Триметилалюминий
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Триметилалюман | |
| Другие имена триметилалюминий; триметил алюминия; триметил алюминия | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.000.776 |
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| С 6 Н 18 Ал 2 | |
| Молярная масса | 144.17 g/mol 72,09 г/моль (C 3 H 9 Al) |
| Появление | Бесцветная жидкость |
| Плотность | 0,752 г/см 3 |
| Температура плавления | 15 ° C (59 ° F; 288 К) |
| Точка кипения | 125–130 ° C (257–266 ° F; 398–403 К) [1] [2] |
| Реагирует | |
| Давление пара |
|
| Вязкость |
|
| Термохимия | |
Теплоемкость ( С ) | 155,6 Дж/моль·К [2] |
Стандартный моляр энтропия ( S ⦵ 298 ) | 209,4 Дж/моль·К [2] |
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | −136,4 кДж/моль [2] |
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ⦵ ) | −9,9 кДж/моль [2] |
| Опасности | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности | пирофорный |
| СГС Маркировка : | |
  [1] | |
| Опасность | |
| Х250 , Х260 , Х314 [1] | |
| П222 , П223 , П231+П232 , П280 , П370+П378 , П422 [1] | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| точка возгорания | -17,0 ° C (1,4 ° F; 256,1 К) [1] |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения | Триэтилалюминий |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Триметилалюминий — один из простейших примеров алюминийорганических соединений. Несмотря на свое название, он имеет формулу Al 2 ( CH 3 ) 6 (сокращенно Al 2 Me 6 или ТМА), поскольку существует в виде димера . Эта бесцветная жидкость пирофорна . Это промышленно важное соединение, тесно связанное с триэтилалюминием . [3] [4]
Структура и связь
[ редактировать ]Строение и связь в Al 2 R 6 и диборане аналогичны (R = алкил). В Al 2 Me 6 расстояния Al-C (концевые) и Al-C (мостиковые) составляют 1,97 и 2,14 Å соответственно. Центр Al тетраэдрический. [5] Каждый из атомов углерода мостиковых метильных групп окружен пятью соседями: тремя атомами водорода и двумя атомами алюминия. Метильные группы легко обмениваются внутримолекулярно. При более высоких температурах димер распадается на мономерный AlMe 3 . [6]
Синтез
[ редактировать ]ТМА готовится в рамках двухэтапного процесса, который можно резюмировать следующим образом:
- 2 Al + 6 CH 3 Cl + 6 Na → Al 2 (CH 3 ) 6 + 6 NaCl
Приложения
[ редактировать ]Катализ
[ редактировать ]Начиная с изобретения катализа Циглера-Натта , алюминийорганические соединения играют заметную роль в производстве полиолефинов , таких как полиэтилен и полипропилен . Метилалюмоксан , получаемый из ТМА, является активатором многих катализаторов на основе переходных металлов.
Полупроводниковые приложения
[ редактировать ]ТМА также используется в производстве полупроводников для нанесения тонких пленок диэлектриков с высоким коэффициентом k, таких как Al 2 O 3, посредством процессов химического осаждения из паровой фазы или осаждения атомного слоя . ТМА является предпочтительным прекурсором для металлоорганической эпитаксии из газовой фазы ( MOVPE ) алюминийсодержащих соединений полупроводников , таких как AlAs , AlN , AlP , AlSb , AlGaAs , AlInGaAs , AlInGaP , AlGaN , AlInGaN , AlInGaNP и т. д. Критерии качества ТМА сосредоточены на а) элементарные примеси; б) кислородсодержащие и органические примеси.
Фотоэлектрические приложения
[ редактировать ]В процессах осаждения, очень похожих на обработку полупроводников, ТМА используется для нанесения стопок тонких пленок диэлектрических слоев с низким k (непоглощающих) с Al 2 O 3 посредством процессов химического осаждения из паровой фазы или осаждения атомного слоя . Al 2 O 3 обеспечивает превосходную пассивацию поверхности кремния с p-легированием. Слой Al 2 O 3 обычно представляет собой нижний слой с несколькими слоями нитрида кремния (Si x N y ) для покрытия.
Реакции
[ редактировать ]Гидролиз и связанные с ним реакции протонолиза
[ редактировать ]Триметилалюминий легко и даже опасно гидролизуется:
- Al 2 Me 6 + 3 H 2 O → Al 2 O 3 + 6 CH 4
В контролируемых условиях реакцию можно остановить с образованием метилалюмоксана :
- AlMe 3 + H 2 O → 1/n [AlMeO] n + 2 CH 4
Реакции алкоголиза и аминолиза протекают сравнительно. Например, диметиламин дает димер диамида диаалюминия: [7]
- 2 AlMe 3 + 2 HNMe 2 → [AlMe 2 NMe 2 ] 2 + 2 CH 4
Реакции с хлоридами металлов
[ редактировать ]ТМА реагирует со многими галогенидами металлов с образованием алкильных групп. В сочетании с трихлоридом галлия он дает триметилгаллий . [8] Al 2 Me 6 реагирует с трихлоридом алюминия с образованием (AlMe 2 Cl) 2 .
Реакции ТМА/галогениды металлов появились в качестве реагентов в органическом синтезе . Реактив Теббе , который используется для метиленирования сложных эфиров и кетонов , готовят из ТМА и дихлорида титаноцена . [9] В сочетании с 20-100 моль % Cp 2 ZrCl 2 ( дихлорид цирконоцена ) (CH 3 ) 2 Al-CH 3 присоединяется «поперек» алкинов с образованием винилалюминиевых частиц, которые можно использовать в органическом синтезе в реакции, известной как карбоалюминирование. [10]
Аддукты
[ редактировать ]Как и другие «электронодефицитные» соединения, триметилалюминий дает аддукты R 3 N . АлМе 3 . кислотные свойства AlMe 3 по Льюису. Оценены [11] Данные по энтальпии показывают, что AlMe 3 является жесткой кислотой и ее кислотные параметры в модели ECW составляют E A =8,66 и CA = 3,68.
С этими аддуктами, например комплексом с третичным амином DABCO , обращаться безопаснее, чем с самим ТМА. [12]
Миссия НАСА ATREX ( Эксперимент с аномальной транспортной ракетой ) использовала белый дым, который ТМА образует при контакте с воздухом, для изучения реактивной струи на большой высоте.
Синтетический реагент
[ редактировать ]ТМА — источник метилнуклеофилов, родственных метиллитию , но менее реакционноспособный. Он реагирует с кетонами с образованием после гидролитической обработки третичных спиртов.
Безопасность
[ редактировать ]Триметилалюминий пирофорен и бурно реагирует с воздухом и водой.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж Sigma-Aldrich Co. , Триметилалюминий . Проверено 5 мая 2014 г.
- ^ Jump up to: а б с д и «Триметилалюминий» .
- ^ Краузе, Майкл Дж.; Орланди, Фрэнк; Саураж, Альфред Т.; Зитц, Джозеф Р. (2000). «Соединения алюминия органические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a01_543 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ К. Эльшенбройх (2006). Металлоорганические соединения . ВЧ. ISBN 978-3-527-29390-2 .
- ^ Холлеман, А.Ф.; Виберг, Э. (2001). Неорганическая химия . Сан-Диего: Академическая пресса. ISBN 0-12-352651-5 .
- ^ Васс, Габор; Тарчай, Дьёрдь; Мадьярфалви, Габор; Бёди, Андраш; Сепеш, Ласло (2002). «HeI-фотоэлектронная спектроскопия соединений триалкилалюминия и диалкилалюминия гидридов и их олигомеров». Металлоорганические соединения . 21 (13): 2751–2757. дои : 10.1021/om010994h .
- ^ Липтон, Майкл Ф.; Баша, Анвер; Вайнреб, Стивен М. (1979). «Превращение сложных эфиров в амиды с помощью амидов диметилалюминия: N,N-диметилциклогексанкарбоксамид». Органические синтезы . 59 : 49. дои : 10.15227/orgsyn.059.0049 .
- ^ Гейнс, Д.Ф.; Борлин, Йоржан; Фоди, EP (1974). «Триметилгаллий». Неорганические синтезы . Том. 15. С. 203–207. дои : 10.1002/9780470132463.ch45 . ISBN 978-0-470-13246-3 .
- ^ Сосна, Ш.; Ким, В.; Ли, В. (1990). «Эфиры енола путем метиленирования сложных эфиров: 1-фенокси-1-фенилэтена и 3,4-дигидро-2-метилен-2 Н -1-бензопирана». Орг. Синтез . 69 : 72. дои : 10.15227/orgsyn.069.0072 .
- ^ Негиши, Э.; Мацусита, Х. (1984). «Катализируемый палладием синтез 1,4-диенов путем аллилирования алкенилана: α-фарнезен [1,3,6,10-додекатетраен, 3,7,11-триметил-]». Органические синтезы . 62:31 . дои : 10.15227/orgsyn.062.0031 .
- ^ Хенриксон, Швейцария; Даффи, Д.; Эйман, ДП (1968). «Кислотность Льюиса аланов. Взаимодействие триметилалана с аминами, эфирами и фосфинами». Неорганическая химия . 7 (6): 1047–1051. дои : 10.1021/ic50064a001 .
- ^ Виноградов, Андрей; Вудворд, С. (2010). «Кросс-сочетание, катализируемое палладием, с использованием стабильного на воздухе источника триметилалюминия. Получение этил-4-метилбензоата» . Органические синтезы . 87 : 104. дои : 10.15227/orgsyn.087.0104 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|