有机锡化学

“有机锡化合物”是包括一个以上锡-烃键的化合物。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及杀菌剂、木材防腐剂及催化剂。但由于这些化合物的毒性，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

• 卤化锡和格林尼亚试剂复分解：

SnCl₄ + 4RMgCl → R4Sn+4MgCl₂

（注）通式中R为烃基，可为烷基或芳基等；X为无机或有机酸根、氧、卤族元素等。

• 武慈反应：由卤化锡和烷基钠偶联：

SnCl₄ + 8Na + 4RCl → R4Sn+8NaCl

• 卤化锡和有机铝化合物（AlR₃）的交换作用：

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

• 直接用烷基碘生成，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

• 参见Stille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。三甲基锡和三乙基锡口服时的毒性十分强，随着烷基增大，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，及聚氨酯及硅胶的生产。
• 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]。部分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

• 四丁基锡：用于生产三丁基锡和二丁基锡的原料。
• 二烷基锡和一烷基锡：用于聚氯乙烯的热稳定剂。
• 三丁基锡：（TBTO）Tributyltin chloride：无色到淡黄的液体，用于木材防腐。
• 三苯基醋酸锡：灰白色结晶，用于防虫防霉。
• 三苯基氯化锡：白色结晶，用于杀菌剂和生产其他化合物的原料。
• 三甲基氯化锡：杀菌剂。
• 三苯基氢氧化锡：灰白色粉末，用于防虫防霉。
• 苯丁锡：很稳定的白色结晶，用于防螨。
• 三唑锡：无色结晶，用于防螨。
• 三环锡：白色结晶，用于防螨。
• 六甲基二锡：用来生产其他化合物的原料。
• 四乙基锡：一种催化剂。 ^[4]

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 0-751-403-857 ；ISBN 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+