Dichlor(dimethyl)silan
Dichlor(dimethyl)silan ist eine farblose, ätzende, leichtentzündliche Flüssigkeit, die zu den Silanen zählt. Sie wird hauptsächlich zur Silylierung eingesetzt. Die dabei entstehenden Derivate sind im Allgemeinen thermisch stabiler und hydrophob.
Gewinnung und Darstellung
Dichlor(dimethyl)silan wird gemeinsam mit Chlor(trimethyl)silan und Trichlor(methyl)silan<ref name="brauer">Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 707.</ref> über die Müller-Rochow-Synthese hergestellt. Dabei reagiert gepulvertes Silicium mit Chlormethan bei 350 °C in Gegenwart von gepulvertem Kupfer und Kupfer(I)-chlorid als Katalysator zu Dichlor(dimethyl)silan.
Eigenschaften
Dichlor(dimethyl)silan ist eine farblose Flüssigkeit, die in feuchter Luft oder Wasser unter Bildung von polymeren Methylsiloxanen hydrolysiert.<ref name="brauer" /> Am Siedepunkt bei 70 °C zersetzt sich die Verbindung.<ref name="GESTIS" /> Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend:
- <math>\log_{10}(p) = 4,26844-\frac{1328}{T-32}~~~\mathrm{(p~in~bar,~T~in~K)}</math>
im Temperaturbereich von 301 K bis 345 K.<ref name="Jenkins">Arthur C. Jenkins, George F. Chambers: Vapor Pressures of Silicon Compounds. In: Ind. Eng. Chem. 46, 1954, S. 2367–2369, doi:10.1021/ie50539a043.</ref> Dichlor(dimethyl)silan hat bei 25 °C eine dynamische Viskosität von 0,64 mPa·s.<ref name="GESTIS" />
Wichtige thermodynamische Größen werden in der folgenden Tabelle gegeben:
| Eigenschaft | Typ | Wert [Einheit] | Bemerkungen |
|---|---|---|---|
| Wärmekapazität | cp | 171,5 J·mol−1·K−1 (25 °C)<ref name="Samorukov">O. P. Samorukov, V. N. Kostryukov: Thermodynamics of organic derivatives of chlorosilanes. Low-temperature heat capacities, melting points, heats of fusion, and thermodynamic functions of the condensed phases of trichloromethylsilane and dichloromethylsilane. In: Russ. J. Phys. Chem. 45, 1971, S. 747–748.</ref> 1,33 J·g−1·K−1 (25 °C) |
als Flüssigkeit |
| Kritische Temperatur | Tc | 520,4 K<ref name="Stepanov">N. G. Stepanov, V. F. Nozdrev: Physical Properties of Certain Organic Derivatives of Chlorosilane in the Critical Region. In: Russ. J. Phys. Chem. (Engl. Transl.). 42, 1968, S. 1300–1302.</ref> | |
| Kritischer Druck | pc | 34,90 bar<ref name="Stepanov" /> | |
| Kritische Dichte | ρc | 2,86 mol·l−1<ref name="Stepanov" /> | |
| Verdampfungsenthalpie | ΔVH | 31,5 kJ·mol−1<ref name="Jenkins" /> | bei 316 K |
| Schmelzenthalpie | ΔFH | 8,828 kJ·mol−1<ref name="Samorukov" /> |
Sicherheitstechnische Kenngrößen
Dichlor(dimethyl)silan bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt bei −12 °C.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Der Explosionsbereich liegt zwischen 3,4 Vol.‑% (180 g/m3) als untere Explosionsgrenze (UEG) und >9,5 Vol.‑% (>510 g/m3) als obere Explosionsgrenze (OEG).)<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes">E. Brandes, W. Möller: Sicherheitstechnische Kenngrößen. Band 1: Brennbare Flüssigkeiten und Gase. Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft, Bremerhaven 2003.</ref> Die Grenzspaltweite wurde mit 0,98 mm bestimmt.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIA.<ref name="Brandes" /> Die Zündtemperatur beträgt 425 °C.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T2.
Verwendung
Dichlor(dimethyl)silan ist ein universelles Silylierungsmittel (z. B. zur Derivatisierung von Alkoholen, Diolen, Carbonsäuren, (Di-)Aminen, Amiden, Ketonen, Dithiolen usw.) und wird vor allem als Zwischenprodukt zur Herstellung von Silikonen verwendet. Da die Verbindung anderen Verbindungen hydrophobe Eigenschaften verleiht, kann sie (z. B. in der Lebensmittelchemie) zur Verhinderung von Verklumpungen eingesetzt werden.
Sicherheitshinweise
Dichlor(dimethyl)silan reagiert mit Alkoholen, Aminen, Laugen, Säuren und Wasser.
Risikobewertung
Die Toxizität gegenüber Säugetieren liegt bei LC50: 4,91 mg/l/4 h (inhalativ, Ratte) und LD50: 6060 mg/kg (oral, Ratte).<ref name="GESTIS" />
Dichlor(dimethyl)silan wurde 2012 von der EU gemäß der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) im Rahmen der Stoffbewertung in den fortlaufenden Aktionsplan der Gemeinschaft (CoRAP) aufgenommen. Hierbei werden die Auswirkungen des Stoffs auf die menschliche Gesundheit bzw. die Umwelt neu bewertet und ggf. Folgemaßnahmen eingeleitet. Ursächlich für die Aufnahme von Dichlor(dimethyl)silan waren die Besorgnisse bezüglich hoher (aggregierter) Tonnage sowie der Gefahren ausgehend von einer möglichen Zuordnung zur Gruppe der PBT/vPvB-Stoffe. Die Neubewertung fand ab 2014 statt und wurde von Tschechien durchgeführt. Anschließend wurde ein Abschlussbericht veröffentlicht.<ref>Europäische Chemikalienagentur (ECHA): Substance Evaluation Report und Conclusion Document.</ref><ref>Vorlage:CoRAP-Status</ref>
Einzelnachweise
<references />