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Abbildung 4.5: Dichlordimethylsilan

Bei der Müller-Rochow-Synthese werden aus dem elementaren Silicium Chlorsilane hergestellt. Diese sind die Vorstufe für die Synthese von Organosilanen und Polysiloxanen bzw. Siliconen.

Innerhalb der Stoffgruppe der Silane sind die Methylchlorsilane die wichtigste Untergruppe. Sie entstehen durch Direktsynthese aus elementarem Silicium und sauerstofffreiem Chlormethan [5]. Es handelt sich um eine Gas/Feststoff-Reaktion, die großtechnisch in kontinuierlich betriebenen Wirbelschichtreaktoren abläuft. Als Katalysator kommt Kupfer zum Einsatz. Es bildet aktive Zentren aus, an denen die eigentliche Reaktion ablaufen kann. Rohsilicium, Katalysator und weitere Promotoren werden vermischt und in den Wirbelschichtreaktor dosiert. Chlormethan wird als Reaktant zugesetzt. Es initiiert im Zusammenspiel mit Druck und Temperatur die Fluidisierung des Siliciums.

Das Silicium reagiert zu Silanen ab. Es entsteht ein Reaktionsgemisch verschiedener Silane, die als farblose, wasserklare Flüssigkeiten auftreten.

Tabelle 4.2: Reaktionsprodukte bei der Müller-Rochow-Synthese [6]
Silan	Molekularformel	Massenanteil (%)	Siedepunkt (K)
Dimethyldichlorsilan	(CH3)2SiCl2	75 – 94	343
Methyltrichlorsilan	(CH3)SiCl3	3 – 15	339
Trimethylchlorsilan	(CH3)3SiCl	2 – 5	330
Methyldichlorsilan	(CH3)HSiCl2	0,5 – 4	313
Dimethylchlorsilan	(CH3)2HSiCl	0,1 – 0,5	308
Tetrachlorsilan	SiCl4	< 0,1	331
Tetramethylsilan	(CH3)4Si	0,1 – 1	299
Trichlorsilan	HSiCl3	< 0,1	305
Disilane	(CH3)xSi2Cl6-x	2 – 8	> 380

[6]Das Objekt der Begierde ist in erster Linie Dimethyldichlorsilan zur Herstellung von Siliconen. Alle Reaktionsparameter und die Temperaturführung (257 °C bis 357 °C) werden auf eine möglichst hohe Ausbeute an Dimethyldichorsilan (bis 94 % Massenanteil) hin optimiert. Dieses wird zu Siliconölen und Siliconkautschuken weiterverarbeitet.

Neben der Müller-Rochow-Synthese, die große Mengen an Dimethyldichlorsilan liefert, gibt es noch einige weitere Methoden zur Chlorsilansynthese, wie beispielsweise chemische Additions- oder Austauschsynthesen [7].

Ohne in diesem Buch weiter ins Detail zu gehen, bietet Tabelle 4.3 eine Übersicht über mögliche Substituenten und den entsprechenden Austauschreaktionen [8].

Tabelle 4.3: Substitutionsreaktionen am Silicium
Ausgang	Umwandlung zu	Beispielreaktion
Si-Cl	Si-C	Umsetzung mit Carbanionen
Si-H	Si-C	Umsetzung mit Carbanionen oder organischen Halogenverbindungen
Si-C	Si-Cl	Katalytische Umsetzung mit Chlorwasserstoff
Si-H	Si-Cl	Katalytische Umsetzung mit Chlorwasserstoff
Si-Cl	Si-H	Reduktion mit hydridischem Wasserstoff