Αιθυλομεθυλοσιλάνιο
Το αιθυλομεθυλοσιλάνιο ή μεθυλοσιλυλαιθάνιο ή 2-σιλαβουτάνιο είναι ένα αλκυλοσιλάνιο.
Από τις παραπάνω ονομασίες:
Με βάση το χημικό τύπο του, C2H8Si, έχει τα ακόλουθα τέσσερα (4) ισομερές θέσης:
Δομή
Η δομή του ομοιάζει γεωμετρικά με αυτήν του βουτανίου.
Ωστόσο οι δεσμοί C-Si και Si-H είναι πολωμένοι κατά την έννοια Cδ-Siδ+ και Siδ+-Hδ-, αντίστοιχα, γιατί το πυρίτιο έχει μικρότερη ηλεκτραρνητικότητα (1,90 κατά Paouling) και από τον άνθρακα (2,55 κατά Paouling) και από το υδρογόνο (2,20 κατά Paouling).
Παραγωγή
Με επίδραση αιθυλομαγνησιοϊωδίδιου (CH3CH2MgI) σε μεθυλοσιλυλοχλωρίδιο (CH3SiH2Cl) ή μεθυλομαγνησιοϊωδίδιου (CH3MgI) σε αιθυλοσιλυλοχλωρίδιο (CH3CH2SiH2Cl) παράγεται αιθυλομεθυλοσιλάνιο : \\mathrm{CH_3CH_2I + Mg \\xrightarrow{|Et_2O|} CH_3CH_2MgI \\xrightarrow{+CH_3SiH_2Cl} CH_3CH_2SiH_2CH_3 + MgClI \\downarrow} ή \\mathrm{CH_3I + Mg \\xrightarrow{|Et_2O|} CH_3MgI \\xrightarrow{+CH_3CH_2SiH_2Cl} CH_3CH_2SiH_2CH_3 + MgClI \\downarrow}
Με επίδραση αιθυλολιθίου (CH3CH2Li) σε μεθυλοσιλυλοχλωρίδιο (CH3SiH2Cl) ή μεθυλολίθιου (CH3Li) αιθυλοσιλυλοχλωρίδιο (CH3CH2SiH2Cl) παράγεται αιθυλομεθυλοσιλάνιο : \\mathrm{CH_3CH_2X + 2Li \\xrightarrow[|Et_2O|, -10^oC]{-LiX} CH_3CH_2Li \\xrightarrow{+CH_3SiH_2Cl} CH_3CH_2SiH_2CH_3 + LiCl} ή \\mathrm{CH_3X + 2Li \\xrightarrow[|Et_2O|, -10^oC]{-LiX} CH_3Li \\xrightarrow{+CH_3CH_2SiH_2Cl} CH_3CH_2SiH_2CH_3 + LiCl}
1. Με προσθήκη μεθυλοσιλανίου σε αιθένιο παράγεται μεθυλοσιλυλαιθάνιο: \\mathrm{CH_2=CH_2 + CH_3SiH_3 \\xrightarrow{} CH_3CH_2SiH_2CH_3}
2. Με προσθήκη υδρογόνου σε Si-μεθυλοεπισιλαιθάνιο παράγεται μεθυλοσιλυλαιθάνιο: \\mathrm{ (CH_2CH_2SiH)CH_3 + H_2 \\xrightarrow{Pt} CH_3CH_2SiH_2CH_3}
Χημική συμπεριφορά και παράγωγα
Το αιθυλομεθυλοσιλάνιο έχει ισχυρές αναγωγικές ιδιότητες, καθώς συνδυάζει τη συμπεριφορά καρβιδίου με εκείνη υδριδίου.
Διάφορα πυρηνόφιλα (Nu-) αντιδραστήρια, διασπούν, ανάλογα με τις συνθήκες, το δεσμό C-Si ή έναν από τους δεσμούς Si-H (πιο εύκολα).
Οι μηχανισμοί που επικρατούν είναι οι SN2 και SNi.
Στην πρώτη περίπτωση σχηματίζεται ενδιάμεσο ασταθές προϊόν γενικού τύπου [CH3CH2SiH2NuCH3]- με δομή τριγωνικής διπυραμίδας, αφού το πυρίτιο μπορεί να αξιοποιεί και τα 3d τροχιακά του με υβριδισμό 3sp3d.
Η γενική μορφή της πυρηνόφιλης υποκατάστασης σε αιθυλομεθυλοοσιλάνιο είναι η ακόλουθη: . \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + ANu \\xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2SiH(Nu)CH_3 + AH}
1. Με επίδραση νερού (H2O) σε αιθυλομεθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλομεθυλοσιλανόλη \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + H_2O \\xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2SiH(OH)CH_3 + H_2 \\uparrow}
2. Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε αιθυλομεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στην αλκοόλη αλκάνιο (RH) και αιθυλομεθυλοσιλανόλη \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + ROH \\xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2SiH(OH)CH_3 + RH}
Με επίδραση αιθέρα (ROR) σε αιθυλομεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον αιθέρα αλκάνιο (RH) και αιθυλαλκοξυμεθυλοσιλάνιο (CH3CH2SiH(OR)CH3) \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + ROR \\xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2SiH(OR)CH_3 + RH}
Με επίδραση αλκινίων (RC ≡ CH) σε αιθυλομεθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλαλκινυλομεθυλοσιλάνιο [CH3CH2SiH(C ≡ CR)CH3] \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + RC \\equiv CH \\xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2SiH(C \\equiv CR)CH_3 + H_2 \\uparrow}
Με επίδραση εστέρα (RCOOR) σε αιθυλομεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον εστέρα αλκάνιο (RH) και αιθυλοκαρβαλκοξυμεθυλοσιλάνιο (CH3CH2SiH(OOCR)CH3, εστέρας της αιθυλομεθυλοσιλανόλης) \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + RCOOR \\xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2SiH(OOCR)CH_3 + RH}
Με επίδραση νιτριλίων (RCN) σε αιθυλομεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο νιτρίλιο αλκάνιο (RH) και αιθυλομεθυλοσιλανονιτρίλιο \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + RCN \\xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2SiH(CN)CH_3 + RH}
Με επίδραση οργανομεταλλικών ενώσεων (π.χ RNa) σε αιθυλομεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο υδρίδιο (π.χ. NaH) και αιθυλαλκυλομεθυλοσιλάνιο (CH3CH2SiH(R)CH3) \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + RNa \\xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2SiH(R)CH_3 + NaH}
Με επίδραση θειόλης (RSH) σε αιθυλομεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στη θειόλη αλκάνιο (RH) και αιθυλομεθυλοσιλανοθειόλη \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + RSH \\xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2SiH(SH)CH_3 + RH}
Με επίδραση θειαιθέρα (RSR) σε αιθυλομεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο θειαιθέρα αλκάνιο (RH) και αιθυλαλκυλοθειομεθυλοσιλάνιο (CH3CH2SiH(SR)CH2) \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + RSR \\xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2SiH(SR)2CH_3 + RH}
Με επίδραση αλκυλαλογονίδιου (RX) σε αιθυλομεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο αλκάνιο (RH) και αιθυλομεθυλοσιλυλοχλωρίδιο (CH3CH2SiH(Χ)CH3) \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + RX \\xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2SiH(X)CH_3 + RH}
1. Με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε αιθυλομεθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλομεθυλοοσιλαναμίνη: \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + NH_3 \\xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2SiH(NH_2)CH_3 + H_2 \\uparrow}
2. Με επίδραση πρωτοταγούς αμίνης (RNH2) σε αιθυλομεθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλο-Ν-αλκυλομεθυλοσιλαναμίνη (CH3CH2SiH(NHR)CH3): \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + RNH_2 \\xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2SiH(NHR)CH_3 + H_2 \\uparrow}
3. Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (R2NH) σε αιθυλομεθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλο-Ν,N-διαλκυλομεθυλοσιλαναμίνη (CH3CH2SiH(NR2)CH3): \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + R_2NH \\xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2SiH(NR_2)CH_3 + H_2 \\uparrow}
1. Προσθήκη σε διπλούς δεσμούς.
Π.χ. με αιθένιο δίνει αιθυλομεθυλοσιλυλαιθάνιο: \\mathrm{ CH_3CH_2SiH_2CH_3 + CH_2=CH_2 \\xrightarrow{} (CH_3CH_2)_2SiHCH_3}
2. Προσθήκη σε τριπλούς δεσμούς...
Π.χ. με αιθίνιο δίνει αιθυλομεθυλοσιλυλαιθένιο: \\mathrm{ CH_3CH_2SiH_2CH_3 + HC \\equiv CH \\xrightarrow{} CH_2=CHSiH(CH_3)CH_2CH_3}
3. Προσθήκη σε συζηγείς διπλούς δεσμούς.
Π.χ. με βουταδιένιο-1,3 δίνει 1-αιθυλομεθυλοσιλυλοβουτένιο-2: \\mathrm{ CH_3CH_2SiH_2CH_3 + CH_2=CHCH=CH_2 \\xrightarrow{} CH_3CH=CHCH_2SiH(CH_3)CH_2CH_3 + 4H_2O}
4. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ισοκυκλικούς δακτυλίους.
Π.χ. με κυκλοπροπάνιο δίνει 1-αιθυλομεθυλοσιλυλοπροπάνιο: \\mathrm{ + CH_3CH_2SiH_2CH_3 \\xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2SiH(CH_3)CH_2CH_3}
5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους.
Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει αιθυλομεθυλοσιλυλοξυαιθάνιο : \\mathrm{ + CH_3CH_2SiH_2CH_3 \\xrightarrow{} CH_3CH_2OSiH(CH_3)CH_2CH_3}
Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH2]) σε αιθυλομεθυλοσιλάνιο παράγονται μεθυλοπροπυλοσιλάνιο, διαιθυλοσιλάνιο,ισοπροπυλομεθυλοσιλάνιο, και αιθυλοδιμεθυλοσιλάνιο : \\mathrm{CH_3CH_2SiH_2CH_3 + CH_3Cl + KOH \\xrightarrow{} \\frac{3}{10} CH_3CH_2CH_2SiH_2CH_3 + \\frac{3}{10} CH_3CH_2SiH_2CH_2CH_3 + \\frac{1}{5} (CH_3)_2CHSiH_2CH_3 + \\frac{1}{5} CH_3CH_2SiH(CH_3)_2 + KCl + H_2O}
Παρατηρήσεις, υποσημειώσεις και αναφορές
Πηγές
