五甲基锑
五甲基锑是一种有机锑化合物，由五个甲基和一个锑原子组成，化学式 Sb(CH3)5。它是一种超价分子，分子构型为三角双锥。[1]其它有机锑(V)化合物包括五丙炔基锑 (Sb(CCCH3)5) 和五苯基锑 (Sb(C6H5)5)。[2]其它已知的五甲基氮族元素包括五甲基铋和五甲基砷。
| 五甲基锑 | |
|---|---|
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| 系统名 pentamethyl-λ5-stibane | |
| 识别 | |
| CAS号 | 15120-50-0 
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| PubChem | 123354 |
| ChemSpider | 109956 |
| SMILES |
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| EINECS | 239-173-4 |
| 性质 | |
| 化学式 | C5H15Sb |
| 摩尔质量 | 196.93 g·mol−1 |
| 外观 | 无色液体 |
| 熔点 | -19 °C（254 K） |
| 沸点 | 160 °C（433 K） |
| 相关物质 | |
| 相关化学品 | 三甲基锑 五甲基砷 五甲基铋 五甲基钽 五苯基锑 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
制备
五甲基锑可以由 Sb(CH3)3Br2 和甲基锂反应而成。[3]它也可以由三甲基锑被氯化成二氯三甲基锑，然后用甲基锂取代氯原子而成：[2]
- Sb(CH3)3 + Cl2 → Sb(CH3)3Cl2
- Sb(CH3)3Cl2 + 2LiCH3 → Sb(CH3)5 + 2LiCl
性质
五甲基锑是无色的。[3]在 -143°C下，它是正交晶系，空间群 Ccmm，晶格参数 a=6.630 Å、b=11.004 Å和c=11.090 Å。[3]在三角双锥中，有三个碳原子是在水平方向的，而剩下的两个在垂直方向。水平方向的Bi-C 键为 214 pm ，而垂直方向的Bi-C键则为 222 pm。水平方向的 ∠C-Sb-C键角为 120°，而垂直方向的 ∠C-Sb-C 则为90°。[3]这个分子的碳原子迅速移动，即使在 −100°C的NMR中，仍只能看到一种氢原子方向。[2]
五甲基锑比五甲基铋更稳定，因为能量低的三甲基铋的孤对电子受到镧系收缩的影响，被 f电子屏蔽了。三甲基锑的能量较高，在五甲基锑分解成三甲基锑的能量释放较少。[3] 五甲基锑可以在室温下以液体形式储存在干净玻璃中。[4]
五甲基锑的熔点为 -19°C。虽然它在沸腾时会分解并可能爆炸，但它在 25°C 时具有 8 mmHg 的高蒸气压。[4]
在 2380 和 2500 Å的紫外线中，有五甲基锑的两条吸收带。[4]
反应
在四氢呋喃中，五甲基锑可以继续和甲基锂反应，形成六甲基合锑(V)酸锂。[3]
- Sb(CH3)5 + LiCH3 → Li(thf)Sb(CH3)6
亚磷酸和次磷酸会和五甲基锑反应，生成像是 (CH3)4SbOP(O)Ph2、(CH3)4SbOP(O)(OH)Ph 和(CH3)4SbOP(O)(OH)3的化合物，并放出甲烷。[5]
二茂锡 Sn(C5H5)2和五甲基锑反应，形成四茂锡(II)酸四甲基锑 ([(CH3)4Sb]2Sn(C5H5)4)。[6]
五甲基锑能和非常弱的酸反应，形成四甲基锑阳离子。这些酸包括水 (H2O)、醇、硫醇、苯酚、羧酸、氢氟酸、硫氰酸、叠氮酸、二氟磷酸、硫代次磷酸和烷基硅醇。[7]
它和卤素反应，其中一到两个甲基都会被替换成卤素原子。[7] 路易斯酸也能和其反应，形成四甲基锑盐，包括 [(CH3)4Sb]TlBr4, [(CH3)4Sb][CH3SbCl5], [7]
五甲基锑和二氧化硅表层反应，形成 Si-O-Sb(CH3)4基团。超过 250°C 时，这个基团分解出 Sb(CH3) 并留下甲基和二氧化硅连接。[8]
参考资料
- ^ 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. （原始内容存档于2021-07-15） （英语）.
- ^ 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.
