Μεθανοσεληνόλη

Μεθανοσεληνόλη
Γενικά
Όνομα IUPAC	Μεθανοσεληνόλη
Άλλες ονομασίες	Μεθυλοσεληνόλη Σεληνυλομεθάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	CH4Se
Μοριακή μάζα	95 ± 0,03 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	CH3SeH
Συντομογραφίες	MeSeH
Αριθμός CAS	60343-91-1
SMILES	C[SeH]
InChI	1S/CH4Se/c1-2/h2H,1H3
PubChem CID	6327000
ChemSpider ID	389633
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	-54,39°C
Σημείο βρασμού	112,2±13,0°C
Τάση ατμών	25,9±0,2 mmHg
Χημικές ιδιότητες
pKa	5,2
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης	21,7±19,8°C
Επικινδυνότητα
Τοξική
Φράσεις κινδύνου	23/25, 33, 45
Φράσεις ασφαλείας	20/21, 28, 37
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Η μεθανοσεληνόλη (αγγλικά: methaneselenol) είναι οργανική χημική ένωση, με μοριακό τύπο CH₄Se, αν και παριστάνεται συχνά και με τον ημισυντακτικό τύπο CH₃SeH ή και συντομογραφικά MeSeH. Είναι η απλούστερη από τις οργανικές σεληνόλες, που αποτελούν μια από τις κύριες κατηγορίες οργανικών ενώσεων του σεληνίου. Εφόσον το σελήνιο θεωρείται μεταλλοειδές, η ένωση ανήκει στις οργανομεταλλικές ενώσεις. Αποτελεί, ακόμη, το σεληνιούχο ανάλογο της μεθανόλης (CH₃OH) και της μεθανοθειόλης (CH₃SH). Η χημικά καθαρή μεθανοσεληνόλη, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι πτητικό και εύφλεκτο υγρό, με οσμή παρόμοια με αυτήν της παραφίνης. Κάποιες μελέτες έδειξαν ότι (σε κατάλληλες δόσεις) μπορεί να έχει ευεργετική επίδραση σε κάποιους καρκίνους.

Δομή και ιδιότητες

Η μεθανοσεληνόλη είναι δομικά παρόμοια με τη μεθανοθειόλη, αλλά ο χημικός δεσμός C-Se είναι μακρύτερος κατά περίπου 8%, σε σύγκριση με το δεσμό C-S, με μήκος 196 pm (C-Se) έναντι 182 pm (C-S). Η δεσμική γωνία C-Se-Η προσεγγίζει τις 90°, όπως συμβαίνει και στο υδροσελήνιο (H₂Se). Η δεσμολογία των δεσμών του σεληνίου περιλαμβάνει σχεδόν καθαρά p ατομικά τροχιακά, που επίσης απέχουν σχεδόν 90° μεταξύ τους. Ο δεσμός Se-Η είναι ενεργειακά ασθενέστερος σε σύγκριση με τον αντίστοιχο δεσμό S-Η (Ισχύς δεσμών, εκφρασμένης ως δεσμική ενέργεια, H-Se: 276 kJ/mole έναντι H-S: 363 kJ/mole), με συνέπεια η μεθανοσεληνόλη να οξειδώνεται ευκολότερα σε σύγκριση με τη μεθανοθειόλη, και να λειτουργεί ευκολότερα ως δότης ατόμων υδρογόνου. Το τελευταίο σημαίνει ότι η μεθανοσεληνόλη είναι περισσότερο όξινη, με pK_a = 5,2, σε σύγκριση με τη μεθανοθειόλη, που έχει pK_a = 10,4. Η αποπρωτονίωση της μεθανοσεληνόλης δίνει το μεθυλοσεληνιούχο ανιόν, CH₃Se^-, που είναι ισχυρά πυρηνόφιλο και οξειδώνεται γρήγορα, ακόμη και από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Η (κανονική) θερμοκρασία βρασμού της μεθανοσεληνόλης είναι λίγο μεγαλύτερη από την αντίστοιχη της μεθανοθειόλης, χάρη στην αυξημένη σημασία των δυνάμεων van der Waals, που είναι ισχυρότερες στα μεγαλύτερα άτομα. Έχει πολύ έντονη οσμή.

Παραγωγή

Η μεθανολενηλόλη παράγεται με αντίδραση οργανομεταλλικών ενώσεων, όπως το μεθυλολίθιο (CH₃Li) ή κάποιο μεθυλομαγνησιαλογονίδιο (CH₃MgX), με στοιχειακό σελήνιο:

$\mathrm {2Li+CH_{3}X{\xrightarrow[{-10^{o}C}]{|Et_{2}O|,\;-LiX}}CH_{3}Li+Se{\xrightarrow {}}CH_{3}SeLi{\xrightarrow {+HCl}}CH_{3}SeH+LiCl}$
ή
$\mathrm {CH_{3}X+Mg{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}CH_{3}MgX{\xrightarrow {+Se}}CH_{3}SeMgX{\xrightarrow {+HCl}}CH_{3}SeH+MgClX\downarrow }$

Μπορεί επίσης να παραχθεί με αναγωγή διμεθυλοδισεληνίδιου από λιθιοβοριοϋδρίδιο:

$\mathrm {2CH_{3}SeSeCH_{3}+2LiBH_{4}{\xrightarrow {}}2CH_{3}SeLi+2BH_{3}+H_{2}}$
$\mathrm {CH_{3}SeLi+HCl{\xrightarrow {}}CH_{3}SeH+LiCl}$

Χημική συμπεριφορά

Γενικά, η χημική συμπεριφορά των σεληνολών είναι γενικά παρόμοια με αυτήν των θειολών, αλλά υπάρχουν ορισμένες διαφορές:

1. Οι σεληνόλες είναι πιο όξινες.
2. Οι σεληνόλες οξειδώνονται ευκολότερα.

Μεθανοσεληνολικά άλατα

Η μεθανοσεληνόλη είναι λίγο πιο όξινη από την αντίστοιχη μεθανοθειόλη, οπότε σχηματίζει άλατα με βάσεις και βασικά οξείδια, όπως το οξείδιο του υδραργύρου (HgO):

$\mathrm {CH_{3}SeH+NaOH{\xrightarrow {}}CH_{3}SeNa+H_{2}O}$

και

$\mathrm {2CH_{3}SeH+HgO{\xrightarrow {}}(CH_{3}Se)_{2}Hg+H_{2}O}$

Σεληνεστέρες

Όπως οι αλκοόλες (ROH) παράγουν εστέρες (RCOOR΄), και οι θειόλες (RSH) θειεστέρες (RCOSR΄), οι σεληνόλες (RSeH) παράγουν σεληνεστέρες (RCOSeR΄):

$\mathrm {CH_{3}SeH+RCOOH{\xrightarrow {H^{+}}}RCOSeCH_{3}+H_{2}O}$

Αντιδράσεις προσθήκης

Σεληνοκετάλες

Με επίδραση καρβονυλικών ενώσεων παράγονται σεληνοκετάλες:

$\mathrm {2CH_{3}SeH+>C=O{\xrightarrow {H^{+}}}>C(SeCH_{3})_{2}+H_{2}O}$

Προσθήκη σε οξιράνιο

Με επίδραση σε οξιράνιο παράγεται 2-μεθυλοσεληναιθανόλη:

$\mathrm {+CH_{3}SeH{\xrightarrow {}}CH_{3}SeCH_{2}CH_{2}OH}$

Οξείδωση σε δισεληνίδιο

Η μεθανοσεληνόλη οξειδώνεται εύκολα σε διμεθυλοδισεληνίδιο, για παράδειγμα από το στοιχειακό βρώμιο:

$\mathrm {2CH_{3}SeH+Br_{2}{\xrightarrow {}}CH_{3}SeSeCH_{3}+2HBr}$

Μεθανοσεληνικό οξύ

Με οξείδωση μεθανοθειόλης παράγεται μεθανοσεληνικό οξύ (CH₃SeO₃H):

$\mathrm {CH_{3}SeH+3HNO_{3}{\xrightarrow {}}CH_{3}SeO_{3}H+3HNO_{2}}$
ή
$\mathrm {CH_{3}SeH+3HIO_{4}{\xrightarrow {}}CH_{3}SeO_{3}H+3HIO_{3}}$

Αποσεληνίωση

1. Με επίδραση φωσφορώδη τριαιθυλεστέρα [(CH₃CH₂O)₃P] παράγεται μεθάνιο (CH₄):

$\mathrm {CH_{3}SeH+(CH_{3}CH_{2}O)_{3}P{\xrightarrow {}}CH_{4}+(CH_{3}CH_{2}O)_{3}PSe}$

2. Με επίδραση υδρογόνου και με καταλύτη νικέλιο (μέθοδος αποσεληνίωσης Raney) παράγεται μεθάνιο (CH₄) και υδροσελήνιιο:

$\mathrm {CH_{3}SeH+H_{2}{\xrightarrow {Ni\;(Raney)}}CH_{4}+H_{2}Se}$

Επίδραση καρβενίων

Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγονται αιθανοσεληνόλη και διμεθυλοσεληνίδιο:

$\mathrm {CH_{3}SeH+CH_{3}Cl+KOH{\xrightarrow {}}{\frac {3}{4}}CH_{3}CH_{2}SeH+{\frac {1}{4}}CH_{3}SeCH_{3}+KCl+H_{2}O}$

Ασφάλεια

Όλες οι ενώσεις του σεληνίου είναι δηλητηριώδεις, αν και σε ιχνοποσότητες το σελήνιο είναι απαραίτητο για την ανθρώπινη υγεία, ως ιχνοστοιχείο, εφόσον χρησιμοποιείται στο αμινοξύ σεληνοκυστεΐνη.