Formamidīna hidrohlorīds, pazīstams arī kā metanimidīda hidrohlorīds vai vienkārši formamidīna HCl, ir balta kristāliska cieta viela, kas pieder organisko savienojumu saimei. Tas ir amīna sāls, kas iegūts reakcijā starp formamidīnu, vienkāršāko amidīnu un sālsskābi. Ķīmiski tā formula ir H2N-C=NH+·Cl−, kas norāda uz pozitīvi lādēta imīna jona (H2N-C=NH+) klātbūtni, kas līdzsvarots ar negatīvi lādētu hlorīda jonu (Cl−).
Tas ir plaši atzīts par tā daudzpusīgo pielietojumu dažādās rūpniecības un pētniecības jomās. Tas kalpo kā priekštecis daudzu svarīgu ķīmisku vielu, tostarp pesticīdu, farmaceitisko līdzekļu, krāsvielu un polimēru, sintēzei. Lauksaimniecības nozarē specifiskus atvasinājumus izmanto kā insekticīdus un akaricīdus, efektīvi apkarojot kaitēkļus, kas bojā labību.
Turklāt šis savienojums tiek izmantots polimēru, piemēram, poliuretānu un poliamīdu ražošanā, kur tas darbojas kā cietinātājs vai modifikators, uzlabojot galaprodukta īpašības. Farmācijas rūpniecībā to un tā atvasinājumus izmanto zāļu sintēzē dažādu stāvokļu ārstēšanai, jo tie spēj piedalīties dažādās ķīmiskās reakcijās.
|
|
 |
| Ķīmiskā formula | CH5ClN2 |
| Precīza Mise | 80.01 |
| Molekulmasa | 80.52 |
| m/z | 80.01 (100.0%), 82.01 (32.0%), 81.02 (1.1%) |
| Elementu analīze | C, 14,92; H, 6,26; Cl, 44,03; N, 34,79 |
Kā farmaceitiskais starpprodukts: kalpo kā svarīgs starpprodukts dažādu farmaceitisko savienojumu sintēzē. Farmaceitiskie starpprodukti ir celtniecības bloki, ko izmanto zāļu ražošanas procesā, kur tie tiek pakļauti turpmākām ķīmiskām reakcijām, veidojot galīgās aktīvās farmaceitiskās sastāvdaļas (API). Specifiskās reakcijas un galaprodukti ir atkarīgi no ķīmiskās struktūras un īpašībām.
Rūpnieciskie pielietojumi: To izmanto arī kā rūpniecisku izejvielu dažādos ražošanas procesos. Rūpnieciskās izejvielas ir būtiskas sastāvdaļas, ko izmanto preču un pakalpojumu ražošanā. Šajā kontekstā to var izmantot ķīmisko vielu, polimēru vai citu materiālu sintēzē, ko var izmantot dažādās nozarēs.
Pētījuma mērķi: Pateicoties unikālajām ķīmiskajām īpašībām, to plaši izmanto arī zinātniskos pētījumos. Tas var kalpot kā reaģents vai izejmateriāls laboratorijas eksperimentos, kuru mērķis ir izpētīt jaunas ķīmiskās reakcijas, sintezēt jaunus savienojumus vai pētīt konkrētu molekulu uzvedību. Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka to vajadzētu izmantot tikai pētniecības nolūkos, nevis eksperimentiem vai lietošanai pārtikā.
pielietojumi rūpniecībā
Starpposms zāļu sintēzē
Tas kalpo kā būtisks farmaceitiskais starpprodukts dažādu savienojumu un zāļu sintēzē. Tas ir iesaistīts reakcijās, kas izraisa aktīvo farmaceitisko vielu (API) veidošanos, ko izmanto dažādu veselības stāvokļu ārstēšanā.
Tā daudzpusība ķīmiskajās reakcijās un spēja ražot pielāgotus starpproduktus ar vēlamām īpašībām padara to par vērtīgu savienojumu farmācijas rūpniecībā.
Starpprodukts ķīmiskajā sintēzē
Papildus izmantošanai farmācijas rūpniecībā tas ir arī svarīgs starpprodukts organiskajā sintēzē. Tas var piedalīties dažādās reakcijās, piemēram, aizstāšanā, kondensācijā un citās, izraisot sarežģītu organisko molekulu veidošanos.
Tā reaģētspēja un spēja veidot stabilus starpproduktus ir ļoti svarīgas organisko savienojumu sintēzē dažādiem rūpnieciskiem lietojumiem.
Pielietojums saules bateriju materiālos
Nesen tas ir atrasts pielietojums materiālu sagatavošanā infrasarkano staru absorbēšanai tuvu-. Šajā jomā tas kalpo kā prekursors vai starpprodukts konkrētu savienojumu sintēzē, kas uzlabo šo saules bateriju darbību.
Šī jaunā lietojumprogramma izceļ tās potenciālu atjaunojamās enerģijas un ilgtspējīgu tehnoloģiju jomā.
Inovāciju platforma
To plaši izmanto arī pētniecības un attīstības (R&D) darbībās dažādās nozarēs. Tā unikālās īpašības padara to par ideālu kandidātu jaunu ķīmisko reakciju izpētei, jaunu savienojumu sintezēšanai un konkrētu molekulu uzvedības izpētei.
Pētnieki to izmanto, lai identificētu potenciālos jaunus materiālus, optimizētu esošos procesus un izstrādātu novatoriskus risinājumus rūpnieciskām problēmām.
Sintēzes metodes
Ir vairākas sintēzes metodesformamidīna hidrohlorīds, katrs ar savām unikālajām priekšrocībām un pielietojamību. Visizplatītākie maršruti ietver:
Formamīda amonolīze
Viena no vienkāršākajām metodēm ir formamīda (HCONH₂) reakcija ar amonjaku (NH₃) kontrolētos apstākļos. Šī reakcija parasti notiek dehidratējoša līdzekļa, piemēram, sālsskābes (HCl) klātbūtnē, lai virzītu līdzsvaru uz veidošanos.
HCONH₂ + NH₃ + HCl → NH2C=NH·HCl + H2O
1
Formamīdu un amonjaku sajauc piemērotā reaktorā.
2
Lēnām pievieno sālsskābi, saglabājot reakcijas temperatūru un enerģiski maisot.
3
Iegūto maisījumu kādu laiku karsē līdz atteces temperatūrai, ļaujot reakcijai noritēt līdz beigām.
4
Pēc tam produktu izdala, atdzesējot reakcijas maisījumu, filtrējot un žāvējot.
Karbonila savienojumu amonolīze
Cita pieeja ietver karbonilsavienojumu (piemēram, formaldehīda) reakciju ar amonjaku skābes katalizatora klātbūtnē. Šī metode var būt daudzpusīgāka, jo tā ļauj sintezēt aizvietotus formamidīnus atkarībā no izejas karbonilsavienojuma.
HCHO + 2NH₃ + HCl → NH₂C=NH·HCl + 2H₂O
1
Reaktorā sajauc formaldehīdu, amonjaku un katalītisku daudzumu sālsskābes.
2
Maisījumu karsē un maisa vairākas stundas, ļaujot reakcijai turpināties.
3
Produktu izolē un attīra, veicot līdzīgas darbības, kā aprakstīts iepriekšējā metodē.
Elektrofīlā aminēšana
Šajā metodē amīns (piemēram, metilamīns) tiek reaģēts ar elektrofilu slāpekļa avotu, kas bieži rodas in situ, amīnam reaģējot ar atbilstošu oksidētāju (piemēram, slāpekļskābi). Šo pieeju retāk izmanto tiešai sintēzei, bet to var pielāgot radniecīgu savienojumu sintēzei.
Gadījuma analīze
Amitraza hidrohlorīda (īpaši tā atvasinājumu, piemēram, amitraza hidrohlorīda) izmantošana saules bateriju materiālos galvenokārt ir uzlabota halkogenīda saules bateriju veiktspēja un stabilitāte.
1. gadījums: Pētījums Shaanxi Normal University
Pētījuma priekšvēsture:
halkogenīda materiāli, īpaši FAPbI3, ir kļuvuši par daudzsološiem kandidātiem saules enerģijas pārveidošanas lietojumiem. Tomēr šiem materiāliem ir defekti un slikta plēves kvalitāte.
Pielietojums:
Pētnieki no Shaanxi Normal University ieviesa 1H-pirazol-1-karboksamidīna hidrohlorīdu (PCH) FAPbI3 halkogenīda plānās kārtiņās. PCH molekulārajā struktūrā ir pirazola gredzens, kas saistīts ar formamidīnu (FA), kas palīdz iekļauties plānās kārtiņas režģī un pasīvāt defektus.
Efekts:
PCH klātbūtne radīja FAPbI3 ierīces ar augstāku kristāliskumu, gludākām virsmām un mazāku defektu blīvumu, kā rezultātā uzlabojās atvērtās -ķēdes spriegums (Voc) un piepildījuma koeficients. Fotoelementu pārveidošanas efektivitāte sasniedz rekordaugstu līmeni 24,62%, un tai ir lieliska stabilitāte ilgstošas gaisa iedarbības un termiskā stresa apstākļos.
2. gadījums: Huazhong Zinātnes un tehnoloģijas universitātes un Džordžijas universitātes, ASV, sadarbība
Ķēdes ķēdes ratu priekšrocības
Fons:
Pamatojoties uz (4-FPEA)2MA4Pb5I16 halkogenīdu, pētnieki pētīja formamidīna hidrohlorīda (FACl) kā piedevas ietekmi.
Pielietojums:
FACl piedeva aizkavē MACl izdalīšanos caur MA/FA katjonu apmaiņas mehānismu, tādējādi izvairoties no plēves bojājumiem, ātri atbrīvojoties. Tajā pašā laikā FA+ katjoni nonāk halkogenīda režģī, sašaurinot joslu spraugu un paplašinot spektrālās absorbcijas diapazonu.
Efekts:
FACl piedeva ievērojami uzlabo fotoelektriskās konversijas efektivitāti (PCE) un LDRP halkogenīda saules bateriju stabilitāti. Salīdzinot ar parasti izmantoto MACl, FACl sasniedz labākus uzlabojumus un paver jaunas iespējas halkogenīda saules bateriju komerciālai izmantošanai.
3. gadījums: FAPbI3 melnās fāzes stabilizēšana ar 2D halkogenīda veidni
- Pamatinformācija: FAPbI3 halkogenīds ir piesaistījis lielu uzmanību tā lieliskā fotoelementu veiktspējas un augstās termiskās stabilitātes dēļ, taču tā fāzes stabilitātes problēma ir ierobežojusi tā pielietojumu.
- Pielietošanas stratēģija: pētnieki ir izmantojuši režģa saskaņošanu starp FA-bāzētiem 2D halkogenīdiem un FAPbI3, lai stabilizētu melno fāzi FAPbI3, veidojot šablonus daudz zemākās temperatūrās nekā parastās atlaidināšanas temperatūras. lai gan šajā gadījumā formamidīna hidrohlorīds nav tieši minēts, tas uzsver halkogenīdu plānās kārtiņas stabilitātes un veiktspējas uzlabošanos, izmantojot režģa saskaņošanas un šablonu stratēģiju. Šī stratēģija papildina amidīna hidrohlorīda lomu halkogenīda saules bateriju veiktspējas uzlabošanā.
Amidīna hidrohlorīda pielietojums saules bateriju materiālu sagatavošanā
Amidīna hidrohlorīdu var izmantot kā prekursoru vai starpproduktu konkrētu savienojumu sintēzei saules bateriju materiālu sagatavošanā, jo īpaši tuvu infrasarkano staru absorbējošu materiālu sintēzē. Ieviešot formamidīna hidrohlorīdu vai tā atvasinājumus, ir iespējams uzlabot halkogenīda saules bateriju plēves kvalitāti, kristāliskumu un pasivācijas defektus, tādējādi palielinot fotoelementu konversijas efektivitāti un stabilitāti. Šie atklājumi uzsver formamidīna hidrohlorīda un tā atvasinājumu efektivitāti kā jaunas piedevas augstas veiktspējas halkogenīda saules bateriju izstrādei.
Tā kā tam ir divas funkcijas - "protonu rezervuārs" un bufera aģents
Formamidīna hidrohlorīds(FACl) ir organisks savienojums, kas satur formamidīna grupu (-C(NH)NH₂). Amino slāpekļa atoms (-NH₂⁺) un hlorīda jons (Cl⁻) tā molekulārajā struktūrā piešķir tai unikālas protonu donora/receptoru spējas. Organiskās sintēzes, perovskīta materiālu un bioķīmijas jomās FACl bieži izmanto kā "protonu rezervuāru" un buferi. Dinamiski pielāgojot protonu koncentrāciju (H⁺) vai pH vērtību, tas optimizē reakcijas ceļus vai materiāla īpašības. Tālāk tas analizēs no tā protonu pārneses mehānisma un buferefekta aspektiem.
Protonu donora/uztvērēja funkcija kā "protonu krātuve"
Protonu donoru raksturojums
FACl amīnu grupā aminogrupas slāpekļa atoms (-NH₂⁺) elektronegativitātes atšķirības dēļ var atbrīvot protonus (H⁺), pārvēršoties amīna radikālī (-C(NH)NH⁻). Šī īpašība padara to par efektīvu protonu donoru skābos apstākļos (piemēram, pH < 4). Piemēram, kad FACl reaģē ar svina jodīdu (PbI₂), veidojot svina jodfenilfluorīdu (FAPbI3), amīnu grupa atbrīvo protonus, veicinot PbI₂ izšķīšanu un režģa rekonstrukciju un veidojot vienotu perovskīta plēvi. Eksperimenti liecina, ka FACl pievienošana var palielināt FAPbI₃ plēvju kristāliskumu par 20%, samazināt defektu blīvumu par 15%, tādējādi palielinot ierīces fotoelektriskās konversijas efektivitāti (PCE) līdz vairāk nekā 22%.
Protonu uztvērēja īpašības
Sārmainos apstākļos (piemēram, pH > 8) FACl hlorīda jons (Cl⁻) var pieņemt protonus, radot hlorūdeņradi (HCl), savukārt amīnu grupa (-C(NH)NH₂) darbojas kā Lūisa bāze un veido koordinācijas saites ar metāla joniem (piemēram, Pb²⁺). Šī īpašība ļauj tai spēlēt galveno lomu heterociklisko savienojumu (piemēram, imidazolilglicerofosfāta, IGP) sintēzē. Piemēram, IGP sintēzē FACl darbojas kā protonu receptors, stabilizējot reakcijas starpproduktu un palielinot iznākumu no 60% līdz 85%.
Dinamiskais protonu pārneses mehānisms
FACl protonu donora/uztvērēja funkcija ir dinamiski atgriezeniska. Šķīdumā FACl protonētais stāvoklis (-NH₂⁺) un deprotonēts stāvoklis (-C(NH)NH⁻) tiek līdzsvarots ar pH. Piemēram, pie pH=5 FACl protonētā daļa ir aptuveni 70%, ļaujot vienlaicīgi atbrīvot un pieņemt protonus, panākot protonu dinamisku uzglabāšanu un atbrīvošanu. Šis raksturlielums padara to izcilu fotoluminiscējošos materiālos: pielāgojot FACl koncentrāciju, var kontrolēt perovskīta plēvju emisijas viļņa garumu (λ_max) (zilā krāsa{8}}nobīdīta no 520 nm uz 480 nm), un nesēja kalpošanas laiku (τ) var pagarināt (no 10 nns).
pH regulēšanas funkcija kā buferšķīdums
Vājas skābes{0}}Vājas bāzes bufersistēma
FACl amīnu grupa (pKa ≈ 6,5) un hlorīda jons (Cl⁻) veido vāju skābes-vāju bāzes bufera pāri, kas var efektīvi pretoties pH svārstībām robežās 5.5 - 7.5. Piemēram, perovskīta prekursora šķīdumā, pievienojot 0,1M FACl, pH 0,2 var izvairīties no stabilizācijas pie 0,6. PbI₂ nokrišņi vai FAPbI3 fāzes pāreja lokālu pH izmaiņu dēļ. Eksperimentālie dati liecina, ka šķīdumiem, kas buferēti ar FACl, plēves viendabīgums uzlabojas par 30% un defektu blīvums ir mazāks par 10¹⁰ cm⁻³.
Izturība pret traucējumiem
FACl buferējošais efekts ir izturīgs pret stiprām skābēm/spēcīgām bāzēm. Šķīdumā, kas satur 0,1 M HCl, 0,2 M FACl pievienošana var paaugstināt pH no 1,0 līdz 5,5; šķīdumā, kas satur 0,1 M NaOH, 0,2 M FACl pievienošana var pazemināt pH no 13,0 līdz 7,5. Šī īpašība padara to par izcilu bioloģiskās katalītiskās reakcijās: piemēram, Aldola reakcijā, ko katalizē aldehīda dehidrogenāze, FACl bufersistēma (pH=7.0) var palielināt reakcijas selektivitāti no 80% līdz 95%, vienlaikus kavējot blakusproduktu veidošanos.
Sinerģisks efekts ar neorganiskiem buferiem
FACl var veidot saliktu bufersistēmu ar fosfātu sāļiem (piemēram, Na2HPO4/NaH₂PO4) vai acetāta sāļiem (piemēram, CH3COONa/CH3COOH), paplašinot pH regulēšanas diapazonu. Piemēram, perovskīta gaismas diožu ražošanā kompozītmateriālu bufersistēma, kas sastāv no FACl (0,05 M) un fosfāta (0,1 M), var stabilizēt emisijas slāņa pH 6,5, palielināt ierīces ārējo kvantu efektivitāti (EQE) no 15% līdz 22% un vienlaikus pagarināt darbības laiku no 10 0₂ 500 stundas).
Populāri tagi: formamidine hydrochloride cas 6313-33-3, piegādātāji, ražotāji, rūpnīca, vairumtirdzniecība, pirkt, cena, vairumā, pārdošanai