Titantetrachlorid ist ein vielseitiges Reagenz, das verschiedene Derivate bildet, einschließlich der unten dargestellten.
Die bemerkenswerteste Reaktion von TiCl4 ist seine leichte Hydrolyse, die durch die Freisetzung von Chlorwasserstoff und die Bildung von Titanoxiden und -oxichloriden signalisiert wird, wie oben für die Herstellung von TiO2 beschrieben. Titantetrachlorid wurde verwendet, um Marine-Nebelwände zu schaffen. Der Chlorwasserstoff absorbiert sofort Wasser und bildet ein Aerosol aus Salzsäure, das das Licht effizient streut. Darüber hinaus ist das hochbrechende Titandioxid auch ein effizienter Lichtstreuer. Dieser Rauch ist jedoch ätzend.
Alkohole reagieren mit TiCl4 zu den entsprechenden Alkoholaten mit der Formel n (R = Alkyl, n = 1, 2, 4). Wie durch ihre Formel angegeben, können diese Alkoholate komplexe Strukturen annehmen, die von Monomeren bis zu Tetrameren reichen. Solche Verbindungen sind sowohl in der Materialwissenschaft als auch in der organischen Synthese nützlich. Ein bekanntes Derivat ist Titanisopropoxid, das ein Monomer ist.
Organische Amine reagieren mit TiCl 4 zu Komplexen, die amido(R2N-haltige) und imido (RN2-haltige) Komplexe enthalten. Mit Ammoniak wird Titannitrid gebildet. Eine anschauliche Reaktion ist die Synthese von Tetrakis (dimethylamido) titan Ti (NMe2) 4, einer gelben, benzollöslichen Flüssigkeit: Dieses Molekül ist tetraedrisch mit planaren Stickstoffzentren.
4 LiNMe2 + TiCl4 → 4 LiCl + Ti(NMe2)4
Komplexe mit einfachen Liganden
TiCl4 ist eine Lewis-Säure, die durch ihre Tendenz zur Hydrolyse impliziert wird. Mit dem Ether THF reagiert TiCl4 zu gelben Kristallen von TiCl4(THF)2. Mit Chloridsalzen reagiert TiCl4 sequentiell zu bilden -, 2− (siehe Abbildung oben), und 2-. Die Reaktion von Chloridionen mit TiCl4 hängt vom Gegenion ab. NBu4Cl und TiCl4 ergeben den Pentakoordinatenkomplex NBu4TiCl5, während ein kleineres NEt+
4 (NEt4) 2Ti2Cl10 ergibt. Diese Reaktionen unterstreichen den Einfluss der Elektrostatik auf die Strukturen von Verbindungen mit stark ionischer Bindung.
RedoxEdit
Die Reduktion von TiCl4 mit Aluminium führt zu einer Ein-Elektronen-Reduktion. Das Trichlorid (TiCl3) und Tetrachlorid haben kontrastierende Eigenschaften: Das Trichlorid ist ein Feststoff, ein Koordinationspolymer und paramagnetisch. Bei der Reduktion in THF-Lösung wandelt sich das Ti(III)-Produkt in das hellblaue Addukt TiCl 3(THF)3 um.
Metallorganische Chemiebearbeiten
Die metallorganische Chemie von Titan beginnt typischerweise bei TiCl4. Eine wichtige Reaktion beinhaltet Natriumcyclopentadienyl zu Titanocendichlorid, TiCl2 (C5H5) 2. Diese Verbindung und viele ihrer Derivate sind Vorläufer von Ziegler-Natta-Katalysatoren. Das in der organischen Chemie nützliche Tebbe-Reagenz ist ein aluminiumhaltiges Derivat von Titanocen, das aus der Reaktion von Titanocendichlorid mit Trimethylaluminium entsteht. Es wird für die „Olefinierungs“ -Reaktionen verwendet.
Arene wie C6(CH3)6 reagieren zu den Piano-Hocker-Komplexen + (R = H, CH3; siehe Abbildung oben). Diese Reaktion veranschaulicht die hohe Lewis-Acidität der TiCl +
3-Entität, die durch Abstraktion von Chlorid aus TiCl 4 durch ALCL 3 erzeugt wird.
Reagenz in der organischen Syntheseedit
TiCl4 findet gelegentliche Verwendung in der organischen Synthese und nutzt seine Lewis-Acidität, seine Oxophilie und die Elektronentransfereigenschaften seiner reduzierten Titanhalogenide Es wird in der Lewis-Säure-katalysierten Aldoladdition verwendet Der Schlüssel zu dieser Anwendung ist die Tendenz von TiCl4, Aldehyde (RCHO) durch Bildung von Addukten wie (RCHO)TiCl4OC (H)R zu aktivieren.