Tetrabutil-foszfónium-klorid(rövidítve TBPC, CAS: 2304-30-5), its molekulaszerkezete négy butilcsoportot tartalmaz, amelyek egy foszforatomhoz kapcsolódnak, és ellenionként egy kloridion szolgál.Fizikai tulajdonságait tekintve valószínűleg stabil normál körülmények között, de lehet, hogy higroszkópos, ami azt jelenti, hogy könnyen felszívja a nedvességet a levegőből. Oldhatóságát különböző oldószerekben nem teljesen jellemezték, de valószínűleg szerves oldószerekben oldódik.
A TBPC fázistranszfer katalizátorként{0}} talál alkalmazást, lehetővé téve a különböző fázisok közötti reakciókat, amelyek általában nem keverednek, például víz és szerves oldószerek. Ezenkívül a TBPC intermedierként szolgál más kémiai vegyületek szintézisében.
|
|
|
|
Kémiai képlet |
C16H36ClP |
|
Pontos mise |
294.22 |
|
Molekulatömeg |
294.89 |
|
m/z |
294.22 (100.0%), 296.22 (32.0%), 295.23 (17.3%), 297.22 (5.5%), 296.23 (1.4%) |
|
Elemelemzés |
C% 65,17; H 12,31; Cl 12,02; P, 10,50 |
Szerves szintézis: Nagy{0}}hatékonyságú fázistranszfer katalizátor
Katalízis heterogén reakciókban
Kvaterner foszfóniumsó fázistranszfer katalizátorkénttetrabutil-foszfónium-kloridnélkülözhetetlen segédanyagként működik a szerves szintézisben. A hagyományos kvaterner ammóniumsó-katalizátorokkal ellentétben a TBPC erősebb termikus stabilitással, nagyobb katalitikus aktivitással és kiváló sav-lúgállósággal rendelkezik, így illeszkedik a durva reakciórendszerekhez, magas hőmérsékletekhez és erős korrózióhoz.
A heterogén szerves szintézis során a vizes nukleofil reagensek és a szerves -fázisú szubsztrátok nem érintkeznek teljesen egymással a fázisszétválás miatt, ami rendkívül alacsony reakciósebességet vagy akár teljes reakciógátlást eredményez.
Amfipatikus szerkezetének köszönhetően a TBPC hatékonyan szállítja a nukleofil anionokat, például cianidot, hidroxidot és tiocianátot a vizes fázisból a szerves fázisba. A TBPC nagymértékben javítja a két-fázisú érintkezés hatékonyságát, és jelentősen felgyorsítja a magreakciókat, beleértve a helyettesítést, az addíciót és a kondenzációt. Jelenleg ezt a katalizátort széles körben alkalmazzák finom vegyszerek, például észterek, éterek és savkloridok szintézisében, hatékonyan kiküszöbölve a hagyományos eljárások ipari hátrányait: lassú reakciósebességet, alacsony konverziós sebességet és bőséges melléktermék-képződést.
Kompatibilitás magas{0}}hőmérsékletű és speciális reakciókkal
A hagyományos kvaterner ammónium katalizátorok hajlamosak lebomlani és elvesztik hatékonyságukat 120 fok felett, míg a TBPC hőbomlási hőmérséklete meghaladja a 340 fokot, ami lehetővé teszi a magas hőmérsékletű szerves szintézisben történő alkalmazását. A TBPC figyelemre méltó katalitikus teljesítményt mutat a polimer monomer szintézisében, az aromás vegyület módosításában és a halogenid kiszorítási reakciókban.
A gyógyszerészeti köztitermékek és peszticid-technikai anyagok finom szintézisének katalizátoraként alkalmazva a TBPC hatékonyan növeli a termékszelektivitást, csökkenti az izomer szennyeződéseket és növeli a késztermékek tisztaságát és hozamát. Ezenkívül a katalizátor kinyerhető és újra felhasználható; katalitikus aktivitása az egyszerű extrakciós és szárítási kezelés után alig csökken, jelentősen csökkentve a finomvegyipari gyártás nyersanyagköltségét és kielégítve a nagy-ipari termelés igényeit.
Fejlett új anyagok: ionos folyadékok előfutára és funkcionális adalékanyag
Nyersanyag funkcionális ionos folyadékok szintetizálásához
A TBPC a funkcionális kvaterner foszfóniumionos folyadékok előállításának fő prekurzora. Az anioncserélő reakciók révén a TBPC különféle anionokkal, például bromiddal, jodiddal, hexafluor-foszfáttal és tetrafluor-boráttal egyesülve foszfónium-alapú ionos folyadékokat állít elő, amelyek eltérő teljesítményűek. Alacsony illékonyság, nagy elektromos vezetőképesség, kiváló hőstabilitás és széles elektrokémiai ablakok jellemzik, az ilyen ionos folyadékok forró kutatási témát jelentenek a zöld új anyagok területén.
Az imidazolium és piridinium ionos folyadékokkal összehasonlítva a TBPC-ből származó foszfóniumionos folyadékok erősebb hőmérséklet-tűréssel és gyengébb korrozív képességgel büszkélkedhetnek. Széles körben alkalmazzák az elektrokémiai energiatárolásban, a gázleválasztásban, a szerves katalízisben és az anyagmódosításban, létfontosságú támogatást nyújtva a K+F-hez, valamint új energia- és környezetbarát anyagok{1}}gyártásához.
Segédszer szervetlen funkcionális anyagok előállításához
A szervetlen nanoanyagok és fém-foszfid anyagok gyártása során a TBPC egyszerre szolgál foszforforrásként és szerkezet{0}}irányító szerként az anyag morfológiájának, részecskeméretének és kristályszerkezetének szabályozására.
A katalitikus anyagok, mint például a kobalt-foszfid és a nikkel-foszfid szintézise során a TBPC prekurzorként történő alkalmazása lehetővé teszi az egyenletes foszforilációt alacsony hőmérsékleten, így homogén részecskeméretű és kiemelkedő katalitikus aktivitású fém-foszfid nanoanyagokat kapunk.
A TBPC felületmódosítóként is funkcionálhat a nanoporos felületek kezelésére, javítva a por diszpergálhatóságát a szerves rendszerekben és kiküszöbölve az agglomerációt. Ez hatékonyan javítja a kompozit anyagok mechanikai tulajdonságait és stabilitását, széles körben támogatva kerámia anyagokban, katalitikus hordozókban és új energiaelektródákban.
Vegyipar és környezetvédelem: Kiegészítő kéntelenítéshez, szén-dioxid-mentesítéshez és szennyvízkezeléshez
Ipari füstgáz tisztítása
Tetrabutil-foszfónium-kloridkivételes adszorpciós képességet mutat savas gázok esetében, lehetővé téve a káros savas gázok, köztük a kén-dioxid, a szén-dioxid és a hidrogén-szulfid hatékony megkötését az ipari füstgázokból, mint új, környezetbarát füstgáztisztító adalékot. Foszfónium kationjai stabil, gyenge koordinációs komplexeket képeznek savas gázmolekulákkal, hogy rendkívül szelektív gázadszorpciót valósítsanak meg. Az adszorpciós telítés után gyors deszorpció érhető el hevítéssel vagy nyomáscsökkentéssel, ami lehetővé teszi a ciklikus újrahasználatot másodlagos szennyezés nélkül.
A hagyományos amin-alapú kéntelenítőktől eltérően a TBPC nem-illékony, nem-toxikus és termikusan stabil, elkerüli a másodlagos füstgázszennyeződést, miközben kiváló kéntelenítési és szén-dioxid-mentesítési hatékonyságot biztosít. A TBPC alkalmazkodik az ultra-alacsony kibocsátású korszerűsítési projektekhez a hőenergia, a kohászat, a vegyipar és más iparágakban, megkönnyítve a környezetvédelmi termelési szabványok betartását.
Ipari szennyvíz kezelése
A finomkémiai és galvanizáló ipar szennyvízkezelésében a TBPC flokkulálószerként és nehézfém-kelátképző segédanyagként működik nehézfém-ionokat és szerves szennyező anyagokat tartalmazó szennyvíz kezelésére.
Molekuláris szerkezetében lévő alkilláncok hidrofóbitást biztosítanak, míg a foszfónium kationok a vízben lévő negatív töltésű szerves szennyeződésekhez, kolloid részecskékhez és nehézfém komplex anionokhoz kötődnek, elősegítve a pelyhesedést és ülepedést, gyorsan eltávolítva a szerves anyagokat, krómot, ólmot, higanyt és egyéb veszélyes szennyeződéseket a szennyvízből.
Ezen túlmenően ez a segédanyag jobb biológiai lebonthatóságot mutat, mint a hagyományos polimer flokkulálószerek, rendkívül alacsony maradéktartalommal és másodlagos vízszennyezés nélkül. Megfelel a magas színvonalú-ipari szennyvízkezelésnek és a visszanyert víz újrafelhasználásának forgatókönyveinek, ötvözve a környezetbarátságot és a praktikus teljesítményt.
Elektrokémia és{0}}korróziógátló területek: funkcionális adalékok
Funkcionális adalékok elektrokémiai rendszerekhez
A kedvező elektromos vezetőképességgel és elektrokémiai stabilitással rendelkező TBPC elektrolit-adalékanyagként használható szuperkondenzátorokban, lítium akkumulátorokban és galvanizáló elektrolitrendszerekben. A szuperkondenzátor elektrolitokhoz nyomokban hozzáadva felgyorsítja az ionvándorlási sebességet, kiszélesíti az elektrokémiai ablakot, valamint megnöveli a kondenzátor kapacitását és a ciklus élettartamát. A fémek galvanizáló eljárásaiban a TBPC szintező és fényesítő szerként működik a fürdők bevonatánál, homogenizálja a fémionok lerakódási sebességét és finomítja a bevonószemcséket.
Az így kapott fémbevonat simábbá és sűrűbbé válik, megnövekedett korrózióállósággal és felületi fényességgel, így széles körben alkalmazható a hardveres galvanizálásban és a precíziós elektronikai alkatrészek bevonatában.
Fémkorrózió gátló
A TBPC hatékony és környezetbarát fémkorróziógátló -korróziógátlóként működik a petrolkémiai mérnökökben, a csővezetékes szállításban és az ipari berendezésekben. Molekulái adszorbeálódnak a szénacél, rozsdamentes acél, réz és más fémek felületén, és sűrű hidrofób védőfilmet képeznek, amely elszigeteli az oxigént, a vízgőzt és a savas korrozív közegeket, hatékonyan elnyomva a fémek elektrokémiai és kémiai korrózióját.
A hagyományos kén-- és nitrogén-tartalmú korróziógátlókkal ellentétben ez a termék nem-toxikus, szagtalan, hőálló- és rendkívül hatékony a korróziógátlásban. A TBPC alkalmazkodik a magas hőmérsékletű, magas páratartalmú és erős korróziós ipari üzemi körülményekhez, hatékonyan meghosszabbítva az ipari berendezések és távvezetékek élettartamát, valamint a vágóberendezések üzemeltetési és karbantartási költségeit. Ígéretes alkalmazási lehetőségekkel büszkélkedhet az olaj- és gázkitermelésben, valamint a vegyi berendezések -korróziógátló kezelésében.
Egyéb kiegészítő alkalmazások a finomvegyi anyagokban
A fent említett alapterületeken túl a TBPC felhasználható szerves foszfátozószerek nyersanyagaként is, kiváló minőségű foszfin finom vegyszerek, például tetrabutilfoszfónium-antimonid arzenid szintéziséhez. A bevonat- és tintaiparban a TBPC diszpergáló adalékként szolgál a pigmentek és töltőanyagok egyenletes diszperziójának javítására, javítva a bevonat stabilitását és a kefekezelési teljesítményt. A biokémiai tervezésben fázistranszfer segédanyagként működik a biokatalitikus reakciók elősegítésére és a biokonverzió hatékonyságának növelésére.
A stabil molekulaszerkezet, a kiváló aktivitás, az alacsony toxicitás és a környezeti kompatibilitás integrált előnyeivel felruházott TBPC a finom vegyszerek, a fejlett új anyagok, a környezetvédelem, az új energia és számos más ágazat univerzális segédeszközévé vált. A csúcskategóriás vegyipar-korszerűsítése mellett az alkalmazási forgatókönyvek folyamatosan bővülnek, piaci értéke pedig folyamatosan növekszik.
Domináns szintetikus folyamat
Alapvető reakciómechanizmus
Tetrabutil-foszfónium-kloridIparilag főként a tributil-foszfin és az 1-klór-bután közötti nukleofil szubsztitúciós kvaternerizációs reakcióval állítják elő, amely egy tipikus bimolekuláris nukleofil szubsztitúciós (SN2) reakció. Jelenleg ez az útvonal biztosítja a legnagyobb termelési kapacitást, és a legfejlettebb eljárással büszkélkedhet.
A magreakció elve a következő: a tributil-foszfinban lévő foszforatom magányos elektronpárt hordoz, és erős nukleofilitást mutat. Megtámadja az 1-klór-bután elektropozitív alkil-szénatomját, megszakítja a szén-klór kötést és kloridionokat szabadít fel. Tetrabutil-foszfónium kationok képződnek, és ezt követően kloridionokkal egyesülve TBPC-t eredményeznek.
A teljes reakcióhoz nem szükséges erős sav vagy bázis katalizátor, amely enyhe körülmények között megy végbe, minimális mellékreakciókkal és magas nyersanyag-konverziós sebességgel. A folyamatos ipari termeléssel kompatibilis ez az eljárás a vegyipar univerzális magszintetikus útjaként szolgál.
Specifikus működési eljárások és paraméterek vezérlése
Ehhez a szintézishez szigorú vízmentes és oxigénmentes -feltételek kötelezőek. A víz drasztikusan csökkenti a reakció átalakulását, és hidrolitikus mellékreakciókat vált ki, amelyek szennyeződéseket okoznak. A vízmentes toluolt általában inert oldószerként alkalmazzák a gyártás során, kiváló oldhatósággal és kiváló kémiai stabilitással. Egyenletesen eloszlatja az alapanyagokat és stabilizálja a rendszer hőmérsékletét.
Tributil-foszfint és 1-klór-butánt 1:1,05 mólarányban táplálunk be. Az 1-klór-bután enyhe feleslege biztosítja a költségesebb tributil-foszfin teljes átalakulását, és csökkenti a nyersanyagveszteséget. Az összekevert nyersanyagok lezárt reaktorba töltése után az elegyet folyamatosan keverjük, és 110-130 fokra melegítjük a 18-24 órán át tartó reflux reakcióhoz. A reakció során nagy tisztaságú nitrogént öblítenek az oxigén izolálása és a nyersanyagok oxidatív lebomlásának megakadályozása érdekében.
A reakció befejeződése után masszív fehér nyerstermékek válnak ki a rendszerben. Először atmoszférikus desztillációt hajtanak végre a toluol oldószer eltávolítására és a nem reagált monomerek nyomon követésére, így nyers TBPC-t kapnak. A tisztítást úgy hajtják végre, hogy a nyersterméket acetonban feloldják, majd dietil-éterből átkristályosítják a nyomokban lévő szerves szennyeződések és a melléktermékek eltávolítása érdekében. A végső szűrés és az alacsony-hőmérsékletű vákuumszárítás finomított TBPC-t eredményez, amelynek tisztasága meghaladja a 99%-ot.
Folyamatelőnyök és termék{0}}szabályozás
Ez a szintetikus eljárás rendkívül magas reakciószelektivitást biztosít, és a fő reakció az átalakulás több mint 98%-át teszi ki. A kisebb melléktermékek, köztük a dibutil-éter és a foszfin-oxidok könnyen eltávolíthatók átkristályosítással. Ezenkívül a reakcióparaméterek nagymértékben szabályozhatók; a hőmérséklet, az anyagarány és a reakcióidő kismértékű ingadozása alig befolyásolja a termék tisztaságát, kiemelkedő gyártási stabilitást biztosítva.
A hagyományos, butanolt és foszfor-trikloridot használó szintetikus eljáráshoz képest ez a katalizátor{0}mentes eljárás kevesebb műveleti lépést és alacsonyabb nedvességtartalmat tartalmaz a késztermékekben, így a TBPC alkalmas az elektronikai, a gyógyszeripar és más ágazatok csúcskategóriás-alkalmazásaira. A gyártás során csak kis mennyiségű szerves mosóhulladék keletkezik.
Az oldószerek rektifikációval visszanyerhetők és újrahasznosíthatók, ami kedvező környezeti teljesítményt és gazdasági előnyöket is biztosít. Az elavult hagyományos eljárások teljes felváltása után a TBPC az ipari tömeggyártás kedvelt útja.
Spektroszkópiai, biztonsági, tárolási és szállítási tulajdonságok
A TBPC minőségi spektroszkópiai jellemzőkkel rendelkezik: infravörös spektroszkópiával (IR) az alkil-C–H és C–P kötések jellegzetes húzódó rezgéscsúcsai detektálhatók; A ¹H és ¹3C NMR-spektroszkópia négy n-butil-szén-hidrogénjel-készletet határoz meg pontosan a beérkező anyagok szerkezeti ellenőrzéséhez.
Biztonsági profil
Ez a termék alacsony akut toxicitású, enyhe bőr- és nyálkahártya-irritációval; kerülni kell a hosszan tartó közvetlen érintkezést. A TBPC-t nem szabad erős oxidálószerekkel, aktív fémekkel vagy koncentrált erős lúgokkal keverve tárolni. Jóllehet nem-gyúlékony, a hőbomlás magas hőmérsékleten maró hatású foszfor-oxid- és hidrogén-klorid-gőzöket bocsát ki.
Tárolási és szállítási követelmények
A légszigetelés, a nedvességszigetelés és a fényárnyékolás kötelező a tárolás és szállítás során. A terméket hermetikusan kell csomagolni műanyag-bélelt vashordókba vagy üveg reagenspalackokba, 30 fok alatti tárolási hőmérséklet mellett. A higroszkópos anyagok a víztelenítéshez szükséges vákuumszárítás után visszanyerhetik eredeti fizikai-kémiai tulajdonságaikat, visszafordíthatatlan károsodás nélkül.
Összességében a TBPC három alapvető tulajdonságot integrál: ionos vezetőképesség, nagy hőstabilitás és hangolható anionok, amelyek a kvaterner ammónium fázistranszfer katalizátorok kritikus megkülönböztető jellemzőiként szolgálnak.
Népszerű tags: tetrabutil-foszfónium-klorid cas 2304-30-5, beszállítók, gyártók, gyár, nagykereskedelem, vétel, ár, ömlesztve, eladó