Triclorosilano

El triclorosilano es un compuesto inorgánico con fórmula HSiCl3. Es un líquido incoloro y volátil. El triclorosilano purificado es el precursor principal del silicio ultrapuro en la industria de semiconductores. En agua, se descompone rápidamente para producir un polímero de silicona mientras libera ácido clorhídrico. Debido a su reactividad y amplia disponibilidad, es frecuentemente utilizado en la síntesis de compuestos orgánicos que contienen silicio.[2]

Triclorosilano
General
Fórmula estructural Imagen de la estructura
Fórmula molecular ?
Identificadores
Número CAS 10025-78-2[1]
Número RTECS VV5950000
ChemSpider 23196
PubChem 24811
UNII QZY2645L6V
InChI=InChI=1S/Cl3HSi/c1-4(2)3/h4H
Key: ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Masa molar 133,891 g/mol

Producción

El triclorosilano se produce tratando silicio de grado metalúrgico pulverizado con una corriente de cloruro de hidrógeno a 300 °C. También se produce hidrógeno, como se describe en la ecuación química:

Si + 3 HCl → HSiCl3 + H2

Se pueden conseguir rendimientos del 80-90%. Los subproductos más importantes son tetracloruro de silicio (fórmula química SiCl4), hexaclorodisilano (Si2Cl6), y diclorosilano (H2SiCl2), de los que el triclorosilano puede ser separado por destilación.

Vagón cisterna de triclorosilano (el rombo azul indica "Peligroso al contacto con el agua").

También es producido a partir de tetracloruro de silicio:[3]

Si + 3 SiCl4 + 2 H2 → 4 HSiCl3

Aplicaciones

El triclorosilano es el ingrediente básico utilizado en la producción de polisilicio purificado.

HSiCl3 → Si + HCl + Cl2

Ingrediente en hidrosililación

A través de la hidrosililación, el triclorosilano es un precursor de otros compuestos de organosilicio útiles:

RCH=CH2 + HSiCl3 → RCH2CH2SiCl3

Algunos productos útiles de esta reacción u otras similares incluyen octadeciltriclorosilano (OTS), perfluorooctiltriclorosilano (PFOTCS), y perfluorodeciltriclorosilano (FDTS). Estos reactivos se utilizan en ciencia de superficies y nanotecnología para formar monocapas autoensambladas. Esas capas que contienen flúor disminuyen la energía superficial y reducen la adhesión. Este efecto es normalmente aprovechado en los recubrimientos de sistemas microelectromecánicos (MEMS) y sellos microfabricados para litografía de nanoimpresión (NIL) y una herramienta de moldeo por inyección.[4]

Síntesis orgánica

El triclorosilano es un reactivo usado en la conversión de ácidos benzoicos a derivados de tolueno. En el primer paso de una reacción de dos reactores, el ácido carboxílico es primero convertido al compuesto de triclorosililbencilo. En el segundo paso, el derivado silil bencílico es convertido con base al derivado de tolueno con base.[5]

Referencias
  1. Número CAS
  2. Lianhong Xu, Ravi Kurukulasuriya, "Trichlorosilane" Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2006. doi 10.1002/047084289X.rt213.pub2
  3. Simmler, W. (2005). Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim, Alemania: Wiley-VCH.
  4. Cech J, Taboryski R (2012). «Stability of FDTS monolayer coating on aluminum injection molding tools». Applied Surface Science 259: 538-541. doi:10.1016/j.apsusc.2012.07.078.
  5. George S. Li, David F. Ehler, R. A. Benkeser "Methyl Groups By Reduction Of Aromatic Carboxylic Acids With Trichlorosilane - Tri-n-propylamine: 2-methylbiphenyl" Org. Synth. 1977, volume 56, pp. 83. doi 10.15227/orgsyn.056.0083

Enlaces externos
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