Organotinayhdisteet

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Organotinayhdisteet sisältävät hiilen ja tinan välisen kovalenttisen sidoksen

Organotinayhdisteet ovat organometalliyhdisteitä, jotka sisältävän tinan ja hiilen välisen kovalenttisen sidoksen. Organotinayhdisteillä on useita käyttökohteita, mutta osasta käyttökohteista on luovuttu myrkyllisyyden vuoksi.

Organotinayhdisteiden ominaisuuksia ja valmistus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Alkyyli- ja aryylitinayhdisteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tina esiintyy organometalliyhdisteissä tyypillisesti hapetusluvulla +IV. Eräät steerisesti estyneitä alkyyli- tai aryyliryhmiä sisältävät tina(II)organometalliyhdisteet ovat stabiileja, mutta esiintyvät tyypillisesti polymeereinä.[1][2][3][4][5]

Tetrabutyylitina on esimerkki tetrasubstituoidusta organotinayhdisteestä

Stabiileimmat organotinayhdisteet ovat tetrasubstituoituja johdannaisia, joita voidaan kuvata kaavalla RnSnX4-n. Tässä R on alkyyli- tai aryyliryhmä, X on halogeeni-, happi- tai rikkiatomi ja n on kokonaisluku väliltä 1–4. Stabiileimpia näistä ovat tetra-alkyyli- tai -aryylijohdannaiset eli organostannaanit, jotka ovat huoneenlämpötilassa nesteitä tai kiinteitä aineita. Ne eivät reagoi helposti veden eivätkä hapen vaikutuksesta. Jos alkyyliryhmiä on vähemmän, organotinayhdisteet hapettuvat ilman hapen vaikutuksesta suhteellisen helposti. Tetra-alkyylitinayhdisteitä voidaan valmistaa usealla tavalla. Käytettyjä tapoja ovat muun muassa tina(IV)kloridin reaktio Grignardin reagenssien kanssa, tina(IV)kloridin reaktio organoalumiiniyhdisteiden kanssa tai niin kutsuttu suora synteesi, jossa tina reagoi alkyyli- tai aryylihalogenidien kanssa. Organotinayhdisteillä on usein taipumus muodostaa oligomeerejä.[1][2][3][4][5]

Trialkyylitinahalogenideja R3SnX valmistetaan tetra-alkyylitinajohdannaisista halogeenin tai vetyhalogenidin välisellä reaktiolla. Jos X on kloridi, voidaan yhdisteitä tuottaa myös tetra-alkyylitinayhdisteen ja tina(IV)kloridin välisellä reaktiolla. Samalla tavoin voidaan valmistaa myös dialkyylidihalogenideja tai monoalkyylitrihalogenideja.[1][3][4][5] Organotinahydridejä RnSnH4-n saadaan pelkistämällä organotinahalogenideja litiumalumiinihydridillä.[3]

Tunnetaan myös organotinayhdisteitä, joissa tinan koordinaatioluku on 3, 2 tai 1. Näistä koordinaatioluvulla 2 ja 1 olevat yhdisteet ovat melko epästabiileja ja esiintyvät usein vain reaktioiden välivaiheina. Koordinaatioluvuilla 3 esiintyvät stannyylianionit (R3Sn-) ovat hieman stabiilimpia. Näitä valmistetaan alkalimetallien ja organotinahalogenidien tai organolitiumyhdisteiden ja tina(II)halogenidin, kuten tina(II)kloridin välisellä reaktiolla. Nämä yhdisteet ovat väriltään punaisia ja keltaisia ja hapettuvat suhteellisen helposti hapen vaikutuksesta ja reagoivat veden kanssa. Organostannyylejä käytetään välituotteina orgaanisissa synteeseissä[1][3]

Organotinaoksidit ja -hydroksidit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vesi hydrolysoi organotinahalogenidit organotinahydroksideiksi. Niistä eliminoituu kuumennettaessa vettä, jolloin muodostuu organotinaoksideja.[1]

Käyttö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Organotinayhdisteillä on useita käyttökohteita. Ne ovat hyödyllisiä yhdisteitä orgaanisessa synteeseissä, ja tärkeä organotinayhdisteitä hyödyntävä reaktio on Stille-kytkentä. Trialkyyli-, dialkyyli- ja monoalkyylitinayhdisteitä käytetään PVC-muovin stabilisaattoreina. Tämä on organotinayhdisteiden suurin yksittäinen käyttökohde, mihin arvioidaan kuluvan noin 60 % tuotetuista organotinayhdisteistä. Erityisesti tähän käytettyjä yhdisteitä ovat muun muassa dimetyylitinadikloridi ja metyylitinatrikloridi. Organotinayhdisteitä voidaan käyttää myös valmistettaessa tinadioksidikalvoja CVD-pinnoituksella ja bakteereja, sieniä sekä tuhohyönteisiä tappavina aineina maataloudessa.[1][2] [3][4][5] Aikaisemmin tributyylitinaa ja trifenyylitinaa on käytetty laivojen pohjamaaleissa ehkäisemässä eliöiden tarttumista laivan pohjaan. Nykyään tämä käyttö on kuitenkin kielletty näiden yhdisteiden myrkyllisyyden vuoksi.[6]

Myrkyllisyys[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Useat organotinayhdisteet ovat hyvin myrkyllisiä ja myrkyllisimpien organotinayhdisteiden myrkyllisyys on vetysyanidin luokkaa. Myrkyllisyys riippuu substituutioasteesta ja alkyylisubstituenttien pituudesta. Myrkyllisimpiä ovat trialkyylitinayhdisteet ja myrkyllisyys pienenee järjestyksessä trialkyylitina > dialkyylitina > tetra-alkyylitina > monoalkyylitina. Myrkyllisimpiä ovat metyylitinajohdannaiset ja myrkyllisyys laskee alkyylisubstituentin koon kasvaessa. Organotinayhdisteet kertyvät helposti luonnossa eliöihin.[3][4][5][6]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c d e f Alén, Raimo: Kokoelma orgaanisia yhdisteitä: Ominaisuudet ja käyttökohteet, s. 803–810. Helsinki: Consalen Consulting, 2009. ISBN 978-952-92-5627-3.
  2. a b c N.N. Greenwood & A. Earnshaw: Chemistry of the Elements, s. 399–403. 2nd Edition. Butterworth Heinemann, 1997. ISBN 0-7506-3365-4. (englanniksi)
  3. a b c d e f g Christoph Elsenbroich: Organometallics, s. 179–198. Wiley-VCH, 2006. ISBN 978-3-527-29390-2. (englanniksi)
  4. a b c d e M. N. Gitlitz & M. K. Moran :Tin Compounds, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2006. Viitattu 15.11.2013
  5. a b c d e Günter G. Graf: Tin, Tin Alloys, and Tin Compounds, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2000. Viitattu 15.11.2013
  6. a b Organotinayhdisteet Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos. Viitattu 15.11.2013.