Dimetildiclorosilano - Dimethyldichlorosilane

Dimetildiclorosilano
Diclorodimetilsilano.svg
Diclorodimetilsilano-MW-3D-balls.png
Diclorodimetilsilano-MW-3D-vdW.png
Nomes
Nome IUPAC preferido
Diclorodi (metil) silano
Outros nomes
Diclorodimetilsilano, diclorodimetilsilício, dicloreto de dimetilsilício, dicloreto de dimetilsilano, DMDCS
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.000.820 Edite isso no Wikidata
UNII
  • InChI = 1S / C2H6Cl2Si / c1-5 (2,3) 4 / h1-2H3  Verifica Y
    Chave: LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N  Verifica Y
  • InChI = 1 / C2H6Cl2Si / c1-5 (2,3) 4 / h1-2H3
    Chave: LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYAT
  • C [Si] (C) (Cl) Cl
Propriedades
C 2 H 6 Cl 2 Si
Massa molar 129,06  g · mol −1
Aparência Líquido transparente
Densidade 1,07 g · cm -3 ( l )
Ponto de fusão −76 ° C (−105 ° F; 197 K)
Ponto de ebulição 70 ° C (158 ° F; 343 K)
Decompõe-se na água
Perigos
Frases R (desatualizado) R11 R36 R37 R38
Frases S (desatualizado) S16 S26 S29 S33 S37 / 39
Ponto de inflamação -9 ° C (16 ° F; 264 K)
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

Dimetildiclorossilano é um composto tetraédrico de organossilício com a fórmula Si (CH 3 ) 2 Cl 2 . À temperatura ambiente, é um líquido incolor que reage prontamente com a água para formar cadeias de Si-O lineares e cíclicas. O dimetildiclorossilano é feito em escala industrial como o principal precursor dos compostos de dimetilsilicone e polissilano .

História

Os primeiros compostos de organossilício foram relatados em 1863 por Charles Friedel e James Crafts, que sintetizaram o tetraetilsilano a partir do dietilzinco e do tetracloreto de silício . No entanto, o maior progresso na química do organossilício não ocorreu até que Frederick Kipping e seus alunos começaram a fazer experiências com diorganodiclorossilanos (R 2 SiCl 2 ) que foram preparados pela reação de tetracloreto de silício com reagentes de Grignard . Infelizmente, esse método teve muitos problemas experimentais.

Na década de 1930, a demanda por silicones aumentou devido à necessidade de melhores isolantes para motores elétricos e materiais de vedação para motores de aeronaves, e com isso a necessidade de uma síntese mais eficiente do dimetildiclorosilano. Para resolver o problema, a General Electric , a Corning Glass Works e a Dow Chemical Company iniciaram uma parceria que acabou se tornando a Dow Corning Company. Durante 1941-1942, Eugene G. Rochow , um químico da General Electric, e Richard Müller , trabalhando independentemente na Alemanha, encontraram uma síntese alternativa de dimetildiclorosilano que permitiu que fosse produzido em escala industrial. Esta síntese direta, ou processo direto , que é usado na indústria atual, envolve a reação do silício elementar com cloreto de metila na presença de um catalisador de cobre.

Preparação

A síntese de Rochow envolveu a passagem de cloreto de metila por um tubo aquecido embalado com silício moído e cloreto de cobre (I) . O método industrial atual coloca silício finamente moído em um reator de leito fluidizado a cerca de 300 ° C. O catalisador é aplicado como Cu 2 O. O cloreto de metila é então passado através do reator para produzir principalmente dimetildiclorossilano.

2 CH 3 Cl + Si → (CH 3 ) 2 SiCl 2

O mecanismo da síntese direta não é conhecido. No entanto, o catalisador de cobre é essencial para que a reação prossiga.

Além do dimetildiclorossilano, os produtos desta reação incluem CH 3 SiCl 3 , CH 3 SiHCl 2 e (CH 3 ) 3 SiCl, que são separados um do outro por destilação fracionada . Os rendimentos e pontos de ebulição desses produtos são mostrados no gráfico a seguir.

produtos Produção (%) Ponto de ebulição (° C)
(CH 3 ) 2 SiCl 2 80-90 70,0
CH 3 SiCl 3 5-15 65,7
CH 3 SiHCl 2 3-5 40,7
(CH 3 ) 3 SiCl 3-5 57,3

Reacções principais

O dimetildiclorossilano hidrolisa para formar silicones lineares e cíclicos , compostos que contêm estruturas Si-O. O comprimento do polímero resultante depende da concentração de grupos de terminação de cadeia que são adicionados à mistura de reação. A taxa da reação é determinada pela transferência de reagentes através da fronteira da fase orgânica aquosa; portanto, a reação é mais eficiente em condições turbulentas. O meio de reação pode ser variado ainda mais para maximizar o rendimento de um produto específico.

n (CH 3 ) 2 SiCl 2 + n H 2 O → [(CH 3 ) 2 SiO] n + 2 n HCl
m (CH 3 ) 2 SiCl 2 + ( m +1) H 2 O → HO [Si (CH 3 ) 2 O] m H + 2 m HCl

O dimetildiclorossilano reage com o metanol para produzir dimetoxidimetilsilanos.

(CH 3 ) 2 SiCl 2 + 2CH 3 OH → (CH 3 ) 2 Si (OCH 3 ) 2 + 2HCl

Embora a hidrólise de dimetoxidimetilsilanos seja mais lenta, é vantajoso quando o subproduto de ácido clorídrico é indesejado:

n (CH 3 ) 2 Si (OCH 3 ) 2 + n H 2 O → [(CH 3 ) 2 SiO] n + 2 n CH 3 OH

Como o dimetildiclorossilano é facilmente hidrolisado, não pode ser manuseado ao ar. Um método usado para superar esse problema é convertê-lo em um bis (dimetilamino) silano menos reativo.

(CH 3 ) 2 SiCl 2 + 4 HN (CH 3 ) 2 → (CH 3 ) 2 Si [N (CH 3 ) 2 ] 2 + 2H 2 N (CH 3 ) 2 Cl

Outro benefício de mudar o dimetildiclorossilano para sua contraparte bis (dimetilamino) silano é que ele forma um polímero exatamente alternado quando combinado com um comonômero de disilanol.

n (CH 3 ) 2 Si [N (CH 3 ) 2 ] 2 + n HO (CH 2 ) 2 SiRSi (CH 2 ) 2 OH → [(CH 3 ) 2 SiO (CH 2 ) 2 SiRSi (CH 2 ) 2 O] n + 2 n HN (CH 3 ) 2

O sódio metálico pode ser usado para polimerizar o dimetildiclorosilano, produzindo cadeias de polissilano com estrutura Si-Si. Outros tipos de monômeros de diclorossilano, como Ph 2 SiCl 2 , podem ser adicionados para ajustar as propriedades do polímero.

n (CH 3 ) 2 SiCl 2 + 2 n Na → [(CH 3 ) 2 Si] n + 2 n NaCl
n (CH 3 ) 2 SiCl 2 + Ph 2 SiCl 2 + 2 ( n + m ) Na → [(CH 3 ) 2 Si] n (Ph 2 Si) m + 2 ( n + m ) NaCl

Na síntese orgânica que (juntamente com o seu parente próximo diphenyldichlorosilane ) é utilizado como um grupo protector para o gem - dióis .

Formulários

Container com a substância, com número ONU 1162, no Japão.

O principal objetivo do dimetildiclorosilano é para uso na síntese de silicones , uma indústria que foi avaliada em mais de US $ 10 bilhões por ano em 2005. Também é empregado na produção de polissilanos, que por sua vez são precursores do carboneto de silício . Na prática, o diclorodimetilsilano pode ser usado como revestimento de vidro para evitar a adsorção de micropartículas.

Referências