テトラメチルアンモニウム水酸化物

テトラメチルアンモニウム水酸化物
名前
	IUPAC名 N , N , N-トリメチルメタナミニウム水酸化物
	その他の名前テトラメチルアンモニウム水酸化物
識別子
CAS番号	75-59-2 ; 10424-66-5 (三水和物) ; 10424-65-4 (五水和物) ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
ケムスパイダー	54928 ;
ECHA 情報カード	100.000.803
パブケム CID	60966;
ユニ	5GKP7317Q2 ; B2HKT2LCKQ （五水和物） ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID3029108;
	InChI InChI=1S/C4H12N.H2O/c1-5(2,3)4;/h1-4H3;1H2/q+1;/p-1 キー: WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M ; InChI=1/C4H12N.H2O/c1-5(2,3)4;/h1-4H3;1H2/q+1;/p-1 キー: WGTYBPLFGIVFAS-REWHXWOFAQ;
	笑顔 C[N+](C)(C)C.[OH-];
プロパティ
化学式	C4H13NO
モル質量	91.154 グラムモル−1
密度	約1.015 g/cm 3（20～25%水溶液）
融点	67 °C (153 °F; 340 K) (五水和物)
沸点	分解する
水への溶解度	高い
危険
	GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	危険
危険有害性情報	H300、H311、H314
注意事項	P260、P264、P270、P280、P301+P310、P301+P330+P331、P303+P361+P353、 P304 + P340、P305+P351+P338、P310、P322、 P361 、P363、P405、P501
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	3 0 0
安全データシート（SDS）	Sigma-Aldrich TMAH·5H2O の MSDS
関連化合物
その他の陰イオン	テトラメチルアンモニウムクロリド
その他の陽イオン	テトラエチルアンモニウム水酸化物
	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

テトラメチルアンモニウム水酸化物( TMAHまたはTMAOH ) は、分子式 N(CH ₃ ) ₄⁺ OH ^−の第四級アンモニウム塩です。水またはメタノールの濃縮溶液の形でよく見られます。固体状態の TMAH およびその水溶液はすべて無色ですが、不純物がある場合は黄色がかっています。純粋な TMAH は実質的に無臭ですが、一般的な不純物であるトリメチルアミンの存在により、サンプルは強い魚臭を放つことがよくあります。TMAH にはさまざまな産業および研究用途があります。

化学的性質

構造

TMAHは、濃度が約2～25%の水溶液として最も一般的に見られますが、メタノール溶液としてはあまり一般的ではありません。これらの溶液は、CAS番号75-59-2で識別されます。N(CH ₃ ) ₄ OH·xH ₂ Oなどのいくつかの水和物が結晶化されています。^[3] これらの塩には、十分に分離されたMe ₄ N ⁺陽イオンと水酸化物陰イオン（Meはメチル基の略語）が含まれています。水酸化物基は、結晶水に水素結合で結合しています。無水TMAHは単離されていません。

準備

最も古い調製法の一つはウォーカーとジョンストンによるもので^[4] 、彼らは乾燥メタノール中でテトラメチルアンモニウムクロリドと水酸化カリウムの塩メタセシス反応によってそれを製造した。このメタノールにはTMAHは溶解するが、塩化カリウムは溶解しない。

NMe ₄⁺ Cl ⁻ + KOH → NMe ₄⁺OH ⁻ + KCl

ここで、Meはメチル基、-CH ₃を表します。

この報告書では、TMAH を五水和物として単離するための詳細も提供されており、三水和物の存在に言及し、前者でさえ大気中の水分と二酸化炭素に対して親和性を示すことを強調しています。これらの著者は、五水和物の融点が 62～63 °C であり、水への溶解度が15 °C で平均約 220 g/100 mL であると報告しました。

反応

TMAHは安定した化合物であり、160℃の6M NaOH中では半減期が61時間以上である。 ^[5]

TMAHは単純な酸塩基反応を起こし、テトラメチルアンモニウム（TMA）塩を生成する。その陰イオンは使用した酸に由来する。例としてテトラメチルアンモニウムフルオリドの製造が挙げられる：^[6]

NMe ₄⁺OH ⁻ + HF → NMe ₄⁺ F ⁻ + H ₂ O

TMAH溶液はアンモニウム（NH ₄⁺ ）塩とのメタセシス反応で他のテトラメチルアンモニウム塩を作るのに使用できる。例えば、テトラメチルアンモニウムチオシアネートは、アンモニウムチオシアネートから次のようにして製造できる： ^[7]

NMe ₄⁺OH ⁻ + NH ₄⁺ SCN ⁻ → NMe ₄⁺ SCN ⁻ + NH ₃ + H ₂ O

TMAHおよび他の多くの単純な陰イオンを含むTMA塩は熱分解してトリメチルアミンになります。^[8] メタノールではなくジメチルエーテルが主な分解生成物です。^[9]理想的な式は次のとおりです。

2 NMe ₄⁺OH ⁻ → 2 NMe ₃ + MeOMe + H ₂ O

プロパティ

TMAHは非常に強い塩基である。^[10]

用途

TMAHの工業的用途の1つは、シリコンの異方性エッチングです。^[11]フォトリソグラフィープロセスにおける酸性フォトレジストの開発における塩基性溶媒として使用され、フォトレジストの剥離に非常に効果的です。TMAHは相間移動触媒特性を持っています。また、強磁性流体の合成における界面活性剤として、またナノ粒子の凝集を抑制するためにも使用されます。

TMAHは熱化学分解（分析対象物質の熱分解と化学誘導体化の両方を伴う分析技術）で使用される最も一般的な試薬の一つである。^[12]

ウェット異方性エッチング

TMAHは第四級アンモニウム水酸化物（QAH）溶液のファミリーに属し、シリコンの異方性エッチングによく使用されます。金属イオン汚染に敏感な用途では、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムよりもTMAHが好まれます。 ^[13]一般的なエッチング温度は70〜90℃で、一般的な濃度は水中のTMAH 5〜25wt.%です。(100)シリコンの場合、エッチング速度は一般に温度とともに増加し、TMAH濃度とともに減少します。エッチングされた(100)シリコンの表面粗さはTMAH濃度の増加とともに減少し、20% TMAH溶液で滑らかな表面が得られます。エッチング速度は通常、毎分 0.1〜1マイクロメートルの範囲です。

TMAHでの長時間エッチングによく使われるマスキング材料には、二酸化ケイ素（LPCVDおよび熱）と窒化ケイ素があります。窒化ケイ素はTMAHではエッチング速度がごくわずかです。TMAHでの二酸化ケイ素のエッチング速度は膜の品質によって異なりますが、通常は0.1nm/分程度です。^[11]

毒物学

テトラメチルアンモニウムイオン^[14]は神経や筋肉に影響を及ぼし、呼吸困難、筋肉麻痺、場合によっては死に至る。^[15]^{[16]これは、}神経筋接合部と自律神経節の両方で重要な神経伝達物質であるアセチルコリンと構造的に関連している。それが作動薬として作用する場合、この構造的類似性が毒性のメカニズムに反映され、ニコチン性アセチルコリン受容体に結合して活性化するが、作動薬が継続的に存在すると受容体は脱感作される可能性がある。テトラメチルアンモニウムの作用は自律神経節で最も顕著であるため、テトラメチルアンモニウムは伝統的に神経節刺激薬に分類されている。^[17]

神経節への影響は、偶発的な産業曝露後の死亡に寄与した可能性がある。この強塩基によって引き起こされる「化学火傷」も深刻である。低濃度のTMAH溶液に皮膚が接触すると中毒や死亡に至る可能性があるという証拠がある。^[16]^[18]

参照

参考文献

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化学的性質

構造

準備

反応

プロパティ

用途

ウェット異方性エッチング

毒物学

参照

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関連するトピック

IUPAC名

CAS番号

JSmol

ケムスパイダー