실란올

Silanol
트리메틸실란올의 구조

실란올은 Si-O-H 연결성을 가진 실리콘 화학의 기능 그룹이다. 모든 알코올에서 발견되는 히드록시 기능군(C–O–H)과 관련이 있다. 실란올은 종종 오르가노실리콘 화학 및 규산염 광물학에서 매개체로 사용된다.[1] 실탄올에 하나 이상의 유기 잔여물이 들어 있는 경우, 그것은 오르간오실올이다.

준비

알톡시실란스로부터

실란올의 첫 번째 격리된 예는 1871년 알버트 라덴버그가 보도한 엣시오3. 그는 EtSiOEt3(Et = CH25)를 가수 분해하여 "실리콜"을 준비했다.[2]

실릴 할로겐 및 관련 화합물로부터

실란올은 일반적으로 할로실레인, 알록시실레인 또는 아미노실레인의 가수분해로 합성된다. 클로로실레인은 가장 흔한 반응물질이다.

RSi-Cl3 + HO2 → RSi3–OH + HCl

불소실제의 가수분해에는 더 많은 강제 시약, 즉 알칼리가 필요하다. RSi형3(OR')의 알톡시실렌(실릴 에테르)은 가수 분해 속도가 느리다. 실릴 에테르에 비해 실릴 아세테이트가 가수 분해에 더 빠르며, 방출된 아세트산이 덜 공격적이라는 장점이 있다. 이러한 이유로 실릴 아세테이트를 신청용으로 권장하기도 한다.[3]

실릴 하이드라이드의 산화에 의해

대체 루트는 하이드로실레인의 산화를 포함한다. 공기, 과산화물, 다이옥시레인, 과망간산칼륨(방해를 받는 사일란산염)을 포함한 광범위한 산화제가 사용되어 왔다. 금속 촉매가 있는 경우 사일런스는 다음과 같이 가수분해를 겪는다.[3]

RSi3–H + HO2 → RSi3–OH2 + H

구조 및 예

Si-O 결합 거리는 일반적으로 약 1.65 å이며,[3] 고체 상태에서는 실란올이 수소 결합에 관여한다.[4]

대부분의 실란에는 트리메틸실란과 같은 OH 그룹이 하나만 있다. 또한 일부 실란디올(예: 디페닐실란디올)도 알려져 있다. 강직하게 부피가 큰 대체물의 경우 실라네트리올까지 준비했다.[5][3]

반응

산도

실란올은 해당 알코올보다 산성도가 높다. 이러한 경향은 Si가 탄소(각각 1.90 대 2.55)에 비해 훨씬 덜 전기적이라는 사실과 대비된다. EtSiOH의3 경우, 테르트부틸 알코올의 경우 pK는a 13.6 대 19로 추정된다. 3-ClCH64)2Si의3 pKaOH는 11이다.[3] 산도가 높기 때문에 실란올은 수액, 특히 아릴실란올에서 완전히 탈착될 수 있다. 콘게이트 베이스는 실산화물 또는 실탄올산염이라고 한다.

산성의 격차에도 불구하고 알크산염과 규산염의 기본성은 비슷하다.[3]

응결 및 솔겔 공정

실란올은 이산화 탄소를 공급하기 위해 응축된다.

2 RSiOH3 → RSi-O-SiR33 + HO2

실릴 할로겐화물, 아세테이트, 에테르를 실록산으로 변환하는 작업은 실란올을 통해 진행된다. 예를 들어 Si(OTT)4를 수산화 SiO로2 전환하는 솔겔 과정은 실란올 중간체를 통해 진행된다.

발생

실란올은 화학 화합물로만 존재하는 것이 아니라 실리카와 관련 규산염 표면에 널리 퍼져 있다. 그들의 존재는 실리카 겔의 흡수 성질을 책임진다.[6] 크로마토그래피에서 트리메틸릴 그룹과 결합한 정지 단계에서 접근 가능한 실란올 그룹의 유도화를 엔드캐핑이라고 한다. 오르가노실올은 실리콘 제조와 같은 산업 공정의 매개체로 발생한다. 게다가 오르간오실올은 포유류에서 작은 고리 규소의 생분해에서 대사물로 발생한다.

입방형 실세스퀘이오크산(cubmic silesquioxane)을 형성하는 트리실올 중간.

바이오레전스

일부 실란데티올과 실란에트리올은 열성신이나[7] 아세틸콜린테라아제 같은 가수 분해 효소를 억제한다.[8]

모체 실탄올

말 그대로 실올은 HSiOH3(화학 추상체 번호 14475-38-8)라는 공식을 가진 단일 화합물을 말한다. 가족 SiH4-n(OH)n (n = 1, 2, 3, 4)는 불안정성이 매우 높으며 주로 이론 화학자에게 관심을 가진다. 과히드록실화 실란(perhydroxylated silolano)은 가끔 정형산(orthosilic acid)이라고 불리기도 하는데 애매한 용어로 논의되는 경우가 많지만, 그 특성이 잘 드러나지 않았다.

참조

  1. ^ Vadapalli Chandrasekhar, Ramamoorthy Boomishankar, Selvarajan Nagendran: Organossilanols의 합성 및 구조의 최근 발전. 2004년 개정판 104, 페이지 5847–5910. doi:10.1021/cr0306135
  2. ^ A. 라덴부르크: 뎁에서 온 실리코헵틸 시리즈에. Chem. Ges. Ber, iv, 901 "유기화학" J. Chem에 요약되어 있다. Soc., 1872년, 제25권, 페이지 133–156. doi:10.1039/JS872 excit133
  3. ^ a b c d e f 폴 D. 리키스: 오르간오실올의 합성 및 구조, 무기화학권 42, 1995, 페이지 147–262 doi:10.1016/S0898-8838 (08)60053-7
  4. ^ Beckmann, J.; D.; Dutie, A.; L., L., Tiekink, E. R. T.: 솔겔 공정의 실험용 키 매개체에 대한 모델 화합물로서의 테르트-부톡시실올: (t-BuO)3SiOH와 HO[(t-BuO)2SiO]2H, Appl. 오르가노메트. Chem. 2003, 17, 52–62. doi:10.1002/aoc.380
  5. ^ R. 피에츠니그 및 S. 스피르크: 오르가노 실라네트리올스의 화학. 좌표. 화학. 2016년 개정판, 87-106. doi: 10.1016/j.cr.2016.03.010
  6. ^ 나우록키, 야섹: 실란올 그룹과 액체 크로마토그래피에서의 그 역할, 1997, 제779권, 29–72. doi:10.1016/S0021-9673(97)00479-2.
  7. ^ S. M. Sieburth, T. Nittoli, A. M. M. Mutahi, L. 궈: 실란데디올스: 강력한 단백질 분해효소 억제제의 새로운 부류, 안젤라. 화학. 인트. 1998년 에드 37권 812-814.
  8. ^ M. Blunder, N. Hurkes, M. List, S. Spirk, R. 피에츠니그: 체외 ACHE 억제제로서의 실라네트리올, 바이오오르크. 의학. 화학. 2011년 상트 21권 363-365호
  • M.S.의 EL 살마위, Y.의 나카히로, T.의 와카마쓰. 비이온 계면활성제를 사용한 장석분리와 석영 분리를 위한 실올 그룹의 역할, 18번째 IMMC, 845–849페이지, 호주 시드니에 있는 The Australian Institute of Mining and Metalical Engineering,