Organosilanoles

Compuestos orgánicos de la forma R3–Si–OH

Estructura del trimetilsilanol .

En la química del organosilicio , los organosilanoles son un grupo de compuestos químicos derivados del silicio . Más específicamente, son carbosilanos derivados con un grupo hidroxi ( -OH ) en el átomo de silicio. ^[1] Los organosilanoles son los análogos de silicio de los alcoholes . Los silanoles son más ácidos y más básicos que sus homólogos alcohólicos y, por lo tanto, muestran una rica química estructural caracterizada por redes de enlaces de hidrógeno que están particularmente bien estudiadas para los silanetrioles. ^{[2] [3]}

Preparación

Los organosilanoles se pueden obtener mediante hidrólisis de organohalosilanos, como el clorotrimetilsilano . También pueden prepararse mediante oxidación de organosilanos con agentes oxidantes (R = residuo orgánico ):

${\displaystyle {\ce {R2SiCl2{}+2HgO->[-80^{\circ }C][toluene]R2Si(OH)2{}+2Hg^{0}}}}$

o por hidrólisis en medios alcalinos : ^[4]

${\displaystyle {\ce {(H3C)3SiCl + H2O -> (H3C)3SiOH + HCl}}}$

${\displaystyle {\ce {R3SiH + H2O -> R3SiOH + H2}}}$

La hidrólisis de los éteres sililicos suele ser lenta: ^[4]

${\displaystyle {\ce {(H5C2)3SiOC2H5 + H2O -> (H5C2)3SiOH + HOC2H5}}}$

La hidrólisis de organosilanos es una reacción de primer orden . La velocidad de hidrólisis del enlace Si-H depende del tipo y número de residuos orgánicos. Por tanto, la velocidad de hidrólisis de los trialquilsilanos es significativamente más lenta que la de los triarilsilanos . Esto puede explicarse por un mayor aumento de la densidad electrónica en el átomo de silicio debido a los grupos alquilo. De manera correspondiente, la velocidad de reacción de los tri- n- alquilsilanos disminuye en la serie de grupos etilo, propilo y butilo. Los trialquilsilanos con residuos n -alquilo reaccionan en un factor de 10 más rápido que los silanos análogos con residuos alquilo ramificados. ^[5]

Clasificación

Dependiendo del patrón de sustitución del átomo de silicio se puede hacer una distinción adicional. Los organosilanoles se clasifican en:

• organosilanetrioles, cuando tres grupos hidroxi y un residuo orgánico están unidos a un átomo de silicio, por ejemplo, metilsilanetriol, fenilsilanetriol
• Organosilanioles, cuando dos grupos hidroxi y dos residuos orgánicos están unidos a un átomo de silicio, por ejemplo, dimetilsilanodiol, difenilsilanodiol.
• organosilanoles, cuando un grupo hidroxi y tres residuos orgánicos están unidos a un átomo de silicio, por ejemplo, trimetilsilanol , trietilsilanol o trifenilsilanol.

Referencias

1. IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de Oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) "silanoles". doi :10.1351/libro de oro.S05664
2. Paul D. Lickiss (1995), "La síntesis y estructura de organosilanoles", Avances en química inorgánica , vol. 42, págs. 147–262, doi :10.1016/S0898-8838(08)60053-7
3. Rudolf Pietschnig, Stefan Spirk (2016), "La química de los organosilanetrioles", Reseñas de química de coordinación , vol. 323, págs. 87–106, doi :10.1016/j.ccr.2016.03.010
4. Barry Arkles. «Silanos» (pdf) . Gelest . pag. 50 . Consultado el 10 de diciembre de 2016 .
5. G. Schott, C. Harzdorf (octubre de 1960), "Silane. I Alkalische Solvolyse von Triorganosilanen", Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (en alemán), vol. 306, núm. 3–4, págs. 180–190, doi :10.1002/zaac.19603060306