Ortosilicati organici: reazioni e proprietà
Gli ortosilicati organici sono composti in cui il silicio è legato a quattro gruppi -OR e hanno formula generale Si(OR)4. Questi composti si ottengono dalla reazione degli alogenuri del silicio con gli alcoli, dando origine a liquidi incolori dall’odor caratteristico.
Reazione
Ad esempio, il tetracloruro di silicio o tetraclorosilano reagisce con l’etanolo secondo la reazione: SiCl4 + 4 CH3CH2OH → Si(OCH2CH3)4 + 4 HCl, che porta alla formazione dell’ortosilicato tetraetile, costituito da quattro gruppi etilici legati allo ione SiO44- chiamato ortosilicato.
Tale molecola è un ortosilicato organico che può essere considerato come estere etilico dell’acido ortosilicico Si(OH)4. Altri ortosilicati organici di rilevanza sono l’ortosilicato tetrametile Si(OCH3)4 e l’ortosilicato tetrafetile Si(OC6H5)4.
La reazione di sintesi degli ortosilicati organici dà come prodotto anche gli alcossisilani, se usato il benzene come solvente, e esteri condensati del tipo (RO)3Si-O-Si(OR)3 se viene usato come solvente l’acqua.
Proprietà
Gli ortosilicati organici hanno la caratteristica di idrolizzare lentamente in una reazione graduale e controllabile. Ad esempio, in acqua l’ortosilicato tetraetile, essendo immiscibile con essa, può idrolizzarsi interfaccialmente per molti giorni o mesi; l’aggiunta di un acido forte accelera la reazione producendo silice solida o gel.
Esteri
Gli altri esteri siliconici hanno velocità di idrolisi diverse rispetto all’ortosilicato tetraetile ma, in presenza di catalizzatore, finiscono per generare silice. La reazione complessiva consiste nell’idrolisi diretta di alogenuro di silicio in cui gli esteri intermedi consentono di controllare il processo di idrolisi.
Va sottolineata l’importanza degli esteri per la capacità di depositare la silice nella forma desiderata e a velocità controllata, risultando utili nell’ambito delle vernici organiche per la formazione di pellicole più dure e resistenti. Oltre all’idrolisi, gli esteri silicici danno molte reazioni, ad esempio reagendo con i reattivi di Grignard.
Inoltre, l’ortosilicato tetraetile è utilizzato come agente reticolante nei polimeri siliconici e come precursore di SiO2 nell’industria dei semiconduttori, mentre l’ortosilicato tetrametile è impiegato nella sintesi organica per convertire chetoni e aldeidi nei corrispondenti chetali e acetali.