Chlorid yterbnatý (III) - Ytterbium(III) chloride
 | Tento článek je hlavní část není adekvátně shrnout klíčové body jeho obsahu. Zvažte prosím rozšíření potenciálního zákazníka na poskytnout přístupný přehled všech důležitých aspektů článku. (září 2013) |
 | |
 | |
| Jména | |
|---|---|
| Název IUPAC Chlorid yterbnatý (III) | |
| Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| Informační karta ECHA | 100.030.715  |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
| Vlastnosti | |
| YbCl3 | |
| Molární hmotnost | 279,40 g / mol |
| Vzhled | bílý prášek |
| Hustota | 4,06 g / cm3 (pevný) |
| Bod tání | 854 ° C (1569 ° F; 1127 K)[1] |
| Bod varu | 1453 ° C (2647 ° F; 1726 K)[1] |
| 17 g / 100 ml (25 ° C) | |
| Struktura | |
| Monoklinický, mS16 | |
| C12 / ml, č. 12 | |
| Související sloučeniny | |
jiný anionty | Oxid yterbitý (III) |
jiný kationty | Chlorid terbičitý, Chlorid lutecia (III) |
| Stránka s doplňkovými údaji | |
| Index lomu (n), Dielektrická konstanta (εr), atd. | |
Termodynamické data | Fázové chování pevná látka - kapalina - plyn |
| UV, IR, NMR, SLEČNA | |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
 ověřit (co je   ?) | |
| Reference Infoboxu | |
Chlorid yterbnatý (III) (YbCl3 ) je anorganická chemická sloučenina. Reaguje s NiCl2 vytvořit velmi efektivní katalyzátor pro reduktivní dehalogenace z arylhalogenidy.[2] Je jedovatý, pokud je podán injekcí, a mírně toxický při požití. Je to experimentální teratogen, známý dráždit kůže a oči. Při zahřátí na rozklad vydává toxický výpary z Cl−.[3]
Dějiny
Ytterbium, a lanthanid série živel, byl objeven v roce 1878 švýcarským chemikem Jean-Charles Galissard de Marignac, který pojmenoval prvek podle města (Ytterby ) v Švédsko.[4] První syntéza YbCl3 v literatuře byla literatura Jana Hoogschagena v roce 1946.[5] YbCl3 je nyní komerčně dostupným zdrojem Yb3+ ionty, a proto mají značný chemický význam.
Chemické vlastnosti
Valenční elektronová konfigurace Yb+3 (z YbCl3) je 4F135s25p6, což má zásadní důsledky pro chemické chování Yb+3. Také velikost Yb+3 řídí jeho katalytické chování a biologické aplikace. Například zatímco obě Ce+3 a Yb+3 mít jeden nepárový F elektron, Ce+3 je mnohem větší než Yb+3 protože lanthanoidy se zmenšují se zvyšujícím se efektivním jaderným nábojem v důsledku F elektrony nejsou tak dobře stíněné jako d elektrony.[4] Toto chování je známé jako lanthanidová kontrakce. Malá velikost Yb+3 produkuje rychlé katalytické chování a atomový poloměr (0,99 Å) srovnatelný s mnoha biologicky důležitými ionty.[4]
Termodynamické vlastnosti této chemické látky v plynné fázi je obtížné určit, protože chemická látka může být nepřiměřená za vzniku [YbCl6]−3 nebo dimerizovat.[6] Yb2Cl6 druh byl detekován hmotnostní spektrometrií s dopadem elektronů (EI) jako (Yb2Cl5+).[6] Další komplikace při získávání experimentálních dat vyplývají z nesčetného množství nízko položených F-d a F-F elektronické přechody.[7] Navzdory těmto problémům jsou termodynamické vlastnosti YbCl3 byly získány a C.3V symetrie skupina byla přiřazena na základě čtyř aktivních infračervených vibrací.[7]
Příprava
YbCl3 je připraven z Yb2Ó3 buď s vysokou teplotou chlorid uhličitý plyn,[8] nebo horké kyselina chlorovodíková následuje sušení při vysoké teplotě.[9]
- 2 Yb2Ó3 + 3 CCl4(G) → 4 YbCl3(s) + 3 CO2(G)
- Yb2Ó3 + 6 HCl(G) → 2 YbCl3(s) + 3 H2Ó
V praxi[je zapotřebí objasnění ] existují lepší způsoby, jak připravit YbCl3 pro laboratorní použití. Vodná HCl /chlorid amonný trasa[je zapotřebí objasnění ] je nekomplikovaný[je zapotřebí objasnění ] ale velmi efektivní. Alternativně hydratovaný YbCl3 mohou být dehydratovány použitím různých činidel, zejména trimethylsilylchlorid. Byly publikovány další metody, včetně reakce jemně práškového kovu s chlorid rtuťnatý při vysoké teplotě v uzavřené zkumavce.[Citace je zapotřebí ] Různé způsoby solvatovaného YbCl3 byl nahlášen[Citace je zapotřebí ] včetně reakce kovu s různými halogenované uhlovodíky v přítomnosti donorového rozpouštědla, jako je THF nebo dehydratace hydratovaného chloridu použitím trimethylsilylu nebo thionylchlorid, opět v rozpouštědle, jako je THF.
Použití
Katalýza
YbCl3s jediným nepárový elektron, působí jako a Lewisova kyselina inorder k vyplnění 4F orbitální. Lewisova kyselá povaha YbCl3 umožňuje YbCl3 koordinovat (obvykle jako [YbCl2]+) v přechodové stavy katalyzovat alkylace reakce, jako je aldolová reakce[10] a Reakce Pictet-Spengler.[11]
- Aldolová reakce
Aldolová reakce je univerzální reakcí v syntetické organické chemii. YbCl3 slouží jako katalyzátor Lewisovy kyseliny, který pomáhá Pd (0) katalyzováno dekarboxylativní aldolová reakce mezi ketonem izolovat a aldehyd. Přechodové stavy A a B ukazují koordinační metodu ytterbiové soli jako Lewisovu kyselinu.[10] Pro znázorněnou dekarboxylativní reakci Aldolu s R = terc-butyl a R '= - (CH2)2Ph, výtěžky reakce ukazují YbCl3 je účinný katalyzátor Lewisovy kyseliny:
| Kovová sůl[10] | % výtěžek 2 |
|---|---|
| FeCl3 | 40 |
| ZnCl2 | 68 |
| CuCl2 | 40 |
| LaCl3 | 60 |
| YbCl3 | 93 |
- Reakce Pictet-Spengler
Pictet-Spenglerova reakce produkuje cenný tetrahydro-β-karbolin kruhový systém, který lze později použít pro synteticky připravený indol alkaloidy.[11] Reakce katalyzovaná Lewisovou kyselinou s YbCl3 poskytly vynikající výtěžky a snížily reakční časy ze čtyř dnů na 24 hodin.[11]
- Esterifikace
Malá velikost Yb3+ poskytuje rychlou katalýzu, ale za cenu selektivity. Například mono-acetylace zmezo-1,2-dioly jsou nejrychlejší (2 h) s YbCl3, ale chemoselektivita pro monoacetylovaný produkt je nízká (50%) ve srovnání s CeCl3 (23h, 85%).[12]
- Acetalizace
Chlorid yterbnatý je silným katalyzátorem pro tvorbu acetály pomocí trimethylu orthoformát.[13] Ve srovnání s chlorid ceritý a chlorid erbitý, bylo zjištěno, že ytterbiová sůl je nejúčinnější. Vynikající výtěžky se získají z různých aldehydů během několika minut při teplotě místnosti, jako v příkladu výše zahrnujícím aldehyd citlivý na kyseliny.
Biologie
YbCl3 je Činidlo pro posun NMR který produkuje různé rezonance s jádry v kontaktu s YbCl3 oproti jádrům, která nejsou v kontaktu s činidlem pro posun.[14] Obecně paramagnetické druhy, jako je například (lanthanid)+3 ionty, jsou žádoucí posunovací činidla.[14] Membránová biologie byla do značné míry ovlivněna YbCl3, kde39K.+ a23Na+ Pohyb iontů je rozhodující pro stanovení elektrochemických gradientů.[14] Nervová signalizace je základním aspektem života, který lze zkoumat pomocí YbCl3 pomocí NMR technik. YbCl3 může být také použit jako iontová sonda vápníku, podobně jako sodíková iontová sonda.[15]
YbCl3 se také používá ke sledování trávení u zvířat. Určité přísady do krmiva pro prasata, jako jsou probiotika, lze přidávat buď do pevného krmiva nebo do tekutin k pití. YbCl3 cestuje s pevnou stravou, a proto pomáhá určit, do které potravinové fáze je ideální přidat potravinářskou přídatnou látku.[16] YbCl3 koncentrace je kvantifikována pomocí hmotnostní spektrometrie s indukčně vázanou plazmou do 0,0009 μg / ml.[4] YbCl3 koncentrace v závislosti na čase vede k rychlosti toku pevných částic při trávení zvířete. Zvíře není YbCl poškozeno3 od YbCl3 se jednoduše vylučuje stolicí a u myší nebyla pozorována žádná změna v tělesné hmotnosti, hmotnosti orgánu nebo hladinách hematokritu.[15]
Katalytická povaha YbCl3 má také aplikaci v DNA mikročipech, nebo takzvaných „čipech“ DNA.[17] YbCl3 vedlo k 50–80násobnému zvýšení fluorescein začlenění do cílové DNA, což by mohlo způsobit revoluci v detekci infekčních nemocí (například rychlý test na tuberkulózu).[17]
Reference
- ^ A b Walter Benenson; John W. Harris; Horst Stöcker (2002). Příručka fyziky. Springer. str. 781. ISBN 0-387-95269-1.
- ^ Zhang, Y. a kol. Synth. Commun. 27, 4327, (1997)
- ^ "Ytterbiumchlorid; Ytterbium trichloride; Ytterbium (III) chlorid Ytterbium chlorid (YbCl3) dictionary - Guidechem.com". www.guidechem.com. Citováno 2016-11-30.
- ^ A b C d Evans, C.H. Biochemie lanthanidů; Plenum: New York, 1990.
- ^ Hoogschagen, J. (1946). "Absorpce světla v blízké infračervené oblasti roztoků praseodymu, samaria a ytterbia". Physica. 11 (6): 513–517. Bibcode:1946Phy .... 11..513H. doi:10.1016 / S0031-8914 (46) 80020-X.
- ^ A b Chervonnyi, A.D .; Chervonnaya, N.A. (2004). "Termodynamické vlastnosti chloridů yterbia". Russ. J. Inorg. Chem. (Angl. Překlad). 49 (12): 1889–1897.
- ^ A b Zasorin, E.Z. (1988). Russ. J. Phys. Chem. (Angl. Překlad). 62 (4): 441–447. Chybějící nebo prázdný
| název =(Pomoc) - ^ Goryushkin, V.F .; Zalymova, S.A .; Poshevneva, A.I. (1990). Russ. J. Inorg. Chem. (Angl. Překlad). 35 (12): 1749–1752. Chybějící nebo prázdný
| název =(Pomoc) - ^ Jörg, S .; Seifert, HJ (1998). "Ternární chloridy v systémech ACl / YbCl3 (A = Cs, Rb, K)". Thermochimica Acta. 318 (1–2): 29–37. doi:10.1016 / S0040-6031 (98) 00326-8.
- ^ A b C Lou, S .; Westbrook, J. A.; Schaus, S.E. (2004). „Dekarboxylativní aldolové reakce allyl beta-ketoesterů prostřednictvím heterobimetalické katalýzy“. Journal of the American Chemical Society. 126 (37): 11440–11441. doi:10.1021 / ja045981k. PMID 15366881.
- ^ A b C Srinivasan, N .; Ganesan, A. (2003). „Vysoce účinné Lewisovy kyselinou katalyzované reakce Pictet – Spengler objevené paralelním screeningem“. Chemická komunikace (Cambridge, Anglie) (7): 916–917. doi:10.1039 / b212063a. PMID 12739676.
- ^ Clarke, P.A. (2002). "Selektivní mono-acylace meso- a C2-symetrických 1,3- a 1,4-diolů". Čtyřstěn dopisy. 43 (27): 4761–4763. doi:10.1016 / S0040-4039 (02) 00935-8.
- ^ Luche, Jean-Louis; Gemal, André Luis (1978). "Efektivní syntéza acetalů katalyzovaných chloridy vzácných zemin". Journal of the Chemical Society, Chemical Communications. 1978 (22): 976–977. doi:10.1039 / c39780000976.
- ^ A b C Hayer, M. K.; Riddell, F.G. (1984). Msgstr "Posun reagentů pro 39K Nmr". Anorganica Chimica Acta. 92 (4): L37 – L39. doi:10.1016 / S0020-1693 (00) 80044-4.
- ^ A b Shinohara, A .; Chiba, M .; Inaba, Y. (2006). "Srovnávací studie chování terbia, samaria a ytterbia podaného intravenózně myším". Journal of Alloys and Compounds. 408–412: 405–408. doi:10.1016 / j.jallcom.2004.12.152.
- ^ Ohashi, Y .; Umesaki, Y .; Ushida, K. (2004). „Přechod probiotických bakterií, Lactobacillus casei kmen Shirota v gastrointestinálním traktu prasete “. International Journal of Food Microbiology. 96 (1): 61–66. doi:10.1016 / j.ijfoodmicro.2004.04.001. PMID 15358506.
- ^ A b Browne, K.A. (2002). "Alkylace a fragmentace nukleových kyselin katalyzovaná kovovými ionty". Journal of the American Chemical Society. 124 (27): 7950–7962. doi:10.1021 / ja017746x. PMID 12095339.