سيلانول

📅 آخر تحديث: ٥ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٥ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة
بنية ثلاثي ميثيل سيلانول

السيلانول هو مجموعة وظيفية في كيمياء السيليكون ، وترتبط روابطه بـ Si – O – H. وهو مشابه لمجموعة الهيدروكسيل الوظيفية (C – O – H) الموجودة في جميع الكحولات . غالبًا ما يُشار إلى السيلانولات كمركبات وسيطة في كيمياء السيليكون العضوية وعلم معادن السيليكات. [ 1 ] إذا احتوى السيلانول على بقايا عضوية واحدة أو أكثر، يُسمى سيلانولًا عضويًا .

تحضير

من ألكوكسيسيلانات

أول مثال معزول لمركب السيلانول هو Et3SiOH ، الذي أبلغ عنه ألبرت لادنبورغ عام 1871. وقد حضّر " السيليكول" عن طريق التحلل المائي لـ Et3SiOEt ( حيث Et = CH2CH3 ) . [ 2 ]

تُصنّع السيلانولات عمومًا عن طريق التحلل المائي للهالوسيلانات أو الألكوكسيسيلانات أو الأمينوسيلانات. وتُعدّ الكلوروسيلانات أكثر المواد المتفاعلة شيوعًا.

R₃Si – Cl + H₂O → R₃Si – OH + HCl

يتطلب تحلل الفلوروسيلانات استخدام عوامل محفزة أكثر، أي القلويات. أما ألكوكسيسيلانات ( إيثرات السيليل ) من النوع R₃Si (OR') فتتحلل ببطء. وبالمقارنة مع إيثرات السيليل، تتحلل أسيتات السيليل بسرعة أكبر، مع ميزة أن حمض الأسيتيك الناتج أقل عدوانية. لهذا السبب ، يُنصح أحيانًا باستخدام أسيتات السيليل في بعض التطبيقات. [ 3 ]

عن طريق أكسدة هيدريدات السيليل

ثمة مسار بديل يتضمن أكسدة الهيدروسيلانات. وقد استُخدمت مجموعة واسعة من المؤكسدات، بما في ذلك الهواء، والأحماض فوقية ، والديوكسيران ، وبرمنجنات البوتاسيوم ( للسيلانات المعيقة فراغيًا ). وفي وجود المحفزات المعدنية، تخضع السيلانات للتحلل المائي: [ 3 ]

ر 3 سي – ح + ح 2 يا → ر 3 سي – أوه + ح 2

الهيكل والأمثلة

يبلغ طول الرابطة Si – O عادةً حوالي 1.65 أنغستروم . [ 3 ] في الحالة الصلبة، تشارك السيليانولات في روابط هيدروجينية. [ 4 ] 

تحتوي معظم مركبات السيلانول على مجموعة هيدروكسيل واحدة فقط، مثل ثلاثي ميثيل سيلانول . كما تُعرف بعض مركبات السيلانيديول، مثل ثنائي فينيل سيلانيديول . أما بالنسبة للمجموعات البديلة الضخمة فراغياً، فقد تم تحضير مركبات السيلانتريول أيضاً. [ 5 ] [ 3 ]

ردود الفعل

حموضة

تُعدّ السيلانولات أكثر حمضية من الكحولات المقابلة لها. ويتناقض هذا مع حقيقة أن السيليكون أقل كهرسلبية بكثير من الكربون (1.90 مقابل 2.55 على التوالي). بالنسبة لـ Et₃SiOH ، تُقدّر قيمة pKa بـ 13.6 مقابل 19 لكحول ثالثي بوتيل . أما قيمة pKa لـ 3 - ClC₆H₄ ) Si (CH₃ ) ₂OH فهي 11. [ 3 ] نظرًا لحموضتها العالية، يمكن نزع البروتونات من السيلانولات بالكامل في المحلول المائي، وخاصةً أريل سيلانولات. تُسمى القاعدة المرافقة بالسيليكوكسيد أو السيلانولات.

على الرغم من اختلاف الحموضة، فإن قاعدية الألكوكسيدات والسيليكوكسيدات متشابهة. [ 3 ]

التكثيف وعملية سول-جل

تتكثف السيلانولات لتكوين ثنائي السيلوكسان :

2 R 3 SiOH → R 3 Si−O−SiR 3 + H 2 O

تتم عمليات تحويل هاليدات السيليل والأسيتات والإيثرات إلى سيلوكسانات عبر السيلانولات. أما عملية سول-جل ، التي تتضمن تحويل Si(OEt) ₄ على سبيل المثال إلى SiO₂ المائي ، فتتم عبر وسائط السيلانولات.

حدوث

لا تقتصر مركبات السيلانول على كونها مركبات كيميائية فحسب ، بل تنتشر بكثرة على سطح السيليكا والسيليكات ذات الصلة . ويُعزى وجودها إلى خصائص امتصاص هلام السيليكا. [ 6 ] في علم الكروماتوغرافيا ، تُعرف عملية اشتقاق مجموعات السيلانول المتاحة في الطور الثابت المرتبط بمجموعات ثلاثي ميثيل سيليل باسم التغطية الطرفية . وتوجد مركبات السيلانول العضوية كمركبات وسيطة في العمليات الصناعية، مثل تصنيع السيليكونات . علاوة على ذلك، توجد مركبات السيلانول العضوية كنواتج أيضية في التحلل الحيوي لسيليكونات الحلقات الصغيرة في الثدييات.

وسيط ثلاثي السيلانول في تكوين سيلسيسكويوكسان مكعب

الأهمية البيولوجية

بعض مركبات السيلانيديول والسيلانتريول تثبط الإنزيمات المحللة مثل الثيرموليسين [ 7 ] وأستيل كولينستراز . [ 8 ]

السيلانولات الأصلية

يشير مصطلح السيلانول حرفيًا إلى مركب واحد صيغته الكيميائية H₃SiOH ( رقم الملخصات الكيميائية 14475-38-8). أما عائلة SiH₄⁻ⁿ (OH) ⁿ ( حيث n = 1، 2، 3، 4) فهي غير مستقرة للغاية ، وتهمّ بشكل أساسي الكيميائيين النظريين. غالبًا ما يُناقش السيلانول المُهدرج بالكامل، والذي يُسمى أحيانًا حمض الأورثوسيليسيك ، بشكل غامض، ولكنه لم يُوصَف بدقة.

مراجع

  1. ↑ فادابالي تشاندراسيكار، رامامورثي بوميشانكار، سيلفاراجان ناجيندران: التطورات الحديثة في تركيب وبنية مركبات الأورجانوسيلانول . مجلة الكيمياء، 2004، المجلد 104، الصفحات 5847-5910. doi : 10.1021/cr0306135
  2. ↑ أ. لادنبورغ: حول سلسلة السيليكوهيبتيل ، من مجلة الجمعية الكيميائية الألمانية، المجلد الرابع، صفحة 901، كما لُخِّصَت في "الكيمياء العضوية"، مجلة الجمعية الكيميائية، 1872، المجلد 25، الصفحات 133-156. doi : 10.1039/JS8722500133
  3. 1 2 3 4 5 6 بول د. ليكيس: تركيب وبنية مركبات الأورجانوسيلانول ، التقدم في الكيمياء غير العضوية، المجلد 42، 1995، الصفحات 147-262، doi : 10.1016/S0898-8838(08)60053-7
  4. ↑ بيكمان، ج.؛ داكترنيكس، د.؛ دوثي، أ.؛ لارشين، م. ل.؛ تيكينك، إ. ر. ت.: مركبات ثالثي بوتوكسي سيلانول كمركبات نموذجية للوسائط الرئيسية غير المستقرة في عملية سول-جل: البنى البلورية والجزيئية لـ (t-BuO) ₃SiOH وHO[(t-BuO) ₂SiO ] ₂H ، مجلة الكيمياء العضوية المعدنية التطبيقية، 2003، 17، 52-62. doi : 10.1002/aoc.380
  5. ↑ ر. بيتشنيغ وس. سبيرك: كيمياء مركبات السيلانتريول العضوية . مجلة كيمياء التناسق 2016، 87-106. doi : 10.1016/j.ccr.2016.03.010
  6. ↑ ناووركي، جاك: مجموعة السيلانول ودورها في الكروماتوغرافيا السائلة ، مجلة الكروماتوغرافيا أ 1997، المجلد 779، 29-72. doi : 10.1016/S0021-9673(97)00479-2
  7. ↑ SM Sieburth , T. Nittoli, AM Mutahi and L. Guo: Silanediols: a new class of potent protease inhibitors , Angew. Chem. Int. Ed. 1998, volume 37, 812-814.
  8. ↑ 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.
  • السلماوي، ماجستير، ناكاهيرو، ي، وواكاماتسو، ت. (1993). دور مجموعة السيلانول في فصل الكوارتز عن الفلسبار بالتعويم باستخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية، المؤتمر الدولي الثامن عشر للتعدين والمعادن، الصفحات  845-849، المعهد الأسترالي للتعدين والهندسة المعدنية، سيدني، أستراليا.