五甲基銻
五甲基銻是一種有機銻化合物，由五個甲基和一個銻原子組成，化學式 Sb(CH3)5。它是一種超價分子，分子構型為三角雙錐。[1]其它有機銻(V)化合物包括五丙炔基銻 (Sb(CCCH3)5) 和五苯基銻 (Sb(C6H5)5)。[2]其它已知的五甲基氮族元素包括五甲基鉍和五甲基砷。
| 五甲基銻 | |
|---|---|
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| 系統名 pentamethyl-λ5-stibane | |
| 識別 | |
| CAS號 | 15120-50-0 
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| PubChem | 123354 |
| ChemSpider | 109956 |
| SMILES |
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| EINECS | 239-173-4 |
| 性質 | |
| 化學式 | C5H15Sb |
| 摩爾質量 | 196.93 g·mol−1 |
| 外觀 | 無色液體 |
| 熔點 | -19 °C（254 K） |
| 沸點 | 160 °C（433 K） |
| 相關物質 | |
| 相關化學品 | 三甲基銻 五甲基砷 五甲基鉍 五甲基鉭 五苯基銻 |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
製備
五甲基銻可以由 Sb(CH3)3Br2 和甲基鋰反應而成。[3]它也可以由三甲基銻被氯化成二氯三甲基銻，然後用甲基鋰取代氯原子而成：[2]
- Sb(CH3)3 + Cl2 → Sb(CH3)3Cl2
- Sb(CH3)3Cl2 + 2LiCH3 → Sb(CH3)5 + 2LiCl
性質
五甲基銻是無色的。[3]在 -143°C下，它是正交晶系，空間群 Ccmm，晶格參數 a=6.630 Å、b=11.004 Å和c=11.090 Å。[3]在三角雙錐中，有三個碳原子是在水平方向的，而剩下的兩個在垂直方向。水平方向的Bi-C 鍵為 214 pm ，而垂直方向的Bi-C鍵則為 222 pm。水平方向的 ∠C-Sb-C鍵角為 120°，而垂直方向的 ∠C-Sb-C 則為90°。[3]這個分子的碳原子迅速移動，即使在 −100°C的NMR中，仍只能看到一種氫原子方向。[2]
五甲基銻比五甲基鉍更穩定，因為能量低的三甲基鉍的孤對電子受到鑭系收縮的影響，被 f電子屏蔽了。三甲基銻的能量較高，在五甲基銻分解成三甲基銻的能量釋放較少。[3] 五甲基銻可以在室溫下以液體形式儲存在乾淨玻璃中。[4]
五甲基銻的熔點為 -19°C。雖然它在沸騰時會分解並可能爆炸，但它在 25°C 時具有 8 mmHg 的高蒸氣壓。[4]
在 2380 和 2500 Å的紫外線中，有五甲基銻的兩條吸收帶。[4]
反應
在四氫呋喃中，五甲基銻可以繼續和甲基鋰反應，形成六甲基合銻(V)酸鋰。[3]
- Sb(CH3)5 + LiCH3 → Li(thf)Sb(CH3)6
亞磷酸和次磷酸會和五甲基銻反應，生成像是 (CH3)4SbOP(O)Ph2、(CH3)4SbOP(O)(OH)Ph 和(CH3)4SbOP(O)(OH)3的化合物，並放出甲烷。[5]
二茂錫 Sn(C5H5)2和五甲基銻反應，形成四茂錫(II)酸四甲基銻 ([(CH3)4Sb]2Sn(C5H5)4)。[6]
五甲基銻能和非常弱的酸反應，形成四甲基銻陽離子。這些酸包括水 (H2O)、醇、硫醇、苯酚、羧酸、氫氟酸、硫氰酸、疊氮酸、二氟磷酸、硫代次磷酸和烷基矽醇。[7]
它和鹵素反應，其中一到兩個甲基都會被替換成鹵素原子。[7] 路易斯酸也能和其反應，形成四甲基銻鹽，包括 [(CH3)4Sb]TlBr4, [(CH3)4Sb][CH3SbCl5], [7]
五甲基銻和二氧化矽表層反應，形成 Si-O-Sb(CH3)4基團。超過 250°C 時，這個基團分解出 Sb(CH3) 並留下甲基和二氧化矽連接。[8]
參考資料
- ^ Greene, Tim M.; Downs, Anthony J.; Pulham, Colin R.; Haaland, Arne; Verne, Hans Peter; Volden, Hans Vidar; Timofeeva, Tatjana V. 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. November 1998, 17 (24): 5287–5293. doi:10.1021/om980520r.
- ^ 2.0 2.1 2.2 Haaland, Arne; Hammel, Andreas; Rypdal, Kristin; Swang, Ole; Brunvoll, Jon; Gropen, Odd; Greune, Michael; Weidlein, Johann; Nasiri, Ahmad; Okada, Yoshito. 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. 1993, 47: 368–373. doi:10.3891/acta.chem.scand.47-0368
.
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Wallenhauer, Stephan; Seppelt, Konrad. Antimony(V) and Bismuth(V) Methyl Compounds: A Structural Comparison. Inorganic Chemistry. January 1995, 34 (1): 116–119. doi:10.1021/ic00105a021.
- ^ 4.0 4.1 4.2 Downs, A. J.; Schmutzler, R.; Steer, I. A. The vibrational spectrum and structure of pentamethylantimony. Chemical Communications (London). 1966, (8): 221. doi:10.1039/C19660000221.
- ^ Graves, Guy E.; Van Wazer, John R. Methyl group replacement on pentamethylantimony with organophosphorus substituents. Journal of Organometallic Chemistry. May 1978, 150 (2): 233–237. doi:10.1016/S0022-328X(00)84725-7.
- ^ Bos, Klaas D.; Bulten, Eric J.; Meinema, Harry A.; Noltes, Jan G. Synthesis of bis(tetramethylstibonium)tetracyclopentadienylstannate a novel type of organotin(II) compound. Journal of Organometallic Chemistry. 20 March 1979, 168 (2): 159–162. doi:10.1016/s0022-328x(00)83270-2. hdl:1874/25359 .
- ^ 7.0 7.1 7.2 Hubert Schmidbaur. Advances in Organometallic Chemistry. Academic Press. 1976 [2021-07-15]. ISBN 9780080580159. （原始內容存檔於2021-07-15） （英語）.
- ^ Wang, Y.; Morrow, B. A. Infrared Study of the Chemisorption of Pentamethylantimony on Silica. Langmuir. January 1996, 12 (17): 4153–4157. doi:10.1021/la951514s.
