El trimetilaluminio es uno de los ejemplos más simples de compuesto de organoaluminio . A pesar de su nombre tiene la fórmula Al 2 ( CH 3 ) 6 (abreviado como Al 2 Me 6 o TMA), ya que existe como 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 de 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 rompe en AlMe 3 monomérico . [6]
TMA se prepara mediante un proceso de dos pasos que se puede resumir de la siguiente manera:
A partir de la invención de la catálisis de 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.
TMA también se utiliza en la fabricación de semiconductores para depositar películas delgadas y dieléctricos de alto k, como Al 2 O 3, mediante procesos de deposición química de vapor o deposición de capas atómicas . TMA es el precursor preferido para la epitaxia metalorgánica en fase de vapor ( MOVPE ) de semiconductores compuestos que contienen aluminio , como AlAs , AlN , AlP , AlSb , AlGaAs , AlInGaAs, AlInGaP , AlGaN , AlInGaN , AlInGaNP, etc. Los criterios de calidad de TMA se centran en (a) impurezas elementales, (b) impurezas oxigenadas y orgánicas.
En procesos de deposición muy similares al procesamiento de semiconductores, el TMA se utiliza para depositar pilas de capas dieléctricas de bajo k (no absorbentes) de película delgada con Al 2 O 3 mediante procesos de deposición química de vapor o deposición de capas atómicas . El Al 2 O 3 proporciona una excelente pasivación de superficies de silicio dopado con p. La capa de Al 2 O 3 suele ser la capa inferior con múltiples capas de nitruro de silicio (Si x N y ) para tapar.
El trimetilaluminio se hidroliza fácilmente, incluso peligrosamente:
En condiciones controladas, la reacción se puede detener para dar metilaluminoxano :
Las reacciones de alcohólisis y aminolisis se desarrollan de manera similar. Por ejemplo, la dimetilamina da el dímero de diamida de dialuminio: [7]
TMA reacciona con muchos haluros metálicos para instalar grupos alquilo. Cuando se combina con tricloruro de galio, se obtiene trimetilgalio . [8] Al 2 Me 6 reacciona con tricloruro de aluminio para dar (AlMe 2 Cl) 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 % en moles de Cp 2 ZrCl 2 ( dicloruro de circonoceno ), el (CH 3 ) 2 Al-CH 3 agrega alquinos "entrecruzados" para dar especies de vinil aluminio que son útiles en la síntesis orgánica en una reacción conocida. como carboaluminación. [10]
En cuanto a otros compuestos "deficientes en electrones", el trimetilaluminio da aductos R 3 N . AlMe 3 . Se han cuantificado las propiedades ácidas de Lewis del 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 cohetes de transporte anómalo ) empleó el humo blanco que forma el TMA al entrar en contacto con el aire para estudiar la corriente en chorro a gran altitud.
La TMA es una fuente de nucleófilos de metilo, similares al metil litio , pero menos reactivos. 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.
