мишень для распыления фосфата литияCAS #: 10377-52-3

Синонимы

Н/Д

Формула соединения: Li3O4P

Молекулярный вес: 115,79

Внешний вид: Белый

Цель Температура плавления: н/д

Температура кипения: н/д

Плотность: Н/Д

Растворимость в H2O: Н/Д

Точная масса: 116.001432

Масса моноизотопа: 116.001432

Введение продукта: Кобальтоцен (Co(C₅H₅)₂, CAS #: 10377-52-3)

Кобальтоцен с химической формулой Co(C₅H₅)₂ и номером CAS 10377-52-3 представляет собой известное металлоорганическое соединение, принадлежащее к семейству металлоценовых, характеризующееся центральным атомом кобальта, зажатым между двумя циклопентадиенильными (Cp) кольцами. Это темно-фиолетовое кристаллическое твердое вещество обладает исключительными восстановительными свойствами, высокой электронной плотностью и уникальными окислительно-восстановительными свойствами, что делает его ценным инструментом в органическом синтезе, электрохимии и материаловедении. В отличие от его более стабильного двоюродного брата никелоцена, высокая реакционная способность кобальтоцена позволяет использовать его в каталитических реакциях и процессах переноса электронов, где контролируемая окислительно-восстановительная активность имеет решающее значение.

Химические и физические свойства

Особая структура и электронная конфигурация кобальтоцена обуславливают уникальный набор свойств:

Стабильность: Чувствителен к воздуху, подвергается постепенному окислению в условиях окружающей среды с образованием ионов кобальтоцена. Он стабилен в инертных атмосферах (аргон, азот) с температурой плавления 173 °C и началом разложения около 220 °C, требуя бережного обращения для сохранения реакционной способности.

Растворимость: Хорошо растворяется в неполярных органических растворителях, таких как бензол, толуол и гексан, и умеренно растворяется в тетрагидрофуране (ТГФ). Такая растворимость облегчает его использование в растворно-фазовых реакциях и электрохимических исследованиях.

Окислительно-восстановительные свойства: Проявляет обратимое одноэлектронное окисление при -0,9 В по сравнению с ферроценом/ферроцением (Fc/Fc⁺), одним из самых сильных восстановителей металлоцена. Это делает его идеальным для реакций переноса электронов, где он отдает электроны органическим субстратам или металлическим центрам.

Магнитные свойства: Парамагнитный благодаря наличию трех неспаренных электронов в центре кобальта(II) с магнитным моментом 3,8 БМ, что позволяет применять его в исследованиях магнитного резонанса и методах спин-мечения.

Структура: Имеет ступенчатую сэндвич-геометрию (D₅d симметрию) со связью η⁵ между атомом кобальта и каждым Cp-кольцом, хотя его более слабые взаимодействия металл-кольцо по сравнению с никелоценом способствуют его более высокой реакционной способности.

Основные области применения

Кобальтоцен (CAS 10377-52-3) незаменим в специализированных химических и материаловедческих приложениях:

Органический синтез: Служит мощным восстановителем в реакциях, требующих контролируемого переноса электронов, таких как восстановление кетонов, альдегидов и иминов до соответствующих им спиртов или аминов. Это позволяет селективно сокращать функциональные группы, не затрагивая чувствительные группы, достигая выхода 80–95% в мягких условиях (комнатная температура, инертная атмосфера). Он также облегчает реакции циклизации при синтезе гетероциклов (например, пирролидинов, индолинов), используемых в фармацевтических промежуточных продуктах.

Электрохимические системы: используются в качестве окислительно-восстановительного медиатора в батареях, датчиках и электрокаталитических процессах. Его низкий окислительный потенциал делает его подходящим для органических радикальных аккумуляторов, где он действует как анодный материал с теоретической емкостью 110 мАч/г. В электрохимических сенсорах он улучшает перенос электронов между аналитами и электродами, повышая чувствительность обнаружения тяжелых металлов и биомолекул.

Катализ: действует как сокатализатор в реакциях полимеризации, в частности, для синтеза полиолефинов. В паре с катализаторами на основе циркония он способствует живой полимеризации, получая полимеры с узким распределением молекулярной массы (Mw/Mn = 1,1–1,3). Он также катализирует реакции гидрирования алкенов и алкинов, хотя его использование ограничено чувствительностью воздуха.

Материаловедение: Прекурсор для кобальтсодержащих тонких пленок и наночастиц путем химического осаждения из газовой фазы (CVD) и термического разложения. Пленки, нанесенные из кобальтоцена, демонстрируют высокую чистоту и проводимость, находят применение в магнитных накопителях и каталитических покрытиях. Наночастицы, полученные из кобальтоцена (5–15 нм), многообещающе используются в магнитно-резонансной томографии (МРТ) в качестве контрастных веществ.

Радикальная химия: Инициирует реакции радикальной полимеризации путем генерации органических радикалов путем переноса электронов. Он обеспечивает контролируемую радикальную полимеризацию стиролов и акрилатов, производя полимеры с четко определенной архитектурой (например, блок-сополимеры) для применения в современных материалах.

Преимущества и ограничения

Кобальтоцен обладает уникальными преимуществами наряду с практическими задачами:

Восстановительная способность: Его сильная восстановительная способность позволяет проводить реакции, которые затруднительны или невозможны с более мягкими восстановителями, расширяя область синтетической химии.

Селективность: Преимущественно уменьшает определенные функциональные группы, сводя к минимуму побочные реакции при синтезе сложных молекул.

Окислительно-восстановительная перестройка: Производные с замещенными Cp-кольцами (например, метил, фенил) могут быть синтезированы для регулировки окислительно-восстановительного потенциала, подгоняя реакционную способность для конкретных применений.

Ограничения: Чувствительность к воздуху усложняет погрузочно-разгрузочные работы, требуя методов работы в инертной атмосфере (перчаточные ящики, лески Schlenk) и специализированного хранения. Более высокая стоимость по сравнению с неорганическими солями кобальта (например, CoCl₂) ограничивает широкомасштабное использование, а его токсичность (как и у других соединений кобальта) требует строгих протоколов безопасности.

Синтез и контроль качества

Кобальтоцен получают путем классического металлоорганического синтеза:

Метатезис соли: циклопентадиенил натрия (NaC₅H₅) реагирует с хлоридом кобальта(II) (CoCl₂) в ТГФ в инертной атмосфере: 2 NaC₅H₅ + CoCl₂ → Co(C₅H₅)₂ + 2 NaCl.

Очистка: Сырой продукт очищается путем сублимации (80–100°C в вакууме) или рекристаллизации из гексана, в результате чего получается чистота >97% для исследовательских сортов и >99% для высокочистых применений.

Контроль качества включает в себя:

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

Элементный анализ для проверки содержания кобальта (теоретически 30,1%).

Циклическая вольтамперометрия для подтверждения окислительно-восстановительного потенциала (-0,9 В в зависимости от Fc/Fc⁺) и электрохимической обратимости.

Безопасность и управляемость

Из-за его реакционной способности и токсичности правильное обращение с кобальтоценом имеет решающее значение:

Токсичность: классифицируется как вредная при проглатывании, вдыхании или всасывании через кожу. Ионы кобальта могут вызывать аллергические реакции, а хроническое воздействие связано с проблемами с легкими и сердцем.

Обращение: Необходимо использовать в бардачке или в инертной атмосфере со строгим исключением воздуха и влаги. Наденьте непроницаемые перчатки (бутилкаучук), лабораторный халат и защитные очки. Избегайте контакта с окислителями, которые могут вызвать быстрое окисление и потенциальное возгорание.

Хранение: Хранить в герметичных ампулах или колбах Schlenk под аргоном или азотом, поставить в холодильник (0–5°C) до медленного разложения.

Утилизация: классифицируется как опасные отходы из-за содержания кобальта. Утилизируйте в соответствии с местными нормами (например, EPA RCRA в США), при этом для сжигания требуются объекты, оборудованные для улавливания тяжелых металлов.

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

Упаковка и доступность

Кобальтоцен выпускается в формах, разработанных с учетом его чувствительности к воздуху:

Исследовательский класс: ампулы 1–50 г, запечатанные аргоном, чистотой >97% для лабораторного синтеза.

Класс высокой чистоты: контейнеры 10–100 г в упаковке в инертной атмосфере, с чистотой >99% для электрохимических и CVD-применений.

Форма раствора: 0,1–0,5 М растворы в дегазированном толуоле или ТГФ (10–100 мл), предварительно расфасованные в герметичные флаконы для немедленного использования.

Мировое производство ограничено специализированными металлоорганическими производителями в Европе, США и Японии, с годовой мощностью около 1 тонны. Доступны услуги по индивидуальному синтезу замещенных кобальтоцен (например, производных этилциклопентадиенила) для получения индивидуальной реакционной способности.

Для получения технических спецификаций, рекомендаций по обращению или индивидуальных рецептур свяжитесь с нашей командой, специализирующейся на чувствительных к воздуху металлоорганических соединениях.

Информация по охране труда и технике безопасности

Сигнальное слово: Предупреждение

Предупреждения об опасностях: H302-H315-H319-H335

Коды опасностей: Xn

Коды рисков: 22-36/37/38

Заявления по технике безопасности: 26-36

Номер RTECS: Н/Д

Информация о транспорте: Н/Д

WGK Германия: 1

Химические идентификаторы

Линейная формула: Li3PO4

Pubchem CID: 165867

Номер MDL: MFCD00016187

Номер ЕС: 233-823-0

Наименование ИЮПАК: трилитийфосфат

Beilstein/Reaxys No.: Н/Д

УЛЫБАЕТСЯ: [Li+]. [Li+]. [Li+]. [О-]P([O-])([O-])=O

Идентификатор inchI: InChI=1S/3Li.H3O4P/c;;; 1-5(2,3)4/ч;; (H3,1,2,3,4)/q3*+1;/p-3

Клавиша inchI: TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K

Упаковка Стандартная Упаковка:

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.