thumb|180px|struktura trimetylosilanolu Silanole – grupa związków chemicznych zawierających ugrupowanie , analogiczne do grupy hydroksylowej w alkoholach. Zalicza się do nich związki nieorganiczne o budowie oraz związki organiczne o budowie (gdzie R – dowolna grupa organiczna), będące pochodnymi silanolu, . Organiczne silanole wykorzystuje się m.in. jako produkty przejściowe w chemii krzemoorganicznej i w mineralogii związków krzemu.

Otrzymywanie Z alkoksysilanów Pierwszym laboratoryjnie wyizolowanym silanolem był trietylosilanol (), którego obecność odnotował w 1871 roku Albert Ladenburg. Otrzymał go poprzez hydrolizę związku o wzorze , (gdzie oznacza grupę etylową ).

Z sililochlorowców oraz ze związków im pokrewnych Silanole są zwykle syntetyzowane na drodze hydrolizy chlorowcosilanów (sililochlorowców), alkoksysilanów lub aminosilanów. Najpowszechniejszymi substratami w tego typu reakcjach są chlorosilany:

Hydroliza fluorosilanów wymaga zastosowania bardziej reaktywnych odczynników, np. zasad. Alkoksysilany (etery sililowe) o wzorze ogólnym ulegają hydrolizie względnie wolno. W porównaniu z eterami sililowymi kwasy sililowe ulegają hydrolizie szybciej, z tą też korzyścią, że wydzielany w tych reakcjach kwas octowy jest mniej agresywny. Z tego powodu kwasy sililowe są zalecanymi odczynnikami do tego typu reakcji.

Z utlenienia sililowodorków Alternatywny szlak otrzymywania silanoli wymaga utlenienia silanowodorków. Do tego celu stosuje się szeroki wachlarz utleniaczy, do których można zaliczyć: tlen atmosferyczny, peroksokwasy, dioksiran, nadmanganian potasu (dla silanów trudnoutlenialnych).

W obecności katalizatorów silany ulegają hydrolizie według równania:

Struktura i przykłady Długość wiązania Si–O standardowo wynosi 1,65 Å. W stanie stałym znaczący udział w stabilizacji struktur międzycząsteczkowych odgrywają wiązania wodorowe.

Zdecydowana większość silanolów posiada tylko jedną grupę hydroksylową, np. trimetylosilanol. Znanych jest jednak w tej rodzinie wiele związków polihydroksylowych takich jak silanodiole (np. difenylosilanodiol). W przypadku wielkocząsteczkowych substytuentów uzyskano też silanotriole.

Reakcje Kwasowość Silanole są bardziej kwasowe od alkoholi. Trend ten jest paradoksalny, zważywszy że krzem jest o wiele mniej elektroujemny niż węgiel (odpowiednio ich liczby Paulinga wynoszą 1,90 oraz 2,55). Dla stała dysocjacji pKa na wartość szacowaną na 13,6. Dla porównania pKa alkoholu tert-butylowego wynosi 19. Tymczasem stała równowagowa pKa dla (3- wynosi 11. Ze względu na ich większą kwasowość, silanole mogą być w pełni zdeprotonowane w roztworze wodnym. W szczególności dotyczy to arylosilanolów. Sprzężone zasady silanoli dzieli się na silanoksydy oraz na silanolany. Pomimo opisanej rozbieżności w kwasowości alkoksydów i siloksydów, ich sprzężone zasady wykazują duże podobieństwo.

Kondensacja Silanole ulegają kondensacji z wytworzeniem disilooksanów:

Przemiany chlorowcosilanów, kwasów sililowych, oraz eterów sililowych w silooksany zachodzić mogą przede wszystkim z wytworzeniem intermediatów w postaci silanoli

Koagulacja Proces koagulacji, pociągający za sobą przemiany związków takich jak np. w hydraty dwutlenku krzemu , również powoduje powstanie intermediatów silanolowych.

Występowanie Silanole występują nie tylko jako sztucznie otrzymywane związki chemiczne, są też wszechobecne na powierzchni krzemionki oraz powiązanymi z nią krzemianami. To dzięki ich obecności żel krzemionkowy posiada zdolność do absorpcji. W chromatografii derywatyzacja zachodzi w obrębie dostępnych dla środowiska reakcyjnego grup silanolowych związanych z fazą stacjonarną poprzez grupy trimetylosililowe co odnotowane jest w literaturze jako endcapping. Organosilanole występują jako intermediaty w procesach przemysłowych takich jak wytwarzanie silikonów. Ponadto organosilanole występują jako metabolity podczas biodegradacji małopierścieniowych silikonów u ssaków.

thumb|trisilanolowy intermediat w postaci sześciennej cząsteczki silseskwioksanu

Wpływ na organizmy żywe Wiele silanodioli oraz silanotrioli przyczynia się do inhibicji enzymów hydrolitycznych takich jak termolizyna oraz acetylocholinesteraza.

Z drugiej strony niektóre silanole znajdują zastosowanie w przemyśle spożywczym. Metylosilanotriol, (MMST, tzw. „krzem organiczny”) jest pochodną kwasu krzemowego, do której wprowadzono grupę metylową. Związek ten wykorzystuje się do suplementacji krzemu u ludzi. Zastosowanie metylosilanotriolu przeciwdziała polimeryzacji kwasu krzemowego do kwasu polikrzemowego o znacznie mniejszej przyswajalności. Przy obecności metylosilanotriolu możliwe jest osiągnięcie stężenia krzemu powyżej 0,1%, dzięki czemu suplementacja może być bardziej efektywna.

Silanole macierzyste W sposób ścisłym nazwa „silanol” dotyczy związku chemicznego o wzorze (CAS 14475-38-8). Związki o wzorze ogólnym dla n ∈ {1,2,3,4} są wysoce niestabilne oraz przede wszystkim stanowiące przedmiot zainteresowania chemików teoretycznych w ramach badań podstawowych. Silanol poddany działaniu perhydrolu, zwany też czasem kwasem ortokrzemowym, jest często omawiany w tego typu badaniach, ale jak dotąd nie został dobrze scharakteryzowany.

Przypisy

Kategoria:Związki krzemu