Jodotrimethylsilan, chemicky známá jako (CH3) 3SII, je organosilikonová sloučenina, která patří do širší třídy silanů. Je to bezbarvá až nažloutlá kapalina s štiplavým zápachem, charakterizovaná jeho jedinečnou kombinací křemíku, methylových (CH3) skupin a jódového (I) atomu připojeného k křemíkovému centru. Tato sloučenina vykazuje jak reaktivitu sloučenin na bázi křemíku, tak jedinečných vlastností, které jsou jódovým substituentem.
Je to zřetelná sloučenina organosilikonu, která spadá do širší kategorie silanů. Jeho fyzický vzhled sahá od bezbarvého po nažloutlý odstín, doprovázený silným, štiplavým zápachem. Unikátní make -up této sloučeniny spočívá v jeho centrálním atomu křemíku, který je vázán na tři skupiny methyl (CH3) a atomem jódu (I). Tato konkrétní kombinace poskytuje své charakteristické vlastnosti a reaktivitu.
Bloom Tech nabízí vysoce kvalitní položku, neváhejte nás kontaktovat a získat podrobnou cenu!
|
|
|
|
Chemický vzorec |
C3H9ISI |
|
Přesná hmota |
199.95 |
|
Molekulová hmotnost |
200.09 |
|
m/z |
199.95 (100.0%), 200.95 (5.1%), 201.95 (3.3%), 200.96 (3.2%) |
|
Elementární analýza |
C, 18,01; H, 4,53; I, 63,42; SI, 14.04 |
Úvod produktů
Je to účinné činidlo pro štěpení různých funkčních skupin, jako jsou ethery, estery, karbamáty, ketal a laktony. Může selektivně a efektivně rozbít CO vazby v těchto sloučeninách za mírných podmínek, často dosahuje vysokých výnosů. Díky tomu je cenným nástrojem v organické syntéze pro detekci různých chráněných skupin.
TMSI se běžně používá k zavedení skupiny trimethylsilyl (TMS) do organických molekul. Například může reagovat s alkoholy (ROH) za vzniku trimethylsilyl etherů (R-OTM) a jodidu vodíku (HI). Tato reakce je důležitá při ochraně hydroxylových skupin během organické syntézy, protože TMS ethery jsou často stabilnější a snadnější manipulovat než původní alkoholy.
V přítomnosti trimethyltinových skupin může TMSI selektivně deprotekovat určité aktivní skupiny, jako je skupina N-CBZ. Tato schopnost umožňuje chemikům manipulovat s komplexními molekulami s přesností a zabránit nežádoucím postranním reakcím.
- Nedávno bylo hlášeno, že TMSI převádí allyl- a benzylfosfotriestry na jejich odpovídající jodidy. Tato reakce rozšiřuje rozsah použitelnosti TMSI v organické syntéze, zejména v oblasti sloučenin obsahujících fosfor.
- TMSI se také používá v různých jiných reakcích, včetně syntézy sloučenin na bázi silanu, jako jsou silane subimidy, alkylové silany a alkenyl-silany. Díky jeho vlastnostem Lewisovy kyseliny a redukční schopnosti z něj činí cenné činidlo v mnoha organických transformacích.
Kromě použití v organické syntéze může být TMSI také použit v analýze plynové chromatografie. Přeměnou alkoholů na silyletherové deriváty zvyšuje těkavost sloučenin, což je činí vhodnější pro analýzu chromatografie plynu.
Postup
Příprava reakční směsi: Trimethylsilylchlorid a jodid sodný se zváží v suché inertní atmosféře (např. Pod dusíkem), aby se zabránilo kontaminaci vlhkosti nebo kyslíku. Jodid sodný se obvykle přidává do rozpouštědla v baňce s kulatým dnem.
Přidání trimethylsilylchloridu: Trimethylsilylchlorid se pak pomalu přidává do míchacího roztoku jodidu sodného v rozpouštědle. Během tohoto kroku je třeba věnovat pozornost tomu, aby se zabránilo intenzivnímu vývoji plynu, což může nastat v důsledku exotermické povahy reakce.
Míchání a regulace teploty: Reakční směs se míchá několik hodin při teplotě místnosti nebo při mírně zvýšené teplotě (např. 50-60 stupňů), pokud je to nutné, aby se zajistila úplná přeměna výchozích materiálů.
Zpracování: Po dokončení reakce je směs uhasena přidáním vody nebo vodného roztoku kyseliny (např. HCI) k neutralizaci zbývající základny. Produkt je poté extrahován z vodné vrstvy za použití organického rozpouštědla, jako je diethylether nebo hexan, který je nemísitelný vodou.
Čištění: Organická vrstva obsahující ji suší nad sušicím činidlem (např. Engnosův síran sodný nebo síranu hořečnatého), aby se odstranily zbytkovou vodu. Poté se filtruje, aby se odstranil sušicí činidlo a koncentroval se za sníženého tlaku, aby se získal čistý produkt.
Skladování: Měl by být uložen na chladném, tmavém místě pod inertní atmosférou, aby se zabránilo rozkladu a vystavení vlhkosti nebo vzduchu.
Poznámka k katalýze: Zatímco přítomnost stopových množství vody nebo jiných nečistot může katalyzovat reakci podporou tvorby silanolových meziproduktů, není to vždy nutné pro úspěšnou syntézu. Mnoho praktických syntéz postupuje hladce bez potřeby přidaných katalyzátorů, protože samotný anion jodidu je silný nukleofil schopný přímo přemístit chlorid.
Jodotrimethylsilan řada nebezpečí
Hořlavá a výbušná
Jodotrimethylsilan je vysoce hořlavá kapalina a jeho pára může tvořit výbušné směsi, když je smícháno se vzduchem. Proto je nutné držet dál od zdroje ohně a tepla a vyhýbat se statické elektřině a jiskrám v procesu použití, aby se zabránilo nehodám požáru a výbuchu.
Násilná reaktivita v kontaktu s vodou
Lorem Ipsum Dolor Sit amet Consectetur, Adipisicing Elit. Recusandae quaerat modi iusto rem esse obcaecati quidem voluptatum maxime veniam maiores asperiores fugit reiCiendis, kvazi pracovně nobis quam eligendi ducimus samy
Korozivita
Jodotrimethylsilan je korozivní a může způsobit vážné chemické popáleniny na kůži a očí. Proto je nutné nosit vhodné ochranné vybavení, jako jsou chemické bezpečnostní brýle, plynové masky, chemické odolné oděvy a gumové rukavice atd., Aby se zabránilo přímému kontaktu mezi chemikálií a kůží, očí atd.
Zdravotní rizika
Spoluče nebo kapaliny jodotrimethylsilanu mohou způsobit podráždění a poškození dýchacího systému, očí a kůže. Dlouhodobé vystavení nebo inhalaci jeho párů může vést k chronickým zdravotním problémům, jako jsou onemocnění dýchacích cest, zánět kůže atd.
Jodotrimethylsilan může také způsobit příznaky otravy, jako je nevolnost, zvracení, bolest hlavy, závratě atd., Které mohou být v závažných případech ohrožující život.
Environmentální rizika
Iodotrimethylsilan může během používání a skladování uniknout do životního prostředí, což způsobuje kontaminaci půdy, vody a ekosystému. Proto je nutné přijmout příslušná opatření na ochranu životního prostředí, jako je výstavba protiúrovňových zařízení, čištění odpadních vod atd., Aby se minimalizovala poškození životního prostředí.
Opatření pro provoz a skladování
Při provozu jodotrimethylsilanu je nutné dodržovat provozní postupy, zajistit, aby bylo provozní místo dobře větrano a vybaveno vhodným zařízením pro hasičské boje a pohotovostním zařízením pro únik.
Aplikace jodotrimethylsilanu
► Derotekce v organické syntéze
1) SILYLETHER STREAVAGE
Mechanismus: ITMS protonaje silythether kyslík a vytváří meziprodukt karbocation, který hydrolyzuje na alkohol.
Příklad: Deprotekce terc-butyldimethylsilyl (TBS) ethers v syntéze peptidu.
Výhoda: Mírné podmínky (pokojová teplota, 1–2 hodiny) a kompatibilita s funkcemi citlivými na kyseliny.
2) Enolother a acetální štěpení
Aplikace: ITMS hydrolyzuje enol ethery (např. Syntéza vitamínu D) a acetály (např. V chemii uhlohydrátů).
► Halogenační reakce
1) JODINACE ALKENES
Mechanismus: Antidice jodu napříč dvojitými vazbami prostřednictvím meziproduktu cyklického jodonia.
Příklad: Syntéza vinylových jodidů pro křížové vazby (např. Heck, Suzuki).
Výhoda: Vysoká regioselektivita a mírné podmínky ve srovnání s jódem (I₂).
2) Chlorace a brominace
Deriváty: Chlorotrimethylsilan (TMSCL) a bromotrimethylsilan (TMSBR) se používají podobně, ale pro jodaci je upřednostňován ITM.
► Reduktivní transformace
1) Redukce sulfoxidu
Mechanismus: ITMS snižuje sulfoxidy na sulfidy v přítomnosti protonového zdroje (např. Methanol).
Příklad: Konverze methylhylsulsulfoxidu na methylfenylsulfid.
Výhoda: Mírné podmínky a vysoké výnosy.
2) Snížení skupiny Nitro
Aplikace: Snižuje nitroareny na aniliny, ačkoli cín (II) chlorid (SnCl₂) je pro tento účel častější.
► Věda o materiálech
1) Modifikace polymeru
Croswinging: ITM reaguje s polymery zakončenými hydroxyl (např. Poly (ethylenglykol)) za vzniku silyletherového zesíťování.
Degradace: kontrolované štěpení silyl etherů pro materiály reagující na podněty.
2) Silikonová chemie
Syntéza: ITMS se používá k zavedení funkcí jódu do silikonových polymerů pro modifikaci povrchu.
► Pharmaceuticals
1) Syntéza léčiva
Příklad: ITMS se používá při syntéze atorvastatinu (lipitor) k deprotekci silyl etherů v pokročilém meziproduktu.
Výhoda: Vysoká čistota a škálovatelnost pro výrobu GMP.
2) radioaktivně značení
Aplikace: ITMS zprostředkovaná jodační biomolekuly pro zobrazování PET (např. [¹²³i]-jmenované peptidy).
Budoucí perspektivy
► Integrace s kruhovou ekonomikouRecyklace: Obnovení ITM z polymerů na konci života prostřednictvím pyrolýzy. Příklad: Degradace silikonových materiálů pro regeneraci ITM pro opětovné použití. ► Expanze na nové trhySkladování energie: ITMS-modifikované elektrolyty pro vysokopěťové lithium-iontové baterie. Biomedicína: Antimikrobiální povlaky pro zdravotnické prostředky pomocí ITM-funkcionalizovaných polymerů. |
|
|
|
► Digitalizace a automatizaceOptimalizace procesu řízená AI: Modely strojového učení předpovídají reakční výsledky a snižují pokus a omylem při syntéze. Příklad: Monitorování ITMS zprostředkované deprotekce ITMS prostřednictvím inline IR spektroskopie. ► Regulační a udržitelnostiCertifikace zelené chemie: Poptávka po ekologických derivátech ITMS ve spotřebním zboží. Snížení uhlíkové stopy: Hodnocení životního cyklu (LCA), aby se minimalizovaly emise ve výrobě. |
Jodotrimethylsilan (ITMS) je svědectvím o síle molekulárního návrhu v organické syntéze. Její jedinečná míra kombinující profil reaktivity s všestranností umožnila průlomy ve farmaceutických vědách, vědě o materiálech a dále. Nebezpečná povaha ITM však vyžaduje přísné bezpečnostní protokoly a udržitelné metody výroby. Chemickým průmyslem může využít principy kruhové ekonomiky, pokročilé katalýzy a digitalizace využívat plný potenciál ITM a zároveň minimalizovat jeho ekologickou stopu. Vzhledem k tomu, že průmyslová odvětví usilují o efektivitu, bezpečnost a udržitelnost, ITM se budou i nadále vyvíjet a formovat budoucnost chemické syntézy a její dopad na globální trhy. Prostřednictvím úsilí o spolupráci mezi akademií, průmyslem a regulačními orgány můžeme zajistit, aby toto životně důležité činidlo zůstává základním kamenem moderní chemie pro příští generace.
Iodotrimethylsilan Katalytická n ₂ Praskání účinnosti při 300 stupňů /30MPa
Dusík (N ₂) je nejhojnějším plynem v zemské atmosféře, ale jeho molekulární n ≡ n vazba má vazbu energie až 941 kJ/mol a je extrémně neaktivní chemicky. V průmyslu je praskání N ₂ dosaženo hlavně procesem Haber Bosch, který používá katalyzátory na bázi železa k reakci N ₂ s H ₂ za vysokou teplotu (400–500 stupňů) a vysoký tlak (15-30 MPa) k výrobě amoniaku (NH3). Tento proces však má vysokou spotřebu energie, zesílení emisí uhlíku a spoléhá se na neobnovené zdroje. Vývoj nízkoteplotních, nízkotlakých, nízkotlakých, efektivních a ekologicky šetrných katalyzátorů se stal výzkumným hotspotem v oblasti chemie.
Experimentální metody
Čistá TMS-I (98% čistota) byla zakoupena od Sigma Aldrich a používána přímo bez dalšího čištění. Pro zlepšení stability se některé experimenty používaly TMS-I (TMS-I/SIO ₂) naložené SIO ₂, s množstvím 10%hmotn. Metoda přípravy: TMS-I je rozpuštěna v bezvodém toluenu a smíchána s SIO ₂ (specifická povrchová plocha 300 m ²/g). Po ultrazvuku po dobu 2 hodin se rozpouštědlo odstraní otočným odpařováním a sušena ve vakuu při 100 stupňů po dobu 12 hodin.
Reakce se provádí ve vysokotlakém reaktoru z nerezové oceli (objem 100 ml) vybaveného modulem magnetického míchání a regulací teploty. Typické reakční podmínky: katalyzátor: 0,5 g TMS-I nebo TMS-I/SIO2; Reakční složky: N ₂ (99,999%) a H ₂ (99,999%), molární poměr 1: 3; Teplota: 300 stupňů; Tlak: 30 MPa; Čas: 24 hodin
Po reakci byl plynový produkt analyzován plynovou chromatografií (GC, Agilent 7890B), vybavený detektorem TCD a teplota sloupce byla naprogramována na 50-200 stupňů. NH ∝ Selektivita se počítá pomocí následujícího vzorce:
Mezi nimi je n ₂ h ₄ vedlejší produkt hydrazinu. Rychlost přeměny N ₂ se počítá podle rovnováhy dusíku:
Struktura katalyzátoru před a po reakci byla analyzována rentgenovou difrakcí (XRD, Bruker D8 Advance), skenovací elektronovou mikroskopií (SEM, Hitachi SU8010) a rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií (XPS, Thermo Scientific K-alfa), aby se deaktivace.
Populární Tagy: Iodotrimethylsilane CAS 16029-98-4, dodavatelé, výrobci, továrna, velkoobchod, nákup, cena, hromadná, na prodej