Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Диэтилцинк (C2H5) 2Zn, или DEZ, является высокопирофорным и реактивным органоцинковым соединением, состоящим из цинкового центра, связанного с двумя этильными группами. Эта бесцветная жидкость является важным реагентом в органической химии. Он доступен в коммерческом продаже в виде раствора в гексанах, гептане или толуене или в виде чистой жидкости.
Diethylzinc (C2H5)2Zn, or DEZ, is a highly pyrophoric and reactive organozinc compound consisting of a zinc center bound to two ethyl groups. This colourless liquid is an important reagent in organic chemistry. It is available commercially as a solution in hexanes, heptane, or toluene, or as a pure liquid.
Синтез
Эдвард Франкланд впервые сообщил о соединении в 1848 году из цинка и этилового йодида, первом обнаруженном органоцинковом соединении. Он улучшил синтез, используя диэтилртуть в качестве исходного материала. Современный синтез состоит из реакции смеси этил-йодида и этил-бромида со смесью 1: 1 цинковой медной пары, источником реактивного цинка.
Edward Frankland first reported the compound in 1848 from zinc and ethyl iodide, the first organozinc compound discovered. He improved the synthesis by using diethyl mercury as starting material. The contemporary synthesis consists of the reaction of a 1:1 mixture of ethyl iodide and ethyl bromide with a zinc copper couple, a source of reactive zinc.
Структура
Соединение кристаллизуется в тетрагональной телесной центрованной единичной ячейке пространственной групповой симметрии I41md. В твердом состоянии диэтилцинк имеет почти линейные центры Zn. Облигации ZnC имеют размер 194,8(5) pm, а угол C ZnC слегка изогнут на 176,2(4) °. Структура газовой фазы показывает очень похожее расстояние Zn C (195,0(2) pm).
The compound crystallizes in a tetragonal body centered unit cell of space group symmetry I41md. In the solid state diethylzinc shows nearly linear Zn centres. The Zn C bonds measure 194.8(5) pm, while the C Zn C angle is slightly bent with 176.2(4)°. The structure of the gas phase shows a very similar Zn C distance (195.0(2) pm).
Применение
Несмотря на свою высокую пирофоричность, диэтилцинк является важным химическим реагентом. Он используется в органическом синтезе в качестве источника этилкарбаниона в реакциях присоединения к карбонильным группам. Например, асимметричное добавление этиловой группы к бензальдегиду и иминам. Кроме того, он обычно используется в комбинации с дииодометаном в качестве реагента Симмонса Смита для преобразования алкенов в циклопропильные группы. Он менее нуклеофилен, чем связанные с ним алкиллитий и реагенты Григнара, поэтому его можно использовать, когда требуется "мягкий" нуклеофил. Он также широко используется в материаловедческой химии в качестве источника цинка в синтезе наночастиц. Особенно в формировании цинковых сульфидных оболочек для квантовых точек типа ядра/оболочки. В полимерной химии его можно использовать в качестве катализатора для цепной реакции полимеризации, при этом он участвует в живой полимеризации. Диэтилцинк используется не только в химической промышленности. Из-за высокой реактивности к воздуху он использовался в небольших количествах в качестве гиперголического или "самовозгорающегося" жидкого ракетного топлива. Он воспламеняется при контакте с окислителем, поэтому в ракетном двигателе должен быть только насос, без источника искры для зажигания. Диэтилцинк также исследовался Библиотекой Конгресса США как потенциальное средство массовой дезацидификации книг, напечатанных на бумаге из древесной целлюлозы. Диэтилцинковые пары, теоретически, нейтрализуют кислотные остатки в бумаге, оставляя слегка щелочные остатки оксида цинка. Хотя первоначальные результаты были многообещающими, проект был остановлен. Различные неблагоприятные результаты помешали принятию метода. Самое печальное, что окончательный прототип пострадал в серии взрывов диэтилцинка от следов водяного пара в камере. Авторы исследования с юмором отмечают: "Также было установлено, что плотное или свободное упаковка книг; количество щелочных запасов; реакции DEZ с продуктами разложения, неизвестными химическими веществами и клеями для бумаги; фазы Луны и положения различных планет и созвездий не оказывают никакого влияния на наблюдаемые неблагоприятные последствия обработки DEZ. В микроэлектронике диэтилцинк используется в качестве допингового агента. Для защиты от коррозии в ядерных реакторах легководной конструкции окись цинка, истощенная, получают, сначала пропуская диэтилцинк через центрифугу обогащения. Пирофоричность диэтилцинка может быть использована для проверки инертной атмосферы внутри ящика для перчаток. Концентрация кислорода всего лишь в нескольких частях на миллион вызовет дымящиеся осадки в бутылке диэтилцинка при открытии.
Despite its highly pyrophoric nature, diethylzinc is an important chemical reagent. It is used in organic synthesis as a source of the ethyl carbanion in addition reactions to carbonyl groups. For example, the asymmetric addition of an ethyl group to benzaldehyde and imines. Additionally, it is commonly used in combination with diiodomethane as a Simmons Smith reagent to convert alkenes into cyclopropyl groups. It is less nucleophilic than related alkyllithium and Grignard reagents, so it may be used when a "softer" nucleophile is needed. It is also used extensively in materials science chemistry as a zinc source in the synthesis of nanoparticles. Particularly in the formation of the zinc sulfide shell for core/shell type quantum dots. While in polymer chemistry, it can be used as part of the catalyst for a chain shuttling polymerization reaction, whereby it participates in living polymerization. Diethylzinc is not limited to only being used in chemistry. Because of its high reactivity toward air, it was used in small quantities as a hypergolic or "self igniting" liquid rocket fuel—it ignites on contact with oxidizer, so the rocket motor need only contain a pump, without a spark source for ignition. Diethylzinc was also investigated by the United States Library of Congress as a potential means of mass deacidification of books printed on wood pulp paper. Diethylzinc vapour would, in theory, neutralize acid residues in the paper, leaving slightly alkaline zinc oxide residues. Although initial results were promising, the project was abandoned. A variety of adverse results prevented the method's adoption. Most infamously, the final prototype suffered damage in a series of diethylzinc explosions from trace amounts of water vapor in the chamber. This led the authors of the study to humorously comment:It has also been established that tight or loose packing of books; the amount of alkaline reserve; reactions of DEZ with degradation products, unknown paper chemicals and adhesives; phases of the moon and the positions of various planets and constellations do not have any influence on the observed adverse effects of DEZ treatment. In microelectronics, diethylzinc is used as a doping agent. For corrosion protection in nuclear reactors of the light water reactor design, depleted zinc oxide is produced by first passing diethylzinc through an enrichment centrifuge. The pyrophoricity of diethylzinc can be used to test the inert atmosphere inside a glovebox. An oxygen concentration of only a few parts per million will cause a bottle of diethylzinc to fume when opened.
Безопасность
Диэтилцинк может взорваться при смешивании с водой и может самовольно воспламеняться при контакте с воздухом. Поэтому обрабатывать его следует методами, не содержащими воздуха.
Diethylzinc may explode when mixed with water and can spontaneously ignite upon contact with air. It should therefore be handled using air free techniques.