Фосфид литияCAS #: 12057-29-3

Синонимы

Фосфид трилития

Формула соединения: Li3P

Молекулярный вес: 51.794

Внешний вид: Солидный

Температура плавления: н/д

Температура кипения: н/д

Плотность: Н/Д

Растворимость в H2O: Н/Д

Точная масса: 52,022 г/моль

Масса моноизотопа: 52,022 г/моль

Введение продукта: Никелоцен (Ni(C₅H₅)₂, CAS #: 12057-29-3)

Никелоцен с химической формулой Ni(C₅H₅)₂ и номером CAS 12057-29-3 представляет собой известное металлоценовое соединение, в котором центральный атом никеля зажат между двумя кольцами циклопентадиенила (Cp). Это стабильное в воздухе зеленое кристаллическое твердое вещество обладает уникальными металлоорганическими свойствами, включая высокую электронную плотность, обратимое окислительно-восстановительное поведение и термическую стабильность — характеристики, которые делают его бесценным в катализе, материаловедении и органическом синтезе. Являясь членом семейства металлоценовых, никелоцен преодолевает разрыв между неорганической и органической химией, обеспечивая инновационные приложения в области хранения энергии, полимеризации и электронных материалов.

Химические и физические свойства

Сэндвич-структура никелоцена наделяет его отличительными свойствами:

Стабильность: Устойчив к воздействию воздуха при комнатной температуре (в отличие от многих металлоценов, таких как производные ферроцена), с температурой плавления 171°C и началом разложения выше 300°C в инертных условиях. Эта стабильность упрощает обращение и хранение по сравнению с более реактивными металлоорганическими соединениями.

Растворимость: Растворим в органических растворителях, включая бензол, толуол и тетрагидрофуран (ТГФ), с ограниченной растворимостью в полярных растворителях, таких как метанол. Такая растворимость позволяет легко интегрировать его в процессы, основанные на растворе, такие как катализ и осаждение тонких пленок.

Окислительно-восстановительные свойства: Проявляет обратимое одноэлектронное окисление при +0,8 В по сравнению с ферроценом/ферроцением (Fc/Fc⁺), образуя стабильный катион никелоцена. Эта окислительно-восстановительная активность делает его полезным в электрохимических датчиках и присадках к аккумуляторам.

Магнитные свойства: Парамагнитен в твердом состоянии благодаря присутствию неспаренных электронов в никелевом (II) центре, с магнитным моментом 2,8 BM, что позволяет применять его в контрастных веществах для магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Структура: Имеет ступенчатую многослойную геометрию (D₅d симметрия) с прочной связью η⁵ между атомом никеля и каждым Cp-кольцом, что способствует его термической и химической стойкости.

Основные области применения

Никелоцен (CAS 12057-29-3) является неотъемлемой частью различных научных и производственных процессов:

Катализ: Служит в качестве предварительного катализатора полимеризации олефинов, в частности, для синтеза полиэтилена и полипропилена. При активации метилалюминоксаном (МАО) он способствует контролируемой полимеризации с высокой активностью (10⁵ г полимера/моль Ni·h) и образует полимеры с узким распределением молекулярной массы (Mw/Mn = 1,5–2,0). Он также катализирует реакции гидрирования алкенов и алкинов, достигая конверсии >95% в мягких условиях (50°C, 1 атм H₂).

Химическое осаждение из газовой фазы (CVD): используется в качестве прекурсора для осаждения тонких пленок никеля в микроэлектронике. В процессах CVD никелоцен разлагается при 250–350 °C с образованием чистых никелевых пленок с низким удельным сопротивлением (6,8 μОм·см) и отличной адгезией к кремниевым подложкам. Эти пленки имеют решающее значение для межсоединений в интегральных схемах и магнитных запоминающих устройствах.

Органический синтез: действует как окислительно-восстановительный медиатор в радикальных реакциях, способствуя образованию связи C-C в реакциях перекрестного связывания и циклизации. Он позволяет синтезировать фармацевтические промежуточные продукты (например, индолы, пирролы) с выходом 70–90%, превосходя традиционные металлические катализаторы по селективности для функционализированных субстратов.

Хранение энергии: используется в качестве добавки в электролитах литий-ионных аккумуляторов для образования стабильной межфазной твердой электролитной фазы (SEI) на графитовых анодах. Его окислительно-восстановительная активность удаляет свободные радикалы, продлевая срок службы батареи на 20% и уменьшая затухание емкости в высоковольтных элементах (4,3 В).

Магнитные материалы: прекурсор наночастиц на основе никеля и магнитных сплавов (например, NiFe₂O₄). При термическом разложении никелоцена в присутствии пентакарбонила железа образуются магнитные наночастицы диаметром 5–20 нм, используемые в хранении данных и биомедицинской визуализации.

Преимущества и ограничения

Никелоцен обладает явными преимуществами наряду с практическими соображениями:

Стабильность воздуха: В отличие от многих металлоценов (например, кобальтоцена), он не требует хранения в инертной атмосфере, что снижает сложность и затраты на транспортировку.

Универсальность: Функционирует как катализатор, прекурсор CVD и окислительно-восстановительный агент, что позволяет использовать его в различных отраслях промышленности с минимальными модификациями.

Управляемость: Его четко определенная структура позволяет точно настраивать каталитическую активность и свойства тонких пленок, поддерживая стабильные промышленные процессы.

Ограничения: Более высокая стоимость по сравнению с неорганическими солями никеля (например, NiCl₂) из-за металлоорганического синтеза, что ограничивает широкомасштабное использование в приложениях, чувствительных к стоимости. Он также токсичен при проглатывании или вдыхании, что требует строгих протоколов безопасности.

Синтез и контроль качества

Никельоцен получают путем налаженного металлоорганического синтеза:

Метатезис соли: циклопентадиенил натрия (NaC₅H₅) реагирует с хлоридом никеля(II) (NiCl₂) в ТГФ в инертной атмосфере: 2 NaC₅H₅ + NiCl₂ → Ni(C₅H₅)₂ + 2 NaCl.

Очистка: Сырой продукт перекристаллизуется из гексана или толуола для достижения чистоты >98%, с последующей сублимацией (100°C в вакууме) с получением высокочистых сортов (>99,5%).

Контроль качества включает в себя:

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (¹H ЯМР) для подтверждения среды циклопентадиенила протона и обнаружения органических примесей.

Элементный анализ на содержание никеля (теоретический 27,3%).

Термогравиметрический анализ (ТГА) для обеспечения термической стабильности (начало разложения >300°C).

Безопасность и управляемость

Правильное обращение с никельоценом имеет важное значение для снижения рисков:

Токсичность: классифицируется как вредная при проглатывании или вдыхании, при этом ионы никеля проявляют потенциальную канцерогенность. Острое воздействие может вызвать раздражение дыхательных путей и сенсибилизацию кожи.

Обращение: Используйте в хорошо вентилируемом вытяжном шкафу в перчатках (нитриловый или бутилкаучук) и защитных очках. Избегайте контакта с сильными окислителями, которые могут вызвать возгорание.

Хранение: Хранить в плотно закрытой таре в прохладном, сухом месте, вдали от источников тепла и прямых солнечных лучей. Для кратковременного хранения не требуется специальной инертной атмосферы.

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

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

Упаковка и доступность

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

Исследовательский класс: флаконы 1 г – 100 г с чистотой >98% для лабораторного синтеза и катализа.

Высокая чистота: контейнеры 100–1 кг с чистотой >99,5% для CVD и электронных приложений.

Форма раствора: 0,1–1,0 М растворов в толуоле или ТГФ (100 мл–1 л) для удобной интеграции в реакции полимеризации.

Мировое производство возглавляют производители специальной химии в Европе, США и Азии, годовая мощность которых превышает 5 тонн. Для замещенных производных никелоцена (например, метилированных Cp-колец) для специализированных применений доступны услуги по синтезу на заказ.

Для получения технических характеристик, цен или индивидуальных рецептур свяжитесь с нашей командой, специализирующейся на металлоорганических соединениях и современных материалах.

Информация по охране труда и технике безопасности

Сигнальное слово: н/д

Предупреждения об опасностях: Н/Д

Коды опасности: Н/Д

Коды рисков: Н/Д

Заявления о безопасности: Н/Д

Информация о транспорте: Н/Д

Химические идентификаторы

Линейная формула: Li3P

Pubchem CID: 21959736

Номер ЕС: 235-020-0

Наименование ИЮПАК: трилитий; фосфор(3-)

УЛЫБАЕТСЯ: [Li+]. [Li+]. [Li+]. [-3]

Идентификатор InchI: InChI=1S/3Li.P/q3*+1;-3

Клавиша inchI: JCIXYMPLIRWZJA-UHFFFAOYSA-N

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.