Tetrabutilfosfonija hlorīds(saīsināti kā TBPC, CAS: 2304-30-5), its molekulārajā struktūrā ir četras butilgrupas, kas saistītas ar fosfora atomu, un hlorīda jons kalpo kā pretjons.Runājot par fizikālajām īpašībām, tas, visticamāk, būs stabils normālos apstākļos, taču tas var būt higroskopisks, kas nozīmē, ka tas viegli absorbē mitrumu no gaisa. Tā šķīdība dažādos šķīdinātājos nav pilnībā raksturota, taču tā, visticamāk, šķīst organiskajos šķīdinātājos.
TBPC atrod pielietojumu kā fāzes{0}}pārneses katalizatoru, ļaujot notikt reakcijām starp dažādām fāzēm, kuras parasti nesajaucas, piemēram, ūdeni un organiskos šķīdinātājus. Turklāt TBPC kalpo kā starpprodukts citu ķīmisko savienojumu sintēzē.
|
|
|
|
Ķīmiskā formula |
C16H36ClP |
|
Precīza Mise |
294.22 |
|
Molekulmasa |
294.89 |
|
m/z |
294.22 (100.0%), 296.22 (32.0%), 295.23 (17.3%), 297.22 (5.5%), 296.23 (1.4%) |
|
Elementu analīze |
C, 65,17; H, 12,31; Cl, 12,02; P, 10,50 |
Organiskā sintēze: augstas{0}efektivitātes fāzes pārneses katalizators
Katalīze neviendabīgās reakcijās
Kā kvartāra fosfonija sāls fāzes pārneses katalizators,tetrabutilfosfonija hlorīdsdarbojas kā neaizstājams palīglīdzeklis organiskajā sintēzē. Atšķirībā no tradicionālajiem kvartāra amonija sāls katalizatoriem, TBPC ir lielāka termiskā stabilitāte, augstāka katalītiskā aktivitāte un izcila skābju-sārmu izturība, kas ir piemērota skarbām reakcijas sistēmām ar augstu temperatūru un spēcīgu koroziju.
Neviendabīgās organiskās sintēzes laikā ūdens nukleofīlie reaģenti un organiskās -fāzes substrāti pilnībā nesaskaras fāzu atdalīšanas dēļ, izraisot ārkārtīgi zemu reakcijas ātrumu vai pat pilnīgu reakcijas kavēšanu.
Pateicoties amfipātiskajai struktūrai, TBPC efektīvi transportē nukleofīlos anjonus, piemēram, cianīdu, hidroksīdu un tiocianātu no ūdens fāzes uz organisko fāzi. TBPC ievērojami uzlabo divu-fāžu kontaktu efektivitāti un ievērojami paātrina galvenās reakcijas, tostarp aizstāšanu, pievienošanu un kondensāciju. Pašlaik šis katalizators tiek plaši izmantots smalko ķīmisko vielu, piemēram, esteru, ēteru un skābju hlorīdu, sintēzē, efektīvi novēršot tradicionālo procesu izplatītos rūpnieciskos trūkumus: lēnu reakcijas ātrumu, zemu konversijas ātrumu un bagātīgu blakusproduktu veidošanos.
Saderība ar augstas{0}}temperatūras un specializētām reakcijām
Tradicionālie kvartāra amonija katalizatori mēdz sadalīties un zaudēt efektivitāti virs 120 grādiem, savukārt TBPC termiskās sadalīšanās temperatūra ir augstāka par 340 grādiem, kas ļauj tos izmantot augstas temperatūras organiskajā sintēzē. TBPC uzrāda ievērojamu katalītisku veiktspēju polimēru monomēru sintēzē, aromātiskā savienojuma modifikācijā un halogenīdu pārvietošanas reakcijās.
Lietojot kā katalizatoru farmaceitisko starpproduktu un pesticīdu tehnisko materiālu smalkai sintēzei, TBPC efektīvi uzlabo produktu selektivitāti, samazina izomēru piemaisījumus un paaugstina gatavās produkcijas tīrību un ražu. Turklāt katalizatoru var reģenerēt un izmantot atkārtoti; tā katalītiskā aktivitāte tik tikko samazinās pēc vienkāršas ekstrakcijas un žāvēšanas, ievērojami samazinot izejvielu izmaksas smalko ķīmisko vielu ražošanai un apmierinot liela mēroga rūpnieciskās ražošanas prasības.
Uzlaboti jauni materiāli: jonu šķidrumu prekursors un funkcionāla piedeva
Izejviela funkcionālu jonu šķidrumu sintezēšanai
TBPC ir galvenais prekursors funkcionālu kvartāro fosfonija jonu šķidrumu sagatavošanai. Izmantojot anjonu apmaiņas reakcijas, TBPC var apvienoties ar dažādiem anjoniem, piemēram, bromīdu, jodīdu, heksafluorfosfātu un tetrafluorborātu, lai iegūtu fosfonija- jonu šķidrumus ar atšķirīgu veiktspēju. Šādi jonu šķidrumi, kam raksturīga zema nepastāvība, augsta elektrovadītspēja, lieliska termiskā stabilitāte un plaši elektroķīmiskie logi, ir aktuāla pētniecības tēma zaļo jauno materiālu jomā.
Salīdzinot ar imidazolija un piridīnija jonu šķidrumiem, fosfonija jonu šķidrumiem, kas iegūti no TBPC, ir lielāka temperatūras tolerance un vājāka korozija. Tos plaši izmanto elektroķīmiskās enerģijas uzglabāšanā, gāzu separācijā, organiskajā katalīzē un materiālu modifikācijā, nodrošinot būtisku atbalstu pētniecībai un attīstībai, kā arī jaunu enerģijas un videi draudzīgu materiālu ražošanai.
Palīgviela neorganisku funkcionālu materiālu sagatavošanai
Ražojot neorganiskos nanomateriālus un metālu fosfīdu materiālus, TBPC kalpo gan kā fosfora avots, gan struktūras -vadītājs, lai regulētu materiāla morfoloģiju, daļiņu izmēru un kristāla struktūru.
Katalītisko materiālu, piemēram, kobalta fosfīda un niķeļa fosfīda, sintēzes laikā, izmantojot TBPC kā prekursoru, tiek nodrošināta vienmērīga fosforizācija zemās temperatūrās, iegūstot metāla fosfīda nanomateriālus ar viendabīgu daļiņu izmēru un izcilu katalītisko aktivitāti.
TBPC var darboties arī kā virsmas modifikators, lai apstrādātu nanopulvera virsmas, uzlabojot pulvera izkliedējamību organiskajās sistēmās un novēršot aglomerāciju. Tas efektīvi uzlabo kompozītmateriālu mehāniskās īpašības un stabilitāti, atbalstot plašu pielietojumu keramikas materiālos, katalītiskos nesējos un jaunos enerģijas elektrodu materiālos.
Ķīmiskā rūpniecība un vides aizsardzība: desulfurizācijas, dekarbonizācijas un notekūdeņu attīrīšanas palīgierīces
Rūpniecisko dūmgāzu attīrīšana
Tetrabutilfosfonija hlorīdsdemonstrē izcilu skābju gāzu adsorbcijas spēju, kas ļauj efektīvi uztvert kaitīgās skābās gāzes, tostarp sēra dioksīdu, oglekļa dioksīdu un sērūdeņradi no rūpnieciskajām dūmgāzēm kā jaunu, videi draudzīgu dūmgāzu attīrīšanas piedevu. Tā fosfonija katjoni veido stabilus vājus koordinācijas kompleksus ar skābu gāzu molekulām, lai realizētu ļoti selektīvu gāzes adsorbciju. Pēc adsorbcijas piesātinājuma ātru desorbciju var panākt, karsējot vai samazinot spiedienu, ļaujot cikliski atkārtoti izmantot bez sekundāra piesārņojuma.
Atšķirībā no tradicionālajiem atsērošanas līdzekļiem, kuru pamatā ir amīns-, TBPC ir ne-gaistošs, netoksisks un termiski stabils, novēršot sekundāro dūmgāzu piesārņojumu, vienlaikus nodrošinot izcilu desulfurizācijas un dekarbonizācijas efektivitāti. TBPC pielāgojas īpaši zemu emisiju modernizācijas projektiem siltumenerģijas, metalurģijas, ķīmiskās un citās nozarēs, veicinot atbilstību vides ražošanas standartiem.
Rūpniecisko notekūdeņu attīrīšana
Notekūdeņu attīrīšanā smalkās ķīmiskās un galvanizācijas rūpniecībā TBPC darbojas kā flokulants un smago metālu helātu veidojošs palīglīdzeklis, lai attīrītu notekūdeņus, kas satur smago metālu jonus un organiskos piesārņotājus.
Alkilķēdes tās molekulārajā struktūrā nodrošina hidrofobitāti, savukārt fosfonija katjoni saistās ar negatīvi lādētiem organiskiem piesārņotājiem, koloidālām daļiņām un smago metālu kompleksu anjoniem ūdenī, lai veicinātu flokulāciju un sedimentāciju, ātri izvadot no notekūdeņiem organiskās vielas, hromu, svinu, dzīvsudrabu un citus bīstamos piesārņotājus.
Turklāt šai palīgvielai ir labāka bionoārdīšanās spēja nekā tradicionālajiem polimēru flokulantiem ar ārkārtīgi zemu atlieku saturu un bez sekundāra ūdens piesārņojuma. Tas ir piemērots augstiem-standarta rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanas un reģenerētā ūdens atkārtotas izmantošanas scenārijiem, apvienojot videi draudzīgumu un praktisku veiktspēju.
Elektroķīmijas un pretkorozijas{0}}lauki: funkcionālās piedevas
Funkcionālās piedevas elektroķīmiskajām sistēmām
Tā kā TBPC ir labvēlīga elektrovadītspēja un elektroķīmiskā stabilitāte, to var izmantot kā elektrolīta piedevu superkondensatoros, litija baterijās un galvanizācijas elektrolītu sistēmās. Nelielos daudzumos pievienojot superkondensatoru elektrolītiem, tas paātrina jonu migrācijas ātrumu, paplašina elektroķīmisko logu un paildzina kondensatora kapacitāti un cikla kalpošanas laiku. Metāla galvanizācijas procesos TBPC darbojas kā izlīdzināšanas un balināšanas līdzeklis vannu pārklājumam, homogenizē metāla jonu nogulsnēšanās ātrumu un attīra pārklājuma graudus.
Iegūtais metāla pārklājums kļūst gludāks un blīvāks ar uzlabotu izturību pret koroziju un virsmas spīdumu, plaši pielietojot aparatūras galvanizēšanā un precīzijas elektronisko komponentu pārklāšanā.
Metāla korozijas inhibitors
Pretkorozijas lietojumiem naftas ķīmijas inženierijā, cauruļvadu transportēšanā un rūpnieciskajās iekārtās TBPC darbojas kā efektīvs un videi draudzīgs metālu korozijas inhibitors. Tās molekulas adsorbējas uz oglekļa tērauda, nerūsējošā tērauda, vara un citu metālu virsmām, veidojot blīvu hidrofobu aizsargplēvi, kas izolē skābekli, ūdens tvaikus un skābu kodīgu vidi, efektīvi nomācot metālu elektroķīmisko un ķīmisko koroziju.
Atšķirībā no parastajiem sēru -saturošiem un slāpekli-saturošiem korozijas inhibitoriem, šis produkts nav -toksisks, bez smaržas, karstumizturīgs- un ļoti efektīvs korozijas kavēšanā. TBPC pielāgojas rūpnieciskiem ekspluatācijas apstākļiem, kuros ir augsta temperatūra, augsts mitrums un spēcīga korozija, efektīvi pagarinot rūpniecisko iekārtu un pārvades cauruļvadu kalpošanas laiku un griešanas iekārtu ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas. Tas lepojas ar daudzsološām pielietojuma perspektīvām naftas un gāzes ieguvē un ķīmisko iekārtu pretkorozijas apstrādē.
Citi papildu pielietojumi smalko ķīmisko vielu jomā
Papildus iepriekš minētajiem pamatlaukiem TBPC var izmantot kā izejmateriālu organiskiem fosfatēšanas aģentiem, lai sintezētu augstas kvalitātes -fosfīna smalkās ķīmiskās vielas, piemēram, tetrabutilfosfonija antimonīda arsenīdu. Pārklājumu un tintes rūpniecībā TBPC kalpo kā izkliedējoša piedeva, lai uzlabotu pigmentu un pildvielu vienmērīgu izkliedi, uzlabojot pārklājuma stabilitāti un suku veiktspēju. Bioķīmiskajā inženierijā tas darbojas kā fāzes pārneses palīglīdzeklis, lai atvieglotu biokatalītisko reakciju un paaugstinātu biokonversijas efektivitāti.
Apveltīts ar integrētām stabilas molekulārās struktūras, izcilas aktivitātes, zemas toksicitātes un vides saderības priekšrocībām, TBPC ir kļuvis par universālu palīgierīci smalko ķīmisko vielu, progresīvu jauno materiālu, vides aizsardzības, jaunas enerģijas un vairākās citās nozarēs. Līdztekus augstākās -ķīmiskās rūpniecības modernizācijai tās pielietojuma scenāriji nepārtraukti paplašinās, un tā tirgus vērtība nepārtraukti pieaug.
Dominējošais sintētiskais process
Pamatreakcijas mehānisms
Tetrabutilfosfonija hlorīdstiek rūpnieciski ražots galvenokārt ar nukleofilās aizvietošanas kvaternizācijas reakciju starp tributilfosfīnu un 1-hlorbutānu, kas ir tipiska bimolekulāra nukleofīlā aizvietošanas (SN2) reakcija. Šis maršruts pašlaik nodrošina vislielāko ražošanas jaudu un lepojas ar visnobriedušāko procesu.
Pamatreakcijas princips ir šāds: fosfora atoms tributilfosfīnā satur vientuļo elektronu pāri un uzrāda spēcīgu nukleofilitāti. Tas uzbrūk 1-hlorbutāna elektropozitīvajam alkiloglekļa atomam, pārtraucot oglekļa-hlora saiti un atbrīvojot hlorīda jonus. Tetrabutilfosfonija katjoni veidojas un pēc tam savienojas ar hlorīda joniem, veidojot TBPC.
Visai reakcijai nav nepieciešams stiprs skābes vai bāzes katalizators, kas norit vieglos apstākļos ar minimālām blakusreakcijām un augstu izejvielu konversijas ātrumu. Šis process ir savietojams ar nepārtrauktu rūpniecisko ražošanu, un tas kalpo kā universāls sintētikas pamatceļš ķīmiskajā rūpniecībā.
Īpašas darbības procedūras un parametru kontrole
Šai sintēzei ir obligāti jāievēro stingri bezūdens un{0}skābekli nesaturoši apstākļi. Ūdens krasi samazina reakcijas konversiju un izraisa hidrolītiskas blakusreakcijas, kas rada piemaisījumus. Bezūdens toluolu ražošanā parasti izmanto kā inertu reakcijas šķīdinātāju, kam ir lieliska šķīdība un izcila ķīmiskā stabilitāte. Tas vienmērīgi izkliedē izejvielas un stabilizē sistēmas temperatūru.
Tributilfosfīns un 1-hlorobutāns tiek ievadīti ar molāro attiecību 1:1,05. Neliels 1-hlorbutāna pārpalikums nodrošina dārgākā tributilfosfīna pilnīgu pārveidi un samazina izejvielu zudumus. Pēc sajaukto izejvielu ievietošanas noslēgtā reaktorā, maisījumu nepārtraukti maisa un karsē līdz 110–130 grādiem, lai refluksa reakcija ilgst 18–24 stundas. Visā reakcijas laikā tiek iztīrīts augstas tīrības pakāpes slāpeklis, lai izolētu skābekli un novērstu izejvielu oksidatīvo noārdīšanos.
Kad reakcija ir pabeigta, sistēmā izgulsnējas masīvi balti jēlprodukti. Vispirms tiek veikta atmosfēras destilācija, lai noņemtu toluola šķīdinātāju un izsekotu nereaģējušos monomērus, iegūstot neapstrādātu TBPC. Attīrīšana tiek veikta, izšķīdinot neapstrādātu produktu acetonā, kam seko pārkristalizācija no dietilētera, lai novērstu organisko piemaisījumu un blakusproduktu pēdas. Galīgā filtrēšana un zemas -temperatūras vakuumžāvēšana nodrošina rafinētu TBPC, kuras tīrība pārsniedz 99%.
Procesa priekšrocības un -produktu kontrole
Šis sintētiskais process nodrošina ārkārtīgi augstu reakcijas selektivitāti, un galvenā reakcija veido vairāk nekā 98% no transformācijas. Nelielus blakusproduktus, tostarp dibutilēteri un fosfīna oksīdus, var viegli noņemt, veicot pārkristalizāciju. Turklāt reakcijas parametri ir ļoti kontrolējami; nelielas temperatūras, materiālu attiecības un reakcijas ilguma svārstības gandrīz neietekmē produkta tīrību, nodrošinot izcilu ražošanas stabilitāti.
Salīdzinot ar tradicionālo sintētisko metodi, izmantojot butanolu un fosfora trihlorīdu, šim katalizatora{0}bezkam procesam ir mazāk darbības soļu un zemāks mitruma saturs gatavajos produktos, padarot TBPC piemērotu augstas kvalitātes{1}}lietotājiem elektronikā, farmācijā un citās nozarēs. Ražošanas laikā rodas tikai neliels daudzums organisko mazgāšanas atkritumu šķidruma.
Šķīdinātājus var reģenerēt un pārstrādāt, tos rektificējot, nodrošinot gan labvēlīgus ekoloģiskos raksturlielumus, gan ekonomiskus ieguvumus. Pilnībā aizstājot novecojušos tradicionālos procesus, TBPC ir vēlamais ceļš rūpnieciskai masveida ražošanai.
Spektroskopiskās, drošības, uzglabāšanas un transportēšanas īpašības
TBPC uzrāda atšķirīgas kvalitatīvas spektroskopijas pazīmes: alkil-C-H un C-P saišu raksturīgās stiepšanās vibrācijas virsotnes var noteikt, izmantojot infrasarkano spektroskopiju (IR); ¹H un ¹3C KMR spektroskopija precīzi izšķir četras n-butiloglekļa-ūdeņraža signālu kopas ienākošo materiālu struktūras pārbaudei.
Drošības profils
Šim produktam ir zema akūta toksicitāte ar vieglu ādas un gļotādu kairinājumu; jāizvairās no ilgstoša tieša kontakta. TBPC nedrīkst uzglabāt kopā ar spēcīgiem oksidētājiem, aktīviem metāliem vai koncentrētiem spēcīgiem sārmiem. Lai gan tas nav-uzliesmojošs, termiskā sadalīšanās augstā temperatūrā izdala korozīvus fosfora oksīdu un ūdeņraža hlorīda izgarojumus.
Uzglabāšanas un transportēšanas prasības
Gaisa izolācija, mitruma necaurlaidība un gaismas vairogs ir obligātas uzglabāšanas un transportēšanas laikā. Produktam jābūt hermētiski iepakotam plastmasas-izklātās dzelzs mucās vai stikla reaģentu pudelēs, un uzglabāšanas temperatūra ir zemāka par 30 grādiem. Higroskopiskie materiāli var atgūt savas sākotnējās fizikāli ķīmiskās īpašības pēc vakuuma žāvēšanas atūdeņošanai, bez neatgriezeniskas bojāšanās.
Kopumā TBPC integrē trīs galvenos atribūtus: jonu vadītspēju, augstu termisko stabilitāti un noskaņojamus anjonus, kas kalpo kā kritiskās atšķirīgās īpašības no ceturkšņa amonija fāzes pārneses katalizatoriem.
Populāri tagi: tetrabutilfosfonija hlorīds cas 2304-30-5, piegādātāji, ražotāji, rūpnīca, vairumtirdzniecība, pirkt, cena, vairumā, pārdošanai