トリエチルアルミニウム 化学特性,用途語,生産方法
外観
無色透明液体
種類
現在、市販されているトリエチルアルミニウムには、有機合成化学用試薬としての製品や、工業用化学薬品製品などの種類があります。トリエチルアルミニウムは空気中で自然発火するため、実験室用の試薬製品では通常、ヘキサンまたはトルエン溶液の状態で取り扱われます。
1.0mol / L溶液100mLなどの製品などが主流です。これらの溶液製品においても、加水分解しやすく水と接触すると容易に沈殿を生じます。そのため、このような試薬を採取する場合は、よく乾燥して窒素を充填した注射器等を用いることが必要です。
工業用製品では、純粋なトリエチルアルミニウム製品も提供されている場合がありますが、大変危険なため水や空気を遮断した専用容器にて取り扱われます。容量には、150mL程度のものから、0.4L , 1Lレクチャーボトル、10L , 20L , 100L鋼製ボンベ、1.45m3特殊鋼製シリンダーまで、様々な種類があります。
溶解性
水に難溶 (0.002g/100ml, 20℃), エタノール, エーテルに混和。ヘキサン及びベンゼンと任意の割合で混和するが、水及びエタノールには分解する。
解説
Al(C2H5)3(114.17)．アルミニウムとジエチル亜鉛との反応で生成する．工業的には，アルミニウムとエテンと水素から直接合成される．無色の液体．沸点207 ℃(外挿法による．190 ℃ で分解)．凝固点－46 ℃．nD6.5"1.480．d025"0.8324．粘度2.58 cP(25 ℃)．有機溶媒に可溶で，ベンゼン中では二量体になっている．空気中で自然発火し，水に接触すると爆発する．エーテル，ホスフィン化合物などのルイス塩基と付加物をつくる．塩化チタン(Ⅳ)と組み合わせてチーグラー-ナッタ触媒を構成する．また，エチル化試薬としても重要である．[CAS 97-93-8]
森北出版「化学辞典（第2版）
用途
ZIEGLER - NATTA型オレフィン?ジオレフィン重合触媒の一成分、有機合成反応用試薬,3-5族化合物半導体のエピタキシャル成長
使用上の注意
本品を採取する場合は、よく乾燥して窒素を充填した注射器等を用いること。不活性ガス封入
化学的特性
Colorless liquid. Miscible with saturated hydrocarbons.
使用
Triethylaluminum, in combination withmany transition metal complexes, is used as Ziegler-Natta polymerization and hydrogenationcatalyst. Also, it is used as intermediatein organic syntheses.
調製方法
In a typical example, a slurry is prepared containing 7 wt % aluminum powder (0.1 wt% zirconium catalyst content) and 45 wt% recycled triethylaluminum in a paraffin hydrocarbon fraction, boiling range 177 – 260 ℃. The slurry is pumped into the reactor at a rate of 1.5 m3/h, at a reactor temperature of 132 ℃, while hydrogen is introduced at the bottom to maintain a partial pressure of 10 MPa. Excess hydrogen is removed in flash drum, wherein pressure is decreased to 3 MPa and temperature is lowered to prevent thermal reversal of the reaction. In the ethylation reactor sufficient ethylene is added to react completely with the Al – H bonds. Temperature is held at around 85 ℃ or somewhat higher. The addition rate increases with temperature, but carboalumination of ethylene also can occur to formn-butyl groups, especially at higher temperatures. Hydrogen and ethylene partial pressure is kept low in ethylation reactor to minimize hydrogenation of ethylene to ethane and to reduce excess carboalumination products. Excess ethylene and hydrogen are removed in flash drum. A portion of the triethylaluminum product solution is recycled to reactor.
安全性
トリエチルアルミニウム，有機アルミニウム化合物の一つ。アルミニウム、エチレンおよび水素から合成する。酸化されやすく、空気中では自然発火する。水とは爆発的に反応する。したがって不活性ガス中に貯蔵する。ヘキサン、トルエンなどの炭化水素溶媒に可溶であり、炭化水素溶液にすると発火を抑えることができ、取り扱いやすくなる。重合触媒として重要で、ツィーグラー型触媒としてトリエチルアルミニウム単独でエチレンの重合によりポリエチレンを製造するのに用いられていたが、その後、塩化チタンとトリエチルアルミニウムとを組み合わせたツィーグラー‐ナッタ触媒（TiCl4/MgO-Al(C2H5)3など）がポリエチレン製造触媒の主流になった。ロケットエンジンの添加剤・高性能燃料の成分として用いられている。
一般的な説明
A colorless liquid. Flammable gas is produced on contact with water.
空気と水の反応
Pyrophoric, ignites in moist air [Merck 11th ed. 1989]. Reacts violently with water.
反応プロフィール
Triethylaluminum reacts violently with water, alcohols, phenols, amines, carbon dioxide, sulfur oxides, nitrogen oxides, halogens, and halogenated hydrocarbons, causing fire and explosion hazards. [Handling Chemicals Safely 1980 p. 929]. A mixture of dimethylformamide and triethyl aluminum exploded when heated [Bretherick 1995].
健康ハザード
Exposure to smoke from fire causes metal-fume fever (flu-like symptoms). Since liquid ignites spontaneously, contact with eyes or skin causes severe burns.
火災危険
Triethylaluminum is extremely pyrophoric,
igniting spontaneously in air. It reacts
violently with water, alcohol, halogenated
hydrocarbons, and oxidizing substances.
Among the alcohols, the lower alcohols,
methanol, ethanol, n- propanol, and
isopropyl alcohol, react explosively with
triethylaluminum. Reactions with lower
aldehydes, ketones and amides can be vigorous
to violent. It may explode on contact
with halocarbons in excess molar ratios or
upon slight warming. When heated to 200°C
(392°F), it decomposes, liberating ethylene
and hydrogen.
使用用途
トリエチルアルミニウムは、ロケットエンジンの点火器・ナパーム剤や高性能ジェット燃料への添加剤など高性能燃料の成分として多く用いられています。これは、トリエチルアルミニウムが酸化されやすく空気中では自然発火する性質を持つためです。
また、反応性が高いことから、化学材料・反応剤としても多く用いられます。代表的な用途は窒化アルミ製造原料、アルミメッキ原料、及びトリエチルガリウム (TEG) 製造原料や医薬合成の反応剤、化学工業における重合触媒などです。
その他には、有機アルミニウム試薬として、実験室スケールの有機合成一般にも用いられています。
化学性質
トリエチルアルミニウムの化学的性質
トリエチルアルミニウムは、AlEt3と表記されますが、実際は2分子が会合してAl2Et6のような構造で存在しています。反応性が強く、還元剤として各種反応に利用される有機金属化合物です。その酸化されやすさのため、トリエチルアルミニウムは、空気中では自然発火する性質を持ちます。
また、水とは爆発的に反応します。これらの性質から、空気との接触、空気中の水分や水との接触を避けて保管する必要がある化合物です。、などの炭化水素触媒に可溶であるため、しばしば炭化水素溶液で扱われます。もしくは、不活性ガス中にて保管します。
四塩化チタン (TiCl4) もしくは三塩化チタン (TiCl3) とトリエチルアルミニウムを混合したものはチーグラー・ナッタ触媒と呼ばれ、オレフィンの重合に用いられます。この触媒中におけるトリエチルアルミニウムの役割は、四塩化チタン (TiCl4) もしくは三塩化チタン (TiCl3) の活性化です。
安全性プロファイル
Extremely destructive
to living tissue. A very dangerous fire hazard
when exposed to heat or flame. Ignites
spontaneously in air. Explodes violently in
water. To fight fire, use CO2, dry sand, dry
chemical. Do not use water, foam, or
halogenated fire-fighting agents. Explosive
reaction with alcohols (e.g., methanol,
ethanol, propanol), carbon tetrachloride,
N,N-dmethylformamide + heat.
Incompatible with halogenated
hydrocarbons; triethyl borane. When heated
to decomposition it emits acrid smoke and
irritating fumes. See also ALUMINUM
COMPOUNDS and ORGANOMETALS.
職業ばく露
Alkyl aluminum compounds are used as components of olefin polymerization catalysts. They are also used in the synthesis of higher primary alcohols and in pyrophoric fuels, as a catalyst in making ethylene gas; and in plating aluminum.
輸送方法
ntial fire or explosion hazard. Shipping: UN3399 Organometallic substance, liquid, water-reactive, flammable, Hazard Class: 4.3; Labels: 4.3
Dangerous Dangerous when wet material, 3-Flammable liquid, technical name Required. UN3051-Spontaneously combustible. Also, this material is dangerous when wet. (Note: this number does not appear in the 49/CFR HazMat tables).
合成方法
図2. トリエチルアルミニウムの合成方法
トリエチルアルミニウムは、ととの反応により合成可能です。工業的には、・水素・アルミニウムを用いた多段階反応により効率的に合成されています。その他に、Al2Cl3Et3から合成する合成ルートも存在します。
純化方法
Purify it by fractionation in an inert atmosphere under a vacuum in a 50cm column containing a heated nichrome spiral, taking the fraction b 112-114o/27mm. It is very sensitive to H2O and should be stored under N2. It should not contain chloride ions which can be shown by hydrolysis and testing with AgNO3. [Baker & Sisler J Am Chem Soc 75 4828 5193 1953, NMR: Brownstein et al. J Am Chem Soc 81 3826 1959, Beilstein 4 IV 4398.]
不和合性
The lighter trialkylaluminums ignite spontaneously in air; can self-heat in the air at room temperature without any added energy and may ignite. These compounds are strong reducing agents. Incompatible with oxidizers (chlorates, nitrates, peroxides, permanganates, perchlorates, chlorine, bromine, fluorine, etc.); contact may cause fires or explosions. Keep away from alkaline materials, strong bases, strong acids, oxoacids, epoxides. Incompatible with water, oxygen (air), acids, alcohols, phenols, amines, carbon dioxide; sulfur oxides; halogenated compounds, and many other substances
廃棄物の処理
Careful incineration
トリエチルアルミニウム 上流と下流の製品情報
原材料
準備製品