Jodotrimetilsilan, Kemično znana kot (CH3) 3SII, je organozilikonska spojina, ki spada v širši razred silanov. Je brezbarvna do rumenkasto tekočino z ostrem vonjem, za katero je značilna edinstvena kombinacija silicijevih, metil (CH3) skupin in atoma joda (I), pritrjenega na silikonski center. Ta spojina ima tako reaktivnost spojin na osnovi silicija, kot tudi edinstvene lastnosti, ki jih daje jodni substituent.
Gre za izrazito organosilikonsko spojino, ki spada v širšo kategorijo silanov. Njegov fizični videz sega od brezbarvnega do rumenkastega odtenka, ki ga spremlja močan, oster vonj. Edinstvena sestava te spojine je v njegovem osrednjem silicijevem atomu, ki je vezana na tri metil (CH3) skupina in atom joda (I). Ta posebna kombinacija daje njegove značilne lastnosti in reaktivnost.
Bloom Tech ponuja visokokakovosten izdelek, prosimo, da nas kontaktirate, da dobite podrobno ceno!
|
|
|
|
Kemična formula |
C3H9ISI |
|
Natančna masa |
199.95 |
|
Molekularna teža |
200.09 |
|
m/z |
199.95 (100.0%), 200.95 (5.1%), 201.95 (3.3%), 200.96 (3.2%) |
|
Elementarna analiza |
C, 18.01; H, 4,53; I, 63,42; Si, 14.04 |
Uvod izdelkov
Je učinkovit reagent za cepitev različnih funkcionalnih skupin, kot so etri, estri, karbamati, ketali in laktoni. V teh spojinah lahko v blagih pogojih selektivno in učinkovito razbije CO vezi v teh spojinah in pogosto doseže visoke donose. Zaradi tega je dragoceno orodje v organski sintezi za deprotekcijo različnih zaščitnih skupin.
TMSI se običajno uporablja za uvedbo skupine trimetilsilsil (TMS) v organske molekule. Na primer, lahko reagira z alkoholi (ROH), da tvori trimetilsililne ethers (R-OTM) in vodikov jodid (HI). Ta reakcija je pomembna pri zaščiti hidroksilnih skupin med organsko sintezo, saj so TMS ethers pogosto bolj stabilni in lažji za ravnanje kot originalni alkoholi.
V prisotnosti trimetiltinskih delov lahko TMSI selektivno odstrani nekatere aktivne skupine, kot je skupina N-CBZ. Ta sposobnost omogoča kemikom, da natančno manipulirajo s kompleksnimi molekulami, pri čemer se izogibajo neželenim stranskim reakcijam.
- Pred kratkim so poročali, da TMSI pretvori alizfosfotriesterje alizilfosfotrierjev v ustrezne jodide. Ta reakcija širi obseg uporabnosti TMSI v organski sintezi, zlasti na področju spojin, ki vsebujejo fosfor.
- TMSI se uporablja tudi v različnih drugih reakcijah, vključno s sintezo spojin na osnovi Silane, kot so Silane Subimide, alkilni siloni in alkenilni siloni. Njegove lastnosti Lewis kisline in zmanjševanje sposobnosti so dragocen reagent pri mnogih organskih transformacijah.
Poleg njegove uporabe v organski sintezi lahko TMSI uporabimo tudi pri analizi plinske kromatografije. S pretvorbo alkoholov v derivate sililnih etra povečuje nestanovitnost spojin, zaradi česar so primernejši za analizo plinske kromatografije.
Postopek
Priprava reakcijske mešanice: Trimetilsilsil klorid in natrijev jodid se tehta v suhi, inertni atmosferi (npr. Pod dušikom), da se prepreči onesnaženje z vlago ali kisikom. Natrijev jodid se običajno doda v topilo v bučki z okroglim dnom.
Dodajanje trimetilsililnega klorida: Trimetilsilsil klorid nato počasi dodamo mešalni raztopini natrijevega jodida v topilu. V tem koraku je treba paziti, da se izognete živahnemu razvoju plina, ki se lahko pojavi zaradi eksotermične narave reakcije.
Mešanja in nadzor temperature: Reakcijska zmes mešamo nekaj ur pri sobni temperaturi ali pri rahlo povišani temperaturi (npr. 50-60 stopinj), da se zagotovi popolna pretvorba začetnih materialov.
Delo: Ko je reakcija končana, mešanico ugasnemo z dodajanjem vode ali vodne raztopine kisline (npr. HCl), da nevtralizira katero koli preostalo bazo. Izdelek se nato izvleče iz vodne plasti z organskim topilom, kot sta dietilni eter ali heksan, ki je nepomembno z vodo.
Čiščenje: Organska plast, ki jo vsebuje, posušimo nad sušilnim sredstvom (npr. Brezvodni natrijev sulfat ali magnezijev sulfat), da odstranimo preostalo vodo. Nato ga filtriramo, da odstranimo sušilno sredstvo in koncentriramo pod znižanim tlakom, da dobimo čisti izdelek.
Skladiščenje: Shranjeno ga je treba v hladnem, temnem mestu pod inertno atmosfero, da se prepreči razpad in izpostavljenost vlagi ali zraku.
Opomba o katalizi: Medtem ko lahko prisotnost voda ali druge nečistoče v sledovih katalizira reakcijo s spodbujanjem tvorbe silanolnih intermediatov, to ni vedno potrebno za uspešno sintezo. Številne praktične sinteze potekajo gladko, ne da bi potrebovali dodane katalizatorje, saj je sam jodidni anion močan nukleofil, ki lahko neposredno izpodrine klorid.
Jodotrimetilsilane različne nevarnosti
Vnetljiv in eksploziven
Jodotrimetilsilan je zelo vnetljiva tekočina, njegova para pa lahko tvori eksplozivne mešanice, ko jih pomešamo z zrakom. Zato se je treba držati stran od vira požara in toplote in se v uporabi izogibati statični elektriki in iskri, da se prepreči nesreče požara in eksplozije.
Nasilna reaktivnost v stiku z vodo
Lorem ipsum Dolor sit amet consecterur, adipisicing elit. Recusandae quaerat modi iusto esse obcaecati quidem voluptum maxime veniam maiores asperiores fugit reiciendis, quasi labore nobis quam eligendi ducimus izdaje?
Jedkost
Jodotrimetilsilan je korekten in lahko povzroči resne kemične opekline na kožo in očmi. Zato je treba v postopku uporabe nositi ustrezno zaščitno opremo, kot so kemična varnostna očala, plinske maske, kemična odporna oblačila in gumijaste rokavice itd.
Nevarnosti za zdravje
Hlapi ali tekočine jodotrimetilsilana lahko povzročijo draženje in poškodbe dihalnega sistema, oči in kože. Dolgotrajna izpostavljenost ali vdihavanje njegovih hlapov lahko privede do kroničnih zdravstvenih težav, kot so bolezni dihal, vnetja kože itd.
Jodotrimetilsilan lahko povzroči tudi simptome zastrupitve, kot so slabost, bruhanje, glavobol, omotica itd., Ki je v hudih primerih lahko življenjsko nevarna.
Okoljske nevarnosti
Jodotrimetilsilan lahko med uporabo in skladiščenjem uhaja v okolje, kar povzroči kontaminacijo tal, vode in ekosistema. Zato je treba sprejeti ustrezne ukrepe za varstvo okolja, kot so gradnja naprav proti dopustu, čiščenje odpadne vode itd., Da zmanjšate škodo okolju.
Previdnostni ukrepi za delovanje in shranjevanje
Pri delovanju jodotrimetilsilana je treba upoštevati operativne postopke, zagotoviti, da je delovno mesto dobro prezračeno in opremljeno z ustrezno gasilsko opremo in opremo za čiščenje v nujnih primerih.
Uporaba jodotrimetilsilana
► Deprotekcija v organski sintezi
1) cepitev sililnega etra
Mehanizem: ITMS protonira sililni eter kisik, ki tvori karbokacijski vmesnik, ki hidrolizira do alkohola.
Primer: Deprotekcija etrov tert-butildimetilsilila (TBS) v sintezi peptidov.
Prednost: blagi pogoji (sobna temperatura, 1–2 ure) in združljivost s kislinsko občutljivo funkcionalnostjo.
2) Enol eter in acetalno cepitev
Uporaba: ITMS hidrolize enol ethers (npr. V sintezi vitamina D) in acetal (npr. V kemiji ogljikovih hidratov).
► Halogenacijske reakcije
1) jodiranje alkenov
Mehanizem: proti dodajanju joda čez dvojne vezi prek cikličnega jodonijevega vmesnega vmesnika.
Primer: Sinteza vinilnih jodidov za navzkrižne reakcije (npr. Heck, Suzuki).
Prednost: visoka regioselektivnost in blagi pogoji v primerjavi z jodom (I₂).
2) kloriranje in bromiranje
Derivati: Klorotrimetilsilan (TMSCL) in bromotrimetilsilan (TMSBR) se uporabljajo podobno, vendar je za jodinacijo prednostna ITMS.
► Reduktivne transformacije
1) Zmanjšanje sulfoksida
Mehanizem: ITM zmanjšuje sulfokside na sulfide v prisotnosti protonskega vira (npr. Metanol).
Primer: pretvorba metil fenil sulfoksida v metil fenil sulfid.
Prednost: blagi pogoji in visoki donosi.
2) Zmanjšanje skupine nitro
Uporaba: zmanjšuje nitroarene na aniline, čeprav je v ta namen pogostejši kositer (ii) klorid (sncl₂).
► Znanost o materialih
1) Sprememba polimera
Navzkrižno povezovanje: ITM reagira s hidroksil-končnimi polimeri (npr. Poly (etilen glikol)), da tvori sililne eterske navzkrižne povezave.
Degradacija: nadzorovano cepitev sililnih etrov za materiale za dražljaje.
2) Silikonska kemija
Sinteza: ITM se uporablja za uvedbo funkcionalnosti joda v silikonske polimere za spreminjanje površine.
► Farmacevtske izdelke
1) Sinteza zdravil
Primer: ITM se uporablja pri sintezi atorvastatina (lipitorja) za deprotekcijo sililnih etrov v naprednem vmesnem vmesniku.
Prednost: visoka čistost in razširljivost za proizvodnjo GMP.
2) radioaktivno označevanje
Uporaba: ITMS-posredovana jodinacija biomolekul za slikanje PET (npr. [¹²³i]-označeni peptidi).
Prihodnje perspektive
► Integracija s krožno ekonomijoRecikliranje: obnavljanje ITM-jev iz končnih življenjskih polimerov s pirolizo. Primer: Degradacija materialov na osnovi silikona za ponovno uporabo ITM za ponovno uporabo. ► Razširitev na nove trgeShranjevanje energije: Elektroliti, spremenjeni z ITMS, za visokonapetostne litij-ionske baterije. Biomedicina: protimikrobne prevleke za medicinske pripomočke z uporabo ITMS-funkcionaliziranih polimerov. |
|
|
|
► Digitalizacija in avtomatizacijaAI-usmerjena optimizacija procesov: Modeli strojnega učenja napovedujejo rezultate reakcije in zmanjšajo preskušanje in napake v sintezi. Primer: Spremljanje defrotekcije, ki jo posreduje ITMS, v realnem času prek IR spektroskopije IR. ► Regulativni in trajnostni gonilnikiPotrdila o zeleni kemiji: Povpraševanje po ekoloških derivatih ITM-jev v potrošniških dobrin. Zmanjšanje ogljikovega odtisa: Ocene življenjskega cikla (LCA) za zmanjšanje emisij v proizvodnji. |
Iodotrimetilsilan (ITM) stoji kot dokaz moči molekularne zasnove v organski sintezi. Njegova edinstvena profila reaktivnosti, ki združuje blag z vsestranskostjo, omogočena preboja v zdraviliščih, znanosti o materialih in širše. Vendar nevarna narava ITM zahteva stroge varnostne protokole in trajnostne metode proizvodnje. Z sprejemanjem načel krožne ekonomije, napredno katalizo in digitalizacijo lahko kemična industrija izkoristi celoten potencial ITM -jev, hkrati pa zmanjšuje njegov ekološki odtis. Ker se industrije prizadevajo za učinkovitost, varnost in trajnost, se bodo ITM -ji še naprej razvijali in oblikovali prihodnost kemijske sinteze in njegov vpliv na svetovne trge. S sodelovanjem med akademiji, industrijo in regulatorji lahko zagotovimo, da ta vitalni reagent ostane temelj sodobne kemije za prihodnje generacije.
Idodotrimetilsilanski katalitični N ₂ Učinkovitost razpokanja pri 300 stopinjah /30MPA
Nitrogen (n ₂) je najpogostejši plin v zemeljski atmosferi, vendar ima njegova molekularna n ≡ n vez energijo vezi do 941 kJ/mol in je izjemno neaktiven kemično. V industriji se razpoka N ₂ doseže predvsem s postopkom Haber Bosch, ki uporablja katalizatorje na osnovi železa za reagiranje N ₂ z H ₂ pri visoki temperaturi (400-500 stopinj) in visokim tlakom (15-30 MPa) pogojev za proizvodnjo amoniaka (NH3). Vendar ima ta postopek visoko porabo energije, povečanje emisij ogljika in se opira na neobnovljive vire. Zato je razvoj nizkotemperaturnih, nizkotlačnih, učinkovitih in okolju prijaznih N ₂ pokvarjenih katalizatorjev postal raziskovalna žarišče na področju kemije.
Eksperimentalne metode
Čisti TMS-I (98% čistost) je bil kupljen pri Sigma Aldrichu in ga neposredno uporabljal brez nadaljnjega čiščenja. Za izboljšanje stabilnosti so bili nekateri poskusi uporabljeni TMS-I (TMS-I/SIO ₂), naloženi s SIO ₂, z nakladalnim zneskom 10 mas.%. Metoda priprave: TMS-I se raztopi v brezvodnem toluenu in pomešamo s sio ₂ (specifično površino 300 m ²/g). Po ultrazvočni obdelavi 2 uri topilo odstranimo z rotacijskim izhlapevanjem in sušimo pod vakuumom pri 100 stopinjah 12 ur.
Reakcija se izvede v reaktorju z visokotlačnim jeklom z visokim pritiskom (prostornina 100 ml), opremljenega z magnetnim mešanjem in modulom za nadzor temperature. Tipični reakcijski pogoji: katalizator: 0,5 g TMS-I ali TMS-I/SIO2; Reaktanti: N ₂ (99,999%) in H ₂ (99,999%), molsko razmerje 1: 3; Temperatura: 300 stopinj; Pritisk: 30 MPa; Čas: 24 ur
Po reakciji smo plinski produkt analizirali s plinsko kromatografijo (GC, Agilent 7890B), opremljeni z detektorjem TCD, temperatura stolpca pa je bila programirana na 50-200 stopinj. NH ∝ Selektivnost se izračuna z naslednjo formulo:
Med njimi je n ₂ h ₄ stranski produkt hidrazina. Stopnja pretvorbe N ₂ se izračuna z dušikovim ravnovesjem:
Strukturo katalizatorja pred in po reakciji smo analizirali z rentgensko difrakcijo (XRD, Bruker D8 Advance), skenirajočo elektronsko mikroskopijo (SEM, Hitachi SU8010) in rentgensko fotoelektronsko spektroskopijo (XPS, Thermo Scientific K-Alpha), da bi raziskali vzrok za deaktivacijo.
Priljubljena oznake: jodotrimetilsilane CAS 16029-98-4, dobavitelji, proizvajalci, tovarna, veleprodajna, nakup, cena, razsuti