Trimetilaluminio - Trimethylaluminium

Trimetilaluminio-de-xtal-3D-bs-17-25.png
Trimetilaluminio-de-xtal-3D-sf.png
Nombres
Nombre IUPAC
Trimetilalumane
Otros nombres
Trimetilaluminio; trimetilo de aluminio; trimetilo de aluminio
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
Tarjeta de información ECHA 100.000.776 Edita esto en Wikidata
UNII
  • InChI = 1S / 3CH3.Al / h3 * 1H3; chequeY
    Clave: JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N chequeY
  • InChI = 1 / 3CH3.Al / h3 * 1H3; / rC3H9Al / c1-4 (2) 3 / h1-3H3
    Clave: JLTRXTDYQLMHGR-MZZUXTGEAJ
  • dímero : C [Al -] (C) ([CH3 +] 1) [CH3 +] [Al-] 1 (C) C
  • monómero : C [Al] (C) C
Propiedades
C 6 H 18 Al 2
Masa molar 144,17 g / mol
72,09 g / mol (C 3 H 9 Al)
Apariencia Líquido incoloro
Densidad 0,752 g / cm 3
Punto de fusion 15 ° C (59 ° F; 288 K)
Punto de ebullición 125–130 ° C (257–266 ° F; 398–403 K)
Reacciona
Presión de vapor
Viscosidad
Termoquímica
155,6  J / mol · K
209,4  J / mol · K
Entalpía
estándar de formación f H 298 )
−136,4  kJ / mol
−9,9  kJ / mol
Riesgos
Principales peligros Pirofórico
Pictogramas GHS GHS02: InflamableGHS05: corrosivo
Palabra de señal GHS Peligro
H250 , H260 , H314
P222 , P223 , P231 + 232 , P280 , P370 + 378 , P422
NFPA 704 (diamante de fuego)
3
4
3
punto de inflamabilidad −17,0 ° C (1,4 ° F; 256,1 K)
Compuestos relacionados
Compuestos relacionados
Trietilaluminio
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referencias de Infobox

El trimetilaluminio es uno de los ejemplos más simples de un compuesto de organoaluminio . A pesar de su nombre, tiene la fórmula Al 2 ( CH 3 ) 6 (abreviado como Al 2 Me 6 o TMA), ya que existe como dímero . Este líquido incoloro es pirofórico . Es un compuesto de importancia industrial, estrechamente relacionado con el trietilaluminio .

Estructura y vinculación

La estructura y unión en Al 2 R 6 y diborano son análogos (R = alquilo). En Al 2 Me 6 , las distancias Al-C (terminal) y Al-C (puente) son 1,97 y 2,14 Å, respectivamente. El centro de Al es tetraédrico. Los átomos de carbono de los grupos metilo puente están cada uno rodeado por cinco vecinos: tres átomos de hidrógeno y dos átomos de aluminio. Los grupos metilo se intercambian fácilmente intramolecularmente. A temperaturas más altas, el dímero se agrieta en AlMe 3 monomérico .

Síntesis

El TMA se prepara mediante un proceso de dos pasos que se puede resumir de la siguiente manera:

2 Al + 6 CH 3 Cl + 6 Na → Al 2 (CH 3 ) 6 + 6 NaCl

Aplicaciones

Catálisis

A partir de la invención de la catálisis de Ziegler-Natta , los compuestos de organoaluminio tienen un papel destacado en la producción de poliolefinas , como polietileno y polipropileno . El metilaluminoxano , que se produce a partir de TMA, es un activador de muchos catalizadores de metales de transición.

Aplicaciones de semiconductores

El TMA también se utiliza en la fabricación de semiconductores para depositar dieléctricos de alta k de película delgada, como el Al 2 O 3, mediante los procesos de deposición de vapor químico o deposición de capa atómica . TMA es el precursor preferido para la epitaxia en fase vapor metalorgánica ( MOVPE ) de semiconductores compuestos que contienen aluminio , como AlAs , AlN , AlP , AlSb , AlGaAs , AlInGaAs , AlInGaP , AlGaN , AlInGaN , AlInGaNP , etc. (a) impurezas elementales, (b) impurezas oxigenadas y orgánicas.

Aplicaciones fotovoltaicas

En procesos de deposición muy similares al procesamiento de semiconductores, el TMA se utiliza para depositar pilas de capas dieléctricas de baja k (no absorbentes) de película delgada con Al 2 O 3 mediante los procesos de deposición de vapor químico o deposición de capa atómica . El Al 2 O 3 proporciona una excelente pasivación superficial de superficies de silicio dopado p. La capa de Al 2 O 3 es típicamente la capa inferior con múltiples capas de nitruro de silicio (Si x N y ) para cubrir.

Reacciones

Hidrólisis y reacciones de protonólisis relacionadas.

El trimetilaluminio se hidroliza fácilmente, incluso peligrosamente:

AlMe 3 + 1,5 H 2 O → 0,5 Al 2 O 3 + 3 CH 4

En condiciones controladas, la reacción se puede detener para dar metilaluminoxano:

AlMe 3 + H 2 O → 1 / n [AlMeO] n + 2 CH 4

Las reacciones de alcoholisis y aminolisis proceden de manera similar. Por ejemplo, la dimetilamina da el dímero de diamida de dialuminio:

2 AlMe 3 + 2 HNMe 2 → [AlMe 2 NMe 2 ] 2 + 2 CH 4

Reacciones con cloruros metálicos

El TMA reacciona con muchos haluros metálicos para instalar grupos alquilo. Cuando se combina con tricloruro de galio, da trimetilgalio . El Al 2 Me 6 reacciona con el tricloruro de aluminio para dar (AlMe 2 Cl) 2 .

Las reacciones de TMA / haluros metálicos han surgido como reactivos en la síntesis orgánica . El reactivo de Tebbe , que se utiliza para la metilenación de ésteres y cetonas , se prepara a partir de TMA y dicloruro de titanoceno . En combinación con 20 a 100% en moles de Cp 2 ZrCl 2 ( dicloruro de circonoceno ), el (CH 3 ) 2 Al-CH 3 agrega alquinos "transversales" para dar especies de vinil aluminio que son útiles en síntesis orgánica en una reacción conocida como carboaluminización.

Aductos

En cuanto a otros compuestos "deficientes en electrones", trimetilaluminio da aductos R 3 N . AlMe 3 . Se han cuantificado las propiedades de ácido de Lewis de AlMe 3 . Los datos de entalpía muestran que AlMe 3 es un ácido duro y sus parámetros ácidos en el modelo ECW son E A = 8.66 y C A = 3.68.

Estos aductos, por ejemplo, el complejo con la amina terciaria DABCO , son más seguros de manipular que el propio TMA.

La misión ATREX de la NASA ( Experimento de cohete de transporte anómalo ) empleó el humo blanco que forma TMA en contacto con el aire para estudiar la corriente en chorro de gran altitud.

Reactivo sintético

El TMA es una fuente de metil nucleófilos, similar al metil litio , pero menos reactivo. Reacciona con cetonas para dar, después de un tratamiento hidrolítico, alcoholes terciarios.

La seguridad

El trimetilaluminio es pirofórico y reacciona violentamente con el aire y el agua.

Referencias

enlaces externos