Αιθυλοσιλάνιο

Το αιθυλοσιλάνιο (αγγλικά ethylsilane) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και πυρίτιο, με μοριακό τύπο C2H8Si, αν και συνήθως παριστάνεται από τον ημισυντακτικό του τύπο, CH3CH2SiH3, ή ακόμη και συντομογραφικά EtSiH3. Είναι ένα αλκυλοσιλάνιο.

 Από τις παραπάνω ονομασίες: Η πρώτη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο σιλάνιο (SiH4), δηλαδή ένα άτομο υδρογόνου έχει αντικατασταθεί από αιθύλιο (CH3CH2). Η δεύτερη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο αιθάνιο (CH3CH3), δηλαδή ένα άτομο υδρογόνου έχει αντικατασταθεί από σιλύλιο (SiH3). Η τρίτη είναι ονομασία που προκύπτει από την «ονοματολογία αντικαταστάσεως», δηλαδή προπάνιο (CH3CH2CH3) στο οποίο έχει αντικατασταθεί το άτομο άνθρακα (C) #1 από πυρίτιο (Si). Με βάση το χημικό τύπο του, C2H8Si, έχει ένα ισομερές θέσης: το διμεθυλοσιλάνιο. Η δομή του ομοιάζει γεωμετρικά με αυτήν του προπανίου. Ωστόσο οι δεσμοί C-Si και Si-Η 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). Με αναγωγή αιθυλοτριχλωροσιλανίου (CH3CH2SiCl3) από λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4): Με επίδραση αιθυλομαγνησιοϊωδίδιου (CH3CH2MgI) σε χλωροσιλάνιο (SiH3Cl) παράγεται αιθυλοσιλάνιο: Με επίδραση αιθυλολιθίου (CH3CH2Li) σε χλωροσιλάνιο (SiH3Cl) παράγεται αιθυλοσιλάνιο: 1. Με προσθήκη σιλανίου σε αιθένιο παράγεται σιλυλαιθάνιο: 2. Με προσθήκη υδρογόνου σε βινυλοσιλάνιο ή σε αιθυλιδενοσιλάνιο ή σε σιλιράνιο παράγεται σιλυλαιθάνιο: Το χημικά καθαρό αιθυλοσιλάνιο, στις κανονικές συνθήκες, δηλαδή σε θερμοκρασία 0°C και υπό πίεση 1 atm, είναι υγρό με θερμοκρασία βρασμού 19°C, ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης -60°C και με όρια εκρηκτικών μειγμάτων με τον αέρα 1,3-88,9%. Το αιθυλοσιλάνιο 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-Η (πιο εύκολα). Οι μηχανισμοί που επικρατούν είναι οι SN2 και SNi. Στην πρώτη περίπτωση σχηματίζεται ενδιάμεσο ασταθές προϊόν γενικού τύπου [CH3CH2SiH3Nu]- 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 αιθυλοσιλάνιο είναι η ακόλουθη:. Με ANu συμβολίζεται πυρηνόφιλο αντιδραστήριο. Ο ρόλος του BF3 είναι να σχηματίζει το ενδιάμεσο σύμπλοκο [ANu-BF] και διευκολύνει την ενεργοποίηση του ANu. Παραδείγματα: Αιθυλοσιλανόλη 1. Με επίδραση νερού (H2O) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλοσιλανόλη A = H, Nu = OH.2. Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στην αλκοόλη αλκάνιο (RH) και αιθυλοσιλανόλη A = R, Nu = OH. Αιθυλαλκοξυσιλάνιο Με επίδραση αιθέρα (ROR) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον αιθέρα αλκάνιο (RH) και αιθυλαλκοξυσιλάνιο (CH3CH2SiH2OR) A = R, Nu = OR. αιθυλαλκινυλοσιλάνιο Με επίδραση αλκινίων (RC ≡ CH) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλολκινυλοσιλάνιο (CH3CH2SiH2C ≡ CR) A = H, Nu = RC ≡ C. Αιθυλοκαρβαλκοξυσιλάνιο Με επίδραση εστέρα (RCOOR) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον εστέρα αλκάνιο (RH) και αιθυλοκαρβαλκοξυσιλάνιο (CH3CH2SiH2OOCR, εστέρας της αιθυλοσιλανόλης) A = R, Nu = RCOO. Αιθυλοσιλανονιτρίλιο Με επίδραση νιτριλίων (RCN) σε μεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο νιτρίλιο αλκάνιο (RH) και αιθυλοσιλανονιτρίλιο A = R, Nu = CN. Αιθυλοαλκυλοσιλάνιο Με επίδραση οργανομεταλλικών ενώσεων (π.χ RNa) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο υδρίδιο (π.χ. NaH) και αιθυλαλκυλοσιλάνιο (CH3CH2SiH2R) A = Na, Nu = R. Αιθυλοσιλανοθειόλη Με επίδραση θειόλης (RSH) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στη θειόλη αλκάνιο (RH) και αιθυλοσιλανοθειόλη A = R, Nu = SH. Αιθυλαλκυλοθειοσιλάνιο Με επίδραση θειαιθέρα (RSR) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο θειαιθέρα αλκάνιο (RH) και αιθυλαλκυλοθειοσιλάνιο (CH3CH2SiH2SR) A = R, Nu = SR. Αλαλκυλοσιλάνιο Με επίδραση αλκυλαλογονίδιου (RX) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο αλκάνιο (RH) και αλαλκυλοσιλάνιο (CH3CH2SiH2Χ) A = R, Nu = X. Αιθυλοσιλαναμίνες 1. Με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλοσιλαναμίνη: A = H, Nu = NH2.2. Με επίδραση πρωτοταγούς αμίνης (RNH2) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλο-Ν-αλκυλοσιλαναμίνη (CH3CH2SiH2NHR): A = Η, Nu = RNH.3. Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (R2NH) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλο-Ν,N-διαλκυλοσιλαναμίνη (CH3CH2SiH2NR2): A = Η, Nu = R2N. 1. Προσθήκη σε διπλούς δεσμούς. Π.χ. με αιθένιο δίνει αιθυλοσιλυλαιθάνιο: 2. Προσθήκη σε τριπλούς δεσμούς.. Π.χ. με αιθίνιο δίνει αιθυλοσιλυλαιθένιο: 3. Προσθήκη σε συζηγείς διπλούς δεσμούς. Π.χ. με βουταδιένιο-1,3 δίνει 1-αιθυλοσιλυλοβουτένιο-2: 4. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ισοκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο δίνει 1-αιθυλοσιλυλοπροπάνιο: 5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει αιθυλοσιλυλοξυαιθάνιο: Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH2]) σε αιθυλοσιλάνιο παράγονται προπυλοσιλάνιο (CH3CH2CH2SiH3), ισοπροπυλοσιλάνιο (CH3CH(SiH3)CH3) και αιθυλομεθυλοσιλάνιο (CH3CH2SiH2CH3): 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