Σιλετάνιο

To σιλετάνιο (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.

 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 Όπου THF τετραϋδροφουράνιο. Εναλλακτικά, μπορεί να παραχθεί και με φωτοχημική 2+2 αντίδραση Πατέρνο-Μπούχι (Paternò-Büchi-Reaktion), μεταξύ αιθενίου και μεθυλενοσιλάνιου: 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. Ορισμένα από τα αντιδραστήρια που αναφέρονται στις παρακάτω αντιδράσεις, είναι δυνατό να προκαλούν και παράπλευρες αντιδράσεις. Καταλυτική υδρογόνωση Με καταλυτική υδρογόνωση σε σιλετάνιο παράγεται προπυλοσιλάνιο: Υδραλογόνωση Με επίδραση υδραλογόνου (ΗΧ) σε σιλετάνιο παράγεται αλοπροπυλοσιλάνιο: Υδροξυαλογόνωση Με επίδραση υπαλογονώδους οξέος (HOX) σε σιλετάνιο παράγεται (2-αλoπροπυλο)σιλανόλη: Η παραπάνω αντίδραση ισχύει όταν X όχι F. Με επίδραση υποφθοριώδους οξέος (HOF) σε σιλετάνιο παράγεται (3-υδροξυπροπυλο)φθοροσιλάνιο: Ενυδάτωση Με επίδραση θειικού οξέως σε σιλετάνιο παράγεται αρχικά ο όξινος θειικός προπυλοσιλυλεστέρας (CH3CH2CH2SiH2OSO3H), που υδρολύεται σχηματίζοντας προπυλοσιλανόλη: Διυδροξυλίωση Με επίδραση υπεροξείδιο του υδρογόνου σε σιλετάνιο, παρουσία καρβοξυλικών οξέων παράγεται 3-υδροξυπροπυλοσιλανόλη: Αλκοξυλίωση Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε σιλετάνιο παράγεται αλκοξυπροπυλοσιλάνιο: 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 SN2 και SNi. 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:: 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 1. Με επίδραση νερού (H2O) σε σιλετάνιο παράγεται υδρογόνο και Si-υδροξυσιλετάνιο: A = H, Nu = OH.2. Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε σιλετάνιο παράγεται το αντίστοιχο στην αλκοόλη αλκάνιο (RH) και Si-υδροξυσιλετάνιο: A = R, Nu = OH. Si-αλκοξυσιλετάνιο Με επίδραση αιθέρα (ROR) σε σιλετάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον αιθέρα αλκάνιο (RH) και Si-αλκοξυσιλετάνιο: A = R, Nu = OR. Si-αλκινυλοσιλετάνιο Με επίδραση αλκινίων (RC≡CH) σε σιλετάνιο παράγεται υδρογόνο και Si-αλκινυλοσιλετάνιο: A = H, Nu = RC≡C. Si-καρβαλκοξυσιλετάνιο Με επίδραση εστέρα (RCOOR) σε σιλετάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον εστέρα αλκάνιο (RH) και Si-καρβαλκοξυσιλετάνιο: A = R, Nu = RCOO. Si-κυανοσιλιράνιο Με επίδραση νιτριλίων (RCN) σε σιλετάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο νιτρίλιο αλκάνιο (RH) και Si-κυανοσιλιράνιο: A = R, Nu = CN. Si-αλκυλοσιλετάνιο Με επίδραση οργανομεταλλικών ενώσεων (π.χ RNa) σε σιλετάνιο παράγεται το αντίστοιχο υδρίδιο (π.χ. NaH) και Si-αλκυλοσιλετάνιο: Si-υδροθειοσιλετάνιο Με επίδραση θειόλης (RSH) σε σιλιράνιο παράγεται το αντίστοιχο στη θειόλη αλκάνιο (RH) και Si-υδροθειοσιλετάνιο A = R, Nu = SH. A = Na, Nu = R. Si-αλκυλοθειοσιλετάνιο Με επίδραση θειαιθέρα (RSR) σε σιλετάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο θειαιθέρα αλκάνιο (RH) και Si-αλκυλοθειοσιλετάνιο: A = R, Nu = SR. Si-αλοσιλετάνιο 1. Με επίδραση υδραλογόνου (RX) σε σιλετάνιο παράγεται υδρογόνο και Si-αλοσιλετάνιο: A = H, Nu = X.2. Το σιλετάνιο μπορεί να ανάγει αλαλκάνια (RX) σε αλκάνια (RH): A = R, Nu = X. Si-αμινοσιλετάνια 1. Με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε σιλιράνιο παράγεται υδρογόνο και Si-αμινοσιλετάνιο: A = H, Nu = NH2.2. Με επίδραση πρωτοταγούς αμίνης (RNH2) σε σιλετάνιο παράγεται υδρογόνο και Si-αλκυλαμινοσιλετάνιο: A = Η, Nu = RNH.3. Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (R2NH) σε σιλετάνιο παράγεται υδρογόνο και 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: A = R, Nu = R2N. Όπου τα τρία (3) αλκύλια R, όχι απαραίτητα ίδια. 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».