PROFILPELAJAR.COM

Αιθυλοσιλανόλη
Γενικά
Όνομα IUPAC	Αιθυλοσιλανόλη
Άλλες ονομασίες	Υδροξυσιλυλαιθάνιο; 1-σιλα-1-προπανόλη
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C2SiH8O
Μοριακή μάζα	76,17009 amu
Σύντομος; συντακτικός τύπος	CH3CH2SiH2OH
Συντομογραφίες	EtSiH2OH
SMILES	CC[SiH2]O
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
	Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Η αιθυλοσιλανόλη ή υδροξυσιλυλαιθάνιο ή 1-σιλα-1-προπανόλη είναι μια οξυγονούχα οργανική ένωση του πυριτίου. Ο σύντομος συνακτικός τύπος της είναι: CH₃CH₂SiH₂OH. Με βάση το χημικό τύπο της, CH₆SiO, έχει τα ακόλουθα ισομερές θέσης:

Διμεθυλοσιλανόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃SiH(OH)CH₃.
1-σιλυλαιθανόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH(OH)SiH₃.
2-σιλυλαιθανόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο SiH₃CH₂CH₂OH.
Μεθυλοσιλυλαιθέρας, με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃OSiH₃.

Ονοματολογία

Από τις παραπάνω αναφερόμενες ονομασίες:

Η πρώτη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένη σιλανόλη (SiH₃OH), δηλαδή ότι ένα άτομο υδρογόνου της αιλανόλης έχει αντικατασταθεί από αιθύλιο (CH₃CH₂).
Η δεύτερη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο αιθάνιο (CH₃CH₃), δηλαδή ότι ένα άτομο υδρογόνου του μεθανίου έχει αντικατασταθεί από υδροξυοσιλύλιο (-SiH₂OH).
Η τρίτη είναι ονομασία που προκύπτει από την «ονοματολογία αντικαταστάσεως», δηλαδή 1-προπανόλη (CH₃CH₂CH₂OH) στην οποίο έχει αντικατασταθεί το #1 άτομο άνθρακα (C) από πυρίτιο (Si).

Δομή

Η δομή της ομοιάζει γεωμετρικά με αυτήν της 1-προπανόλης. Ωστόσο οι δεσμοί C-Si και Si-Η είναι πολωμένοι κατά την έννοια C^δ--Si^δ+ και Si^δ+-H^δ-, 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). Επιπλέον το οξυγόνο, με ηλεκτραρνητικότητα 3,44 κατά Paouling, έχει μεγαλύτερη διαφορά ηλεκτραρνητικότητας από το πυρίτιο (1,90 κατά Paouling), παρά από τον άνθρακα (2,55 κατά Paouling).

Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
Δεσμοί^[2]
C-H	σ	2sp²-1s	107 pm	3% C^- H⁺
C-Si	σ	2sp²-3sp²	188 pm	10,5% C^- Si⁺
Si-H	σ	3sp²-1s	143 pm	3% Si⁺ H^-
Si-O	σ	3sp²-2sp²	165 pm	44,5% Si⁺ O^-
O-H	σ	2sp²-1s	96 pm	32% O^- H⁺
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο^[3]
Ο	-0,765
C_#1	-0,165
C_#2	-0,09
Η (Si-H)	-0,03
Η (C-H)	+0,03
Η (O-H)	+0,32
Si	+0,55

Παραγωγή

Από αιθυλιδενοσιλάνιο

Με προσθήκη νερού σε αιθυλιδενοσιλάνιο παράγεται αιθυλοσιλανόλη^[4]:

$\mathrm {CH_{3}CH=SiH_{2}+H_{2}O{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH}$

Από αιθυλαλοσιλάνιο

Με υδρόλυση αιθυλαλοσιλάνιου (CH₃CH₂SiH₂X) παράγεται αιθυλοσιλανόλη^[5]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}SiH_{2}X+AgOH{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH+AgX}$

Συνυπάρχει μια ανταγωνιστική αντίδραση απόσπασης υδραλογόνου, από την οποία παράγεται αιθυλιδενοσιλάνιο. Η χρήση σχετικά ήπιας βάσης, όπως το AgOH, περιορίζει τη σχετική συμμετοχή της.

Από αιθυλοσιλάνιο

Με επίδραση νερού (H₂O) ή αλκοόλης παράγεται αιθυλοσιλανόλη^[6]^[7].

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}SiH_{3}+H_{2}O{\xrightarrow {BF_{3}}}CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH+H_{2}\uparrow }$
$\mathrm {CH_{3}CH_{2}SiH_{3}+ROH{\xrightarrow {BF_{3}}}CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH+RH}$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Όξινη συμπεριφορά

Η αιθυλοσιλανόλη είναι ισχυρότερο οξύ από την αντίστοιχη 1-προπανόλη^[7]. Μερικά παραδείγματα εφαρμογής της οξύτητας της αιθυλοσιλανόλης είναι τα ακόλουθα^[8]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH+Na{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}SiH_{2}ONa+{\frac {1}{2}}H_{2}\uparrow }$
$\mathrm {CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH+NaNH_{2}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}SiH_{2}ONa+NH_{3}\uparrow }$
$\mathrm {CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH+HC\equiv CNa{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}SiH_{2}ONa+HC\equiv CH\uparrow }$
$\mathrm {CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH+RMgX{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OMgX+RH}$

Υποκατάσταση από αλογόνα

Το υδροξώνιο είναι καλύτερη αποχωρούσα ομάδα από τα αλογόνα (X) και έτσι είναι εφικτή η σχετική πυρηνόφιλη υποκατάσταση, εφόσον όλα τα υδραλογόνα (HX) είναι σαφώς ισχυρότερα οξέα από την αιθυλοσιλανόλη^[9].

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH+HX{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}SiH_{2}X+H_{2}O}$

Αντιδράσεις αφυδάτωσης

Με ενδομοριακή αφυδάτωση αιθυλοσιλανόλης παράγεται αιθυλιδενοσιλάνιο. Η αντίδραση ευνοείται σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες. Σε χαμηλότερες ευνοείται η διαμοριακή αφυδάτωση που δίνει δι(αιθυλοσιλυλ)υλαιθέρα, ενώ χωρίς καθόλου θέρμανση παράγεται ο όξινος θειικός (αιθυλοσιλυλ)εστέρας (CH₃CH₂SiH₂OSO₃H), που αποτελεί την ενδιάμεση ένωση για τις αφυδατώσεις.^[10]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH{\xrightarrow {\pi .H_{2}SO_{4}}}CH_{3}CH=SiH_{2}+H_{2}O}$ (ενδομοριακή αφυδάτωση με υψηλή θερμοκρασία)
$\mathrm {2CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH{\xrightarrow {\pi .H_{2}SO_{4}}}CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OSiH_{2}CH_{2}CH_{3}+H_{2}O}$ (διαομοριακή αφυδάτωση με μέτρια θερμοκρασία)
$\mathrm {2CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH+H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OSO_{3}H+H_{2}O}$ (εστεροποίηση με χαμηλή θερμοκρασία)

Αντιδράσεις εστεροποίησης με καρβοξυλικά οξέα

Δίνει αντιδράσεις εστεροποίησης με ακυλιωτικά μέσα^[11]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH+RCOOH{\overrightarrow {\longleftarrow }}RCOOSiH_{2}CH_{2}CH_{3}+H_{2}O}$
$\mathrm {CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH+RCOOOCR{\xrightarrow {}}RCOOSiH_{2}CH_{2}CH_{3}+RCOOH}$
$\mathrm {CH_{3}CH_{2}SiH_{2}OH+RCOX{\xrightarrow {Py}}RCOOSiH_{2}CH_{2}CH_{3}+HX}$

Όπου Py: πυριδίνη.

Παρατηρήσεις, υποσημειώσεις και αναφορές

↑ Υπολογίστηκε βάση του χημικού τύπου της από τις ατομικές μάζες των χημικών στοιχείων που την αποτελούν.
↑ Τα δεδομένα προέρχονται από τους πίνακες δεδομένων των στοιχείων άνθρακα, πυριτίου 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»
↑ Υπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.3. Εφαρμογή για την αιθυλοσιλανόλη, που λόγω πόλωσης C^δ--Si^δ+ και H^δ+-OH^δ- το πυρίτιο έλκει το υδροξύλιο και ο άνθρακας το υδρογόνο.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.197, §8.2.3α. Εφαρμογή για την αιθυλοσιλανόλη.
↑ Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1. Εφαρμογή για την αιθυλοσιλανόλη.
↑ ^7,0 ^7,1 Paul D. Lickiss "The Synthesis and Structure of Organosilanols" Advances in Inorganic Chemistry Volume 42, 1995, Pages 147–262
doi:10.1016/S0898-8838(08)60053-7
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.2.4α-δ. Εφαρμογή για την αιθυλοσιλανόλη.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.2. Εφαρμογή για την αιθυλοσιλανόλη.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.3. και σελ.199, §8.4.5β. Εφαρμογή για την αιθυλοσιλανόλη.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.4. Εφαρμογή για την αιθυλοσιλανόλη.

Πηγές

SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
«Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982
Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ ΈκδοσηΘεσσαλονίκη 1991
Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983
Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986
Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985

[1] Υπολογίστηκε βάση του χημικού τύπου της από τις ατομικές μάζες των χημικών στοιχείων που την αποτελούν.

[2] Τα δεδομένα προέρχονται από τους πίνακες δεδομένων των στοιχείων άνθρακα, πυριτίου 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»

[3] Υπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα

[4] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.3. Εφαρμογή για την αιθυλοσιλανόλη, που λόγω πόλωσης C^δ--Si^δ+ και H^δ+-OH^δ- το πυρίτιο έλκει το υδροξύλιο και ο άνθρακας το υδρογόνο.

[5] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.197, §8.2.3α. Εφαρμογή για την αιθυλοσιλανόλη.

[6] Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1. Εφαρμογή για την αιθυλοσιλανόλη.

[Lickiss-7] 7,0 ^7,1 Paul D. Lickiss "The Synthesis and Structure of Organosilanols" Advances in Inorganic Chemistry Volume 42, 1995, Pages 147–262
doi:10.1016/S0898-8838(08)60053-7

[8] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.2.4α-δ. Εφαρμογή για την αιθυλοσιλανόλη.

[9] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.2. Εφαρμογή για την αιθυλοσιλανόλη.

[10] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.3. και σελ.199, §8.4.5β. Εφαρμογή για την αιθυλοσιλανόλη.

[11] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.4. Εφαρμογή για την αιθυλοσιλανόλη.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

Αιθυλοσιλανόλη