El trietilaluminio es uno de los ejemplos más simples de un compuesto de organoaluminio . A pesar de su nombre, tiene la fórmula Al 2 ( C 2 H 5 ) 6 (abreviado como Al 2 Et 6 o TEA), ya que existe como dímero . Este líquido incoloro es pirofórico . Es un compuesto de importancia industrial, estrechamente relacionado con el trimetilaluminio . [4]
Nombres | |
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Nombre IUPAC Trietilalumane | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
Abreviaturas | TÉ, [1] TÉ, [2] AZUL [3] |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.002.382 |
Número CE |
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PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 12 H 30 Al 2 | |
Masa molar | 228,335 g · mol −1 |
Apariencia | Líquido incoloro |
Densidad | 0,8324 g / ml a 25 ° C |
Punto de fusion | −46 ° C (−51 ° F; 227 K) |
Punto de ebullición | 128 a 130 ° C (262 a 266 ° F; 401 a 403 K) a 50 mmHg |
Peligros | |
Principales peligros | pirofórico |
Frases R (desactualizadas) | R14 R17 R34 |
Frases S (desactualizadas) | S16 S43 S45 |
NFPA 704 (diamante de fuego) | |
punto de inflamabilidad | −18 ° C (0 ° F; 255 K) |
Compuestos relacionados | |
Compuestos relacionados | Trimetilaluminio |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Estructura y vinculación
La estructura y unión en Al 2 R 6 y diborano son análogos (R = alquilo). Con referencia a 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. [5] Cada uno de los átomos de carbono de los grupos etilo puente están rodeados por cinco vecinos: carbono, dos átomos de hidrógeno y dos átomos de aluminio. Los grupos etilo se intercambian fácilmente intramolecularmente. A temperaturas más altas, el dímero se agrieta en AlEt 3 monomérico . [6]
Síntesis y reacciones
El trietilaluminio se puede formar a través de varias rutas. El descubrimiento de una ruta eficiente fue un logro tecnológico significativo. El proceso de varios pasos utiliza aluminio metálico, gas hidrógeno y etileno , que se resumen a continuación: [4]
- 2 Al + 3 H 2 + 6 C 2 H 4 → Al 2 Et 6
Debido a esta síntesis eficiente, el trietilaluminio es uno de los compuestos de organoaluminio más disponibles.
El trietilaluminio también se puede generar a partir de sesquicloruro de etilaluminio (Al 2 Cl 3 Et 3 ), que surge al tratar el polvo de aluminio con cloroetano . La reducción del sesquicloruro de etilaluminio con un metal alcalino como el sodio da trietilaluminio: [7]
- 3 Al 2 Cl 3 Et 3 + 9 Na → 2 Al 2 Et 6 + 2 Al + 9 NaCl
Reactividad
Los enlaces Al-C del trietilaluminio están polarizados hasta tal punto que el carbono se protona fácilmente , liberando etano: [8]
- Al 2 Et 6 + 6 HX → 2 AlX 3 + 6 EtH
Para esta reacción, se pueden emplear incluso ácidos débiles como acetilenos terminales y alcoholes.
El enlace entre el par de centros de aluminio es relativamente débil y puede ser escindido por bases de Lewis (L) para dar aductos con la fórmula AlEt 3 L:
- Al 2 Et 6 + 2 L → 2 LAlEt 3
Aplicaciones
Precursores de alcoholes grasos
El trietilaluminio se utiliza industrialmente como intermedio en la producción de alcoholes grasos , que se convierten en detergentes . El primer paso consiste en la oligomerización del etileno mediante la reacción de Aufbau , que da una mezcla de compuestos de trialquilaluminio (simplificados aquí como grupos octilo ): [4]
- Al 2 (C 2 H 5 ) 6 + 18 C 2 H 4 → Al 2 (C 8 H 17 ) 6
Posteriormente, estos compuestos de trialquilo se oxidan a alcóxidos de aluminio , que luego se hidrolizan:
- 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 "
Co-catalizadores en la polimerización de olefinas
En la catálisis de Ziegler-Natta se utiliza una gran cantidad de TEAL y alquilos de aluminio relacionados . Sirven para activar el catalizador de metal de transición como agente reductor y como agente alquilante . TEAL también funciona para eliminar el agua y el oxígeno. [9]
Reactivo en química orgánica y organometálica
El trietilaluminio tiene usos específicos como precursor de otros compuestos de organoaluminio, como el cianuro de dietilaluminio : [10]
Agente pirofórico
El trietilaluminio se enciende al entrar en contacto con el aire y se enciende y / o se descompone al entrar en contacto con el agua y con cualquier otro oxidante [11] ; es una de las pocas sustancias suficientemente pirofóricas para encenderse en contacto con el oxígeno líquido criogénico . La entalpía de combustión , Δ c H °, es –5105.70 ± 2.90 k J / mol [12] (–22.36 kJ / g ). Su fácil encendido lo hace particularmente deseable como encendedor de motores de cohetes . El SpaceX Falcon 9 cohete utiliza un triethylaluminium- trietilborano mezcla como un dispositivo de encendido de la primera etapa. [1]
El trietilaluminio espesado con poliisobutileno se utiliza como arma incendiaria , como alternativa pirofórica al napalm ; por ejemplo, en el clip M74 que contiene cuatro cohetes para los lanzadores M202A1 . [13] En esta aplicación se conoce como TPA, por agente pirotécnico espesado o agente pirofórico espesado . La cantidad habitual de espesante es del 6%. La cantidad de espesante se puede reducir al 1% si se agregan otros diluyentes. Por ejemplo, se puede usar n-hexano con mayor seguridad haciendo que el compuesto no sea pirofórico hasta que el diluyente se evapore, momento en el que se forma una bola de fuego combinada a partir de los vapores de trietilaluminio y de hexano. [14] El M202 se retiró del servicio a mediados de la década de 1980 debido a problemas de seguridad, transporte y almacenamiento. Algunos vieron un uso limitado en la Guerra de Afganistán contra las cuevas y los complejos fortificados.
Ver también
- Trietilborano , utilizado como encendedor en los motores turborreactores / estatorreactores Pratt & Whitney J58 .
- Trimetilaluminio
Referencias
- ^ a b Mission Status Center, 2 de junio de 2010, 1905 GMT , SpaceflightNow , consultado 2010-06-02, Cita: "Las bridas unirán el cohete con tanques de almacenamiento en tierra que contienen oxígeno líquido, combustible de queroseno, helio, nitrógeno gaseoso y el fuente de ignición de primera etapa llamada trietilaluminio-trietilborano, más conocida como TEA-TEB ".
- ^ "Productos químicos Gulbrandsen, alquilos metálicos: trietilaluminio (TEAl)" . Gulbrandsen . Consultado el 12 de diciembre de 2017 .
El trietilaluminio (TEAl) es un líquido pirofórico ...
- ^ Malpass, Dennis B .; Banda, Elliot (2012). Introducción al polipropileno industrial: propiedades, procesos catalizadores . John Wiley e hijos. ISBN 9781118463208.
- ^ a b c Krause, Michael J .; Orlandi, Frank; Saurage, Alfred T .; Zietz, Joseph R. (2000). "Compuestos de Aluminio, Orgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a01_543 .
- ^ Holleman, AF; Wiberg, E. (2001). Química inorgánica . San Diego: Prensa académica. ISBN 0-12-352651-5.
- ^ Vass, Gábor; Tarczay, György; Magyarfalvi, Gábor; Bödi, András; Szepes, László (2002). "Espectroscopia de fotoelectrones HeI de compuestos de hidruro de trialquilaluminio y dialquilaluminio y sus oligómeros". Organometálicos . 21 (13): 2751–2757. doi : 10.1021 / om010994h .
- ^ Krause, M. J; Orlandi, F; Saurage, A T .; Zietz, JR, "Compuestos orgánicos de aluminio" Wiley-Science 2002.
- ^ Elschenbroich, C. "Organometálicos" (2006) Wiley-VCH: Weinheim. ISBN 978-3-527-29390-2
- ^ Dennis B. Malpass (2010). "Alquilos metálicos disponibles comercialmente y su uso en catalizadores de poliolefina". En Ray Hoff; Robert T. Mathers (eds.). Manual de catalizadores de polimerización de metales de transición . John Wiley & Sons, Inc. págs. 1–28. doi : 10.1002 / 9780470504437.ch1 . ISBN 9780470504437.
- ^ Wataru Nagata y Yoshioka Mitsuru (1988). "Cianuros de dietilaluminio" . Síntesis orgánicas .; Volumen colectivo , 6 , p. 436
- ^ TEA Hoja de datos de seguridad Archivado 2006-11-14 en la Wayback Machine , consultado el 27 de marzo de, de 2007
- ^ https://www.chemeo.com/cid/63-022-7/Triethylaluminum
- ^ Arma de hombro de asalto de llamas M202A1 (Flash) , inetres.com
- ^ Enciclopedia de explosivos y artículos relacionados , Vol.8, Ejército de Estados Unidos