stringtranslate.com

Триэтилалюминий

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

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] Каждый из атомов углерода мостиковых этильных групп окружен пятью соседями: углеродом, двумя атомами водорода и двумя атомами алюминия. Этильные группы легко обмениваются внутримолекулярно. При более высоких температурах димер распадается на мономерный AlEt 3 . [7] [8]

Синтез и реакции

Триэтилалюминий может быть получен несколькими путями. Открытие эффективного маршрута стало значительным технологическим достижением. В многоэтапном процессе используются металлический 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

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:

Ал 2 Эт 6 + 2 Л → 2 ЛАлЭт 3

Приложения

Предшественники жирных спиртов

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 (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

Большое количество ТЭАЛ и родственных алюминиевых алкилов используется в катализе Циглера-Натта . Они служат для активации катализатора на основе переходного металла как восстановителя, так и алкилирующего агента . ЧИРОК также удаляет воду и кислород. [11]

Реагент в органической и металлоорганической химии

Триэтилалюминий находит нишевое применение в качестве предшественника других алюминийорганических соединений, таких как цианид диэтилалюминия : [12]

Пирофорный агент

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 воспламенителя ракетного двигателя . В ракете SpaceX Falcon 9 в качестве воспламенителя первой ступени используется смесь триэтилалюминия и триэтилборана . [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 данной заявке он известен как TPA, что означает загущенный пиротехнический агент или загущенный пирофорный агент . Обычное количество загустителя составляет 6%. Количество загустителя можно уменьшить до 1%, если добавить другие разбавители. 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.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ab 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 первый ступенчатый источник воспламенителя, называемый триэтилалюминий-триэтилборан, более известный как TEA-TEB».
  2. ^ «Gulbrandsen Chemicals, алкилы металлов: триэтилалюминий (TEAl)» . Гульбрандсен. Архивировано из оригинала 13 декабря 2017 года . Проверено 12 декабря 2017 г. Триэтилалюминий (ТЭАль) — пирофорная жидкость.
  3. ^ Малпасс, Деннис Б.; Бэнд, Эллиот (2012). Введение в промышленный полипропилен: свойства, каталитические процессы. Джон Уайли и сыновья. ISBN 9781118463208.
  4. ^ abc 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.
  5. ^ К. Эльшенбройх (2006). Металлоорганические соединения . ВЧ. ISBN 978-3-527-29390-2.
  6. ^ Холлеман, А.Ф.; Виберг, Э. (2001). Неорганическая химия . Сан-Диего: Академическая пресса. ISBN 0-12-352651-5.
  7. ^ 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.
  8. ^ Смит, Мартин Бристоу (1 января 1967). «Мономер-димерные равновесия жидких алкилалюминиев. I. Триэтилалюминий». Журнал физической химии . 71 (2): 364–370. дои : 10.1021/j100861a024. ISSN  0022-3654.
  9. ^ Краузе, MJ; Орланди, Ф; Саураж, А.Т.; Зиц, младший, «Органические алюминиевые соединения», Wiley-Science, 2002.
  10. ^ Эльшенбройх, К. «Металлоорганические соединения» (2006) Wiley-VCH: Weinheim. ISBN 978-3-527-29390-2 
  11. ^ 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.
  12. ^ Ватару Нагата и Ёсиока Мицуру (1988). «Цианиды диэтилалюминия». Органические синтезы; Сборник томов , т. 6, с. 436.
  13. ↑ Паспорт безопасности материала TEA. Архивировано 14 ноября 2006 г. на Wayback Machine , по состоянию на 27 марта 2007 г.
  14. ^ «Триэтилалюминий (CAS 97-93-8) - химические и физические свойства Cheméo» .
  15. ^ M202A1 Огнеметное наплечное оружие (Flash), inetres.com
  16. ^ Энциклопедия взрывчатых веществ и связанных с ними предметов , Том 8, Армия США