1-丁基-4-甲基吡啶溴化物:性质与实验指南
1-丁基-4-甲基吡啶溴化物:性质与实验指南
1-Butyl-4-methylpyridinium Bromide是一种季铵型吡啶离子液体前体盐,广泛应用于电化学研究、功能性离子液体的合成以及绿色化学领域。
- 化学名称
- 1-丁基-4-甲基溴化吡啶
- CAS号
- 来源未确认,请见审核标注
- 分子式
- C10H16BrN
- 化合物类别
- 溴化吡啶盐 / 离子液体前体
- 主要应用
- 离子液体合成、电化学、催化、绿色溶剂
- 储存条件
- 储存于阴凉、干燥、通风良好的环境中,远离潮湿
化学特性与物理性质
1-丁基-4-甲基溴化吡啶是由4-甲基吡啶与1-溴丁烷经N-烷基化反应制备的季铵盐,属于吡啶型离子液体前体系列化合物。该化合物的特点是带正电荷的含氮芳香环与溴负离子形成离子对。
该盐在室温下通常为固体或低熔点结晶物质。其分子式为C10H16BrN,分子量约为242.15 g/mol。由于该物质具有吸湿性,操作和储存时应在干燥条件下进行,以防止吸潮导致物理状态和纯度改变。
该化合物通常可溶于极性溶剂(如水、甲醇和乙腈),这是具有离域阳离子电荷的离子盐的典型特性。熔点及其他热物理数据应以每批次随附的产品质量检验报告(CoA)为准。
合成与阴离子置换
1-丁基-4-甲基溴化吡啶最常通过简单的季铵化反应合成:将4-甲基吡啶与1-溴丁烷在无溶剂或适当溶剂中于升温条件下反应。该反应遵循SN2机制,亲核性的吡啶氮原子进攻溴代烷烃链的末端碳原子。
所得溴化盐是制备各种不同阴离子离子液体的关键中间体。通过阴离子置换反应——使用银盐、离子交换树脂或直接酸碱中和——研究人员可将溴离子置换为更复杂、配位性更弱的阴离子,例如六氟磷酸根(PF6−)、双(三氟甲基磺酰)亚胺根(NTf2−)或四氟硼酸根(BF4−)。与母体溴化盐相比,所得离子液体通常具有更低的熔点和更好的电化学稳定性。
研究人员应通过核磁共振波谱法监测反应完成情况,并验证最终离子液体产品中的溴化物含量,以确保阴离子交换彻底,因为残余溴化物会对电化学窗口测量产生负面影响。
研究应用
电化学与储能:以1-丁基-4-甲基溴化吡啶为前体制备的吡啶型离子液体被研究用作电池、超级电容器和电沉积过程中的电解质或电解质添加剂。该类离子液体物理化学性质的可调性使其在优化离子传输和电化学稳定窗口方面具有吸引力。
催化与有机合成:以1-丁基-4-甲基吡啶阳离子为基础的离子液体已被探索用作多种有机转化反应的反应介质或助催化剂,包括Diels-Alder反应、酯化反应以及过渡金属催化的偶联反应。结构化的离子环境可影响反应的选择性和速率。
萃取与分离科学:通过阴离子选择调节所得离子液体的亲疏水性,可将其用于液-液萃取、负载型离子液体膜以及目标分析物的色谱固定相分离。
绿色化学平台:作为离子液体前体,1-丁基-4-甲基溴化吡啶符合绿色化学原则,有助于设计低挥发性、可循环利用的反应介质,从而减少对传统挥发性有机溶剂的依赖。
操作、安全与储存指南
个人防护装备(PPE):操作1-丁基-4-甲基溴化吡啶时,应佩戴适当的个人防护装备,包括耐化学品手套、实验服和安全护目镜。在称量或转移物料时,尤其需避免吸入粉尘或气溶胶。
储存:将化合物储存于密封容器中,置于阴凉、干燥、通风良好的区域,远离潮湿、热源以及强氧化剂等不相容物质。由于其吸湿性,储存区域应使用干燥剂,并在操作过程中尽量减少与环境空气的接触。
稳定性:在推荐的储存条件下,该化合物预期具有良好稳定性。用户应参阅随产品提供的安全数据表(SDS)和质量检验报告(CoA),获取各批次的稳定性和纯度数据。
废弃处置:废弃物料应按照当地、地区及国家法规进行处置。未经核实当地法规对离子液体废弃物流的合规要求,请勿将其倒入下水道。
注:具体的GHS危害分类、危害说明(H语句)和预防说明(P语句)应以产品SDS为准。来源材料中未确认的具体法规数据已添加审核标注。
质量规格与订购信息
纯度与级别:Aladdin Scientific供应用于研究的1-丁基-4-甲基溴化吡啶(货号:B120511)。研究人员应查阅产品页面或直接联系Aladdin Scientific,了解当前纯度规格、可供包装规格及各批次质量检验报告(CoA)。
分析表征:每批次产品的鉴别和纯度通常通过标准分析技术确认,包括1H NMR、元素分析和/或HPLC。残余溶剂和水分含量也可能在报告中列出。详细规格可应要求提供或通过产品CoA获取。
订购:如需订购或获取大包装价格,研究人员及采购团队可通过Aladdin Scientific官方网站或授权经销商联系。下订单时请确认引用货号B120511,以确保收到正确产品。
常见问题
1-丁基-4-甲基溴化吡啶在研究中有哪些用途?
1-丁基-4-甲基溴化吡啶主要用作离子液体前体。研究人员通过阴离子置换反应利用其合成功能性离子液体,所得离子液体广泛应用于电化学、催化、萃取以及绿色反应介质等领域。
应如何储存1-丁基-4-甲基溴化吡啶以保持其稳定性?
该化合物应储存于密封容器中,置于阴凉、干燥、通风良好的区域,远离潮湿环境。由于其具有吸湿性,应尽量减少与环境湿气的接触;建议在储存环境中使用干燥剂。具体批次的储存指导请参阅产品SDS和CoA。
如何将1-丁基-4-甲基溴化吡啶转化为其他离子液体?
溴离子可通过阴离子置换反应进行置换,使用银盐(如AgPF6或AgNTf2)、离子交换树脂或酸碱中和法,得到含PF6−、NTf2−或BF4−等阴离子的离子液体。在电化学应用之前,应通过离子色谱或AgNO3沉淀等标准分析方法验证产品中的残余溴化物含量。
使用哪些分析方法确认1-丁基-4-甲基溴化吡啶的纯度?
纯度通常通过以下方法确认:1H NMR波谱法用于结构鉴别,元素分析用于组成验证,HPLC用于化学纯度评估。由于该化合物具有吸湿性,水分含量可通过卡尔·费休滴定法测定。各批次的具体数据可在质量检验报告中查阅。
参考文献
- Wasserscheid, P.; Welton, T. (Eds.) Ionic Liquids in Synthesis, 2nd ed.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2008. (General reference for ionic liquid synthesis and properties.)
- Hallett, J. P.; Welton, T. Room-Temperature Ionic Liquids: Solvents for Synthesis and Catalysis. Chem. Rev. 2011, 111, 3508–3576. doi:10.1021/cr1003248
- Earle, M. J.; Seddon, K. R. Ionic liquids. Green solvents for the future. Pure Appl. Chem. 2000, 72, 1391–1398. doi:10.1351/pac200072071391
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