Pentamethylstibine
Pentamethylstibine | ||||
---|---|---|---|---|
Structuurformule en molecuulmodel | ||||
Structuurformule van pentamethylstibine | ||||
Algemeen | ||||
Molecuulformule | of | |||
IUPAC-naam | Pentamethystiboraan | |||
Andere namen | pentamethyl-λ5-stibane | |||
SMILES | C[Sb](C)(C)(C)C | |||
CAS-nummer | 15120-50-0 | |||
EG-nummer | 239-173-4 | |||
PubChem | 123354 | |||
Wikidata | Q30682550 | |||
Beschrijving | Kleurloze vloeistof | |||
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen | ||||
EG-Index-nummer | 239-173-4 | |||
Fysische eigenschappen | ||||
Smeltpunt | -19 °C | |||
Kookpunt | 160 °C | |||
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar). | ||||
|
Pentamethylstibine of pentamethylstiboraan is een organometaalverbinding waarin antimoon aan vijf methylgroepen gebonden is. De formule is dan ook , of met meer nadruk op de structuur: . Het is een voorbeeld van een hypervalente verbinding. De moleculaire vorm is een driehoekige bipiramide.[1] Verwante verbindingen zijn bijvoorbeeld pentapropenylstibine en pentafenylstibine . Binnen de stikstofgroep zijn ook pentamethylarsine en pentamethylbismutine bekend.
Synthese
[bewerken | brontekst bewerken]Pentamethylstibine kan verkregen wordne uit de reactie van trimethylstibinedibromide met twee equivalenten methyllithium. [2]
Een andere benadering gaat uit van trimethylstibine dat eerst wordt omgezet in het trimethyldichloride. Deze laatste stof wordt dan, ook, met metyhyllithium in de pemtamethylverbinding omgezet.[3]
Eigenschappen
[bewerken | brontekst bewerken]Pentamethylstibine is onder standaard condities een kleurloze vloeistof.[2] In vaste vorm kristalliseert het in het orthorombisch kristalstelsel in de ruimtegroep Ccmm. De dimensies van de eenheidscel zijn: a=663,0 pm b=1100,4 pm c=1109,0 pm. Per eenheidscel zijn er vier moleculen aanwezig. Het voliume van de eenheidscel is 809.1·106 pm3.[2] In de trigonale bipiramide zijn 3 equatoriale posities voor de methylgroepen en twee axiale. De lengte van de b-C-binding is voor de equatoriale koolstofatomen 2143 pm, voor de axiale 222 pm. De C-Sb-C bindingshoek tussen twee equatoriale koolstofatomen is 120°, tussen equatoriaal en axiaal geldt een hoek van 90°. DE positie van de methylgroepen ligt niet vast, zelfs bij -100 °C is de uitwisseling zo snel dat in het Proton-NMR slechts één signaal te zien is voor de waterstof-atomen.[3] In vergelijking met pentamethylbismutine is het stibine stabieler: het vrije elektronenpaar is in antimoon beter beschikbaar voor bindingen dan in bismut, waar relativistische aspecten, afscherming door de f-elektronen en de lanthanidencontractie dat paar erg inert maken.[2] Pentamethylstibine kan als vloeistof in schoon glaswerk bij kamertemperatuur bewaard worden.[4]
Pentamethylstibine smelt bij -19 °C. Bij zijn kooktemperatuur, 160 °C, ontleedt het, maar deze reactie kan ook explosief verlopen.[4]
In het ultraviolette deel van het spectrum heeft absorptiebanden bij 238 en 250 nm.[4]
Reacties
[bewerken | brontekst bewerken]- Methyllithium
- In THF reageert pentamethylstibine met methyllithium tot het kleurloze lithiumhexamethylstibaat. De solvatatie van lithium door THF speelt hierin een belangrijke rol:[2]
- Silsesquioxanes
- Met silsesquioxanen (zie voorbeeld hiernaast[noot 1] onder vorming van tetramethylstibonium-ionen. Met (de structuur hiernaast) bijvoorbeeld ontstaat . Dit is een snelle reactie als er meer dan 2 hydroxylgroepen in het silsesquioxaan voorkomen.[5]
- Fosforzuur, Fosfonzuren en onderfosforigzuren
- Met deze zuren worden tetramethylstiboniumverbindingen gevormd, onder gelijktijdige uitstaat van methaan:[6]
- Stannoceen
- Met stannoceen reageert pentamethylstibine ook onder vorming van stibonium-ionen, maar in tegenstelling tot de reacties met de fosforhoudende zuren treedt hier ook een verschuiving op in de liganden rond zink, er ontstaat bis(tetramethylstibonium)tetracyclopentadienylstannaat. Ten tijde van de ontdekking van deze reactie was dit de eerste reactie waarbij een anion op basis van een organotin(II)verbinding ontstond:[7]
- Zwakke zuren
- Met veel zwakke zuren reageert onder vorming van het stibonium-ion of een derivaat daarvan. Als zwakke zuren kunnen water, alcoholen, thiolen, fenolen, carbonzuren, waterstoffluoride, thiocyaanzuur, waterstofazide, difluorfosforzuur en thio-onderfosforigzuur.[8]
- Halogenen
- Met halogenen reageert pentamethylstibine met het uitwisselen van een of twee methylgroepen tegen het halogeen.[8]
- Lewiszuren
- Ook met lewiszuren worden tetramethylstibonoimzouten gevormd, waaronder en .[8]
- Siliciumdioxide of silicagel
- Met siliciumdioxide of silicagel reageert aan het opppervlak, waarbij -groepen ontstaan. Bij verwarmen boven de 250 °C ontleedt deze verbinding, waarbij trimethylstibine vrijkomt en een methylgroep op het silica-oppervlak gebonden blijft.[9]
Dit artikel of een eerdere versie ervan is een (gedeeltelijke) vertaling van het artikel Pentamethylantimony op de Engelstalige Wikipedia, dat onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen valt. Zie de bewerkingsgeschiedenis aldaar.
Noten in de tekst
- ↑ Het hier weergegeven molecuul is een gedeeltelijk gehydrolyseerd silsesquioxaan. In een niet gehydrolyseerd silsesquioxaan worden waterstof-atomen van de drie OH-groepen vervangen door één R-Si-groep, waardoor een dobbelsteen-achtige structuur ontstaat.
- ↑ Het ontstaan van dimethyltin is een logisch gevolg van de reagentia en het andere reactieproduct
Verwijzingen in de tekst
- ↑ Greene, Tim M.; Downs, Anthony J.; Pulham, Colin R.; Haaland, Arne; Verne, Hans Peter; Volden, Hans Vidar; Timofeeva, Tatjana V. (November 1998). Molecular Structures of Pentamethylarsenic(V) and Trimethyldichloroarsenic(V) by Gas Electron Diffraction and ab Initio Calculations:? Molecular Mechanics Calculations on Pentamethylarsenic(V), Pentaphenylarsenic(V), and Related Compounds. Organometallics 17 (24): 5287–5293. DOI: 10.1021/om980520r.
- ↑ a b c d e Wallenhauer, Stephan, Seppelt, Konrad (January 1995). Antimony(V) and Bismuth(V) Methyl Compounds: A Structural Comparison. Inorganic Chemistry 34 (1): 116–119. DOI: 10.1021/ic00105a021.
- ↑ a b Haaland, Arne; Hammel, Andreas; Rypdal, Kristin; Swang, Ole; Brunvoll, Jon; Gropen, Odd; Greune, Michael; Weidlein, Johann; Nasiri, Ahmad; Okada, Yoshito (1993). Molecular Structure of Pentamethylantimony by Gas Electron Diffraction; Structure and Bonding in Sb(CH3)5 and Bi(CH3)5 Studied by Ab Initio MO Calculations.. Acta Chemica Scandinavica 47: 368–373. DOI: 10.3891/acta.chem.scand.47-0368.
- ↑ a b c Downs, A. J., Schmutzler, R., Steer, I. A. (1966). The vibrational spectrum and structure of pentamethylantimony. Chemical Communications (8): 221. DOI: 10.1039/C19660000221.
- ↑ Feher, Frank J., Budzichowski, Theodore A., Rahimian, Kamyar, Ziller, Joseph W. (May 1992). Reactions of incompletely-condensed silsesquioxanes with pentamethylantimony: a new synthesis of metallasilsesquioxanes with important implications for the chemistry of silica surfaces. Journal of the American Chemical Society 114 (10): 3859–3866. DOI: 10.1021/ja00036a038.
- ↑ Graves, Guy E., Van Wazer, John R. (May 1978). Methyl group replacement on pentamethylantimony with organophosphorus substituents. Journal of Organometallic Chemistry 150 (2): 233–237. DOI: 10.1016/S0022-328X(00)84725-7.
- ↑ Bos, Klaas D., Bulten, Eric J., Meinema, Harry A., Noltes, Jan G. (20 March 1979). Synthesis of bis(tetramethylstibonium)tetracyclopentadienylstannate a novel type of organotin(II) compound. Journal of Organometallic Chemistry 168 (2): 159–162. DOI: 10.1016/s0022-328x(00)83270-2.
- ↑ a b c (en) Hubert Schmidbaur (1976). Advances in Organometallic Chemistry. Academic Press. ISBN 9780080580159.
- ↑ Wang, Y., Morrow, B. A. (January 1996). Infrared Study of the Chemisorption of Pentamethylantimony on Silica. Langmuir 12 (17): 4153–4157. DOI: 10.1021/la951514s.