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氯化铝

2021-07-16 12:27:56

资料专题:氯化铝基本信息汇总表

氯化铝,或三氯化铝,化学式为AlCl3,是氯和铝的化合物。氯化铝熔点、沸点都很低,且会升华,为有离子性的共价化合物。熔化的氯化铝不易导电,和大多数含卤素离子的盐类(如氯化钠)不同。

AlCl3采取“YCl3”结构,为Al立方最密堆积层状结构, 而AlBr3中Al却占Br最密堆积框架的相邻四面体间隙。熔融时AlCl3生成可挥发的二聚体Al2Cl6,含有两个三中心四电子氯桥键,更高温度下Al2Cl6二聚体则离解生成平面三角形AlCl3,与BF3结构类似。


氯化铝是很常用的路易斯酸。在化学工业,它常是傅-克反应的催化剂。它亦用于烃的聚合异构化反应中。

铝亦可以生成一氯化铝(AlCl),但这种化合物很不稳定,只能以气态的形式出现。

工业上,它经铝土矿加工,由铝和氯之间的放热反应所制。

化学性质

氯化铝是强路易斯酸, 可和路易斯碱作用产生化合物,甚至也可和二苯甲酮和均三甲苯之类的弱路易斯碱作用。 若有氯离子存在,氯化铝会生成(四)氯铝酸根离子AlCl4:

AlCl3(aq)+ Cl(aq)AlCl4(aq)

在水中,氯化铝会部分水解,形成氯化氢气体或H3O离子。其水溶液和其他含铝物质的溶液相同,含有水合铝离子,跟适当分量的氢氧化钠反应可生成氢氧化铝沉淀:

AlCl3(aq)+ 3 NaOH(aq)→ Al(OH)3(s)+ 3NaCl(aq)AlCl3(aq)+ 3 H2O → AlO2+ 3HCl + H3O

用途

氯化铝主要用在傅-克反应中,例如以苯和光气为原料制备蒽醌,应用于染整工业中。 在广义的傅-克反应中,酰氯或卤代烷和芳香族物质的反应式如下:

苯及其衍生物在发生上述反应时,主产物是对位的异构物。相比较下,烷基化反应涉及的问题较多,不如酰基化反应应用广泛。无论是哪种反应,氯化铝和其他原料和仪器都必须是中等干燥的,少量的水有助于反应进行。

由于氯化铝可与反应产物配位,因此应用在傅克反应时,它的用量必须与反应物相同,而非“催化量”。反应后的氯化铝很难回收,会产生大量的腐蚀性废料。为了达到绿色化学的要求,化学家开始使用三氟化钇或三氟化镝来替代氯化铝,减少污染。

氯化铝也常用来将醛基加在苯环上,如加特曼-科赫反应用一氧化碳、氯化氢、氯化铝及氯化亚铜为催化剂

氯化铝在有机化学中有很广泛的应用。 它可以催化Ene反应,比如3-丁烯-2-酮(甲基乙烯基甲酮)与香芹酮加成:

AlCl3也常用在烃类聚合反应和异构化反应中,重要的例子包括 工业上乙苯的生产。乙苯可用于进一步制备苯乙烯、聚苯乙烯以及用作清洁剂的十二烷基苯。

芳烃存在下,氯化铝与铝混合可用于合成二(芳烃)金属配合物。例如,二苯铬就是通过特定金属卤化物经由Fischer-Hafner合成制备的。

低浓度的碱式氯化铝常是防汗药的成分之一,而多汗症患者在使用时浓度会高些(12%或更高)。

注意事项

无水氯化铝会和碱剧烈反应,因此需妥善处理。含结晶水的氯化铝较无此问题。

如果吸入无水氯化铝或接触眼睛和皮肤会造成刺激。

参考文献

资料专题:氯化铝参考文献