Organogallium

Un organogallium est un composé organométallique ayant une liaison carbone−gallium. Le principal intérêt industriel est le rôle de précurseur des semiconducteurs à base de gallium. C'est par exemple le cas du triméthylgallium Ga(CH3)3 pour la croissance épitaxiale de l'arséniure de gallium GaAs par MOCVD avec l'arsine AsH3 à 700 °C :

Ga(CH3)3 + AsH3 ⟶ GaAs + 3 CH4.

Le trichlorure de gallium GaCl3 est un réactif important pour introduire du gallium dans des composés organiques. L'état d'oxydation principal du gallium est +3, comme l'aluminium et les autres éléments du groupe 13[1],[2].

Chimie des composés organogallium(III)

Triméthylgallium.
Triéthylgallium.

Les composés de la forme R3Ga, où R représente un groupe alkyle, sont des monomères, à la différence des composés organoaluminiques. L'acidité de Lewis décroît selon la séquence Al > Ga > In, raison pour laquelle ces composés de forment pas des dimères pontés comme le triméthylaluminium Al2(CH3)6. Les composés organogallium sont également moins réactifs que les composés organoaluminiques. Ils forment des peroxydes stables[3].

Les composés organogallium peuvent être synthétisés par transmétallation, par exemple par réaction du gallium avec le diméthylmercure (CH3)2Hg :

2 Ga + 3 (CH3)2Hg ⟶ 2 Ga(CH3)3 + 3 Hg.

Une autre voie fait intervenir des organolithiens ou des réactifs de Grignard :

GaCl3 + 3 CH3MgBr ⟶ Ga(CH3)3 + 3 MgBrCl.

Les composés organogallium sont des réactifs ou des intermédiaires dans plusieurs types de réactions organiques :

Organométalliques des éléments lourds du groupe 13

Triméthylindium.
Triéthylindium.

Les composés organométalliques de l'indium et du thallium ont des propriétés parallèles à celles des composés organogallium. L'indium et le thallium sont plus fréquemment à l'état d'oxydation +1, par exemple dans des composés apparentés aux métallocène comme le cyclopentadiénylindium(I) (en) (η5-C5H5)In et le thallocène (en) (η5-C5H5)Tl. Le triméthylindium In(CH3)3 est important dans l'industrie des semiconducteurs.

Le thallium permet la thallation électrophile des composés aromatiques, ce qui évoque la mercuration (élément voisin du groupe 12 dans le tableau périodique). Le trifluoroacétate de thallium(III) (CF3COO)3Tl est un réactif courant pour cette réaction. L'intermédiaire bisfluoroacétate d'arylthallium peut être isolé et converti en un halogénure d'aryle, un cyanure d'aryle, un thiol d'aryle ou un nitroaryle. L'iodation du para-xylène en est un exemple[5] :

iodation du para-xylène.
iodation du para-xylène.

Notes et références

  1. ↑ (en) C. Elschenbroich et A. Salzer, Organometallics: A Concise Introduction, 2e  éd., Wiley, 1992. (ISBN 3-527-28165-7)
  2. ↑ (en) A. J. Downs, Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium, Springer, 1993. (ISBN 978-0-7514-0103-5)
  3. ↑ (en) Werner Uhl, Mohammad Reza Halvagar et Michael Claesener, « Reducing Ga−H and Ga−C Bonds in Close Proximity to Oxidizing Peroxo Groups: Conflicting Properties in Single Molecules », Chemistry, vol. 15, no 42,‎ , p. 11298-11306 (PMID 19780106, DOI 10.1002/chem.200900746, lire en ligne).
  4. ↑ (en) Ryo Amemiya et Masahiko Yamaguchi, « GaCl3 in Organic Synthesis », European Journal of Organic Chemistry, vol. 2005, no 24,‎ , p. 5145-5150 (DOI 10.1002/ejoc.200500512, lire en ligne).
  5. ↑ (en) Edward C. Taylor, Frank Kienzle et Alexander McKillop, « 2-Iodo-p-xylene », Organic Syntheses, vol. 55,‎ , p. 70 (DOI 10.15227/orgsyn.055.0070, lire en ligne Accès libre).


C-H He
C-Li C-Be C-B C-C C-N C-O C-F Ne
C-Na C-Mg C-Al C-Si C-P C-S C-Cl C-Ar
C-K C-Ca C-Sc C-Ti C-V C-Cr C-Mn C-Fe C-Co C-Ni C-Cu C-Zn C-Ga C-Ge C-As C-Se C-Br C-Kr
C-Rb C-Sr C-Y C-Zr C-Nb C-Mo C-Tc C-Ru C-Rh C-Pd C-Ag C-Cd C-In C-Sn C-Sb C-Te C-I C-Xe
C-Cs C-Ba * C-Lu C-Hf C-Ta C-W C-Re C-Os C-Ir C-Pt C-Au C-Hg C-Tl C-Pb C-Bi C-Po C-At Rn
Fr C-Ra *
* 		Lr Rf Db C-Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
↓
* C-La C-Ce C-Pr C-Nd C-Pm C-Sm C-Eu C-Gd C-Tb C-Dy C-Ho C-Er C-Tm C-Yb
*
* 		Ac C-Th C-Pa C-U C-Np C-Pu C-Am C-Cm C-Bk C-Cf C-Es Fm Md No
Liaisons chimiques au carbone
Liaison de base en chimie organique Nombreuses utilisations en chimie
Recherche académique, peu d'usages courants Liaison inconnue / non évaluée
v · m
Ga(I)
Ga(II)
Ga(III)
Organogallium(III)