四甲基鍺，英文名為Tetramethylgermanium，具有劇烈的刺激性氣味和較強(qiáng)的氧氣敏感性，它能夠與空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化鍺。四甲基鍺是一種有機(jī)鍺化合物，可由四氯化鍺和甲基氯化鎂通過化學(xué)反應(yīng)制備得到，該物質(zhì)主要用作精細(xì)化工生產(chǎn)中的基礎(chǔ)化學(xué)試劑，在光學(xué)材料、電子元件、半導(dǎo)體等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

制備方法

圖1 四甲基鍺的制備方法

將MeI（160.00 g, 1.12 mol）的Et2O溶液（150 mL）滴加到Mg （25.00 g, 1.03 mol）的乙醚懸浮液（150 mL）中。然后將所得的反應(yīng)混合物加熱至回流反應(yīng)大約1小時(shí)（需要高效回流冷凝器），然后冷卻至室溫。向反應(yīng)混合物中加入二甲苯（250 mL）并蒸餾醚，將GeCl4 （37.70 g, 0.176 mol）的二甲苯溶液（50 mL）滴加到格氏試劑（二甲苯）的強(qiáng)烈攪拌溶液中，冷卻（-5至-10°C），慢慢加熱至室溫并加熱至回流反應(yīng)大約6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻容器，蒸餾出餾分（bp為40-100℃），在雙頸燒瓶中冷卻餾分（需要高效回流冷凝器）并滴入濃縮的濃硫酸，分離有機(jī)相并用蒸餾法提純即可得到目標(biāo)產(chǎn)物分子四甲基鍺。[1]

氯化反應(yīng)

圖2 四甲基鍺的氯化反應(yīng)

將乙酰氯（51.00 mL, 56.50 g）滴入到四甲基鍺（26.00 g）和無(wú)水三氯化鋁（112.00 g, 840.00 mmol）的混合物中，所得的反應(yīng)混合物在0°C下劇烈攪拌。然后將所得的反應(yīng)混合物緩慢加熱至室溫并將混合物攪拌反應(yīng)大約5小時(shí)。將混合物在100°C下加熱1小時(shí)，然后使用有效的冷凝器將揮發(fā)性物質(zhì)蒸餾兩次即可得到目標(biāo)產(chǎn)物分子。[2]

工業(yè)應(yīng)用

四甲基鍺在光學(xué)材料、電子元件、半導(dǎo)體和催化劑等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。在光學(xué)材料中，四甲基鍺可以用于制備高折射率薄膜和鏡片。在電子元件中，它可以用作電子束光刻和化學(xué)氣相沉積的前體物。在半導(dǎo)體領(lǐng)域，四甲基鍺可以用于制備鍺基薄膜晶體管。它還可用作一些催化反應(yīng)的催化劑。

參考文獻(xiàn)

[1] Zaitsev, Kirill V.; et al, Organometallics (2015), 34(12), 2765-2774

[2] Zaitsev, Kirill V.; et al, Chemistry - An Asian Journal (2017), 12(11), 1240-1249.