Триметилхлорсилан — кремнийорганическое вещество с химической формулой3SiCl. Широко используется в органическом синтезе, в основном в качестве защитной группы. Может быть получен по реакции метиллития с четырёххлористым кремнием. Однако он легко коммерчески доступен.
| Триметилхлорсилан | |
|---|---|
| Общие | |
| Систематическое наименование |
триметилхлорсилан |
| Сокращения | TMSCl |
| Хим. формула | (CH3)3SiCl |
| Рац. формула | С3H9SiCl |
| Физические свойства | |
| Состояние | жидкость |
| Молярная масса | 108.64 г/моль |
| Плотность | 0,854 г/см³ |
| Термические свойства | Температура |
| • плавления | — 57,7 °C |
| • кипения | 57,3 °C |
| • вспышки | — 28 °C |
| Давление пара | 253 гПа (20 °C) |
| Химические свойства | Растворимость |
| • в воде | водой быстро гидролизуется |
| • в апротонных растворителях | смешивается |
| Оптические свойства | |
| Показатель преломления | 1,3885 |
| Структура | |
| Гибридизация | тетраэдрическая при кремнии |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 75-77-4 |
| PubChem | 6397 |
| Рег. номер EINECS | 200-900-5 |
| SMILES |
C[Si](C)(C)Cl
|
| InChI |
1S/C3H9ClSi/c1-5(2,3)4/h1-3H3
IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N
|
| RTECS | VV2710000 |
| ChEBI | 85069 |
| ChemSpider | 6157 |
| Безопасность | |
| NFPA 704 |
|
Физические свойства
Бесцветная подвижная жидкость с резким запахом и низкой температурой кипения. Дымит во влажном воздухе. Устойчива в отсутствии влаги. Смешивается с апротонными растворителями такими как гексан, бензол, толуол, диэтиловый эфир, тетрагидрофуран, хлороформ, дихлорметан, этилацетат и др.
Получение
В промышленности его получают совместно с диметилдихлорсиланом и метилтрихлорсиланом (синтез Мюллера — Рохова, в котором порошкообразный кремний в присутствии порошка меди и окиси меди реагирует с хлорметаном при 350 °C с образованием диметилдихлорсилана, диспропорционирующего in situ на триметилхлорсилан и метилтрихлорсилан).
Разделение смеси метилхлорсиланов производится дистилляцией.
Химические свойства
Триметилхлорсилан типичное электрофильное вещество, атом кремния очень легко атакуется нуклеофилами. Это проявляется в легкости гидролиза с выделением тепла, в ходе которого образуется хлороводород и триметилсиланол. Последний димеризуется с выделением воды, образуя гексаметилдисилоксан.
При взаимодействии с восстановителями (например алюмогидрид лития) образуется триметилсилан (CH3)3SiH.
Применение
- Триметилхлорсилан широко используется в органическом синтезе как источник триметилсилильной группы, так и безводный источник хлорида. Функциональные группы спиртов и аминов легко поддаются реакции с триметилхлорсиланом, образуя триметилсилильные эфиры или триметилсилильные амины. Полученные группы могут быть использованы как защитные группы
- однако лабильность триметилсиланового фрагмента ограничивает такое их применение. Так триметилсилильная группа может быть снята фторид ионом из-за высокого сродства кремния к фтору
- Триметилсилилирование увеличивает летучесть вещества, что используется в газовой хроматографии при анализе таких нелетучих веществ, как глюкоза
- Триметилхлорсилан реагирует с ацетиленидами металлов, образуя триметилсилилалкины, которые являются защищённой формой алкинов.
- Триметилхлорсилан реагирует со спиртами с образованием хлороводорода, что может быть использовано для получения безводных растворов хлороводорода в спирте — что, в свою очередь, может быть использовано в получении в мягких условиях сложных эфиров из карбоновых кислот и кеталей из кетонов.
- В присутствии триэтиламина или диизопропиламида лития енолизируемые альдегиды, кетоны и сложные эфиры превращаются в триметилсилильные эфиры енолов:
-
-
: :
-
Несмотря на их гидролитическую нестабильность этих веществ, они нашли широкое применение в органической химии. Окисление двойной связи эпоксидированием таких силилированных енолов с дальнейшим гидролизом может быть использовано для введения гидроксигруппы в α-положение к карбонильной группе. Триметилсилиловые эфиры енолов могут также быть использованы в качестве эквивалента енола в конденсации Мукайямы альдольной конденсации.
- Триметилхлорсилан используется для С-силилирования карбанионов, реактивов Гриньяра и литийорганических соединений, за счет индуктивного эффекта такие силилированные соединения с атомом водорода в α-положении приобретают свойства CH-кислот. Присоединение стабилизированных триметилсилильной группой α-карбанионов (1) к карбонильным соединениям ведет к образованию β-гидроксисиланов (2) и дальнейшему элиминированию триметилсиланола с образованием алкена (3a, 3b):
В случае электронакцепторных заместителей в α-триметилсилильном карбанионе реакция идет по механизму, близкому к реакции Виттига и протекает стереоселективно. Этот метод используется для синтеза алкенов из карбонильных соединений (реакция Петерсона).
Очистка
В лаборатории перед использованием очищается перегонкой над CaH2.
Безопасность
Триметилхлорсилан легколетуч и леговоспламеним с низкой температурой вспышки. При контакте с кожей и глазами вызывает сильные ожоги. Гидролизуется на воздухе с образованием хлороводорода. Работа с ним ведётся в вытяжном шкафу и необходимыми средствами защиты: очки, резиновые перчатки. Триметилхлорсилан желательно хранитить в азотной атмосфере в коррозионностойкой таре.
