Silanol adalah gugus fungsi dalam kimia silikon dengan konektivitas Si–O–H. Gugus ini terkait dengan gugus fungsi hidroksi (C–O–H) yang ditemukan di semua alkohol. Silanol sering disebut sebagai zat antara dalam kimia organosilikon dan mineralogi silikat.[1] Jika silanol mengandung satu atau lebih residu organik, maka itu adalah organosilanol.
Struktur trimetilsilanol
Preparasi
Dari alkoksisilana
Contoh silanol terisolasi pertama adalah Et3SiOH, yang dilaporkan pada tahun 1871 oleh Albert Ladenburg. Ia menyiapkan "silikol" melalui hidrolisis Et3SiOEt (Et = CH2CH3).[2]
Dari silil halida dan senyawa terkait
Silanol umumnya disintesis melalui hidrolisis halosilana, alkoksisilana, atau aminosilana. Klorosilana adalah reaktan yang paling umum:
R3Si–Cl + H2O → R3Si–OH + HCl
Hidrolisis fluorosilana membutuhkan lebih banyak reagen pemaksa, yaitu alkali. Alkoksisilana (eter silil) jenis R3Si(OR') lambat terhidrolisis. Dibandingkan dengan eter silil, silil asetat lebih cepat terhidrolisis, dengan keuntungan bahwa asam asetat yang dilepaskan kurang agresif. Karena alasan ini, silil asetat terkadang direkomendasikan untuk aplikasi.[3]
Dengan oksidasi silil hidrida
Rute alternatif melibatkan oksidasi hidrosilana. Berbagai macam oksidan telah digunakan termasuk udara, perasam, dioksirana, dan kalium permanganat (untuk silana terhambat). Dengan adanya katalis logam, silana mengalami hidrolisis:[3]
R3Si–H + H2O → R3Si–OH + H2
Struktur dan contoh
Jarak ikatan Si–O biasanya sekitar 1,65 Å.[3] Dalam keadaan padat, silanol terlibat dalam ikatan hidrogen.[4]
Kebanyakan silanol hanya memiliki satu gugus OH, misalnya trimetilsilanol. Beberapa silanadiol juga dikenal, misalnya difenilsilanadiol. Untuk substituen yang besar secara sterik, bahkan silanatriol telah disiapkan.[5][3]
Reaksi
Keasaman
Silanol lebih asam daripada alkohol yang sesuai. Tren ini bertentangan dengan fakta bahwa Si jauh kurang elektronegatif daripada karbon (1,90 vs 2,55, masing-masing). Untuk Et3SiOH, pKa diperkirakan 13,6 vs 19 untuk tert-butil alkohol. pKa dari 3−ClC6H4)Si(CH3)2OH adalah 11.[3] Karena keasamannya yang lebih besar, silanol dapat sepenuhnya terdeprotonasi dalam larutan berair, terutama arilsilanol. Basa konjugatnya disebut siloksida atau silanolat.
Meskipun terdapat perbedaan keasaman, kebasaan alkoksida dan siloksida serupa.[3]
Konversi halida silil, asetat, dan eter menjadi siloksan berlangsung melalui silanol. Proses sol-gel yang melibatkan konversi misalnya, Si(OEt)4 menjadi SiO2 terhidrasi, berlangsung melalui perantara silanol.
Ketersediaan
Silanol tidak hanya ada sebagai senyawa kimia, tetapi juga tersebar luas di permukaan silika dan silikat terkait. Kehadirannya bertanggung jawab atas sifat penyerapan gel silika.[6] Dalam kromatografi, derivatisasi gugus silanol yang dapat diakses dalam fase diam terikat dengan gugus trimetilsilil disebut sebagai endcapping. Organosilanol terjadi sebagai zat perantara dalam proses industri seperti pembuatan silikon. Selain itu, organosilanol terjadi sebagai metabolit dalam biodegradasi silikon cincin kecil pada manusia dan mamalia.
Trisilanol sebagai zat perantara dalam pembentukan silseskuioksana kubik
Biorelevansi
Beberapa silanadiol dan silanatriol menghambat enzim hidrolitik seperti termolisin[7] dan asetilkolinesterase.[8]
Silanol induk
Secara harfiah, silanol merujuk pada senyawa tunggal dengan rumus H3SiOH (nomor Chemical Abstracts 14475-38-8). Famili SiH4−n(OH)n (n = 1, 2, 3, 4) sangat tidak stabil dan terutama menarik bagi ahli kimia teoretis. Silanol perhidroksilasi, terkadang disebut asam ortosilikat, sering dibahas secara samar-samar, tetapi belum dikarakterisasi dengan baik.
Referensi
↑Vadapalli Chandrasekhar, Ramamoorthy Boomishankar, Selvarajan Nagendran: Recent Developments in the Synthesis and Structure of Organosilanols. Chem. Rev. 2004, volume 104, pp 5847–5910. DOI:10.1021/cr0306135
↑A. Ladenburg: On the silicoheptyl series, from Deut. Chem. Ges. Ber., iv, 901 as summarized in "Organic chemistry" J. Chem. Soc., 1872, vol. 25, pp. 133–156. DOI:10.1039/JS8722500133
123456Paul D. Lickiss: The Synthesis and Structure of Organosilanols, Advances in Inorganic Chemistry Volume 42, 1995, Pages 147–262 DOI:10.1016/S0898-8838(08)60053-7
↑Beckmann, J.; Dakternieks, D.; Duthie, A.; Larchin, M. L.; Tiekink, E. R. T.: Tert-butoxysilanols as model compounds for labile key intermediates of the sol-gel process: crystal and molecular structures of (t-BuO)3SiOH and HO[(t-BuO)2SiO]2H, Appl. Organomet. Chem. 2003, 17, 52–62. DOI:10.1002/aoc.380
↑Nawrocki, Jacek: The silanol group and its role in liquid chromatography, Journal of Chromatography A 1997, volume 779, 29–72. DOI:10.1016/S0021-9673(97)00479-2
↑S. M. Sieburth, T. Nittoli, A. M. Mutahi and L. Guo: Silanediols: a new class of potent protease inhibitors, Angew. Chem. Int. Ed. 1998, volume 37, 812-814.
↑M. Blunder, N. Hurkes, M. List, S. Spirk and R. Pietschnig: Silanetriols as in vitro AChE Inhibitors, Bioorg. Med. Chem. Lett. 2011, volume 21, 363-365.
Bacaan lanjutan
EL Salmawy, M.S., Nakahiro, Y., and Wakamatsu, T. (1993). The role of silanol group in flotation separation of quartz from feldspar using non-ionic surfactants, 18th IMPC, pp.845–849, The Australian Institute of Mining and Metallurgical Engineering, Sydney, Australia.
