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Articulo de referencia

Trimetilsilanol

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

Aparición

El TMS es un contaminante en las atmósferas de las naves espaciales , donde surge de la degradación de materiales a base de silicona . [ 5 ] Específicamente, 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, los cuales se encuentran en detergentes y productos cosméticos.

En el biogás y el gas de vertedero se encuentran trazas de trimetilsilanol, junto con otros siloxanos volátiles, resultantes de la degradación de las siliconas . Dado que su combustión forma partículas de silicatos y cuarzo microcristalino , que provocan 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 hidrólisis simple del clorotrimetilsilano, ya que esta reacción conduce al producto de eterificación hexametildisiloxano , debido al subproducto ácido clorhídrico . [ 7 ]

2ClSi(CH3)3→+H2O,−Hdol2HOSi(CH3)3→−H2O(CH3)3Si−O−Si(CH3)3{\ce {2ClSi(CH_{3})_{3}->[{\mathrm {+H_{2}O,\;-HCl} }]}}{\ce {2HOSi(CH_{3})_{3}->[\mathrm {-H_{2}O} ](CH_{3})_{3}Si-O-Si(CH_{3})_{3}}}

El trimetilsilanol se puede obtener mediante hidrólisis débilmente básica del clorotrimetilsilano , ya que así se evita la dimerización. [ 8 ] El trimetilsilanol también se puede obtener mediante 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 silanoles ( R 3 SiOH ) dando éteres de sililo.

Estructura

En cuanto a su estructura, la molécula es tetraédrica. 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 NMR 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. 1 2 Nomenclatura de 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. 1 2 3 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: Avances recientes en la síntesis y estructura de organosilanoles , Chem. Rev. 2004, volumen 104, pp 5847–5910, doi : 10.1021/cr0306135 .
  5. ↑ Trimetilsilanol , Harold L. Kaplan, Martin E. Coleman, John T. James: Concentraciones máximas permitidas para naves espaciales de contaminantes atmosféricos seleccionados , Volumen 1 (1994).
  6. ↑ http://epics.ecn.purdue.edu/bgi/Documents/Fall%25202009/Removal_of_Siloxanes_.pdf
  7. ↑ Didier Astruc: Química organometálica y catálisis. Springer Science & Business Media, 2007, ISBN 978-3-540-46129-6, S.  331 (, pág. 331, en Google Libros ).
  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: Croatia Chem. Acta 80 (2007), 109–115
  10. 1 2 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 , freier 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 de ZnF2 en medios acuosos" . Chemistry - A European Journal . 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 (inactivo el 1 de julio de 2025). Archivado del original el 22 de noviembre de 2010. Recuperado el 17 de agosto de 2007 .{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactivo desde julio de 2025 ( enlace ) CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )