Etóxido de titanio

El etóxido de titanio es un compuesto químico con la fórmula Ti ₄ (OCH ₂ CH ₃ ) ₁₆ . Es un líquido incoloro disponible comercialmente que es soluble en solventes orgánicos pero que se hidroliza fácilmente. Su estructura es más compleja que la sugerida por su fórmula empírica. Al igual que otros alcóxidos de titanio (IV) y circonio (IV), se utiliza en síntesis orgánica y ciencia de materiales . ^[1]

Síntesis

El etóxido de titanio se prepara tratando tetracloruro de titanio con etanol en presencia de una amina: ^[2]

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

La pureza del etóxido de titanio se mide habitualmente mediante espectroscopia de RMN de protones . RMN de Ti(OEt) ₄ 1H (90 MHz, cloroformo-d, ppm): 4,36 (cuarteto, 8H, CH ₂ ), 1,27 (triplete, 12H, CH ₃ ). ^[3]

Estructura

Ambos Ti(OEt) ₄ existen principalmente como tetrámeros con un entorno de coordinación octaédrica alrededor de los centros metálicos. Hay dos tipos de centros de titanio, dependiendo del número de ligandos alcóxido terminales y de puente. El Zr(OEt) ₄ es estructuralmente similar. ^[2]^[4] La simetría virtual de la estructura central M ₄ O ₁₆ para las estructuras de tetrámero de estos compuestos es C _2h . ^[5]

Compuestos relacionados

Metóxido de titanio

Al igual que el etóxido, el metóxido de titanio Ti(OMe) ₄ existe como un tetrámero y cada uno de los centros metálicos Ti ^IV tiene un entorno de coordinación octaédrico. ^[6]

Isopropóxido de titanio

En contraste, con grupos alquilo voluminosos, Ti(O ⁱ Pr) ₄ existe como un monómero con un entorno tetraédrico alrededor del centro Ti . Este menor grado de coordinación con el centro metálico se atribuye al volumen estérico de los grupos ⁱ Pr en comparación con los grupos n -alquilo, lo que sirve para evitar interacciones de puente entre los centros metálicos. ^[7]

Etóxido de circonio

El etóxido de circonio se puede preparar de una manera similar pero no idéntica al compuesto de titanio: ^[8]

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

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

Una síntesis más común para el etóxido de circonio es tratar el tetracloruro de circonio con el alcohol y amoníaco deseados: ^[8]

ZrCl4 + 4 ROH + 4 NH3 _{→ Zr}₍ OR ) ₄ + 4 _NH4Cl

El etóxido de circonio también se puede preparar con dicloruro de zirconoceno: ^[9]

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

Propóxido de circonio

Zr(O ⁿ Pr) ₄ también adopta la estructura de etóxido de titanio. ^[4]^[5]

Reacciones

La hidrólisis de alcóxidos de Ti se puede utilizar para depositar TiO ₂ : ^[10]

Ti(OEt) ₄ + 2 H ₂ O → TiO ₂ + 4 EtOH

El curso de la hidrólisis se ve afectado por la presencia de catalizadores básicos o ácidos para la hidrólisis. Generalmente, la catálisis ácida produce un sol donde las cadenas de polímero están orientadas aleatoriamente y son lineales. En el caso de la catálisis mediada por bases, se producen racimos tupidos o redes reticuladas, estas estructuras pueden atrapar solventes y subproductos de la reacción y formar una capa de gel. Este es el proceso sol-gel. ^[11] Los intermediarios en la hidrólisis han sido cristalizados. Presentan óxidos interiores además del etóxido en el exterior de los racimos. ^[12]

La alta reactividad del etóxido de titanio hacia el agua se aprovecha en su uso en reacciones de condensación . ^[13]

Referencias

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