Ερυθρό άλας νατρίου του μεθυλίουείναι μια χημική ουσία που ανακαλύφθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1950 και είναι επίσης ένας ενισχυτής της εκπομπής ορατού φωτός (σύνθετη χρωστική ουσία). Αποτελείται από αλκαλικές ουσίες (μεθυλικό νάτριο) και θειικά άλατα (κόκκινο νάτριο), με μοριακό τύπο Na2S2042H20 και CAS 845-10-3. Επί του παρόντος, έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην παρασκευή και τροποποίηση στερεών κόκκινων βαφών και είναι ένα από τα πιο σημαντικά πρόσθετα σε στερεές χρωστικές και χρωστικές. Οι φυσικές του ιδιότητες επηρεάζονται κυρίως από την αναλογία σύνθεσης νατρίου και θειικού στις πρώτες ύλες, καθώς και από τον αριθμό των μορίων του νερού στον μοριακό τύπο. Η διαλυτότητά του είναι ιδιαίτερα υψηλή στο νερό και είναι ένα εύκολα διαλυτό ιόν. Η δομή του προϊόντος είναι ένα διμερές και υπάρχει μια αντίδραση ενυδάτωσης μεταξύ δύο μορίων, η οποία είναι ο λόγος για τη δομή του διπλού στρώματος στη μοριακή δομή, καθιστώντας το έναν ενισχυτή εκπομπής ορατού φωτός (σύνθετη χρωστική ουσία). Έχει μεγάλη γκάμα εφαρμογών, κυρίως για την παρασκευή συμπαγών κόκκινων βαφών και την τροποποίηση. Αυτή η βαφή ονομάζεται «χρωστική ουσία ερυθρού μεθυλίου νατρίου». Έχει εξαιρετική αντοχή στο νερό και αντοχή στο πλύσιμο, και αυτή τη στιγμή είναι ένας από τους πιο συχνά χρησιμοποιούμενους χρωστικούς παράγοντες. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε βιομηχανίες όπως βαφές, επιστρώσεις βαφής, εκτύπωση και βαφή βαφής, βαφή υφασμάτων κ.λπ.
|
|
|
|
Χημικός τύπος |
C15H14N3O2- |
|
Ακριβής μάζα |
268 |
|
Μοριακό βάρος |
268 |
|
m/z |
268 (100.0%), 269 (16.2%), 270 (1.2%), 269 (1.1%) |
|
Στοιχειακή Ανάλυση |
C, 67.15; H, 5.26; N, 15.66; O, 11.93 |
Ερυθρό άλας νατρίου του μεθυλίου, με τον χημικό τύπο C15H14N3NaO2, είναι μια πολυλειτουργική και ευρέως χρησιμοποιούμενη χημική ουσία, που αποδεικνύει ιδιαίτερα τη μοναδική της αξία σε τομείς όπως η χημική ανάλυση, η βιολογική έρευνα και η περιβαλλοντική παρακολούθηση.
1. Έρευνα και Διδασκαλία
Διαδραματίζει επίσης σημαντικό ρόλο στους τομείς της επιστημονικής έρευνας και διδασκαλίας. Είναι ένα από τα απαραίτητα αντιδραστήρια που χρησιμοποιούνται σε πολλά εργαστήρια για διάφορα χημικά πειράματα και επιστημονική έρευνα. Αξιοποιώντας τα χαρακτηριστικά του, οι ερευνητές μπορούν να εμβαθύνουν στους μηχανισμούς και τους νόμους των χημικών αντιδράσεων, παρέχοντας ισχυρή υποστήριξη για επιστημονικές ανακαλύψεις και τεχνολογικές καινοτομίες. Ταυτόχρονα, το κόκκινο φαινυλικό νάτριο είναι επίσης ένα σημαντικό εργαλείο στη διδασκαλία της χημείας. Η επίδειξη των αλλαγών χρώματος και άλλων χαρακτηριστικών μπορεί να βοηθήσει τους μαθητές να κατανοήσουν καλύτερα τις αρχές και τις εφαρμογές των δεικτών οξέος-βάσης.
2. Μέτρηση συγκέντρωσης ιόντων
Εκτός από το ότι χρησιμεύει ως δείκτης οξέος-βάσης, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση και τη μέτρηση της συγκέντρωσης ιόντων σε υδατικά διαλύματα. Ρυθμίζοντας την τιμή του pH του διαλύματος και προσθέτοντας άλας νατρίου σε διάλυμα Ερυθρού του Μεθυλίου, μπορούν να παρατηρηθούν αλλαγές χρώματος και να συναχθεί η συγκέντρωση συγκεκριμένων ιόντων στο διάλυμα. Αυτό το χαρακτηριστικό κάνει το διάλυμα άλατος νατρίου ερυθρού μεθυλίου να έχει ευρείες προοπτικές εφαρμογής σε τομείς όπως η περιβαλλοντική παρακολούθηση και η ανάλυση της ποιότητας του νερού. Για παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση της συγκέντρωσης ραδιενεργών ιόντων στο νερό και να βοηθήσει στην αξιολόγηση της ασφάλειας της ποιότητας του νερού.
3. Μικροβιολογικές εφαρμογές
Στον τομέα της μικροβιολογίας, χρησιμοποιείται επίσης ως σημαντικός παράγοντας χρώσης και εργαλείο αναγνώρισης. Χρησιμοποιείται κυρίως για τον εντοπισμό συγκεκριμένων τύπων βακτηρίων, όπως το Escherichia coli. Το IMViC (Indole, Methyl Red, Voges Proskauer, and Citrate Utilization or Catalase Production Test) είναι μια μέθοδος βιοχημικών δοκιμών που χρησιμοποιείται για τη διάκριση μεταξύ κολοβακτηριδίων, των οποίων το κόκκινο του μεθυλίου είναι σημαντικό συστατικό. Μέσω της δοκιμής IMViC, είναι δυνατός ο γρήγορος και ακριβής εντοπισμός του Escherichia coli και άλλων σχετικών βακτηρίων, κάτι που έχει μεγάλη σημασία για τη δημόσια υγεία και την ασφάλεια των τροφίμων.
4. Βιολογικές βαφές
Είναι επίσης ένας βιολογικός παράγοντας χρώσης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη χρώση και την παρατήρηση κυττάρων και ιστών. Στην ιατρική και βιολογική έρευνα, η χρώση κυττάρων και ιστών είναι ένα σημαντικό μέσο για την παρατήρηση και την ανάλυση της μορφολογίας, της δομής και της λειτουργίας των κυττάρων. Η δυνατότητα σύνδεσης και χρωματισμού συγκεκριμένων συστατικών εντός των κυττάρων βοηθά τους ερευνητές να δουν την εσωτερική δομή και τις αλλαγές των κυττάρων πιο καθαρά. Για παράδειγμα, στην αιματολογική έρευνα,άλας νατρίου ερυθρού μεθυλίουμπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη χρώση ερυθρών αιμοσφαιρίων και λευκών αιμοσφαιρίων. Στην ιστολογική έρευνα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη χρώση διαφορετικών τύπων τομών ιστού.
5. Ανάλυση χημικής αντίδρασης
Παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην ανάλυση χημικών αντιδράσεων. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης οξείδωσης-αναγωγής για να συμμετάσχει στην παρακολούθηση και την ποσοτική ανάλυση ορισμένων χημικών αντιδράσεων. Για παράδειγμα, στη διαδικασία τιτλοδότησης ιόντων σιδήρου με θειικό δημήτριο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης για τον προσδιορισμό του τελικού σημείου της τιτλοδότησης. Επιπλέον, το άλας νατρίου του ερυθρού του μεθυλίου μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση ένυδρων διαλυμάτων ιόντων σε χημικές αντιδράσεις και τις διεργασίες και τα αποτελέσματα άλλων σχετικών χημικών αντιδράσεων.
6. Βιομηχανικές εφαρμογές
Στον βιομηχανικό τομέα έχει επίσης μεγάλη γκάμα εφαρμογών. Λόγω της εξαιρετικής βαφής και της σταθερότητάς του, χρησιμοποιείται συχνά ως πρώτη ύλη ή πρόσθετο για βαφές και χρωστικές ουσίες. Σε βιομηχανίες όπως η κλωστοϋφαντουργία, το δέρμα, τα πλαστικά κ.λπ., μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επεξεργασία βαφής και χρωματισμού, δίνοντας στα προϊόντα φωτεινά χρώματα και αποχρώσεις που διαρκούν-. Επιπλέον, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως πρώτη ύλη ή ενδιάμεσο για ορισμένα χημικά προϊόντα για τη συμμετοχή σε διαδικασίες βιομηχανικής παραγωγής.
7. Ασφάλεια και Προστασία του Περιβάλλοντος
Αν και έχει ευρεία αξία εφαρμογής σε πολλούς τομείς, η χρήση του απαιτεί επίσης προσοχή σε θέματα ασφάλειας και περιβάλλοντος. Είναι ελαφρώς επιβλαβές για το νερό, επομένως θα πρέπει να αποφεύγεται η επαφή μη αραιωμένων ή μεγάλων ποσοτήτων του προϊόντος με υπόγεια ύδατα, πλωτές οδούς ή συστήματα αποχέτευσης κατά τη χρήση. Εν τω μεταξύ, λόγω της συγκεκριμένης χημικής του δράσης, θα πρέπει να λαμβάνονται μέτρα ατομικής και περιβαλλοντικής προστασίας κατά τη χρήση του για την αποφυγή βλάβης στην ανθρώπινη υγεία και στο περιβάλλον. Ωστόσο, αξίζει να σημειωθεί ότι το ίδιο το άλας νατρίου στο ερυθρό του μεθυλίου είναι μια μη-μη τοξική και αβλαβής χημική ουσία που δεν προκαλεί καρκινογόνες ή τοξικές αντιδράσεις, επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ασφάλεια υπό κατάλληλες συνθήκες.
Ερυθρό άλας νατρίου του μεθυλίου, ως σημαντικός δείκτης όξινης-βάσης και πρώτης ύλης βαφής, περιλαμβάνει πολλαπλά στάδια χημικής αντίδρασης στη διαδικασία σύνθεσής του, συμπεριλαμβανομένης της διαζώτωσης, της σύζευξης και του επακόλουθου σχηματισμού άλατος νατρίου.
Παρασκευή πρώτων υλών
Κύριες πρώτες ύλες:
Ρ-Αμινοβενζολοσουλφονικό οξύ (ή παρόμοιες ενώσεις αρωματικών αμινών): ως πρόδρομος για την αντίδραση διαζωτίωσης.
01
Τα μηχανήματα συγκριτικής αξιολόγησης έχουν μεγάλη επιρροή, καλύπτοντας 1.500 εταιρείες και 15 γνωστές-επιχειρήσεις σε ολόκληρη τη χώρα
02
Νιτρώδες νάτριο: χρησιμοποιείται για την παραγωγή αλάτων διαζωνίου.
03
Υδροχλωρικό οξύ: ρυθμίζει την οξύτητα του συστήματος αντίδρασης και προάγει την αντίδραση διαζώτωσης.
04
Υδροξείδιο του νατρίου: χρησιμοποιείται για την διαβροχή του ερυθρού του μεθυλίου.
05
Διαλύτες και πρόσθετα:
Νερό:
Ως ένας από τους διαλύτες της αντίδρασης.
Αιθανόλη:
Μερικές φορές χρησιμοποιείται για τη διάλυση του ερυθρού του μεθυλίου ή ως μέσο αντίδρασης.
Πάγος:
Χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της θερμοκρασίας της αντίδρασης, ειδικά σε αντιδράσεις διαζωτοποίησης.
Ανθρακικό νάτριο ή διττανθρακικό νάτριο:
χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της τιμής του pH των αντιδράσεων σύζευξης.
Προετοιμασία ασφαλείας:
(1)
Φοράτε κατάλληλο ατομικό προστατευτικό εξοπλισμό, συμπεριλαμβανομένων χημικών προστατευτικών ενδυμάτων, γυαλιών, γαντιών κ.λπ.
(2)
Εξασφαλίστε καλό αερισμό στο εργαστήριο για να αποφύγετε τη συσσώρευση τοξικών αερίων.
(3)
Προετοιμάστε μέτρα αντιμετώπισης έκτακτης ανάγκης, όπως εξουδετερωτικούς παράγοντες, πλύσιμο ματιών κ.λπ.
Σύνθεση Ερυθρού Μεθυλίου
1. αντίδραση διαζώτωσης
(1)
Διαλύστε το παρααμινοβενζολοσουλφονικό οξύ σε κατάλληλη ποσότητα νερού και προσθέστε μια κατάλληλη ποσότητα υδροχλωρικού οξέος για να ρυθμίσετε το pH στο όξινο εύρος (συνήθως pH<2).
(2)
Προσθέστε αργά διάλυμα νιτρώδους νατρίου (διαλυμένο σε μικρή ποσότητα νερού) στάγδην στο διάλυμα υπό συνθήκες παγόλουτρου, ενώ αναδεύετε. Η επιτάχυνση των σταγονιδίων θα πρέπει να ελέγχεται ώστε να διασφαλίζεται ότι η θερμοκρασία του διαλύματος της αντίδρασης δεν υπερβαίνει τους 5 βαθμούς C, προκειμένου να αποφευχθούν βίαιες αντιδράσεις και η δημιουργία υποπροϊόντων.
(3)
Αφού ολοκληρωθεί η στάγδην προσθήκη, συνεχίστε την ανάδευση του διαλύματος της αντίδρασης για ένα χρονικό διάστημα (συνήθως μισή έως μία ώρα) για να επιτρέψετε την πλήρη εξέλιξη της αντίδρασης διαζώτωσης. Σε αυτό το σημείο, το διάλυμα αντίδρασης θα πρέπει να εμφανίζεται πορτοκαλί κίτρινο ή κοκκινοκαφέ, υποδεικνύοντας το σχηματισμό αλάτων διαζωνίου.
2. Αντίδραση σύζευξης
(1)
Dissolve N, N-dimethylaniline in an appropriate amount of water or ethanol, and add an appropriate amount of sodium carbonate or sodium bicarbonate to adjust the pH to the alkaline range (usually pH>8).
(2)
Προσθέστε αργά το παραπάνω διάλυμα άλατος διαζωνίου στάγδην στο διάλυμα N, N-διμεθυλανιλίνης ενώ διατηρείτε την ανάδευση και την κατάλληλη θερμοκρασία (συνήθως μεταξύ 0 βαθμών C και θερμοκρασίας δωματίου).
(3)
Αφού ολοκληρωθεί η στάγδην προσθήκη, συνεχίστε την ανάδευση του διαλύματος αντίδρασης για μια χρονική περίοδο (συνήθως μερικές ώρες) για να επιτρέψετε την πλήρη εξέλιξη της αντίδρασης σύζευξης. Σε αυτό το σημείο, το χρώμα του διαλύματος της αντίδρασης θα αλλάξει σταδιακά σε κόκκινο ή πορτοκαλί κόκκινο, υποδεικνύοντας ότι έχει δημιουργηθεί το ερυθρό του μεθυλίου.
3. Καθαρισμός και μετα{1}}επεξεργασία
(1)
Φιλτράρετε το διάλυμα αντίδρασης σύζευξης για να αφαιρέσετε τις πρώτες ύλες και τα παραπροϊόντα που δεν αντέδρασαν.
(2)
Μετά τη συμπύκνωση ή την εξάτμιση του διηθήματος σε ορισμένο όγκο, προσθέστε κατάλληλη ποσότητα διαλύτη (όπως αιθανόλη) για ανακρυστάλλωση. Η θερμοκρασία και ο χρόνος πρέπει να ελέγχονται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανακρυστάλλωσης για να ληφθούν κρύσταλλοι κόκκινου μεθυλίου υψηλής καθαρότητας{{1}.
(3)
Πλύνετε τους ανακρυσταλλωμένους κρυστάλλους κόκκινου μεθυλίου πολλές φορές με κρύο νερό για να αφαιρέσετε τους υπολειμματικούς διαλύτες και τις ακαθαρσίες.
(4)
Τέλος, τοποθετήστε τους κρυστάλλους κόκκινου μεθυλίου σε φούρνο στεγνώματος κενού και στεγνώστε τους σε σταθερό βάρος για μελλοντική χρήση.
Παρασκευή άλατος νατρίου κόκκινου μεθυλίου
(1)
Διαλύστε τους αποξηραμένους κρυστάλλους ερυθρού μεθυλίου σε κατάλληλη ποσότητα αιθανόλης ή νερού (επιλέξτε τον διαλύτη με βάση τη διαλυτότητα του ερυθρού του μεθυλίου).
(2)
Slowly add sodium hydroxide solution (sodium hydroxide dissolved in a small amount of water) while stirring until the reaction solution becomes alkaline (usually pH>10). Σε αυτό το σημείο, μπορεί να παρατηρηθεί μια μικρή αλλαγή στο χρώμα του διαλύματος, αλλά συνολικά παραμένει σταθερό.
(3)
Συνεχίστε την ανάδευση του μίγματος της αντίδρασης για μια χρονική περίοδο (συνήθως μισή ώρα έως μία ώρα) για να διασφαλίσετε την πλήρη μετατροπή του ερυθρού του μεθυλίου στη μορφή άλατος νατρίου του.
(4)
Εξατμίστε το διάλυμα της αντίδρασης μέχρι ξηρού ή εκτελέστε ξήρανση με ψεκασμό για να απομακρυνθεί ο διαλύτης και λάβετε το στερεό προϊόν διαλύματος άλατος νατρίου ερυθρού του μεθυλίου.
Η σύνθεση διαλύματος άλατος νατρίου ερυθρού μεθυλίου είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει πολλαπλά στάδια χημικής αντίδρασης. Διάλυμα ερυθρού μεθυλίου υψηλής καθαρότητας προϊόντα άλατος νατρίου μπορούν να ληφθούν με ακριβή έλεγχο των συνθηκών αντίδρασης, επιλογή κατάλληλων πρώτων υλών και διαλυτών και τα απαραίτητα στάδια καθαρισμού και{1}}μετά την επεξεργασία. Στην πρακτική λειτουργία, είναι απαραίτητο να τηρούνται αυστηρά οι κανονισμοί ασφάλειας του εργαστηρίου και οι διαδικασίες λειτουργίας για να διασφαλιστεί η ομαλή εξέλιξη των πειραμάτων και η προσωπική ασφάλεια. Επιπλέον, με τη συνεχή ανάπτυξη και πρόοδο της επιστήμης και της τεχνολογίας, νέες μέθοδοι σύνθεσης και στρατηγικές βελτιστοποίησης θα συνεχίσουν να εμφανίζονται, παρέχοντας πιο αποτελεσματικούς και φιλικούς προς το περιβάλλον τρόπους για την παρασκευή διαλύματος άλατος νατρίου ερυθρού μεθυλίου.
FAQ
1. Ποιες είναι οι κύριες χημικές εφαρμογές του;
Χρησιμοποιείται κυρίως στην αντίδραση σύζευξης Suzuki. Ως πρόδρομος των αρυλοϊωδιδίων, σχηματίζει αποτελεσματικά δεσμούς άνθρακα-με αλογονωμένες αρωματικές ενώσεις ή αλκένια υπό κατάλυση παλλαδίου. Είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο δομικό στοιχείο για τη σύνθεση ενδιάμεσων φαρμάκων και υλικών υγρών κρυστάλλων.
2. Ποιες είναι οι σημαντικές φυσικές και χημικές του ιδιότητες;
Σε θερμοκρασία δωματίου, είναι μια λευκή έως υπόλευκη-κρυσταλλική σκόνη και είναι σχετικά σταθερή στον αέρα και την υγρασία. Η βορονική ομάδα μπορεί να συνδυαστεί αναστρέψιμα με ενώσεις διόλης και το άτομο ιωδίου της προσδίδει υψηλή αντιδραστικότητα στις αντιδράσεις σύζευξης.
3. Τι πρέπει να προσέχετε κατά τη χρήση και την αποθήκευση;
Πρέπει να φυλάσσεται σε σφραγισμένο, σκοτεινό και ξηρό περιβάλλον. Κατά τη λειτουργία, πρέπει να φοράτε προστατευτικό εξοπλισμό για την αποφυγή εισπνοής σκόνης. Η βορική ομάδα σε αυτό μπορεί να έχει επίδραση σε ορισμένους βιολογικούς στόχους, επομένως πρέπει να δοθεί προσοχή στη βιολογική ασφάλεια.
4. Ποια είναι μερικά κοινά σχετικά παράγωγα ή πεδία εφαρμογής;
Μπορεί να χρησιμεύσει ως πρόδρομος για τη σύνθεση πιο πολύπλοκων αρυλοβορικών και εφαρμόζεται ευρέως στην επιστήμη των υλικών (όπως το OLED), στη φαρμακευτική έρευνα (όπως η σύνθεση αναστολέων κινάσης) και ως μοριακός ανιχνευτής σε μελέτες αναγνώρισης υδατανθράκων.
Δημοφιλείς Ετικέτες: αλάτι μεθυλίου κόκκινου νατρίου cas 845-10-3, προμηθευτές, κατασκευαστές, εργοστάσιο, χονδρική, αγορά, τιμή, χύμα, προς πώληση