Προπυλοσιλάνιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Πήδηση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Προπυλοσιλάνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC Προπυλοσιλάνιο
Άλλες ονομασίες 1-σιλυλοπροπάνιο
1-σιλαβουτάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C3H10Si
Μοριακή μάζα 74,1970[1]
Σύντομος
συντακτικός τύπος
CH3CH2CH2SiH3
Συντομογραφίες PrSiH3
SMILES CCCSi
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 3
Ισοπροπυλοσιλάνιο
Αιθυλομεθυλοσιλάνιο
Τριμεθυλοσιλάνιο
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Το προπυλοσιλάνιο[2] (αγγλικά dimethylsilane) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και πυρίτιο, με μοριακό τύπο C3H10Si, αν και συνήθως παριστάνεται από τους ημισυντακτικούς του τύπους, CH3CH2CH2SiH3 και C3C7SiH3, ή ακόμη συντομογραφικά PrSiH3. Είναι ένα αλκυλοσιλάνιο.

Ονοματολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Η ονομασία προπυλοσιλάνιο προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο σιλάνιο (SiH4), δηλαδή ένα άτομο υδρογόνου έχει αντικατασταθεί από προπύλιο (CH3CH2CH2).
  2. Η ονομασία 1-σιλυλοπροπάνιο προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο προπάνιο (CH3CH2CH3), δηλαδή ένα άτομο υδρογόνου του #1 ατόμου άνθρακα έχει αντικατασταθεί από σιλύλιο (SiH3).
  3. Η ονομασία 1-σιλαβουτάνιο είναι ονομασία που προκύπτει από την «ονοματολογία αντικαταστάσεως», δηλαδή βουτάνιο (CH3CH2CH2CH3) στο οποίο έχει αντικατασταθεί το άτομο άνθρακα (C) #1 από πυρίτιο (Si).

Με βάση το χημικό τύπο του, C2H8Si, έχει τα ακόλουθα τέσσερα (4) ισομερές θέσης:

  1. Ισοπροπυλοσιλάνιο ή 2-σιλυλοπροπάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH(SiH3)CH3
  2. Αιθυλομεθυλοσιλάνιο ή μεθυλοσιλυλαιθάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2SiH2CH3
  3. Τριμεθυλοσιλάνιο ή διμεθυλοσιλυλομεθάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3)3SiH

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

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).

Δεσμοί[3]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C-H σ 2sp³-1s 107 pm 3% C- H+
C-C σ 2sp³-2sp³ 154 pm
C-Si σ 2sp³-3sp³ 188 pm 10,5% C- Si-
Si-H σ 3sp³-1s 143 pm 3% Si+ H-
Γωνίες
HCSi 109° 28'
CSiH 109° 28'
HCH 109° 28'
HSiH 109° 28'
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο[4]
C#1 -0,165
C#3 -0,09
C#2 -0,06
H (Si-H) -0,03
H (C-H) +0,03
Si +0,195

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με οργανομαγνησιακή ένωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση προπυλομαγνησιοϊωδίδιου (CH3CH2CH2MgI) σε σιλυλοχλωρίδιο (SiH3Cl) παράγεται προπυλοσιλάνιο[5]:

Με προπυλολίθιο και σιλυλοχλωρίδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση προπυλολιθίου (CH3CH2CH2Li) σε σιλυλοχλωρίδιο (SiH3Cl) παράγεται προπυλοσιλάνιο[6]:

Με αντιδράσεις προσθήκης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με προσθήκη σιλανίου σε προπένιο παράγεται 1-σιλυλοπροπάνιο:

2. Με προσθήκη σιλανίου σε κυκλοπροπάνιο παράγεται 1-σιλυλοπροπάνιο:

κυκλοπροπάνιο

3. Με προσθήκη υδρογόνου σε 1,3-επισιλαπροπάνιο παράγεται 1-σιλυλοπροπάνιο:

Χημική συμπεριφορά και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το προπυλοσιλάνιο έχει ισχυρές αναγωγικές ιδιότητες, καθώς συνδυάζει τη συμπεριφορά καρβιδίου με εκείνη υδριδίου.

Πυρηνόφιλη υποκατάσταση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

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 [CH3CH2CH2SiH3Nu]- 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 προπυλοσιλάνιο είναι η ακόλουθη:[7].

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

Προπυλοσιλανόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με επίδραση νερού (H2O) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και προπυλοσιλανόλη

  • A = H, Nu = OH.

2. Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στην αλκοόλη αλκάνιο (RH) και προπυλοσιλανόλη

  • A = R, Nu = OH.

Αλκοξυπροπυλοσιλάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αιθέρα (ROR) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον αιθέρα αλκάνιο (RH) και αλκοξυπροπυλοσιλάνιο (CH3CH2CH2SiH2OR)

  • A = R, Nu = OR.

Αλκινυλοπροπυλοσιλάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλκινίων (RC ≡ CH) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αλκινυλοπροπυλοσιλάνιο (CH3CH2CH2SiH2C ≡ CR)

  • A = H, Nu = RC ≡ C.

Καρβαλκοξυπροπυλοσιλάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση εστέρα (RCOOR) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον εστέρα αλκάνιο (RH) και καρβαλκοξυπροπυλοσιλάνιο (CH3CH2CH2SiH2OOCR, εστέρας της προπυλοσιλανόλης)

  • A = R, Nu = RCOO.

Προπυλοσιλανονιτρίλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση νιτριλίων (RCN) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο νιτρίλιο αλκάνιο (RH) και προπυλοσιλανονιτρίλιο

  • A = R, Nu = CN.

Αλκυλοπροπυλοσιλάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση οργανομεταλλικών ενώσεων (π.χ RNa) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο υδρίδιο (π.χ. NaH) και αλκυλοπροπυλοσιλάνιο (CH3CH2CH2SiH2R)

  • A = Na, Nu = R.

Προπυλοσιλανοθειόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση θειόλης (RSH) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στη θειόλη αλκάνιο (RH) και προπυλοσιλανοθειόλη

  • A = R, Nu = SH.

Αλκυλοθειοπροπυλοσιλάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση θειαιθέρα (RSR) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο θειαιθέρα αλκάνιο (RH) και αλκυλοθειοπροπυλοσιλάνιο (CH3CH2CH2SiH2SR)

  • A = R, Nu = SR.

Προπυλοσιλιλαλογονίδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλκυλαλογονίδιου (RX) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο αλκάνιο (RH) και προπυλοσιλυλοχλωρίδιο (CH3CH2CH2SiH2Χ)

  • A = R, Nu = X.

Προπυλοσιλαναμίνες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και προπυλοσιλαναμίνη:

  • A = H, Nu = NH2.

2. Με επίδραση πρωτοταγούς αμίνης (RNH2) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και Ν-αλκυλοπροπυλοσιλαναμίνη (CH3CH2CH2SiH2NHR):

  • A = Η, Nu = RNH.

3. Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (R2NH) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και Ν,N-διαλκυλοπροπυλοσιλαναμίνη (CH3CH2CH2SiH2NR2):

  • A = Η, Nu = R2N.

Προσθήκη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Προσθήκη σε διπλούς δεσμούς. Π.χ. με αιθένιο δίνει 1-αιθυλοσιλυλοπροπάνιο:

2. Προσθήκη σε τριπλούς δεσμούς.. Π.χ. με αιθίνιο δίνει προπυλοσιλυλαιθένιο:

3. Προσθήκη σε συζηγείς διπλούς δεσμούς. Π.χ. με βουταδιένιο-1,3 δίνει 1-προπυλοσιλυλοβουτένιο-2:

4. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ισοκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο δίνει 1-προπυλοσιλυλοπροπάνιο:

κυκλοπροπάνιο

5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει προπυλοσιλυλοξυαιθάνιο[8]:

Ethylene oxide.svg

Παρεμβολή μεθυλενίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH2]) σε προπυλοσιλάνιο παράγονται βουτυλοσιλάνιο, δευτεροταγές βουτυλοσιλάνιο, ισοβουτυλοσιλάνιο και μεθυλοπροπυλοσιλάνιο[9]:

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
  • Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  • SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  • Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982

Παρατηρήσεις, υποσημειώσεις και αναφορές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Χρησιμοποιήθηκε η μοριακή μάζα του ισομερούς ισοπροπυλοσιλάνιου.
  2. Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
  3. Τα δεδομένα προέρχονται από τους πίνακες δεδομένων των στοιχείων άνθρακα, πυριτίου και υδρογόνου και τις πηγές«Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982»
  4. Υπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.4Α.
  6. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 42, §4.3.
  7. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
  8. Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = H-.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.