Triméthylaluminium

Le triméthylaluminium (ou triméthyl-aluminium) est un composé chimique de formule Al2(CH3)6, abrégée en Al2Me6, (AlMe3)2 ou TMA.
C'est une molécule de la famille des organoaluminiums, pyrophorique (qui brûle au contact de l'air), et qui se présente comme un liquide presque incolore à température ambiante en produisant une fumée blanche (particules d'oxyde d'aluminium).

Triméthylaluminium
Triméthylaluminium
Identification
Nom UICPA Triméthylalane
Synonymes

triméthyl-aluminium
aluminium triméthyl
No CAS 75-24-1
No ECHA 100.000.776
No CE 200-853-0
No RTECS BD2204000
PubChem 16682925
SMILES
InChI
Apparence liquide incolore, pyrophorique
Propriétés chimiques
Formule C6H18Al2  [Isomères]
Masse molaire[1] 144,170 2 ± 0,006 1 g/mol
C 49,99 %, H 12,58 %, Al 37,43 %,
Propriétés physiques
T° fusion 15 °C[2]
T° ébullition 125 à 126 °C[2]
Solubilité 2 790 mg·l-1[3]
Masse volumique 0,752 g·cm-3 (25 °C)[2]
Point d’éclair −17 °C (coupelle fermée)[2]
Pression de vapeur saturante 92,4 hPa (60 °C)[2]
Précautions
SGH[2]
H250, H260, H314, P222, P223, P280, P231+P232, P370+P378 et P422
SIMDUT[4]

B6,
NFPA 704[2]

 
Écotoxicologie
LogP 1,970[3]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Structure chimique

Al2Me6 existe en tant que dimère, analogie (pour sa structure et ses liaisons) au diborane. Comme dans le cas du diborane, les molécules sont reliées par deux liaisons à trois centres et deux électrons via le pont méthylène partagé entre les deux groupes d'atomes d'aluminium[5]. Les atomes de carbone des groupes méthyle sont entourés chacun de cinq atomes voisins : trois atomes d'hydrogène et deux atomes d'aluminium. Les groupes méthyle échangent facilement leur position au sein de la même molécule et entre molécules différentes.

Synthèse et applications

Le TMA est préparé par un processus en deux étapes qui peuvent être résumées comme suit :

2 Al + 6 CH3Cl + 6 Na → Al2(CH3)6 + 6 NaCl.

Le TMA est surtout utilisé pour la production de méthylaluminoxane (Al(CH3)O)n), un activateur de la réaction de Ziegler-Natta de catalyse hétérogène pour la polymérisation d'oléfines. Le TMA est donc utilisé comme agent de méthylation. Le réactif de Tebbe, utilisé pour la méthylénation d'esters et de cétones, est ainsi préparé à partir de TMA. Le TMA est souvent libéré de fusées-sondes pour produire une fumée blanche utilisée comme traceur par les études de la configuration des vents de la haute atmosphère.

Le TMA est aussi utilisé dans la fabrication de certains semi-conducteurs en couche mince, en particulier de « diélectrique high-k » tels l'Al2O3 via des processus de dépôt chimique en phase vapeur ou de dépôt en couche mince atomique.

Le TMA forme un complexe avec l'amine tertiaire DABCO, qui est plus sûr à manipuler que le TMA lui-même[6].

En combinaison avec Cp2ZrCl2 (dichlorure de zirconocène), le groupe (CH3)2Al-CH3 produit une réaction de carboalumination[7].

La NASA (mission ATREX pour Anomalous Transport Rocket Experiment) a employé la fumée blanche qui se forme au contact de l'air par le TMA pour étudier le « jet stream » de haute altitude.

TMA et semi-conducteurs

Le TMA est devenu la source d'organométallique préférée des producteurs de semi-conducteurs pour l'épitaxie en phase vapeur aux organométalliques (ou MOVPE). Les critères de qualité du TMA sont alors sa teneur en impuretés élémentaires et en impuretés (oxygénées et/ou organiques), qui doit être la plus faible possible.

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

Notes et références
  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. Fiche Sigma-Aldrich du composé Trimethylaluminum, consultée le 27 août 2012.
  3. (en) « Triméthylaluminium », sur ChemIDplus, consulté le 237 août 2012
  4. Fiche CSST
  5. (en) Holleman, A. F.; Wiberg, E., Inorganic Chemistry, San Diego, Academic Press, (ISBN 0-12-352651-5)
  6. (en) Biswas, K.; Prieto, O.; Goldsmith, P. J.; Woodward, S., « Remarkably Stable (Me3Al)2 · DABCO and Stereoselective Nickel-Catalyzed AlR3 (R = Me, Et) Additions to Aldehydes », Angewandte Chemie International Edition, vol. 44, no 15,‎ , p. 2232–2234 (PMID 15768433, DOI 10.1002/anie.200462569)
  7. (en) Negishi, E.; Matsushita, H., Palladium-Catalyzed Synthesis of 1,4-Dienes by Allylation of Alkenyalane: α-Farnesene [1,3,6,10-Dodecatetraene, 3,7,11-trimethyl-], Org. Synth. 62, coll. « vol. 7 »,‎ , 31 p., p. 245
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