Tetramethylzinn

Strukturformel
	Strukturformel von Tetramethylzinn
Allgemeines
Name	Tetramethylzinn
Andere Namen	Zinntetramethyl; Tetramethylstannan; TTMT;
Summenformel	C4H12Sn
Kurzbeschreibung	niedrigviskose, brennbare, farblose Flüssigkeit<ref name="Merck"/>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	209-833-6
ECHA-InfoCard	100.008.941
PubChem	11661
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Eigenschaften
Molare Masse	178,848 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig<ref name="Merck"/>
Dichte	1,29 g·cm−3<ref name="Merck">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei MerckVorlage:Abrufdatum</ref>
Schmelzpunkt	−54 °C<ref name="Merck" />
Siedepunkt	74–75 °C<ref name="Merck" /> (ohne Zersetzung)
Dampfdruck	146,7 hPa (25 °C)<ref name="MAK"/>
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser (0,06 g·l−1)<ref name="MAK"/>, löslich in unpolaren Lösemitteln
Brechungsindex	1,441 (bei 20 °C, 589 nm)<ref name="Merck" />
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 225‐300+310+330‐410
	P: 210‐233‐273‐280‐303+361+353‐304+340+310<ref name="GESTIS" />
MAK	0,001 ml·m−3, 0,005 mg·m−3<ref name="MAK"/>
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Tetramethylzinn, mit der Konstitutionsformel Sn(CH₃)₄, ist eine der einfachsten metallorganischen Zinnverbindungen. Die klare, farblose, dünnflüssige, leicht flüchtige Flüssigkeit hat einen unangenehmen Geruch.<ref name="Legrum">Wolfgang Legrum: Riechstoffe, zwischen Gestank und Duft, Vieweg + Teubner Verlag (2011) S. 68–69, ISBN 978-3-8348-1245-2.</ref> Tetramethylzinn kann zur Methylierung von organischen und anorganischen Halogeniden verwendet werden.

Gewinnung und Darstellung

<math>\mathrm{ 4\ IMgCH_3\ +\ SnCl_4\ \rightarrow \ Sn(CH_3)_4\ +\ 4\ MgICl}</math>

Auch metallorganische Verbindungen anderer Elemente, wie Methylaluminiumverbindungen, können zur Methylierung von SnCl₄ eingesetzt werden.<ref name="Methylierung">Alwyn George Davies: Organotin chemistry, Band 1. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2004, ISBN 3-527-31023-1 (Seite 46–48 in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.). </ref>

<math>\mathrm{ 4\ Al(CH_3)_3\ +\ 3\ SnCl_4\ \rightarrow \ 3\ Sn(CH_3)_4\ +\ 4\ AlCl_3}</math>

Ebenso können SnCl₄ und Methylchlorid direkt in Gegenwart von Natrium miteinander umgesetzt werden (Wurtz-Reaktion):<ref name="Methylierung" />

<math>\mathrm{ 4\ ClCH_3\ +\ SnCl_4\ +\ 8\ Na\ \rightarrow \ Sn(CH_3)_4\ +\ 8\ NaCl}</math>

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Tetramethylzinn ist leichtentzündlich, mit einem Flammpunkt von −12 °C und einer unteren Explosionsgrenze von 1,9 Vol-%.<ref name="Merck" /> Es hat eine Dichte von 1,29 g·cm⁻³ und einen Brechungsindex von 1,4410. Es ist nahezu unlöslich in Wasser aber gut mischbar mit unpolaren organischen Lösungsmitteln. Im Molekül ist das zentrale Zinnatom – äquivalent zum zentralen Kohlenstoffatom in Neopentan – von den vier Methylgruppen in einer tetraedrischen Anordnung umgeben. Die Stärke der Sn–C-Bindung wird mit 297 kJ/mol angenommen.<ref name="Fischer" />

Chemische Eigenschaften

Tetramethylzinn ist aufgrund der guten Abschirmung des zentralen Metallatoms und der geringen Polarität der Sn–C-Bindung an der Luft stabil und weitgehend hydrolyseunempfindlich. Tetramethylzinn reagiert mit Säurechloriden unter Bildung von Methylketonen und mit Arylhalogeniden unter Bildung von Arylmethylketonen:

<math>\mathrm{ Sn(CH_3)_4\ +\ RC(O)Cl\ \rightarrow \ RC(O)CH_3\ +\ ClSn(CH_3)_3}</math>

Auch auf anorganische Halogenide, wie SnCl₄ oder BBr₃, können vom Tetramethylzinn Methylgruppen übertragen werden:

<math>\mathrm{ 3\ Sn(CH_3)_4\ +\ SnCl_4\ \rightarrow \ 4\ ClSn(CH_3)_3}</math> (Kocheshkov-Umlagerung<ref name="Kocheshkov">Alwyn George Davies: Organotin chemistry, Band 1. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2004, ISBN 3-527-31023-1 (Seite 167 in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.).</ref>)

<math>\mathrm{ Sn(CH_3)_4\ +\ 2\ BBr_3\ \rightarrow \ 2\ Br_2BCH_3\ +\ Br_2Sn(CH_3)_2}</math>

Verwendung

im MOCVD-Verfahren (Metalorganic Chemical Vapour Deposition) bei der Herstellung von hochwertigen Zinn oder Zinnoxidfilmen für Solarzellen oder Gassensoren durch thermische Zersetzung bei 400–650 °C.<ref name="Fischer">Roland A. Fischer: Precursor chemistry of advanced materials. Springer-Verlag Berlin, 2005, ISBN 978-3-540-01605-2 (Seite 7 in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.). </ref><ref name="Okajima">Yuichiro Okajima et al.: Proceedings of the Third International Symposium on Ceramic Sensors. The Electrochemical Society Inc., 1997, ISBN 1-56677-127-7 (Seite 69 in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.). </ref><ref name="Bruckner-Lea">Cynthia J. Bruckner-Lea: Chemical sensors 6. The Electrochemical Society Inc., 2004, ISBN 1-56677-421-7 (Seite 42 in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.). </ref>

<math>\mathrm{ Sn(CH_3)_4\ +\ 8\ O_2 \quad \xrightarrow[- 6\ H_2O,\ - 4\ CO_2]{470\ ^\circ C} \ SnO_2 }</math>

als Cokatalysator bei der Polymerisation von Cycloolefinen (Metathese). Im ersten Schritt bilden sich die entsprechenden aktiven Wolfram-Katalysatoren<ref name="Lechner">Manfred Dieter Lechner, Klaus Gehrke, Eckhard H. Nordmeier: Makromolekulare Chemie: ein Lehrbuch für Chemiker, Physiker. Birkhäuser Verlag, 2010, ISBN 978-3-7643-8890-4 (Seite 100 in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.). </ref><ref name="Janiak">Christoph Janiak, Thomas M. Klapötke, Hans-Jürgen Meyer, Erwin Riedel: Moderne anorganische Chemie. de Gruyter, 2003, ISBN 3-11-017838-9 (Seite 741 in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.). </ref>, Methyltrioxorhenium (MTO)<ref>Patent WO2010075972A2: METHOD FOR PRODUCING METHYL TRIOXORHENIUM (MTO).‌</ref> oder andere Rheniumkatalysatoren durch Methylierung des Zentralatoms:<ref>Patent DE3940196A1: Organo-rhenium oxide cpds. - useful on oxide support materials, as catalysts for metathesis of olefin(s), esp. functional olefin(s).‌</ref>

<math>\mathrm{ WCl_6\ +\ 2\ Sn(CH_3)_4 \quad \xrightarrow[- 2\ ClSn(CH_3)_3]{} \quad Cl_4W(CH_3)_2\ \quad \xrightarrow[- CH_4]{} \quad Cl_4W{=}CH_2}</math>

<math>\mathrm{ Re_2O_7\ +\ Sn(CH_3)_4\ \rightarrow \ \underbrace {O_3ReCH_3}_{(MTO)}\ +\ O_3ReOSn(CH_3)_3}</math>

Sicherheitshinweise

Tetramethylzinn ist wie viele andere organische Zinnverbindungen als giftig eingestuft und muss daher mit entsprechender Vorsicht gehandhabt werden.

Toxizität gegenüber Fischen, LC₅₀: Dosis 6,44 mg/l (48 h) Oryzias latipes (Roter Killifisch).
Toxizität gegenüber Daphnien und anderen wirbellosen Wassertieren, EC₅₀: Dosis: 40 mg/l (24 h) Daphnia magna (Großer Wasserfloh).<ref name="Merck" />

Zinnorganische Verbindungen schädigen das zentrale Nervensystem, was zu Krämpfen, Narkose und Atemlähmung führen kann. Es wird berichtet, dass Tetramethylzinn, welches – neben Triethyl- und Trimethylzinnverbindungen – bei der Produktion von Solarzellen eingesetzt wird, in Säugetieren rasch zu Trimethylzinn-Einheiten dealkyliert wird. Tierversuche zeigen, dass Trimethylzinn auf das zentrale Nervensystem wirkt und zu Vergiftungen führen kann, welche sich in reversiblen Nervenschäden bis zum Tod manifestieren können.<ref>L. D. Hamilton, W. H. Medeiros, P. D. Moskowitz, K. Rybicka: Toxicology of tetramethyltin and other organometals used in photovoltaic cell manufacture, AIP Conf. Proc., 1988, Volume 166, Issue 1, S. 54–66; doi:10.1063/1.37131.</ref>

Literatur

Alwyn George Davies, Keith Pannell: Tin chemistry: fundamentals, frontiers, and applications. John Wiley & Sons Ltd, 2008, ISBN 978-0-470-51771-0 (Seite 1 in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.).

Einzelnachweise

<references> <ref name="MAK">Methylzinnverbindungen. In: DFG (Hrsg.): The MAK Collection for Occupational Health and Safety. 2014, S. 13, doi:10.1002/3527600418.mb744031metd0056. </ref> </references>