ไทเทเนียมเอทอกไซด์

โครงสร้างแบบย่อของไทเทเนียม(IV) เอทอกไซด์ เตตระเมอร์ ลิแกนด์เอทอกไซด์แสดงด้วย O's ลิแกนด์เอทอกไซด์ปลายสุดแสดงด้วย Oa ลิแกนด์ที่เชื่อมต่อสองตำแหน่งแสดงด้วย Ob และลิแกนด์ที่เชื่อมต่อสามตำแหน่งแสดงด้วย Oc
ชื่อ
ชื่อ IUPAC เอทานอลเลต; ไทเทเนียม(4+)
ชื่อ IUPAC ที่นิยมใช้ ไทเทเนียม(IV) เอทอกไซด์
ชื่อตามระบบ IUPAC ไทเทเนียม(4+) เตตระเอทานอลเลต
ชื่ออื่นๆ เอทิลไททาเนต, เตตระเอทิลไททาเนต
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	3087-36-3 วาย
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
เคมสไปเดอร์	68993
บัตรข้อมูล ECHA	100.019.464
หมายเลข EC	221-410-8
PubChem CID	76524
มหาวิทยาลัย	98L0R4158B วาย
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID3044417
อินชิ InChI=1S/4C2H5O.Ti/c4*1-2-3;/h4*2H2,1H3;/q4*-1;+4 คีย์: JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N
รอยยิ้ม CC[O-].CC[O-].CC[O-].CC[O-].[Ti+4]
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	C 32 H 80 O 16 Ti 4
มวลโมลาร์	228.109 กรัม/โมล
รูปร่าง	ของเหลวไม่มีสี
ความหนาแน่น	1.088
จุดหลอมเหลว	54 องศาเซลเซียส (129 องศาฟาเรนไฮต์; 327 เคลวิน)
จุดเดือด	150–152 °C (302–306 °F; 423–425 K) (@10 mmHg)
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

ไทเทเนียมเอทอกไซด์เป็นสารประกอบทางเคมีที่มีสูตร Ti ₄ (OCH ₂ CH ₃ ) ₁₆เป็นของเหลวใสไม่มีสีที่หาซื้อได้ทั่วไป ละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์แต่ไฮโดรไลซิสได้ง่าย โครงสร้างของมันซับซ้อนกว่าที่สูตรเชิงประจักษ์แนะนำ เช่นเดียวกับอัลคอกไซด์ อื่นๆ ของไทเทเนียม(IV) และเซอร์โคเนียม(IV) มันถูกนำไปใช้ในการสังเคราะห์อินทรีย์และวิทยาศาสตร์วัสดุ^{[ 1 ]}

ไทเทเนียมเอทอกไซด์เตรียมได้โดยการบำบัดไทเทเนียมเตตระคลอไรด์ด้วยเอทานอลในที่ที่มีอะมีน: ^{[ 2 ]}

TiCl ₄ + 4 EtOH + 4 Et ₃ N → Ti(OEt) ₄ + 4 Et ₃ NHCl

ความบริสุทธิ์ของไททาเนียมเอทอกไซด์มักถูกวิเคราะห์โดย สเปกโทรสโก ปี NMR ของโปรตอน Ti(OEt) ₄ 1H NMR (90 MHz, คลอโรฟอร์ม-d, ppm): 4.36 (ควอเต็ต, 8H, CH ₂ ), 1.27 (ทริปเล็ต, 12H, CH ₃ ) ^{[ 3 ]}

Ti(OEt) ₄ ทั้งสองชนิด มีอยู่ส่วนใหญ่ในรูปของเตตระเมอร์ที่มีสภาพแวดล้อมการประสานงานแบบทรงแปดเหลี่ยมรอบศูนย์กลางโลหะ มีศูนย์กลางไทเทเนียมสองประเภท ขึ้นอยู่กับจำนวนลิแกนด์อัลคอกไซด์แบบปลายเทียบกับแบบเชื่อมต่อ Zr(OEt) ₄มีโครงสร้างคล้ายกัน^{[ 2 ] [ 4 ]}สมมาตรเสมือนของโครงสร้างแกน M ₄ O _{16 สำหรับโครงสร้าง} ^เตตระเมอร์ของสารประกอบเหล่านี้คือ C _2h ^[ 5 ^]

เช่นเดียวกับเอทอกไซด์ ไทเทเนียมเมทอกไซด์ Ti(OMe) ₄มีอยู่เป็นเตตระเมอร์ โดยที่ศูนย์กลางโลหะ Ti ^IV แต่ละแห่ง มีสภาพแวดล้อมการประสานงานแบบทรงแปดเหลี่ยม^{[ 6 ]}

ในทางตรงกันข้ามTi(O ⁱ Pr) _{4 ที่มีหมู่แอลคิลขนาดใหญ่จะอยู่ในรูปโมโนเมอร์ที่มีสภาพแวดล้อมแบบทรงสี่หน้าล้อมรอบศูนย์กลาง} Tiระดับการประสานงานที่ต่ำกว่ากับศูนย์กลางโลหะนี้เกิดจากขนาดเชิงสเตอริกของ หมู่ ⁱ Pr เมื่อเทียบกับ หมู่ n-แอลคิล ซึ่งทำหน้าที่ป้องกันปฏิสัมพันธ์แบบเชื่อมโยงระหว่างศูนย์กลางโลหะ^{[ 7 ]}

เซอร์โคเนียมเอทอกไซด์สามารถเตรียมได้ในลักษณะที่คล้ายคลึงกันแต่ไม่เหมือนกับสารประกอบไทเทเนียม: ^{[ 8 ]}

ZrCl ₄ + 5 NaOEt + EtOH → NaH[Zr(OEt) ₆ ] + 4 NaCl

NaH[Zr(OEt) ₆ ] + HCl → Zr(OEt) ₄ + NaCl + 2 EtOH

การสังเคราะห์เซอร์โคเนียมเอทอกไซด์ที่พบได้ทั่วไปมากกว่าคือการบำบัดเซอร์โคเนียมเตตระคลอไรด์ด้วยแอลกอฮอล์และแอมโมเนียที่ต้องการ: ^{[ 8 ]}

ZrCl ₄ + 4 ROH + 4 NH ₃ → Zr(OR) ₄ + 4 NH ₄ Cl

เซอร์โคเนียมเอทอกไซด์สามารถเตรียมได้ด้วยเซอร์โคโนซีนไดคลอไรด์เช่นกัน: ^{[ 9 ]}

Cp ₂ ZrCl ₂ + 4 EtOH + 2 Et ₃ N → 2 CpH + 2 Et ₃ NHCl + Zr(OEt) ₄

Zr(O ⁿ Pr) ₄ยังใช้โครงสร้างไทเทเนียมเอทอกไซด์อีกด้วย^{[ 4 ​​] [ 5 ]}

การไฮโดรไลซิสของ Ti อัลคอกไซด์สามารถใช้ในการตกตะกอน TiO ₂ ได้ : ^{[ 10 ]}

Ti(OEt) ₄ + 2 H ₂ O → TiO ₂ + 4 EtOH

กระบวนการไฮโดรไลซิสได้รับผลกระทบจากการมีอยู่ของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเบสหรือกรด โดยทั่วไป การเร่งปฏิกิริยาด้วยกรดจะให้โซลซึ่งโซ่พอลิเมอร์มีการวางตัวแบบสุ่มและเป็นเส้นตรง ในกรณีที่ใช้เบสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา จะได้คลัสเตอร์แบบพุ่มหรือเครือข่ายแบบเชื่อมโยงกัน โครงสร้างเหล่านี้สามารถดักจับตัวทำละลายและผลิตภัณฑ์พลอยได้จากปฏิกิริยาและก่อตัวเป็นชั้นเคลือบเจล นี่คือกระบวนการโซล-เจล^{[ 11 ]}สารตัวกลางในไฮโดรไลซิสได้รับการตกผลึกแล้ว พวกมันมีออกไซด์ภายในนอกเหนือจากเอทอกไซด์ที่อยู่ด้านนอกของคลัสเตอร์^{[ 12 ]}

ความสามารถในการทำปฏิกิริยาสูงของไททาเนียมเอทอกไซด์กับน้ำถูกนำมาใช้ประโยชน์ในปฏิกิริยาควบแน่น^{[ 13 ]}