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因为以前的博客中多次谈到过硅氮烷类化合物,这里不重复前面讨论过的内容,仅补充一些新的信息. 信息仅来自文献报道,并无本人实验结果.请注意验证或判断.
我们一般说到的HMDS,指的是六甲基二硅氮烷(也称六甲基二硅胺烷),CAS: 999-97-3. 其实还有一种七甲基二硅氮烷,CAS:920-68-3.前一种的氮原子上有氢,后一种氮原子上连有三个TMS基团和一个甲基. 结构如下,因此建议前一种缩写成H6DMS,后一种缩写成H7DMS:
HMDS在锂离子电池电解液中的一些效果,可能与它的碱性能够有效的破坏PF5反应有关,或者说它与LIPF6也多少有些反应. 在电解液的变色中,如果因为PF5或类似物产生的变色,HMDS可能多少都有些作用. 本人前些年就申请过一项这方面的专利(申请号:CN201310343494.9), 用硅氮烷添加剂作为钢壳腐蚀抑制剂,则主要利用了它的碱性.使溢到钢壳上的电解液减少腐蚀性,在较长时间内保持钢壳光亮的状态;HMDS的碱性较强,加入量多了,容易与PS等酸性添加剂反应,产生沉淀.
HMDS是一种重要的硅甲基化试剂,可以在目标化合物中引入TMS基团(类似物有氯代三甲基硅烷TMCS), 如陈晓军等《锂电池电解液新型添加剂TMSB合成研究》就用HMDS与硼酸反应制备TMSB. 这一特点让我想起了做为添加剂合成原料的丙烯腈.
如果在结构上稍作调整,可以得到二(三甲基硅基)乙基胺,[2477-39-6]
氮上的氢如果被碱金属锂取代,得到LiHMDS,[4039-32-1].不过这个化合物的碱性很强,我推测用在电解液中可能会导致碳酸酯的分解或LIPF6的分解.
前面讨论的的线性,当然也应该有环形的.比如六甲基环三硅氮烷 [1009-93-4]
不出意外,在这个结构上引入一些新的基团,也可能有意想不到的效果(也可能相反),比如
三乙烯基三甲基环三硅氮烷 [5505-72-6]
如果想像力再丰富一些,硅上6个位置,氮上3个位置都允许接上取代基,可以相同或不同,可能性太多了.
N-烯丙基六甲基二硅氮烷 [7688-51-9]
这个结构就是用烯丙基取代了H6DMS的氮上氢原子.这个作为添加剂有文章报道如下.
N-Allyl- N, N-Bis(trimethylsilyl)amine as a Novel Electrolyte Additive To Enhance the Interfacial Stability of a Ni-Rich Electrode for Lithium-Ion Batteries
估计其增强界面稳定性的功能来自于烯丙基在正极表面的聚合形成的聚合物结构,或成膜或嵌入.
三甲基硅基叠氮化物 [4648-54-8],缩写TSA
DOI:10.1039/c9ta03713f
TSA
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GMT+8, 2024-11-28 21:49
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