Galliumatsetüülatsetonaaton metallorgaaniline ühend, mis koosneb peamiselt galliumiioonidest, mis on koordineeritud atsetüülatsetooni molekulidega. Keemilist valemit väljendatakse tavaliselt kui Ga(acac)_3, kus acac tähistab atsetüülatsetooni (CH_3COCH_2COCH_3) aniooniosa. Galliumatsetüülatsetoaat lahustub tavaliselt orgaanilistes lahustites, nagu etanool, eeter jne. Konkreetne lahustuvus sõltub lahusti tüübist ja ühendi puhtusest. See on suhteliselt stabiilne toatemperatuuril ja rõhul, kuid keemiliste reaktsioonide vältimiseks tuleks vältida otsest kokkupuudet vee, tugevate hapete, tugevate alustega jne. Galliumatsetüülatsetoni kasutatakse sageli katalüsaatorina või katalüsaatori eelkäijana orgaanilises sünteesis ja see osaleb erinevates keemilistes reaktsioonides, nagu oksüdatsioon, redutseerimine, lisamine jne. Materjaliteaduse valdkonnas saab galliumatsetüülatsetoni kasutada metallist orgaaniliste karkasside (MOF), nanomaterjalide jne valmistamiseks, millel on potentsiaalsed rakendused gaaside eraldumisel, adsorptsioonil, katalüüsil jne. Galliumatsetüülatsetoni saab kasutada ka optiliste materjalide, elektroonikaseadmete jms valmistamiseks.
|
|
|
| Keemiline valem | C15H21GaO6 |
| Molekulmass | 367.05 |
| Sulamistemperatuur | 196–198 kraadi (det.) (kirjas) |
| Keemistemperatuur | 140 kraadi 10 mm |
| Säilitustingimused | Inertne atmosfäär, ruumi temperatuur |
| Vorm | pulber |
| Värv | valge kuni kahvatukollane |
| Lahustuvus | Vees lahustumatu. |
Galliumatsetüülatsetonaat, metallorgaanilise ühendina, on mitmel erineval viisil kasutusel, peamiselt materjaliteaduse, katalüütilise keemia, optika ja elektroonika valdkonnas.
Järgmised on mõned galliumatsetüülatsetoni peamised kasutusalad:
Katalüsaatorid ja katalüsaatori prekursorid
Galliumatsetüülatsetoaati kasutatakse sageli katalüsaatorina või katalüsaatori eelkäijana orgaanilises sünteesis ja see võib osaleda mitmesugustes keemilistes reaktsioonides, nagu oksüdatsioon, redutseerimine, lisamine, tsükliseerimine jne. Selle katalüütilise aktiivsuse tõttu on sellel oluline rakendusväärtus peenkemikaalide sünteesil, ravimite sünteesil ja polümeermaterjalide valmistamisel.
Metallist orgaaniliste raamide (MOF) ettevalmistamine
Galliumatsetüülatsetoone saab kombineerida teiste orgaaniliste ligandide või anorgaaniliste ioonidega, et moodustada spetsiifilise struktuuri ja funktsioonidega metallist orgaanilisi raamistikke. Nendel MOF-i materjalidel on suur potentsiaal gaasi adsorptsiooni ja eraldamise, katalüüsi, tundlikkuse, ravimite kohaletoimetamise jne valdkonnas.
Nanomaterjalide valmistamine
Galliumatsetüülatsetoaati saab pürolüüsi või muude keemiliste meetodite abil muuta galliumi nanoosakesteks, nanojuhtmeteks või nanokiledeks. Nendel nanomaterjalidel on laialdased kasutusvõimalused elektroonika, optika, katalüüsi ja biomeditsiini valdkondades.
Optilised ja elektroonilised rakendused
Galliumatsetüülatsetoaadil ja selle derivaatidel võivad teatud tingimustes, nagu luminestsents ja juhtivus, olla ainulaadsed optilised või elektroonilised omadused. Nende omaduste tõttu on neil teatud potentsiaal optoelektrooniliste seadmete, nagu valgusdioodid (LED-id), fotodetektorid ja päikesepatareid, valmistamisel.
Keemilise aurustamise-sadestamise (CVD) eelkäija
Pooljuhtide tööstuses saab galliumatsetüülatsetoaati kasutada lähteainena keemilise aurustamise sadestamiseks galliumi või galliumiühendi kilede sadestamiseks substraatidele. See on suure jõudlusega-pooljuhtseadmete ja integraallülituste ettevalmistamisel väga oluline.
Haridus ja teadus
Tänu oma ainulaadsetele keemilistele omadustele ja laiaulatuslikele rakendusvõimalustele kasutatakse galliumatsetüülatsetoaati laialdaselt ka hariduses ja teadusuuringutes keemia, materjaliteaduse ja nanotehnoloogia valdkonnas.
Galliumatsetüülatsetonaatmetallorgaanilise ühendina on katalüütilise keemia valdkonnas lai valik rakendusi. Selle kasutusjuhtumid ja väljavaated katalüsaatori või katalüsaatori eelkäijana kajastuvad peamiselt järgmistes aspektides:
Taotlusjuhtumid
Orgaanilised sünteesireaktsioonid
Galliumatsetüülatsetoaati kasutatakse sageli orgaanilise sünteesi katalüsaatorina ja see võib osaleda mitmesugustes keemilistes reaktsioonides, nagu oksüdatsioon, redutseerimine, lisamine, tsüklistamine jne. Nendel reaktsioonidel on oluline rakendusväärtus peenkemikaalide sünteesil, ravimite sünteesil ja polümeermaterjalide valmistamisel.
Näiteks võib galliumatsetüülatsetoaati kasutada olefiinide epoksüdatsioonireaktsiooni katalüüsimiseks, et tekitada epoksiide, mis on paljude oluliste ühendite, näiteks ravimite vaheühendite, sünteesi põhietapp.
Nanomaterjali ettevalmistamine
Galliumatsetüülatsetoaati saab kasutada lähteainena ja muuta pürolüüsi või muude keemiliste meetoditega galliumi nanoosakesteks, nanojuhtmeteks või nanokiledeks. Nendel nanomaterjalidel on suurepärane jõudlus katalüüsi valdkonnas ja neid saab kasutada erinevate keemiliste reaktsioonide katalüüsimiseks.
Näiteks võib galliumatsetüülatsetoaat reageerida lämmastikuga kõrgel temperatuuril, et tekitada galliumnitriidi nanojuhtmeid, millel on potentsiaalsed rakendused optoelektroonilistes seadmetes, andurites ja muudes valdkondades.
Gaasi adsorptsioon ja eraldamine
Galliumatsetüülatsetoaadist koos teiste orgaaniliste liganditega moodustatud metallist orgaaniliste raamistike (MOF) materjalid toimivad hästi gaasi adsorptsioonil ja eraldamisel.
Nendel MOF-i materjalidel on kõrge poorsus ja reguleeritav pooride suurus ning need võivad spetsiifilisi gaase selektiivselt adsorbeerida ja eraldada.
Väljavaated
Uute katalüsaatorite väljatöötamine
Katalüütilise keemia uuringute süvenemisega uurivad teadlased pidevalt uusi katalüsaatorisüsteeme ja katalüütilisi mehhanisme. Metallorgaaniliste katalüsaatorite ühe esindajana pakuvad galliumatsetüülatsetoaadi ainulaadsed keemilised omadused ja katalüütiline aktiivsus laia ruumi uute katalüsaatorite väljatöötamiseks.
Tulevikus saab suurema katalüütilise aktiivsuse ja selektiivsusega katalüsaatoreid välja töötada, kohandades nende struktuuri, ligande või reaktsioonitingimusi.Galliumatsetüülatsetonaaterinevate valdkondade vajaduste rahuldamiseks.
Roheline keemia ja säästev areng
Galliumatsetüülatsetoaat ja selle katalüütiline süsteem on rohelises keemias ja säästvas arengus väga olulised. Neid saab kasutada traditsiooniliste mürgiste või väga saastavate katalüsaatorite asendamiseks, et saavutada keskkonnasõbralikumad ja säästvamad keemilised reaktsioonid.
Lisaks võib Gallium atsetüülatsetoaadi katalüütiline süsteem soodustada ka ressursside ringlussevõttu ja jäätmekäitluse vähendamist ning aidata kaasa ringmajanduse süsteemi ülesehitamisele.
Interdistsiplinaarne integratsioon ja innovatsioon
Seotud erialade (nt materjaliteadus, nanotehnoloogia ja biotehnoloogia) kiire arengu ja{0}}ristintegratsiooniga laienevad ja süvenevad pidevalt ka galliumatsetüülatsetoaadi kasutusvaldkonnad. Tulevikus on ette näha, et Gallium atsetüülatsetoon kombineeritakse rohkemate erialadega, et saada uuenduslikumaid rakendustulemusi ja tehnoloogilisi läbimurdeid.
Kokkuvõtteks võib öelda, et galliumatsetüülatsetoaadil kui katalüsaatoril on orgaanilise sünteesi, nanomaterjalide valmistamise, gaasi adsorptsiooni ja eraldamise valdkonnas lai valik kasutusjuhtumeid ja laialdased arenguväljavaated. Teaduse ja tehnoloogia pideva arengu ning uuenduslike teadusuuringute pideva süvenemise tõttu on galliumatsetüülatsetoaadi katalüütiline kasutamine ulatuslikum ja{1}}sügavam.
SünteesGalliumatsetüülatsetonaathõlmab tavaliselt metalli galliumi ja atsetüülatsetooni koordinatsioonireaktsiooni.
- Sünteesi meetod
(1) Tooraine ettevalmistamine
Metallgallium (Ga): kui reaktsiooni keskne metall.
Atsetüülatsetoon (acacH): ligandina, moodustades metalli galliumiga kompleksi.
Lahusti: näiteks etanool, benseen jne, mida kasutatakse reagentide lahustamiseks ja reaktsiooni soodustamiseks.
(2) Reaktsioonitingimused
Temperatuur: tavaliselt viiakse läbi toatemperatuuril kuni tagasijooksutemperatuurini, konkreetne temperatuur sõltub keemistemperatuurist ja lahusti reaktsioonivõimest.
Segamine: veenduge, et reagendid oleksid täielikult segunenud, et soodustada koordineerimisreaktsiooni.
Inertgaasi kaitse: näiteks lämmastik või argoon, et vältida õhu hapniku ja veeauru reaktsiooni negatiivset mõju.
(3) Reaktsioonietapid
Lisage atsetüülatsetooni sisaldavale lahustile metallgallium.
Kuumutage segamistingimustes järk-järgult reaktsioonitemperatuurini ja hoidke seda teatud aja jooksul, et reaktsioon saaks täielikult kulgeda.
Pärast reaktsiooni lõppemist saadakse galliumatsetüülatsetoaadi saadus filtreerimise, pesemise, kuivatamise ja muude etappide abil.
Puhastamine: Galliumatsetüülatsetoaadi tooteid saab puhastada ümberkristallimise, sublimatsiooni ja muude meetoditega, et parandada nende puhtust ja kristallilisust vastavalt vajadusele.
Huvitavad faktid Tris (2,4-pentaanedionaat) galliumi kohta ei pruugi olla nii selged ja spetsiifilised kui selle keemilised omadused, sest galliumatsetüülatsetoni kasutatakse peamiselt keemiliste uuringute materjalina ja sellel on lai valik rakendusi akadeemilises ja professionaalses valdkonnas, samas kui selle "huvitavate faktide" kohta on suhteliselt vähe teateid või kirjeid. Siiski võin jagada huvitavat teavet galliumatsetüülatsetoaadi rakendamise ja uurimise vaatenurgast.
Esiteks
Galliumatsetüülatsetoon mängib materjaliteaduse uuringutes olulist rolli. Seda kasutatakse sageli galliumi sisaldavate materjalide sünteesimisel lähteainena, näiteks kasutades atomic layer epitaxy (ALE) tehnoloogiat, kombineerituna atsetüülatsetonaadi galliumi ja vee või osooniga eelkäijatena, saab valmistada galliumoksiidi õhukesi kilesid. Seda tüüpi õhukesel kilel on potentsiaalne kasutusväärtus pooljuhtmaterjalide valdkonnas.
Teiseks
Galliumatsetüülatsetoaat mängib olulist rolli ka nanomaterjalide sünteesis. Teadlased on leidnud, et galliumatsetüülatsetoaat võib olla universaalne eelkäija erinevate anorgaaniliste magnet-, metalli- ja pooljuhtide nanokristallide sünteesimisel. Näiteks Fe3O4 nanokristallide sünteesil võib reagentide suhte reguleerimine saavutada kontrolli nanokristallide suuruse üle. Lisaks saab galliumatsetüülatsetoaati kasutada ka kvaliteetsete kolme- ja kahekomponentsete pooljuht-nanokristallide, aga ka erilise morfoloogiaga nanokristallide sünteesimiseks.
Lisaks
Galliumatsetüülatsetoaati kasutatakse ka muude ühendite valmistamiseks. Näiteks saab Sn DDT komplekse sünteesida, kasutades toormaterjalina galliumatsetüülatsetaati, mis võib indutseerida leht-taoliste kuusnurksete Cu2S nanokristallide sünteesi, millel on hea silindriline isekoosnemiskäitumine.
Galliumatsetüülatsetonaat (Ga (acac)) on oluline metalli orgaaniline ühend keemilise valemiga Ga (C ₅ H ₇ O ₂) v3, mida kasutatakse laialdaselt materjaliteaduses, katalüütilises keemias ja biomeditsiini valdkondades. Selle avastus on tihedalt seotud varajaste metallide - diketoonikomplekside uurimisega ja mängib olulist rolli kaasaegses nanotehnoloogias, pooljuhtide tootmises ja vähivastaste ravimite uuringutes.
Atsetüülatsetooni (Hacac) sünteesis esmakordselt Charles Adolphe Wurtz (1817-1884) 1863. aastal ja selle enoolstruktuur võimaldab tal moodustada metalliioonidega stabiilseid kelaate.
1890. aastatel avastasid keemikud, et siirdemetallid, nagu Fe³⁺ ja Cr³⁺, võivad moodustada atsetüülatsetooniga stabiilseid kuueliikmelisi tsüklikomplekse.
1901. aastal pakkus Alfred Werner (1866-1919) välja koordinatsioonikeemia teooria, mis pani aluse metallide - diketoonikomplekside uurimisele. Gallium (Ga) kui hiljem avastatud element (avastas Paul - É mile Lecoq de Boisbaudran 1875. aastal) jääb aga oma komplekside poolest siirdemetallide uurimisele alla.
1940. ja 1950. aastatel, pooljuhtide uurimise tõusuga, ajendas galliumi koordinatsioonikeemia arengut nõudlus galliumiühendite (nt GaAs) sünteesi järele.
1957. aastal avaldasid FA Cotton jt. esmakordselt teatas galliumatsetüülatsetonaadi sünteesist galliumi (III) koordinatsioonikäitumise uurimisel:
Sünteesimeetod: GaCl ∝+3 Hacac → Ga (acac) ∝+3 HCl
Füüsikalised omadused: Valge kristall, sulamistemperatuur 192-194 kraadi C, kergesti lahustuv orgaanilistes lahustites.
1963. aastal kinnitas röntgenkristallograafia selle oktaeedrilise koordinatsiooni konfiguratsiooni: galliumi (III) tsenter koordineeris kuue hapnikuaatomit ja kolme atsetüülatsetooni ligandi, mis on seotud kelaatimise režiimis.
Pärast 2010. aastat leiti uuringus, et Ga (acac) ∝ omab kasvajavastast toimet: simuleerib Fe ³ ⁺, et häirida raua metabolismi vähirakkudes, kliinilised uuringud on esialgsed uuringud, mis on suunatud osteosarkoomile ja lümfoomile. Ühe allika lähteainena GaN ja GaP nanoosakeste valmistamiseks.
Kuum tags: gallium atsetüülatsetonaat cas 14405-43-7, tarnijad, tootjad, tehas, hulgimüük, ost, hind, lahtiselt, müük