Ensiklopedia Dunia

Temukan artikel dan sumber daya untuk membantu menjawab pertanyaan Anda.

Siloksana

Polidimetilsiloksan adalah siloksana yang lazim.

Dalam kimia organosilikon, siloksana adalah senyawa organik yang mengandung gugus fungsi dua atom silikon yang terikat pada atom oksigen: Si−O−Si. Siloksan induk meliputi hidrida oligomer dan polimer dengan rumus H[OSiH2]nOH dan [OSiH2]n.[1] Siloksana juga mencakup senyawa bercabang, ciri khasnya adalah setiap pasangan pusat silikon dipisahkan oleh satu atom oksigen. Gugus fungsi siloksan membentuk tulang punggung silikona [−R2Si−O−SiR2−]n, contoh utamanya adalah polidimetilsiloksan (PDMS).[2] Gugus fungsi R3SiO− (yang ketiga Rnya mungkin berbeda) disebut siloksi. Siloksana adalah buatan manusia dan memiliki banyak aplikasi komersial dan industri karena hidrofobisitas senyawanya, konduktivitas termal yang rendah, dan fleksibilitas yang tinggi.

Struktur

Siloksana umumnya mengadopsi struktur yang diharapkan untuk pusat tetrahedral ("seperti sp3") yang terhubung. Panjang ikatan Si−O adalah 1,64 Å (vs jarak Si–C 1,92 Å) dan sudut Si-O-Si agak terbuka pada 142,5°.[3] Sebaliknya, jarak C−O dalam dialkil eter tipikal jauh lebih pendek yaitu 1,414(2) Å dengan sudut C−O−C yang lebih lancip yaitu 111°.[4] Dapat diketahui bahwa siloksana mempunyai hambatan rotasi yang rendah pada ikatan Si−O sebagai konsekuensi dari hambatan sterik yang rendah. Pertimbangan geometris ini adalah dasar dari sifat-sifat berguna dari beberapa bahan yang mengandung siloksana, seperti suhu transisi gelasnya yang rendah.

Sintesis

Dimetildiklorosilan (Si(CH3)2Cl2) adalah prekursor utama siloksan siklik (D3, D4, dll.) dan linier.[5]

Jalur utama menuju gugus fungsi siloksana adalah melalui hidrolisis silikon klorida:

2 R3Si−Cl + H2O → R3Si−O−SiR3 + 2 HCl

Reaksi berlangsung melalui pembentukan awal silanol (R3Si−OH):

R3Si−Cl + H2O → R3Si−OH + HCl

Ikatan siloksana kemudian dapat terbentuk melalui jalur silanol + silanol atau jalur silanol + klorosilan:

2 R3Si−OH → R3Si−O−SiR3 + H2O
R3Si−OH + R3Si−Cl → R3Si−O−SiR3 + HCl

Hidrolisis silildiklorida menghasilkan produk linier atau siklik. Produk linier diakhiri dengan gugus silanol:

n R2Si(OH)2 → H(R2SiO)nOH + (n − 1) H2O

Produk siklik tidak memiliki terminal silanol:

n R2Si(OH)2 → (R2SiO)n + n H2O

Produk liniernya, polidimetilsiloksan (PDMS), memiliki nilai komersial yang besar. Produksinya memerlukan produksi dimetilsilikon diklorida.

Mulai dari trisilanol dapat dibuat keramba, seperti spesi dengan rumus (RSi)nO3n/2 dengan struktur kubik (n = 8) dan prismatik heksagonal (n = 12). Kandang kubik adalah kelompok tipe kubana, dengan pusat silikon di sudut pusat oksigen kubus yang mencakup masing-masing dari dua belas sisinya.[6]

Reaksi

Oksidasi senyawa organosilikon, termasuk siloksana, menghasilkan silikon dioksida. Konversi ini diilustrasikan oleh pembakaran heksametilsiklotrisiloksan:

((CH3)2SiO)3 + 12 O2 → 3 SiO2 + 6 CO2 + 9 H2O

CO2 + 9 H2O Basa kuat mendegradasi gugus siloksan, sering kali menghasilkan garam

((CH3)3Si)2O + 2 NaOH → 2 (CH3)3SiONa + H2O

Reaksi ini berlangsung dengan produksi silanol. Reaksi serupa digunakan secara industri untuk mengubah siloksana siklik menjadi polimer linier.[2]

Siklometikon

Siklometikon adalah sekelompok metil siloksana, suatu kelas silikon cair (polimer polidimetilsiloksan siklik) yang memiliki karakteristik viskositas rendah dan volatilitas tinggi serta menjadi pelembap kulit dan dalam keadaan tertentu berguna sebagai pelarut pembersih.[7] Berbeda dengan dimetikon, yang merupakan siloksana linier yang tidak menguap, siklometikon bersifat siklik: kedua gugusnya terdiri dari tulang punggung [(CH3)2SiO]n. Bahan ini digunakan dalam banyak produk kosmetik termasuk deodoran dan antiperspiran yang perlu melapisi kulit tetapi tidak lengket setelahnya.[8] Dow Chemical adalah produsen utama siklometikon.[9]

Seperti semua siloksana, siklometikon terdegradasi melalui hidrolisis, menghasilkan silanol.[10] Silanol ini diproduksi pada tingkat rendah sehingga tidak mengganggu enzim hidrolitik.[11] Meskipun beberapa siklometikon secara struktural menyerupai eter mahkota, siklometikon hanya mengikat ion logam dengan lemah.[12]

Tata nama

Dekametilsiklopentasiloksan, atau D5, siloksana siklik.

Kata "siloksana" berasal dari kata silikon, oksigen, dan alkana. Dalam beberapa kasus, bahan siloksana terdiri dari beberapa jenis gugus siloksana yang berbeda; ini diberi label berdasarkan jumlah ikatan Si−O:

Unit M: (CH3)3SiO0.5,
Unit D: (CH3)2SiO,
Unit T: (CH3)SiO1.5.
Siloksana siklik (siklometikon) CAS Siloksana linear CAS
L2, MM: heksametildisiloksan 107-46-0
D3: heksametilsiklotrisiloksan 541-05-9 L3, MDM: oktametiltrisiloksan 107-51-7
D4: oktametilsiklotetrasiloksan 556-67-2 L4, MD2M: dekametiltetrasiloksan 141-62-8
D5: dekametilsiklopentasiloksan 541-02-6 L5, MD3M: dodekametilpentasiloksan 141-63-9
D6: dodekametilsikloheksasiloksan 540-97-6 L6, MD4M: tetradekametilheksasiloksan 107-52-8

Pertimbangan keamanan dan lingkungan

Karena silikona banyak digunakan dalam aplikasi biomedis dan kosmetik, toksikologinya telah diteliti secara intensif. “Kelembaman silikona terhadap hewan berdarah panas telah dibuktikan dalam sejumlah pengujian.” Dengan LD50 pada tikus >50 g/kg, mereka sebenarnya tidak beracun.[13] Namun masih ada pertanyaan mengenai toksisitas kronis atau konsekuensi bioakumulasi karena siloksana dapat berumur panjang.

Temuan tentang bioakumulasi sebagian besar didasarkan pada penelitian laboratorium. Studi lapangan tentang bioakumulasi belum mencapai konsensus. “Bahkan jika konsentrasi siloksana yang kami temukan pada ikan lebih tinggi dibandingkan dengan konsentrasi kontaminan klasik seperti PCB, beberapa penelitian lain di Oslo Fjord di Norwegia, Danau Pepin di AS, dan Danau Erie di Kanada menunjukkan konsentrasi siloksana menurun pada kisaran yang lebih tinggi dalam rantai makanan. Temuan ini menimbulkan pertanyaan tentang faktor mana yang mempengaruhi potensi bioakumulasi siloksana.”[14]

Siklometikon ada di mana-mana karena banyak digunakan dalam aplikasi biomedis dan kosmetik. Mereka dapat ditemukan dalam jumlah besar di kota-kota Amerika. Mereka dapat menjadi racun bagi hewan air dalam konsentrasi yang sering ditemukan di lingkungan.[15][16] Siklometikon D4 dan D5 bersifat bioakumulatif pada beberapa organisme akuatik, menurut sebuah laporan.[17]

Di Uni Eropa, D4, D5, D6 dan oktametiltrisiloksan dianggap berbahaya berdasarkan peraturan REACH. Mereka dikategorikan sebagai zat yang sangat memprihatinkan (SVHC) pada tahun 2024 karena sifat PBT (persisten, bioakumulatif, dan toksik) dan vPvB (sangat persisten dan sangat bioakumulatif) dan kemudian ditambahkan ke Daftar Kandidat REACH pada tahun 2025.[18] Kanada mengatur D4 berdasarkan rencana pencegahan polusi.[15] Tinjauan ilmiah di Kanada pada tahun 2011 menyimpulkan bahwa "Siloksana D5 tidak menimbulkan bahaya bagi lingkungan."[19]

Referensi

  1. ^ Siloxanes, IUPAC Gold Book.
  2. ^ a b Röshe, L.; John, P.; Reitmeier, R. "Organic Silicon Compounds" Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. John Wiley and Sons: San Francisco, 2003. DOI:10.1002/14356007.a24_021.
  3. ^ H. Steinfink, B. Post and I. Fankuchen. "The crystal structure of octamethyl cyclotetrasiloxane". Acta Crystallogr. 1955, vol. 8, 420–424. DOI:10.1107/S0365110X55001333.
  4. ^ K. Vojinović, U. Losehand, N. W. Mitzel. "Dichlorosilane–dimethyl ether aggregation: a new motif in halosilane adduct formation". Dalton Trans., 2004, 2578–2581. DOI:10.1039/B405684A.
  5. ^ Silicon: Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2nd ed.; Wiley: New Jersey, 2005. DOI:10.1002/0470862106.ia220.
  6. ^ S. D. Kinrade, J. C. H. Donovan, A. S. Schach and C. T. G. Knight (2002), Two substituted cubic octameric silicate cages in aqueous solution. J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1250–1252. DOI:10.1039/b107758a.
  7. ^ Barbara Kanegsberg; Edward Kanegsberg (2011). Handbook for Critical Cleaning: Cleaning Agents and Systems. CRC. hlm. 19. ISBN 978-1-4398-2827-4.
  8. ^ Amarjit Sahota (25 November 2013). Sustainability: How the Cosmetics Industry is Greening Up. Wiley. hlm. 208. ISBN 978-1-118-67650-9.
  9. ^ Meyer Rosen (23 September 2005). Delivery System Handbook for Personal Care and Cosmetic Products: Technology, Applications and Formulations. William Andrew. hlm. 693. ISBN 978-0-8155-1682-8.
  10. ^ S. Varaprath, K. L. Salyers, K. P. Plotzke and S. Nanavati "Identification of Metabolites of Octamethylcyclotetrasiloxane (D4) in Rat Urine" Drug Metab Dispos 1999, 27, 1267-1273.
  11. ^ R. Pietschnig, S. Spirk (2016). "The Chemistry of Organo Silanetriols". Coord. Chem. Rev. 323: 87–106. doi:10.1016/j.ccr.2016.03.010.
  12. ^ F. Dankert, C. von Hänisch (2021). "Siloxane Coordination Revisited: Si−O Bond Character, Reactivity and Magnificent Molecular Shapes". Eur. J. Inorg. Chem. 2021 (29): 2907–2927. doi:10.1002/ejic.202100275. S2CID 239645449.
  13. ^ Moretto, Hans-Heinrich; Schulze, Manfred; Wagner, Gebhard (2005), "Silicones", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, doi:10.1002/14356007.a24_057
  14. ^ "Siloxanes: Soft, shiny -- and dangerous?" by Christine Solbakken, Science Nordic, August 28, 2015. Retrieved May 31, 2016
  15. ^ a b Karpus, Jennifer (20 June 2014). "Exec: Silicone industry must focus on safety, environment". Rubber & Plastic News. Diakses tanggal 8 April 2015.
  16. ^ Bienkowski, Brian (30 April 2013). "Chemicals from Personal Care Products Pervasive in Chicago Air". Scientific American. Diakses tanggal 8 April 2015.
  17. ^ Wang, De-Gao; Norwood, Warren; Alaee, Mehran; Byer, Jonatan D.; Brimble, Samantha (October 2013). "Review of recent advances in research on the toxicity, detection, occurrence and fate of cyclic volatile methyl siloxanes in the environment". Chemosphere. 93 (5): 711–725. Bibcode:2013Chmsp..93..711W. doi:10.1016/j.chemosphere.2012.10.041. PMID 23211328.
  18. ^ "Candidate List of substances of very high concern for Authorisation". ECHA. Diakses tanggal 2019-12-18.
  19. ^ Report of the Board of Review for Decamethylcyclopentasiloxane (Siloxane D5)

Bacaan lebih lanjut

Pranala luar

Konten ini disalin dari wikipedia, mohon digunakan dengan bijak.

Toploker.com

Beranda

Program Studi

Karirnews
×
Advertisement