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Butylate de titane

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n-Butylate de titane
Image illustrative de l’article Butylate de titane
Structure du n-butylate de titane
Identification
Nom systématique butanolate de titane(IV)
Synonymes

tétrabutylate de titane,
orthotitanate de tétra-n-butyle

No CAS 5593-70-4
No ECHA 100.024.552
No CE 227-006-8
No RTECS XR1585000
PubChem 21801
SMILES
InChI
Apparence liquide incolore tirant sur le jaune et légèrement odorant[1]
Propriétés chimiques
Formule C16H36O4Ti
Masse molaire[2] 340,322 ± 0,018 g/mol
C 56,47 %, H 10,66 %, O 18,81 %, Ti 14,07 %,
Propriétés physiques
fusion < −75 °C[1]
ébullition 300 à 319 °C[1] (décomposition)
Solubilité se décompose dans l'eau[1]
Masse volumique 0,998 g/cm3[1] à 25 °C
Point d’éclair 42 °C[1]
Limites d’explosivité dans l’air de 1,4 % à 11,2 % en volume[1]
Précautions
SGH[1]
SGH02 : InflammableSGH05 : CorrosifSGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
Danger
H226, H315, H318, H335, H336, P210, P233, P240, P280, P303+P361+P353 et P305+P351+P338
NFPA 704[3]

Symbole NFPA 704.

 
Transport[1]
   1993   

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le n-butylate de titane est un composé chimique de formule Ti(OCH2CH2CH2CH3)4, parfois abrégée Ti(OBu)4, où Bu représente un groupe butyle −CH2CH2CH2CH3. Il s'agit d'un liquide incolore qui tend vers le jaune en vieillissant et qui dégage une légère odeur d'alcool. Il est soluble dans de nombreux solvants organiques[4]. Dans l'eau, il s'hydrolyse en donnant du dioxyde de titane TiO2, ce qui permet de déposer des revêtements de géométries et de dimensions variables, jusqu'à l'échelle nanométrique[5],[6]. Comme la plupart des alcoolates de titane — hormis l'isopropylate de titane — Ti(OBu)4 forme un cluster complexe et n'existe pas à l'état de monomère, bien qu'il soit généralement représenté ainsi.

On peut obtenir Ti(OBu)4 en traitant le tétrachlorure de titane TiCl4 avec du n-butanol HOCH2CH2CH2CH3, abrégé HOBu :

TiCl4 + 4 HOBu ⟶ Ti(OBu)4 + 4 HCl.

Cette réaction nécessite une base pour être complète.

Ti(OBu)4 échange facilement ses substituants alcoolate, de sorte qu'il n'est pas compatible avec les alcools comme solvants :

Ti(OBu)4 + HOR ⟶ Ti(OBu)3(OR) + HOBu ;
Ti(OBu)3(OR) + HOR ⟶ Ti(OBu)2(OR)2 + HOBuetc.

Le n-butylate de titane est utilisé pour la production de poudres nanocristallines de dioxyde de titane TiO2, de poudres nanométriques d'anatase et de couches minces de titanate de bismuth Bi4Ti3O12 ferroélectrique[3].

Notes et références

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  1. a b c d e f g h et i Entrée « Tetra-n-butyl orthotitanate » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 4 janvier 2023 (JavaScript nécessaire)
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. a et b « Fiche du composé Titanium(IV) n-butoxide, 99+%  », sur Alfa Aesar (consulté le ).
  4. (en) Richard P. Pohanish et Stanley A. Greene, Wiley Guide to Chemical Incompatibilities, John Wiley & Sons, 2009, p. 1010. (ISBN 978-0-470-52330-8)
  5. (en) Cui Wang, Shaohua Liu, Yingying Duan, Zhehao Huang et Shunai Che, « Hard-templating of chiral TiO2 nanofibres with electron transition-based optical activity », Science and Technology of Advanced Materials, vol. 16, no 5,‎ , article no 054206 (PMID 27877835, PMCID 5070021, DOI 10.1088/1468-6996/16/5/054206, Bibcode 2015STAdM..16e4206W, lire en ligne Accès libre).
  6. (en) Limin Wu et Jamil Baghdachi, Functional Polymer Coatings: Principles, Methods, and Applications, Wiley, 2015, p. 10. (ISBN 978-1-118-88303-7)