کلرید ایتربیم (III) : خواص، سنتز، انواع کاربردها!

 

کلرید ایتربیم (III) یک ترکیب شیمیایی معدنی به شکل پودرر سفید رنگ می باشد. این ماده با دی کلرید نیکل واکنش داده و یک کاتالیزور بسیار موثر برای کاهش هالوژناسیون احیا کننده آریل هالیدها تشکیل می دهد.

 

در صورت تزریق و بلع، این ماده سمی است و یک تراتوژن تجربی می باشد که به تحریک پوست و چشم مشهور است. این ترکیب هنگامی که گرم می شود تا تجزیه شود، گازهای سمی آنیون کلر پخش می گردد.

 

خواص و مشخصات شناسایی کلرید ایتربیم (III)

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                       پودر سفید رنگ فرمول شیمیایی                                                                     YbCl۳
دانسیته                                                                   (g/cm۳)۴.۰۶ وزن مولکولی                                                       (g/mol) 279.40
نقطه ذوب                                                                    (۰C)854 شماره (CAS No)                                                       ۱۰۳۶۱-۹۱-۸
حلالیت در آب (در ۲۵ درجه سانتیگراد)                           (g/100 mL) 17 ساختار کریستالی                                     مونوکلینیک، mS16

 

تعیین خصوصیات ترمودینامیکی فاز گاز این ماده شیمیایی دشوار است زیرا این ماده شیمیایی می تواند به صورت نامتناسب تشکیل دیمر دهد.

 

سنتز

 

تری کلرید ایتربیم با استفاده از Yb۲O۳ و به همراه گاز تتراکلرید کربن در دمای بالا، یا اسید کلریدریک گرم و به دنبال آن خشک شدن در دمای بالا تهیه می شود:

 

 ۲Yb۲O۳ + ۳CCl۴(g) → ۴YbCl۳(s) + ۳CO۲(g)

 

Yb۲O۳ + ۶HCl(g) → ۲YbCl۳(s) + ۳H۲O

 

در عمل روش های بهتری برای تهیه این ماده و برای استفاده آزمایشگاهی وجود دارد. به طور متناوب کلرید ایتربیم (III) هیدراته شده ممکن است با استفاده از انواع معرف ها، به ویژه تری متیل سیلیل کلرید، کم آب شود.

 

روش های دیگری از جمله واکنش فلز ریز پودر شده با کلرید جیوه در دمای بالا در یک لوله مهر و موم شده نیز منتشر شده است. انواع مسیرهای تولید ایتربیوم تری کلرید از جمله واکنش فلز با هالوکربن های مختلف در وجود یک حلال اهدا کننده مانند THF یا کمبود آب کلرید هیدراته با استفاده از تری متیل سیلیل یا تیونیل کلرید، گزارش شده است.

 

کاربردهای کلرید ایتربیم (III)

 

کاربردهای کلرید ایتربیم (III)

 

تری کلراید ایتربیم، با یک الکترون جفت نشده، به عنوان یک اسید لوئیس عمل می کند تا مدار ۴f را پر کند. ماهیت اسیدی لوئیس اجازه می دهد تا در حالت های انتقال برای کاتالیز واکنش های آلکیلاسیون، مانند واکنش آلدل و واکنش پیکت-اسپنگلر، هماهنگ شود.

 

واکنش آلدل که در تصویر بالا مشاهده می کنید، یک واکنش همه کاره در شیمی آلی مصنوعی است. کلراید ایتربوم (III) به یک کاتالیزور اسید لوئیس کمک می کند که به واکنش آلدول دکربوکسیلاته کاتالیز شده Pd (0) بین یک enolate کتون و یک آلدئید کمک می کند. حالات انتقالی A و B روش کئوردیناسیونی نمک ایتربیم را به عنوان یک اسید لوئیس نشان می دهد.

 

واکنش پیکت-اسپنگلر

 

واکنش پیکت-اسپنگلر

 

واکنش Pictet-Spengler یک سیستم حلقه ای تتراهیدرو-β-کاربولین با ارزش تولید می کند که بعداً می تواند برای آلکالوئیدهای ایندول به روش مصنوعی تهیه شود. واکنش کاتالیز شده اسید لوئیس با کلرید ایتربیم (III) بازدهی بسیار خوبی داشته و زمان واکنش را از چهار روز به ۲۴ ساعت کاهش داده است.

 

استالیزاسیون

 

استالیزاسیون

 

کلرید ایتربیم (III) یک کاتالیزور قدرتمند برای تشکیل استال ها با استفاده از ترتیمیل ارتوفرمات است. در مقایسه با کلرید سریم (III) و کلرید اربیوم (III)، نمک ایتربیم موثرترین است. بازدهی عالی از انواع آلدئیدها طی چند دقیقه در دمای اتاق حاصل می شود، همانطور که در مثال بالا مربوط به آلدئید حساس به اسید است.

 

کاربرد کلرید ایتربیم (III) در زیست شناسی

 

کاربرد کلرید ایتربیم (III) در زیست شناسی

 

ایتربیوم تری کلرید معرف شیفت NMR است که رزونانس های مختلفی را با هسته های در تماس با این ماده در مقابل هسته هایی که با معرف شیفت در تماس نیستند تولید می کند. به طور کلی گونه های پارامغناطیس، مانند یون ۳ بار مثبت (لانتانید) ، معرف های شیفتی مطلوبی هستند.

 

زیست شناسی غشا بسیار تحت تأثیر تری کلراید ایتربیوم قرار دارد، جایی که حرکت یون ۳۹K + و ۲۳Na + در ایجاد شیب های الکتروشیمیایی بسیار مهم است. سیگنالینگ عصبی یک جنبه اساسی از زندگی است که ممکن است با استفاده از تکنیک های NMR با کلرید ایتربیوم (III) کاوش شود.

 

از این ماده همچنین برای ردیابی هضم در حیوانات استفاده می شود. برخی مواد افزودنی خاص برای خوک، مانند پروبیوتیک ها ممکن است به خوراک جامد یا مایعات آشامیدنی اضافه شود. این ترکیب با غذای جامد همراه خوراک دام  و بنابراین به شما کمک می کند تا مشخص کنید کدام فاز غذایی برای ترکیب مواد افزودنی مناسب است.

 

ماهیت کاتالیزوری کلرید ایتربیم (III) همچنین در ریزآرایه های DNA یا اصطلاحاً تراشه های DNA کاربرد دارد. این ماده منجر به افزایش ۵۰-۸۰ برابر ترکیب فلورسئین در DNA هدف شده که می تواند انقلابی در تشخیص بیماری های عفونی، مانند آزمایش سریع سل ایجاد کند.