La silanización es la unión de un grupo organosililo a alguna especie química. Casi siempre, la silanización es la conversión de una superficie terminada en silanol a una superficie terminada en alquilsiloxi. Esta conversión confiere hidrofobicidad a una superficie previamente hidrófila. [1] [2] Este proceso se utiliza a menudo para modificar las propiedades de la superficie de sustratos de vidrio, silicio, alúmina, cuarzo y óxido metálico, que tienen una abundancia de grupos hidroxilo. La silanización se diferencia de la sililación , que generalmente se refiere a la unión de grupos organosilícicos a sustratos moleculares.
Los mecanismos de silanización varían según el sustrato y el reactivo de silanización. En circunstancias habituales, los grupos MOH de la superficie reaccionan como nucleófilos con cloruros de sililo o alcóxidos de sililo. La estequiometría de estas reacciones se muestra a continuación:
M es típicamente Si, pero podría ser muchos otros elementos.
Se supone que el proceso sigue las vías que se aplican a la sililación de sustratos moleculares, como los alcoholes . [1]
Los reactivos silanizantes a menudo tienen la fórmula (RO) 3-n (CH 3 ) n SiR' o R'SiCl 3 , donde R = metilo o etilo y R' es una cadena de alquilo larga o un grupo alquilo funcionalizado. [1]
La naturaleza del grupo orgánico del agente de silanización influye considerablemente en las propiedades de la superficie. Los grupos silanizantes que contienen alquilos simples confieren hidrofobicidad.
Cuando las cadenas laterales del compuesto de silano son aminas o tioles, las superficies asumen las propiedades de esos grupos funcionales . [5] Estas superficies son susceptibles a reacciones posteriores características de los grupos funcionales añadidos. Se puede realizar, por ejemplo, un injerto. [6]
Una fase estacionaria popular es una sílice unida a una cadena de carbono octadecilo (C18) (clasificación USP L1). [7] Dichos materiales se producen mediante la reacción del gel de sílice con trimetoxioctadecilsilano]]. Los enlaces individuales involucran grupos silanol que desplazan a los grupos metoxi, formando enlaces Si-O-Si. Esta reacción cambia los grupos silanol hidrófilos en recubrimientos hidrófobos. Otros grupos silanizantes instalan sílice unida a C8 (L7), sílice pura (L3), sílice unida a ciano (L10) y sílice unida a fenilo (L11). Tenga en cuenta que C18, C8 y fenilo son resinas dedicadas a la fase reversa, mientras que las columnas de ciano se pueden usar en un modo de fase reversa dependiendo del analito y las condiciones de la fase móvil.
La silanización (o siliconización) de los recipientes de vidrio es una aplicación común que aumenta la hidrofobicidad de un recipiente de vidrio. Así tratado, el material de vidrio produce un menisco plano que permite una transferencia más completa de soluciones acuosas. [2] [8]
La silanización de material de vidrio se utiliza en el cultivo celular para minimizar la adherencia de las células a las paredes del matraz. [9] Además, el proceso de silanización también se utiliza en campos biomédicos para una amplia variedad de propósitos, incluido el anclaje de ADN a sustratos. [10]
La silanización del material de vidrio se puede lograr sumergiéndolo en una solución de 5-10% de dimetildietoxisilano seguido de calentamiento. [2]
La silanización también se utiliza para chips de ADN. Los ácidos nucleicos no se unen a superficies de vidrio sin tratar. La silanización puede proporcionar un mejor sitio de unión para los ácidos nucleicos en el chip. [11] Un silano común utilizado para tratar superficies de vidrio para esta aplicación es el (3-mercaptopropil) trimetoxisilano, que aumenta la cantidad de grupos tiol reactivos en la superficie [11]. Los ácidos nucleicos pueden unirse a estos grupos tiol disponibles en la superficie del chip de ADN de vidrio después de que se produce la silanización. [11]
La silanización se utiliza a menudo para tratar cerámicas utilizadas en restauraciones y reparaciones dentales. Se ha demostrado que la aplicación de agentes de acoplamiento de silano después de granallar el material cerámico produce una unión duradera con resina. [12] Además, para implantes de titanio y otros metales en alambres y coronas, la aplicación de agentes de acoplamiento de silano seguida de cemento compuesto de resina ha producido una unión duradera en una aplicación clínica. [12] Si bien los agentes de acoplamiento de silano se utilizan ampliamente en las prácticas dentales, están sujetos a la degradación de la unión debido al entorno de la cavidad oral, lo que debilita la adhesión entre las superficies que se utilizan para conectar. [12] [13]