Diméthyldichlorosilane

Diméthyldichlorosilane
Structure du diméthyldichlorosilane
Identification
Nom UICPA	dichloro(diméthyl)silane
Synonymes	dichlorodiméthylsilane
No CAS	75-78-5
No ECHA	100.000.820
No CE	200-901-0
PubChem	6398
SMILES	C[Si](C)(Cl)Cl PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/C2H6Cl2Si/c1-5(2,3)4/h1-2H3 Std. InChIKey : LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N
Apparence	liquide incolore et volatil d'odeur piquante
Propriétés chimiques
Formule	C2H6Cl2Si  [Isomères]
Masse molaire[1]	129,061 ± 0,006 g/mol C 18,61 %, H 4,69 %, Cl 54,94 %, Si 21,76 %,
Propriétés physiques
T° fusion	−86 °C[2]
T° ébullition	70 °C[2]
Solubilité	décomposition brutale au contact de l'eau
Masse volumique	1,06 g·cm-3[2]
T° d'auto-inflammation	425 °C[2]
Point d’éclair	−12 °C[2]
Pression de vapeur saturante	15 kPa[2] à 20 °C
Précautions
SGH[2]
Danger H225, H315, H319, H335, P210, P302+P352 et P305+P351+P338 H225 : Liquide et vapeurs très inflammables H315 : Provoque une irritation cutanée H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H335 : Peut irriter les voies respiratoires P210 : Tenir à l’écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer. P302+P352 : En cas de contact avec la peau : laver abondamment à l’eau et au savon. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer.
Transport[2]
X338    1162    Code Kemler : X338 : matière liquide très inflammable et corrosive, réagissant dangereusement avec l'eau) Numéro ONU : 1162 : DIMÉTHYLDICHLOROSILANE Classe : 3 Étiquettes : 3 : Liquides inflammables 8 : Matières corrosives Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses ;
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le diméthyldichlorosilane est un composé chimique de formule SiCl₂(CH₃)₂. Il s'agit d'un gaz incolore, volatil et très inflammable, d'odeur piquante. Il se décompose brutalement au contact de l'eau pour former des chaînes linéaires et cycliques où alternent les atomes de silicium et d'oxygène. Il est produit industriellement essentiellement comme précurseur de polysilanes et de silicones (polysiloxanes).

La production de diméthyldichlorosilane est réalisée industriellement à l'aide de la synthèse de Müller-Rochow, ou synthèse directe, qui consiste à faire passer du chlorométhane CH₃Cl à travers du silicium finement divisé et du chlorure de cuivre(I) CuCl dans un réacteur à lit fluidisé à environ 300 °C^[3] :

2 CH₃Cl + Si → SiCl₂(CH₃)₂.

Ce procédé produit environ 80 à 90 % de diméthyldichlorosilane SiCl₂(CH₃)₂, mais aussi 5 à 15 % de méthyltrichlorosilane SiCl₃CH₃, 3 à 5 % de méthyldichlorosilane SiHCl₂CH₃ et 3 à 5 % de chlorure de triméthylsilyle SiCl(CH₃)₃. Ces composés sont ensuite séparés par distillation fractionnée, leur température d'ébullition étant respectivement de 70,0 °C, 65,7 °C, 40,7 °C et 57,3 °C^[4].

Au contact de l'eau, le diméthyldichlorométhane s'hydrolyse pour former des silicones linéaires et cycliques. La longueur des polymères formés de cette manière dépend de la concentration en groupes terminaux ajoutés au mélange. La vitesse de la réaction est déterminée par la vitesse de transfert des réactifs à travers l'interface entre les phases aqueuses et organiques, de sorte qu'elle est accélérée en conditions turbulentes. Le milieu réactionnel peut également être adapté afin d'optimiser le rendement des produits recherchés :

n SiCl₂(CH₃)₂ + n H₂O → [–Si(CH₃)₂–O–]_n + 2n HCl_(aq).

m SiCl₂(CH₃)₂ + (m+1) H₂O → HO[–Si(CH₃)₂–O–]_mH + 2m HCl_(aq).

Le diméthyldichlorosilane réagit avec le méthanol CH₃OH pour donner du diméthoxydiméthylsilane :

SiCl₂(CH₃)₂ + 2 CH₃OH → Si(CH₃)₂(OCH₃)₂ + 2 HCl_(aq).

Bien que l'hydrolyse du diméthoxydiméthylsilane soit plus lente, elle est préférée lorsque la formation d'acide chlorhydrique HCl_(aq) n'est pas souhaitée :

n Si(CH₃)₂(OCH₃)₂ + n H₂O → [–Si(CH₃)₂–O–]_n + 2n CH₃OH.

Le diméthyldichlorosilane étant facilement hydrolysé par la moindre trace d'humidité, il ne peut être manipulé à l'air libre. Une méthode utilisée pour contourner ce problème consiste à le convertir en un composé moins réactif, en l'occurrence le bis(diméthylamino)silane Si(CH₃)₂(N(CH₃)₂)₂, avec formation de chlorure de diméthylammonium NH₂(CH₃)₂Cl :

SiCl₂(CH₃)₂ + 4 NH(CH₃)₂ → Si(CH₃)₂(N(CH₃)₂)₂ + 2 NH₂(CH₃)₂Cl.

Le bis(diméthylamino)silane présente également l'avantage de former un polymère alternant lorsqu'on le fait réagir avec un comonomère disilanol^[5] :

n Si(CH₃)₂(N(CH₃)₂)₂ + n HO(CH₂)₂Si–R–Si(CH₂)₂OH → [Si(CH₃)₂OSi(CH₂)₂–R–Si(CH₂)₂O]_n + 2n HN(CH₃)₂.

Le sodium métallique peut être utilisé pour polymériser le diméthyldichlorosilane en formant du polysilane avec des chaînes –Si–Si–. D'autres types de monomères substitués de dichlorosilane SiH₂Cl₂, comme le diphényldichlorosilane SiCl₂Ph₂, peuvent être ajoutés pour ajuster les propriétés du polymère obtenu :

n SiCl₂(CH₃)₂ + 2n Na → [–Si(CH₃)₂–]_n + 2n NaCl,

n SiCl₂(CH₃)₂ + SiCl₂Ph₂ + 2(n+m) Na → [–Si(CH₃)₂–]_n[–Si(Ph₂)–]_m + 2(n+m) NaCl.

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