Προπυλοσιλάνιο

Το προπυλοσιλάνιο (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.

 Η ονομασία προπυλοσιλάνιο προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο σιλάνιο (SiH4), δηλαδή ένα άτομο υδρογόνου έχει αντικατασταθεί από προπύλιο (CH3CH2CH2). 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). 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: Ισοπροπυλοσιλάνιο ή 2-σιλυλοπροπάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH(SiH3)CH3 Αιθυλομεθυλοσιλάνιο ή μεθυλοσιλυλαιθάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2SiH2CH3 Τριμεθυλοσιλάνιο ή διμεθυλοσιλυλομεθάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3)3SiH Η δομή του ομοιάζει γεωμετρικά με αυτήν του βουτανίου. 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 επίδραση προπυλομαγνησιοϊωδίδιου (CH3CH2CH2MgI) σε σιλυλοχλωρίδιο (SiH3Cl) παράγεται προπυλοσιλάνιο: Με επίδραση προπυλολιθίου (CH3CH2CH2Li) σε σιλυλοχλωρίδιο (SiH3Cl) παράγεται προπυλοσιλάνιο: 1. Με προσθήκη σιλανίου σε προπένιο παράγεται 1-σιλυλοπροπάνιο: 2. Με προσθήκη σιλανίου σε κυκλοπροπάνιο παράγεται 1-σιλυλοπροπάνιο: 3. Με προσθήκη υδρογόνου σε 1,3-επισιλαπροπάνιο παράγεται 1-σιλυλοπροπάνιο: Το προπυλοσιλάνιο 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 [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:. 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 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 Με επίδραση αιθέρα (ROR) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον αιθέρα αλκάνιο (RH) και αλκοξυπροπυλοσιλάνιο (CH3CH2CH2SiH2OR) A = R, Nu = OR. Αλκινυλοπροπυλοσιλάνιο Με επίδραση αλκινίων (RC ≡ CH) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αλκινυλοπροπυλοσιλάνιο (CH3CH2CH2SiH2C ≡ CR) A = H, Nu = RC ≡ C. Καρβαλκοξυπροπυλοσιλάνιο Με επίδραση εστέρα (RCOOR) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον εστέρα αλκάνιο (RH) και καρβαλκοξυπροπυλοσιλάνιο (CH3CH2CH2SiH2OOCR, εστέρας της προπυλοσιλανόλης) A = R, Nu = RCOO. Προπυλοσιλανονιτρίλιο Με επίδραση νιτριλίων (RCN) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο νιτρίλιο αλκάνιο (RH) και προπυλοσιλανονιτρίλιο A = R, Nu = CN. Αλκυλοπροπυλοσιλάνιο Με επίδραση οργανομεταλλικών ενώσεων (π.χ RNa) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο υδρίδιο (π.χ. NaH) και αλκυλοπροπυλοσιλάνιο (CH3CH2CH2SiH2R) A = Na, Nu = R. Προπυλοσιλανοθειόλη Με επίδραση θειόλης (RSH) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στη θειόλη αλκάνιο (RH) και προπυλοσιλανοθειόλη A = R, Nu = SH. Αλκυλοθειοπροπυλοσιλάνιο Με επίδραση θειαιθέρα (RSR) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο θειαιθέρα αλκάνιο (RH) και αλκυλοθειοπροπυλοσιλάνιο (CH3CH2CH2SiH2SR) A = R, Nu = SR. Προπυλοσιλιλαλογονίδιο Με επίδραση αλκυλαλογονίδιου (RX) σε προπυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο αλκάνιο (RH) και προπυλοσιλυλοχλωρίδιο (CH3CH2CH2SiH2Χ) A = R, Nu = X. Προπυλοσιλαναμίνες 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. 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: 5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει προπυλοσιλυλοξυαιθάνιο: Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH2]) σε προπυλοσιλάνιο παράγονται βουτυλοσιλάνιο, δευτεροταγές βουτυλοσιλάνιο, ισοβουτυλοσιλάνιο και μεθυλοπροπυλοσιλάνιο: 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