基本介紹
- 中文名：異丙醇鋁
- 英文名：Aluminium isopropoxide
- 別稱：異丙醇鋁、三異丙氧基鋁、2-丙醇鋁、異丙氧基鋁
- 化學式：C9H21AlO3
- 分子量：204.24
- CAS登錄號：555-31-7
- EINECS登錄號：209-090-8
- 熔點：118℃
- 沸點：138-148℃
- 外觀：吸濕性白色固體
- 閃點：46°C
- 套用：用作還原劑、強脫水劑
- 危險性符號：F
- 危險品運輸編號：UN 3181 4.1/PG 2
簡介,物性數據,結構,穩定性,反應活性,合成方法,用途,安全信息,毒性,防護措施,急救措施,消防措施,泄露應急處理,操作與儲存,
簡介
鋁醇鹽是在催化劑的作用下採用金屬鋁與相應的醇直接反應製得。對於同一種金屬，與其反應的醇的碳鏈越長、支鏈越多，反應速度越慢。比較鋁與各種醇的反應速度，鋁與丁醇及其以上的醇反應時間較長，與甲醇和乙醇的反應由於生成固體物質包覆於鋁片表面，阻礙醇與鋁的進一步反應。如果在此類反應中加人另一種溶劑，溶解生成物，促進這兩個反應的進行，將使過程複雜化。而鋁與正丙醇和異丙醇的反應產物為液體，反應進行較快、較容易。在相同條件下，幾種鋁醇鹽中異丙醇鋁的沸點最低，易於減壓蒸餾進行純化，異丙醇鋁比正丙醇鋁更具有優勢，所以其套用更為廣泛。
異丙醇鋁（Al（OPri）3，三異丙醇鋁的簡稱），分子式C9H21AIO3，相對分子量204.33。異丙醇鋁最早是由業歷山大蒂森科在1898年的俄羅斯物理化學年會上的論文中首次提及的。該物質室溫下為易吸潮的白色固體，可溶於乙醇、異丙醇、苯、甲苯、氯仿、四氯化碳及石油醚等有機溶劑，遇水則分解。
物性數據
1、性狀：吸濕性白色固體。
2、熔點：118℃
3、沸點：138-148℃（1.33kPa）
4、閃點：46°C
5、相對密度（20/4℃）：1.034g/cm3
6、溶解性：溶於乙醇、異丙醇、苯、甲苯、氯仿、四氯化碳和石油烴。遇水分解。
結構
異丙醇鋁分子中鋁的配位數為4，理想結構擁有D3對稱群。最接近的分子式為Al[(O-Pr)2Al(O-Pr)2]3，已被1H和27AI NMR、質譜和XRD所證實，其中Al原子為六配位八面體結構，與三個雙齒的[Al(O-Pr)4]配體相結合，這種被稱為雙分子橋狀配位絡合物的結構為：
穩定性
1. 穩定性與分解性：
要避免的物料：水分，潮濕，酸，氧化物。
危險的分解產品：一氧化碳和二氧化碳，腐蝕性氣體，蒸汽，可燃氣體，蒸汽。遇水分解。溶於乙醇、異丙醇、苯和氯仿等有機溶劑。
2. 強吸濕性，遇水分解成氫氧化鋁，高度易燃，與水反應激烈，對呼吸系統有刺激性，使用時應保持容器的密閉和乾燥。
反應活性
異丙醇鋁具有很強的反應活性，能與眾多試劑發生化學反應，尤其是含有羥基的試劑，現已廣泛研究的有與水、醇、矽醇、酚、有機酯和矽烷酯、乙二醇、有機酸和酸酐、β-二酮和酮酯、β-酮胺和Shiff鹼、烷基醇胺、肟和羥胺、酮和醛、鹵化物和醯鹵、硫醇、配位體化合物及不飽和物質等反應。
1. 醇解反應
異丙醇鋁與醇發生作用會改變其原有的性質，它們的作用有兩種情況：
（1）溶解在異丙醇中。這種溶解作用，會使醇鹽配位數擴大，醇分子配位體取代其原有的配位體醇鹽分子，締合分子解體，締合度下降。
（2）溶解在與其自身有不同烷基的醇中。這種作用稱為醇解反應或醇交換反應。
Al（OR）3+ mR'OH → AI（OR）3-m（OR'）m+ mROH
2. 醇鹽分子間的締合反應
多種醇鹽溶解在醇溶液中，醉鹽分子間會發生締合反應。在溶解有多種醇鹽的溶液中可能會形成多核醇鹽配合物。電負性不同的元素或電負性接近，但能增加配位數形成配位絡合物的元素醇鹽分子之間能發生締合反應，這是構成雙金屬醇鹽化學的基礎。在無水條件下，用電負性較大元素的醉鹽滴定電負性小元素的醇鹽，可生成雙金屬醇鹽，異丙醇鋁易形成[Al（O-Pr）4]配體，具有很強的配合作用，可形成{M[Al（O-Pr）4]2}、{M’[Al（O-Pr）4]3}（M=鹼金屬，M’=鑭系）多種含鋁的雙金屬鹽，這類化合物在客液中，共至在減壓加熱時仍可穩定存在。
3. 水解反應
金屬醇鹽除鉑（Pt）醇鹽以外均極易水解。因此，在異丙醇鋁的合成、保存和使用過程中需絕對避免潮濕氣體。其水解過程可表示為：
水解：AI（OR）3+ H20 → Al（OH）x（OR）3-x+ xROH
4. MPV反應
MPV（Meerwein-Ponndorf-Verley）反應是有機合成中還原醛、酮的重要方法，是在溫和的條件下以醇為氫源，對羰基的C=0雙鍵進行高效選擇加氫還原的反應。異丙醇鋁是該反應的一種重要的有機還原劑，能選擇性地將醛和酮等羰基化合物還原成相應的醇，乃至將羰基還原成亞甲基。而雙鍵、硝基、羧酸酯基及某些鹵素等不被還原。
合成方法
1. 由異丙醇和鋁在氧化鋁催化下反應而得。
原料消耗定額：異丙醇1255kg/t；鋁166kg/t。
2.由金屬鋁與異丙醇在氯化汞催化下進行反應而製得。在配有回流冷凝器和氯化鈣乾燥管的1L燒瓶內放置1mol鋁絲或鋁片，300mL無水異丙醇可用工業異丙醇，加入其質量的5%的鈉進行蒸餾而得到。以及0.5g HgCl2。加熱回流，當開始沸騰時經冷凝器加入2mL四氯化碳，繼續加熱，指導突然開始放出氫氣。移去熱源，有時還需冷卻。當劇烈反應平靜後，繼續煮沸到鋁完全反應完（約需6-12h），蒸出溶劑後，將剩餘物進行減壓蒸餾，收集沸點為130-140℃/933Pa（7mmHg）的產品。收率90%-95%。產品一般要經1-2天后才固化，可儲藏在用石蠟密封的玻璃瓶中。
用途
1、是異植物醇、睪丸素、黃體酮、炔孕酮等激素類藥物的中間體，也是鋁酸酯偶聯劑的原料之一。
2、用作還原劑、強脫水劑。
3、用作脫水劑、催化劑和防水劑的原料。
4、醫藥中間體、有機催化反應。 異植物醇、睪丸素、沃氏氧化物、黃體酮、雄烯二酮、炔孕酮等激素類醫藥中間體，橡塑加工用鋁酸酯偶聯劑的原料之一，油墨增稠劑－脂肪酸鋁氧六環化合物AOC18的原料，也用途活性催化劑及載體，無機膜，適作還原劑、脫水劑、防水劑。
安全信息
危險運輸編碼：UN 3181 4.1/PG 2
危險品標誌：易燃
安全標識：S8 S16
危險標識：R11
毒性
有毒。對大鼠的LD50為11.3g/kg。設備應密閉，操作人員應穿戴防護用具。車間應通風。
防護措施
急救措施
吸入：如果吸入，請將患者移到新鮮空氣處。 如果停止了呼吸，給於人工呼吸。 請教醫生。
皮膚接觸：用肥皂和大量的水沖洗。 請教醫生。
眼睛接觸：用水沖洗眼睛作為預防措施。
食入：禁止催吐。 切勿給失去知覺者從嘴裡餵食任何東西。 用水漱口。 請教醫生。
消防措施
滅火方法及滅火劑：用水霧,耐醇泡沫，乾粉或二氧化碳滅火。
源於此物質或混合物的特別的危害：碳氧化物，氧化鋁 。
如必要的話，戴自給式呼吸器去救火。
水噴霧可用來冷卻未打開的容器。
泄露應急處理
人員的預防,防護設備和緊急處理程式：防止粉塵的生成。 防止吸入蒸汽、氣霧或氣體。 保證充分的通風。移去所有火源。將人員撤離到安全區域。
環境保護措施：在確保全全的前提下，採取措施防止進一步的泄漏或溢出。不要讓產物進入下水道。
抑制和清除溢出物的方法和材料：掃掉和鏟掉。用防電真空清潔器或濕的刷子將溢出物收集起來並放置到容器中去。存放在適當的閉口容器中待處理。
容器溢出，用電保護的真空吸塵器或者濕的刷子除去，然後裝入容器按照當地法規去處理。
操作與儲存
1. 安全操作的注意事項
避免形成粉塵和氣溶膠。
在有粉塵生成的地方提供合適的排風設備。切勿靠近火源。.嚴禁菸火。採取措施防止靜電積聚。
2. 安全儲存的條件，包括任何不兼容性
貯存在陰涼處。使容器保持密閉，儲存在乾燥通風處。
對濕度敏感。
