Μεθυλογερμανάνιο
Μεθυλογερμανάνιο | |
---|---|
Γενικά | |
Όνομα IUPAC | Μεθυλογερμανάνιο |
Άλλες ονομασίες | Γερμανυλομεθάνιο Γερμαναιθάνιο |
Χημικά αναγνωριστικά | |
Χημικός τύπος | CGeH6 |
Μοριακή μάζα | 90,69834 amu[1] |
Σύντομος συντακτικός τύπος |
CH3GeH3 |
Συντομογραφίες | MeGeH3 |
Αριθμός CAS | 1449-65-6[2] |
SMILES | CGe |
InChI | InChI=1S/CH6Ge/c1-2/h1-2H3 |
PubChem CID | 137011 |
Φυσικές ιδιότητες | |
Χημικές ιδιότητες | |
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa). |
Το μεθυλογερμανάνιο[3] (αγγλικά: methylgermane) είναι οργανική ένωση που περιέχει άνθρακα, γερμάνιο και υδρογόνο, με μοριακό τύπο είναι CH6Ge, αν και αποδίδεται επίσης αναλυτικότερα με τον ημισυντακτικό του τύπο CH3GeH3. Είναι η απλούστερη οργανική ένωση του γερμανίου.
Ονοματολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Από τις παραπάνω αναφερθείσες ονομασίες:
- Η πρώτη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο γερμανάνιο (GeH4), δηλαδή ένα άτομο υδρογόνου έχει αντικατασταθεί από μεθύλιο (-CH3).
- Η δεύτερη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο μεθάνιο (CH4), δηλαδή ένα άτομο υδρογόνου έχει αντικατασταθεί από γερμανύλιο (-GeH3).
- Η τρίτη είναι ονομασία που προκύπτει από την «ονοματολογία αντικαταστάσεως», δηλαδή αιθάνιο (CH3CH3) στο οποίο έχει αντικατασταθεί ένα άτομο άνθρακα (C) από γερμάνιο (Ge).
Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Η δομή του ομοιάζει γεωμετρικά με αυτήν του αιθανίου. Ωστόσο οι δεσμοί C-Ge και Ge-Η είναι πολωμένοι κατά την έννοια Cδ--Geδ+ και Geδ+-Hδ-, αντίστοιχα, γιατί το γερμάνιο έχει μικρότερη ηλεκτραρνητικότητα (2,01 κατά Paouling) και από τον άνθρακα (2,55 κατά Paouling) και από το υδρογόνο (2,20 κατά Paouling).
Δεσμοί[4] | ||||
Δεσμός | τύπος δεσμού | ηλεκτρονική δομή | Μήκος δεσμού | Ιονισμός |
---|---|---|---|---|
C-H | σ | 2sp³-1s | 109 pm | 3% C- H+ |
C-Ge | σ | 2sp³-4sp³ | 195 pm | 7% C- Ge+ |
Ge-H | σ | 4sp³-1s | 153 pm | 1% Ge+ H- |
Γωνίες | ||||
HCGe | 109° 28' | |||
CGeH | 109° 28' | |||
HCH | 109° 28' | |||
HGeH | 109° 28' | |||
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο[5] | ||||
Η (Ge-H) | -0,01 | |||
C | -0,16 | |||
Η (C-H) | +0,03 | |||
Ge | +0,10 |
Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με οργανομαγνησιακή ένωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση μεθυλομαγνησιοϊωδίδιου (CH3MgI) σε γερμανυλοχλωρίδιο (GeH3Cl) παράγεται μεθυλογερμανάνιο[6]:
Με μεθυλένιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH2]) σε γερμανάνιο (GeH4) παράγεται μεθυλογερμανάνιο[7]:
Με μεθυλολίθιο και γερμανυλοχλωρίδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση μεθυλολιθίου (CH3Li) σε γερμανυλοχλωρίδιο (GeH3Cl) παράγεται μεθυλογερμανάνιο[8]:
Με καταλυτική υδρογόνωση μεθυλενογερμανανίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με καταλυτική υδρογόνωση μεθυλενογερμανάνιου (CH2=GeH2) παράγεται μεθυλογερμανάνιο[9]:
Χημική συμπεριφορά και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Το μεθυλογερμανάνιο έχει ισχυρές αναγωγικές ιδιότητες, καθώς συνδυάζει τη συμπεριφορά καρβιδίου με εκείνη υδριδίου μεταλλοειδούς.
Πυρηνόφιλη υποκατάσταση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Διάφορα πυρηνόφιλα (Nu-) αντιδραστήρια, διασπούν, ανάλογα με τις συνθήκες, το δεσμό C-Ge ή έναν από τους δεσμούς Ge-Η (πιο εύκολα). Οι μηχανισμοί που επικρατούν είναι οι SN2 και SNi. Στην πρώτη περίπτωση σχηματίζεται ενδιάμεσο ασταθές προϊόν γενικού τύπου [CH3GeH3Nu]- με δομή τριγωνικής διπυραμίδας, αφού το γερμάνιο μπορεί να αξιοποιεί και τα 4d τροχιακά του με υβριδισμό 4sp3d. Η γενική μορφή της πυρηνόφιλης υποκατάστασης υδρογόνου σε μεθυλογερμανάνιο είναι η ακόλουθη:[10].
- Με ANu συμβολίζεται πυρηνόφιλο αντιδραστήριο.
- Ο ρόλος του BF3 είναι να σχηματίζει το ενδιάμεσο σύμπλοκο [ANu-BF3] και διευκολύνει την ενεργοποίηση του ANu.
- Παραδείγματα:
Μεθυλογερμανανόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
1. Με επίδραση νερού (H2O) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται υδρογόνο και μεθυλογερμανανόλη
- A = H, Nu = OH.
2. Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο στην αλκοόλη αλκάνιο (RH) και μεθυλογερμανανόλη
- A = R, Nu = OH.
Αλκοξυμεθυλογερμανάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση αιθέρα (ROR) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον αιθέρα αλκάνιο (RH) και αλκοξυμεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2OR)
- A = R, Nu = OR.
Αλκινυλομεθυλογερμανάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση αλκινίων (RC ≡ CH) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται υδρογόνο και αλκινυλομεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2C ≡ CR)
- A = H, Nu = RC ≡ C.
Καρβαλκοξυμεθυλογερμανάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση εστέρα (RCOOR) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον εστέρα αλκάνιο (RH) και καρβαλκοξυμεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2OOCR, εστέρας της μεθυλογερμανανόλης)
- A = R, Nu = RCOO.
Μεθυλογερμανανονιτρίλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση νιτριλίων (RCN) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο νιτρίλιο αλκάνιο (RH) και κυανομεθυλογερμανάνιο
- A = R, Nu = CN.
Αλκυλομεθυλογερμανάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση οργανομεταλλικών ενώσεων (π.χ RNa) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο υδρίδιο (π.χ. NaH) και αλκυλομεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2R)
- A = Na, Nu = R.
Μεθυλογερμανανοθειόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση θειόλης (RSH) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο στη θειόλη αλκάνιο (RH) και μεθυλογερμανανοθειόλη
- A = R, Nu = SH.
Αλκυλοθειομεθυλογερμανάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση θειαιθέρα (RSR) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο θειαιθέρα αλκάνιο (RH) και αλκυλοθειομεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2SR)
- A = R, Nu = SR.
Μεθυλογερμανιλαλογονίδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
1. Με επίδραση υδραλογόνου (RX) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται υδρογόνο και αλομεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2Χ)
- A = H, Nu = X.
2. Με επίδραση αλκυλαλογονίδιου (RX) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο αλκάνιο (RH) και αλομεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2Χ)
- A = R, Nu = X.
Μεθυλογερμαναναμίνες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
1. Με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται υδρογόνο και μεθυλογερμαναναμίνη:
- A = H, Nu = NH2.
2. Με επίδραση πρωτοταγούς αμίνης (RNH2) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται υδρογόνο και Ν-αλκυλομεθυλογερμαναναμίνη (CH3GeH2NHR):
- A = Η, Nu = RNH.
3. Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (R2NH) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται υδρογόνο και Ν,N-διαλκυλομεθυλογερμαναναμίνη (CH3GeH2NR2):
- A = Η, Nu = R2N.
- Όπου τα δυο (2) αλκύλια R, όχι απαραίτητα ίδια.
4. Με επίδραση τριτοταγούς αμίνης (R3N) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται αλκάνιο (RH) και Ν,N-διαλκυλομεθυλογερμαναναμίνη (CH3GeH2NR2):
- A = R, Nu = R2N.
- Όπου τα τρία (3) αλκύλια R, όχι απαραίτητα ίδια.
Αναγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Το μεθυλογερμανάνιο μπορεί να ανάγει αλαλκάνια (RX) σε αλκάνια (RH)[10]:
Προσθήκη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
1. Προσθήκη σε διπλούς δεσμούς. Π.χ. με αιθένιο δίνει αιθυλομεθυλογερμανάνιο:
2. Προσθήκη σε τριπλούς δεσμούς.. Π.χ. με αιθίνιο δίνει βινυλομεθυλογερμανάνιο:
3. Προσθήκη σε συζηγείς διπλούς δεσμούς. Π.χ. με 1,3-βουταδιένιο με 1,4-προαθήκη δίνει (2-βουτενυλο)μεθυλογερμανάνιο:
4. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ισοκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο δίνει μεθυλοπροπυλογερμανάνιο:
5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει αιθοξυμεθυλογερμανάνιο[11]:
Παρεμβολή μεθυλενίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH2]) σε μεθυλογερμανάνιο παράγονται σχεδόν ισομοριακές ποσότητες αιθυλογερμανάνιου (CH3CH2GeH3) και διμεθυλογερμανάνιου (CH3GeH2CH3)[12]:
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]
- ↑ Διαδικτυακός τόπος PubChem.
- ↑ Διαδικτυακός τόπος ΝΙSΤ.
- ↑ Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
- ↑ Τα δεδομένα προέρχονται από τους πίνακες δεδομένων των στοιχείων άνθρακα, γερμανίου 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»
- ↑ Υπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.4Α., Ge αντί Si.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3., Ge αντί Si.
- ↑ SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 42, §4.3, Ge αντί Si.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6., προσαρμογή για μεθυλενογερμανάνιο.
- ↑ 10,0 10,1 Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1., Ge αντί Si.
- ↑ Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = H-.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.
|