オルトケイ酸テトラエチル

オルトケイ酸テトラエチル（オルトケイさんテトラエチル）は、化学式がテンプレート:Chemである化合物であり、英語名のTetraethyl orthosilicateを略して、TEOS(テオス)とも呼ばれる。IUPAC名は、テトラエトキシシラン (テンプレート:Lang-en-short) である。この分子は中心のテンプレート:Chemイオン（オルトケイ酸イオン）にエチル基が4つついた構造をしている。溶液中のイオンとしてはオルトケイ酸イオンは存在せず、TEOSはオルトケイ酸（Si(OH)₄）のエチルエステルであるとも解釈できる。消防法による第4類危険物 第2石油類に該当する。

TEOSは正四面体構造をとる。類縁体が数多く存在するが、たいていは四塩化ケイ素のアルコールによる加溶媒分解により合成される。

$\text{SiCl4}+4\mathrm{R}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶\text{Si(OR)4}+4\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

ここでRはメチル基、エチル基などのアルキル基。

利用

TEOSは主に、シリコーン樹脂の架橋剤として用いられている。また、カーペットなどのコート剤として用いられるほか、エアロゲルを作るのにも使われる。これらの用途は、Si-OR結合の反応性を利用している。

その他の反応

二酸化ケイ素とエタノールが反応しても、TEOSが生ずる。 また、TEOSは簡単に二酸化ケイ素へと変化させることができるが、この反応は水の付加によって起こる。

$\mathrm{S}\mathrm{i}(\mathrm{O}\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_5){\phantom{A}}_4+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+4\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_5\mathrm{O}\mathrm{H}$

この加水分解反応はゾルゲル法の一例でもあり、エタノールが副生成物である。この反応は、鉱物のようにSi-O-Si結合を持った固体へとTEOS分子が変化し、沈殿する形で進んでいく。反応速度は、触媒として働く酸や塩基の存在によって大きく変化する。

600℃以上の高温下では、TEOSはジエチルエーテルを生成して二酸化ケイ素へと変化する。

$\mathrm{S}\mathrm{i}(\mathrm{O}\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_5){\phantom{A}}_4⟶\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{O}(\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_5){\phantom{A}}_2$

出典・参考文献

• NIST Standard Reference Database 69, June 2005 Release: NIST Chemistry WebBook