تری‌ اتیل‌ آلومینیوم : خواص، تولید، طیف GC-MS، کاربردها

M. Gh-Farahani
۱۴۰۰-۰۶-۰۴
انواع کاتالیست ها, ترکیبات آلومينيومي, مقالات

تری‌ اتیل‌ آلومینیوم یکی از ساده ترین نمونه های یک ترکیب ارگانوآلومینیم می باشد که به شکل مایع بی رنگ و پیروفورک است. این ماده به اختصار TEA نامیده می شود و به عنوان یک دیمر وجود دارد و یک ترکیب مهم صنعتی است که ارتباط نزدیکی با تری متیل آلومینیوم دارد.

در ساختار این ماده، اتم های کربن گروه های اتیلیک پل هر کدام توسط پنج اتم همسایه یعنی کربن، دو اتم هیدروژن و دو اتم آلومینیوم احاطه شده اند. گروه های اتیلی به راحتی درون مولکولی با هم جابجا می شوند. در دماهای بالاتر، دیمر به AlEt_۳ مونومر تبدیل می شود.

خواص و مشخصات شناسایی

خواص	مشخصات
شکل فیزیکی مایع بی رنگ	فرمول شیمیایی C_۱۲H_۳۰Al_۲
دانسیته (در ۲۵ درجه سانتیگراد) (g/ml) 0/8324	وزن مولکولی (g/mol) 228/335
نقطه ذوب (^۰C) 46-	شماره (CAS No) ۹۷-۹۳-۸
نقطه اشتعال (^۰C) 18-	نام آیوپاک Triethylalumane

تولید تری اتیل آلومینیوم

ای ماده را می توان از طریق چندین مسیر تشکیل داد. کشف یک مسیر کارآمد برای سنتز آن یک دستاورد مهم در فناوری بوده است. این ترکیب در فرآیند چند مرحله ای از فلز آلومینیوم، گاز هیدروژن و اتیلن تولید می شود که به شرح زیر خلاصه می شود:

۲Al + 3H_۲ + ۶C_۲H_۴ → Al_۲Et_۶

به دلیل این سنتز کارآمد، تری اتیل آلومینیم یکی از در دسترس ترین ترکیبات ارگانو آلومینیوم محسوب می شود. این ماده همچنین می تواند از سکویکلرید اتیل آلومینیوم نیز تولید گردد، که با تصفیه پودر آلومینیوم با کلرواتان بوجود می آید. فرایند کاهش از طریق یک فلز قلیایی مانند سدیم، تری اتیل آلومینیم تولید می کند:

۳Al_۲Cl_۳Et_۳ + ۹Na → ۲Al_۲Et_۶ + ۲Al + 9NaCl

پیوندهای Al -C تری اتیل آلومینیوم تا حدی قطبی شده اند که کربن به راحتی پروتون می شود و اتان آزاد می کند:

Al_۲Et_۶ + ۶HX → ۲AlX_۳ + ۶EtH

برای این واکنش، حتی از اسیدهای ضعیف مانند استیلن های پایانی و الکل ها نیز می توان استفاده کرد. ارتباط بین جفت مراکز آلومینیومی نسبتاً ضعیف است و می تواند توسط پایه های لوییس بریده شود تا مواد افزودنی حاصل گردد:

Al_۲Et_۶ + ۲L → ۲LAlEt_۳

طیف GC-MS تری‌ اتیل‌ آلومینیوم

کاربردهای تری اتیل آلومینیم

تری اتیل آلومینیوم به عنوان یک واسطه در تولید الکل های چرب که به مواد شوینده تبدیل می شوند، به صورت صنعتی استفاده می شود. اولین گام شامل الیگومری شدن اتیلن توسط واکنش Aufbau است که مخلوطی از ترکیبات تری آلکیل آلومینیوم (که در اینجا به عنوان گروه های اکتیل ساده شده است) را ایجاد می کند:

Al_۲(C_۲H_۵)_۶ + ۱۸ C_۲H_۴ → Al_۲(C_۸H_۱۷)_۶

متعاقباً، این ترکیبات تری آلکیل به آلکوکسیدهای آلومینیوم اکسید می شوند، که سپس هیدرولیز می شوند:

Al_۲(C_۸H_۱۷)_۶ + ۳ O_۲ → Al_۲(OC_۸H_۱۷)_۶

Al_۲(OC_۸H_۱۷)_۶ + ۶H_۲O → ۶C_۸H_۱۷OH + 2Al(OH)_۳

مقدار زیادی آلکیل آلومینیوم TEAL و آلومینیوم مربوطه در کاتالیز Ziegler-Natta استفاده می شود. آنها برای فعال کردن کاتالیزور فلز گذار هم به عنوان عامل کاهنده و هم عامل آلکیله کننده عمل می کنند. TEAL همچنین برای پاکسازی آب و اکسیژن عمل می کند.

تری اتیل آلومینیوم به عنوان پیش ساز سایر ترکیبات ارگانوآلومینیوم، مانند دی اتیل آلومینیوم سیانید، کاربرد دارد:

${\ce {{1/2Al2Et6}+ HCN ->}}\ {\tfrac {1}{n}}{\ce {[Et2AlCN]}}_{n}+{\ce {C2H6}}$

کاربرد تری‌ اتیل‌ آلومینیوم در سیستم های کاتالیزوری

کاربرد تری اتیل آلومینیوم در سیستم های کاتالیزوری

درک نقش های تری اتیل آلومینیم در سیستم های کاتالیزور تیتانیوم با پشتیبانی از فسفینیمید برای پلیمریزاسیون اتیلن، عنوان مقاله ای می باشد که در سال ۲۰۱۹ میلادی منتشر شده است.

تصفیه ترکیب شیمیایی [(Ind)(tBu_۳P═N)TiCl_۲] (۱; Ind = indenyl) با تری اتیل آلومینیم در طیف وسیعی از حلال ها باعث ایجاد کمپلکس هتروبی متال سبز زمردی[(Ind)(tBu_۳P═N)Ti(μ_۲-Cl)_۲AlEt_۲] (۲) شده است.

مطالعات پراش پرتو ایکس تک کریستال و همچنین طیف های رزونانس مغناطیسی هسته ای و نوار X ، فرمول ۲ را به عنوان یک کمپلکس پارامغناطیس و به طور رسمی با فرمول [Ti^IIIAl^III] معرفی می کند. هر دو مورد ۱ و ۲ برای پیش پلیمریزاسیون اتیلن در حضور تری اتیل آلومینیوم و یک سوپر اسید جامد، پیش کاتالیزورهای فعال هستند.

عامل پیروفریک تری‌ اتیل‌ آلومینیوم

این ماده در تماس با هوا، آب و با هر اکسید کننده دیگری مشتعل و یا تجزیه می شود. این ترکیب یکی از معدود موادی است که به اندازه کافی پیروفریک است تا در تماس با اکسیژن مایع یخ زا مشتعل شود.

اشتعال آسان تری‌ اتیل‌ آلومینیوم ، آن را به عنوان یک احتراق کننده موتور موشک مطلوب می کند، موشک SpaceX Falcon 9 از مخلوط حاوی این ماده به عنوان یک احتراق کننده مرحله اول استفاده می شود.

تری اتیل آلومینیم غلیظ شده با پلی ایزو بوتیلن به عنوان یک سلاح آتش زا، و جایگزین آتش زا برای غیر پالم استفاده می شود. به عنوان مثال، تری‌ اتیل‌ آلومینیوم در موشک های پرتابگر با نام TPA شناخته می شود، زیرا عامل پیروتکنیک ضخیم شده بوده است.

در این کاربرد، مقدار معمول ضخیم کننده ۶ درصد است. در صورت اضافه شدن رقیق کننده های دیگر می توان میزان ضخیم کننده را تا ۱٪ کاهش داد. به عنوان مثال، n-hexane، می تواند با افزایش ایمنی و با تبدیل ترکیب غیرفسفاتی تا زمانی که رقیق کننده تبخیر شود، مورد استفاده قرار گیرد، در این هنگام یک گلوله آتشین ترکیبی از هر دو تری اتیل آلومینیم و بخار هگزان حاصل می شود.

در اواسط دهه ۱۹۸۰ به دلیل مسائل ایمنی، حمل و نقل و ذخیره سازی تری اتیل آلومینیوم از سرویس خارج شد. برخی استفاده محدود از آن را در جنگ افغانستان علیه ترکیبات مستحکم مشاهده کردند.