三甲基铝
| 三甲基铝 | |
|---|---|
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| IUPAC名 Trimethylalane | |
| 识别 | |
| CAS号 | 75-24-1 
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| PubChem | 16682925 |
| ChemSpider | 10606585 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | JLTRXTDYQLMHGR-MZZUXTGEAJ |
| 性质 | |
| 化学式 | C6H18Al2 |
| 摩尔质量 | 144.17 g/mol 72.09 g/mol (C3H9Al) g·mol⁻¹ |
| 外观 | 无色液体 |
| 密度 | 0.752 g/cm3 |
| 熔点 | 15 °C（288 K） |
| 沸点 | 125 °C（398 K）（[1][2]） |
| 溶解性（水） | 与水反应 |
| 蒸氣壓 | 1.2 kPa (20 °C) 9.24 kPa (60 °C)[1] |
| 黏度 | 1.12 cP (20 °C) 0.9 cP (30 °C) |
| 热力学 | |
| ΔfHm⦵298K | −136.4 kJ/mol[2] |
| S⦵298K | 209.4 J/mol·K[2] |
| 热容 | 155.6 J/mol·K[2] |
| 危险性 | |
| 警示术语 | R：R14, R17, R34 |
| 安全术语 | S：S16, S43, S45 |
| 欧盟分类 |  F C
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GHS危险性符号  [1]
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| GHS提示词 | 危险 |
| H-术语 | H250, H260, H314[1] |
| P-术语 | P222, P223, P231+232, P280, P370+378, P422[1] |
| 主要危害 | 自燃性 |
| NFPA 704 |
 4
3
3
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| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
三甲基铝是一个化合物，化学式是Al2(CH3)6, 可以缩写为Al2Me6, (AlMe3)2或者TMA。它是一种自燃的无色液体，在工业上是很重要的有机铝化合物。它的蒸气散发到空气中后会产生白烟（氧化铝）。
结构与化学键
[编辑]Al2Me6在常温常压下是二聚体[3]，在结构上和乙硼烷相似。像乙硼烷一样，这个化合物同样有两个三中心两电子键：在两个铝原子之间有一个共用的甲基。端位的Al-C键和中间的Al-C键的距离分别是1.97和2.14埃[4]，中间甲基上的每个碳原子都被三个氢原子和两个铝原子包围。这些甲基在分子内和分子间可以自由转换。
三中心两电子键是"缺少电子"的分子而且倾向于与路易斯碱反应，产物含有两中心两电子键。例如和氨反应生成加合物 R3N-AlMe3。Al2Me6与氯化铝反应生成的(AlMe2Cl)2是另一个遵守八隅体规则的反应产物。
AlMe3的单体含有一个铝原子和三个甲基，这种单体仅会在高温低压下存在[3]。VSEPR理论预言了它如同BMe3一样是三角平面（有一个三重轴）对称。后来电子衍射的结果也证实了这个预言。[5]
制备与应用
[编辑]TMA可以通过两步反应制取，总反应式如下：
- 2 Al + 6 CH3Cl + 6 Na → Al2(CH3)6 + 6 NaCl
TMA主要用来生产甲基铝氧烷，用于活化烯烃聚合的齐格勒-纳塔催化剂。TMA也作为甲基化试剂。用于亚甲基酯和酮的Tebbe试剂就是由TMA制备的。TMA也用在探空火箭上，用作研究上层大气风模式的示踪剂。
通过化学气相沉积或原子层沉积过程，TMA也可用于制造半导体的沉积高介電係數电介质薄膜，例如Al2O3。
TMA与叔胺DABCO形成化合物，这比直接处理TMA本身更安全[6]。
在Cp2ZrCl2（二氯二茂锆）的催化下，(CH3)2Al-CH3能够与炔烃反应生成烯基铝，这个反应在被称为carboalumination的有机合成反应中起作用[7]。
NASA的ATREX任务利用TMA与空气接触产生的白烟研究高空急流。
半导体级TMA
[编辑]TMA是有机金属化学气相沉积法（MOVPE）制造含铝半导体（如AlAs, AlN, AlP, AlSb, AlGaAs, AlInGaAs, AlInGaP, AlGaN, AlInGaN, AlInGaNP等）中有机金属的重要来源。TMA的质量标准主要关注元素杂质、氧化杂质和有机杂质的含量。
参看
[编辑]- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 来源：Sigma-Aldrich Co., Trimethylaluminum （2014-05-05查阅）.
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 http://chemister.ru/Database/properties-en.php?dbid=1&id=3290（英文）
- ^ 3.0 3.1 Carlsson, J.; Gorbatkin, S.; Lubben, D.; Greene, J. E. 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. 1991, 9 (6): 2759–2770. doi:10.1116/1.585642.
- ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press. 2001. ISBN 0-12-352651-5.
- ^ Almennin, A.; Halvorse, S.; Haaland, A. Gas Phase Electron Diffraction Investigation of Molecular Structures of Trimethylaluminum Monomer and Dimer. Acta Chemica Scandinavica. 2005, 44 (15): 2232–2234. doi:10.3891/acta.chem.scand.25-1937.
- ^ Biswas, K.; Prieto, O.; Goldsmith, P. J.; Woodward, S. Remarkably Stable (Me3Al)2 · DABCO and Stereoselective Nickel-Catalyzed AlR3 (R = Me, Et) Additions to Aldehydes. Angewandte Chemie International Edition. 2005, 44 (15): 2232–2234. PMID 15768433. doi:10.1002/anie.200462569.
- ^ Negishi, E.; Matsushita, H. (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: 245.
