Hexamethyldisilazan

Hexamethyldisilazan, kurz HMDS, Summenformel C₆H₁₉NSi₂, wird vielfach zur Oberflächenmodifikation von Festkörperoberflächen verwendet, so z. B. zur Hydrophobierung von Kieselsäurepartikeln oder zur Verbesserung der Haftung von Photolacken auf Halbleiteroberflächen. In der Halbleiterindustrie erlaubt die Methode der chemischen Gasphasenabscheidung (engl. CVD) eine einfache Applikation von HMDS.

Strukturformel
Allgemeines
Name	1,1,1,3,3,3-Hexamethyldisilazan
Andere Namen	Hexamethyldisilazan HMDS Bis(trimethylsilyl)amin
Summenformel	C6H19NSi2
Kurzbeschreibung	farblose Flüssigkeit
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 999-97-3 EG-Nummer 213-668-5 ECHA-InfoCard 100.012.425 PubChem 13838 Wikidata Q425001
Eigenschaften
Molare Masse	161,39 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	0,7742 g·cm−3 (20 °C)
Schmelzpunkt	−82 °C
Siedepunkt	127 °C
Dampfdruck	20 hPa (20 °C)
Löslichkeit	zersetzt sich in Wasser
Brechungsindex	1,4069–1,4089
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung Gefahr H- und P-Sätze H: 225​‐​302​‐​311+331​‐​314 P: 210​‐​280​‐​301+330+331​‐​302+352​‐​304+340​‐​305+351+338​‐​308+310​‐​403+235
Toxikologische Daten	850 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral) 543 mg·kg−1 (LD50, Kaninchen, transdermal)
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

In der organischen Chemie wird Hexamethyldisilazan unter anderem zur Einführung von Trimethylsilyl-Gruppen verwendet. Im Vergleich zu Chlortrimethylsilan ist die Handhabung angenehmer, da Hexamethyldisilazan gegenüber Wasser bzw. Luftfeuchtigkeit recht unempfindlich ist. Außerdem kann auf den Zusatz einer Hilfsbase verzichtet werden, da bei der Silylierung lediglich Ammoniak als Nebenprodukt auftritt. Dafür muss meist eine höhere Reaktionstemperatur angewandt werden, was bei empfindlichen Substraten ein Nachteil sein kann.

Gewinnung und Darstellung

Hexamethyldisilazan kann durch Reaktion von Trimethylsilylchlorid mit Ammoniak gewonnen werden.

$\mathrm {2\ (CH_{3})_{3}SiCl+3\ NH_{3}\longrightarrow [(CH_{3})_{3}Si]_{2}NH+2\ NH_{4}Cl}$

Eigenschaften

Hexamethyldisilazan ist eine farblos bis gelb gefärbte Flüssigkeit mit aminartigem Geruch, die leicht entzündlich ist. Die Verbindung hat einen Flammpunkt von 9 °C. Der Explosionsbereich liegt zwischen 0,8 Vol.-% als untere Explosionsgrenze (UEG) und 31 Vol.-% als obere Explosionsgrenze (OEG). Die Zündtemperatur beträgt 386 °C. Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T2. Durch Feuchtigkeit erfolgt eine langsame Hydrolyse unter Bildung von Hexamethyldisiloxan und Ammoniak. Bei Kontakt mit Wasser wird die Verbindung zunächst in heftiger Reaktion unter starker Wärmeentwicklung und Bildung von Ammoniak zu Trimethylsilanol hydrolysiert, das unbeständig ist und unter Wasserabspaltung zum wasserunlöslichen Hexamethyldisiloxan (Bis(trimethylsilyl)ether) kondensiert. Die Hydrolysewärme beträgt −144,4 kJ·mol⁻¹ bzw. −895 kJ·kg⁻¹.

$\mathrm {[(CH_{3})_{3}Si]_{2}NH+2\ H_{2}O\longrightarrow 2\ (CH_{3})_{3}SiOH+NH_{3}}$

$\mathrm {2\ (CH_{3})_{3}SiOH\longrightarrow \ (CH_{3})_{3}SiOSi(CH_{3})_{3}+H_{2}O}$

Gefahrenbewertung

Hexamethyldisilazan wurde 2014 von der EU gemäß der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) im Rahmen der Stoffbewertung in den fortlaufenden Aktionsplan der Gemeinschaft (CoRAP) aufgenommen. Hierbei werden die Auswirkungen des Stoffs auf die menschliche Gesundheit bzw. die Umwelt neu bewertet und ggf. Folgemaßnahmen eingeleitet. Ursächlich für die Aufnahme von Hexamethyldisilazan waren die Besorgnisse bezüglich hoher (aggregierter) Tonnage und hohem Risikoverhältnis (Risk Characterisation Ratio, RCR). Die Neubewertung fand ab 2014 statt und wurde von Spanien durchgeführt. Anschließend wurde ein Abschlussbericht veröffentlicht, jedoch keine Änderungen empfohlen.