Pentamethylstibine of pentamethylstiboraan is een organometaalverbinding waarin antimoon aan vijf methylgroepen gebonden is. De formule is dan ook C5H15Sb, of met meer nadruk op de structuur: (CH3)5Sb. Het is een voorbeeld van een hypervalente verbinding. De moleculaire vorm is een driehoekige bipiramide. Verwante verbindingen zijn bijvoorbeeld pentapropenylstibine (Sb(C#CCH3)5) en pentafenylstibine ( \ Sb(C6H5)5). Binnen de stikstofgroep zijn ook pentamethylarsine (As(CH3)5) en pentamethylbismutine (Bi(CH3)5) bekend.
Synthese Pentamethylstibine kan verkregen wordne uit de reactie van trimethylstibinedibromide met twee equivalenten methyllithium.
(CH3)3SbBr2 \ + \ 2 CH3Li \ -> \ Sb(CH3)5 \ + \ 2LiBr 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. Sb(CH3)3 \ + \ SO2Cl2 \ -> \ Sb(CH3)3Cl2 \ + \ SO2 Sb(CH3)3Cl2 \ + \ 2 CH3Li \ -> \ Sb(CH3)5 \ + \ 2 LiCl
Eigenschappen Pentamethylstibine is onder standaard condities een kleurloze vloeistof. 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. 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. 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. Pentamethylstibine kan als vloeistof in schoon glaswerk bij kamertemperatuur bewaard worden.
Pentamethylstibine smelt bij -19 °C. Bij zijn kooktemperatuur, 160 °C, ontleedt het, maar deze reactie kan ook explosief verlopen.
In het ultraviolette deel van het spectrum heeft Sb(CH3)5 absorptiebanden bij 238 en 250 nm.
Reacties Methyllithium In THF reageert pentamethylstibine met methyllithium tot het kleurloze lithiumhexamethylstibaat. De solvatatie van lithium door THF speelt hierin een belangrijke rol: (CH3)5Sb \ + \ Ch3Li \ ->[\ce{THF}] \ Li_{(THF)}[Sb(CH3)6] 200px|right Silsesquioxanes Met silsesquioxanen (zie voorbeeld hiernaastHet 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. onder vorming van tetramethylstibonium-ionen. Met (cyclo-C6H11)7Si7O9(OH)3 (de structuur hiernaast) bijvoorbeeld ontstaat [Sb(CH3)4^{-}]3[(cyclo-C6H11)7Si7O9(O)3^{3-}]. Dit is een snelle reactie als er meer dan 2 hydroxylgroepen in het silsesquioxaan voorkomen. Fosforzuur, Fosfonzuren en onderfosforigzuren Met deze zuren worden tetramethylstiboniumverbindingen gevormd, onder gelijktijdige uitstaat van methaan: H3PO4 \ + \ (CH3)5Sb \ -> \ [Sb(CH3)4^{+}][P(O)(OH)2O^{-}] \ + CH4 \uparrow (C6H5)P(O)(OH)2 \ + \ (CH3)5SbSb \ -> \ [(CH3)4Sb^{+}][(C6H5)P(O)2(OH)^{-}] \ + CH4 \uparrow (C6HY5)2P(O)OH \ + \ (CH3)5SbSb \ -> \ [(CH3)4Sb^{+}][(C6H5)2P(O)2^{-}] \ + CH4 \uparrow 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: 2 Sb(CH3)5 \ 2 Sn(C5H5)2 \ -> \ [Sb(CH3)4^{+}]2[Sn(C5H5)4^{2-}] \ + \ Sn(CH3)2Het ontstaan van dimethyltin is een logisch gevolg van de reagentia en het andere reactieproduct Zwakke zuren Met veel zwakke zuren reageert (CH3)5Sb 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. Halogenen Met halogenen reageert pentamethylstibine met het uitwisselen van een of twee methylgroepen tegen het halogeen. Lewiszuren Ook met lewiszuren worden tetramethylstibonoimzouten gevormd, waaronder [Sb(CH3)4^{+}][TlBr3^{-}] en [Sb(CH3)4^{+}][Sb(CH3)Cl5^{-}]. Siliciumdioxide of silicagel Met siliciumdioxide of silicagel reageert Sb(CH3)5 aan het oppervlak, waarbij Si-O-Sb(CH3)4-groepen ontstaan. Bij verwarmen boven de 250 °C ontleedt deze verbinding, waarbij trimethylstibine vrijkomt en een methylgroep op het silica-oppervlak gebonden blijft.
Categorie:Verbinding van antimoon Categorie:Organoantimoonverbinding Categorie:Hypervalente moleculen