トリエチルアルミニウム
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| 名称 | |
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| IUPAC名 トリエチルアルマン | |
| 識別番号 | |
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3Dモデル（JSmol） | |
| 略語 | ティー、[ 1 ]ティーアル、[ 2 ]ティール[ 3 ] |
| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.002.382 |
| EC番号 |
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PubChem CID | |
| UNII |
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| 国連番号 | 3051 |
コンプトックスダッシュボード（EPA） | |
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| 性質 | |
| C 12 H 30 Al 2 | |
| モル質量 | 228.335 g·mol |
| 外観 | 無色の液体 |
| 密度 | 25 ℃ で0.8324 g/mL |
| 融点 | −46℃ (−51℉; 227 K) |
| 沸点 | 50mmHgで128～130℃ (262～266℉; 401～403 K) |
| 反応する | |
| 溶解度 | エーテル、炭化水素、THF |
| 危険 | |
| 労働安全衛生（OHS/OSH） | |
主な危険 | 自然発火性 |
| GHSラベル | |
  | |
| 危険 | |
| H250、H260、H314 | |
| P210、P222、P223、P231+P232、P260、P264、P280、P301+P330+P331、P302+P334、P303+P361+P353、P304+P340、P305+P351+P338、P310、P321、P335+P334、P363、P370+P378、P402+P404、P405、P422、P501 | |
| NFPA 704（ファイアダイヤモンド） | |
| 引火点 | −18℃（0°F; 255K） |
| 関連化合物 | |
関連化合物 | |
特に記載がない限り、データは標準状態（25℃ [77℉]、100kPa）におけるものです | |
トリエチルアルミニウムは、有機アルミニウム化合物の最も単純な例の一つです。その名称にもかかわらず、この化合物は化学式Al 2 ( C 2 H 5 ) 6（略称Al 2 Et 6またはTEA）で表されます。この無色の液体は自然発火性です。トリメチルアルミニウムと密接に関連し、工業的に重要な化合物です。[ 4 ] [ 5 ]
構造と結合
Al 2 R 6とジボラン の構造と結合は類似しています（R = アルキル）。Al 2 Me 6を参照すると、Al-C（末端）距離とAl-C（架橋）距離はそれぞれ1.97Åと2.14Åです。Al中心は四面体です。[ 6 ]架橋エチル基の炭素原子はそれぞれ、5つの隣接原子（炭素、2つの水素原子、2つのアルミニウム原子）に囲まれています。エチル基は分子内で容易に交換されます。高温では、二量体は単量体のAlEt 3に分解します。[ 7 ] [ 8 ]
合成と反応
トリエチルアルミニウムはいくつかの経路で生成できます。効率的な経路の発見は、重要な技術的成果でした。この多段階プロセスでは、アルミニウム、水素ガス、エチレンが使用され、以下のように要約されます。[ 4 ]
- 2 Al + 3 H 2 + 6 C 2 H 4 → Al 2 Et 6
この効率的な合成のため、トリエチルアルミニウムは最も利用しやすい有機アルミニウム化合物の 1 つです。
トリエチルアルミニウムは、アルミニウム粉末をクロロエタンで処理することで得られるエチルアルミニウムセスキクロリド（Al 2 Cl 3 Et 3 ）からも生成できる。エチルアルミニウムセスキクロリドをナトリウムなどのアルカリ金属で還元すると、トリエチルアルミニウムが得られる。 [ 9 ]
- 6 Al 2 Cl 3 Et 3 + 18 Na → 3 Al 2 Et 6 + 6 Al + 18 NaCl
反応性
トリエチルアルミニウムのAl-C結合は、炭素が容易にプロトン化され、エタンを放出するほど分極しています。 [ 10 ]
- Al 2 Et 6 + 6 HX → 2 AlX 3 + 6 EtH
この反応では、末端アセチレンやアルコールなどの弱酸も使用できます。
一対のアルミニウム中心間の結合は比較的弱く、ルイス塩基（L）によって切断されて、式AlEt 3 L の付加物を与える。
- Al 2 Et 6 + 2 L → 2 LAlEt 3
用途
脂肪族アルコールの前駆体
トリエチルアルミニウムは、洗剤に変換される脂肪族アルコールの製造における中間体として工業的に使用されています。最初のステップは、アウフバウ反応によるエチレンのオリゴマー化で、トリアルキルアルミニウム化合物（ここではオクチル基と簡略化）の混合物が得られます。 [ 4 ]
- Al 2 (C 2 H 5 ) 6 + 18 C 2 H 4 → Al 2 (C 8 H 17 ) 6
その後、これらのトリアルキル化合物はアルミニウムアルコキシドに酸化され、その後加水分解されます。
- 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
オレフィン重合における助触媒
TEALおよび関連アルミニウムアルキルは、チーグラー・ナッタ触媒において大量に使用されます。これらは、還元剤としてもアルキル化剤としても、遷移金属触媒を活性化する働きをします。TEALは水と酸素を除去する働きもあります。[ 11 ]
有機化学および有機金属化学における試薬
トリエチルアルミニウムは、ジエチルアルミニウムシアニドなどの他の有機アルミニウム化合物の前駆体としてニッチな用途がある。[ 12 ]
![{\displaystyle {{\text{1/2Al2Et6}}{}+{}\mathrm {HCN} {}\mathrel {\longrightarrow} {}}\ {\tfrac {1}{n}}{[\mathrm {Et} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {AlCN} ]}_{n}+{\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b73bebe835386dae4e699b7a9b65a76a0f6853f3)
自然発火性物質
トリエチルアルミニウムは空気と接触すると発火し、水や他の酸化剤と接触すると発火・分解する[ 13 ]。極低温液体酸素と接触すると発火するほどの自然発火性を持つ数少ない物質の一つである。燃焼エンタルピーΔcH °は-5105.70±2.90 kJ / mol [ 14 ] （ -22.36 kJ/ g ）である。その容易な発火性から、ロケットエンジンの点火装置として特に適している。SpaceX社のファルコン9ロケットは、第一段点火装置としてトリエチルアルミニウムとトリエチルボランの混合物を使用している[ 1 ] 。
ポリイソブチレンで増粘されたトリエチルアルミニウムは、ナパーム弾に代わる自然発火性の代替品として焼夷兵器として使用されている。例えば、 M202A1発射装置のロケット4発を保持するM74クリップに使用されている。[ 15 ]この用途では、濃縮パイロテクニクスエージェントまたは濃縮自然発火性エージェントの略でTPAとして知られている。増粘剤の通常の量は6％である。他の希釈剤を加えると、増粘剤の量を1％まで減らすことができる。例えば、n-ヘキサンは、希釈剤が蒸発するまで化合物を非自然発火性にすることで、安全性を高めて使用できる。その時点で、トリエチルアルミニウムとヘキサンの蒸気の両方から複合火の玉が発生する。[ 16 ] M202は、安全性、輸送、保管の問題により、1980年代半ばに退役した。いくつかの武器は、アフガニスタン戦争において洞窟や要塞化された施設に対して限定的に使用されました。
参照
- トリエチルボランは、プラット・アンド・ホイットニーJ58ターボジェット/ラムジェットエンジンの点火装置として使用されています
- トリメチルアルミニウム
参考文献
- ^ a b Mission Status Center、2010年6月2日、1905 GMT、SpaceflightNow、2010年6月2日アクセス、引用：「フランジは、ロケットと、液体酸素、灯油燃料、ヘリウム、気体窒素、そしてTEA-TEBとして知られるトリエチルアルミニウム-トリエチルボランと呼ばれる第1段点火源を含む地上貯蔵タンクを接続します。」
- ^ 「Gulbrandsen Chemicals、金属アルキル：トリエチルアルミニウム（TEAl）」。Gulbrandsen。2017年12月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年12月12日閲覧。
トリエチルアルミニウム（TEAl）は自然発火性の液体です…
- ^マルパス、デニス・B.、バンド、エリオット (2012). 『工業用ポリプロピレン入門：特性、触媒、プロセス』 ジョン・ワイリー・アンド・サンズ. ISBN 9781118463208。
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- ^ C. エルシェンブロイヒ (2006).有機金属化学. VCH. ISBN 978-3-527-29390-2。
- ^ Holleman, AF; Wiberg, E. (2001).無機化学. サンディエゴ: アカデミック・プレス. ISBN 0-12-352651-5。
- ^ Vass, Gábor; Tarczay, György; Magyarfalvi, Gábor; Bödi, András; Szepes, László (2002). 「トリアルキルアルミニウムおよびジアルキルアルミニウムヒドリド化合物およびそれらのオリゴマーのHeI光電子分光法」Organometallics . 21 (13): 2751– 2757. doi : 10.1021/ om010994h
- ^スミス、マーティン・ブリストウ (1967-01-01). 「液体アルキルアルミニウムのモノマー-ダイマー平衡. I. トリエチルアルミニウム」 . The Journal of Physical Chemistry . 71 (2): 364– 370. doi : 10.1021/j100861a024 . ISSN 0022-3654 .
- ^ Krause, M. J; Orlandi, F; Saurage, A T.; Zietz, JR、「有機アルミニウム化合物」Wiley-Science 2002。
- ^ Elschenbroich, C. 「有機金属」 (2006) Wiley-VCH: ワインハイム。 ISBN 978-3-527-29390-2
- ^ Dennis B. Malpass (2010). 「市販の金属アルキルとポリオレフィン触媒への利用」. Ray Hoff、Robert T. Mathers (編). 『遷移金属重合触媒ハンドブック』 . John Wiley & Sons, Inc. pp. 1– 28. doi : 10.1002/9780470504437.ch1 . ISBN 9780470504437。
- ^永田渉、吉岡満 (1988). 「ジエチルアルミニウムシアニド」 .有機合成;集成第6巻、436ページ。
- ^ TEA 物質安全データシートArchived 2006-11-14 at the Wayback Machine、2007年3月27日アクセス
- ^ 「トリエチルアルミニウム（CAS 97-93-8） - Cheméoによる化学的および物理的特性」。
- ^ M202A1 フレイムアサルトショルダーウェポン（フラッシュ）、inetres.com
- ^爆発物および関連物品百科事典、第8巻、アメリカ陸軍
