hydroclorid Formamidine, a elwir hefyd yn hydroclorid methanimidamide neu yn syml formamidine HCl, yn solid crisialog gwyn sy'n perthyn i'r teulu o gyfansoddion organig. Mae'n halen amin sy'n deillio o'r adwaith rhwng formamidine, yr amidin symlaf, ac asid hydroclorig. Yn gemegol, ei fformiwla yw H2N-C=NH+·Cl−, sy'n dynodi presenoldeb ïon imin â gwefr bositif (H2N-C=NH+) wedi'i gydbwyso gan ïon clorid â gwefr negatif (Cl−).
Mae'n cael ei gydnabod yn eang am ei gymwysiadau amlbwrpas mewn amrywiol feysydd diwydiannol ac ymchwil. Mae'n rhagflaenydd ar gyfer synthesis nifer o gemegau pwysig, gan gynnwys plaladdwyr, fferyllol, llifynnau a pholymerau. Yn y sector amaethyddol, defnyddir deilliadau penodol fel pryfleiddiaid ac acaricides, gan reoli plâu sy'n niweidio cnydau yn effeithiol.
Ar ben hynny, mae'r cyfansoddyn hwn yn cael ei ddefnyddio wrth gynhyrchu polymerau fel polywrethan a pholyamidau, lle mae'n gweithredu fel asiant halltu neu addasydd, gan wella priodweddau'r cynnyrch terfynol. Yn y diwydiant fferyllol, mae ef a'i ddeilliadau'n cael eu defnyddio yn y synthesis o gyffuriau ar gyfer trin cyflyrau amrywiol, oherwydd eu gallu i gymryd rhan mewn ystod o adweithiau cemegol.
|
|
 |
| Fformiwla Cemegol | CH5ClN2 |
| Offeren Union | 80.01 |
| Pwysau Moleciwlaidd | 80.52 |
| m/z | 80.01 (100.0%), 82.01 (32.0%), 81.02 (1.1%) |
| Dadansoddiad Elfennol | C, 14.92; H, 6.26 ; Cl, 44.03; N, 34.79 |
Fel Canolradd Fferyllol: Yn gwasanaethu fel canolradd pwysig yn y synthesis o gyfansoddion fferyllol amrywiol. Mae canolraddau fferyllol yn flociau adeiladu a ddefnyddir yn y broses weithgynhyrchu cyffuriau, lle maent yn cael adweithiau cemegol pellach i ffurfio'r cynhwysion fferyllol gweithredol terfynol (API). Mae'r adweithiau a'r cynhyrchion terfynol penodol yn dibynnu ar y strwythur a'r priodweddau cemegol.
Cymwysiadau Diwydiannol: Fe'i cyflogir hefyd fel deunydd crai diwydiannol mewn amrywiol brosesau gweithgynhyrchu. Mae deunyddiau crai diwydiannol yn gydrannau hanfodol a ddefnyddir wrth gynhyrchu nwyddau a gwasanaethau. Yn y cyd-destun hwn, gellir ei ddefnyddio wrth synthesis cemegau, polymerau, neu ddeunyddiau eraill sydd â chymwysiadau ar draws amrywiol ddiwydiannau.
Dibenion Ymchwil: Oherwydd ei briodweddau cemegol unigryw, fe'i defnyddir yn gyffredin hefyd mewn ymchwil wyddonol. Gall wasanaethu fel adweithydd neu ddeunydd cychwyn mewn arbrofion labordy gyda'r nod o archwilio adweithiau cemegol newydd, syntheseiddio cyfansoddion newydd, neu astudio ymddygiad moleciwlau penodol. Fodd bynnag, mae'n bwysig nodi y dylai ei ddefnydd gael ei gyfyngu'n llym i ddibenion ymchwil ac nid ar gyfer arbrofi neu fwyta dynol.
cymwysiadau mewn Diwydiant
Canolradd mewn Synthesis Cyffuriau
Mae'n gweithredu fel canolradd fferyllol hanfodol yn y synthesis o gyfansoddion amrywiol a chyffuriau. Mae'n ymwneud ag adweithiau sy'n arwain at ffurfio cynhwysion fferyllol gweithredol (APIs) a ddefnyddir wrth drin cyflyrau meddygol amrywiol.
Mae ei amlochredd mewn adweithiau cemegol a'i allu i gynhyrchu canolraddau wedi'u teilwra gyda phriodweddau dymunol yn ei wneud yn gyfansoddyn gwerthfawr yn y diwydiant fferyllol.
Canolradd mewn Synthesis Cemegol
Yn ogystal â'i ddefnydd yn y diwydiant fferyllol, mae hefyd yn ganolradd bwysig mewn synthesis organig. Gall gymryd rhan mewn adweithiau amrywiol megis amnewid, anwedd, ac eraill, gan arwain at ffurfio moleciwlau organig cymhleth.
Mae ei adweithedd a'i allu i ffurfio canolradd sefydlog yn hanfodol wrth synthesis cyfansoddion organig ar gyfer cymwysiadau diwydiannol amrywiol.
Cymhwyso mewn Deunyddiau Celloedd Solar
Yn ddiweddar, mae wedi dod o hyd i ddefnydd wrth baratoi deunyddiau ar gyfer amsugno bron isgoch. Yn y maes hwn, mae'n gweithredu fel rhagflaenydd neu ganolradd yn y synthesis o gyfansoddion penodol sy'n gwella perfformiad y celloedd solar hyn.
Mae'r cymhwysiad hwn sy'n dod i'r amlwg yn amlygu ei botensial mewn ynni adnewyddadwy a thechnolegau cynaliadwy.
Llwyfan Arloesedd
Fe'i defnyddir yn helaeth hefyd mewn gweithgareddau ymchwil a datblygu (Ymchwil a Datblygu) ar draws amrywiol ddiwydiannau. Mae ei briodweddau unigryw yn ei wneud yn ymgeisydd delfrydol ar gyfer archwilio adweithiau cemegol newydd, syntheseiddio cyfansoddion newydd, ac astudio ymddygiad moleciwlau penodol.
Mae ymchwilwyr yn ei ddefnyddio i nodi arweinwyr posibl ar gyfer deunyddiau newydd, gwneud y gorau o brosesau presennol, a datblygu atebion arloesol ar gyfer heriau diwydiannol.
Dulliau Synthesis
Mae yna nifer o ddulliau ar gyfer synthesis ohydroclorid formamidine, pob un â'i fanteision a chymhwysedd unigryw. Mae’r llwybrau mwyaf cyffredin yn cynnwys:
Amonolysis o Formamide
Un o'r dulliau mwyaf syml yw adwaith formamide (HCONH₂) ag amonia (NH₃) o dan amodau rheoledig. Mae'r adwaith hwn fel arfer yn digwydd ym mhresenoldeb cyfrwng dadhydradu fel asid hydroclorig (HCl) i yrru'r ecwilibriwm tuag at y ffurfiant.
HCONH₂ + NH₃ + HCl → NH₂C=NH·HCl + H₂O
1
Mae formamid ac amonia yn cael eu cymysgu mewn adweithydd addas.
2
Mae asid hydroclorig yn cael ei ychwanegu'n araf, tra'n cynnal tymheredd yr adwaith a'i droi'n egnïol.
3
Mae'r cymysgedd sy'n deillio o hyn yn cael ei gynhesu i adlif am gyfnod, gan ganiatáu i'r adwaith fynd rhagddo i'w gwblhau.
4
Yna caiff y cynnyrch ei ynysu trwy oeri cymysgedd yr adwaith, ei hidlo a'i sychu.
Amonolysis o Gyfansoddion Carbonyl
Mae dull arall yn cynnwys adwaith cyfansoddion carbonyl (ee, fformaldehyd) ag amonia ym mhresenoldeb catalydd asid. Gall y dull hwn fod yn fwy amlbwrpas, gan ei fod yn caniatáu ar gyfer synthesis formamidinau amnewidiol yn dibynnu ar y cyfansoddyn carbonyl cychwynnol.
HCHO + 2NH₃ + HCl → NH₂C=NH·HCl + 2H₂O
1
Mae fformaldehyd, amonia, a swm catalytig o asid hydroclorig yn cael eu cymysgu mewn adweithydd.
2
Mae'r gymysgedd yn cael ei gynhesu a'i droi am sawl awr, gan ganiatáu i'r adwaith fynd rhagddo.
3
Mae'r cynnyrch yn cael ei ynysu a'i buro yn dilyn camau tebyg fel y disgrifir yn y dull blaenorol.
Amination Electroffilig
Yn y dull hwn, mae amin (fel methylamine) yn cael ei adweithio â ffynhonnell electroffilig o nitrogen, a gynhyrchir yn aml yn y fan a'r lle o adwaith amin ag ocsidydd priodol (ee, asid nitraidd). Mae'r dull hwn yn cael ei ddefnyddio'n llai cyffredin ar gyfer y synthesis uniongyrchol ond gellir ei addasu ar gyfer synthesis cyfansoddion cysylltiedig.
Dadansoddiad Achos
Mae cymhwyso hydroclorid amitraz (yn enwedig ei ddeilliadau, megis hydroclorid amitraz) mewn deunyddiau celloedd solar yn bennaf wrth wella perfformiad a sefydlogrwydd celloedd solar chalcogenide.
Achos 1: Ymchwil ym Mhrifysgol Normal Shaanxi
Cefndir ymchwil:
deunyddiau chalcogenide, yn enwedig FAPbI3, wedi dod i'r amlwg fel ymgeiswyr addawol ar gyfer ceisiadau trosi ynni solar. Fodd bynnag, mae'r deunyddiau hyn yn dioddef o ddiffygion ac ansawdd ffilm gwael.
Cais:
Cyflwynodd ymchwilwyr ym Mhrifysgol Normal Shaanxi 1H-pyrazole-1-carboxamidine hydrocloride (PCH) i mewn i ffilmiau tenau calcogenid FAPbI3. Mae gan strwythur moleciwlaidd PCH gylch pyrazole wedi'i gysylltu â formamidine (FA), sy'n helpu i ymgorffori yn y dellt ffilm denau a diffygion passivate.
Yr effaith:
Arweiniodd presenoldeb PCH at ddyfeisiau FAPbI3 gyda chrisialedd uwch, arwynebau llyfnach, a dwyseddau llai o ddiffygion, gan arwain at well foltedd cylched agored (Voc) a ffactor llenwi. Mae'r effeithlonrwydd trosi ffotofoltäig yn cyrraedd y lefel uchaf erioed o 24.62% ac mae ganddo sefydlogrwydd rhagorol o dan amlygiad aer hirdymor a straen thermol.
Achos 2: Ymchwil ar y cyd rhwng Prifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Huazhong a Phrifysgol Georgia, UDA
Manteision Sbrocedi Cadwyn
Cefndir:
Yn seiliedig ar (4-FPEA) 2MA4Pb5I16 chalcogenide, archwiliodd yr ymchwilwyr effaith hydroclorid formamidine (FACl) fel ychwanegyn.
Cais:
Mae'r ychwanegyn FACl yn gohirio rhyddhau MACl trwy fecanwaith cyfnewid cation MA / FA, gan osgoi'r difrod i'r ffilm trwy ryddhau cyflym. Ar yr un pryd, mae catïonau FA+ yn mynd i mewn i'r dellt chalcogenid, gan gulhau'r bwlch band ac ehangu'r ystod amsugno sbectrol.
Effaith:
Mae'r ychwanegyn FACl yn gwella'n sylweddol effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol (PCE) a sefydlogrwydd celloedd solar calcogenid LDRP. O'i gymharu â'r MACl a ddefnyddir yn gyffredin, mae FACl yn cyflawni gwell gwelliant ac yn agor posibiliadau newydd ar gyfer cymhwyso celloedd solar calcogenid yn fasnachol.
Achos 3: Sefydlogi cyfnod du FAPbI3 gan dempled 2D chalcogenide
- Cefndir: Mae chalcogenide FAPbI3 wedi denu llawer o sylw oherwydd ei berfformiad ffotofoltäig rhagorol a sefydlogrwydd thermol uchel, ond mae ei broblem sefydlogrwydd cyfnod wedi cyfyngu ar ei gymhwysiad.
- Strategaeth ymgeisio: Mae ymchwilwyr wedi manteisio ar y paru dellt rhwng chalcogenides 2D seiliedig ar FA- a FAPbI3 i sefydlogi'r cyfnod du FAPbI3 trwy dempled ar dymheredd llawer is na thymereddau anelio confensiynol. er nad yw'r achos hwn yn sôn yn uniongyrchol am hydroclorid formamidine, mae'n pwysleisio gwella sefydlogrwydd a pherfformiad ffilm tenau chalcogenides trwy'r strategaeth paru a thempledi dellt. Mae'r strategaeth hon yn ategu rôl hydroclorid amidine wrth wella perfformiad celloedd solar calcogenid.
Cymhwyso hydroclorid amidine wrth baratoi deunyddiau celloedd solar
Gellir defnyddio hydroclorid amidin fel rhagflaenydd neu ganolradd ar gyfer synthesis cyfansoddion penodol wrth baratoi deunyddiau celloedd solar, yn enwedig wrth synthesis deunyddiau amsugno isgoch agos. Trwy gyflwyno hydroclorid formamidine neu ei ddeilliadau, mae'n bosibl gwella ansawdd ffilm, crisialu, a diffygion goddefol celloedd solar calcogenid, a thrwy hynny gynyddu effeithlonrwydd a sefydlogrwydd trosi ffotofoltäig. Mae'r canfyddiadau hyn yn pwysleisio effeithiolrwydd hydroclorid formamidine a'i ddeilliadau fel ychwanegion newydd ar gyfer datblygu -celloedd solar calcogenid perfformiad uchel.
Fel un sydd â swyddogaethau deuol "cronfa broton" ac asiant clustogi
Formamidine HydrochlorideMae (FACl) yn gyfansoddyn organig sy'n cynnwys grŵp formamidine (-C(NH)NH₂). Mae'r atom nitrogen amino (-NH₂⁺) a'r ïon clorid (Cl⁻) yn ei strwythur moleciwlaidd yn ei gynysgaeddu â galluoedd rhoddwr/derbynnydd proton unigryw. Ym meysydd synthesis organig, deunyddiau perovskite, a biocemeg, defnyddir FACl yn aml fel "cronfa proton" a byffer. Trwy addasu'r crynodiad proton (H⁺) neu werth pH yn ddeinamig, mae'n gwneud y gorau o lwybrau adwaith neu briodweddau materol. Bydd y canlynol yn ei ddadansoddi o'r agweddau ar ei fecanwaith trosglwyddo proton a'i effaith byffro.
Swyddogaeth Rhoddwr/Derbynnydd Proton fel "Storfa Proton"
Nodweddion Rhoddwyr Proton
Yn y grŵp amin o FACl, mae atom nitrogen y grŵp amino (-NH₂⁺) yn gallu rhyddhau protonau (H⁺) oherwydd y gwahaniaeth mewn electronegatifedd, gan drawsnewid yn radical amin (-C(NH)NH⁻). Mae'r nodwedd hon yn ei gwneud yn rhoddwr proton effeithiol o dan amodau asidig (fel pH < 4). Er enghraifft, pan fydd FACl yn adweithio ag ïodid plwm (PbI₂) i ffurfio fflworid iodophenyl plwm (FAPbI₃), mae'r grŵp amin yn rhyddhau protonau, gan hyrwyddo diddymiad ac adluniad dellt PbI₂, a ffurfio ffilm perovskite unffurf. Mae arbrofion yn dangos y gall ychwanegu FACl gynyddu crisialu ffilmiau FAPbI₃ 20%, lleihau'r dwysedd diffyg 15%, a thrwy hynny gynyddu effeithlonrwydd trosi ffotofoltäig (PCE) y ddyfais i dros 22%.
Nodweddion Derbynnydd Proton
Mewn amodau alcalïaidd (fel pH > 8), gall yr ïon clorid (Cl⁻) o FACl dderbyn protonau, gan gynhyrchu hydrogen clorid (HCl), tra bod y grŵp amin (-C(NH)NH₂) yn gweithredu fel sylfaen Lewis ac yn ffurfio bondiau cydsymud ag ïonau metel (fel Pb²⁺). Mae'r nodwedd hon yn ei alluogi i chwarae rhan allweddol yn y synthesis o gyfansoddion heterocyclic (fel imidazolylglycerophosphate, IGP). Er enghraifft, yn y synthesis o IGP, mae FACl yn gweithredu fel derbynnydd proton, gan sefydlogi'r canolradd adwaith, a chynyddu'r cynnyrch o 60% i 85%.
Mecanwaith Trosglwyddo Proton Dynamig
Mae swyddogaeth rhoddwr/derbynnydd proton FACl yn ddeinamig gildroadwy. Mewn hydoddiant, mae cyflwr protonedig (-NH₂⁺) a chyflwr dadprotonedig (-C(NH)NH⁻) FACl yn cael eu cydbwyso gan pH. Er enghraifft, ar pH=5, mae cyfran protonedig FACl tua 70%, gan ganiatáu ar gyfer rhyddhau a derbyn protonau ar yr un pryd, gan gyflawni storio deinamig a rhyddhau protonau. Mae'r nodwedd hon yn ei gwneud yn rhagorol mewn deunyddiau ffotoluminescent: trwy addasu crynodiad FACl, gellir rheoli tonfedd allyriadau (λ_max) ffilmiau perovskite (glas-symud o 520 nm i 480 nm), a gellir ymestyn oes y cludwr (τ) (o 10 ns i 50 ns).
Swyddogaeth Rheoleiddio pH fel Clustogfa
Asid Gwan-System Byffer Sylfaen Wan
Mae'r grŵp amin o FACl (pKa ≈ 6.5) ac ïon clorid (Cl⁻) yn ffurfio pâr byffer sylfaen asid gwan-, sy'n gallu gwrthsefyll amrywiadau pH yn effeithiol o fewn yr ystod 5.5 - 7.5. Er enghraifft, yn hydoddiant rhagflaenol perovskite, gall ychwanegu 0.1M FACl sefydlogi'r hydoddiant ar pH ± 2 ± 6. Dyddodiad PbI₂ neu drawsnewid cyfnod FAPbI₃ oherwydd newidiadau pH lleol. Mae data arbrofol yn dangos bod gan atebion sydd wedi'u clustogi â FACl welliant o 30% mewn unffurfiaeth ffilm a gostyngiad mewn dwysedd diffygion i lai na 10¹⁰ cm⁻³.
Ymyrraeth Ymwrthedd
Mae effaith byffro FACl yn gallu gwrthsefyll asidau cryf / basau cryf. Mewn hydoddiant sy'n cynnwys 0.1M HCl, gall ychwanegu 0.2M FACl godi'r pH o 1.0 i 5.5; mewn hydoddiant sy'n cynnwys 0.1M NaOH, gall ychwanegu 0.2M FACl ostwng y pH o 13.0 i 7.5. Mae'r nodwedd hon yn ei gwneud yn ardderchog mewn adweithiau catalytig biolegol: er enghraifft, yn adwaith Aldol sy'n cael ei gataleiddio gan aldehyde dehydrogenase, gall system byffer FACl (pH=7.0) gynyddu'r dewis adwaith o 80% i 95%, tra'n atal ffurfio sgil-gynhyrchion.
Effaith Synergaidd gyda Byfferau Anorganig
Gall FACl ffurfio system byffer cyfansawdd gyda halwynau ffosffad (fel Na₂HPO₄/NaH₂PO₄) neu halwynau asetad (fel CH₃COONa/CH₃COOH), gan ehangu'r ystod rheoleiddio pH. Er enghraifft, wrth wneud LEDau perovskite, gall y system byffer gyfansawdd sy'n cynnwys FACl (0.05M) a ffosffad (0.1M) sefydlogi pH yr haen allyriadau yn 6.5, cynyddu effeithlonrwydd cwantwm allanol (EQE) y ddyfais o 15% i 22%, ac ar yr un pryd ymestyn yr oriau gweithredu o ₂ 5.
Tagiau poblogaidd: hydroclorid formamidine cas 6313-33-3, cyflenwyr, gweithgynhyrchwyr, ffatri, cyfanwerthu, prynu, pris, swmp, ar werth