Дыня (химия)

редактировать
Повторяющаяся единица дыни, согласно T. Komatsu (2001).

В химии, дыня является соединение из углерода, азота и водорода из еще несколько неопределенного состава, состоящего в основном из heptazine звеньев, соединенных и закрытых аминных групп и мостов ( -NH-, = NH, -NH 2, так далее.). Это бледно-желтое твердое вещество, не растворимое в большинстве растворителей.

Тщательное исследование 2001 г. указывает на формулу C 60 N 91 ЧАС 33, Который состоит из десяти иминых - heptazine блоков, соединенных в линейную цепь аминокислот с помощью мостов; то есть H (–C 6 N 8 ЧАС 2 ) –NH–) 10 (NH 2 ). Однако другие исследователи по-прежнему предлагают другие структуры.

Дыня - старейшее известное соединение с гептазином С. 6 N 7 core, описанный в начале 19 века. Он мало изучался до недавнего времени, когда был признан заметным фотокатализатором и возможным предшественником нитрида углерода.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 История
  • 2 Подготовка
  • 3 Структура и свойства
    • 3.1 Полимеризация и разложение
    • 3.2 Хлорирование
  • 4 Приложения
    • 4.1 Фотокатализ
    • 4.2 Прекурсор нитрида углерода
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки

История

В 1834 году Либих описал соединения, которые он назвал меламином, меламом и дыней.

Долгое время этому соединению уделялось мало внимания из-за его нерастворимости. В 1937 году Линус Полинг с помощью рентгеновской кристаллографии показал, что структура дыни и родственных ей соединений содержит конденсированные триазиновые кольца.

Структура дыни, предложенная CE Redemann (1939).

В 1939 г. CE Redemamm и другие предложили структуру, состоящую из 2-аминогептазиновых звеньев, соединенных аминными мостиками через атомы углерода 5 и 8. Структура была пересмотрена в 2001 году Т.Комацу, который предложил таутомерную структуру.

Подготовка

Соединение может быть извлечено из твердого остатка термического разложения тиоцианата аммония NH. 4 SCN при 400 ° C. (С другой стороны, термическое разложение твердого мелема дает графитоподобный материал CN.)

Структура и свойства

Структура дыни по T. Komatsu (2001), показывающая две единицы.

Согласно Komatsu, охарактеризованная форма дыни состоит из олигомеров, которые можно описать как конденсацию 10 единиц мелем таутомера с потерей аммиака NH. 3. В этой структуре 2-иминогептазиновые звенья соединены аминными мостиками от углерода 8 одного звена до азота 4 следующего звена. Данные рентгеновской дифракции и другие свидетельства указывают на то, что олигомер плоский, а треугольные ядра гептазина имеют чередующуюся ориентацию.

Кристаллическая структура дыни ромбическая, с расчетными постоянными решетки a = 739,6 пм, b = 2092,4 пм и c = 1295,4 пм.

Полимеризация и разложение

При нагревании до 700 ° C дыня превращается в полимер с высокой молекулярной массой, состоящий из более длинных цепей с одинаковым мотивом.

Хлорирование

Дыню можно превратить в 2,5,8-трихлоргептазин, полезный реагент для синтеза или производные гептазина.

Приложения

Фотокатализ

В 2009 году Синьчен Ван и другие заметили, что дыня действует как катализатор расщепления воды на водород и кислород или преобразования CO. 2 обратно в топливо, используя энергию солнечного света. Это был первый безметалловый фотокатализатор, и было замечено, что он обладает рядом преимуществ по сравнению с предыдущими соединениями, включая низкую стоимость материала, простой синтез, незначительную токсичность, исключительную химическую и термическую стабильность. Обратной стороной является его умеренная эффективность, которую, однако, можно улучшить с помощью легирования или наноструктурирования.

Прекурсор нитрида углерода

Еще одна волна интереса к дыне произошла в 1990-х годах, когда теоретические расчеты показали, что β- C 3 N 4 - гипотетическое соединение нитрида углерода, структурно аналогичное β- Si 3 N 4 - может быть тверже алмаза. Дыня казалась хорошим предшественником для другой формы материала, «графитового» нитрида углерода или g- C 3 N 4.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ a b c d e f g h i j Tamikuni Komatsu (2001)gt; «Первый синтез и характеристика высокополимеров циамелуровой кислоты». Макромолекулярная химия и физика, том 202, выпуск 1, страницы 19-25. DOI : 10.1002 / 1521-3935 (20010101) 202: 1 lt;19:: АИД-MACP19gt; 3.0.CO; 2-G
  2. ^ Бсд Фабиан Карл Keßler (2019), строение и реакционная способность втор-триазин-соединения на основе в C / N / H химии. Докторская диссертация, Fakultät für Chemie und Pharmazie, Ludwig-Maximilians-Universität München
  3. ^ Дж. Либих (1834): Annalen Pharmacie, 10, 1.
  4. ^ a b c Элизабет К. Уилсон (2004), "Старая молекула, новая химия. Загадочные гептазины начинают находить применение в производстве материалов из нитрида углерода". Chemical amp; Engineering News, 26 мая 2004 г. Онлайн-версия доступна 30 июня 2009 г.
  5. ^ a b Дейл Р. Миллер, Дейл С. Свенсон и Эдвард Г. Гиллан (2004): «Синтез и структура 2,5,8-триазидо-s-гептазина: энергетический и люминесцентный предшественник богатых азотом нитридов углерода. ". Журнал Американского химического общества, том 126, выпуск 17, страницы 5372-5373. DOI : 10.1021 / ja048939y
  6. ^ Барбара Юргенс, Элизабет Ирран, Юрген Зенкер, Питер Кролл, Хелен Мюллер, Вольфганг Шник (2003): «Мелем (2,5,8-триамино-три-s-триазин), важный промежуточный продукт во время конденсации колец меламина в графит. Нитрид углерода: синтез, определение структуры с помощью порошковой рентгеновской дифрактометрии, твердотельный ЯМР и теоретические исследования ». Журнал Американского химического общества, том 125, выпуск 34, страницы 10288-10300. DOI : 10.1021 / ja0357689
  7. ^ Xinchen Ван, Кадзухико Маэда, Арне Томас, Kazuhiro Takanabe, Ган Синь, Йохан Карлссон М., Казунари Domen, и Маркус Antonietti (2009): «Металл-полимерные свободный фотокатализатора для получения водорода из воды под видимым светом», Природа Материалы том 8, страницы 76-80. DOI : 10.1038 / nmat2317

  • v
  • т
  • е
Последняя правка сделана 2024-01-02 06:11:27
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте