El trimetilaluminio es uno de los ejemplos más simples de un compuesto de organoaluminio . A pesar de su nombre tiene la fórmula Al2 ( CH3 ) 6 ( abreviada como Al2Me6 o TMA), ya que existe como un dímero . Este líquido incoloro es pirofórico . Es un compuesto de importancia industrial, estrechamente relacionado con el trietilaluminio . [ 3] [4]
La estructura y el enlace en Al 2 R 6 y diborano son análogos (R = alquilo). En Al 2 Me 6 , las distancias Al-C(terminal) y Al-C(puente) son 1,97 y 2,14 Å, respectivamente. El centro Al es tetraédrico. [5] Los átomos de carbono de los grupos metilo puente están rodeados cada uno por cinco vecinos: tres átomos de hidrógeno y dos átomos de aluminio. Los grupos metilo se intercambian fácilmente intramolecularmente. A temperaturas más altas, el dímero se agrieta en AlMe 3 monomérico . [6]
El TMA se prepara mediante un proceso de dos pasos que puede resumirse de la siguiente manera:
A partir de la invención de la catálisis Ziegler-Natta , los compuestos de organoaluminio tienen un papel destacado en la producción de poliolefinas , como el polietileno y el polipropileno . El metilaluminoxano , que se produce a partir de TMA, es un activador de muchos catalizadores de metales de transición.
El TMA también se utiliza en la fabricación de semiconductores para depositar dieléctricos de película delgada y alta k como Al2O3 mediante los procesos de deposición química en fase de vapor o deposición de capa atómica . El TMA es el precursor preferido para la epitaxia en fase de vapor metalorgánica ( MOVPE ) de semiconductores compuestos que contienen aluminio , como AlAs , AlN , AlP , AlSb , AlGaAs , AlInGaAs, AlInGaP , AlGaN , AlInGaN , AlInGaNP, etc. Los criterios para la calidad del TMA se centran en (a) impurezas elementales, (b) impurezas oxigenadas y orgánicas.
En procesos de deposición muy similares al procesamiento de semiconductores, se utiliza TMA para depositar capas dieléctricas de película delgada, de baja k (no absorbentes) con Al2O3 mediante procesos de deposición química en fase de vapor o deposición de capa atómica . El Al2O3 proporciona una excelente pasivación superficial de superficies de silicio dopado con p. La capa de Al2O3 es típicamente la capa inferior con múltiples capas de nitruro de silicio (Si x N y ) para el recubrimiento.
El trimetilaluminio se hidroliza fácilmente, incluso de forma peligrosa:
En condiciones controladas, la reacción se puede detener para dar metilaluminoxano :
Las reacciones de alcoholisis y aminólisis se desarrollan de manera comparable. Por ejemplo, la dimetilamina produce el dímero de dialuminio diamida: [7]
El TMA reacciona con muchos haluros metálicos para instalar grupos alquilo. Cuando se combina con tricloruro de galio, da trimetilgalio . [8] El Al2Me6 reacciona con tricloruro de aluminio para dar ( AlMe2Cl ) 2 .
Las reacciones de TMA/haluro metálico han surgido como reactivos en la síntesis orgánica . El reactivo de Tebbe , que se utiliza para la metilenación de ésteres y cetonas , se prepara a partir de TMA y dicloruro de titanoceno . [9] En combinación con 20 a 100 % molar de Cp2ZrCl2 ( dicloruro de zirconoceno ), el (CH3 ) 2Al - CH3 se agrega "a través" de los alquinos para dar especies de aluminio vinílico que son útiles en la síntesis orgánica en una reacción conocida como carboaluminización. [10]
En cuanto a otros compuestos "deficientes en electrones", el trimetilaluminio da aductos R 3 N . AlMe 3 . Se han cuantificado las propiedades de ácido de Lewis de AlMe 3 . [11] Los datos de entalpía muestran que AlMe 3 es un ácido duro y sus parámetros ácidos en el modelo ECW son E A = 8,66 y C A = 3,68.
Estos aductos, por ejemplo el complejo con la amina terciaria DABCO , son más seguros de manipular que el propio TMA. [12]
La misión ATREX de la NASA ( Experimento de Cohete de Transporte Anomalioso ) utilizó el humo blanco que forma el TMA al entrar en contacto con el aire para estudiar la corriente en chorro a gran altitud.
El TMA es una fuente de nucleófilos de metilo, similar al metil litio , pero menos reactivo. Reacciona con cetonas para dar, después de un tratamiento hidrolítico, alcoholes terciarios.
El trimetilaluminio es pirofórico y reacciona violentamente con el aire y el agua.
