Διμεθυλοσιλάνιο

Το **διμεθυλοσιλάνιο** (αγγλικά *dimethylsilane*) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και πυρίτιο, με μοριακό τύπο **[[C2H8Si|C<sub>2</sub>H<sub>8</sub>Si]]**, αν και συνήθως παριστάνεται από τους ημισυντακτικούς του τύπους, **(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>SiH<sub><sub>2</sub></sub>** και **CH<sub>3</sub>SiH<sub>2</sub>CH<sub>3</sub>**, ή ακόμη συντομογραφικά **Me<sub>2</sub>SiH<sub>2</sub>**. Είναι ένα αλκυλοσιλάνιο. Το χημικά καθαρό διμεθυλοσιλάνιο, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι εύφλεκτο αέριο, που σχηματίζει εκρηκτικά μείγματα με τον αέρα. Χρησιμοποιείται για χημική απόθεση ατμών, από τη βιομηχανία παραγωγής ημιαγωγών.

## Ονοματολογία
Από τις παραπάνω ονομασίες:
# Η ονομασία «διμεθυλοσιλάνιο» προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί διυποκατεστημένο σιλάνιο (SiH4), δηλαδή δύο άτομα υδρογόνου έχουν αντικατασταθεί από δύο μεθύλια(CH3).
# Η ονομασία «(μεθυλοσιλυλο)μεθάνιο» δεύτερη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο μεθάνιο (CH4), δηλαδή ένα άτομο υδρογόνου έχει αντικατασταθεί από μεθυλοσιλύλιο (CH3SiH2).
# Η ονομασία «2-σιλαπροπάνιο» προκύπτει από την «ονοματολογία αντικαταστάσεως», σύμφωνα με την οποία η ένωση θεωρείται προπάνιο (CH3CH2CH3) στο οποίο έχει αντικατασταθεί το άτομο άνθρακα (C) #2 από πυρίτιο (Si).

## Ισομέρεια
Με βάση το μοριακό τύπο του, C2H8Si, έχει ένα ισομερές θέσης: το αιθυλοσιλάνιο.

## 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).

## Παραγωγή
### Με διμεθυλοψευδάργυρο
Το διμεθυλοσιλάνιο μπορεί να παραχθεί σε ποσοτκή απόδοση με επίδραση διχλωροσιλανίου (SiH2Cl2) σε περίσσεια ατμών διμεθυλοψευδαργύρου [Zn(CH3)2].
\mathrm{SiH_2Cl_2 + Zn(CH_3)_2 \xrightarrow{} CH_3SiH_2CH_3 + ZnCl_2}


### Με αναγωγή διμεθυλοδιχλωροσιλανίου
Το διμεθυλοσιλάνιο μπορεί να παραχθεί, επίσης, με αναγωγή διμεθυλοδιχλωροσιλανίου [(CH3)2SiCl2], με κάποιο κατάλληλο αναγωγικό μέσο, όπως το λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4):
\mathrm{2(CH_3)_2SiCl_2 + LiAlH_4 \xrightarrow{} 2CH_3SiH_2CH_3 + LiCl + AlCl_3}


### Με οργανομαγνησιακή ένωση
Με επίδραση μεθυλομαγνησιοϊωδίδιου (CH3MgI) σε διχλωροσιλάνιο (SiH2Cl2) παράγεται διμεθυλοσιλάνιο:

\mathrm{2CH_3I + 2Mg \xrightarrow 2CH_3MgI \xrightarrow{+SiH_2Cl_2} CH_3SiH_2CH_3 + 2MgClI \downarrow}


### Με μεθυλολίθιο και σιλυλενοδιχλωρίδιο
Με επίδραση μεθυλολιθίου (CH3Li) σε διχλωροσιλάνιο (SiH2Cl2) παράγεται διμεθυλοσιλάνιο:

\mathrm{2CH_3X + 4Li \xrightarrow[|Et_2O|, -10^oC]{-2LiX} 2CH_3Li \xrightarrow{+ SiH_2Cl_2} CH_3SiH_2CH_3 + LiCl}


## Χημική συμπεριφορά και παράγωγα
Το διμεθυλοσιλάνιο 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 [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 σε διμεθυλοσιλάνιο είναι η ακόλουθη:.

\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + ANu \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_2SiHNu + AH}

* Με ANu συμβολίζεται πυρηνόφιλο αντιδραστήριο.
* Ο ρόλος του BF3 είναι να σχηματίζει το ενδιάμεσο σύμπλοκο [ANu-BF3] και διευκολύνει την ενεργοποίηση του ANu.
* Παραδείγματα:

#### Διμεθυλοσιλανόλη

1. Με επίδραση νερού (H2O) σε διμεθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και διμεθυλοσιλανόλη
\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + H_2O \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_2SiHOH + H_2 \uparrow}

* A = H, Nu = OH.

2. Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε διμεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στην αλκοόλη αλκάνιο (RH) και διμεθυλοσιλανόλη

\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + ROH \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_2SiHOH + RH}

* A = R, Nu = OH.

#### Αλκοξυδιμεθυλοσιλάνιο

Με επίδραση αιθέρα (ROR) σε διμεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον αιθέρα αλκάνιο (RH) και αλκοξυδιμεθυλοσιλάνιο [(CH3)2SiHOR]
\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + ROR \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_2SiHOR + RH}

* A = R, Nu = OR.

#### Αλκινυλοδιμεθυλοσιλάνιο
Με επίδραση αλκινίων (RC ≡ CH) σε διμεθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αλκινυλοδιμεθυλοσιλάνιο [(CH3)2SiHC ≡ CR]
\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + RC \equiv CH \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_2SiHC \equiv CR + H_2 \uparrow}

* A = H, Nu = RC ≡ C.

#### Διμεθυλοκαρβαλκοξυσιλάνιο
Με επίδραση εστέρα (RCOOR) σε διμεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον εστέρα αλκάνιο (RH) και διμεθυλοκαρβαλκοξυσιλάνιο [(CH3)2SiHOOCR, εστέρας της διμεθυλοσιλανόλης]
\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + RCOOR \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_2SiHOOCR + RH}

* A = R, Nu = RCOO.

#### Διμεθυλοσιλανονιτρίλιο

Με επίδραση νιτριλίων (RCN) σε διμεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο νιτρίλιο αλκάνιο (RH) και διμεθυλοσιλανονιτρίλιο 
\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + RCN \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_2SiHCN + RH}

* A = R, Nu = CN.

#### Αλκυλοδιμεθυλοσιλάνιο

Με επίδραση οργανομεταλλικών ενώσεων (π.χ RNa) σε διμεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο υδρίδιο (π.χ. NaH) και αλκυλοδιμεθυλοσιλάνιο [(CH3)2SiHR] 
\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + RNa \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_2SiHR + NaH}

* A = Na, Nu = R.

#### Διμεθυλοσιλανοθειόλη

Με επίδραση θειόλης (RSH) σε διμεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στη θειόλη αλκάνιο (RH) και διμεθυλοσιλανοθειόλη

\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + RSH \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_2SiHSH + RH}

* A = R, Nu = SH.

#### Αλκυλοθειοδιμεθυλοσιλάνιο

Με επίδραση θειαιθέρα (RSR) σε διμεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο θειαιθέρα αλκάνιο (RH) και αλκυλοθειοδιμεθυλοσιλάνιο [(CH3)2SiHSR]
\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + RSR \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_2SiHSR + RH}

* A = R, Nu = SR.

#### Διμεθυλοσιλιλαλογονίδιο

Με επίδραση αλκυλαλογονίδιου (RX) σε διμεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο αλκάνιο (RH) και διμεθυλοσιλυλοχλωρίδιο [(CH3)2SiHΧ]

\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + RX \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_2SiHX + RH}

* A = R, Nu = X.

#### Διμεθυλοσιλαναμίνες

1. Με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε διμεθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και διμεθυλοσιλαναμίνη:

\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + NH_3 \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_2SiHNH_2 + H_2 \uparrow}

* A = H, Nu = NH2.

2. Με επίδραση πρωτοταγούς αμίνης (RNH2) σε διμεθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και Ν-αλκυλοδιμεθυλοσιλαναμίνη [(CH32)SiHNHR]:

\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + RNH_2 \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_2SiHNHR + H_2 \uparrow}

* A = Η, Nu = RNH.

3. Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (R2NH) σε διμεθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και Ν,N-διαλκυλοδιμεθυλοσιλαναμίνη [(CH3)2SiHNR2]:

\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + R_2NH \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_2SiHNR_2 + H_2 \uparrow}

* A = Η, Nu = R2N.

### Προσθήκη

1. Προσθήκη σε διπλούς δεσμούς. Π.χ. με αιθένιο δίνει διμεθυλοσιλυλαιθάνιο:


\mathrm{
CH_3SiH_2CH_3 + CH_2=CH_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2SiH(CH_3)_2}



2. Προσθήκη σε τριπλούς δεσμούς. Π.χ. με αιθίνιο δίνει διμεθυλοσιλυλαιθένιο:


\mathrm{
CH_3SiH_2CH_3 + HC \equiv CH \xrightarrow{} CH_2=CHSiH(CH_3)_2}



3. Προσθήκη σε συζηγείς διπλούς δεσμούς. Π.χ. με 1,3-βουταδιένιο δίνει (2-βουτενυλο)διμεθυλοσιλάνιο:


\mathrm{
CH_3SiH_2CH_3 + CH_2=CHCH=CH_2 \xrightarrow{} CH_3CH=CHCH_2SiH(CH_3)_2 + 4H_2O}



4. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ισοκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο δίνει διμεθυλοπροπυλοσιλάνιο:

40px|κυκλοπροπάνιο  \mathrm{+ CH_3SiH_2CH_3 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2SiH(CH_3)_2} 


5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με οξιράνιο δίνει αιθοξυδιμεθυλοσιλάνιο:

30 px  \mathrm{+ CH_3SiH_2CH_3 \xrightarrow{} CH_3CH_2OSiH(CH_3)_2} 


### Παρεμβολή μεθυλενίου

Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH2]) σε διμεθυλοσιλάνιο παράγεται μείγμα αιθυλομεθυλοσιλάνιου (CH3CH2SiH2CH3) και τριμεθυλοσιλάνιου [(CH3)3SiH):

\mathrm{CH_3SiH_2CH_3 + CH_3Cl + KOH \xrightarrow{} \frac{3}{4} CH_3CH_2SiH_2CH_3 + \frac{1}{4} (CH_3)_3SiH + KCl + H_2O}


## 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