三甲基鋁是一個化合物,化學式是Al2(CH3)6, 可以縮寫為Al2Me6, (AlMe3)2或者TMA。它是一種自燃的無色液體,在工業上是很重要的有機鋁化合物。它的蒸氣散發到空氣中後會產生白煙(氧化鋁)。

Quick Facts 三甲基鋁, 識別 ...
三甲基鋁
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IUPAC名
Trimethylalane
識別
CAS號 75-24-1  checkY
PubChem 16682925
ChemSpider 10606585
SMILES
 
  • C[Al](C)C
InChI
 
  • 1/3CH3.Al/h3*1H3;/rC3H9Al/c1-4(2)3/h1-3H3
InChIKey JLTRXTDYQLMHGR-MZZUXTGEAJ
性質
化學式 C6H18Al2
摩爾質量 144.17 g/mol
72.09 g/mol (C3H9Al) g·mol⁻¹
外觀 無色液體
密度 0.752 g/cm3
熔點 15 °C(288 K)
沸點 125 °C(398 K)([1][2]
溶解性 與水反應
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)
熱力學
ΔfHm298K −136.4 kJ/mol[2]
S298K 209.4 J/mol·K[2]
熱容 155.6 J/mol·K[2]
危險性
警示術語 R:R14, R17, R34
安全術語 S:S16, S43, S45
歐盟分類 易燃 F腐蝕性 C
GHS危險性符號
《全球化學品統一分類和標籤制度》(簡稱「GHS」)中易燃物的標籤圖案《全球化學品統一分類和標籤制度》(簡稱「GHS」)中腐蝕性物質的標籤圖案[1]
GHS提示詞 危險
H-術語 H250, H260, H314[1]
P-術語 P222, P223, P231+232, P280, P370+378, P422[1]
主要危害 自燃性
NFPA 704
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4
3
3
W
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。
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結構與化學鍵

Al2Me6在常溫常壓下是二聚體[3],在結構上和乙硼烷相似。像乙硼烷一樣,這個化合物同樣有兩個三中心兩電子鍵:在兩個鋁原子之間有一個共用的甲基。端位的Al-C鍵和中間的Al-C鍵的距離分別是1.97和2.14[4],中間甲基上的每個碳原子都被三個氫原子和兩個鋁原子包圍。這些甲基在分子內和分子間可以自由轉換。

三中心兩電子鍵是"缺少電子"的分子而且傾向於與路易斯鹼反應,產物含有兩中心兩電子鍵。例如和反應生成加合物 R3N-AlMe3。Al2Me6氯化鋁反應生成的(AlMe2Cl)2是另一個遵守八隅體規則的反應產物。

AlMe3的單體含有一個原子和三個甲基,這種單體僅會在高溫低壓下存在[3]VSEPR理論預言了它如同BMe3一樣是三角平面(有一個三重軸對稱。後來電子繞射的結果也證實了這個預言。[5]

製備與應用

TMA可以通過兩步反應製取,總反應式如下:

2 Al + 6 CH3Cl + 6 Na → Al2(CH3)6 + 6 NaCl

TMA主要用來生產甲基鋁氧烷,用於活化聚合的齊格勒-納塔催化劑。TMA也作為甲基化試劑。用於亞甲基酯Tebbe試劑就是由TMA製備的。TMA也用在探空火箭上,用作研究上層大氣風模式的示蹤劑

通過化學氣相沉積原子層沉積過程,TMA也可用於製造半導體的沉積高介電系數介電質薄膜,例如Al2O3

TMA與叔胺DABCO形成化合物,這比直接處理TMA本身更安全[6]

在Cp2ZrCl2(二氯二茂鋯)的催化下,(CH3)2Al-CH3能夠與炔烴反應生成烯基鋁,這個反應在被稱為carboalumination的有機合成反應中起作用[7]

NASA的ATREX任務利用TMA與空氣接觸產生的白煙研究高空急流。

半導體級TMA

TMA是有機金屬化學氣相沉積法(MOVPE)製造含鋁半導體(如AlAs, AlN, AlP, AlSb, AlGaAs, AlInGaAs, AlInGaP, AlGaN, AlInGaN, AlInGaNP等)中有機金屬的重要來源。TMA的質量標準主要關注元素雜質、氧化雜質和有機雜質的含量。

參看

外部連結

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