Trimetilaluminij

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Jump to navigation Jump to search
Trimetilaluminij
Trimethylaluminium-3D-balls.png
IUPAC-ime trimetilalan
Druga imena trimetilaluminij,
aluminijev trimetil
Identifikatorji
Številka CAS 75-24-1
PubChem 16682925
SMILES
InChI
ChemSpider 10606585
Lastnosti
Molekulska formula C6H18Al2
Molekulska masa 144,17 g/mol
72,09 g/mol (C3H9Al)
Videz brezbarvna tekočina
Gostota 0,752 g/cm3
Tališče

15 °C, 288 K, 59 °F

Vrelišče

125-130 °C, 268 K, -77 °F ([1][2])

Topnost (voda) reagira
Parni tlak 1,2 kPa (20 °C)
9,24 kPa (60 °C)[1]
Viskoznost 1,12 cP (20 °C)
0,9 cP (30 °C)
Termokemija
Standardna tvorbena
entalpija
ΔfHo298
−136,4 kJ/mol[2]
Standardna molarna
entropija
So298
209,4 J/mol·K[2]
Specifična toplota, C 155,6 J/mol·K[2]
Nevarnosti
EU klasifikacija Hazard F.svgvnetljivo (F)
Hazard C.svg jedko (C)
Glavne nevarnosti samovnetljiv
NFPA 704
NFPA 704.svg
4
3
3
W
R-stavki R14, R17, R34
S-stavki S16, S43, (S45)
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za
material v standardnem stanju (pri 25 °C, 100 kPa)

Trimetilaluminij je organokovinska spojina s formulo Al2(CH3)6 ali skrajšano Al2Me6, (AlMe3)2 ali TMA. Je samovnetljiva brezbarvna tekočina in industrijsko pomembna organoaluminijeva spojina. Pri izparevanju na zraku se belo dimi, ker se pri tem tvori aluminijev oksid (Al2O3).

Struktura in vezi[uredi | uredi kodo]

Pri sobni temperaturi in tlaku je trimetilaluminij večinoma dimer Al2Me6[3] z enako zgradbo in vezmi kot diboran. Molekule so povezane dvema dvoelektronskima trisrediščnima vezema. Mostove med dvema aluminijevima atomoma tvorijo skupne metilne skupine. Končne in premostitvene vezi Al-C so dolge 1,97 oziroma 2,14 Å.[4] Ogljikovi atomi premostitvenih metilnih skupin so obdani s petimi sosedi – tremi vodikovimi in dvema aluminijevima atomoma. Metilne skupine se zlahka menjujejo tako znotraj molekule kot med sosednjim molekulami.

Dvoelektronske trisrediščne vezi imajo pomanjkanje elektronov in so zato nagnjene k reakcijam z Lewisovimi bazami, s katerimi dajejo produkte z dvoelektronskimi dvosrediščnimi vezmi. Po obdelavi z amini, na primer, nastanejo adukti R3N-AlMe3. Druga reakcija, ki daje produkte, skladne s spravilom okteta, je reakcija Al2Me6 z aluminijevim kloridom (AlCl3), v kateri nastane (AlMe2Cl)2.

Monomerni aluminijev klorid, v katerem so na Al atom vezane na tri metilne skupine, je obstojen pri visoki temperaturi in nizkem tlaku.[3] Teorija o odboju valenčnih elektronov predvideva, elektronska difrakcija pa potrjuje[5] trikotno ravninsko simetrijo, kakršno ima trimetilbor (BMe3).

Sinteza in uporaba[uredi | uredi kodo]

TMA se pripravlja po dvostopenjskem postopku, ki se lahko opiše z naslednjo skupno reakcijo:

2 Al + 6 CH3Cl + 6 Na → Al2(CH3)6 + 6 NaCl

Uporablja se predvsem za proizvodnjo metilaluminooksana, aktivatorja za Ziegler-Nattova katalizatorje za polimerizacijo olefinov. Uporablja se tudi kot agens za metiliranje. Iz njega je pripravljen na primer Tebbejev reagent, ki se uporablja za metileniranje estrov in ketonov. V meteoroloških raketah se uporablja kot sledilno sredstvo za preučevanje vzorcev vetrov z gornjih slojih ozračja. V proizvodnji polprevodnikov se uporablja za proizvodnjo tankih prevlek Al2O3.

S terciarnim aminom DABCO (1,4-diazabiciklo[2.2.2]oktan) tvori komplekse, ki so varnejši za ravnanje kot sam TMA.[6]

V kombinaciji s Cp2ZrCl2 (zirkonen diklorid) tvori vinil aluminijeve spojine, ki so v organskih sintezah uporabne v tako imenovanih karboaluminacijah.[7]

NASA je v odpravi ATREX uporabljala TMA za sledenje in preučevanje reakcijskega curka v gornjih slojih ozračja.

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. 1,0 1,1 Trimethylaluminum. Sigma-Aldrich.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 Properties of substance: trimethyl aluminum.
  3. 3,0 3,1 J. Carlsson, S. Gorbatkin, D. Lubben, J.E. Greene (1991). Thermodynamics of the homogeneous and heterogeneous decomposition of trimethylaluminum, monomethylaluminum, and dimethylaluminumhydride: Effects of scavengers and ultraviolet-laser photolysis. Journal of Vacuum Science and Technology B 9 (6): 2759–2770. doi: 10.1116/1.585642.
  4. Holleman, A. F.; et al. (2001). Inorganic Chemistry. (1 izd.). San Diego [etc.] : Academic Press ; Berlin ; New York : De Gruyter, cop. COBISS 24318981. ISBN 0-12-352651-5. 
  5. A. Almennin, S. Halvorse, A. Haaland (2005). Gas Phase Electron Diffraction Investigation of Molecular Structures of Trimethylaluminum Monomer and Dimer. Acta Chemica Scandinavica 44 (15): 2232–2234. doi: 10.3891/acta.chem.scand.25-1937.
  6. K. Biswas, O. Prieto, P.J. Goldsmith, S. Woodward (2005). Remarkably Stable (Me3Al)2•DABCO and Stereoselective Nickel-Catalyzed AlR3 (R = Me, Et) Additions to Aldehydes. Angewandte Chemie International Edition 44 (15): 2232–2234. doi: 10.1002/anie.200462569. PMID 15768433.
  7. E. Negishi, H. Matsushita (1984). Palladium-Catalyzed Synthesis of 1,4-Dienes by Allylation of Alkenyalane: α-Farnesene [1,3,6,10-Dodecatetraene, 3,7,11-trimethyl-]. Org. Synth. 62: 31.; Coll. Vol. 7, str. 245.