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 三塩化アルミニウム六水和物、純粋（上）、および塩化鉄（III）で汚染されたもの（下）
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| 名前 | |||
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| IUPAC名
塩化アルミニウム
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| その他の名前
塩化アルミニウム(III)三塩化
アルミニウム トリクロロアルミニウム | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.028.371 | ||
| EC番号 |
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| 1876 | |||
パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| 塩化アルミニウム3 | |||
| モル質量 |
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| 外観 | 無色の結晶、吸湿性 | ||
| 密度 |
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| 融点 |
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| 溶解度 |
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| 蒸気圧 |
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| 粘度 |
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| 構造 | |||
| 単斜晶系、mS16 | |||
| C12/m1、No.12 [3] | |||
a = 0.591 nm、b = 0.591 nm、c = 1.752 nm [3]
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格子体積（V）
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0.52996 nm 3 | ||
数式単位( Z )
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6 | ||
| 八面体（固体） 四面体（液体） | |||
| 三方平面 （単量体蒸気） | |||
| 熱化学 | |||
熱容量 ( C )
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91.1 J/(モル·K) [4] | ||
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
109.3 J/(モル·K) [4] | ||
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−704.2 kJ/モル[4] | ||
ギブスの自由エネルギー (Δ f G ⦵ )
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−628.8 kJ/モル[4] | ||
| 薬理学 | |||
| D10AX01 ( WHO ) | |||
| 危険 | |||
| GHSラベル: [6] | |||
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| 危険 | |||
| H314 | |||
| P260、P280、P301+P330+P331、P303+P361+P353、P305+P351+P338+P310、P310 | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |||
LD 50 (平均投与量)
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380 mg/kg、ラット（経口、無水） 3311 mg/kg、ラット（経口、六水和物） | ||
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |||
PEL (許可)
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なし[5] | ||
REL (推奨)
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2mg/m3 [ 5] | ||
IDLH（差し迫った危険）
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ND [5] | ||
| 関連化合物 | |||
その他の陰イオン
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その他の陽イオン
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関連するルイス酸
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| 補足データページ | |||
| 塩化アルミニウム（データページ） | |||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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| 臨床データ | |
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| AHFS / Drugs.com | モノグラフ |
| ライセンスデータ |
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投与経路 | 話題 |
| ATCコード |
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| 識別子 | |
| CompTox ダッシュボード ( EPA ) |
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| ECHA 情報カード | 100.028.371 |
| データページ | |
| 塩化アルミニウム（データページ） | |
塩化アルミニウムは三塩化アルミニウムとも呼ばれ、化学式AlCl 3の無機化合物です。 化学式[Al(H 2 O) 6 ]Cl 3の六水和物を形成し、6 つの水和分子を含みます。無水形態と六水和物はどちらも無色の結晶ですが、サンプルは塩化鉄(III)で汚染されていることが多く、黄色を呈します。
無水形態は商業的に重要である。融点と沸点が低い。主にアルミニウムの生産で生産・消費されるが、化学産業の他の分野でも大量に使用されている。[7]この化合物はルイス酸としてよく引用される。これは、穏やかな温度でポリマーからモノマーに可逆的に変化する無機化合物の例である。
歴史
この塩は18世紀には、アルミナ塩酸塩、海産ミョウバン、粘土質海塩、[8]塩酸粘土として知られていました。[9] 1830年代に初めて化学的に研究されました。[10]
構造
無水
AlCl 3 は、温度と状態（固体、液体、気体）に応じて3つの構造をとります。固体のAlCl 3 は、立方最密充填の塩化物イオンを持つシート状の層状構造をとります。このフレームワークでは、Al中心は八面体配位構造を示します。[11]塩化イットリウム(III)は、他のさまざまな化合物と同様に、同じ構造をとります。三塩化アルミニウムが溶融状態にある場合、四配位アルミニウムを含む二量体Al 2 Cl 6として存在します。この構造の変化は、液相（1.78 g/cm 3）の密度が固体三塩化アルミニウム（2.48 g/cm 3）の密度より低いことに関係しています。Al 2 Cl 6二量体は気相でも見られます。高温では、Al 2 Cl 6二量体は三方平面状のAlCl 3モノマーに解離し、これは構造的にBF 3に類似しています。この溶融塩は、塩化ナトリウムなどのイオン性ハロゲン化物とは異なり、電気伝導性が低い[12]。
塩化アルミニウムモノマーは、モノマー形式では点群D 3hに属し、ダイマー形式では 点群 D 2hに属します。
六水和物
六水和物は、八面体の [Al(H 2 O) 6 ] 3+陽イオン中心と対イオンとしての塩化物陰イオン( Cl − )で構成されています。陽イオンと陰イオンは水素結合でつながっています。 [13] 塩化アルミニウムの水和物は八面体の分子構造を持ち、中心のアルミニウムイオンが6つの水配位子分子に囲まれています。配位飽和しているため、水和物はフリーデルクラフツアルキル化や関連反応 の触媒としてはあまり価値がありません。
用途
アレーンのアルキル化とアシル化
AlCl 3 は、アシル化とアルキル化の両方のフリーデルクラフツ反応によく使われるルイス酸触媒です。 [14]重要な生成物は洗剤とエチルベンゼンです。これらのタイプの反応は、例えばベンゼンとホスゲンからアントラキノン（染料産業で使用）を製造する際に塩化アルミニウムの主な用途です。[12]一般的なフリーデルクラフツ反応では、アシル塩化物またはアルキルハライドが芳香族系と次のように反応します。[14]
アルキル化反応はアシル化反応よりも広く使用されていますが、その実践にはより技術的な要求が厳しくなります。どちらの反応でも、塩化アルミニウム、その他の材料、装置は乾燥している必要がありますが、反応を進行させるには微量の水分が必要です。[15]アレーンの アルキル化[16]とアシル化[17] [18]の詳細な手順が利用可能です。
フリーデル・クラフツ反応の一般的な問題は、塩化アルミニウム触媒が生成物と強く錯体を形成するため、化学量論量全体が必要になる場合があることです。この複雑さにより、大量の腐食性廃棄物が発生することがあります。これらの理由や同様の理由から、塩化アルミニウムの使用はゼオライトに置き換えられることがよくあります。[7]
塩化アルミニウムは、例えば一酸化炭素、塩化水素、塩化銅(I)共触媒を使用するガッターマン・コッホ反応を介して芳香族環にアルデヒド基を導入するためにも使用される。[19]
有機および有機金属合成におけるその他の応用
塩化アルミニウムは有機化学において多種多様な用途に使用されています。[20]例えば、3-ブテン-2-オン（メチルビニルケトン）をカルボンに付加する反応など、エン反応を触媒することができます。 [21]
様々な炭化水素のカップリングや転位を誘導するために使用されます。[22] [23]
塩化アルミニウムをアレーンの存在下でアルミニウムと組み合わせると、フィッシャー・ハフナー合成によって特定の金属ハロゲン化物からビス（アレーン）金属錯体、例えばビス（ベンゼン）クロムを合成することができる。ジクロロフェニルホスフィンは、塩化アルミニウム触媒によるベンゼンと三塩化リンの反応によって製造される。[24]
医学
局所用塩化アルミニウム六水和物は、多汗症（過度の発汗）の治療に使用されます。[25] [26] [27]
反応
無水塩化アルミニウムは強力なルイス酸であり、ベンゾフェノンやメシチレンなどの弱いルイス塩基ともルイス酸塩基付加物を形成することができる。[14]塩化物イオンの存在下ではテトラクロロアルミネート（[AlCl 4 ] − ）を形成する。
塩化アルミニウムはテトラヒドロフラン中でカルシウムおよびマグネシウムの水素化物と反応してテトラヒドロアルミネートを形成する。[要出典]
水との反応
無水塩化アルミニウムは吸湿性があり、水との親和性が非常に強い。湿った空気中では煙を出し、液体の水と混合すると、Cl −リガンドが H 2 O 分子と置換されて六水和物[Al(H 2 O) 6 ]Cl 3を形成するため、シューという音を立てる。六水和物を加熱しても無水相は回復しない。代わりに HCl が失われ、水酸化アルミニウムまたはアルミナ (酸化アルミニウム) が残る。
- [Al(H 2 O) 6 ]Cl 3 → Al(OH) 3 + 3 HCl + 3 H 2 O
金属アクア錯体と同様に、水性 AlCl 3はアクア配位子のイオン化により酸性になります。
- [Al(H 2 O) 6 ] 3+ ⇌ [Al(OH)(H 2 O) 5 ] 2+ + H +
水溶液は、水和Al 3+イオンを含む他のアルミニウム 塩と同様に挙動し、希薄水酸化ナトリウムと反応して水酸化アルミニウムのゼラチン状の沈殿物を生成します。
- AlCl 3 + 3 NaOH → Al(OH) 3 + 3 NaCl
合成
塩化アルミニウムは、アルミニウム金属と塩素または塩化水素との650〜750℃（1,202〜1,382℉）の温度での発熱反応によって大規模に製造されています。 [12]
- 2 Al + 3 Cl 2 → 2 AlCl 3
- 2 Al + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2
塩化アルミニウムは、塩化銅(II)とアルミニウムの間の単一置換反応によって形成される可能性があります。
- 2 Al + 3 CuCl 2 → 2 AlCl 3 + 3 Cu
1993年に米国では、アルミニウムの生産に消費された量を除いて、約21,000トンが生産されました。[7]
水和三塩化アルミニウムは、酸化アルミニウムを塩酸に溶解して作られます。金属アルミニウムも塩酸に容易に溶解し、水素ガスを放出してかなりの熱を発生します。この固体を加熱しても無水三塩化アルミニウムは生成されず、加熱すると 六水和物が水酸化アルミニウムに分解します。
- [Al(H 2 O) 6 ]Cl 3 → Al(OH) 3 + 3 HCl + 3 H 2 O
アルミニウムは低級塩化物である塩化アルミニウム(I) (AlCl)も形成しますが、これは非常に不安定で気相でのみ存在することが知られています。[12]
自然発生
無水塩化アルミニウムは鉱物としては見つかりません。しかし、六水和物は希少鉱物の塩化アルミニウム鉱石として知られています。[28]より複雑で塩基性で水和した塩化アルミニウム鉱物はカドワラデライトです。[29] [28]
安全性
無水AlCl3は塩基と激しく反応するため、適切な予防措置が必要です。吸入したり接触したりすると、目、皮膚、呼吸器系に刺激を引き起こす可能性があります。[30]
参照
参考文献
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対照的に、
AlBr3
は
より分子的な構造を持ち、
Al
3+
中心がBr
−
イオンの最密充填フレームワークの隣接する四面体ホールを占めています
。
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、塩化アルミニウムに関連するメディアがあります。
- 国際化学物質安全性カード 1125
- AlCl3 を利用した有機合成手順のインデックス
- 周期3塩化物
- MSDS は 2011-07-22 にWayback Machineにアーカイブされました
- カナダ政府ファクトシートとよくある質問: アルミニウム塩