Hydroxyde de tétraméthylammonium - Tetramethylammonium hydroxide

Hydroxyde de tétraméthylammonium
TMAH.svg
TMAH-3D-vdW.png
Des noms
Nom IUPAC
hydroxyde de tétraméthylazanium
Autres noms
l'hydroxyde de tétraméthylammonium; Hydroxyde de N,N,N,-triméthylméthanaminium
Identifiants
Modèle 3D ( JSmol )
ChemSpider
Carte d'information de l'ECHA 100.000.803 Modifiez ceci sur Wikidata
CID PubChem
UNII
  • InChI=1S/C4H12N.H2O/c1-5(2,3)4;/h1-4H3;1H2/q+1;/p-1 ChèqueOui
    Clé : WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M ChèqueOui
  • InChI=1/C4H12N.H2O/c1-5(2,3)4;/h1-4H3;1H2/q+1;/p-1
    Clé : WGTYBPLFGIVFAS-REWHXWOFAQ
  • C[N+](C)(C)C.[OH-]
Propriétés
C 4 H 13 N O
Masse molaire 91,154  g·mol -1
Densité ~ 1,015 g/cm 3 (solution aqueuse à 20-25 %)
Point de fusion 67 °C (153 °F; 340 K) (pentahydraté)
Point d'ébullition se décompose
haute
Dangers
Fiche de données de sécurité FDS Sigma-Aldrich pour TMAH·5H 2 O
Pictogrammes SGH GHS05 : Corrosif GHS06 : Toxique

Mention d'avertissement SGH Danger
H300 , H311 , H314 , H318
P260 , P264 , P270 , P280 , P301 + 310 , P301 + 330 + 331 , P303 + 361 + 353 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P310 , P322 , P361 , P363 , P405 , P501
NFPA 704 (diamant de feu)
3
0
0
Composés apparentés
Autres anions
chlorure de tétraméthylammonium
Autres cations
hydroxyde de tétraéthylammonium
Sauf indication contraire, les données sont données pour les matériaux dans leur état standard (à 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☒N vérifier  ( qu'est-ce que c'est   ?) ChèqueOui☒N
Références de l'infobox

L'hydroxyde de tétraméthylammonium ( TMAH ou TMAOH ) est un sel d'ammonium quaternaire de formule moléculaire N(CH 3 ) 4 +  OH − . On le rencontre couramment sous forme de solutions concentrées dans l'eau ou le méthanol . Le solide et les solutions sont incolores ou jaunâtres s'ils sont impurs. Bien que le TMAH n'ait pratiquement aucune odeur à l'état pur, les échantillons ont souvent une odeur fortement de poisson provenant de la triméthylamine qui est une impureté courante. TMAH a de nombreuses et diverses applications industrielles et de recherche.

Propriétés chimiques

Structure

Structure de Me 4 NOH monohydraté.

Le TMAH est le plus souvent rencontré sous forme de solution aqueuse, à des concentrations d'environ 2 à 25 %, et moins fréquemment sous forme de solutions dans le méthanol . Ces solutions sont identifiées par le CAS# 75-59-2. Plusieurs hydrates N(CH 3 ) 4 OH.xH 2 O. ont été cristallisés. Ces sels contiennent des cations Me 4 N + et des anions hydroxyde bien séparés. Les groupes hydroxydes sont liés par des liaisons hydrogène à l' eau de cristallisation . La TMAH anhydre n'a pas été isolée.

Préparation

L'une des premières préparations est celle de Walker et Johnston, qui l'ont faite par la réaction de métathèse du sel de chlorure de tétraméthylammonium et d'hydroxyde de potassium dans du méthanol sec, dans lequel le TMAH est soluble, mais le chlorure de potassium ne l'est pas :

NMe 4 + Cl − + KOH → NMe 4 + OH − + KCl 

Où Me représente le groupe méthyle, -CH 3 .

Ce rapport fournit également des détails pour l'isolement du TMAH en tant que son pentahydrate, notant l'existence d'un trihydrate, et souligne l'avidité que même le premier présente pour l'humidité atmosphérique et le dioxyde de carbone . Ces auteurs ont signalé un pf de 62 à 63 °C pour le pentahydrate et une solubilité dans l'eau de 220 g/100 ml à 15 °C.

Réactions

TMAH est exceptionnellement robuste. Sa demi-vie dans 6 M NaOH à 160 °C est > 61 h.

Le TMAH subit des réactions acido-basiques simples avec des acides forts ou faibles pour produire des sels de tétraméthylammonium dont l'anion est dérivé de l'acide. A titre d'exemple, la préparation du fluorure de tétraméthylammonium :

NMe 4 + OH − + HF → NMe 4 + F − + H 2 O 
  • Des solutions de TMAH peuvent être utilisées pour fabriquer d'autres sels de tétraméthylammonium dans une réaction de métathèse avec des sels d' ammonium , l'anion étant dérivé du sel d'ammonium. La réaction est conduite dans la direction souhaitée par élimination par évaporation de l' ammoniac et de l'eau. Par exemple, le thiocyanate de tétraméthylammonium peut être fabriqué à partir de thiocyanate d'ammonium, ainsi :
NMe 4 + OH − + NH 4 + SCN − → NMe 4 + SCN − + NH 3 + H 2 O 
  • Le TMAH, comme de nombreux autres sels de TMA contenant des anions simples, se décompose par chauffage en triméthylamine . L'éther diméthylique est un produit de décomposition majeur plutôt que le méthanol . L'équation idéalisée est :
2 NMe 4 + OH − → 2 NMe 3 + MeOMe + H 2 O 

Propriétés

TMAH est une base très solide .

Les usages

L'une des utilisations industrielles du TMAH est la gravure anisotrope du silicium . Il est utilisé comme solvant basique dans le développement de résine photosensible acide dans le processus de photolithographie , et est très efficace pour décaper la résine photosensible. Le TMAH possède certaines propriétés de catalyseur de transfert de phase et est utilisé comme tensioactif dans la synthèse de ferrofluide , pour inhiber l' agrégation de nanoparticules .

Le TMAH est le réactif le plus couramment utilisé actuellement en thermochimiolyse , une technique analytique impliquant à la fois la pyrolyse et la dérivatisation chimique de l' analyte .

Gravure anisotrope humide

Le TMAH appartient à la famille des solutions d'hydroxyde d'ammonium quaternaire (QAH) et est couramment utilisé pour graver le silicium de manière anisotrope . Les températures de gravure typiques se situent entre 70 et 90 °C et les concentrations typiques sont de 5 à 25 % en poids de TMAH dans l'eau. (100) les vitesses de gravure du silicium augmentent généralement avec la température et l'augmentation de la concentration en TMAH. La rugosité de surface du silicium gravé (100) diminue avec l'augmentation de la concentration de TMAH, et des surfaces lisses peuvent être obtenues avec des solutions de TMAH à 20 %. Les taux de gravure sont généralement compris entre 0,1 et 1  micromètre par minute.

Les matériaux de masquage courants pour les gravures longues dans le TMAH comprennent le dioxyde de silicium ( LPCVD et thermique) et le nitrure de silicium . Le nitrure de silicium a un taux de gravure négligeable dans le TMAH ; la vitesse de gravure du dioxyde de silicium dans le TMAH varie avec la qualité du film, mais est généralement de l'ordre de 0,1 nm/minute.

Toxicité

Article principal: tétraméthylammonium

L'ion tétraméthylammonium affecte les nerfs et les muscles, provoquant des difficultés respiratoires, une paralysie musculaire et éventuellement la mort. Il est structurellement apparenté à l' acétylcholine , un neurotransmetteur important à la fois au niveau de la jonction neuromusculaire et des ganglions autonomes . Cette similitude structurelle se reflète dans son mécanisme de toxicité - il se lie aux récepteurs nicotiniques de l'acétylcholine et les active , bien qu'ils puissent devenir désensibilisés en présence continue de l' agoniste . L'action du tétraméthylammonium est la plus prononcée dans les ganglions autonomes , et le tétraméthylammonium est donc traditionnellement classé comme un médicament stimulant les ganglions.

Les effets ganglionnaires peuvent avoir contribué à des décès suite à une exposition industrielle accidentelle. Les "brûlures chimiques" induites par cette base forte sont également sévères. Il existe des preuves que l'empoisonnement peut se produire par contact cutané avec des solutions concentrées de TMAH.

Voir également

Les références

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