Το **μεθυλογερμανάνιο** (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:

1. Η πρώτη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο γερμανάνιο (GeH4), δηλαδή ένα άτομο υδρογόνου έχει αντικατασταθεί από μεθύλιο (-CH3).
2. Η δεύτερη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο μεθάνιο (CH4), δηλαδή ένα άτομο υδρογόνου έχει αντικατασταθεί από γερμανύλιο (-GeH3).
3. 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).

|  |
| --- |
| **Δεσμοί** |
| Δεσμός | τύπος δεσμού | ηλεκτρονική δομή | Μήκος δεσμού | Ιονισμός |
| C-H | σ | 2sp³-1s | 109 pm | 3% C- H+ |
| C-Ge | σ | 2sp³-4sp³ | 195 pm | 7% C- Ge+ |
| Ge-H | σ | 4sp³-1s | 153 pm | 1% Ge+ H- |
| **Γωνίες** |
| HCGe | 109° 28' |
| CGeH | 109° 28' |
| HCH | 109° 28' |
| HGeH | 109° 28' |
| **Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο**  |
| Η (Ge-H) | -0,01 |
| C | -0,16 |
| Η (C-H) | +0,03 |
| Ge | +0,10 |
|

Παραγωγή
--------

### Με οργανομαγνησιακή ένωση

Με επίδραση μεθυλομαγνησιοϊωδίδιου (CH3MgI) σε γερμανυλοχλωρίδιο (GeH3Cl) παράγεται μεθυλογερμανάνιο:

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}I+Mg{\xrightarrow {|Et\_{2}O|}}CH\_{3}MgI{\xrightarrow {+GeH\_{3}Cl}}CH\_{3}GeH\_{3}+MgClI\downarrow } }

### Με μεθυλένιο

Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH2]) σε γερμανάνιο (GeH4) παράγεται μεθυλογερμανάνιο:

{\displaystyle \mathrm {GeH\_{4}+CH\_{3}Cl+KOH{\xrightarrow {}}CH\_{3}GeH\_{3}+KCl+H\_{2}O} }

### Με μεθυλολίθιο και γερμανυλοχλωρίδιο

Με επίδραση μεθυλολιθίου (CH3Li) σε γερμανυλοχλωρίδιο (GeH3Cl) παράγεται μεθυλογερμανάνιο:

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}X+2Li{\xrightarrow[{|Et\_{2}O|,-10^{o}C}]{-LiX}}CH\_{3}Li{\xrightarrow {+GeH\_{3}Cl}}CH\_{3}GeH\_{3}+LiCl} }

### Με καταλυτική υδρογόνωση μεθυλενογερμανανίου

Με καταλυτική υδρογόνωση μεθυλενογερμανάνιου (CH2=GeH2) παράγεται μεθυλογερμανάνιο:

{\displaystyle \mathrm {CH\_{2}=GeH\_{2}+H\_{2}{\xrightarrow {Ni\;{\acute {\eta }}\;Pd\;{\acute {\eta }}\;Pt}}CH\_{3}GeH\_{3}} }

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:. 

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+ANu{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}Nu+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:

#### Μεθυλογερμανανόλη

1. Με επίδραση νερού (H2O) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται υδρογόνο και μεθυλογερμανανόλη

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+H\_{2}O{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}OH+H\_{2}\uparrow } }

* A = H, Nu = OH.

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

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+ROH{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}OH+RH+197\;kJ/mole} }

* A = R, Nu = OH.

#### Αλκοξυμεθυλογερμανάνιο

Με επίδραση αιθέρα (ROR) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον αιθέρα αλκάνιο (RH) και αλκοξυμεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2OR)

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+ROR{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}OR+RH} }

* A = R, Nu = OR.

#### Αλκινυλομεθυλογερμανάνιο

Με επίδραση αλκινίων (RC ≡ CH) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται υδρογόνο και αλκινυλομεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2C ≡ CR)

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+RC\equiv CH{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}C\equiv CR+H\_{2}\uparrow } }

* 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)

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+RCOOR{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}OOCR+RH} }

* A = R, Nu = RCOO.

#### Μεθυλογερμανανονιτρίλιο

Με επίδραση νιτριλίων (RCN) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο νιτρίλιο αλκάνιο (RH) και κυανομεθυλογερμανάνιο 

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+RCN{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}CN+RH} }

* A = R, Nu = CN.

#### Αλκυλομεθυλογερμανάνιο

Με επίδραση οργανομεταλλικών ενώσεων (π.χ RNa) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο υδρίδιο (π.χ. NaH) και αλκυλομεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2R) 

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+RNa{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}R+NaH} }

* A = Na, Nu = R.

#### Μεθυλογερμανανοθειόλη

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

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+RSH{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}SH+RH} }

* A = R, Nu = SH.

#### Αλκυλοθειομεθυλογερμανάνιο

Με επίδραση θειαιθέρα (RSR) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο θειαιθέρα αλκάνιο (RH) και αλκυλοθειομεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2SR)

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+RSR{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}SR+RH} }

* A = R, Nu = SR.

#### Μεθυλογερμανιλαλογονίδιο

1. Με επίδραση υδραλογόνου (RX) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται υδρογόνο και αλομεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2Χ)

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+HX{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}X+H\_{2}} }

* A = H, Nu = X.

2. Με επίδραση αλκυλαλογονίδιου (RX) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται το αντίστοιχο αλκάνιο (RH) και αλομεθυλογερμανάνιο (CH3GeH2Χ)

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+RX{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}X+RH} }

* A = R, Nu = X.

#### Μεθυλογερμαναναμίνες

1. Με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται υδρογόνο και μεθυλογερμαναναμίνη:

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+NH\_{3}{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}NH\_{2}+H\_{2}\uparrow } }

* A = H, Nu = NH2.

2. Με επίδραση πρωτοταγούς αμίνης (RNH2) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται υδρογόνο και Ν-αλκυλομεθυλογερμαναναμίνη (CH3GeH2NHR):

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+RNH\_{2}{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}NHR+H\_{2}\uparrow } }

* A = Η, Nu = RNH.

3. Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (R2NH) σε μεθυλογερμανάνιο παράγεται υδρογόνο και Ν,N-διαλκυλομεθυλογερμαναναμίνη (CH3GeH2NR2):

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+R\_{2}NH{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}NR\_{2}+H\_{2}\uparrow } }

* 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):

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+R\_{3}N{\xrightarrow {BF\_{3}}}CH\_{3}GeH\_{2}NR\_{2}+RH} }

* A = R, Nu = R2N.
* Όπου τα τρία (3) αλκύλια R, όχι απαραίτητα ίδια.

### Αναγωγή

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

{\displaystyle \mathrm {RX+CH\_{3}GeH\_{3}{\xrightarrow {BF\_{3}}}RH+CH\_{3}GeH\_{2}X} }

### Προσθήκη

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

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+CH\_{2}=CH\_{2}{\xrightarrow {}}CH\_{3}CH\_{2}GeH\_{2}CH\_{3}} }

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

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+HC\equiv CH{\xrightarrow {}}CH\_{2}=CHGeH\_{2}CH\_{3}} }

3. Προσθήκη σε συζηγείς διπλούς δεσμούς. Π.χ. με 1,3-βουταδιένιο με 1,4-προαθήκη δίνει (2-βουτενυλο)μεθυλογερμανάνιο:

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+CH\_{2}=CHCH=CH\_{2}{\xrightarrow {}}CH\_{3}CH=CHCH\_{2}GeH\_{2}CH\_{3}+4H\_{2}O} }

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

κυκλοπροπάνιο {\displaystyle \mathrm {+CH\_{3}GeH\_{3}{\xrightarrow {}}CH\_{3}CH\_{2}CH\_{2}GeH\_{2}CH\_{3}} }

5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει αιθοξυμεθυλογερμανάνιο:

 {\displaystyle \mathrm {+CH\_{3}GeH\_{3}{\xrightarrow {}}CH\_{3}CH\_{2}OGeH\_{2}CH\_{3}} }

### Παρεμβολή μεθυλενίου

Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH2]) σε μεθυλογερμανάνιο παράγονται σχεδόν ισομοριακές ποσότητες αιθυλογερμανάνιου (CH3CH2GeH3) και διμεθυλογερμανάνιου (CH3GeH2CH3):

{\displaystyle \mathrm {CH\_{3}GeH\_{3}+CH\_{3}Cl+KOH{\xrightarrow {}}{\frac {1}{2}}CH\_{3}CH\_{2}GeH\_{3}+{\frac {1}{2}}CH\_{3}GeH\_{2}CH\_{3}+KCl+H\_{2}O} }

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
----------------------------------------

1. ↑  Διαδικτυακός τόπος PubChem.
2. ↑  Διαδικτυακός τόπος ΝΙSΤ.
3. ↑  Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
4. ↑  Τα 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»
5. ↑  Υπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
6. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.4Α. Ge αντί Si.
7. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3. Ge αντί Si.
8. ↑  SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 42, §4.3, Ge αντί Si.
9. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6. προσαρμογή για μεθυλενογερμανάνιο.
10. 1 2  Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1. Ge αντί Si.
11. ↑  Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1. σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = H-.
12. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.

|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 

| π • σ • ε
Ενώσεις γερμάνιου (Ge) |
| --- |
|  |
| Ανόργανες 
ενώσεις γερμάνιου | 

|  |  |
| --- | --- |
| Ενώσεις με βαθμό οξείδωσης
γερμάνιου +2 | 
Διφθοριούχο γερμάνιο (GeF2)  · Διχλωριούχο γερμάνιο (GeCl2)  · Διβρωμιούχο γερμάνιο (GeBr2)  · Διιωδιούχο γερμάνιο (GeI2)  · Μονοξείδιο του γερμανίου (GeO)  · Μονοθειούχο γερμάνιο (GeS)  · Σεληνιούχο γερμάνιο (GeSe)  · Τελλουριούχο γερμάνιο (GeTe) |
|  |
| Ενώσεις με βαθμό 
οξείδωσης γερμάνιου +4 | 
Γερμανάνιο (GeH4)  · Σιλυλογερμανάνιο (SiH3GeH3)  · Τετραχλωρογερμάνιο (GeCl4)  · Τετραϊωδογερμάνιο (GeI4)  · Διοξείδιο του γερμανίου (GeO2)  · Διθειογερμάνιο (GeS2) |

 |
|  |
| Οργανικές ενώσεις γερμάνιου | 
Μεθυλογερμανάνιο (CH3GeH3)  · Μεθυλενογερμανάνιο (CH2=GeH2) |

 |