تیتانیوم ایزو پروپوکسید : خواص، روش سنتز، کاربردها و تجزیه!

 

تیتانیوم ایزو پروپوکسید که معمولاً به آن تیترایزوپروپاکسید تیتانیوم یا TTIP نیز گفته می شود، یک ترکیب شیمیایی به شکل مایع سفید رنگ مایل به زرد روشن می باشد. این الکوکسید تیتانیوم (IV) در سنتز آلی و علوم مواد استفاده می شود.

 

این ماده شیمیایی یک مولکول چهار ضلعی دیامغناطیس است، البته ساختارهای الکوکسیدهای تیتانیوم غالباً پیچیده هستند. آلکوکسیدهای حاصل از الکل های حجیم تر مانند الکل ایزوپروپیل کمتر تجمع می یابند و ایزوپروپوکسید تیتانیوم عمدتا یک مونومر در حلال های غیر قطبی است.

 

خواص و مشخصات شناسایی تیتانیوم ایزو پروپوکسید

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                          مایع بی رنگ مایل به زرد فرمول شیمیایی                                                               C۱۲H۲۸O۴Ti
دانسیته                                                                  (g/cm۳)۰.۹۶ وزن مولکولی                                                     (g/mol) 284.219
نقطه ذوب (تقریبی)                                                       (۰C) 17 شماره (CAS No)                                                         ۵۴۶-۶۸-۹
حلالیت در آب                   واکنش داده و تشکیل TiO۲ می دهد. شناسه پاب کم                                                                ۱۱۰۲۶

 

روش سنتز

 

ایزو پروپوکسید تیتانیوم از طریق تصفیه تتراکلرید تیتانیوم با ایزوپروپانول تهیه می شود و کلرید هیدروژن به عنوان یک محصول مشترک تشکیل می شود:

 

TiCl۴ + ۴(CH۳)۲CHOH → Ti{OCH(CH۳)۲}۴ + ۴HCl

 

ایزوپروپاکسید تیتانیوم با آب واکنش می دهد و دی اکسید تیتانیوم را رسوب می دهد:

 

Ti{OCH(CH۳)۲}۴ + ۲H۲O → TiO۲ + ۴(CH۳)۲CHOH

 

این واکنش در سنتز سل-ژل از مواد پایه TiO۲ به صورت پودر یا لایه های نازک استفاده می شود. به طور معمول آب به مقدار زیاد به محلول الکوکسید موجود در الکل اضافه می شود. ترکیب، تبلور و مورفولوژی محصول غیر آلی با وجود مواد افزودنی به عنوان مثال اسید استیک، مقدار آب (نسبت هیدرولیز) و شرایط واکنش تعیین می شود.

 

این ترکیب همچنین به عنوان کاتالیزور در تهیه سیکلوپروپان های خاص در واکنش کولینکوویچ استفاده می شود. تیوترهای پروکیرال با استفاده از یک کاتالیزور مشتق شده از Ti(O-i-Pr)۴ به صورت enantioseoselective اکسید می شوند.

 

نامگذاری و کاربردهای تیتانیوم ایزو پروپوکسید

 

نامگذاری و کاربردهای تیتانیوم ایزو پروپوکسید

 

ایزوپروپوکساید تیتانیوم (IV) یکی از کالاهای تجاری است که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. از TTIP می توان به عنوان پیش ماده شرایط محیطی رسوب فاز بخار مانند نفوذ به لایه های نازک پلیمر استفاده کرد. این ماده نام های بسیاری را به خود اختصاص داده است که عبارتند از:

 

تیترایزوپروپوکسید تیتانیوم، تیتانیات ایزوپروپیل تیتانیوم، تترایزوپروپانولات تیتانیو ، تترایزوپروپوکسی تیتانیوم (IV)، تترایزوپروپانولاتوتیتانیوم، تتراکیس (ایزوپروپوکسی) تیتانیوم، تتراکیس (ایزوپروپانولاتو) تیتانیوم، …

 

ایزوپروپاکسید تیتانیوم (IV) به عنوان پیش ماده برای تهیه فیلم های نازک تیتانیوم و باریم استرانسیم – تیتانات استفاده می شود و همچنین در ساخت تیتانوسیلیکات های متخلخل و مواد تبادل یونی بالقوه برای پاکسازی مواد زائد رادیواکتیو مفید است.

 

این ماده یک جزء فعال در اپوکسیداسیون شارپلس و همچنین در سنتز اپوکسیدهای کایرال می باشد و در واکنش کولینکوویچ، به عنوان یک کاتالیزور در تهیه سیکلوپروپان ها نقش دارد.

 

این ترکیب به رطوبت حساس است و لازم است در جای خنک نگهداری شود، اما می توان به طور موقت در محل خشک و با تهویه مناسب انبار شود. این ماده با عوامل اکسید کننده قوی و اسیدهای قوی سازگار نیست و با آب واکنش داده و دی اکسید تیتانیوم تولید می کند.

 

سینتیک تجزیه ایزوپروپوکسید تیتانیوم

 

سینتیک تجزیه ایزوپروپوکسید تیتانیوم

 

مقاله ای که در سال ۱۹۹۶ میلادی منتشر شده است، به بررسی سینتیک تجزیه این ترکیب در الکل ایزوپروپیل فوق بحرانی پرداخته است. بر اساس چکیده این کار، تشکیل پودر دی اکسید تیتانیوم از Ti(O-iC۳H۷)۴ محلول در الکل ایزوپروپیل فوق بحرانی مورد مطالعه قرار گرفته است.

 

داده های جنبشی در محدوده دمایی ۵۶۸-۵۳۱ درجه کلوین بدست آمده اند. سازوکار واکنشی بر اساس تجزیه هیدرولیتی Ti(O-iC۳H۷)۴ توسط آب تولید شده در فرایند کاهش کاتالیستی ایزوپروپیل الکل به عنوان حلال و حل شونده ارائه شده است.

 

مطابق با نتایج تجربی این کار، چنین مکانیزمی منجر به سینتیک مرتبه اول نسبت به غلظت پیش ماده می شود. انرژی فعال سازی برابر با ۱۱۳ ± ۱۶ کیلوژول بر مول تعیین شده است و افزایش چگالی مایع فوق بحرانی باعث کاهش سرعت واکنش شد. بعدها، نتایج به دست آمده برای بهینه سازی کار یک راکتور مداوم تولید پودر با اندازه درات زیر میکرون دی اکسید تیتانیوم در مقیاس آزمایشگاهی استفاده شده است.