二甲基二氯硅烷(化学式:Si(CH3)2Cl2)是一种有四面体分子结构的有机硅化合物,室温下为无色液体,会与水反应形成链状或环状的硅氧树脂。二甲基二氯硅烷在工业上主要作为二甲基硅氧烷或聚硅烷的前体而生产。
历史
1863年,查尔斯·弗里德尔和詹姆斯·克拉夫茨由二乙基锌和四氯化硅合成了第一个有机硅化合物四乙基硅烷。不过对有机硅化合物的研究则是直至与其学生通过四氯化硅与格氏试剂制备二氯硅烷(R2SiCl2)后才开始兴盛。
在1930年代,出于对更好的电机绝缘体和飞机引擎密封材料的需求,人们对有机硅材料的关注与日俱增,因此开始寻找大规模生产二甲基二氯硅烷的方法。为此通用电气、康宁公司和陶氏化工合资建立了,专门从事研究生产有机硅化合物。在1941至1942年间,通用电气的化学家和德国的发现了一种可用于工业生产的二甲基二氯硅烷合成方法:
反应
二甲基二氯硅烷会发生水解形成链状或环状的硅氧树脂,聚合度取决于反应体系中的端基浓度,反应速率取决于试剂在水-有机相边界的转移,因此反应在湍流下效率最高,改变反应介质可以最大化特定产物的产率:
:n(CH3)2Si[N(CH3)2]2 + nHO(CH3)2SiSi(CH3)2OH → [-(CH3)2SiO(CH3)2SiSi(CH3)2O-]n + 2nHN(CH3)2
金属钠可聚合二甲基二氯硅烷,得到含Si-Si主链的低聚硅烷,如十二甲基环己硅烷 :
:6(CH3)2SiCl2 + 12M → ((CH3)2Si)6 + 12MCl
该反应的副产物有聚二甲基硅烷和十甲基环戊硅烷,根据添加的二氯硅烷前体种类(如Ph2SiCl2)可以调整聚合物的性能。
参考文献
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