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.

 Ονοματολογία 

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).

 Ισομέρεια 

Με βάση το χημικό τύπο του, C2H8Si, έχει ένα ισομερές θέσης: το διμεθυλοσιλάνιο.

 Δομή 

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).

ΔεσμοίΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.4Α.Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςC-Hσ2sp³-1s107 pm3% C- H+C-Cσ2sp³-2sp³154 pmC-Siσ2sp³-3sp³188 pm10,5% C- Si+Si-Hσ3sp³-1s143 pm3% Si+ H-ΓωνίεςHCSi109° 28'CSiH109° 28' HCH109° 28' HSiH109° 28'Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίοSCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 42, §4.3. C#1 -0,165C#2 -0,09Η (Si-H) -0,03Η (C-H)+0,03Si +0,195

 Παραγωγή 

 Με αναγωγή αιθυλοτριχλωροσιλανίου 
Με αναγωγή αιθυλοτριχλωροσιλανίου (CH3CH2SiCl3) από λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4):A. E. Finholt, A. C. Bond, K. E. Wilzbach, H. I. Schlesinger: The Preparation and Some Properties of Hydrides of Elements of the Fourth Group of the Periodic System and of their Organic Derivatives. In: Journal of the American Chemical Society. 69, 1947, S. 2692, doi:10.1021/ja01203a041.

 Με οργανομαγνησιακή ένωση 

Με επίδραση αιθυλομαγνησιοϊωδίδιου (CH3CH2MgI) σε χλωροσιλάνιο (SiH3Cl) παράγεται αιθυλοσιλάνιο:

 Με αιθυλολίθιο και σιλυλοχλωρίδιο 

Με επίδραση αιθυλολιθίου (CH3CH2Li) σε χλωροσιλάνιο (SiH3Cl) παράγεται αιθυλοσιλάνιο:

 Με αντιδράσεις προσθήκης 

1. Με προσθήκη σιλανίου σε αιθένιο παράγεται σιλυλαιθάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6., προσαρμογή για μεθυλενοσιλάνιο.:

2. Με προσθήκη υδρογόνου σε βινυλοσιλάνιο ή σε αιθυλιδενοσιλάνιο ή σε σιλιράνιο παράγεται σιλυλαιθάνιο:
χωρίς-πλαίσιο|50x50px

 Χαρακτηριστικά 
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%.Datenblatt Ethylsilane bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 2. Mai 2015 (PDF).

 Χημική συμπεριφορά και παράγωγα 

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

 Πυρηνόφιλη υποκατάσταση 

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:Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1..

 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.

 Προσθήκη 

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:
40px|κυκλοπροπάνιο 

5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει αιθυλοσιλυλοξυαιθάνιοΝ.
 Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, 
Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu =
 H-.:
30 px 

 Παρεμβολή μεθυλενίου 

Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH2]) σε αιθυλοσιλάνιο παράγονται προπυλοσιλάνιο (CH3CH2CH2SiH3), ισοπροπυλοσιλάνιο (CH3CH(SiH3)CH3) και αιθυλομεθυλοσιλάνιο (CH3CH2SiH2CH3)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.:

 Πηγές 
 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 

Κατηγορία:Σιλυλαλκάνια
Κατηγορία:C2