ジエチル亜鉛

外観

無色～うすい黄色透明液体～濁った液体

外観

無色～ほとんど無色透明液体～濁った液体

種類

ジエチル亜鉛は、工業用の有機金属化合物及び、研究開発用試薬製品として一般に販売されています。

1. 研究開発用試薬製品

研究開発用製品は主に1.0 M前後のn-ヘキサン溶液として販売されています。容量の種類は、100mL、800mL、2Lなどがあります。外観は無色透明の液体です。

2. 工業用薬品

工業用薬品として販売されている製品は、医薬品原体・中間体の合成反応に用いられたり、電子情報材料用原料などとして用いられたりしています。ガスとして販売されているものもあります。

性質

ジエチル亜鉛は、分子量 123.50、融点-33.8℃、沸点117.6℃であり、常温での外観は無色透明の液体です。特異臭を有します。密度は1.205 g/mLです。水とは激しく反応し、 有機溶媒には芳香族炭化水素や脂肪族飽和炭化水素に任意の割合で溶解します。

解説

Zn(C2H5)2(123.51)．亜鉛とヨウ化エチルを窒素下で熱すると生じる．ジエチル亜鉛は，無色の揮発性液体．空気中で発火する．融点－28 ℃，沸点118 ℃．d²⁰₄ 1.2065．エーテル，石油エーテル，ベンゼンに可溶．各種エポキシドの開環重合，そのほかの重合触媒として用いられる．森北出版「化学辞典（第2版）

用途

空気に触れると自然発火することから、ロケットの燃料点火剤として使用され、点火プラグを不要とした。アメリカ議会図書館では、本を真空中でジエチル亜鉛蒸気に曝すことにより酸性紙の劣化防止の試みがなされたが、安全性や、本に不快臭が残るなどの理由により実用化には至らなかった。

合成

図1. ジエチル亜鉛の合成

ジエチル亜鉛は、ヨウ化エチルと臭化エチルの1:1混合物と亜鉛–銅カップルの反応によって合成される化合物です。歴史的には、1848年のエドワード・フランクランドによる世界初の報告では亜鉛とヨウ化エチルから合成されています。

後に、この反応は、ジエチル水銀を出発物質とする改良法が報告されました。

危険性

ジエチル亜鉛は、常温で自然発火性がある物質です。また、水やアルコール類との接触により爆発的に反応し、メタン等の可燃性炭化水素や金属の水素化物を生じます。人体への有害性では、皮膚への火傷、蒸気による粘膜や眼への刺激、肺水腫の恐れがあります。

これらの危険性から空気や水、アルコールとの混触を避け、不活性ガス中で取り扱うことが必要です。市販されているものは、ヘキサンやヘプタン、トルエンなどの溶液で販売されていることが多いです。

説明

Diethyl zinc is an organometal compound and is a dangerous fire hazard. It spontaneously ignites in air and reacts violently with water, releasing flammable vapors and heat. It is a colorless, pyrophoric liquid with a specific gravity of 1.2, which is heavier than water, so it will sink to the bottom. It decomposes explosively at 248°F (120°C). It has a boiling point of 243°F (117°C), a flash point of ?20°F (?28°C), and a melting point of ?18°F (?27°C). The four-digit UN identification number is 1366. The NFPA 704 designation is health 3, flammability 4, and reactivity 3. The white space at the bottom of the diamond has a W with a slash through it to indicate water reactivity. Primary uses of diethyl zinc are in the polymerization of olefins, high-energy aircraft, and missile fuel and in the production of ethyl mercuric chloride.

化学的特性

Clear colorless solution

使用

Diethylzinc solution can be used in the synthesis of:

• Bis(pyridylpyrrolyl)zinc luminescent complexes.
• A versatile building block, 5-(ketoaryl)thiazole.
• Zn_xCd_1-xSe nanocrystals having high luminescence properties.

一般的な説明

Diethylzinc is a pyrophoric liquid with a garlic-like odor. Diethylzinc is stable when Diethylzinc is shipped in sealed tubes with carbon dioxide. Diethylzinc may decompose violently in water and ignite spontaneously with air. Diethylzinc is toxic by ingestion. If exposed to heat or flame, containers of Diethylzinc may explode. Diethylzinc is used as an aircraft fuel.

空気と水の反応

Highly flammable. Ignites in air with a blue flame giving off a peculiar garlic-like odor, [Merck, 11th ed., 1989]. Diethyl zinc is spontaneously flammable in air, [Douda(1966)]. Reacts violently with water to form flammable ethane gas, [Brauer(1965)].

反応プロフィール

Diethylzinc is pyrophoric in air, Diethylzinc ignites instantaneously. Diethylzinc reacts explosively with alcohols (methanol, ethanol), bromine, chlorine or liquefied sulfur dioxide [Houben-Weyl, 1973, 13.2a, p. 855, 757, 709]. Reaction with water, nitro compounds, arsenic trichloride, phosphorus trichloride is violent [Bretherick, 5th ed., 1995, p. 587].

健康ハザード

Inhalation of mist or vapor causes immediate irritation of nose and throat; excessive or prolonged inhalation of fumes from ignition or decomposition may cause ``metal fume fever'' (sore throat, headache, fever, chills, nausea, vomiting, muscular aches, perspiration, constricting sensation in lungs, weakness, sometimes prostration); symptoms usually last 12-24 hrs., with complete recovery in 24-48 hrs. Eyes are immediately and severely irritated on contact with liquid, vapor, or dilute solution; without thorough irrigation, cornea may be permanently damaged. Moisture in skin combines with chemical to cause thermal and acid burns; tissue may be scarred without prompt treatment. Ingestion is unlikely but would cause immediate burns at site of contact; pain, nausea, vomiting, cramps, and diarrhea may follow; if untreated, tissue may become ulcerated.

火災危険

Diethylzinc ignites spontaneously in air, burning with a blue flame. Reactions with water and lower alcohols can be violent.Violent reactions can occur with halogens, halogenated hydrocarbons, nitroorganics, oxidizers, sulfur dioxide, and chlorides of phosphorus, arsenic, and antimony. With the latter compounds, diethylzinc forms pyrophoric triethylphosphine, triethyl arsine, and triethylstibine, respectively.

法規制情報

ジエチル亜鉛には前述のような危険性があるため、各種法令による規制があります。消防法では、「危険物第3類 有機金属化合物 第1種 自然発火性物質および禁水性物質」に指定されており、労働安全衛生法では「施行令別表 第1危険物 (引火性 のもの) 」に指定されています。

法令を遵守して取り扱うこと、適切な保護具を使用して取り扱うことが必要です。

化学反応

図2. シモンズスミス試薬の調製とアルケンのシクロプロパン化反応

ジエチル亜鉛は、有機合成化学においてエチル基を導入する求核剤として用いられます。カルボニル基やイミンなどに対する付加反応が一般的です。

また、ジヨードメタンを作用させるとシモンズ・スミス試薬  (ICH₂ZnI) を生成します。シモンズ・スミス試薬は、アルケンをシクロプロパン化する化学反応に用いられる活性種であり、この反応をシモンズスミス反応と呼びます。

使用用途

ジエチル亜鉛は、空気に触れると自然発火する特性を活かし、ロケットの高エネルギー燃料および点火剤として利用されています。また、合成的には重要なアルキル化剤として利用される物質です。特に、1900年にグリニャール試薬が登場するまでは、求核剤として一般に用いられる有機金属化合物でした。

さらに、今日では透明酸化亜鉛膜用原料としても重視されており、タッチパネルなどの液晶表示素子、太陽電池に用いられています。

安全性プロファイル

Presumed to be a poison. Ignites spontaneously in air. Dangerously flammable by spontaneous chemical reaction in air, or with oxidzing materials. A dangerous explosion hazard Explosive reaction with alkenes + diodomethane, sulfur dioxide. Reacts violently with bromine, water, nitro compounds. Igmtes on contact with air, ozone, methanol, or hydrazine. Reacts violently with nonmetal halides (e.g., arsenic trichloride or phosphorus trichloride) to produce pyrophoric triethyl arsine or triethyl phosphine. To fight fire, do not use water, foam, or halogenated extinguishing agents. Use dry materials, such as graphite, sand, etc. When heated to decomposition it emits toxic fumes of ZnO. See also ZINC COMPOUNDS.