Триэтилалюминий
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Триэтилалюман | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| Сокращения | ЧАЙ, [1] ТЭл, [2] БИРЮЗОВЫЙ [3] |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.002.382 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
| Число | 3051 |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| С 12 Н 30 Ал 2 | |
| Молярная масса | 228.335 g·mol −1 |
| Появление | Бесцветная жидкость |
| Плотность | 0,8324 г/мл при 25 °C |
| Температура плавления | -46 ° C (-51 ° F; 227 К) |
| Точка кипения | От 128 до 130 ° C (от 262 до 266 ° F; от 401 до 403 К) при 50 мм рт. ст. |
| Реагирует | |
| Растворимость | Эфир, углеводороды, ТГФ |
| Опасности | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности | пирофорный |
| СГС Маркировка : | |
  | |
| Опасность | |
| Х250 , Х260 , Х314 | |
| P210 , P222 , P223 , P231+P232 , P260 , P264 , P280 , P301+P330+P331 , P302+P334 , P303+P361+P353 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P310 , П321 , П335+П334 , П363 , П370+П378 , П402+П404 , П405 , П422 , П501 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| точка возгорания | −18 ° C (0 ° F; 255 К) |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения | Триметилалюминий Триизобутилалюминий |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Триэтилалюминий — один из простейших примеров алюминийорганических соединений. Несмотря на свое название, соединение имеет формулу Al 2 ( C 2 H 5 ) 6 (сокращенно Al 2 Et 6 или TEA). Эта бесцветная жидкость пирофорна . Это промышленно важное соединение, тесно связанное с триметилалюминием . [4] [5]
Структура и связь
[ редактировать ]Строение и связь в Al 2 R 6 и диборане аналогичны (R = алкил). Что касается Al 2 Me 6 , расстояния Al-C (концевые) и Al-C (мостиковые) составляют 1,97 и 2,14 Å соответственно. Центр Al тетраэдрический. [6] Атомы углерода мостиковых этильных групп окружены каждый из пяти соседей: углерода, двух атомов водорода и двух атомов алюминия. Этильные группы легко обмениваются внутримолекулярно. При более высоких температурах димер распадается на мономерный AlEt 3 . [7] [8]
Синтез и реакции
[ редактировать ]Триэтилалюминий может быть получен несколькими путями. Открытие эффективного маршрута стало значительным технологическим достижением. В многоэтапном процессе используются алюминий, газообразный водород и этилен , которые суммируются следующим образом: [4]
- 2 Al + 3 H 2 + 6 C 2 H 4 → Al 2 Et 6
Благодаря такому эффективному синтезу триэтилалюминий является одним из наиболее доступных алюминийорганических соединений.
Триэтилалюминий также можно получить из сесквихлорида этилалюминия (Al 2 Cl 3 Et 3 ), который образуется при обработке порошка алюминия хлорэтаном . Восстановление сесквихлорида этилалюминия щелочным металлом, например натрием, дает триэтилалюминий: [9]
- 6 Al 2 Cl 3 Et 3 + 18 Na → 3 Al 2 Et 6 + 6 Al + 18 NaCl
Реактивность
[ редактировать ]Связи Al–C триэтилалюминия поляризованы до такой степени, что углерод легко протонируется с выделением этана: [10]
- Al 2 Et 6 + 6 HX → 2 AlX 3 + 6 EtH
Для этой реакции можно использовать даже слабые кислоты, такие как терминальные ацетилены и спирты.
Связь между парой алюминиевых центров относительно слабая и может расщепляться основаниями Льюиса (L) с образованием аддуктов формулы AlEt 3 L:
- Al 2 Et 6 + 2 L → 2 LAlEt 3
Приложения
[ редактировать ]Предшественники жирных спиртов
[ редактировать ]Триэтилалюминий используется в промышленности как промежуточный продукт при производстве жирных спиртов , которые перерабатывают в моющие средства . Первый этап включает олигомеризацию этилена по реакции Ауфбау , в результате которой образуется смесь соединений триалкилалюминия (здесь упрощенно называемых октильными группами): [4]
- Al 2 (C 2 H 5 ) 6 + 18 C 2 H 4 → Al 2 (C 8 H 17 ) 6
Впоследствии эти триалкильные соединения окисляются до алкоксидов алюминия , которые затем гидролизуются:
- Al 2 (C 8 H 17 ) 6 + 3 O 2 → Al 2 (OC 8 H 17 ) 6
- Al 2 (OC 8 H 17 ) 6 + 6 H 2 O → 6 C 8 H 17 OH + 2 Al(OH) 3
Сокатализаторы полимеризации олефинов
[ редактировать ]Большое количество ТЭАЛ и родственных алюминиевых алкилов используется в катализе Циглера-Натта . Они служат для активации катализатора на основе переходных металлов как восстановителя, так и алкилирующего агента . ЧИРОК также удаляет воду и кислород. [11]
Реагент в органической и металлоорганической химии
[ редактировать ]Триэтилалюминий находит нишевое применение в качестве предшественника других алюминийорганических соединений, таких как цианид диэтилалюминия : [12]
![{\displaystyle {\ce {{1/2Al2Et6}+ HCN ->}}\ {\tfrac {1}{n}}{\ce {[Et2AlCN]}}_{n}+{\ce {C2H6}} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b73bebe835386dae4e699b7a9b65a76a0f6853f3)
Пирофорный агент
[ редактировать ]Триэтилалюминий воспламеняется при контакте с воздухом и воспламеняется и/или разлагается при контакте с водой и любым другим окислителем. [13] — это одно из немногих веществ, достаточно пирофорных, чтобы воспламениться при контакте с криогенным жидким кислородом . Энтальпия сгорания , Δc H °, составляет –5105,70±2,90 кДж / моль . [14] (–22,36 кДж/ г ). Легкое воспламенение делает его особенно желательным в качестве ракетного двигателя воспламенителя . SpaceX Falcon 9 В ракете используется смесь триэтилалюминия и триэтилборана . в качестве воспламенителя первой ступени [1]
Триэтилалюминий, загущенный полиизобутиленом , используется как зажигательное оружие , как пирофорная альтернатива напалму ; например, в обойме M74 с четырьмя ракетами для пусковых установок M202A1 . [15] В этой заявке он известен как TPA, что означает загущенный пиротехнический агент или загущенный пирофорный агент . Обычное количество загустителя составляет 6%. При добавлении других разбавителей количество загустителя можно уменьшить до 1%. Например, н -гексан можно использовать с повышенной безопасностью, делая соединение непирофорным до тех пор, пока не испарится разбавитель, после чего образуется объединенный огненный шар из паров триэтилалюминия и гексана. [16] M202 был снят с вооружения в середине 1980-х годов из-за проблем с безопасностью, транспортировкой и хранением. Некоторые из них получили ограниченное применение в войне в Афганистане против пещер и укрепленных комплексов.
См. также
[ редактировать ]- Триэтилборан , используемый в качестве воспламенителя в двигателях Pratt & Whitney J58 турбореактивных / прямоточных .
- Триметилалюминий
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Центр статуса миссии, 2 июня 2010 г., 1905 г. по Гринвичу , SpaceflightNow , по состоянию на 2 июня 2010 г., Цитата: «Фланцы соединят ракету с наземными резервуарами для хранения, содержащими жидкий кислород, керосиновое топливо, гелий, газообразный азот и воспламенитель первой ступени. источник под названием триэтилалюминий-триэтилборан, более известный как TEA-TEB».
- ^ «Gulbrandsen Chemicals, алкилы металлов: триэтилалюминий (TEAl)» . Гульбрандсен. Архивировано из оригинала 13 декабря 2017 года . Проверено 12 декабря 2017 г.
Триэтилалюминий (ТЭАль) — пирофорная жидкость.
- ^ Малпасс, Деннис Б.; Бэнд, Эллиот (2012). Введение в промышленный полипропилен: свойства, каталитические процессы . Джон Уайли и сыновья. ISBN 9781118463208 .
- ^ Перейти обратно: а б с 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 .
- ^ Смит, Мартин Бристоу (1 января 1967 г.). «Мономер-димерные равновесия жидких алкилалюминиев. I. Триэтилалюминий» . Журнал физической химии . 71 (2): 364–370. дои : 10.1021/j100861a024 . ISSN 0022-3654 .
- ^ Краузе, MJ; Орланди, Ф; Саураж, А.Т.; Зиц, младший, «Органические алюминиевые соединения», Wiley-Science, 2002.
- ^ Эльшенбройх, К. «Металлоорганические соединения» (2006) Wiley-VCH: Weinheim. ISBN 978-3-527-29390-2
- ^ Деннис Б. Малпасс (2010). «Коммерчески доступные металлалкилы и их использование в полиолефиновых катализаторах». В Рэе Хоффе; Роберт Т. Мазерс (ред.). Справочник по катализаторам полимеризации переходных металлов . John Wiley & Sons, Inc., стр. 1–28. дои : 10.1002/9780470504437.ch1 . ISBN 9780470504437 .
- ^ Ватару Нагата и Ёсиока Мицуру (1988). «Цианиды диэтилалюминия» . Органические синтезы ; Сборник томов , т. 6, с. 436 .
- ↑ Паспорт безопасности материала TEA. Архивировано 14 ноября 2006 г. на Wayback Machine , по состоянию на 27 марта 2007 г.
- ^ «Триэтилалюминий (CAS 97-93-8) - химические и физические свойства от Cheméo» .
- ^ M202A1 Огнеметное наплечное оружие (Flash) , inetres.com
- ^ Энциклопедия взрывчатых веществ и связанных с ними предметов , Том 8, Армия США