1,1,3,3-Tetramethyldisiloxane (TMDS) sebagai Reagen Si-H dalam Sintesis Organik
pengenalan
1,1,3,3-Tetramethyldisiloxane (TMDS, CAS 3277-26-7)ialah hidrogen-siloksan berfungsi yang mengandungi dua kumpulan terminal silikon–hidrogen (Si–H).
Sebagai tambahan kepada penggunaannya yang telah ditetapkan sebagai sumber Si–H reaktif dalam hidrosilisis dan sintesis perantaraan organosilikon, TMDS juga telah dikaji secara meluas sebagai reagen hidrosilane untuk transformasi organik.
Struktur molekulnya yang ditakrifkan, berat molekul yang agak rendah dan dua kefungsian Si–H reaktif menjadikan TMDS berguna dalam-pengurangan pengantaraan dan proses kefungsian molekul.
Penyelidikan yang diterbitkan telah melaporkan penggunaan TMDS dalam pengurangan atau transformasi amida, nitril, sebatian nitro, asid karboksilik dan kumpulan berfungsi lain. Laluan tindak balas dan selektiviti sebenar, bagaimanapun, sangat bergantung pada substrat, pemangkin dan keadaan proses.
Apakah yang Menjadikan TMDS Reagen Si-H Berguna?
Formula molekul TMDS ialahC₄H₁₄OSi₂, dengan struktur yang mengandungi dua kumpulan Si–H terminal yang disambungkan melalui pautan siloksan.
Ikatan Si–H ini menyediakan kefungsian reaktif yang bertanggungjawab untuk kebanyakan aplikasi sintetik sebatian.
Tidak seperti polimer silikon atau cecair silikon hidrogen dengan taburan struktur molekul, TMDS ialah molekul kecil yang ditentukan. Ini boleh berguna apabila proses memerlukan jumlah terkawal fungsi Si–H reaktif.
Dari perspektif sintetik, TMDS mungkin berfungsi sebagai:
reagen pengurangan hidrosilane;
sumber Si–H reaktif;
reagen dalam pemangkin-pengantara fungsi-transformasi kumpulan;
blok bangunan organosilicon untuk pengubahsuaian molekul.
TMDS sendiri tidak boleh dikelirukan dengan pemangkin. Dalam kebanyakan aplikasi sintetiknya, transformasi yang dikehendaki memerlukan sistem pemangkin yang sesuai dan keadaan tindak balas yang dipilih dengan teliti.
TMDS sebagai Reagen Pengurangan dalam Sintesis Organik
Salah satu bidang kimia TMDS yang paling banyak dikaji ialah penggunaannya sebagai reagen pengurangan.
Kajian yang diterbitkan dalamPenyelidikan & Pembangunan Proses Organikmenerangkan TMDS sebagai agen pengurangan organosilane yang praktikal dan meringkaskan rangkaian luas transformasi sintetik yang dilaporkan dalam kesusasteraan. Ini termasuk pengurangan yang melibatkan amida, kumpulan nitro, nitril, asid karboksilik dan beberapa kumpulan berfungsi lain.
Perkara penting untuk pemilihan bahan ialahTMDS menyediakan kefungsian Si–H, manakala pemangkin dan substrat menentukan cara keupayaan pengurangan itu digunakan.
Akibatnya, TMDS tidak boleh dilihat sebagai agen pengurangan universal yang menghasilkan hasil yang sama dalam semua keadaan.
Pemilihan mangkin, struktur substrat, stoikiometri, suhu dan pembolehubah proses lain boleh mempengaruhi penukaran dan selektiviti dengan ketara.
Jenis Reaksi Perwakilan Dilaporkan untuk TMDS
1. Pengurangan Amida
Pengurangan amida adalah salah satu bidang kimia TMDS yang didokumentasikan dengan lebih baik.
Bergantung kepada sistem pemangkin dan substrat, penyelidikan telah melaporkan transformasi amida ke arah produk termasuk amina dan aldehid.
Penyelidikan lain telah menggabungkan pengurangan pengantaraan TMDS-dengan langkah kefungsian seterusnya, menunjukkan bahawa reagen juga boleh mengambil bahagian dalam strategi sintetik yang lebih kompleks.
Ini menjadikan TMDS relevan bukan sahaja sebagai organosilicon perantara tetapi juga sebagai reagen yang dipertimbangkan dalam penyelidikan sintesis-kimia dan organik-halus.
2. Pengurangan Nitril
TMDS juga telah disiasat untuk pengurangan-bantuan mangkin bagi kumpulan nitril.
Kajian yang diterbitkan yang diringkaskan dalam literatur menunjukkan bahawa sistem pemangkin yang sesuai boleh membolehkan transformasi nitril, termasuk pengurangan ke arah produk amina atau aldehid bergantung pada sistem tindak balas.
Seperti reaksi pengantaraan TMDS-yang lain, keputusan ini harus difahami sebagai reaksi-khusus dan bukannya sebagai spesifikasi prestasi umum bahan mentah.
3. Pengurangan Kumpulan Nitro
Satu lagi aplikasi yang dilaporkan ialah pengurangan sebatian nitro.
Penyelidikan yang disemak oleh Pesti dan Larson termasuk penggunaan TMDS dalam pemangkin-penukaran pengantara kumpulan nitro kepada amina yang sepadan.
Aplikasi sedemikian menggambarkan peranan kimia Si-H yang lebih luas di luar pembuatan silikon konvensional.
4. Asid Karboksilik dan Transformasi Berkaitan
TMDS juga telah dilaporkan dalam kimia pengurangan yang melibatkan asid karboksilik dan kumpulan berfungsi yang berkaitan.
Kesusasteraan mengandungi contoh yang meliputi{0}}pengurangan asid karboksilik, pengeteran reduktif dan transformasi lain yang mana TMDS berfungsi sebagai komponen hidrosilane sistem tindak balas.
Contoh-contoh ini menunjukkan fleksibiliti TMDS, walaupun kesesuaian mesti sentiasa dinilai untuk substrat dan proses tertentu.
TMDS dalam Sintesis Organosilicon
Walaupun TMDS mempunyai kimia sintesis-organik yang berguna, fungsi Si–Hnya juga berkaitan secara langsung dengan sintesis organosilikon.
Kumpulan Si–H terminal boleh mengambil bahagian dalam tindak balas dengan sebatian tak tepu yang sesuai, membolehkan TMDS digunakan dalam penyediaan silanes berfungsi, siloksan diubah suai dan perantaraan organosilikon khusus lain.
Ini amat relevan apabila molekul Si–H dwifungsi yang ditakrifkan diutamakan berbanding hidrogen polimer-yang mengandungi bahan silikon.
Bidang minat biasa mungkin termasuk:
sintesis silane berfungsi;
penyediaan siloksan khusus;
penghubung atau pengubahsuaian molekul;
pengenalan fungsi siloksan ke dalam struktur organik;
pembangunan perantara organosilicon khusus.
Untuk perbincangan yang lebih terperinci tentang laluan tindak balas ini, lihat panduan teknikal kami yang berkaitan:
Tetramethyldisiloxane (TMDS) dalam Hidrosilasi: Kereaktifan, Ketulenan dan Pengendalian →
TMDS Berbanding dengan Reagen Hidrosilane Lain
TMDS ialah salah satu daripada beberapa reagen hidrosilane yang tersedia untuk ahli kimia sintetik.
Hidrosilanes yang berbeza boleh berbeza dalam struktur molekul, bilangan dan kebolehcapaian kumpulan Si-H, persekitaran sterik, sifat fizikal dan keserasian dengan sistem pemangkin tertentu.
Oleh itu, tiada hidrosilane tunggal yang optimum untuk setiap tindak balas.
Kesusasteraan yang diterbitkan membandingkan TMDS dengan hidrosilanes alternatif menunjukkan bahawa prestasi tindak balas dan selektiviti boleh berubah dengan ketara mengikut pemangkin dan substrat yang digunakan.
Untuk penilaian industri, soalan yang sesuai bukan sekadar:
"Adakah TMDS lebih reaktif daripada hidrosilane lain?"
tetapi sebaliknya:
"Adakah TMDS sesuai untuk keadaan pemangkin, substrat dan proses khusus yang digunakan dalam aplikasi ini?"
Pendekatan khusus-aplikasi ini amat penting apabila beralih daripada saringan makmal kepada-pengeluaran skala komersial.
Mengapa Kesucian dan Konsistensi Kelompok Penting
Untuk aplikasi sintetik, ketulenan tajuk sahaja tidak memberikan gambaran lengkap tentang-kesesuaian bahan mentah.
Tindak balas pengantara-mangkin boleh menjadi sensitif kepada variasi dalam-komposisi bahan mentah. Bergantung pada kimia tertentu, kekotoran surih, lembapan dan komponen lain mungkin mempengaruhi tingkah laku tindak balas.
Atas sebab ini, pembeli yang menilai TMDS untuk penyelidikan atau sintesis industri harus mempertimbangkan:
GC Kesucian
Ujian utama memberikan petunjuk asas komposisi produk.
Konsistensi Kelompok
Kualiti bahan mentah-berulang boleh menjadi penting apabila tindak balas dipindahkan daripada penilaian makmal kepada pengeluaran rutin.
Aplikasi-Keperluan Khusus
Proses tertentu mungkin memerlukan kawalan kekotoran tambahan atau maklumat analitik di luar spesifikasi jualan standard.
Dokumentasi Kelompok
Satu kumpulan-Sijil Analisis khusus membolehkan pelanggan menilai bahan yang dibekalkan mengikut spesifikasi yang dipersetujui.
CHIYE membekalkan TMDS dengan spesifikasi jualan standard sebanyakLebih besar daripada atau sama dengan 99.5% ketulenan oleh GC. Keperluan teknikal tambahan hendaklah dibincangkan mengikut aplikasi yang dimaksudkan oleh pelanggan.
Memilih TMDS untuk Penyelidikan dan Penilaian Industri
Apabila menilai TMDS sebagai reagen Si–H, penyelidik dan pasukan pembelian sepatutnya menyediakan lebih daripada kuantiti yang diperlukan.
Maklumat berguna termasuk aplikasi yang dimaksudkan, ketulenan yang diperlukan, had kekotoran yang berkaitan, kuantiti percubaan atau komersial dan sebarang proses-keperluan kualiti khusus.
Untuk penilaian awal, pelanggan boleh meminta:
spesifikasi produk;
COA biasa;
TDS;
SDS;
ketersediaan sampel;
maklumat bekalan komersial.
Untuk aplikasi perindustrian, ketekalan antara sampel kelayakan dan kelompok komersial berikutnya boleh menjadi sangat penting.
Oleh itu, gred TMDS yang sesuai hendaklah dipilih mengikut proses sebenar dan bukannya nilai ketulenan sahaja.
Kesimpulan
1,1,3,3-Tetramethyldisiloxane (TMDS)adalah lebih daripada perantara silikon konvensional.
Dua kumpulan Si–H terminalnya membolehkannya berfungsi sebagai reagen hidrosilane yang berguna dalam kedua-dua kimia organosilikon dan transformasi organik terpilih.
Penyelidikan yang diterbitkan telah mewujudkan aplikasi TMDS dalam pemangkin-pengurangan pengantara yang melibatkan amida, nitril, sebatian nitro, asid karboksilik dan kumpulan berfungsi lain, manakala struktur Si–H yang ditakrifkan juga menyokong hidrosilisis dan sintesis organosilikon khusus.
Oleh kerana tingkah laku tindak balas sangat bergantung pada pemangkin, substrat dan keadaan proses, pemilihan TMDS harus berdasarkan keperluan sintesis khusus dan bukannya pada satu ukuran umum kereaktifan.
Untuk TMDS Lebih daripada atau sama dengan spesifikasi 99.5%, COA biasa, SDS, penilaian sampel atau maklumat bekalan komersial, hubungi pasukan jualan teknikal dan antarabangsa CHIYE.
Rujukan Teknikal
1. Pesti, J.; Larson, GL
Tetramethyldisiloxane: Agen Pengurang Organosilane Praktikal.
Penyelidikan & Pembangunan Proses Organik, 2016, 20(7), 1164–1181.
2. Industri Kimia Tokyo
1,1,3,3-Tetramethyldisiloxane, CAS 3277-26-7 - Maklumat Produk dan Kesusasteraan.
3. Trillo, P.; Slagbrand, T.; Adolfsson, H.
