Тетрабутиламониев йодид(Tbai) е важно кватернерно амониево солско съединение с химическата формула [(C₄h₉) ₄n] ⁺i⁻. Външният му вид обикновено е бял до изключен - бял хигроскопски кристал или прах. Най -забележителната характеристика на това съединение е неговата изключителна способност като катализатор на фазов трансфер (PTC). Големият липофилен тетрабутиламониев катион в неговата молекулна структура може ефективно да прехвърля неорганични аниони (като йодидни йони I⁻) от водната фаза към органичната фаза, като по този начин значително ускорява хетерогенните реакции между водната и органичната фаза. Той се използва широко в различни реакции на органичен синтез като нуклеофилно заместване, естерификация и окисляване, подобряване на скоростта на реакцията и добивите. Освен това, TBAI също е ключов предшественик за синтезиране на други тетрабутиламониеви соли (като тетрабутил бромид, тетрабутил хидроксид и др.) И се използва като поддържащ електролит в електрохимичните изследвания. В материалознанието се използва за приготвяне на йодидни нанокристали или предшественици за перовскит. Трябва да се отбележи, че това съединение е чувствително към светлината и трябва да се съхранява на тъмно място. Той може също да има определена раздразнение към кожата и очите. При работа трябва да се носи подходящо защитно оборудване. В обобщение, тетрабутил йодид, със своята уникална структура и функция, се превърна в изключително практичен и универсален химически реагент в органичната химия, индустриалното производство и научните изследвания.
|
|
|
|
Химическа формула |
C16H36in |
|
Точна маса |
369.19 |
|
Молекулно тегло |
369.38 |
|
m/z |
369.19 (100.0%), 370.19 (17.3%), 371.20 (1.4%) |
|
Елементарен анализ |
C, 52.03; H, 9.82; I, 34.36; N, 3.79 |
Тетрабутиламониев йодиде органична сол, обикновено се появява като бяло или безцветно кристално твърдо вещество. Той е разтворим в полярни разтворители като вода и алкохол, но разтворимостта му в не - полярни разтворители може да бъде ограничена. Това съединение е стабилно при нормални условия на температура и налягане, но трябва да се съхранява на хладно, сухо място, за да се избегне разлагане или реакция с кислород или други химикали.
Химическата му формула е C16H36in, което показва, че се състои от четири бутилови групи, прикрепени към азотен атом, с йодиден йон като противоион. Молекулното тегло е сравнително високо и допринася за нейните различни физически и химични свойства.
Служи като междинен при органичен синтез, участващ в различни химични реакции за улесняване на органичните трансформации. Неговата кватернерна амониева структура му позволява да действа като универсален реагент при образуването на алкилирани продукти и други органични производни.
Подобно на TBAB, той може да функционира като ефективен катализатор на фазов трансфер. Той ускорява нуклеофилното заместване, елиминирането и други реакции в органичния синтез чрез улесняване на прехвърлянето на реактивни видове през различни фази (напр. От органична фаза към водна фаза). Това го прави полезен при синтеза на лекарства, фармацевтични продукти и други органични съединения.
При йонни реакции той може да действа като реагент на йонна двойка, подпомагащ прогресията на реакцията чрез стабилизиране на заредени междинни съединения или преходни състояния. Способността му да образува стабилни йонни двойки с други реагенти може да подобри добива и селективността на желаните продукти.
Може да бъде компонент на йонните течности, които се очертават като зелени разтворители поради отличната си електрическа проводимост, термична стабилност и химическа стабилност. Йонните течности имат приложения в процесите на електрохимия, разделяне и пречистване и други полета, където традиционните разтворители могат да бъдат по -малко подходящи.
Като се има предвид своята кватернерна амониева структура, тя може да проявява свойства на повърхностно активното вещество, като емулгиращи и омокрящи способности. Тези свойства биха могли да го направят полезен при формулирането на емулсии, смазочни материали и други продукти в козметиката, текстилната и петролната индустрия.
6. Носещ катализатор
Също така служи като носещ катализатор за зареждане на благородни метали, метални оксиди и други катализатори. Поддържайки тези катализатори на неговата структура, тя може да подобри тяхната активност и стабилност, което води до подобрена ефективност в каталитичните реакции.
|
|
|
За PTCS
Катализаторите на фазовия трансфер (PTCs) представляват клас съединения, които имат революция в химичния синтез, като позволяват да се появят реакции между видове, които обикновено са несметни, като органични съединения, разтворени в органични разтворители, и неорганични соли, разтворени във водни разтвори. Въведени в края на 60 -те години, тези катализатори са се превърнали в незаменими инструменти в органичната химия, като значително повишават скоростта на реакцията и добивите, като същевременно опростяват синтетичните пътища.
Основният принцип зад PTC се крие в способността им да прехвърлят заредени видове през интерфейса между две фази. Обикновено PTC притежават както хидрофилни (вода - любов), така и хидрофобни (вода - мразещи) части. Тази амфифилна природа им позволява да прехвърлят йони или да зареждат междинни съединения между водната и органичната фаза, като по този начин преодоляват вътрешната бариера към реакцията, причинена от отделянето на фазата.
Общите видове PTC включват кватернерни амониеви соли, кватернерни фосфониеви соли, етери от корона и криптанди. Всеки тип показва специфични свойства, които ги правят подходящи за различни видове реакции. Например, кватернерните амониеви соли се използват широко при реакции на алкилиране, ацилиране и окисляване поради тяхната стабилност и лекота на синтез. Crown Ethers, от друга страна, са отбелязани със способността си да сложат и транспортират метални йони, улеснявайки реакциите, включващи преходни метали.
Кватернерни амониеви соли:
Те са сред най -широко използваните PTC. Те имат положително зареден азотен атом, свързан към четири алкилови или арилови групи. Примерите включват бензилтриметиламониев хлорид, тетраметиламониев бромид и цетилтриметиламониев бромид. Изборът на алкилови или арилови групи може да повлияе на разтворимостта и селективността на катализатора.
Фосфониеви соли:
Подобно на кватернерните амониеви соли, но с фосфорна атом вместо азот. Те са по -рядко срещани, но могат да предложат различни селективи и стабилност при определени реакции. Примерите включват тетраметилфосфониев бромид и трифенилфосфоний бромид.
Сулфоний соли:
Тези съединения съдържат положително зареден сярна атом. Те се използват по -рядко като PTC в сравнение с амоний и фосфониеви соли, но могат да бъдат ефективни при специфични реакции. Пример е триметилсулфоний йодид.
Crown Ethers и криптанди:
Макар да не са традиционни соли, коронните етери и криптата могат да действат като PTC, като образуват комплекси с катиони, като по този начин улесняват трансфера им през фазовите граници. Crown Ethers са циклични политери с кислородни атоми, които могат да се координират с катиони, докато криптанките са по -твърди макроцикли, които могат да капсулират катиони. Тези съединения са особено полезни при реакции, включващи големи катиони или тези, които изискват висока селективност.
Полиетилен гликоли и полиети:
Тези полимери могат да действат и като PTC, особено в системи, където се произнасят проблемите на разтворимостта. Те имат способността да разтварят йонни видове в органични разтворители, като по този начин насърчават фазовия трансфер.
Йонни течности:
Напоследък йонните течности се очертават като нови PTC поради техните уникални свойства, като ниска променливост, висока термична стабилност и способност да настройват своите свойства на разтвор. Те могат да бъдат проектирани така, че специално да взаимодействат с реагентите, повишавайки скоростта на реакцията и селективността.
Катализатори за прехвърляне на хирална фаза:
Това са специализирани PTC, които включват хиралност, което им позволява да катализират асиметрични реакции. Те са от решаващо значение при синтеза на енантиомерно чисти съединения.
Едно от най -забележителните предимства на PTCS е тяхната гъвкавост. Те могат да катализират широк спектър от реакции при леки условия, често води до по -големи селективи и намалени отпадъци. Освен това, PTC улесняват използването на екологично доброкачествени разтворители, допринасящи за по -зелени химични процеси.
Въпреки широкото им приложение, остават предизвикателствата. Цената и токсичността на някои PTC могат да бъдат опасения, което предизвиква текущите изследвания за разработването на по -устойчиви алтернативи. Освен това, разбирането на точните механизми, чрез които PTC оперират продължава да бъде област на активно изследване, тъй като тези знания могат да доведат до проектиране на още по -ефективни катализатори.
В обобщение, фазовите трансферни катализатори са повлияли дълбоко синтетичната химия, като позволяват ефективно свързване на реагентите в несметни фази. Техните уникални свойства, съчетани с непрекъснатия напредък в техния дизайн и разбиране, обещават да поддържат своята основна роля в еволюцията на химическия синтез към по -ефективни и еко - приятелски процеси.
Тетрабутиламмониев йодид (TBAI), като важен член на фамилията на кватернерна амониева сол, играе решаваща роля в органичния синтез, електрохимия и материалознание. Развитието на кватернерна амониева сол химия може да се проследи до златния век на органичната химия през 19 век. През 1849 г. немският химик Август Вилхелм фон Хофман за първи път открива и систематично изследва образуването на кватернерни амониеви соли, докато изучава реакцията на алкилиране на амоняк. Той забеляза, че:
Амоняк (NH ∝) реагира с халогенирани въглеводороди (RX) за получаване на серия от аминови съединения
Крайният продукт е солено вещество, което не може да бъде допълнително алкилирано
Този вид вещество има специални разтворимост и характеристики на кристализация
През 1870 -те, с развитието на теорията на органичната структура, теорията на тетраедричната въглерод, предложена от Якоб Хенрик Ван Хоф и Джоузеф Ахил Льо Бел положи основата за разбиране на стереохимията на кватернерните амониеви соли. В този момент химиците са разбрали, че:
Централният азотен атом на кватернерните амониеви соли приема тетраедрична конфигурация
Четирите заместители могат да бъдат еднакви или различни
Положително заредени азотни атоми образуват йонни двойки с отрицателни йони
В началото на 20 век, с развитието на органичната синтетична химия, химиците започват систематично да изучават кватернерни амониеви соли с различни алкилови комбинации. Синтезът на тетрабутиламониев йодид се основава главно на следните изисквания:
Проучване за влиянието на дълги - верижни алкилови групи върху свойствата на кватернерните амониеви соли
Проучване на баланса между разтворимостта на водата и разтворимостта на маслото
Разработване на нови повърхностноактивни вещества
През 1912 г. немският химик Херман Льокс за първи път съобщава за синтеза на тетрабутиламониев йодид в книгата си „Berichte der Deutschen химик Gesellschaft“. Той използва класическата реакция на Menschutkin:
Смесете трибутиламин с йодобутан в безводен етанол
Топлина и рефлукс за 48 часа
Кристализация и утаяване на продукта след охлаждане
Измийте и пречиствайте с етер
Добивът на този метод е около 65%, а продуктът е потвърден чрез елементарен анализ, за да бъде c ₁₆ h ∝₆ in.
Популярни тагове: Tetrabutylammonium iodide CAS 311-28-4, доставчици, производители, фабрика, на едро, купуване, цена, насипно състояние, за продажба