ペンタメチルアンチモン

ペンタメチルアンチモン（）は、五つのメチル基がアンチモンに結合した、化学式Sb(CH3)5で表される有機金属化合物である。超原子価化合物の一つであり、分子構造は三方両錐形分子構造をとる。ペンタプロピニルアンチモンSb(CCCH3や、ペンタフェニルアンチモンSb(C6H5)5など、他にも有機アンチモン(V)化合物がいくつか存在し、ペンタメチルニクトゲンとしてはペンタメチルビスマスやペンタメチルヒ素が知られている。

製造

ペンタメチルアンチモンはSb(CH3)3Br2を2当量のメチルリチウムと反応させることで得られる。またトリメチルスチビンをジクロロトリメチルアンチモンにして、塩素をメチルリチウムによってメチル基に置換することでも得ることができる。

Sb(CH3)3 + Cl2 → Sb(CH3)3Cl2 Sb(CH3)3Cl2 + 2LiCH3 → Sb(CH3)5 + 2LiCl

性質

ペンタメチルアンチモンは無色であり、-142 ℃では斜方晶系、空間群Ccmm、単位格子a=6.630 Å b=11.004 Å c=11.090 Åの結晶となる。単位格子あたり四分子が含まれ、単位格子の体積は809.1 Å3である。三方両錐形構造において3つの炭素原子は赤道上に、2つ原子は軸方向の頂点に位置する（図参照）。アンチモン-炭素結合の結合長は赤道上のメチル基について約214 pm、軸方向のメチル基について約222 pmであり、赤道上のC-Sb-Cの結合角は120°、赤道上と軸方向のC-Sb-Cの結合角は90°である。分子は速やかに炭素原子の位置を変えるため、-100 ℃においてもNMRスペクトル上では水素の位置は一種類しかない。

ペンタメチルアンチモンはペンタメチルビスマスより安定であり、これは低エネルギー準位のトリメチルビスマスでは、非共有電子対がf電子とランタノイド収縮によって遮蔽されるためである。トリメチルアンチモンはより高いエネルギーを持つため、ペンタメチルアンチモンの分解によって放出される量が少ない。ペンタメチルアンチモンは常温でガラス容器内で液体として保存される。

ペンタメチルアンチモンは-10 ℃で融解する。沸騰させようとすると分解し爆発する可能性があるが、25 ℃においては8 mmHgという高い蒸気圧を示す。

紫外線域の2380～2500 Åに2つの吸収帯を持つ。

反応 ペンタメチルアンチモンはメチルリチウムと反応して無色のヘキサメチルアンチモン酸リチウムをテトラヒドロフラン中で生成する。

Sb(CH3)5 + LiCH3 → Li(thf)Sb(CH3)6

ペンタメチルアンチモンはシルセスキオキサンと反応し、テトラメチルスチボニウムシルセスキオキサンを生成する。例えば、(cyclo-C6H11)7Si7O9(OH)3が反応して(cyclo-C6H11)7Si7O9(OSb(CH3)4)3となる。この反応は3つ以上のヒドロキシ基がある場合すみやかに進行する。

ホスホン酸とホスフィン酸はペンタメチルアンチモンと結合し、(CH3)4SbOP(O)Ph2や(CH3)4SbOP(O)(OH)Ph、(CH3)4SbOP(O)(OH)3のような化合物を生成し、メタンを排除する。

スタノセンSn(C5H5)2はペンタメチルアンチモンと結合しビス(テトラメチルスチボニウム)テトラシクロペンタジエニルスタネート([(CH3)4Sb]2Sn(C5H5)4)を生成する。

ペンタメチルアンチモンは様々な弱酸と反応し、テトラメチルスチボニウム塩または酸とのテトラメチルスチボニウム誘導体を生成する。これらの酸は、水、アルコール、チオール、フェノール、カルボン酸、フッ化水素、チオシアン酸、アジ化水素酸、ジフルオロリン酸、チオホスフィン酸、アルキルシロールが含まれる。

ハロゲンと反応することで、ペンタメチルアンチモンは1個または2個のメチル基がハロゲン原子によって置換される。また、ルイス酸と反応して[(CH3)4Sb]TlBr4や[(CH3)4Sb][CH3SbCl5]などのテトラメチルスチボニウム塩を生成する。

シリカの表面とペンタメチルアンチモンが反応することで、Si-O-Sb(CH3)4基でコーティングされる。250 ℃よりも高温では、これは分解してSb(CH3)になり、メチル基をシリカの表面に残ったままとなる。

脚注