энергии и медицинских областях.

В последние годы, с постоянным прогрессом науки и техники и углубленным развитием различных областей, область применения триметилхлорозилана также расширяется и инновации.

Новое энергетическое поле: С расширением масштаба китайской электроники и солнечной энергетической промышленности, а также быстрого развития новой индустрии энергосбережения, спрос на триметилхлорозилан, как одно из важных сырья для соединений органосиликонов, растет. Особенно в процессе производства солнечных панелей триметилхлорзилан можно использовать для приготовления высокопроизводительных материалов на основе кремния для повышения эффективности преобразования и стабильности солнечных батарей.

Поле защиты окружающей среды: Триметилхлорозилан также имеет потенциальные применения в области защиты окружающей среды. Например, его можно использовать в качестве ухудшения или адсорбента определенных органических загрязняющих веществ для обработки вредных веществ в промышленных сточных водах или выхлопных газах. Кроме того, из -за хорошей волатильности и реакционной способности триметилхлорозилан также можно использовать для приготовления определенных высокоэффективных экологически чистых материалов или катализаторов.

Материаловая наука: В области материаловедения хлоротриметилсилан можно использовать для подготовки новых материалов со специальными свойствами. Например, путем сополимеризации или реакции сшивания с другими соединениями могут быть приготовлены новые силиконовые материалы с высокой прочностью, высокой вязкостью, высокой теплостойким сопротивлением или высокой коррозионной стойкостью. Эти материалы имеют широкий спектр применений в аэрокосмической, автомобильной технике, электронных и электрических приборах и других областях.

Ⅳ. Краткое содержание:

В качестве важного органосиликона, триметилхлорозилан имеет широкий спектр значения применения во многих областях. В последние годы, с постоянным прогрессом науки и техники и углубленным развитием различных областей, ее области применения также расширяются и инновации. В будущем, как ожидается, хлоротриметилсилан сыграет важную роль в большем количестве областей и внесет больший вклад в научный и технологический прогресс и социальное развитие человечества.

※ Фотографии из Интернета, если какой -либо контакт с нарушением удален.