Silanol

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.Vadapalli Chandrasekhar, Ramamoorthy Boomishankar, Selvarajan Nagendran: Recent Developments in the Synthesis and Structure of Organosilanols. Chem. Rev. 2004, volume 104, pp 5847–5910.  Jika silanol mengandung satu atau lebih residu organik, maka itu adalah organosilanol.

Preparasi
Dari alkoksisilana
Contoh silanol terisolasi pertama adalah , yang dilaporkan pada tahun 1871 oleh Albert Ladenburg. Ia menyiapkan "silikol" melalui hidrolisis  (Et = ).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. 

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  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.

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:
R3Si–H  +  H2O   →   R3Si–OH  +  H2

Struktur dan contoh
Jarak ikatan Si–O biasanya sekitar 1,65 Å.Paul D. Lickiss: The Synthesis and Structure of Organosilanols, Advances in Inorganic Chemistry Volume 42, 1995, Pages 147–262  Dalam keadaan padat, silanol terlibat dalam ikatan hidrogen.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. 

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.R. Pietschnig and S. Spirk: The Chemistry of Organo Silanetriols. Coord. Chem. Rev. 2016, 87-106. 

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  adalah 11. 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.

Kondensasi dan proses sol-gel
Silanol berkondensasi menghasilkan disiloksana:

Konversi halida silil, asetat, dan eter menjadi siloksan berlangsung melalui silanol. Proses sol-gel yang melibatkan konversi misalnya,  menjadi  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.Nawrocki, Jacek: The silanol group and its role in liquid chromatography, Journal of Chromatography A 1997, volume 779, 29–72.  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.

Biorelevansi
Beberapa silanadiol dan silanatriol menghambat enzim hidrolitik seperti termolisinS. 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. dan asetilkolinesterase.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.

Silanol induk
Secara harfiah, silanol merujuk pada senyawa tunggal dengan rumus  (nomor Chemical Abstracts 14475-38-8). Famili  (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 

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.

Kategori:Silanol