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Trimetilsilanol

El trimetilsilanol ( TMS ) es un compuesto orgánico de silicio con la fórmula (CH3 ) 3SiOH . El centro de silicio contiene tres grupos metilo y un grupo hidroxilo . Es un líquido volátil incoloro. [3] [4]

Aparición

El TMS es un contaminante presente en las atmósferas de las naves espaciales , donde surge de la degradación de materiales a base de silicona . [5] En concreto, es el producto volátil de la hidrólisis del polidimetilsiloxano , que generalmente termina con grupos trimetilsililo:

(CH 3 ) 3 SiO[Si(CH 3 ) 2 O] n R + H 2 O → (CH 3 ) 3 SiOH + HO[Si(CH 3 ) 2 O] n R

El TMS y los siloxanos volátiles relacionados se forman por hidrólisis de materiales que contienen siliconas, que se encuentran en detergentes y productos cosméticos.

En el biogás y en los gases de vertedero se encuentran trazas de trimetilsilanol, junto con otros siloxanos volátiles, que también resultan de la degradación de las siliconas . Como su combustión forma partículas de silicatos y cuarzo microcristalino , que causan abrasión en las piezas del motor de combustión, plantean problemas para el uso de dichos gases en motores de combustión. [6]

Producción

El trimetilsilanol no se puede producir mediante la simple hidrólisis del clorotrimetilsilano , ya que esta reacción conduce al producto de eterificación hexametildisiloxano , debido al subproducto ácido clorhídrico . [7]

El trimetilsilanol es accesible mediante hidrólisis débilmente básica del clorotrimetilsilano , ya que de esta manera se puede evitar la dimerización. [8] El trimetilsilanol también se puede obtener mediante la hidrólisis básica del hexametildisiloxano. [9]

Reacciones

El trimetilsilanol es un ácido débil con un valor de pKa de 11. [10] La acidez es comparable a la del ácido ortosilícico , pero mucho mayor que la de alcoholes como el terc -butanol (pKa 19 [10] ). La desprotonación con hidróxido de sodio produce trimetilsilóxido de sodio .

El TMS reacciona con los grupos silanol (R 3 SiOH) dando éteres de sililo.

Estructura

En cuanto a su estructura, la molécula es tetraédrica y el compuesto forma cristales monoclínicos. [11]

Propiedades adicionales

El calor de evaporación es 45,64 kJ·mol −1 , la entropía de evaporación 123 J·K −1 ·mol −1 . [2] La función de presión de vapor según Antoine se obtiene como log 10 (P/1  bar) = A − B/(T + C) (P en bar, T en K) con A = 5,44591, B = 1767,766  K y C = −44,888  K en un rango de temperatura de 291  K a 358  K. [2] Por debajo del punto de fusión a −4,5 °C, [12] El 1 H RMN en CDCl 3 muestra un singlete en δ=0,14 ppm. [13]

Bioactividad

Al igual que otros silanoles, el trimetilsilanol exhibe propiedades antimicrobianas. [14]

Referencias

  1. ^ ab Nomenclatura de la química orgánica: recomendaciones de la IUPAC y nombres preferidos 2013 (Libro azul) . Cambridge: The Royal Society of Chemistry . 2014. pág. 696. doi :10.1039/9781849733069-FP001. ISBN . 978-0-85404-182-4.
  2. ^ abc Grubb, WT; Osthoff, RC: Propiedades físicas de los compuestos organosilícicos. II. Trimetilsilanol y trietilsilanol en J. Am. Chem. Soc. 75 (1953) 2230–2232; doi :10.1021/ja01105a061.
  3. ^ Paul D. Lickiss: La síntesis y estructura de los organosilanoles , Advances in Inorganic Chemistry 1995, Volumen 42, Páginas 147–262, doi :10.1016/S0898-8838(08)60053-7.
  4. ^ Vadapalli Chandrasekhar, Ramamoorthy Boomishankar, Selvarajan Nagendran: Desarrollos recientes en la síntesis y estructura de organosilanoles , Chem. Rev. 2004, volumen 104, págs. 5847–5910, doi :10.1021/cr0306135.
  5. ^ Trimetilsilanol, Harold L. Kaplan, Martin E. Coleman, John T. James: Concentraciones máximas permitidas en naves espaciales para determinados contaminantes transportados por el aire , Volumen 1 (1994).
  6. ^ http://epics.ecn.purdue.edu/bgi/Documents/Fall%25202009/Removal_of_Siloxanes_.pdf [ enlace roto ]
  7. ^ Didier Astruc: Química organometálica y catálisis. Springer Science & Business Media, 2007, ISBN 978-3-540-46129-6 , pág. 331 ( [1] , pág. 331, en Google Books ). 
  8. ^ JA Cella, JC Carpenter: Procedimientos para la preparación de silanoles en J. Organomet. Chem. 480 (1994), 23–23; doi :10.1016/0022-328X(94)87098-5
  9. ^ M. Lovric, I. Cepanec, M. Litvic, A. Bartolincic, V. Vinkovic: Croacia Chem. Acta 80 (2007), 109–115
  10. ^ ab T. Kagiya, Y. Sumida, T. Tachi: Un estudio espectroscópico infrarrojo de la interacción de enlaces de hidrógeno. Estudios estructurales de poderes donadores y aceptores de protones en Bull. Chem. Soc. Jpn. 43 (1970), 3716–3722.
  11. ^ R. Minkwitz, S. Schneider: Die Tieftemperaturkristallstruktur von Trimethylsilanol. En: Zeitschrift für Naturforschung B. 53, 1998, págs. 426–429 (PDF, libre Volltext).
  12. ^ Batuew y col. en Doklady Akademii Nauk SSSR 95 (1954) 531.
  13. ^ Hamada, Tomoaki; Manabe, Kai; Kobayashi, Shū (13 de enero de 2006). "Reacciones catalíticas asimétricas de tipo Mannich activadas por diamina quiral ZnF2 en medios acuosos". Química - Una revista europea . 12 (4): 1205–1215. doi :10.1002/chem.200500673. PMID  16267871 . Consultado el 16 de marzo de 2021 .
  14. ^ Yun-mi Kim, Samuel Farrah, Ronald H. Baney (2006). "Silanol: una nueva clase de agente antimicrobiano". Revista electrónica de biotecnología . 9 (2): 176–180. doi :10.2225/vol9-issue2-fulltext-4.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)