トリメチルシラノール

トリメチルシラノール (Trimethylsilanol = TMS) は、化学式 (CH3)3SiOH で表される有機ケイ素化合物である。Si中心の回りには3つのメチル基と1つのヒドロキシル基がある。 無色の揮発性液体であるPaul D. Lickiss: The Synthesis and Structure of Organosilanols, Advances in Inorganic Chemistry 1995, Volume 42, Pages 147–262, .Vadapalli Chandrasekhar, Ramamoorthy Boomishankar, Selvarajan Nagendran: Recent Developments in the Synthesis and Structure of Organosilanols, Chem. Rev. 2004, volume 104, pp 5847–5910,  .。

 発生 
TMSは、宇宙船内の空気の汚染物質であり、シリコーンベースの材料の劣化から発生するTrimethylsilanol, Harold L. Kaplan, Martin E. Coleman, John T. James: Spacecraft Maximum Allowable Concentrations for Selected Airborne Contaminants, Volume 1 (1994).。具体的には、ポリジメチルシロキサン (一般にトリメチルシリル基で終端されている) の加水分解からの揮発性生成物である。

(CH3)3SiO[Si(CH3)2O]nR  + H2O  →  (CH3)3SiOH  +  HO[Si(CH3)2O]nR

TMSおよび関連する揮発性シロキサンは、洗剤および化粧品に含まれるシリコーンベースの含有材料の加水分解によって形成される。

微量のトリメチルシラノールは、他の揮発性シロキサンとともにバイオガスおよびに存在し、これもシリコーンの分解に起因する。それらの燃焼は、ケイ酸塩および微結晶石英の粒子を形成し、これが燃焼エンジン部品の摩耗を引き起こすため、燃焼エンジンでのそのようなガスの使用に問題を引き起こすhttp://epics.ecn.purdue.edu/bgi/Documents/Fall%25202009/Removal_of_Siloxanes_.pdf 。 

 製造 
トリメチルシラノールは、クロロトリメチルシランを二量体化を回避するために弱い塩基で加水分解することにより得られるJ.A. Cella, J.C. Carpenter: Procedures for the preparation of silanols in J. Organomet. Chem. 480 (1994), 23–23; 。ヘキサメチルジシロキサンの加水分解によっても得られるM. Lovric, I. Cepanec, M. Litvic, A. Bartolincic, V. Vinkovic: Croatia Chem. Acta 80 (2007), 109–115。 

トリメチルシラノールは、クロロトリメチルシランの単純な加水分解では生成できない。副生する塩化水素のためエーテル化生成物のヘキサメチルジシロキサンが生成されるためであるDidier Astruc: Organometallic Chemistry and Catalysis. Springer Science & Business Media, 2007, , S. 331 ().。



 反応 
トリメチルシラノールは、pKa値11の弱酸であるT. Kagiya, Y. Sumida, T. Tachi: An Infrared Spectroscopic Study of hydrogen Bonding Interaction. Structural Studies of Proton-donating and -accepting Powers in Bull. Chem. Soc. Jpn. 43 (1970), 3716–3722.。酸性度はオルトケイ酸の酸性度と同程度であるが、アルコールの一つ、例えば tert-ブタノール (pKa 19)よりははるかに高い。水酸化ナトリウムによる脱プロトン化でを与える。

TMSはシラノール基 (R3SiOH) と反応して、シリルエーテルを生成する。 

 構造 
その構造に関して、分子は四面体である。 化合物は単斜晶を形成するR. Minkwitz, S. Schneider: Die Tieftemperaturkristallstruktur von Trimethylsilanol. In: Zeitschrift für Naturforschung B. 53, 1998, S. 426–429 (PDF, freier Volltext).。

 付加的な性質  
蒸発熱は、45.64 kJ·mol−1、蒸発エントロピーは、123 J·K−1·mol−1であるGrubb, W.T.; Osthoff, R.C.: Physical Properties of Organosilicon Compounds. II. Trimethylsilanol and Triethylsilanol in  J. Am. Chem. Soc. 75 (1953) 2230–2232; .。
アントワン式 log10 (P/1bar）= A − B/(T + C) (P in bar、T in K）で A = 5.44591, B = 1767.766K、C = −44.888K (温度範囲 291K - 358K)。凝固点は-4.5°C以下Batuew et al. in Doklady Akademii Nauk SSSR 95 (1954) 531.。重クロロホルム中で1H NMRスペクトルは、δ=0.14 ppm にシングレットを示す。

 生物活性 
他のシラノールと同様に、トリメチルシラノールは抗菌特性を示す。

 脚注 

category:有機ケイ素化合物