Μεθυλογερμανάνιο

Το μεθυλογερμανάνιοΓια εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών. (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 
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 

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).

ΔεσμοίΤα 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»Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςC-Hσ2sp³-1s109 pm3% C- H+C-Geσ2sp³-4sp³195 pm7% C- Ge+Ge-Hσ4sp³-1s153 pm1% Ge+ H-ΓωνίεςHCGe109° 28'CGeH109° 28' HCH109° 28' HGeH109° 28'Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίοΥπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα Η (Ge-H) -0,01C -0,16Η (C-H)+0,03Ge +0,10

 Παραγωγή 

 Με οργανομαγνησιακή ένωση 

Με επίδραση μεθυλομαγνησιοϊωδίδιου (CH3MgI) σε γερμανυλοχλωρίδιο (GeH3Cl) παράγεται μεθυλογερμανάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.4Α., Ge αντί Si.:

 Με μεθυλένιο 

Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH2]) σε γερμανάνιο (GeH4) παράγεται μεθυλογερμανάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3., Ge αντί Si.:

 Με μεθυλολίθιο και γερμανυλοχλωρίδιο 

Με επίδραση μεθυλολιθίου (CH3Li) σε γερμανυλοχλωρίδιο (GeH3Cl) παράγεται μεθυλογερμανάνιοSCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 42, §4.3, Ge αντί Si.:

 Με καταλυτική υδρογόνωση μεθυλενογερμανανίου 

Με καταλυτική υδρογόνωση μεθυλενογερμανάνιου (CH2=GeH2) παράγεται μεθυλογερμανάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6., προσαρμογή για μεθυλενογερμανάνιο.:

 Χημική συμπεριφορά και παράγωγα 

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

 Πυρηνόφιλη υποκατάσταση 

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

 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 

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 

Με επίδραση αιθέρα (ROR) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον αιθέρα αλκάνιο (RH) και αλκοξυμεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2OR)
 A = R, Nu = OR.

 Αλκινυλομεθυλογερμανάνιο 

Με επίδραση αλκινίων (RC ≡ CH) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται υδρογόνο και αλκινυλομεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2C ≡ CR)
 A = H, Nu = RC ≡ C.

 Καρβαλκοξυμεθυλογερμανάνιο 

Με επίδραση εστέρα (RCOOR) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον εστέρα αλκάνιο (RH) και καρβαλκοξυμεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2OOCR, εστέρας της μεθυλογερμανανόλης)
 A = R, Nu = RCOO.

 Μεθυλογερμανανονιτρίλιο 

Με επίδραση νιτριλίων (RCN) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο νιτρίλιο αλκάνιο (RH) και κυανομεθυλογερμανάνιο 
 A = R, Nu = CN.

 Αλκυλομεθυλογερμανάνιο 

Με επίδραση οργανομεταλλικών ενώσεων (π.χ RNa) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο υδρίδιο (π.χ. NaH) και αλκυλομεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2R) 
 A = Na, Nu = R.

 Μεθυλογερμανανοθειόλη 

Με επίδραση θειόλης (RSH) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο στη θειόλη αλκάνιο (RH) και μεθυλογερμανανοθειόλη

 A = R, Nu = SH.

 Αλκυλοθειομεθυλογερμανάνιο 

Με επίδραση θειαιθέρα (RSR) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο θειαιθέρα αλκάνιο (RH) και αλκυλοθειομεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2SR)
 A = R, Nu = SR.

 Μεθυλογερμανιλαλογονίδιο 

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 

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 

Το μεθυλογερμανάνιο μπορεί να ανάγει αλαλκάνια (RX) σε αλκάνια (RH):

 Προσθήκη 

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:
40px|κυκλοπροπάνιο 

5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει αιθοξυμεθυλογερμανάνιοΝ. 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 μεθυλογερμανάνιο παράγονται σχεδόν ισομοριακές ποσότητες αιθυλογερμανάνιου (CH3CH2GeH3) και διμεθυλογερμανάνιου (CH3GeH2CH3)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:Ενώσεις γερμάνιου
Κατηγορία:C1