テトラエチル鉛
テンプレート:Chembox テトラエチル鉛（テトラエチルなまり、テンプレート:Lang-en-short）は、化学式が Pb(CH3CH2)4 で表される有機鉛化合物である。 エンジンのノッキングを防ぐアンチノック剤として用いられ、類縁体のエチルトリメチル鉛、ジエチルジメチル鉛、テトラメチル鉛と合わせて四アルキル鉛、アルキル鉛とも呼ばれている。
性質
特異臭を有する無色の液体で、揮発しやすい。日光に対して不安定で、徐々に分解・白濁する。引火性があり、金属に対しても腐食性を持つ。蒸気として、そして皮膚から吸収され易く、強い神経毒性を有する。
合成
クロロエタンと鉛-ナトリウム合金との反応によって合成される。
- 4 NaPb + 4 CH3CH2Cl → (CH3CH2)4Pb + 4 NaCl + 3 Pb
用途
1921年にアメリカ・GM社のチャールズ・ケタリングの元で働いていたトーマス・ミジリーにより、エンジンのノッキングを防ぐアンチノック剤として開発された。
原理
テトラエチル鉛の鉛原子と炭素原子との結合は弱く、内燃機関の温度で鉛とエチルラジカルに分解する。エチルラジカルはすぐに燃焼し、鉛は酸化鉛(II)となる。鉛や酸化鉛は燃焼で生じるラジカル中間体を除去するため、未燃焼混合気の着火が起こりにくくなる。つまり、アンチノック剤として働くのは鉛そのものであり、テトラエチル鉛は鉛をガソリンに可溶にしているに過ぎない。
燃焼反応は次の通り。
- (CH3CH2)4Pb + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O + Pb
生じた鉛や酸化鉛がエンジン内に蓄積すればエンジンが破壊されるため、鉛除去剤として1,2-ジブロモエタンと1,2-ジクロロエタンを併用する。これによって臭化鉛(II)や塩化鉛(II)（いずれも1000テンプレート:℃弱で気化）となって排気中へ排出される。
ガソリン無鉛化
日本では、1970年に排気ガス中の鉛により中毒が引き起こされる懸念が強く意識されたことから、世界に先駆けて自動車用ガソリンの無鉛化が進められ、1986年に世界で初めて自動車用ガソリンの完全無鉛化が達成された。1970年頃から普及し始めた触媒式排ガス浄化装置の性能低下を招くこと、アルキル鉛に代わるアンチノック剤が開発されたことなどから、世界的にも徐々に使用量は減っていき、2000年までに多くの国で自動車用ガソリンへの添加が禁止されている。2014年現在で自動車用ガソリンへの添加が許されているのは、アフガニスタン、アルジェリア、イラク、ミャンマー、北朝鮮、イエメンの6ヶ国のみである。
一方、航空機用ガソリンはテトラエチル鉛を含んだ有鉛ガソリンでありいまだ使用されている。
法規制
毒物及び劇物取締法で規定される特定毒物であり、製造・輸入・取り扱いに都道府県知事の許可が必要。テトラエチル鉛を含有する製剤（1,2-ジブロモエタンなどとの混合液を想定）の譲渡にあたっては赤・青・黄・緑のいずれかに着色しなければならず、またその用途は石油精製業者が有鉛ガソリンを製造することに限られている。
