Σιλετάνιο

Σιλετάνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Σιλετάνιο
Άλλες ονομασίες	Σιλακυκλοβουτάνιο; 1,3-επισιλαπροπάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C3H8Si
Μοριακή μάζα	72,181 amu
Σύντομος; συντακτικός τύπος
SMILES	C1C[SiH2]C1
InChI	1S/C3H8Si/c1-2-4-3-1/h1-4H2
ChemSpider ID	60837
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	26
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο βρασμού	29,8±7,0°C
Διαλυτότητα; στο νερό	153,4 g/m³
Τάση ατμών	640,6±0,1 mmHg
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία; ανάφλεξης	-28,2±18,2°C
Επικινδυνότητα
	Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

To σιλετάνιο^[2] (αγγλικά siletane) είναι οργανική ετεροκυκλική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και πυρίτιο, με μοριακό τύπο C₃H₈Si. Είναι ένα οργανικό ετετροκυκλικό σιλάνιο, που το μόριό του αποτελείται από έναν τετραμελή δακτύλιο, με τρία (3) άτομα άνθρακα και ένα (1) άτομο πυριτίου. Εκτός από τη «μητρική» ένωση, ο όρος σιλετάνιο μπορεί να αναφέρεται και σε μια σειρά «θυγατρικών» ή «υποκατεστημένων» παραγώγων, που περιέχουν έναν (τουλάχιστον) σιλετανικό δακτύλιο, δηλαδή τετραμελή δακτύλιο με τρία (3) άτομα άνθρακα, ένα (1) άτομο πυριτίου, και κανένα διπλό δεσμό.

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με κυκλοποίηση 1,3-διβρωμοπαραγώγου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το σιλετάνιο μπορεί να παραχθεί επίδραση μαγνησίου σε (βρωμαιθυλο)(βρωμομεθυλο)σιλάνιο. Η απόδοση της αντίδρασης είναι μικρότερη από ότι η αντίστοιχη για το σιλιράνιο, γιατί η διαμόρφωση των 1,3-διβρωμοπαραγώγων είναι λιγότερο κατάλληλη για αντίδραση κυκλοποίησης^[3]

$\mathrm {BrCH_{2}SiH_{2}CH_{2}CH_{2}Br+Mg{\xrightarrow {THF}}MgBr_{2}+}$

Όπου THF τετραϋδροφουράνιο.

Με φωτοχημική κυκλοποίηση 2+2[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Εναλλακτικά, μπορεί να παραχθεί και με φωτοχημική 2+2 αντίδραση Πατέρνο-Μπούχι (Paternò-Büchi-Reaktion), μεταξύ αιθενίου και μεθυλενοσιλάνιου^[3]^[4]^[5]:

$\mathrm {CH_{2}=CH_{2}+CH_{2}=SiH_{2}{\xrightarrow {UV}}}$

Χημική συμπεριφορά και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το σιλετάνιο, από τη δομή του, συνδυάζει τις ιδιότητες ένωσης με τετραμελή δακτύλιο, με αυτές οργανοσιλανίου. Έτσι, ως ένωση με τετραμελή δακτύλιο δίνει αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης, όπου «σπάει» ένας από τους δεσμούς C-Si, γιατί είναι ασθενέστεροι από τους δεσμούς C-C, εφόσον οι δεσμοί C-Si είναι 2sp³-3sp³, ενώ οι δεσμοί C-C είναι 2sp³-2sp³. Ως οργανοσιλάνιο συνδυάζει τις αναγωγικές ιδιότητες ενός καρβιδίου και ενός υδριδίου, αφού το πυρίτιο έχει μικρότερη ηλεκτραρνητικότητα και από τον άνθρακα και από το υδρογόνο^[6].

Αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ορισμένα από τα αντιδραστήρια που αναφέρονται στις παρακάτω αντιδράσεις, είναι δυνατό να προκαλούν και παράπλευρες αντιδράσεις.

Καταλυτική υδρογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καταλυτική υδρογόνωση σε σιλετάνιο παράγεται προπυλοσιλάνιο^[7]:

$\mathrm {+H_{2}{\xrightarrow {Pt}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}SiH_{3}}$

Υδραλογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υδραλογόνου (ΗΧ) σε σιλετάνιο παράγεται αλοπροπυλοσιλάνιο:

$\mathrm {+HX{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}SiH_{2}X}$

Υδροξυαλογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υπαλογονώδους οξέος (HOX) σε σιλετάνιο παράγεται (2-αλoπροπυλο)σιλανόλη:

$\mathrm {+HOX{\xrightarrow {}}XCH_{2}CH_{2}CH_{2}SiH_{2}OH}$

Η παραπάνω αντίδραση ισχύει όταν X όχι F. Με επίδραση υποφθοριώδους οξέος (HOF) σε σιλετάνιο παράγεται (3-υδροξυπροπυλο)φθοροσιλάνιο:

$\mathrm {+HOF{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH_{2}CH_{2}SiH_{2}F}$

Ενυδάτωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση θειικού οξέως σε σιλετάνιο παράγεται αρχικά ο όξινος θειικός προπυλοσιλυλεστέρας (CH₃CH₂CH₂SiH₂OSO₃H), που υδρολύεται σχηματίζοντας προπυλοσιλανόλη:

$\mathrm {+H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}SiH_{2}OSO_{3}H{\xrightarrow[{-H_{2}SO_{4}}]{+H_{2}O}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}SiH_{2}OH}$

Διυδροξυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υπεροξείδιο του υδρογόνου σε σιλετάνιο, παρουσία καρβοξυλικών οξέων παράγεται 3-υδροξυπροπυλοσιλανόλη:

$\mathrm {+H_{2}O_{2}{\xrightarrow {RCOOH}}HOCH_{2}CH_{2}CH_{2}SiH_{2}OH}$

Αλκοξυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε σιλετάνιο παράγεται αλκοξυπροπυλοσιλάνιο:

$\mathrm {+ROH{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}SiH_{2}OR}$

Συμπεριφορά σιλανίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Διάφορα πυρηνόφιλα (Nu^-) αντιδραστήρια, διασπούν, ανάλογα με τις συνθήκες, έναν από τους δεσμούς C-Si ή έναν από τους δεσμούς Si-Η (πιο εύκολα). Οι μηχανισμοί που επικρατούν είναι οι S_N² και S_Nⁱ. Στην πρώτη περίπτωση σχηματίζεται ενδιάμεσο ασταθές προϊόν γενικού τύπου [CH₃SiH₃Nu]^- με δομή τριγωνικής διπυραμίδας, αφού το πυρίτιο μπορεί να αξιοποιεί και τα 3d τροχιακά του με υβριδισμό 3sp³d. Η γενική μορφή της πυρηνόφιλης υποκατάστασης υδρογόνου σε σιλετάνιο είναι η ακόλουθη:^[8]^[9]:

$\mathrm {+ANu{\xrightarrow {BF_{3}}}AH+}$ Si-Nu-σιλετάνιο

Με ANu συμβολίζεται πυρηνόφιλο αντιδραστήριο.
Ο ρόλος του BF₃ είναι να σχηματίζει το ενδιάμεσο σύμπλοκο [ANu-BF₃] και διευκολύνει την ενεργοποίηση του ANu.
Παραδείγματα:

Si-υδροξυσιλετάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με επίδραση νερού (H₂O) σε σιλετάνιο παράγεται υδρογόνο και Si-υδροξυσιλετάνιο:

$\mathrm {+H_{2}O{\xrightarrow {BF_{3}}}H_{2}\uparrow +}$ Si-υδροξυσιλετάνιο

A = H, Nu = OH.

2. Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε σιλετάνιο παράγεται το αντίστοιχο στην αλκοόλη αλκάνιο (RH) και Si-υδροξυσιλετάνιο:

$\mathrm {+ROH{\xrightarrow {BF_{3}}}RH+}$ Si-υδροξυσιλετάνιο

A = R, Nu = OH.

Si-αλκοξυσιλετάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αιθέρα (ROR) σε σιλετάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον αιθέρα αλκάνιο (RH) και Si-αλκοξυσιλετάνιο:

$\mathrm {+ROR{\xrightarrow {BF_{3}}}RH+}$ Si-αλκοξυσιλετάνιο

A = R, Nu = OR.

Si-αλκινυλοσιλετάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλκινίων (RC≡CH) σε σιλετάνιο παράγεται υδρογόνο και Si-αλκινυλοσιλετάνιο:

$\mathrm {+RC\equiv CH{\xrightarrow {BF_{3}}}H_{2}\uparrow +}$ Si-αλκινυλοσιλετάνιο

A = H, Nu = RC≡C.

Si-καρβαλκοξυσιλετάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση εστέρα (RCOOR) σε σιλετάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον εστέρα αλκάνιο (RH) και Si-καρβαλκοξυσιλετάνιο:

$\mathrm {+RCOOR{\xrightarrow {BF_{3}}}RH+}$ Si-καρβαλκοξυσιλετάνιο

A = R, Nu = RCOO.

Si-κυανοσιλιράνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση νιτριλίων (RCN) σε σιλετάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο νιτρίλιο αλκάνιο (RH) και Si-κυανοσιλιράνιο:

$\mathrm {+RCN{\xrightarrow {BF_{3}}}RH+}$ Si-κυανοσιλετάνιο

A = R, Nu = CN.

Si-αλκυλοσιλετάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση οργανομεταλλικών ενώσεων (π.χ RNa) σε σιλετάνιο παράγεται το αντίστοιχο υδρίδιο (π.χ. NaH) και Si-αλκυλοσιλετάνιο:

$\mathrm {+RNa{\xrightarrow {BF_{3}}}NaH+}$ Si-αλκυλοσιλετάνιο

Si-υδροθειοσιλετάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση θειόλης (RSH) σε σιλιράνιο παράγεται το αντίστοιχο στη θειόλη αλκάνιο (RH) και Si-υδροθειοσιλετάνιο

$\mathrm {+RSH{\xrightarrow {BF_{3}}}RH+}$ Si-υδροθειοσιλετάνιο

A = R, Nu = SH.
A = Na, Nu = R.

Si-αλκυλοθειοσιλετάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση θειαιθέρα (RSR) σε σιλετάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο θειαιθέρα αλκάνιο (RH) και Si-αλκυλοθειοσιλετάνιο:

$\mathrm {+RSR{\xrightarrow {BF_{3}}}RH+}$ Si-αλκυλοθειοσιλετάνιο

A = R, Nu = SR.

Si-αλοσιλετάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με επίδραση υδραλογόνου (RX) σε σιλετάνιο παράγεται υδρογόνο και Si-αλοσιλετάνιο:

$\mathrm {+HX{\xrightarrow {BF_{3}}}H_{2}+}$ Si-αλοσιλετάνιο

A = H, Nu = X.

2. Το σιλετάνιο μπορεί να ανάγει αλαλκάνια (RX) σε αλκάνια (RH)^[10]:

$\mathrm {+RX{\xrightarrow {BF_{3}}}RH+}$ Si-αλοσιλετάνιο

A = R, Nu = X.

Si-αμινοσιλετάνια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με επίδραση αμμωνίας (NH₃) σε σιλιράνιο παράγεται υδρογόνο και Si-αμινοσιλετάνιο:

$\mathrm {+NH_{3}{\xrightarrow {BF_{3}}}H_{2}\uparrow +}$ Si-αμινοσιλετάνιο

A = H, Nu = NH₂.

2. Με επίδραση πρωτοταγούς αμίνης (RNH₂) σε σιλετάνιο παράγεται υδρογόνο και Si-αλκυλαμινοσιλετάνιο:

$\mathrm {+RNH_{2}{\xrightarrow {BF_{3}}}H_{2}\uparrow +}$ Si-αλκυλαμινοσιλετάνιο

A = Η, Nu = RNH.

3. Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (R₂NH) σε σιλετάνιο παράγεται υδρογόνο και Si-διαλκυλαμινοσιλετάνιο:

$\mathrm {+R_{2}NH{\xrightarrow {BF_{3}}}H_{2}\uparrow +}$ Si-διαλκυλαμινοσιλετάνιο

A = Η, Nu = R₂N.
Όπου τα δυο (2) αλκύλια R, όχι απαραίτητα ίδια.

4. Με επίδραση τριτοταγούς αμίνης (R₃N) σε σιλετάνιο παράγεται αλκάνιο (RH) και Si-διαλκυλαμινοσιλετάνιο:

$\mathrm {+R_{3}N{\xrightarrow {BF_{3}}}RH+}$ Si-διαλκυλαμινοσιλετάνιο

A = R, Nu = R₂N.
Όπου τα τρία (3) αλκύλια R, όχι απαραίτητα ίδια.

Πηγές πληροφόησης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παπαγεωργίου, Β.Π., Εφαρμοσμένη Οργανική Χημεία, Εκδόσεις Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 2005, ISBN 960-260-342-7
SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
«Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982
Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ Έκδοση Θεσσαλονίκη 1991
Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983
Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986
Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
Διαδικτυακοί τόποι που αναφέρονται στις «Αναφορές και παρατηρήσεις».

Παραπομπές και παρατηρήσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

↑ Διαδικτυακός τόπος Chemspider
↑ Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
↑ ^3,0 ^3,1 Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985, §2.6, σελ. 28. Προσαρμογή για σιλετάνιο
↑ E. Paterno, G. Chieffi (1909). «.». Gazz. Chim. Ital. 39: 341.
↑ G. Büchi, Charles G. Inman, and E. S. Lipinsky (1954). «Light-catalyzed Organic Reactions. I. The Reaction of Carbonyl Compounds with 2-Methyl-2-butene in the Presence of Ultraviolet Light». Journal of the American Chemical Society 76 (17): 4327–4331. doi:10.1021/ja01646a024. Προσαρμογή για σιλετάνιο
↑ Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 160, §6.11. Προσαρμογή για σιλετάνιο.
↑ Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1., προσαρμογή για σιλετάνιο.
↑ Με αντιδραστήρια που προκαλόύν και κυκλοπροσθήκη παράγονται και παράπλευρα προϊόντα.
↑ Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.

[1] Διαδικτυακός τόπος Chemspider

[2] Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.

[Nick-3] 3,0 ^3,1 Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985, §2.6, σελ. 28. Προσαρμογή για σιλετάνιο

[4] E. Paterno, G. Chieffi (1909). «.». Gazz. Chim. Ital. 39: 341.

[5] G. Büchi, Charles G. Inman, and E. S. Lipinsky (1954). «Light-catalyzed Organic Reactions. I. The Reaction of Carbonyl Compounds with 2-Methyl-2-butene in the Presence of Ultraviolet Light». Journal of the American Chemical Society 76 (17): 4327–4331. doi:10.1021/ja01646a024. Προσαρμογή για σιλετάνιο

[6] Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.

[7] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 160, §6.11. Προσαρμογή για σιλετάνιο.

[8] Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1., προσαρμογή για σιλετάνιο.

[9] Με αντιδραστήρια που προκαλόύν και κυκλοπροσθήκη παράγονται και παράπλευρα προϊόντα.

[10] Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]