карбонат цезия химические свойства, назначение, производство
Описание
Cesium carbonate is a basic carbonate and is used in organic synthesis as a mild inorganic base. It can be used in C, N, O alkylation and arylation reactions. Cesium carbonate not only promotes the carbonylation of alcohols and carbamination of amines but also inhibits side reactions common in other processes. It is also used in six-membered annulation, intramolecular and intermolecular cyclizations, Suzuki coupling, aza-Henry, nucleophilic substitution, cross-coupling and different cycloaddition reactions.
Химические свойства
Colourless crystals or white powder , easily soluble in water, quickly absorbs moisture when placed in the air. The aqueous solution of cesium carbonate is strongly alkaline and can react with acid to produce the corresponding cesium salt and water, and release carbon dioxide.
Использование
Cesium carbonate is a versatile reagent for organic synthesis. This inorganic base has been employed in numerous organic applications ranging from N-protection of amino acids to a base in either the Horner- Wadsworth-Emmons reaction or in Suzuki couplings. It has also found use as a catalyst for ethylene oxide polymerization, in coating for spatter-free welding of steel in CO2, as a functional interlayer in photovoltaic devices and in oxide cathodes. Cesium carbonate is also used in the beer-brewing industry to make the "head" of beer foamier.
прикладной
Cesium carbonate is widely utilized as a precursor for other cesium compounds. It acts as a base in sensitive organic reactions. It can be used as a base in C-C and C-N cross-coupling reactions such as Suzuki?Miyaura, Heck, and Buchwald-Hartwig amination reactions. It finds use in solar cells as it increases the power conversion efficiency of cells through the transfer of electrons. It is also used in the production of special optical glasses, petroleum catalytic additives, special ceramics and in the sulfuric acid industry. It is useful in the N-alkylation (of sulfonamides, beta-lactams, indoles, heterocycles and several sensitive nitrogen compounds), carbamination of amines, carbonylation of alcohols and aerobic oxidation of alcohols into carbonyl compounds without polymeric by products. Promotes the efficient O-alkylation of alcohols to form mixed alkyl carbonates.
Подготовка
cesium carbonate can be prepared by thermal decomposition of caesium oxalate. Upon heating, caesium oxalate is converted to caesium carbonate with emission of carbon monoxide.
Cs2C2O4 → Cs2CO3 + CO
It can also be synthesized by reacting caesium hydroxide with carbon dioxide.
2 CsOH + CO2 → Cs2CO3 + H2O
Реакции
Many of the properties of cesium carbonate are due to the softness of the cesium cation. This softness makes cesium carbonate rather soluble in organic solvents such as alcohols, DMF and Et2O. This has rendered cesium carbonate useful in palladium chemistry, which is often carried out in non-aqueous media where insolubility of inorganic bases can limit reactivity. Cs2CO3 has, for example, been used with good results in Heck, Suzuki and Sonogashira reactions. Cesium carbonate has also received much attention for its use in O-alkylations, particularly of phenols.It has been postulated that O-alkylations of phenols using Cs2CO3 in non-aqueous solvents occurs via the ‘naked’ phenolate anion, which behaves as a strong nucleophile. Therefore, this methodology can even be applied to secondary halides, minimizing the usual unwanted side reactions such as elimination and decomposition.
Общее описание
Cesium carbonate is a powerful inorganic base widely used in organic synthesis. It is a potential chemoselective catalyst for the reduction of aldehydes and ketones to alcohols. It is employed as base for the Heck coupling reaction of 4-trifluoromethyl-1-chlorobenzene and aryl chlorides.
Опасность
Cesium carbonate is a danger compound.
H315: Causes skin irritation
H318: Causes serious eye damage
H335: May cause respiratory irritation
H361: Suspected of damaging fertility or the unborn child
H373: May cause damage to organs through prolonged or repeated exposure
Профиль безопасности
Moderately toxic by
ingestion. Mutation data reported. When
heated to decomposition it emits acrid
smoke and fumes. See also CESIUM.
Описание
Карбонат цезия — это соль цезия и угольной кислоты, смежные названия
вещества — углекислый цезий или угольная соль цезия. Визуально вещество
представляет собой бесцветные кристаллы, которые имеют форму ромбической
сингонии.
Химические свойства
Карбонат цезия активно растворяется в воде и спиртах, образуя сильно
щелочной состав. Вещество способно образовывать кристаллогидраты,
обладает способностью к гигроскопичности. При температуре от 0 до 20 ⁰С и
влажной атмосфере кристаллы вещества способны взаимодействовать с
атмосферным углекислым газом и трансформироваться в гидрокарбонат цезия.
Молярная масса карбоната цезия — 325 г/моль, плотность — 4,1
г/куб.см. Растворимость в воде при температуре 20-25 ⁰С — порядка 150
г/л, при увеличении температуры жидкости растворимость увеличивается до
180-190 г/л. Температура плавления кристаллов составляет 700 ⁰С,
температура кипения — 750 ⁰С, термическое разложение происходит при
температуре от 800 ⁰С (вещество разлагается на оксид цезия и углекислый
газ).
Применение
Вещество в основном применяется сфере аналитической химии в качестве
качественного реагента на присутствие определенных химических веществ в
материале или растворе. Также возможно применение вещества в
органическом синтезе — в основном для создания производных органических
кислот с редкоземельными металлами.
Безопасность
Карбонат цезия относят к мало опасным веществам (третий класс
опасности), поэтому хранить и перевозить вещество можно в любой емкости и
на любом транспорте. Работать с кристаллами вещества следует применяя
индивидуальные средства защиты (очки, перчатки и так далее), так как
вещество обладает повышенной токсичностью и способно вызывать
аллергические реакции при попадании на кожные покровы.
Производство
В природных условиях карбонат цезия встречается в некоторых минералах,
но в очень малых концентрациях, которой недостаточно для осуществления
промышленной добычи. Поэтому вещество можно получить только лабораторным
путем посредством взаимодействия оксида цезия и углекислого газа, а
также с помощью пропускания углекислого газа через гидроксид цезия.
Методы очистки
Crystallise it from ethanol (10mL/g) by partial evaporation. [D.nges in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry (Ed. Brauer) Academic Press Vol I p 988 1963.]
карбонат цезия препаратная продукция и сырье
сырьё
препарат