Trimetilalluminio

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Trimetilalluminio
Modello a sfere e bastoncini del trimetilalluminio
Nome IUPAC
Trimetilallumano
Nomi alternativi
Trimetilalluminio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare C6H18Al2 (dimero)
Massa molecolare (u) 144,18 (dimero)
Aspetto liquido incolore
Numero CAS [75-24-1]
Numero EINECS 200-853-0
PubChem 16682925
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.) 0,752
Temperatura di fusione 15 °C (288 K)
Temperatura di ebollizione 125 °C (398 K)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
facilmente infiammabile corrosivo
Frasi H 250-260-314
Consigli P 222-223-231+232-280-370+378-422

Il trimetilalluminio, (TMA), è il composto organometallico di formula Al2(CH3)2, abbreviato come Al2Me6 o (AlMe3)2. In condizioni normali è un liquido incolore piroforico. Industrialmente è importante e viene utilizzato principalmente nei processi di polimerizzazione delle olefine e come agente metilante.

Struttura e proprietà[modifica | modifica sorgente]

La molecola di Al2Me6 esiste come dimero, con struttura e legami simili a quelli del diborano. La coordinazione attorno all'alluminio è tetraedrica, e i due atomi di alluminio sono collegati tramite gruppi metilici a ponte usando legami a tre centri e due elettroni. Le distanze Al–Cterminale e Al–Ca ponte sono rispettivamente di 197 e 214 pm.[1] Gli atomi di carbonio dei metili a ponte sono pentacoordinati. I gruppi metilici terminali e a ponte si interscambiano rapidamente con meccanismi inter- e intramolecolari.

La specie monomerica AlMe3 è presente in quantità trascurabile in equilibrio con il dimero Al2Me6.[2]

Sintesi[modifica | modifica sorgente]

Al2Me6 viene preparato industrialmente per reazione tra alluminio e clorometano; si forma un composto intermedio clorurato che viene poi ridotto con sodio:[2]

4Al + 6MeCl → 2Me3Al2Cl3
2Me3Al2Cl3 + 6Na → Al2Me6 + 2Al + 6NaCl

In passato piccole quantità di TMA erano preparate in laboratorio facendo reagire Al e dimetilmercurio:

2Al + 3HgMe2 → Al2Me6 + 3Hg

L'uso di questa reazione viene tuttavia evitato dato che il dimetilmercurio è estremamente tossico e pericoloso per l'ambiente.[2]

Reattività[modifica | modifica sorgente]

Composti con legami a tre centri e due elettroni sono tipicamente elettron-deficienti e sono quindi acidi di Lewis. TMA è un acido di Lewis più forte dei composti organici del boro BR3. Per reazione con basi di Lewis si formano prodotti contenenti solo normali legami a due centri e due elettroni. Ad esempio la reazione con ammine fornisce addotti tipo R3N–AlMe3. TMA è inoltre un forte agente metilante.

La reazione con reagenti protici libera metano:

Al2(CH3)2 + 6HX → 6CH4 + 2AlX3

Lo stesso schema di reazione vale anche per la reazione con acqua e alcoli:

Al2(CH3)2 + 6H2O → 6CH4 + 2Al(OH)3

Usi[modifica | modifica sorgente]

Il TMA viene utilizzato principalmente per produrre metilalluminossano, usato come co-catalizzatore del catalizzatore di Ziegler-Natta nei processi di polimerizzazione delle olefine. Il TMA è usato inoltre come metilante. Il reattivo di Tebbe, preparato usando TMA, è impiegato per metilare esteri e chetoni.

Trova applicazioni anche nella fabbricazione di semiconduttori per ottenere film sottili ad alta costante dielettrica, come Al2O3, tramite Chemical Vapor Deposition o Atomic Layer Deposition.

Il TMA è spesso rilasciato da razzi-sonda per evidenziare e studiare i venti nell'alta atmosfera.

Indicazioni di sicurezza[modifica | modifica sorgente]

Il TMA è disponibile in commercio; è un composto pericoloso, da trattare con molta attenzione. Deve essere conservato e utilizzato in atmosfera inerte, dato che si infiamma spontaneamente all'aria. Reagisce violentemente con l'acqua, liberando metano (infiammabile). In caso di contatto provoca gravi ustioni a pelle e mucose e gravi lesioni oculari. Non ci sono dati che indichino proprietà cancerogene.[3] Viene venduto anche come soluzione in idrocarburi inerti come toluene, esano o eptano; in questa forma i rischi di accensione sono minori.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Holleman e Wiberg 2001
  2. ^ a b c Mason 2006
  3. ^ Sigma-Aldrich, scheda dei dati di sicurezza del trimetilalluminio.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • A. F. Holleman e E. Wiberg, Inorganic chemistry, San Diego, Academic Press, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
  • M. R. Mason, Aluminum: Organometallic Chemistry in Encyclopedia of Inorganic Chemistry, Wiley, 2006. DOI:10.1002/0470862106.ia008.
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