Was ist Trimethylaluminium?
Trimethylaluminium (TMA) ist eine Art organische Aluminiumverbindung mit der chemischen Formel C6H18Al2.
Die CAS-Registrierungsnummer lautet 75-24-1. Es hat ein Molekulargewicht von 144,18, einen Schmelzpunkt von 15 °C, einen Siedepunkt von 125 °C und ist eine farblose, transparente Flüssigkeit mit einer Dichte von 0,752 g/ml bei Raumtemperatur.
Es ist mischbar mit organischen Lösungsmitteln wie Hexan, Heptan und anderen aliphatischen gesättigten Kohlenwasserstoffen wie Toluol und Xylol. Es ist eine flüchtige Substanz. Es ist instabil gegenüber Wasser und Luft und spontan brennbar. Es hat einen niedrigen Flammpunkt von -18 °C und entzündet sich bei Raumtemperatur.
Das Einspritzen von Wasser ist streng verboten, auch bei der Brandbekämpfung. Es ist ein selbstentzündlicher und wassergefährdender Stoff, der als „Aluminiumalkyle“ bezeichnet wird. Ebenso wird es als ein Gefahrstoff (entzündlicher Stoff) eingestuft.
Anwendungen von Trimethylaluminium
Trimethylaluminium wird unter anderem als Rohstoff für die Herstellung von Trimethylgallium (TMG), als Material für MO-CVD und als Rohstoff für die Dotierung von Silizium-Halbleitern verwendet. Diese werden bei der Herstellung von LEDs und Halbleitern verwendet. Es wird auch als Vorprodukt für hochreines Aluminiumoxid verwendet.
In der synthetischen organischen Chemie ist es ebenfalls eine nützliche synthetische Verbindung, die als Rohstoff für Tebbe-Reagenzien (zur Umwandlung von Carbonylen in Exo-Olefine) und als Ziegler-Natta-Katalysator (für die Olefinpolymerisation) verwendet wird.
Funktionsweise von Trimethylaluminium
Die Funktionsweise von Trimethylaluminium wird anhand seiner chemischen Eigenschaften erläutert.
1. Chemische Eigenschaften von Trimethylaluminium
Wie bereits erwähnt, liegt Trimethylaluminium über Methylgruppen in einem dimeren Zustand vor. Trimethylaluminium ist auch eines der reaktionsfreudigsten Alkylaluminiume und hat eine hohe Hydrolyse-Wärme.
Bei Kontakt mit Wasser wird es sofort oxidiert und entzündet sich dabei. Außerdem ist der Kontakt mit Säuren, Luft, Aminen, brennbaren Stoffen, Halogenkohlenstoffen, Halogenen und Oxidationsmitteln streng verboten. Unter Inertgas oder in Kohlenwasserstofflösungsmitteln handhaben.
2. Trimethylaluminium in der metallorganischen Chemie
Trimethylaluminium wird auch verwendet, um Methylgruppen in viele Metallhalogenide einzuführen. So reagiert es beispielsweise mit Gallium(III)-chlorid zu Trimethylgallium. Diese Eigenschaften werden zur Aktivierung von Titanchlorid in Tschegler-Natta-Katalysatoren (Reagenzien für die Olefinpolymerisation) und in Tebbe-Reagenzien (die Carbonyle in Exo-Olefine umwandeln können) genutzt.
Arten von Trimethylaluminium
Es gibt verschiedene Arten von Trimethylaluminium, darunter Reagenzien für die synthetische organische Chemie für Forschung und Entwicklung und industrielle chemische Produkte. Da Trimethylaluminium an der Luft spontan verbrennt, werden Laborreagenzien gewöhnlich in Form von Hexan- oder Toluollösungen gehandhabt. Konzentrationen von 1,0 mol/l, 1,4 mol/l und 2,0 mol/l sind üblich und die Volumina umfassen 100 ml, 800 ml und 1 l.
Diese Lösungsprodukte neigen ebenfalls zur Hydrolyse und fallen bei Kontakt mit Wasser leicht aus. Daher müssen bei der Entnahme solcher Reagenzien gut getrocknete und mit Stickstoff gefüllte Spritzen verwendet werden.
In der Industrie werden die reinen Verbindungen z. B. als Material an Halbleiterwerke geliefert. Das Produkt ist in Mengen von 25 g , 100 g , 300 g , 600 g , 100 ml erhältlich und wird in speziellen Eimern mit Trockenmittel gehandelt, da es sehr gefährlich ist.