stringtranslate.com

Диэтилцинк

Диэтилцинк (C 2 H 5 ) 2 Zn, или DEZ, является высокопирофорным и реакционноспособным цинкорганическим соединением, состоящим из цинкового центра, связанного с двумя этильными группами . Эта бесцветная жидкость является важным реагентом в органической химии . Она доступна в продаже в виде раствора в гексанах , гептане или толуоле , или в виде чистой жидкости.

Синтез

Эдвард Франкланд впервые сообщил о соединении в 1848 году из цинка и этилиодида , первого открытого цинкорганического соединения. [2] [3] Он усовершенствовал синтез, используя диэтилртуть в качестве исходного материала. [4] Современный синтез состоит из реакции смеси 1:1 этилиодида и этилибромида с парой цинка и меди , источником реактивного цинка. [5]

Структура

Соединение кристаллизуется в тетрагональной объемно-центрированной элементарной ячейке с пространственной группой симметрии I4 1 md. В твердом состоянии диэтилцинк показывает почти линейные центры Zn. Связи Zn-C измеряются 194,8(5) пм, в то время как угол C-Zn-C слегка изогнут на 176,2(4)°. [6] Структура газовой фазы показывает очень похожее расстояние Zn-C (195,0(2) пм). [7]

Использует

Несмотря на свою высокую пирофорность, диэтилцинк является важным химическим реагентом. Он используется в органическом синтезе как источник этильного карбаниона в реакциях присоединения к карбонильным группам. Например, асимметричное присоединение этильной группы к бензальдегиду [8] и иминам . [9] Кроме того, он обычно используется в сочетании с дииодметаном в качестве реагента Симмонса-Смита для преобразования алкенов в циклопропильные группы. [10] [11] Он менее нуклеофилен , чем родственные ему алкиллитий и реагенты Гриньяра , поэтому его можно использовать, когда требуется «более мягкий» нуклеофил. Он также широко используется в химии материаловедения в качестве источника цинка при синтезе наночастиц . В частности, при формировании оболочки сульфида цинка для квантовых точек типа ядро/оболочка . [12] В полимерной химии его можно использовать в качестве части катализатора для реакции полимеризации с челночным переносом цепи , при этом он участвует в живой полимеризации. [13]

Диэтилцинк не ограничивается только использованием в химии. Из-за его высокой реакционной способности по отношению к воздуху, он использовался в небольших количествах как гиперголическое или «самовоспламеняющееся» жидкое ракетное топливо [14] : 9  [15] : 323  — он воспламеняется при контакте с окислителем, поэтому ракетный двигатель должен содержать только насос, без источника искры для зажигания. Диэтилцинк также исследовался Библиотекой Конгресса США как потенциальное средство массовой нейтрализации кислотности книг, напечатанных на бумаге из древесной массы. Пары диэтилцинка, теоретически, нейтрализуют остатки кислоты в бумаге, оставляя слабощелочные остатки оксида цинка . Хотя первоначальные результаты были многообещающими, проект был заброшен. Различные неблагоприятные результаты помешали принятию метода. Самым печально известным было то, что окончательный прототип пострадал в серии взрывов диэтилцинка из-за следов водяного пара в камере. Это заставило авторов исследования с юмором прокомментировать:

Также было установлено, что плотная или свободная упаковка книг, величина щелочного резерва, реакции ДЭЗ с продуктами распада, неизвестными химикатами бумаги и клеями, фазы Луны и положения различных планет и созвездий не оказывают никакого влияния на наблюдаемые неблагоприятные эффекты обработки ДЭЗ. [16]

В микроэлектронике диэтилцинк используется в качестве легирующей примеси . [ необходима ссылка ]

Для защиты от коррозии в ядерных реакторах легководной конструкции обедненный оксид цинка получают путем предварительного пропускания диэтилцинка через обогатительную центрифугу.

Пирофорность диэтилцинка может быть использована для проверки инертной атмосферы внутри перчаточного бокса . Концентрация кислорода всего в несколько частей на миллион вызовет испарение бутылки диэтилцинка при открытии. [17]

Безопасность

Диэтилцинк может взрываться при смешивании с водой и может самопроизвольно воспламеняться при контакте с воздухом . Поэтому с ним следует обращаться, используя методы, не допускающие попадания воздуха .

Ссылки

  1. ^ "New Environment Inc. - NFPA Chemicals".
  2. ^ Э. Франкланд (1850). «О выделении органических радикалов». Quarterly Journal of the Chemical Society . 2 (3): 263–296. doi :10.1039/QJ8500200263.
  3. ^ Дитмар Сейферт (2001). «Цинковые алкилы, Эдвард Франкланд и начало металлоорганической химии основных групп». Organometallics . 20 (14): 2940–2955. doi :10.1021/om010439f.
  4. ^ E. Frankland, BF Duppa (1864). «О новой реакции для получения цинковых соединений алкильного радикала». Журнал химического общества . 17 : 29–36. doi :10.1039/JS8641700029.
  5. ^ CR Noller (1943). "Диэтилцинк". Органические синтезы; Собрание томов , т. 2, стр. 184.
  6. ^ Джон Бакса; Феликс Ханке; Сара Хиндли; Раджеш Одедра; Джордж Р. Дарлинг; Энтони К. Джонс; Александр Штайнер (2011). «Твердотельные структуры диметилцинка и диэтилцинка». Angewandte Chemie International Edition . 50 (49): 11685–11687. doi :10.1002/anie.201105099. PMC 3326375. PMID  21919175 . 
  7. ^ A. Haaland; JC Green; GS McGrady; AJ Downs; E. Gullo; MJ Lyall; J. Timberlake (2003). «Длина, прочность и полярность связей металл–углерод: диалкилцинковые соединения, изученные с помощью расчетов теории функционала плотности, газовой электронной дифракции и фотоэлектронной спектроскопии». Dalton Transactions (22): 4356–4366. doi :10.1039/B306840B.
  8. ^ Масато Китамура, Хиромаса Ока, Сейджи Суга и Рёдзи Ноёри (2004). «Каталитическое энантиоселективное присоединение диалкилцинков к альдегидам с использованием (2S)-(-)-3-экзо-(диметиламино)изоборнеола [(2S)-DAIB]: (S)-1-фенил-1-пропанол». Органические синтезы{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ); Собрание томов , т. 10, стр. 635.
  9. ^ Жан-Николя Дерозье, Александр Коте, Алессандро А. Боэцио и Андре Б. Шаретт (2005). «Подготовка энантиомерно обогащенного гидрохлорида (1S)-1-фенилпропан-1-амина путем каталитического добавления диорганоцинковых реагентов к иминам». Органические синтезы . 83 : 5{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ).
  10. ^ Андре Б. Шаретт и Элен Лебель (2004). «(2S,3S)-(+)-(3-фенилциклопропил)метанол». Органические синтезы; Собрание томов , т. 10, стр. 613.
  11. ^ Ёсихико Ито, Сётаро Фудзии, Масаши Накатуска, Фумио Кавамото и Такео Саегуса (1988). «Расширение одноуглеродного кольца циклоалканонов до сопряженных циклоалкенонов: 2-циклогептен-1-он». Органические синтезы{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ); Собрание томов , т. 6, стр. 327.
  12. ^ Дмитрий В. Талапин; Иво Мекис; Стефан Гётцингер; Андреас Корновски; Оливер Бенсон; Хорст Веллер† (2004). "CdSe/CdS/ZnS и CdSe/ZnSe/ZnS Core−Shell−Shell Nanocrystals". Журнал физической химии B. 108 ( 49): 18826–18831. doi :10.1021/jp046481g.
  13. ^ Мицуо Савамото; Тихиро Окамото; Тосинобу Хигашимура (1987). «Йодистый водород/йодистый цинк: новая инициирующая система для живой катионной полимеризации виниловых эфиров при комнатной температуре». Macromolecules . 20 (11): 2693–2697. Bibcode :1987MaMol..20.2693S. doi :10.1021/ma00177a010.
  14. ^ Кларк, Джон Друри (23 мая 2018 г.). Зажигание!: Неофициальная история жидкостных ракетных топлив. Издательство Ратгерского университета. стр. 302. ISBN 978-0-8135-9918-2. OCLC  281664.
  15. ^ Sutton, George P.; Biblarz, Oscar (2001). Элементы ракетного движения - Седьмое издание (PDF) . John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-32642-9. Архивировано (PDF) из оригинала 28 февраля 2022 г.
  16. ^ Кеннет Э. Харрис; Чандру Дж. Шахани (2004), Массовая нейтрализация кислотности: инициатива по уточнению процесса диэтилцинка (PDF) , Вашингтон, округ Колумбия : Библиотека Конгресса , архивировано из оригинала (PDF) 2013-05-14
  17. ^ Шрайвер, Дувард Ф.; Дрездзон, Марк А. (1986). Манипуляция соединениями, чувствительными к воздуху . John Wiley & Sons. стр. 57. ISBN 0-471-86773-X.

Внешние ссылки