Qu’est-ce que le tétraméthylsilane ?
Le tétraméthylsilane (TMS) est un composé organosilicé dont la formule moléculaire est Si(CH3)4 ou SiMe4 (Me = CH3).
Il possède la structure la plus simple de tous les composés organosiliciés et est classé parmi les molécules non polaires à structure tétraédrique.
Il a un poids moléculaire de 88,23, un point de fusion de -102,2°C, un point d’ébullition de 26,6°C, une densité de 0,648 g/cm3. C’est un liquide incolore et transparent à température ambiante. Il est volatile et a une odeur de pétrole. La substance est extrêmement soluble dans l’éthanol et l’éther diéthylique, mais difficilement soluble dans l’eau.
Il s’agit d’un liquide extrêmement inflammable qui peut s’enflammer même à des températures inférieures à 0°C. Pour cette raison, il est désigné comme « un liquide inflammable de catégorie 4, un liquide non soluble dans l’eau et une substance inflammable spéciale » en vertu de la loi sur les services d’incendie.
Il est stable dans des conditions de stockage normales, mais ne doit pas être mélangé avec des agents oxydants forts, des acides forts ou des bases fortes.
Utilisations du tétraméthylsilane
Le tétraméthylsilane est principalement utilisé comme étalon interne dans la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) utilisant le 1H, le 13C et le 29Si, et comme matériau précurseur pour le dioxyde de silicium et le carbure de silicium dans le dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Le pic RMN du tétraméthylsilane se déplace de manière significative vers les basses fréquences. Cela s’explique par le fait que les atomes de silicium du tétraméthylsilane sont moins électronégatifs que les atomes de carbone et qu’ils protègent fortement les atomes d’hydrogène et de carbone.
Cela signifie qu’ils n’interfèrent pas avec les pics de l’échantillon des composés organiques en général. Le pic singulet du tétraméthylsilane est donc défini comme δ 0,0. Un autre avantage est qu’il n’est pas chimiquement réactif, qu’il est très volatil et qu’il peut être facilement éliminé après les mesures RMN. Lors de son utilisation, il doit être ouvert et utilisé rapidement pour éviter d’absorber l’humidité de l’air, en particulier lorsqu’il est utilisé comme matériau de référence en RMN sinon cela pourrait affecter les résultats.
Une autre application, le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), est une méthode de dépôt qui produit des films minces de diverses substances. Le film est déposé par une réaction chimique à la surface du substrat ou en phase vapeur. Dans cette méthode, le Tétraméthylsilane est un précurseur du dioxyde de silicium ou du carbure de silicium. Le composé qu’il devient dépend des conditions de croissance.
Principe du tétraméthylsilane
Les principes du tétraméthylsilane sont expliqués en termes de méthodes de synthèse et de réactions chimiques.
1. Comment le tétraméthylsilane est-il synthétisé ?
Une méthode de synthèse du tétraméthylsilane en laboratoire consiste à ajouter du chlorotriméthylsilane ou du tétrachlorure de silicium au bromure de méthylmagnésium préparé dans de l’éther dibutylique sec. Le Tétraméthylsilane produit par cette méthode est généralement purifié deux fois par purification à l’aide d’une colonne à garnissage.
2. Réactions chimiques du tétraméthylsilane
Le tétraméthylsilane est un sous-produit de la réaction directe entre le chlorométhane et le silicium pour former le méthylchlorosilane (SiClx(CH3)4-x x = 1, 2, 3).
Lorsqu’il réagit avec du n-butyl lithium, il est lithié pour donner Si(CH3)3CH2Li. Ce composé est préparé comme réactif d’alkylation et est largement utilisé.
Types de tétraméthylsilane
Le tétraméthylsilane est principalement vendu comme réactif chimique. D’autres applications incluent la distribution en tant que produit chimique pour la préparation de couches minces à usage industriel.
Le tétraméthylsilane en tant que réactif est disponible en différents volumes, tels que 10 ml, 25 ml, 100 ml, 10 g et 50 g. En raison de son point d’ébullition bas (27,5°C), ce réactif doit être conservé au réfrigérateur. Il est utilisé comme réactif biochimique, réactif de mesure RMN et réactif standard interne pour la quantification et les solvants de mesure.