Ακετυλακετονικό γάλλιοείναι μια οργανομεταλλική ένωση που αποτελείται κυρίως από ιόντα γαλλίου που συντονίζονται με μόρια ακετυλακετόνης. Ο χημικός τύπος εκφράζεται συνήθως ως Ga(acac)_3, όπου το acac αντιπροσωπεύει το τμήμα ανιόντων της ακετυλακετόνης (CH_3COCH_2COCH_3). Το ακετυλακετοϊκό γάλλιο είναι συνήθως διαλυτό σε οργανικούς διαλύτες όπως αιθανόλη, αιθέρας κ.λπ. Η ειδική διαλυτότητα εξαρτάται από τον τύπο του διαλύτη και την καθαρότητα της ένωσης. Είναι σχετικά σταθερό σε θερμοκρασία και πίεση δωματίου, αλλά θα πρέπει να αποφεύγεται η άμεση επαφή με νερό, ισχυρά οξέα, ισχυρές βάσεις κ.λπ. για την αποφυγή χημικών αντιδράσεων. Το ακετυλακετόν γαλλίου χρησιμοποιείται συχνά ως καταλύτης ή πρόδρομος καταλύτης στην οργανική σύνθεση και συμμετέχει σε διάφορες χημικές αντιδράσεις όπως οξείδωση, αναγωγή, προσθήκη κ.λπ. Οι μοναδικές φυσικές και χημικές του ιδιότητες, το ακετυλακετόν γάλλιο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή οπτικών υλικών, ηλεκτρονικών συσκευών κ.λπ.
|
|
|
| Χημικός τύπος | C15H21GaO6 |
| Μοριακό βάρος | 367.05 |
| Σημείο τήξης | 196-198 βαθμοί (απεκ.) (λιτ.) |
| Σημείο βρασμού | 140 μοίρες 10 mm |
| Συνθήκες αποθήκευσης | Αδρανή ατμόσφαιρα, Θερμοκρασία δωματίου |
| Μορφή | Σκόνη |
| Χρώμα | λευκό έως ανοιχτό κίτρινο |
| Διαλυτότητα | Αδιάλυτο στο νερό. |
Ακετυλακετονικό γάλλιο, ως οργανομεταλλική ένωση, έχει ποικίλες χρήσεις, κυρίως στους τομείς της επιστήμης των υλικών, της καταλυτικής χημείας, της οπτικής και της ηλεκτρονικής.
Οι ακόλουθες είναι μερικές από τις κύριες χρήσεις του ακετυλακετονικού γάλλιου:
Καταλύτες και πρόδρομοι καταλύτες
Το ακετυλακετοϊκό γάλλιο χρησιμοποιείται συχνά ως καταλύτης ή πρόδρομος καταλύτης στην οργανική σύνθεση και μπορεί να συμμετάσχει σε μια ποικιλία χημικών αντιδράσεων, όπως οξείδωση, αναγωγή, προσθήκη, κυκλοποίηση κ.λπ.
Προετοιμασία Μεταλλικών Οργανικών Πλαισίων (MOFs)
Το Gallium acetylacetonae μπορεί να συνδυαστεί με άλλους οργανικούς συνδέτες ή ανόργανα ιόντα για να σχηματίσει μεταλλικά οργανικά υλικά πλαισίου με συγκεκριμένες δομές και λειτουργίες. Αυτά τα υλικά MOFs παρουσιάζουν μεγάλες δυνατότητες στους τομείς της προσρόφησης και διαχωρισμού αερίων, της κατάλυσης, της ανίχνευσης, της παροχής φαρμάκων κ.λπ.
Παρασκευή Νανοϋλικών
Το ακετυλακετοϊκό γάλλιο μπορεί να μετατραπεί σε νανοσωματίδια γαλλίου, νανοσύρματα ή νανοφίλμ μέσω πυρόλυσης ή άλλων χημικών μεθόδων. Αυτά τα νανοϋλικά έχουν ευρείες προοπτικές εφαρμογής στους τομείς της ηλεκτρονικής, της οπτικής, της κατάλυσης και της βιοϊατρικής.
Οπτικές και ηλεκτρονικές εφαρμογές
Το ακετυλακετοϊκό γάλλιο και τα παράγωγά του μπορούν να επιδείξουν μοναδικές οπτικές ή ηλεκτρονικές ιδιότητες υπό ορισμένες συνθήκες, όπως η φωταύγεια και η αγωγιμότητα. Αυτές οι ιδιότητες τους καθιστούν να έχουν ορισμένες δυνατότητες στην προετοιμασία οπτοηλεκτρονικών συσκευών, όπως οι δίοδοι εκπομπής φωτός (LED), οι φωτοανιχνευτές και οι ηλιακές κυψέλες.
Πρόδρομος εναπόθεσης χημικών ατμών (CVD).
Στη βιομηχανία ημιαγωγών, το ακετυλοακετοϊκό γάλλιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρόδρομος για την εναπόθεση χημικών ατμών για την εναπόθεση μεμβρανών γαλλίου ή ένωσης γαλλίου σε υποστρώματα. Αυτό έχει μεγάλη σημασία για την προετοιμασία συσκευών ημιαγωγών υψηλής απόδοσης και ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Εκπαίδευση και έρευνα
Λόγω των μοναδικών χημικών ιδιοτήτων του και των ευρειών προοπτικών εφαρμογής του, το ακετυλοακετοϊκό γάλλιο χρησιμοποιείται επίσης ευρέως στην εκπαίδευση και την έρευνα στους τομείς της χημείας, της επιστήμης των υλικών και της νανοτεχνολογίας.
Ακετυλακετονικό γάλλιο, ως οργανομεταλλική ένωση, έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στον τομέα της καταλυτικής χημείας. Οι περιπτώσεις εφαρμογής και οι προοπτικές του ως καταλύτης ή πρόδρομος καταλύτης αντικατοπτρίζονται κυρίως στις ακόλουθες πτυχές:
Υποθέσεις εφαρμογής
Αντιδράσεις οργανικής σύνθεσης
Το ακετυλακετοϊκό γάλλιο χρησιμοποιείται συχνά ως καταλύτης στην οργανική σύνθεση και μπορεί να συμμετάσχει σε μια ποικιλία χημικών αντιδράσεων, όπως οξείδωση, αναγωγή, προσθήκη, κυκλοποίηση κ.λπ. Αυτές οι αντιδράσεις έχουν σημαντική εφαρμογή στη σύνθεση λεπτών χημικών, τη σύνθεση φαρμάκων και την παρασκευή πολυμερών υλικών.
Για παράδειγμα, το ακετυλακετοϊκό γάλλιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καταλύσει την αντίδραση εποξείδωσης των ολεφινών για τη δημιουργία εποξειδίων, το οποίο είναι ένα βασικό βήμα στη σύνθεση πολλών σημαντικών ενώσεων όπως τα ενδιάμεσα φάρμακα.
Παρασκευή νανοϋλικού
Το ακετυλακετοϊκό γάλλιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρόδρομος και να μετατραπεί σε νανοσωματίδια γαλλίου, νανοσύρματα ή νανοφίλμ με πυρόλυση ή άλλες χημικές μεθόδους. Αυτά τα νανοϋλικά παρουσιάζουν εξαιρετική απόδοση στον τομέα της κατάλυσης και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατάλυση διαφόρων χημικών αντιδράσεων.
Για παράδειγμα, το ακετυλακετοϊκό γάλλιο μπορεί να αντιδράσει με άζωτο σε υψηλή θερμοκρασία για να δημιουργήσει νανοσύρματα νιτριδίου του γαλλίου, τα οποία έχουν πιθανές εφαρμογές σε οπτοηλεκτρονικές συσκευές, αισθητήρες και άλλα πεδία.
Προσρόφηση και διαχωρισμός αερίου
Υλικά μεταλλικών οργανικών πλαισίων (MOFs) που σχηματίζονται από ακετυλακετοϊκό γάλλιο σε συνδυασμό με άλλους οργανικούς συνδέτες έχουν καλή απόδοση στην προσρόφηση και το διαχωρισμό αερίων.
Αυτά τα υλικά MOFs έχουν υψηλό πορώδες και ρυθμιζόμενο μέγεθος πόρων και μπορούν επιλεκτικά να προσροφήσουν και να διαχωρίσουν συγκεκριμένα αέρια.
Προοπτικές
Ανάπτυξη νέων καταλυτών
Με την εμβάθυνση της έρευνας στην καταλυτική χημεία, οι επιστήμονες εξερευνούν συνεχώς νέα συστήματα καταλυτών και καταλυτικούς μηχανισμούς. Ως ένας από τους εκπροσώπους των οργανομεταλλικών καταλυτών, οι μοναδικές χημικές ιδιότητες και η καταλυτική δραστηριότητα του ακετυλακετοϊκού γάλλιου παρέχουν ευρύ χώρο για την ανάπτυξη νέων καταλυτών.
Στο μέλλον, νέοι καταλύτες με υψηλότερη καταλυτική δράση και επιλεκτικότητα μπορούν να αναπτυχθούν ρυθμίζοντας τη δομή, τους συνδετήρες ή τις συνθήκες αντίδρασηςΑκετυλακετονικό γάλλιογια την κάλυψη των αναγκών διαφορετικών τομέων.
Πράσινη χημεία και βιώσιμη ανάπτυξη
Το ακετυλακετοϊκό γάλλιο και το καταλυτικό του σύστημα έχουν μεγάλη σημασία στην πράσινη χημεία και την αειφόρο ανάπτυξη. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αντικατάσταση των παραδοσιακών τοξικών ή εξαιρετικά ρυπογόνων καταλυτών για την επίτευξη πιο φιλικών προς το περιβάλλον και βιώσιμων διεργασιών χημικής αντίδρασης.
Επιπλέον, το καταλυτικό σύστημα ακετυλακετοϊκού γάλλιου μπορεί επίσης να προωθήσει την ανακύκλωση των πόρων και τη μείωση της επεξεργασίας των απορριμμάτων και να συμβάλει στην κατασκευή ενός συστήματος κυκλικής οικονομίας.
Διεπιστημονική ολοκλήρωση και καινοτομία
Με την ταχεία ανάπτυξη και τη διασταυρούμενη-ολοκλήρωση σχετικών κλάδων, όπως η επιστήμη των υλικών, η νανοτεχνολογία και η βιοτεχνολογία, τα πεδία εφαρμογής του ακετυλακετοϊκού γάλλιου επίσης διευρύνονται και εμβαθύνουν συνεχώς. Στο μέλλον, είναι προβλέψιμο ότι το Gallium acetylacetonte θα συνδυαστεί με περισσότερους κλάδους για να παράγει πιο καινοτόμα αποτελέσματα εφαρμογών και τεχνολογικές ανακαλύψεις.
Συνοπτικά, το ακετυλακετοϊκό γάλλιο ως καταλύτης έχει ένα ευρύ φάσμα περιπτώσεων εφαρμογής και ευρείες προοπτικές ανάπτυξης στους τομείς της οργανικής σύνθεσης, της παρασκευής νανοϋλικών, της προσρόφησης αερίων και του διαχωρισμού. Με τη συνεχή πρόοδο της επιστήμης και της τεχνολογίας και τη συνεχή εμβάθυνση της καινοτόμου έρευνας, η καταλυτική εφαρμογή του ακετυλακετοϊκού γάλλιου θα είναι πιο εκτεταμένη και-σε βάθος.
Η σύνθεση τουΑκετυλακετονικό γάλλιοσυνήθως περιλαμβάνει την αντίδραση συντονισμού μεταλλικού γαλλίου και ακετυλακετόνης.
- Μέθοδος σύνθεσης
(1)Προετοιμασία πρώτων υλών
Μεταλλικό γάλλιο (Ga): ως το κεντρικό μέταλλο της αντίδρασης.
Ακετυλακετόνη (acacH): ως πρόσδεμα, σχηματίζοντας σύμπλοκο με μεταλλικό γάλλιο.
Διαλύτης: όπως αιθανόλη, βενζόλιο κ.λπ., που χρησιμοποιούνται για τη διάλυση των αντιδρώντων και την προώθηση της αντίδρασης.
(2)Συνθήκες αντίδρασης
Θερμοκρασία: συνήθως πραγματοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου έως θερμοκρασία αναρροής, η ειδική θερμοκρασία εξαρτάται από το σημείο βρασμού και την αντιδραστικότητα του διαλύτη.
Ανάδευση: βεβαιωθείτε ότι τα αντιδρώντα αναμειγνύονται πλήρως για να προωθηθεί η αντίδραση συντονισμού.
Προστασία αδρανούς αερίου: όπως άζωτο ή αργό για την αποτροπή του οξυγόνου και των υδρατμών στον αέρα από το να επηρεάσουν αρνητικά την αντίδραση.
(3) Βήματα αντίδρασης
Προσθέστε μεταλλικό γάλλιο στο διαλύτη που περιέχει ακετυλακετόνη.
Υπό συνθήκες ανάδευσης, θερμάνετε σταδιακά στη θερμοκρασία της αντίδρασης και διατηρήστε τη για ένα χρονικό διάστημα ώστε να επιτρέψετε στην αντίδραση να προχωρήσει πλήρως.
Μετά την ολοκλήρωση της αντίδρασης, το προϊόν ακετυλακετοϊκού γάλλιου λαμβάνεται με διήθηση, πλύση, ξήρανση και άλλα στάδια.
Καθαρισμός: Τα προϊόντα ακετυλακετοϊκού γαλλίου μπορούν να καθαριστούν με ανακρυστάλλωση, εξάχνωση και άλλες μεθόδους για τη βελτίωση της καθαρότητας και της κρυσταλλικότητας τους, όπως απαιτείται.
Τα ενδιαφέροντα στοιχεία για το γάλλιο Tris (2,4-πεντανεδιονατο) μπορεί να μην είναι τόσο ξεκάθαρα και συγκεκριμένα όσο οι χημικές του ιδιότητες, επειδή το ακετυλοακετόντε του γάλλιου χρησιμοποιείται κυρίως ως χημικό ερευνητικό υλικό και έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών σε ακαδημαϊκά και επαγγελματικά πεδία, ενώ υπάρχουν σχετικά λίγες αναφορές ή αρχεία για τα "ενδιαφέροντα γεγονότα". Ωστόσο, μπορώ να μοιραστώ μερικές ενδιαφέρουσες πληροφορίες από την άποψη της εφαρμογής και της έρευνας του ακετυλακετοϊκού γαλλίου.
Πρώτα
Το ακετυλακετόν γάλλιο παίζει σημαντικό ρόλο στην έρευνα της επιστήμης των υλικών. Συχνά χρησιμοποιείται ως πρόδρομος για τη σύνθεση υλικών που περιέχουν γάλλιο, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας τεχνολογία ατομικής στιβάδας επιταξίας (ALE), σε συνδυασμό με ακετυλακετονικό γάλλιο και νερό ή όζον ως πρόδρομες ουσίες, μπορούν να παρασκευαστούν λεπτές μεμβράνες οξειδίου του γαλλίου. Αυτός ο τύπος λεπτής μεμβράνης έχει πιθανή αξία εφαρμογής στον τομέα των υλικών ημιαγωγών.
Δεύτερο
Το ακετυλακετοικό γάλλιο παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στη σύνθεση νανοϋλικών. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το ακετυλακετοϊκό γάλλιο μπορεί να χρησιμεύσει ως γενικός πρόδρομος για τη σύνθεση διαφόρων ανόργανων μαγνητικών, μετάλλων και ημιαγωγών νανοκρυστάλλων. Για παράδειγμα, στη σύνθεση των νανοκρυστάλλων Fe3O4, ο έλεγχος της αναλογίας των αντιδρώντων μπορεί να επιτύχει έλεγχο του μεγέθους των νανοκρυστάλλων. Επιπλέον, το ακετυλακετοϊκό γάλλιο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη σύνθεση υψηλής ποιότητας νανοκρυστάλλων τριών και δυαδικών ημιαγωγών, καθώς και νανοκρυστάλλων με ειδικές μορφολογίες.
Εξάλλου
Το ακετυλακετοϊκό γάλλιο χρησιμοποιείται επίσης για την παρασκευή άλλων ενώσεων. Για παράδειγμα, τα σύμπλοκα Sn DDT μπορούν να συντεθούν χρησιμοποιώντας ακετυλακετοϊκό γάλλιο ως πρώτη ύλη, το οποίο μπορεί να προκαλέσει τη σύνθεση φύλλων-όπως εξαγωνικών νανοκρυστάλλων Cu2S με καλή κυλινδρική συμπεριφορά αυτο-συναρμολόγησης.
Το ακετυλακετονικό γάλλιο (Ga (acac)) είναι μια σημαντική μεταλλική οργανική ένωση με τον χημικό τύπο Ga (C ₅ H 7 O 2) v3, που χρησιμοποιείται ευρέως στην επιστήμη των υλικών, την καταλυτική χημεία και τα βιοϊατρικά πεδία. Η ανακάλυψή του σχετίζεται στενά με τη μελέτη των πρώιμων μεταλλικών συμπλοκών δικετόνης - και παίζει σημαντικό ρόλο στη σύγχρονη νανοτεχνολογία, την κατασκευή ημιαγωγών και την έρευνα για τα αντικαρκινικά φάρμακα.
Η ακετυλακετόνη (Hacac) συντέθηκε για πρώτη φορά από τον Charles Adolphe Wurtz (1817-1884) το 1863 και η δομή της ενόλης της επιτρέπει να σχηματίζει σταθερές χηλικές ενώσεις με μεταλλικά ιόντα.
Στη δεκαετία του 1890, οι χημικοί ανακάλυψαν ότι τα μέταλλα μετάπτωσης όπως το Fe 3+ και το Cr 3+ μπορούσαν να σχηματίσουν σταθερά σύμπλοκα εξαμελούς δακτυλίου με ακετυλακετόνη.
Το 1901, ο Alfred Werner (1866-1919) πρότεινε τη θεωρία της χημείας συντονισμού, θέτοντας τα θεμέλια για τη μελέτη των μεταλλικών συμπλοκών δικετόνης -. Ωστόσο, το γάλλιο (Ga), ως στοιχείο που ανακαλύφθηκε αργότερα (που ανακαλύφθηκε από τον Paul - É mile Lecoq de Boisbaudran το 1875), υστερεί σε σχέση με την έρευνα μετάλλων μετάπτωσης στα συμπλέγματά του.
Στις δεκαετίες του 1940 και του 1950, με την άνοδο της έρευνας για τους ημιαγωγούς, η ζήτηση για τη σύνθεση ενώσεων γαλλίου (όπως GaAs) οδήγησε την ανάπτυξη της χημείας συντονισμού του γαλλίου.
Το 1957, οι FA Cotton et al. ανέφερε για πρώτη φορά τη σύνθεση του ακετυλακετονικού γαλλίου ενώ μελετούσε τη συμπεριφορά συντονισμού του γαλλίου (III):
Μέθοδος σύνθεσης: GaCl ∝+3 Hacac → Ga (acac) ∝+3 HCl
Φυσικές ιδιότητες: Λευκός κρύσταλλος, σημείο τήξης 192-194 βαθμοί C, ευδιάλυτο σε οργανικούς διαλύτες.
Το 1963, η κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ επιβεβαίωσε την οκταεδρική της διαμόρφωση συντονισμού: το κέντρο του γαλλίου (III) συντονίζεται με έξι άτομα οξυγόνου και τρεις συνδέτες ακετυλακετόνης δεσμευμένους σε τρόπο χηλίωσης.
Μετά το 2010, η έρευνα διαπίστωσε ότι το Ga (acac) ∝ έχει αντι-καρκινική δραστηριότητα: προσομοίωση Fe 3 ⁺ για παρεμβολή στο μεταβολισμό του σιδήρου στα καρκινικά κύτταρα, οι κλινικές δοκιμές είναι προκαταρκτικές μελέτες που στοχεύουν το οστεοσάρκωμα και το λέμφωμα. Ως πρόδρομος μονής πηγής για την παρασκευή νανοσωματιδίων GaN και GaP.
Δημοφιλείς Ετικέτες: ακετυλακετονικό γάλλιο cas 14405-43-7, προμηθευτές, κατασκευαστές, εργοστάσιο, χονδρική, αγορά, τιμή, χύμα, προς πώληση