Trietilalluminio
# Trietilalluminio

Il trietilalluminio è un composto organometallico dell'alluminio, normalmente abbreviato come TEA. In condizioni normali si presenta come un liquido incolore; è piroforico (si infiamma immediatamente a contatto con l'aria) e reagisce violentemente con l'acqua, liberando gas infiammabili. Viene conservato in recipienti di acciaio inossidabile o come liquido puro, o in soluzione di solventi idrocarburici come esano, eptano o toluene. Il TEA è usato in molti processi industriali, soprattutto per la produzione di polietilene e di alcoli a catena lineare. Se ne consumano centinaia di migliaia di tonnellate all'anno.

## Struttura

In soluzione e allo stato solido il composto ha una struttura dimera con formula $Al_2Et_6,$ dove Et è l'abbreviazione del gruppo etile, $–CH_2CH_3.$ Due gruppi etile fungono da leganti a ponte e quattro sono terminali. I due atomi di carbonio che legano a ponte sono pentacoordinati. Il tipo di legame ricorda quello del diborano, e coinvolge legami a tre centri e due elettroni. Al pari del trimetilalluminio, anche il TEA è una molecola flussionale, con un rapido interscambio tra i gruppi etile terminali e a ponte. A temperatura più elevata in fase gassosa sono presenti unità monomere $AlEt_3.$

## Sintesi

Il TEA può essere preparato con vari processi. La scoperta di una sintesi efficiente è stata importante per le applicazioni industriali che utilizzano il TEA. Il processo più usato richiede più stadi e si può riassumere con la reazione:

    2Al + $3H_2$ + $6C_2H_4$ → $Al_2Et_6$

Dato che questa sintesi è molto efficiente, il TEA è uno dei composti organometallici dell'alluminio più facilmente disponibili.

Il TEA si può ottenere anche dal tricloruro di trietilalluminio, $Al_2Cl_3Et_3,$ che si ottiene trattando la polvere di alluminio con cloroetano, $C_2H_5Cl.$ Per riduzione del tricloruro di trietilalluminio con un metallo alcalino come il sodio si ottiene il TEA:

    $3Al_2Cl_3Et_3$ + 9Na → $2Al_2Et_6$ + 2Al + 9NaCl

## Reattività

Il legame Al–C è polarizzato e quindi il TEA reagisce rapidamente e violentemente con sostanze protiche come acidi minerali, acqua, ammoniaca, mercaptani, fenoli. La reazione porta a liberare etano:

    $Al_2Et_6$ + 6HX → $2Al_2X_6$ + 6EtH

Per questa reazione bastano anche acidi deboli come acetileni monosostituiti e alcoli.

Con l'ossigeno atmosferico il TEA si infiamma spontaneamente perché la reazione è radicalica e molto esotermica. Se condotta in modo controllato la reazione porta agli alcossidi:

    $Al_2Et_6$ + $3O_2$ → $2Al(OEt)_3$

Nel TEA la connessione tra i due centri di alluminio è relativamente debole, e può essere rotta da basi (L) per formare addotti di formula $LAlEt_3;$ in questi composti il centro di alluminio è coordinato con geometria tetraedrica.

    $Al_2Et_6$ + 2L → $2LAlEt_3$

## Applicazioni

L'applicazione economicamente più importante del TEA è l'utilizzo come co-catalizzatore nei catalizzatori di Ziegler-Natta per la produzione di poliolefine, in particolare polietilene e polipropilene. Il TEA ha la funzione di ridurre un complesso metallico, di solito a base di titanio, formando la specie cataliticamente attiva; di conseguenza questa applicazione consuma una parte relativamente piccola della produzione mondiale di TEA.

La maggior parte del TEA è consumato in processi di tipo non catalitico, in primo luogo per ottenere alcoli primari lineari. Inizialmente il TEA serve per oligomerizzare l'etilene e ottenere una miscela di composti di "trialchilalluminio", qui semplificati con il gruppo ottile:

    $Al_2(C_2H_5)_6$ + $18C_2H_4$ → $Al_2(C_8H_{17})_6$

In seguito, i composti trilachilici sono ossidati ad alcossidi con ossigeno, e quindi idrolizzati:

    $Al_2(C_8H_{17})_6$ + $3/2O_2$ → $Al_2(OC_8H_{17})_6$
    $Al_2(OC_8H_{17})_6$ + $3/2H_2O$ → $6C_8H_{17}OH$ + $2"Al(OH)_3"$

Gli alcoli lineari ottenuti sono poi utilizzati nella produzione di copolimeri, detergenti e lubrificanti.

### Come agente piroforico

Il TEA si infiamma a contatto con l'aria e si decompone infiammandosi con l'acqua e altri ossidanti. È una delle poche sostanze abbastanza piroforiche da accendersi a contatto con l'ossigeno liquido. Queste proprietà piroforiche lo rendono interessante per l'accensione di motori a razzo. Si potrebbe utilizzare anche come propellente liquido, ma non è stato usato in nessun mezzo arrivato alla produzione. Il lanciatore Falcon 9 prodotto dalla SpaceX usa una miscela TEA-trietilborano per l'accensione del primo stadio.

Il TEA mescolato all'addensante poliisobutilene è stato inoltre usato come arma incendiaria, alternativamente al napalm, nei lanciagranate M202.

## Sicurezza

Il TEA è un composto pericoloso, da trattare con molta attenzione. Deve essere conservato e utilizzato in atmosfera inerte, dato che si infiamma spontaneamente all'aria. Reagisce violentemente con l'acqua, liberando etano (infiammabile). In caso di contatto provoca gravi ustioni a pelle e mucose e gravi lesioni oculari. Non ci sono dati che indichino proprietà cancerogene. Viene considerato poco pericoloso per l'ambiente.

