El disiloxano tiene la fórmula química Si
2yo
6O . Es el siloxano más simple conocido con grupos R solo de hidrógeno. La molécula contiene seis enlaces Si−H equivalentes y dos enlaces Si−O equivalentes. El disiloxano existe como un gas incoloro y picante en condiciones estándar. Sin embargo, en general es seguro para el uso humano, como lo demuestra su uso generalizado en cosméticos. También se lo conoce comúnmente como éter de disililo, óxido de disililo y perhidrodisiloxano.
El disiloxano tiene una estructura simple que consta de un enlace siloxano (Si−O−Si) y grupos R de hidrógeno.
La estructura del disiloxano se ha estudiado mediante una variedad de métodos espectroscópicos, como la difracción de electrones , [1] la cristalografía de rayos X , [2] el momento dipolar y la espectroscopia de resonancia magnética nuclear . Debido a su naturaleza inusual, los ángulos de enlace Si−O−Si se estudian comúnmente. Estos enlaces suelen presentar ángulos que son más grandes que el promedio, alrededor de 130 a 160 grados, y no son infrecuentes las longitudes de enlace más grandes. [3] Por ejemplo, en estado sólido a una temperatura de 108 K, el propio disiloxano tiene un ángulo de enlace Si−O−Si de 142°. [2] En contraste, el ángulo de enlace C−O−C en el análogo de carbono del disiloxano, el dimetiléter , es de 111°. [4]
El ángulo de enlace inusual en el disiloxano se ha atribuido principalmente a la hiperconjugación negativa entre los orbitales p del oxígeno y los orbitales antienlazantes σ* de silicio-carbono , p (O) → σ*(Si-R), una forma de retroenlace π . Una contribución secundaria y mucho menor al enlace silicio-oxígeno en los disiloxanos implica el retroenlace π desde los orbitales p del oxígeno 2 a los orbitales d del silicio 3 , p (O) → d (Si). Debido a esta interacción, los enlaces Si-O pueden exhibir algún comportamiento de doble enlace parcial y los átomos de oxígeno son mucho menos básicos que en el análogo de carbono, el éter dimetílico. [5]
Además de los estudios de los ángulos de enlace, también se han realizado análisis vibracionales para determinar los elementos de simetría del disiloxano. Se han utilizado espectroscopia IR y Raman para proponer un grupo puntual de D 3d . [ cita requerida ]
Si bien el disiloxano en sí tiene una geometría molecular curvada en el oxígeno, el compuesto relacionado hexafenildisiloxano, Ph 3 Si−O−SiPh 3 , tiene un ángulo Si−O−Si de 180°. [6]
La síntesis de disiloxano se realiza típicamente tomando una especie de hidrosilano con un grupo saliente sustituyente y haciéndola reaccionar con agua para producir silanol. Luego, el silanol reacciona consigo mismo para producir el disiloxano final mediante acoplamiento deshidratante. Esto se muestra en las reacciones siguientes:
H 3 SiX + H 2 O → H 3 SiOH + HX (primer paso)
2 H 3 SiOH → H 3 SiOSiH 3 + H 2 O (segundo paso)
Otros métodos de síntesis implican el uso de oro sobre carbono como catalizador para la reacción llevada a cabo en agua, así como la oxidación de hidrosilanos catalizada por InBr3 .
Los disiloxanos se pueden utilizar como selladores para la construcción, pinturas, tintas y revestimientos, cosméticos, fluidos mecánicos, aplicaciones textiles y revestimientos de papel.
El uso comercial del disiloxano es común en los cosméticos. Se encuentra comúnmente en productos como protectores solares, humectantes, lacas para el cabello, delineadores de ojos, aerosoles corporales, esmaltes de uñas, desmaquilladores y acondicionadores. Las propiedades que el disiloxano exhibe en estos productos incluyen secado rápido, reducción de grasa, humectación, acondicionamiento de la piel y agente antiespumante (que evita la formación de espuma).
Los disiloxanos han sido aprobados como seguros para adolescentes y niños. Se ha comprobado que muchos tipos de siloxanos son extremadamente seguros para uso tópico, pero pueden ser peligrosos si se ingieren en grandes cantidades.
El término disiloxano se utiliza habitualmente para referirse a estructuras que presentan grupos R mucho más complejos que el hidrógeno. La molécula más común que utiliza esta denominación es el hexametildisiloxano, que sustituye los grupos hidrógeno por grupos metilo. Otras variaciones habituales incluyen el uso de disiloxanos como puentes y espaciadores en compuestos más grandes, como los polímeros.