有机锡化学

有机锡化合物”是包括一个以上-化合物。有机锡化学是有机金属化学的一个分支。最早发现的有机锡化合物是爱德华·弗兰克兰 在1849年发现的二碘二乙基锡((C2H5)2SnI2)。有机锡化合物主要用途为聚氯乙烯的热稳定剂杀菌剂、木材防腐剂催化剂。但由于这些化合物毒性,它们已被国际海事组织禁止使用(有指出1ng/l= 0.001 ppb的浓度已会对水中生物造成影响)。有机锡化合物亦用于玻璃瓶的氧化锡层的生成。[1]

合成

SnCl4 + 4RMgCl → R4Sn+4MgCl2
(注)通式中R为烃基,可为基或基等;X为无机有机酸根族元素等。
SnCl4 + 8Na + 4RCl → R4Sn+8NaCl
  • 卤化锡和有机化合物(AlR3)的交换作用:

3SnCl4 + 4R3Al + 4R'2O → 3R4Sn + 4AlCl3·R'2O

  • 直接用烷基生成,但只能合成二烃基锡:
Sn + RI → R2SnI2
  • 把四烃基锡和四氯化锡混合,可生成各种有机锡化合物:
3R4 + SnCl4 → 4R3SnCl
R4 + SnCl4 → 2R2SnCl2
R4 + 3SnCl4 → 4RSnCl3[2]
  • 三丁基锡氧化物的分子式:
C24H54OSn2

反应

用途和毒性

  • 四烃基锡是很稳定的分子,毒性和对生物的作用都很低,不能作为杀生物剂,但可以变成有毒的三烃基锡。
  • 三烃基锡毒性十分强,三烷基锡是植物毒素,所以不能用于农业。三甲基锡三乙基锡口服时的毒性十分强,随著烷基增大,毒性渐渐减弱,到了三辛基锡已变成无毒性。主要是由于消化系统对三基锡的吸收随烷基增大而减少。根据不同的基,三烃基锡可以作为强力抑菌剂及抑霉剂。三丁基锡在工业上作为杀菌剂,例如做纸业,纺织业,亦用于船业作来防止生物依靠,但由于对水中生物有影响,使用已受法律限制。三苯基锡用于抗霉漆和农业防霉。其他三烃基锡亦可用于抗螨上。
  • 二烃基锡除了二苯基锡外,没有抗霉能力,抗菌能力低,毒性也低。主要用于聚合物的生产,如PVC热稳定剂,催化剂,及聚氨酯硅胶的生产。
  • 一烃基锡的毒性更低,没有生物作用,主要用于PVC热稳定剂[3]。部份一烃基锡有疏水性的应用。
  • PVC热稳定剂,在PVC的合成时,多分子中会出现一些缺陷,稳定剂的功用是避免,修补缺陷和吸收释放出来的盐酸。有机锡化合物占了美国PVC热稳定剂约40%的比例,使用时主要是用一烃基锡和二烃基锡混合使用。由于低毒性,被各国推荐为食品包装用的PVC热稳定剂。
  • 同态催化剂,用于聚氨酯的生产,令出现须两个步骤的生产能一次性完成,并大幅减少了生产时间。还可用于硅胶常温定形,酯化氢化,脱氢化,异构化等。
  • 玻璃的涂层,可用一基锡的蒸气,在玻璃上涂上氧化锡涂层。
  • 杀生物剂:约1950年开始,对有机锡化合物的杀生物应用进行了系统性的研究。三丁基氧化锡等(TBTO)被广泛用于木材防腐,但由于TBTO的毒性,应用受到一定的限制,另外,TBTO亦可用于纸张,布料及石块的防护。三苯基锡等用于农业防霉防虫。三丁基锡(TBT)用于船低防附,但由于对水中生物有一定影响,使用受到限制,幸好三丁基锡会慢慢变成二基,一基以及无机锡,不会造成长期性的污染问题。二丁基二月桂酸锡可用于养殖业防寄生虫。
  • 三丁基锡:无色或浅黄色澄清液体。相对密度1.2105g/ml,闪点 -15℃,沸点171-173℃,折射率1.4930。用途:具有防腐、杀菌、防霉等作用。广泛用于木材防腐,船舶油漆等。同时作为医药中间体广泛应用于医药行业。

重要的化合物

多键锡化合物

不同碳化合物只能有四个键,锡化合物可以配合到五个键。这种多键锡化合物一般须电负性的取代基来稳定。2007年,一种在常温下在氩气中稳定的五键锡化合物被报告生成。 [5]

参见

参考资料

  1. ^ Chemistry of Tin, P.J. Smith ,ISBN 0-751-403-857ISBN 978-075-140-385-5
  2. ^ Industrial uses of tin chemicals C.J. Evans
  3. ^ Health and safety aspects of tin chemicals Peter J. Smith
  4. ^ Organic Syntheses, Coll. Vol. 4, p.881 (1963); Vol. 36, p.86 (1956). Link页面存档备份,存于互联网档案馆
  5. ^ Synthesis and Structure of Pentaorganostannate Having Five Carbon Substituents Masaichi Saito, Sanae Imaizumi, Tomoyuki Tajima, Kazuya Ishimura, and Shigeru Nagase J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 10974-10975 doi:10.1021/ja072478+