Formamidine hidroklorida, juga dikenali sebagai methanimidamide hydrochloride atau ringkasnya formamidine HCl, ialah pepejal kristal putih yang tergolong dalam keluarga sebatian organik. Ia adalah garam amina yang diperoleh daripada tindak balas antara formamidine, amidin paling mudah, dan asid hidroklorik. Secara kimia, formulanya ialah H2N-C=NH+·Cl−, menunjukkan kehadiran ion imina bercas positif (H2N-C=NH+) yang diseimbangkan oleh ion klorida bercas negatif (Cl−).
Ia diiktiraf secara meluas untuk aplikasi serba boleh dalam pelbagai bidang perindustrian dan penyelidikan. Ia berfungsi sebagai prekursor untuk sintesis pelbagai bahan kimia penting, termasuk racun perosak, farmaseutikal, pewarna dan polimer. Dalam sektor pertanian, derivatif khusus digunakan sebagai racun serangga dan acaricides, dengan berkesan mengawal perosak yang merosakkan tanaman.
Selain itu, sebatian ini mendapat aplikasi dalam pengeluaran polimer seperti poliuretana dan poliamida, di mana ia bertindak sebagai agen pengawetan atau pengubah, meningkatkan sifat produk akhir. Dalam industri farmaseutikal, ia dan derivatifnya digunakan dalam sintesis ubat untuk merawat pelbagai keadaan, kerana keupayaan mereka untuk mengambil bahagian dalam pelbagai tindak balas kimia.
|
|
 |
| Formula Kimia | CH5ClN2 |
| Misa tepat | 80.01 |
| Berat Molekul | 80.52 |
| m/z | 80.01 (100.0%), 82.01 (32.0%), 81.02 (1.1%) |
| Analisis Unsur | C, 14.92; H, 6.26; Cl, 44.03; N, 34.79 |
Sebagai Perantara Farmaseutikal: Berkhidmat sebagai perantaraan penting dalam sintesis pelbagai sebatian farmaseutikal. Perantaraan farmaseutikal ialah bahan binaan yang digunakan dalam proses pembuatan ubat, di mana ia menjalani tindak balas kimia selanjutnya untuk membentuk bahan farmaseutikal aktif akhir (API). Tindak balas khusus dan produk akhir bergantung pada struktur dan sifat kimia.
Aplikasi Perindustrian: Ia juga digunakan sebagai bahan mentah industri dalam pelbagai proses pembuatan. Bahan mentah industri adalah komponen penting yang digunakan dalam pengeluaran barangan dan perkhidmatan. Dalam konteks ini, ia boleh digunakan dalam sintesis bahan kimia, polimer atau bahan lain yang mempunyai aplikasi merentas pelbagai industri.
Tujuan Penyelidikan: Oleh kerana sifat kimianya yang unik, ia juga biasa digunakan dalam penyelidikan saintifik. Ia boleh berfungsi sebagai reagen atau bahan permulaan dalam eksperimen makmal yang bertujuan untuk meneroka tindak balas kimia baharu, mensintesis sebatian baru, atau mengkaji kelakuan molekul tertentu. Walau bagaimanapun, adalah penting untuk ambil perhatian bahawa penggunaannya hendaklah terhad kepada tujuan penyelidikan dan bukan untuk eksperimen atau penggunaan manusia.
aplikasi dalam Industri
Pertengahan dalam Sintesis Dadah
Ia berfungsi sebagai perantara farmaseutikal kritikal dalam sintesis pelbagai sebatian dan ubat. Ia terlibat dalam tindak balas yang membawa kepada pembentukan bahan farmaseutikal aktif (API) yang digunakan dalam rawatan pelbagai keadaan perubatan.
Kepelbagaian dalam tindak balas kimia dan keupayaan untuk menghasilkan perantara yang disesuaikan dengan sifat yang dikehendaki menjadikannya sebatian berharga dalam industri farmaseutikal.
Pertengahan dalam Sintesis Kimia
Selain penggunaannya dalam industri farmaseutikal, ia juga merupakan perantaraan penting dalam sintesis organik. Ia boleh mengambil bahagian dalam pelbagai tindak balas seperti penggantian, pemeluwapan, dan lain-lain, yang membawa kepada pembentukan molekul organik kompleks.
Kereaktifan dan keupayaannya untuk membentuk perantaraan yang stabil adalah penting dalam sintesis sebatian organik untuk pelbagai aplikasi industri.
Aplikasi dalam Bahan Sel Suria
Baru-baru ini, ia telah menemui aplikasi dalam penyediaan bahan untuk-penerapan inframerah hampir. Dalam bidang ini, ia berfungsi sebagai prekursor atau perantaraan dalam sintesis sebatian tertentu yang meningkatkan prestasi sel suria ini.
Aplikasi baru muncul ini menyerlahkan potensinya dalam tenaga boleh diperbaharui dan teknologi mampan.
Platform Inovasi
Ia juga digunakan secara meluas dalam aktiviti penyelidikan dan pembangunan (R&D) merentasi pelbagai industri. Sifat uniknya menjadikannya calon yang ideal untuk meneroka tindak balas kimia baharu, mensintesis sebatian baru dan mengkaji kelakuan molekul tertentu.
Penyelidik menggunakannya untuk mengenal pasti petunjuk berpotensi untuk bahan baharu, mengoptimumkan proses sedia ada dan membangunkan penyelesaian inovatif untuk cabaran industri.
Kaedah Sintesis
Beberapa kaedah wujud untuk sintesisformamidine hydrochloride, setiap satu dengan kelebihan dan kebolehgunaannya yang unik. Laluan yang paling biasa termasuk:
Ammonolisis Formamide
Salah satu kaedah yang paling mudah melibatkan tindak balas formamide (HCONH₂) dengan ammonia (NH₃) di bawah keadaan terkawal. Tindak balas ini biasanya berlaku dengan kehadiran agen penyahhidratan seperti asid hidroklorik (HCl) untuk memacu keseimbangan ke arah pembentukan.
HCONH₂ + NH₃ + HCl → NH₂C=NH·HCl + H₂O
1
Formamida dan ammonia dicampur dalam reaktor yang sesuai.
2
Asid hidroklorik ditambah perlahan-lahan, sambil mengekalkan suhu tindak balas dan kacau dengan kuat.
3
Campuran yang terhasil dipanaskan kepada refluks untuk satu tempoh, membolehkan tindak balas diteruskan hingga selesai.
4
Produk kemudian diasingkan dengan menyejukkan campuran tindak balas, penapisan, dan pengeringan.
Ammonolisis Sebatian Karbonil
Pendekatan lain melibatkan tindak balas sebatian karbonil (cth, formaldehid) dengan ammonia dengan kehadiran mangkin asid. Kaedah ini boleh menjadi lebih serba boleh, kerana ia membolehkan sintesis foramidin diganti bergantung pada sebatian karbonil permulaan.
HCHO + 2NH₃ + HCl → NH₂C=NH·HCl + 2H₂O
1
Formaldehid, ammonia, dan jumlah pemangkin asid hidroklorik dicampur dalam reaktor.
2
Campuran dipanaskan dan dikacau selama beberapa jam, membolehkan tindak balas diteruskan.
3
Produk diasingkan dan disucikan mengikut langkah yang sama seperti yang diterangkan dalam kaedah sebelumnya.
Aminasi Elektrofilik
Dalam kaedah ini, amina (seperti metilamin) bertindak balas dengan sumber elektrofilik nitrogen, selalunya dijana secara in situ daripada tindak balas amina dengan oksidan yang sesuai (cth, asid nitrus). Pendekatan ini kurang biasa digunakan untuk sintesis langsung tetapi boleh disesuaikan untuk sintesis sebatian yang berkaitan.
Analisis Kes
Penggunaan amitraz hydrochloride (terutama derivatifnya, seperti amitraz hydrochloride) dalam bahan sel suria adalah terutamanya dalam meningkatkan prestasi dan kestabilan sel solar chalcogenide.
Kes 1: Penyelidikan di Shaanxi Normal University
Latar belakang penyelidikan:
bahan chalcogenide, terutamanya FAPbI3, telah muncul sebagai calon yang menjanjikan untuk aplikasi penukaran tenaga suria. Walau bagaimanapun, bahan ini mengalami kecacatan dan kualiti filem yang lemah.
Permohonan:
Penyelidik di Shaanxi Normal University memperkenalkan 1H-pyrazole-1-carboxamidine hydrochloride (PCH) ke dalam filem nipis FAPbI3 chalcogenide. Struktur molekul PCH mempunyai cincin pirazol yang terikat pada formamidine (FA), yang membantu untuk menggabungkan ke dalam kekisi filem nipis dan kecacatan pasif.
Kesannya:
Kehadiran PCH menghasilkan peranti FAPbI3 dengan kehabluran yang lebih tinggi, permukaan yang lebih licin dan ketumpatan kecacatan yang lebih rendah, yang membawa kepada peningkatan-voltan litar (Voc) dan faktor isian terbuka. Kecekapan penukaran fotovoltaik mencapai rekod 24.62% dan mempunyai kestabilan yang sangat baik di bawah-dedahan udara jangka panjang dan tekanan terma.
Kes 2: Penyelidikan kolaboratif antara Universiti Sains dan Teknologi Huazhong dan Universiti Georgia, Amerika Syarikat
Kelebihan Sprocket Rantai
latar belakang:
Berdasarkan (4-FPEA)2MA4Pb5I16 chalcogenide, para penyelidik meneroka kesan formamidine hydrochloride (FACl) sebagai bahan tambahan.
Permohonan:
Bahan tambahan FACl melambatkan pelepasan MACl melalui mekanisme pertukaran kation MA/FA, dengan itu mengelakkan kerosakan pada filem dengan pelepasan pantas. Pada masa yang sama, kation FA+ memasuki kekisi chalcogenide, mengecilkan jurang jalur dan meluaskan julat penyerapan spektrum.
Kesan:
Aditif FACl meningkatkan kecekapan penukaran fotoelektrik (PCE) dan kestabilan sel solar chalcogenide LDRP dengan ketara. Berbanding dengan MACl yang biasa digunakan, FACl mencapai peningkatan yang lebih baik dan membuka kemungkinan baharu untuk aplikasi komersial sel solar chalcogenide.
Kes 3: Penstabilan fasa hitam FAPbI3 oleh templat chalcogenide 2D
- Latar belakang: FAPbI3 chalcogenide telah menarik banyak perhatian kerana prestasi fotovoltaik yang sangat baik dan kestabilan haba yang tinggi, tetapi masalah kestabilan fasanya telah mengehadkan penggunaannya.
- Strategi aplikasi: Penyelidik telah mengambil kesempatan daripada pemadanan kekisi antara-berasaskan FA chalcogenides 2D dan FAPbI3 untuk menstabilkan fasa hitam FAPbI3 dengan membuat templat pada suhu yang jauh lebih rendah daripada suhu penyepuhlindapan konvensional. walaupun kes ini tidak menyebut secara langsung formamidine hydrochloride, ia menekankan peningkatan kestabilan dan prestasi filem nipis chalcogenides melalui padanan kekisi dan strategi templat. Strategi ini melengkapkan peranan amidin hidroklorida dalam meningkatkan prestasi sel solar chalcogenide.
Penggunaan amidin hidroklorida dalam penyediaan bahan sel suria
Amidine hidroklorida boleh digunakan sebagai prekursor atau perantaraan untuk sintesis sebatian khusus dalam penyediaan bahan sel suria, terutamanya dalam sintesis bahan penyerap inframerah hampir-. Dengan memperkenalkan formamidine hydrochloride atau derivatifnya, adalah mungkin untuk meningkatkan kualiti filem, kehabluran, dan kecacatan pempasifan sel solar chalcogenide, dengan itu meningkatkan kecekapan dan kestabilan penukaran fotovoltaik. Penemuan ini menekankan keberkesanan formamidine hydrochloride dan derivatifnya sebagai aditif baru untuk pembangunan-sel suria chalcogenide berprestasi tinggi.
Sebagai mempunyai dwi fungsi "takungan proton" dan agen penampan
Formamidine Hydrochloride(FACl) ialah sebatian organik yang mengandungi kumpulan formamidin (-C(NH)NH₂). Atom nitrogen amino (-NH₂⁺) dan ion klorida (Cl⁻) dalam struktur molekulnya memberikannya keupayaan penderma/reseptor proton yang unik. Dalam bidang sintesis organik, bahan perovskit, dan biokimia, FACl sering digunakan sebagai "reservoir proton" dan penampan. Dengan melaraskan kepekatan proton (H⁺) atau nilai pH secara dinamik, ia mengoptimumkan laluan tindak balas atau sifat bahan. Berikut akan menganalisisnya dari aspek mekanisme pemindahan proton dan kesan penimbalannya.
Fungsi Penderma/Penerima Proton sebagai "Repositori Proton"
Ciri-ciri Penderma Proton
Dalam kumpulan amina FACl, atom nitrogen kumpulan amino (-NH₂⁺) boleh membebaskan proton (H⁺) disebabkan oleh perbezaan keelektronegatifan, berubah menjadi radikal amina (-C(NH)NH⁻). Ciri ini menjadikannya penderma proton yang berkesan dalam keadaan berasid (seperti pH < 4). Sebagai contoh, apabila FACl bertindak balas dengan plumbum iodida (PbI₂) untuk membentuk plumbum iodofenil fluorida (FAPbI₃), kumpulan amina membebaskan proton, menggalakkan pembubaran dan pembinaan semula kekisi PbI₂, dan membentuk filem perovskit seragam. Eksperimen menunjukkan bahawa penambahan FACl boleh meningkatkan kehabluran filem FAPbI₃ sebanyak 20%, mengurangkan ketumpatan kecacatan sebanyak 15%, dan dengan itu meningkatkan kecekapan penukaran fotovoltaik (PCE) peranti kepada lebih 22%.
Ciri-ciri Penerima Proton
Dalam keadaan alkali (seperti pH > 8), ion klorida (Cl⁻) FACl boleh menerima proton, menghasilkan hidrogen klorida (HCl), manakala kumpulan amina (-C(NH)NH₂) bertindak sebagai bes Lewis dan membentuk ikatan koordinasi dengan ion logam (seperti Pb²⁺). Ciri ini membolehkannya memainkan peranan penting dalam sintesis sebatian heterosiklik (seperti imidazolylglycerophosphate, IGP). Sebagai contoh, dalam sintesis IGP, FACl bertindak sebagai reseptor proton, menstabilkan perantaraan tindak balas, dan meningkatkan hasil daripada 60% kepada 85%.
Mekanisme Pemindahan Proton Dinamik
Fungsi penderma/penerima proton FACl boleh diterbalikkan secara dinamik. Dalam larutan, keadaan terprotonasi (-NH₂⁺) dan keadaan terdeprotonasi (-C(NH)NH⁻) FACl diseimbangkan oleh pH. Contohnya, pada pH=5, bahagian terprotonasi FACl adalah kira-kira 70%, membolehkan pelepasan dan penerimaan serentak proton, mencapai penyimpanan dinamik dan pelepasan proton. Ciri ini menjadikannya luar biasa dalam bahan photoluminescent: dengan melaraskan kepekatan FACl, panjang gelombang pancaran (λ_max) filem perovskit boleh dikawal (biru-dialihkan daripada 520 nm kepada 480 nm), dan jangka hayat pembawa (τ) boleh dipanjangkan (dari 10 ns kepada 50).
Fungsi Peraturan pH sebagai Penampan
Asid Lemah-Sistem Penampan Asas Lemah
Kumpulan amina FACl (pKa ≈ 6.5) dan ion klorida (Cl⁻) membentuk pasangan penimbal bes lemah-asid lemah, yang boleh menahan turun naik pH dengan berkesan dalam julat 5.5 - 7.5. Contohnya, dalam larutan prekursor perovskit, menambahkan 0.1M FACl pada ± 0.2 larutan dapat menstabilkan pH ± 0.2 kerpasan PbI₂ atau Peralihan fasa FAPbI₃ akibat perubahan pH tempatan. Data eksperimen menunjukkan bahawa penyelesaian yang ditimbal dengan FACl mempunyai peningkatan 30% dalam keseragaman filem dan pengurangan ketumpatan kecacatan kepada di bawah 10¹⁰ cm⁻³.
Rintangan Gangguan
Kesan penimbalan FACl adalah tahan kepada asid kuat/bes kuat. Dalam larutan yang mengandungi 0.1M HCl, menambah 0.2M FACl boleh meningkatkan pH daripada 1.0 kepada 5.5; dalam larutan yang mengandungi 0.1M NaOH, menambah 0.2M FACl boleh menurunkan pH daripada 13.0 kepada 7.5. Ciri ini menjadikannya sangat baik dalam tindak balas pemangkin biologi: contohnya, dalam tindak balas Aldol yang dimangkin oleh aldehid dehidrogenase, sistem penimbal FACl (pH=7.0) boleh meningkatkan selektiviti tindak balas daripada 80% kepada 95%, sambil menghalang pembentukan{12}}produk.
Kesan Sinergis dengan Penampan Bukan Organik
FACl boleh membentuk sistem penimbal komposit dengan garam fosfat (seperti Na₂HPO₄/NaH₂PO₄) atau garam asetat (seperti CH₃COONa/CH₃COOH), mengembangkan julat peraturan pH. Sebagai contoh, dalam fabrikasi LED perovskite, sistem penimbal komposit yang terdiri daripada FACl (0.05M) dan fosfat (0.1M) boleh menstabilkan pH lapisan pelepasan pada 6.5, meningkatkan kecekapan kuantum luaran (EQE) peranti daripada 15% kepada 22%, dan pada masa yang sama memanjangkan hayat operasi daripada 1₅₂0₂0₂0₂T₂. jam).
Cool tags: formamidine hydrochloride cas 6313-33-3, pembekal, pengilang, kilang, borong, beli, harga, pukal, untuk dijual