Bis(trimethylsilyl)amin

Technology

12 hours ago

Author

Bis(trimethylsilyl)amin (jinak nazývaný hexamethyldisilazan nebo HMDS) je organokřemičitá sloučenina se vzorcem [(CH3)3Si]2NH. Jedná se o derivát amoniaku, u kterého jsou dva vodíkové atomy nahrazeny trimethylsilylovými skupinami. Délka vazby křemík-dusík (173,5 pm) a úhel vazby Si-N-Si (125,5°) jsou podobné jako u disilazanu (u kterého jsou místo methylových skupin atomy vodíku), což naznačuje jen nepatrný vliv sterických faktorů.

Používá se jako reaktant a jako prekurzor zásad nacházejících využití v organické syntéze a organokovové chemii. HMDS má také využití jako molekulární prekurzor při chemické depozici z plynné fáze sloužící k tvorbě tenkých vrstev karbonitridů křemíku.

Příprava a deriváty

Bis(trimethylsilyl)amin se připravuje reakcí trimethylsilylchloridu s amoniakem:

:2 (CH3)3SiCl + 3 NH3 → [(CH3)3Si]2NH + 2 NH4Cl

Lze také použít dusičnan amonný s triethylaminem. Tímto způsobem se dá také získat HMDS obohacený o 15N.

700px

Deprotonaci bis(trimethylsilyl)aminu se připravují bis(trimethylsilyl)amidy alkalických kovů, například bis(trimethylsilyl)amid lithný (LiHMDS) se připravuje pomocí n-butyllithia:

:[(CH3)3Si]2NH + BuLi → [(CH3)3Si]2NLi + BuH

LiHMDS a jeho deriváty bis(trimethylsilyl)amid draselný (KHMDS) a bis(trimethylsilyl)amid sodný (NaHMDS) se používají v organické chemii jako jako nenukleofilní zásady.

Použití

Jako reaktant

Hexamethyldisilazan se zapojuje do řady organických reakcí:

1) HMDS je reaktantem při kondenzačních reakcích heterocyklických sloučenin, například při mikrovlnné syntéze derivátu xanthinu:

:Použití HMDS

2) Trimethylsilylace alkoholů, thiolů, aminů a aminokyselin za účelem zavedení chránicích skupin nebo přípravy meziproduktů syntézy organokřemičitých sloučenin je účinným postupem, který nahradil používání trimethylsilylchloridu.

Silylací kyseliny glutamové za přítomnosti nadbytku hexamethyldisilazanu a katalytického množství trimethylsilylchloridu v xylenu nebo acetonitrilu a následným zředěním methanolem nebo ethanolem vzniká kyselina pyroglutamová.

500px

HMDS za přítomnosti jodu silyluje alkoholy.

500px

3) HMDS lze použít na silylaci laboratorního skla, které se tak stane hydrofobním.

4) V plynové chromatografii lze HMDS použít k silylaci hydroxylových skupin organických sloučenin k zajištění vyšší těkavosti, což umožní touto metodou analyzovat sloučeniny, které jinak těkavé nejsou.

Ostatní použití

Ve fotolitografii se HMDS často používá ke zvyšování přilnavosti fotorezistů. Nejlepších výsledků se dosáhne depozicí HMDS z plynné fáze na zahřívané substráty.

V elektronové mikroskopii může být HMDS použit jako náhrada vysoušení při kritickém bodu během přípravy vzorku.

Při pyrolýze s plynovou chromatografií a hmotnostní spektrometrií se HMDS přidává k analytu, kde vytváří při pyrolýze silylované produkty, čímž se usnadňuje detekce sloučenin s polárními funkčními skupinami.

Při plazmou obohacené chemické depozici z plynné fáze slouží jako molekulový prekurzor, přičemž nahrazuje vysoce hořlavé a žíravé plyny, jako SiH4, CH4 a NH3, protože jej lze snadno skladovat. HMDS se používá ve spojení s plazmou různých plynů, například argonu, helia a dusíku, k tvoření tenkých vrstev SiCN, které mají velmi dobré mechanické, optické a elektronické vlastnosti.