 | Ведущий раздел этой статьи может быть слишком коротким, чтобы адекватно резюмировать ее ключевые моменты . ( Сентябрь 2013 г. ) |
_chloride.jpg/440px-Ytterbium(III)_chloride.jpg) | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Иттербия (III) хлорид | |
| Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.030.715  |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
| Характеристики | |
| YbCl 3 | |
| Молярная масса | 279,40 г / моль |
| Внешность | белый порошок |
| Плотность | 4,06 г / см 3 (твердый) |
| Температура плавления | 854 ° С (1569 ° F, 1127 К) [1] |
| Точка кипения | 1,453 ° С (2,647 ° F, 1,726 К) [1] |
| 17 г / 100 мл (25 ° С) | |
| Структура | |
| Моноклиника , мС16 | |
| С12 / м1, №12 | |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Оксид иттербия (III) |
Другие катионы | Тербия (III) хлорид , лютеций (III) , хлорид |
| Страница дополнительных данных | |
| Показатель преломления ( n ), диэлектрическая проницаемость (ε r ) и т. Д. | |
Термодинамические данные | Фазовое поведение твердое тело – жидкость – газ |
| УФ , ИК , ЯМР , МС | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 проверить ( что есть ?)  | |
| Ссылки на инфобоксы | |
_chloride.jpg){kind=link}
Хлорид иттербия (III) ( Yb Cl 3 ) - неорганическое химическое соединение. Он вступает в реакцию с NiCl 2 , чтобы сформировать очень эффективный катализатор для восстановительного дегалогенирования из арилгалогенидов . [2] Он ядовит при инъекции и умеренно токсичен при проглатывании. Это экспериментальный тератоген , вызывающий раздражение кожи и глаз. При нагревании до разложения выделяет токсичные пары Cl - . [3]
История [ править ]
Иттербий , элемент ряда лантаноидов , был открыт в 1878 году швейцарским химиком Жан-Шарлем Галиссаром де Мариньяком , который назвал элемент в честь города ( Иттерби ) в Швеции . [4] Первый синтез YbCl 3 в литературе был синтезирован Яном Хугшагеном в 1946 году. [5] YbCl 3 в настоящее время является коммерчески доступным источником ионов Yb 3+ и поэтому представляет значительный химический интерес.
Химические свойства [ править ]
Конфигурация валентных электронов Yb +3 (из YbCl 3 ) составляет 4 f 13 5 s 2 5 p 6 , что имеет решающее значение для химического поведения Yb +3 . Кроме того, размер Yb +3 определяет его каталитическое поведение и биологические применения. Например, в то время как и Ce +3, и Yb +3 имеют один неспаренный f- электрон, Ce +3 намного больше, чем Yb +3, потому что лантаноиды становятся намного меньше с увеличением эффективного заряда ядра в результате fэлектроны не так хорошо защищены, как d- электроны. [4] Такое поведение известно как сокращение лантаноидов. Небольшой размер Yb +3 обеспечивает быстрое каталитическое поведение и атомный радиус (0,99 Å), сравнимый со многими биологически важными ионами. [4]
Термодинамические свойства этого химического вещества в газовой фазе определить трудно, поскольку химическое вещество может диспропорционировать с образованием [YbCl 6 ] -3 или димеризоваться. [6] Yb 2 Cl 6 был обнаружен с помощью масс-спектрометрии с электронным ударом (EI) как (Yb 2 Cl 5 + ). [6] Дополнительные сложности при получении экспериментальных данных возникают из-за множества низколежащих электронных переходов f - d и f - f . [7] Несмотря на эти проблемы, термодинамические свойства YbCl 3 были получены и C Группа симметрии 3V была назначена на основе четырех активных инфракрасных колебаний. [7]
Подготовка [ править ]
YbCl 3 получают из Yb 2 O 3 или с высокотемпературной четыреххлористого углерода газа, [8] или горячей соляной кислоты с последующей сушкой при высокой температуре. [9]
- 2 Yb 2 O 3 + 3 CCl 4 (г) → 4 YbCl 3 (т) + 3 CO 2 (г)
- Yb 2 O 3 + 6 HCl (г) → 2 YbCl 3 (т) + 3 H 2 O
На практике [ требуется пояснение ] есть более эффективные способы приготовления YbCl 3 для лабораторного использования. Водную HCl / хлорид аммония маршрута [ необходимы разъяснения ] является простой [ разъяснение необходимости ] , но очень эффективным. Альтернативно гидратированный YbCl 3 может быть дегидратирован с использованием различных реагентов, особенно триметилсилилхлорида . Были опубликованы и другие методы, в том числе взаимодействие мелкодисперсного металлического порошка с хлоридом ртути при высокой температуре в герметичной трубке. [ необходима цитата ]Сообщалось о различных путях сольватированного YbCl 3 [ необходима ссылка ], включая реакцию металла с различными галогенуглеродами в присутствии донорного растворителя, такого как ТГФ , или дегидратацию гидратированного хлорида с использованием триметилсилила или тионилхлорида , снова в растворителе. например THF.
Использует [ редактировать ]
Катализ [ править ]
YbCl 3 с одним неспаренным электроном действует как кислота Льюиса , заполняя 4 f -орбиталь. Кислотная природа YbCl 3 по Льюису позволяет YbCl 3 координировать (обычно как [YbCl 2 ] + ) в переходных состояниях, чтобы катализировать реакции алкилирования , такие как альдольная реакция [10] и реакция Пикте-Шпенглера . [11]
- Альдольная реакция
Альдольная реакция - это универсальная реакция в синтетической органической химии. YbCl 3 служит катализатором на основе кислоты Льюиса, который способствует катализируемой Pd (0) декарбоксилированной альдольной реакции между енолятом кетона и альдегидом. Переходные состояния A и B показывают метод координации соли иттербия как кислоты Льюиса. [10] Для изображенной реакции декарбоксилирования альдола с R = трет-бутил и R '= - (CH 2 ) 2 Ph, выходы реакции показывают, что YbCl 3 является эффективным кислотным катализатором Льюиса:
| Соль металлов [10] | % доходность 2 |
|---|---|
| FeCl 3 | 40 |
| ZnCl 2 | 68 |
| CuCl 2 | 40 |
| LaCl 3 | 60 |
| YbCl 3 | 93 |
- Реакция Пикте-Шпенглера
Реакция Пикте-Шпенглера дает ценную тетрагидро- β-карболиновую кольцевую систему, которая позже может быть использована для синтетически полученных индольных алкалоидов . [11] Катализируемая кислотой Льюиса реакция с YbCl 3 дает отличный выход и сокращает время реакции с четырех дней до 24 часов. [11]
- Этерификация
Небольшой размер Yb 3+ обеспечивает быстрый катализ, но за счет селективности. Так , например, моно- ацетилирования из мезо -1,2-диолов является самым быстрым (2 ч) с YbCl 3 , но хемоселективности для моно-ацетилированный продукт является низким (50%) по сравнению с CeCl 3 (23 ч, 85%) . [12]
- Ацетализация
Иттербий (III) , хлорид является мощным катализатором для образования ацеталей с использованием триметил ортоформиатную . [13] По сравнению с церием (III) хлорид и хлорид эрбия (III) , то иттербия соли было установлено, что наиболее эффективным. Превосходные выходы достигаются из различных альдегидов в течение нескольких минут при комнатной температуре, как в приведенном выше примере с участием чувствительного к кислоте альдегида.
Биология [ править ]
YbCl 3 представляет собой реагент сдвига ЯМР, который создает разные резонансы с ядрами, находящимися в контакте с YbCl 3, по сравнению с ядрами, не контактирующими с реагентом сдвига. [14] Обычно желательными сдвигающими реагентами являются парамагнитные частицы, такие как ион (лантаноид) +3 . [14] Биология мембран находится под сильным влиянием YbCl 3 , где движение ионов 39 K + и 23 Na + имеет решающее значение для установления электрохимических градиентов. [14] Передача нервных сигналов - фундаментальный аспект жизни, который можно исследовать с помощью YbCl 3.с использованием методов ЯМР. YbCl 3 также можно использовать в качестве зонда для ионов кальция аналогично зонду для ионов натрия. [15]
YbCl 3 также используется для отслеживания пищеварения у животных. Некоторые добавки к корму для свиней, такие как пробиотики, можно добавлять как в твердый корм, так и в питьевые жидкости. YbCl 3 путешествует с твердой пищей и, следовательно, помогает определить, какая пищевая фаза идеально подходит для включения пищевой добавки. [16] Концентрация YbCl 3 определяется количественно с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с точностью до 0,0009 мкг / мл. [4] Концентрация YbCl 3 в зависимости от времени определяет скорость потока твердых частиц в пищеварении животного. YbCl 3 не причиняет вреда животному, поскольку YbCl 3просто выводится с калом, и у мышей не наблюдалось изменений массы тела, веса органов или уровней гематокрита. [15]
Каталитическая природа YbCl 3 также находит применение в микрочипах ДНК или так называемых «чипах» ДНК. [17] YbCl 3 привел к 50–80-кратному увеличению включения флуоресцеина в ДНК-мишень, что могло произвести революцию в обнаружении инфекционных заболеваний (например, в экспресс-тестах на туберкулез). [17]
Ссылки [ править ]
- ^ a b Уолтер Бененсон; Джон В. Харрис; Хорст Штёкер (2002). Справочник по физике . Springer. п. 781. ISBN. 0-387-95269-1.
- ^ Zhang, Y. et al. Synth. Commun. 27, 4327, (1997)
- ^ "Иттербия хлорид; Иттербия трихлорид; Иттербия (III) хлорид Иттербия хлорид (YbCl3) словарь - Guidechem.com" . www.guidechem.com . Проверено 30 ноября 2016 .
- ^ a b c d Эванс, CH Биохимия лантаноидов; Пленум: Нью-Йорк, 1990.
- ^ Hoogschagen, J. (1946). «Поглощение света в ближней инфракрасной области растворов празеодима, самария и иттербия». Physica . 11 (6): 513–517. Bibcode : 1946Phy .... 11..513H . DOI : 10.1016 / S0031-8914 (46) 80020-X .
- ^ а б Червонный, АД; Червонная, Н.А. (2004). «Термодинамические свойства хлоридов иттербия». Русь. J. Inorg. Chem. (Англ. Пер.) . 49 (12): 1889–1897.
- ^ a b Засорин, Э.З. (1988). Русь. J. Phys. Chem. (Англ. Пер.) . 62 (4): 441–447. Отсутствует или пусто
|title=( справка ) - ^ Горюшкин, В.Ф .; Залымова С.А.; Пошевнева А.И. (1990). Русь. J. Inorg. Chem. (Англ. Пер.) . 35 (12): 1749–1752. Отсутствует или пусто
|title=( справка ) - ^ Jörg, S .; Зайферт, HJ (1998). «Тройные хлориды в системах 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, JA; Schaus, SE (2004). «Декарбоксилирующие альдольные реакции аллилбета-кетоэфиров посредством гетеробиметаллического катализа». Журнал Американского химического общества . 126 (37): 11440–11441. DOI : 10.1021 / ja045981k . PMID 15366881 .
- ^ a b c Srinivasan, N .; Ганесан, А. (2003). «Высокоэффективные реакции Пикте-Шпенглера, катализируемые кислотой Льюиса, обнаруженные параллельным скринингом». Chemical Communications (Кембридж, Англия) (7): 916–917. DOI : 10.1039 / b212063a . PMID 12739676 .
- Перейти ↑ Clarke, PA (2002). «Селективное моноацилирование мезо- и С2-симметричных 1,3- и 1,4-диолов». Буквы тетраэдра . 43 (27): 4761–4763. DOI : 10.1016 / S0040-4039 (02) 00935-8 .
- ^ Люш, Жан-Луи; Gemal, Андре Луис (1978). «Эффективный синтез ацеталей под действием хлоридов редкоземельных элементов». Журнал химического общества, химические коммуникации . 1978 (22): 976–977. DOI : 10.1039 / c39780000976 .
- ^ а б в Хайер, МК; Ридделл, Ф.Г. (1984). «Сдвиг реагентов на 39К ЯМР». Inorganica Chimica Acta . 92 (4): L37 – L39. DOI : 10.1016 / S0020-1693 (00) 80044-4 .
- ^ а б Шинохара, А .; Chiba, M .; Инаба, Ю. (2006). «Сравнительное исследование поведения тербия, самария и иттербия, вводимого внутривенно мышам». Журнал сплавов и соединений . 408–412: 405–408. DOI : 10.1016 / j.jallcom.2004.12.152 .
- ^ Охаши, Й .; Umesaki, Y .; Ушида, К. (2004). «Переход пробиотических бактерий, штамма Lactobacillus casei Shirota, в желудочно-кишечный тракт свиньи». Международный журнал пищевой микробиологии . 96 (1): 61–66. DOI : 10.1016 / j.ijfoodmicro.2004.04.001 . PMID 15358506 .
- ^ а б Браун, KA (2002). «Катализируемое ионами металлов алкилирование нуклеиновых кислот и фрагментация». Журнал Американского химического общества . 124 (27): 7950–7962. DOI : 10.1021 / ja017746x . PMID 12095339 .
