Tetrabutil -ammónium -jodidA (TBAI) egy fontos kvaterner ammónium -só -vegyület, amelynek kémiai képlete van [(c₄h₉) ₄n] ⁺i⁻. Megjelenése általában egy fehér, hogy kikapcsolja a - fehér higroszkópos kristályt vagy porot. Ennek a vegyületnek a legfigyelemreméltóbb jellemzője a kiemelkedő képesség, mint fázisátadási katalizátor (PTC). A nagy lipofil tetrabutil -ammónium -kation molekuláris szerkezetében hatékonyan átviheti a szervetlen anionokat (például a jodid -ionokat I⁻) a vizes fázisból a szerves fázisba, ezáltal jelentősen felgyorsítva a vizes és szerves fázisok közötti heterogén reakciókat. Széles körben használják különféle szerves szintézis reakciókban, például nukleofil szubsztitúcióban, észterezésben és oxidációban, javítva a reakciósebességet és a hozamokat. Ezenkívül a TBAI kulcsfontosságú prekurzora más tetrabutil -ammónium -sók szintetizálásához (például tetrabutil -bromid, tetrabutil -hidroxid stb.), És az elektrolitban támogató elektrolitként használják. Az anyagtudományban a jodid nanokristályok vagy prekurzor anyagok előkészítésére szolgál a perovskit számára. Meg kell jegyezni, hogy ez a vegyület érzékeny a fényre, ezért sötét helyen kell tárolni. Lehet, hogy bizonyos irritációja a bőr és a szem szempontjából. Működés közben megfelelő védőfelszerelést kell viselni. Összefoglalva: a tetrabutil -jodid, egyedi szerkezetével és funkciójával, nagyon praktikus és sokoldalú kémiai reagenssé vált a szerves kémia, az ipari termelés és a tudományos kutatás területén.
|
|
|
|
Vegyi képlet |
C16H36in |
|
Pontos tömeg |
369.19 |
|
Molekulatömeg |
369.38 |
|
m/z |
369.19 (100.0%), 370.19 (17.3%), 371.20 (1.4%) |
|
Elemi elemzés |
C, 52.03; H, 9.82; I, 34.36; N, 3.79 |
Tetrabutil -ammónium -jodidegy szerves só, amely jellemzően fehér vagy színtelen kristályos szilárd anyagként jelenik meg. Oldódik poláris oldószerekben, például vízben és alkoholban, de oldhatósága nem - poláris oldószerekben korlátozott lehet. Ez a vegyület stabil a hőmérséklet és a nyomás normál körülmények között, de hűvös, száraz helyen kell tárolni, hogy elkerülje az oxigén vagy más vegyi anyagokkal való bomlás vagy reakció.
Kémiai képlete C16H36in, jelezve, hogy négy butilcsoportból áll, amelyek nitrogénatomhoz kapcsolódnak, és egy jodid -ion, mint ellenion. A molekulatömeg viszonylag magas, hozzájárulva megkülönböztetett fizikai és kémiai tulajdonságaihoz.
Köztesként szolgál a szerves szintézisben, különféle kémiai reakciókban való részvétel a szerves transzformációk megkönnyítése érdekében. A kvaterner ammóniumszerkezete lehetővé teszi, hogy sokoldalú reagensként működjön az alkilezett termékek és más szerves származékok képződésében.
A TBAB -hoz hasonlóan hatékony fázisátviteli katalizátorként is működhet. Felgyorsítja a nukleofil szubsztitúciót, az eliminációt és a szerves szintézisben bekövetkező egyéb reakciókat azáltal, hogy megkönnyíti a reaktív fajok különböző fázisokban történő átvitelét (pl. A szerves fázisból egy vizes fázisba). Ez hasznossá teszi a gyógyszerek, a gyógyszerek és más szerves vegyületek szintézisét.
Az ionos reakciókban ionos pár reagensként működhet, elősegítve a reakció progresszióját a töltött közbenső termékek vagy az átmeneti állapotok stabilizálásával. Az a képessége, hogy stabil ionpárokat képezzen más reagensekkel, javíthatja a kívánt termékek hozamát és szelektivitását.
Lehet az ion folyadékok alkotóeleme, amelyek zöld oldószerekként alakulnak ki kiváló elektromos vezetőképességük, hőstabilitásuk és kémiai stabilitásuk miatt. Az ion folyadékok alkalmazhatók az elektrokémiában, az elválasztási és tisztítási folyamatokban, valamint más területeken, ahol a hagyományos oldószerek kevésbé lehetnek megfelelőek.
Tekintettel a kvaterner ammóniumszerkezetére, felületaktív tulajdonságokat mutathat, például emulgeáló és nedvesítési képességeket. Ezek a tulajdonságok hasznosak lehetnek az emulziók, kenőanyagok és egyéb termékek készítésében a kozmetikumok, a textil- és a kőolajiparban.
6. Katalizátorhordozó
Katalizátor hordozóként szolgálnak a nemesfémek, fém -oxidok és más katalizátorok betöltéséhez. Ha támogatja ezeket a katalizátorokat a szerkezetén, javíthatja aktivitását és stabilitását, ami jobb teljesítményt eredményez a katalitikus reakciókban.
|
|
|
A PTC -kről
A fázisátadási katalizátorok (PTC -k) olyan vegyületek osztályát képviselik, amelyek forradalmasították a kémiai szintézist azáltal, hogy lehetővé teszik a reakciók előfordulását, amelyek általában nem képesek, például a szerves oldószerekben feloldott szerves vegyületek és a vizes oldatokban oldott szervetlen sók. Az 1960 -as évek végén bevezetett ezek a katalizátorok nélkülözhetetlen eszközökké váltak a szerves kémiában, jelentősen javítva a reakciósebességeket és a hozamokat, miközben egyszerűsítik a szintetikus útvonalakat.
A PTC -k mögött meghúzódó alapelv abban rejlik, hogy képesek -e a töltésű fajokat az interfészen átjutni a két fázis között. Általában a PTC -k hidrofil (víz - szerető) és hidrofób (víz - gyűlölet) csoportokkal rendelkeznek. Ez az amfifil természet lehetővé teszi számukra, hogy ionokat vagy töltésű közbenső termékeket vezessenek be a vizes és a szerves fázisok között, ezáltal legyőzve a fázis elválasztása által okozott reakció belső gátját.
A PTC -k gyakori típusai közé tartozik a kvaterner ammóniumsók, a kvaterner foszfónium -sók, a korona -éterek és a kriptandok. Mindegyik típus specifikus tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek alkalmassá teszik őket különféle típusú reakciókhoz. Például a kvaterner ammóniumsókat széles körben használják az alkilezés, acilezési és oxidációs reakciókban stabilitásuk és a szintézis egyszerűsége miatt. A korona -éterek viszont felismerik a fémionok komplex és szállítási képességét, megkönnyítve az átmeneti fémeket magában foglaló reakciókat.
Kvaterner ammóniumsók:
Ezek a legszélesebb körben használt PTC -k. Pozitív töltésű nitrogénatomuk van négy alkil- vagy arilcsoporthoz kötve. Példa erre a benzil -trimetil -ammónium -klorid, a tetrametil -ammónium -bromid és a cetil -trimetil -ammónium -bromid. Az alkil- vagy arilcsoportok megválasztása befolyásolhatja a katalizátor oldhatóságát és szelektivitását.
Foszfóniumsók:
Hasonló a kvaterner ammóniumsókhoz, de nitrogén helyett foszfor -atomtal. Kevésbé gyakoriak, de bizonyos reakciókban különböző szelektivitásokat és stabilitásokat kínálhatnak. Példa erre a tetrametil -foszfonium -bromid és a trifenil -foszfonium -bromid.
Szulfónium -sók:
Ezek a vegyületek pozitív töltésű kénatomot tartalmaznak. Ezeket ritkábban használják PTC -ként az ammónium- és foszfónium -sókhoz képest, de hatékonyak lehetnek a specifikus reakciókban. Példa erre a trimetilszulfonium -jodid.
Korona -éterek és kriptandok:
Noha nem a hagyományos sók, a korona -éterek és a kriptandok PTC -ként működhetnek, ha kationokkal komplexeket képeznek, ezáltal megkönnyítve a fázishatárokon való átadásukat. A korona -éterek ciklikus polieterek oxigénatomokkal, amelyek koordinálhatnak a kationokkal, míg a kriptandok merevebb makrociklusok, amelyek beágyazhatják a kationokat. Ezek a vegyületek különösen hasznosak a nagy kationok vagy a nagy szelektivitást igénylő reakciókban.
Polietilén glikolok és polieterek:
Ezek a polimerek PTC -ként is működhetnek, különösen olyan rendszerekben, ahol oldhatósági problémák vannak kiejtve. Képesek az ionfajok szolubizálására a szerves oldószerekben, ezáltal elősegítve ezáltal a fázisátadást.
Ionos folyadékok:
Az utóbbi időben az ionos folyadékok új PTC -ként alakultak ki egyedi tulajdonságaik, például alacsony volatilitás, nagy hőstabilitás és szolvációs tulajdonságaik behangolásának képessége miatt. Úgy lehet megtervezni, hogy kifejezetten kölcsönhatásba lépjenek a reagensekkel, javítsák a reakciósebességet és a szelektivitást.
Királis fázisátadási katalizátorok:
Ezek speciális PTC -k, amelyek magukban foglalják a királisságot, lehetővé téve számukra az aszimmetrikus reakciók katalizálását. Ezek kulcsfontosságúak az enantiomerikusan tiszta vegyületek szintézisében.
A PTC -k egyik legfigyelemreméltóbb előnye a sokoldalúság. Katalizálhatják a reakciók széles spektrumát enyhe körülmények között, gyakran magasabb szelektivitásokhoz és csökkentett hulladékhoz vezetve. Ezenkívül a PTC -k megkönnyítik a környezetbarát oldószerek használatát, hozzájárulva a zöldebb kémiai folyamatokhoz.
Széles körű alkalmazásuk ellenére a kihívások továbbra is fennállnak. Egyes PTC -k költsége és toxicitása aggodalmak lehetnek, ami folyamatban lévő kutatást vált ki a fenntarthatóbb alternatívák fejlesztésére. Ezenkívül a pontos mechanizmusok megértése, amelyek révén a PTC -k működnek, továbbra is az aktív vizsgálat területe, mivel ez a tudás még hatékonyabb katalizátorok tervezéséhez vezethet.
Összefoglalva: a fázisátviteli katalizátorok mélyen befolyásolták a szintetikus kémiát azáltal, hogy lehetővé teszik a reagensek hatékony összekapcsolását az eljárhatatlan fázisokban. Egyedülálló tulajdonságaik, a tervezés és megértés folyamatos fejlődésével együtt ígérik, hogy fenntartják a kémiai szintézis fejlődésében játszott szerepét a hatékonyabb és az öko - barátságos folyamatok felé.
A tetrabutil -ammónium -jodid (TBAI), mint a kvaterner ammónium -só család fontos tagja, döntő szerepet játszik a szerves szintézisben, az elektrokémiában és az anyagtudományban. A kvaterner ammónium -só -kémia kifejlesztése a 19. században a szerves kémia aranykorához vezethető vissza. 1849 -ben a német kémikus augusztus Wilhelm von Hofmann először felfedezte és szisztematikusan tanulmányozta a kvaterner ammóniumsók képződését, miközben az ammónia alkilezési reakcióját tanulmányozta. Megfigyelte, hogy:
Ammónia (NH ∝) reagál a halogénezett szénhidrogénekkel (RX), hogy aminvegyületek sorozatát hozzák létre
A végtermék egy sótartalmú anyag, amelyet nem lehet tovább alkildálni
Az ilyen típusú anyagok speciális oldhatósággal és kristályosodási jellemzőivel rendelkeznek
Az 1870 -es években a szerves szerkezet elméletének kialakulásával a Jacobus Henricus Van't Hoff és Joseph Achille le Bel által javasolt tetraéderes szén -elmélet megalapozta az alapot a kvaterner ammóniumsók sztereokémiájának megértéséhez. Ezen a ponton a vegyészek rájöttek, hogy:
A kvaterner ammóniumsók központi nitrogénatomja tetraéder konfigurációt alkalmaz
A négy szubsztituens lehet azonos vagy eltérő
A pozitív töltésű nitrogénatomok ionpárokat képeznek negatív ionokkal
A 20. század elején, a szerves szintetikus kémia kifejlesztésével, a vegyészek szisztematikusan tanulmányozták a kvaterner ammóniumsókat, különböző alkil -kombinációkkal. A tetrabutil -ammónium -jodid szintézise elsősorban a következő követelményeken alapul:
Tanulmány a hosszú - lánc -alkilcsoportok hatásáról a kvaterner ammóniumsók tulajdonságaira
A víz -oldhatóság és az olaj oldhatóságának egyensúlyának feltárása
Új felületaktív anyagok kialakítása
1912 -ben a német kémikus, Hermann Leuchs először beszámolt a tetrabutil -ammónium -jodide szintéziséről a „Berichte der Deutschen kémikus Gesellschaft” című könyvében. A klasszikus Menschutkin reakciót használta:
Keverje össze a tributil -amint a jodobutánnal vízmentes etanollal
Melegítsen és reflux 48 órán keresztül
A termék kristályosodása és csapadéka hűtés után
Mossa meg és tisztítsa meg éterrel
Ennek a módszernek a hozama körülbelül 65%, és a terméket elemi elemzéssel megerősítették, hogy C ₁₆ H ∝₆ in.
Népszerű tags: Tetrabutil-ammónium jodid CAS 311-28-4, beszállítók, gyártók, gyár, nagykereskedelem, vétel, ár, ömlesztett, eladó