Триметилхлорсилан

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Триметилхлорсилан
Триметилхлорсилан
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
Т. плав. - 57,7 °C
Т. кип. 57,3 °C
Т. всп. - 28 °C
Давление пара 253 гПа (20 °C)
Химические свойства
Растворимость в воде водой быстро гидролизуется
Растворимость 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
RTECS VV2710000
ChemSpider 6157
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Триметилхлорсилан (хлортриметилсилан) — кремнийорганическое вещество с химической формулой (CH3)3SiCl. 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.

Физические свойства[править | править исходный текст]

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[править | править исходный текст]

В промышленности его получают совместно с диметилдихлорсиланом и метилтрихлорсиланом (синтез Мюллера — Рохова[1], 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).

Chlorotrimethylsilane formation.png

Разделение смеси метилхлорсиланов производится дистилляцией.

Химические свойства[править | править исходный текст]

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.

Chlorotrimethylsilane hydrolysis.png

При взаимодействии с восстановителями (например алюмогидрид лития) образуется триметилсилан (CH3)3SiH.

Применение[править | править исходный текст]

  • 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
Silyl ether formation.png
однако лабильность триметилсиланового фрагмента ограничивает такое их применение. Так триметилсилильная группа может быть снята фторид ионом из-за высокого сродства кремния к фтору
Desilylation with fluoride.png
Silyl enol ether formation.png: :Silyl ketene acetal formation.png

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[2][3] альдольной конденсации.

  • Триметилхлорсилан спользуется 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):
Реакция Петерсона

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[править | править исходный текст]

В лаборатории перед использованием очищается перегонкой над CaH2.

Безопасность[править | править исходный текст]

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.

Примечания[править | править исходный текст]

  1. X.Беккер, Г.Домшке, Э.Фангхенель и др. Органикум, том 1, стр. 109 — М.: Мир, 1992. ISBN 5-03-001965-0
  2. Дж. Дж. Ли Именные реакции. Пер. с англ. М., Бином 2006, с. 238
  3. en:Mukaiyama aldol addition