Silanes

Les silanes utilisés comme réactifs et synthons organiques

Les silanes peuvent servir de réactifs organosiliciés dans différentes applications, aussi bien en tant que réactifs dans la synthèse de petites molécules complexes, que dans la fabrication d'adhésifs, de produits d'étanchéité, de lubrifiants automobiles, de puces informatiques, de solvants de nettoyage à sec, de produits de soins de santé et de soins de la peau, de petites molécules thérapeutiques et de lentilles de contact. De plus, avec différents substituts tels que des groupes alkyle, aryle ou amino, les silanes offrent une gamme variée de synthons pour la synthèse de composés organiques complexes. Les liaisons Si-H réactives des silanes leur permettent de servir de substrats dans l'hydrosilation catalytique, tandis que leur capacité à subir des réactions de substitution les rend essentiels au couplage croisé et à d'autres transformations organiques.

Le chlorotriméthylsilane

Le chlorotriméthylsilane, également connu sous le nom de triméthylchlorosilane, est un composé organosilané chloré rencontré en chimie de synthèse, notamment dans les réactions de silylation. Il a de multiples fonctions, notamment dans la chlorométhylation des polysulfones et l'activation de l'hydrure de lithium en vue de son utilisation comme source d'hydrure pour la silylation réductrice des composés carbonylés. Associé au bromure de lithium, il devient un réactif efficace de conversion des alcools en bromures. Dans certaines réactions, le chlorotriméthylsilane est notamment une alternative non toxique au chlorure mercurique. Il peut également être utilisé en association avec l'hexaméthyldisilazane pour protéger les alcools, en formant des éthers triméthylsilyliques par silylation. Ce composé polyvalent est aussi utilisé dans le clivage des esters, des lactones, des carbamates et des éthers, où le couple chlorotriméthylsilane/iodure de sodium dans l'acétonitrile offre une alternative plus performante à l'iodotriméthylsilane. En outre, le chlorotriméthylsilane, associé au nitrate d'argent ou d'ammonium, est un réactif de nitration régiosélectif efficace pour l'ipso-nitration des acides arylboroniques, produisant les nitroarènes correspondants. Il intervient également dans les réactions de désoximation lorsqu'il est associé au nitrite ou au nitrate de sodium.

L'aminosilane

Les aminosilanes, illustrés par des composés tels que le (3-aminopropyl)triéthoxysilane (APTES) et le (3-aminopropyl)triméthoxysilane (APTMS), sont principalement utilisés comme dispersants. L'APTES facilite la fixation d'un groupe aminé au silane fonctionnel pour la bioconjugaison. Il est couramment employé comme agent de couplage silané dans les procédés de silanisation. En outre, l'APTES est largement utilisé dans la modification de surface de divers nanomatériaux, où il permet de former des films thermiquement stables sur divers substrats. Reconnu comme un agent de couplage silané essentiel, l'APTES joue un rôle crucial dans la modification chimique des surfaces, telles que l'alumine et la silice. Il agit comme un promoteur d'adhésion entre les polymères et le matériau des substrats et est essentiel pour l'immobilisation des molécules de surface. La chimisorption des molécules d'APTES sur les atomes en surface provoque la formation, sur le substrat, d'une monocouche auto-assemblée. L'APTMS sert aussi d'agent de couplage silané dans la modification de la surface des nanomatériaux et a été utilisé avec succès dans ce rôle sur des nanoparticules d'argent.

Les alkylsilanes

Les alkylsilanes sont des composés saturés caractérisés par un ou plusieurs atomes de silicium liés entre eux ou à des atomes d'autres éléments chimiques. Ces composés présentent une grande réactivité et une activité biologique modérée. Les alkylsilanes sont largement utilisés dans les secteurs de la microélectronique et de l'optoélectronique, où ils interviennent dans la production de cellules solaires, d'écrans plats et de revêtements pour le verre et l'acier. Ils sont aussi employés dans le traitement de surface hydrophobe des charges et des surfaces inorganiques. Les alkylsilanes sont également utilisés dans la synthèse d'autres silanes et servent d'intermédiaires pharmaceutiques.

Les triéthylsilanes, sous-groupe des alkylsilanes, sont des composés polyvalents en synthèse organique. Avec un silicium lié à trois groupes éthyle, ils servent d'agents réducteurs et d'agents silylants et permettent de réduire sélectivement certains groupes fonctionnels tels que les carbonyles et les imines. Les triéthylsilanes jouent également un rôle crucial dans la protection des groupes fonctionnels lors des synthèses organiques complexes. L'élimination facile du groupe silané en conditions douces permet de procéder à une déprotection maîtrisée et stratégique. Ces composés sont également utiles pour la modification des surfaces et interviennent dans la mise au point de matériaux avancés. On les retrouve dans le couplage réducteur régiosélectif, la polymérisation cationique amorcée par voie redox, l'hydrogénation par transfert catalytique, la silylation des liaisons C-H aromatiques et la génération d'hydrure d'indium pour la cyclisation intramoléculaire des énynes.