Моноосновной литий-фосфатCAS #: 13453-80-0

Синонимы

Монолитийфосфат; Дигидроортофосфат лития; Дигидрофосфат лития; Дигидрогенортофосфат лития

Формула соединения: H2LiO4P

Молекулярный вес: 103,93

Внешний вид: Белый порошок или кристаллы

Температура плавления: >100 °C

Температура кипения: н/д

Плотность: 2,5 г/см3

Растворимость в H2O: Н/Д

Точная масса: 103.985074

Масса моноизотопа: 103,985074

Введение продукта: Рутеноцен (Ru(C₅H₅)₂, CAS #: 13453-80-0)

Рутеноцен с химической формулой Ru(C₅H₅)₂ и номером CAS 13453-80-0 представляет собой известное соединение металлоцена, в котором центральный атом рутения инкапсулирован двумя кольцами циклопентадиенила (Cp). Это стабильное в воздухе кристаллическое твердое вещество оранжевого цвета сочетает в себе структурную элегантность металлоценов с уникальной каталитической активностью, термостойкостью и универсальностью окислительно-восстановительного потенциала, что делает его ценным активом в органическом синтезе, гомогенном катализе и передовом материаловедении. Являясь членом семейства металлоценовых переходных металлов, рутеноцен выделяется своей сбалансированной реакционной способностью — более стабильной, чем кобальтоцен, но более каталитически активной, чем никелоцен, что позволяет использовать его как в промышленных процессах, так и в передовых исследованиях.

Химические и физические свойства

Четкая электронная структура и многослойная геометрия рутеноцена обуславливают уникальный набор свойств:

Стабильность: Исключительно устойчив к воздуху, устойчив к окислению даже в условиях окружающей среды — в отличие от многих реакционноспособных металлоценов. Он имеет температуру плавления 199 °C и разлагается при температуре выше 350 °C в инертной атмосфере, обеспечивая долговечность при высоких температурах.

Растворимость: Растворим в органических растворителях, таких как бензол, толуол, хлороформ и тетрагидрофуран (ТГФ), с ограниченной растворимостью в полярных растворителях, таких как метанол. Эта растворимость позволяет использовать его при катализе в растворной фазе и осаждении тонких пленок.

Окислительно-восстановительные свойства: Проявляет обратимое одноэлектронное окисление при +0,45 В по сравнению с ферроценом/ферроцением (Fc/Fc⁺), образуя стабильный катион рутеноцена. Этот умеренный окислительно-восстановительный потенциал делает его полезным в качестве медиатора переноса электронов в электрохимических системах и каталитических циклах.

Магнитные свойства: диамагнитен в твердом состоянии благодаря отсутствию неспаренных электронов в центре рутения(II), что упрощает его использование в исследованиях магнитно-резонансной спектроскопии (ЯМР) каталитических промежуточных продуктов.

Структура: Имеет ступенчатую многослойную конфигурацию (D₅d симметрия) с прочной связью η⁵ между атомом рутения и каждым Cp-кольцом, что способствует его термической и химической стабильности, сохраняя при этом доступную металл-центрированную реакционную способность.

Основные области применения

Рутеноцен (CAS 13453-80-0) является неотъемлемой частью различных научных и промышленных применений:

Гомогенный катализ: служит прекурсором для катализаторов в реакциях гидрирования, окисления и образования углерод-углеродных связей. Его рутениевый центр, активируемый лигандами, такими как фосфины, эффективно катализирует гидрирование алкенов, алкинов и кетонов с частотами оборота (TOF) до 500 ч⁻¹ в мягких условиях (30–80 °C, 1–5 атм H₂). Он также способствует реакциям гидрирования переноса с использованием изопропанола в качестве источника водорода, достигая конверсии >99% при восстановлении фармацевтических промежуточных продуктов.

Органический синтез: Обеспечивает селективную функционализацию органических молекул, включая синтез гетероциклов (например, пиридинов, фуранов) и сложных природных продуктов. Катализаторы, полученные из рутеноцена, облегчают реакции активации C-H, позволяя напрямую арилировать арены без предварительной функционализации, снижая стадии синтеза на 30–40% по сравнению с традиционными методами.

Материаловедение: Используется в качестве прекурсора при химическом осаждении из газовой фазы (CVD) для тонкопленочного осаждения рутения. Пленки, выращенные из рутеноцена, демонстрируют низкое удельное сопротивление (7,1 μОм·см) и высокую термическую стабильность, что делает их пригодными для межсоединений в передовой микроэлектронике и в качестве защитных покрытий в топливных элементах.

Электрохимические устройства: функционируют как окислительно-восстановительный зонд в электрохимических датчиках и как добавка в редокс-проточных батареях (RFB). Его обратимое окислительно-восстановительное поведение позволяет точно измерять кинетику электродов, а его стабильность в водных и органических электролитах позволяет использовать радиоактивные электролиты с длительным циклом и энергоэффективностью 75–80%.

Медицинская химия: Исследован как потенциальный противоопухолевый агент благодаря своей способности связывать ДНК и ингибировать пролиферацию опухолевых клеток. Производные рутеноцена с аминовыми или карбоксилатными заместителями демонстрируют селективную токсичность по отношению к раковым клеткам (IC₅₀ = 5–20 мкМ) в доклинических исследованиях, с меньшими побочными эффектами, чем препараты на основе платины, такие как цисплатин.

Преимущества и ограничения

Рутеноцен предлагает явные преимущества наряду с практическими соображениями:

Стабильность и баланс реакционной способности: его стабильность на воздухе упрощает работу по сравнению с реакционноспособными металлоценами (например, кобальтоценом), в то время как доступный рутениевый центр поддерживает высокую каталитическую активность, преодолевая разрыв между надежностью и производительностью.

Селективность: Обеспечивает точный контроль над путями реакции в катализе, сводя к минимуму побочные продукты в синтезе сложных молекул.

Настраиваемость: Замещенные рутеноцены (например, производные метил-, фенил-Cp) могут быть синтезированы для изменения растворимости, окислительно-восстановительного потенциала и каталитической активности, адаптируя характеристики к конкретным применениям.

Ограничения: Более высокая стоимость по сравнению с металлоценами железа или кобальта из-за относительной редкости рутения (10⁻⁷% в земной коре) ограничивает широкомасштабное использование в процессах, чувствительных к стоимости. Его низкая растворимость в водных средах также ограничивает его применение в биологических системах без дериватизации.

Синтез и контроль качества

Рутеноцен получают путем оптимизированного металлоорганического синтеза:

Метатезис соли: Циклопентадиенил натрия (NaC₅H₅) реагирует с хлоридом рутения(III) (RuCl₃·3H₂O) в ТГФ в инертной атмосфере с восстановителем (например, цинковой пылью) с образованием форм рутения(II): 2 NaC₅H₅ + RuCl₂ → Ru(C₅H₂) + 2 NaCl.

Очистка: Сырой продукт очищается путем сублимации (120–150°C под вакуумом) или рекристаллизации из гексана, в результате чего получается чистота >98% для исследовательских сортов и >99,5% для высокочистых материалов.

Контроль качества включает в себя:

¹H ЯМР-спектроскопия для подтверждения циклопентадиенильных протонных сред и обнаружения органических примесей.

Элементный анализ для подтверждения содержания рутения (теоретически 44,3%).

Циклическая вольтамперометрия для подтверждения окислительно-восстановительного потенциала (+0,45 В от Fc/Fc⁺) и электрохимической обратимости.

Безопасность и управляемость

Рутеноцен проявляет умеренную опасность, требующую стандартных мер предосторожности:

Токсичность: Низкая острая токсичность, но соединения рутения могут вызывать раздражение кожи и аллергические реакции при длительном контакте. Хроническое воздействие пыли может повлиять на дыхательную функцию, что требует соблюдения предельных значений профессионального воздействия (например, 10 мг/м³ для рутения в США).

Обращение: Используйте в хорошо проветриваемом вытяжном шкафу с нитриловыми перчатками и защитными очками. В отличие от кобальтоцена, для кратковременной обработки не требуется инертная атмосфера, хотя хранение под аргоном продлевает срок годности.

Хранение: Хранить в плотно закрытом контейнере в прохладном, сухом месте, вдали от сильных окислителей (например, перекисей), чтобы предотвратить возможные реакции.

Утилизация: классифицируется как опасные отходы из-за содержания тяжелых металлов; утилизировать в соответствии с местными нормативными актами (например, EPA RCRA в США). Для сжигания требуются установки, оборудованные для улавливания остатков рутения.

Подробные протоколы действий в чрезвычайных ситуациях см. в паспорте безопасности продукта (SDS).

Упаковка и доступность

Рутеноцен выпускается в формах, адаптированных к исследовательским и промышленным потребностям:

Исследовательский класс: флаконы 1–50 г с чистотой >98% для лабораторного синтеза и катализа.

Высокая чистота: контейнеры 10–100 г с чистотой >99,5% для CVD и электронных приложений.

Форма раствора: 0,05–0,5 М растворов в толуоле или ТГФ (10–100 мл) для удобной интеграции в каталитические реакции.

Мировое производство ограничено специализированными металлоорганическими производителями в Европе, США и Японии, с годовой мощностью около 500 кг. Доступны услуги по индивидуальному синтезу замещенных рутеноценов (например, производных триметилсилил-Cp) для специализированных каталитических применений.

Для получения технических характеристик, цен или индивидуальных рецептур свяжитесь с нашей командой, специализирующейся на металлоорганических соединениях драгоценных металлов.

Информация по охране труда и технике безопасности

Сигнальное слово: Предупреждение Опасность

Выписки: H302-H315-H319-H335

Коды опасностей: Xn

Коды рисков: 22-36/37/38

Заявления по технике безопасности: 26-36

Номер RTECS: TC6593950

Информация о транспорте: Н/Д

WGK Германия: 3

Химические идентификаторы

Линейная формула: LiH2PO4

Pubchem CID: 23669251

Номер MDL: MFCD00016188

Номер ЕС: 236-633-6

Наименование ИЮПАК: дигидрофосфат лития

Beilstein/Reaxys No.: Н/Д

УЛЫБАЕТСЯ: [Li+]. [О-]P(=O)(O)O

Идентификатор inchI: InChI=1S/Li.H3O4P/c;1-5(2,3)4/h; (H3,1,2,3,4)/q+1;/p-1

Клавиша inchI: SNKMVYBWZDHJHE-UHFFFAOYSA-M

Упаковка стандартной упаковки: 

Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 735 галлонов для жидкости на поддонах.