Trietilaluminium

Triethylaluminium adalah salah satu contoh senyawa organoaluminium yang paling sederhana. Meskipun namanya senyawa ini memiliki rumus Al₂(C₂H₅)₆ (disingkat Al₂Et₆ atau TEA). Cairan tak berwarna ini bersifat piroforik. Ini adalah senyawa penting dalam industri, yang sangat erat kaitannya dengan trimetilaluminium.

Struktur dan ikatan

Struktur dan ikatan dalam Al₂R₆ dan diborana bersifat analog (R = alkil). Mengacu pada Al₂Me₆, jarak Al-C (terminal) dan Al-C (jembatan) masing-masing adalah 1,97 dan 2,14 Å. Pusat Al berbentuk tetrahedral. Atom karbon dari gugus etil jembatan masing-masing dikelilingi oleh lima tetangga: karbon, dua atom hidrogen, dan dua atom aluminium. Gugus etil saling bertukar dengan mudah secara intramolekuler. Pada suhu yang lebih tinggi, dimer terpecah menjadi AlEt 3 monomerik.

Sintesis dan reaksi

Triethylaluminium dapat dibentuk melalui beberapa jalur. Penemuan jalur yang efisien merupakan pencapaian teknologi yang signifikan. Proses multi-tahap ini menggunakan aluminium, gas hidrogen, dan etilena, yang diringkas sebagai berikut:

2 Al + 3 H₂ + 6 C₂H₄ → Al₂Et₆

Karena sintesis yang efisien ini, trietilaluminium adalah salah satu senyawa organoaluminium yang paling tersedia.

Trietilaluminium juga dapat dihasilkan dari etilaluminium seskuiklorida (Al₂Cl₃Et₃), yang diperoleh dengan mengolah bubuk aluminium dengan kloroetana. Reduksi etilaluminium seskuiklorida dengan logam alkali seperti natrium menghasilkan trietilaluminium:

6 Al₂Cl₃Et₃ + 18 Na → 3 Al₂Et₆ + 6 Al + 18 NaCl

Reaktivitas

Ikatan Al–C pada trietilaluminium terpolarisasi sedemikian rupa sehingga karbon mudah terprotonasi, melepaskan etana:

Al₂Et₆ + 6 HX → 2 AlX₃ + 6 EtH

Untuk reaksi ini, bahkan asam lemah dapat digunakan seperti asetilena terminal dan alkohol.

Ikatan antara pasangan pusat aluminium relatif lemah dan dapat dipecah oleh basa Lewis (L) untuk menghasilkan adukan dengan rumus AlEt 3 L:

Al₂Et₆ + 2 L → 2 LAlEt₃

Aplikasi

Prekursor alkohol lemak

Triethylaluminium digunakan secara industri sebagai zat antara dalam produksi alkohol lemak, yang diubah menjadi deterjen. Langkah pertama melibatkan oligomerisasi etilena melalui reaksi Aufbau, yang menghasilkan campuran senyawa trialkylaluminium (disederhanakan di sini sebagai gugus oktil ):

Al₂(C₂H₅)₆ + 18 C₂H₄ → Al₂(C₈H₁₇)₆

Selanjutnya, senyawa trialkil ini dioksidasi menjadi aluminium alkoksida, yang kemudian dihidrolisis:

Al₂(C₈H₁₇)₆ + 3 O₂ → Al₂(OC₈H₁₇)₆

Al₂(OC₈H₁₇)₆ + 6 H₂O → 6 C₈H₁₇OH + 2 Al(OH)₃

Ko-katalis dalam polimerisasi olefin

Sejumlah besar TEAL dan alkil aluminium terkait digunakan dalam katalisis Ziegler-Natta. Mereka berfungsi untuk mengaktifkan katalis logam transisi baik sebagai agen pereduksi maupun agen pengalkilasi. TEAL juga berfungsi untuk menyerap air dan oksigen.

Reagen dalam kimia organik dan organologam

Triethylaluminium memiliki kegunaan khusus sebagai prekursor senyawa organoaluminium lainnya, seperti dietil aluminium sianida :

$\text{1/2Al2Et6}+\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{N}⟶\frac{1}{n}{[\mathrm{E}\mathrm{t}{\phantom{A}}_2\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{N}]}_n+\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_6$

Agen piroforik

Triethylaluminium menyala saat bersentuhan dengan udara dan akan menyala dan/atau terurai saat bersentuhan dengan air, dan dengan oksidator lainnya —ini adalah salah satu dari sedikit zat yang cukup piroforik untuk menyala saat bersentuhan dengan oksigen cair kriogenik. Entalpi pembakaran, Δ c H°, adalah –5105,70 ± 2,90 k J / mol (–22,36 kJ/ g ). Penyalaannya yang mudah membuatnya sangat diinginkan sebagai pemantik mesin roket. Roket SpaceX Falcon 9 menggunakan campuran triethylaluminium- triethylborane sebagai pemantik tahap pertama.

Triethylaluminium yang dikentalkan dengan polyisobutylene digunakan sebagai senjata pembakar, sebagai alternatif piroforik untuk napalm ; misalnya, dalam klip M74 yang menahan empat roket untuk peluncur M202A1. Dalam aplikasi ini dikenal sebagai TPA, untuk agen piroteknik yang dikentalkan atau agen piroforik yang dikentalkan. Jumlah pengental yang biasa adalah 6%. Jumlah pengental dapat dikurangi menjadi 1% jika pengencer lain ditambahkan. Misalnya, n -heksana, dapat digunakan dengan keamanan yang ditingkatkan dengan menjadikan senyawa tersebut non-piroforik hingga pengencer menguap, pada titik mana bola api gabungan dihasilkan dari uap triethylaluminium dan heksana. M202 ditarik dari layanan pada pertengahan 1980-an karena masalah keselamatan, transportasi, dan penyimpanan. Beberapa melihat penggunaan terbatas dalam Perang Afghanistan melawan gua-gua dan senyawa yang dibentengi.