Αιθυλιδενοσιλάνιο

Το αιθυλιδενοσιλάνιο (αγγλικά ethylidenesilane) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και πυρίτιο, έχει μοριακό τύπο C₂H₆Si, αν και συνήθως παριστάνεται από τον ημισυντακτικό του τύπο, CH₃CH=SiH₂. Είναι ένα αλκυλιδενοσιλάνιο.

Ονοματολογία

1. Η ονομασία αιθυλιδενοσιλάνιο προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο σιλάνιο (SiH₄), δηλαδή σιλάνιο, δύο άτομα υδρογόνου του οποίου, έχουν αντικατασταθεί από αιθυλιδένιο (=CHCH₃.)
2. Η ονομασία σιλυλεναιθάνιο προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο αιθάνιο (C₂H₆), δηλαδή αιθάνιο του οποίου δύο άτομα υδρογόνου συνδεμένα στο ίδιο άτομο άνθρακα έχουν αντικατασταθεί από σιλυλένιο (=SiH₂).
3. Τέλος, η ονομασία 1-σιλα-1-προπένιο προκύπτει από την «ονοματολογία αντικαταστάσεως», δηλαδή η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο προπένιο (CH₃CH=CH₂), δηλαδή προπένιο στο οποίο έχει αντικατασταθεί το #1 άτομο άνθρακα (C) από ένα άτομο πυρίτιου (Si).

Ισομέρεια

Με βάση το μοριακό τύπο του (C₂H₆Si) έχει τα ακόλουθα τρία (3) ισομερή θέσης:

1. Βινυλοσιλάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH₂=CHSiH₃.
2. Μεθυλενομεθυλοσιλάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃SiH=CH₂.
3. Σιλιράνιο.

Παραγωγή

Αντίδραση απόσπασης

Με απόσπαση υδραλογόνου (HF) από αιθυλαλοσιλάνιο παράγεται αιθυλιδενοσιλάνιο:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{X}\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\underset{\mathrm{△}}{\overset{ROH}{\to }}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{X}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Χημική συμπεριφορά

Το αιθυλιδενοσιλάνιο συνδυάζει τις ιδιότητες των αλκενίων με εκείνες των σιλανίων. Είναι πολύ πιο δραστικό από το αιθένιο, γιατί ο διπλός δεσμός C=Si είναι πολύ λιγότερο σταθερός. Με κάποια από τα παρακάτω αντιδραστήρια δίνει πιθανότατα και παράπλευρες αντιδράσεις.

Ενυδάτωση

Με επίδραση θειικού οξέος σε αιθυλιδενοσιλάνιο παράγεται αρχικά όξινος θειικός εστέρας. Στη συνέχεια με επίδραση νερού (ενυδάτωση). Παράγεται αιθυλοσιλανόλη:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{H}\stackrel{+H_{2}O}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

Προσθήκη υποαλογονώδους οξέως

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX, εδώ το X είναι οποιοδήποτε αλκογόνο εκτός από F και At) σε αιθυλιδενοσιλάνιο παράγεται (1-αλαιθυλο)σιλανόλη:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{X}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{X}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{H}$

• Το υποφθοριώδες οξύ (HOF) δίνει αντίστροφη προσθήκη με προϊόν (1-υδροξυαιθυλο)φθοροσιλάνιο:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{F}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{F}$

Καταλυτική υδρογόνωση

Με καταλυτική υδρογόνωση αιθυλιδενοσιλενίου σχηματίζεται αιθυλοσιλάνιο. Π.χ.:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\stackrel{Ni\acute{\eta }Pd\acute{\eta }Pt}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}$

Αλογόνωση

Με επίδραση αλογόνου (X₂) (αλογόνωση) σε αιθυλιδενοσιλάνιο έχουμε προσθήκη στο διπλό δεσμό. Παράγεται αλο(1-αλαιθυλο)σιλάνιο. Π.χ.:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{X}}_{\mathrm{2}}\stackrel{CC{l}_4}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{X}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{X}$

Υδραλογόνωση

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX) (υδραλογόνωση) σε αιθυλιδενοσιλάνιο παράγεται αιθυλαλοσιλάνιο:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{X}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{X}$

Υδροκυάνωση

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN) (υδροκυάνωση) σε αιθυλιδενοσιλάνιο παράγεται αιθυλοκυανοσιλάνιο:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{N}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{N}$

Διυδροξυλίωση

Η διυδροξυλίωση αιθυλιδενοσιλάνιου αντιστοιχεί σε προσθήκη H₂O₂ και παράγει (1-υδροξυαιθυλο)σιλανόλη:

Επίδραση καρβονικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{RCOOH}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{H}$

Αρυλίωση

Με επίδραση αρενίων (A_rH) παράγεται παράγωγο γενικού τύπου A_rSiH₂CH₃. Π.χ. με βενζολίου, παρουσία καταλύτη, παράγεται αιθυλοφαινυλοσιλάνιο:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{P}\mathrm{h}\mathrm{H}\stackrel{}{\to }\mathrm{P}\mathrm{h}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}$

• Πρόκειται για αντίδραση προσθήκης του βενζολίου (PhH) με την έννοια Ph^δ--H^δ+.

Παρεμβολή μεθυλενίου

Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH₂]) σε αιθυλιδενοσιλάνιο παράγονται προπυλιδενοσιλάνιο (CH₃CH₂CH=SiH₂), ισοπροπυλιδενοσιλάνιο [(CH₃)₂C=SiH₂], αιθυλομεθυλενοσιλάνιο (CH₃CH₂SiH=CH₂) και 2-μεθυλοσιλιράνιο :

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}\stackrel{}{\to }\frac{3}{7}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\frac{1}{7}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{=}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\frac{2}{7}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\frac{1}{7}$2-μεθυλοσιλιράνιο

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