1,3-双(氰甲基)咪唑氯盐:实验室操作指南
1,3-双(氰甲基)咪唑氯盐:实验室操作指南
1,3-双(氰甲基)咪唑氯盐是一种多功能咪唑鎓型离子盐,在现代合成与催化化学中被广泛用作N-杂环卡宾(NHC)前体及功能化离子液体构建单元。
- 化学名称
- 1,3-双(氰甲基)咪唑氯盐
- 阿拉丁货号
- B350396
- Santa Cruz参考编号
- sc-287243
- 化合物类别
- 咪唑鎓盐 / NHC前体
- 反离子
- 氯离子(Cl⁻)
- 关键官能团
- N1和N3位各含一个氰甲基(–CH₂CN)取代基;咪唑鎓核心
- 主要应用
- NHC配体合成、离子液体研究、有机催化、配位化学
化学特性与物理性质
1,3-双(氰甲基)咪唑氯盐是一种咪唑鎓盐,其咪唑鎓环的两个氮原子均带有氰甲基(–CH₂CN)取代基。该化合物在芳香性咪唑鎓核心上携带永久正电荷,由氯离子平衡。这一结构赋予其高极性、良好的水溶性,与许多简单卤化物咪唑鎓盐相比,吸湿性相对较低,但仍建议采取防潮措施。
双腈基的引入使该化合物的合成用途超越了简单离子液体的范畴:它们可作为进一步官能化的位点,包括转化为胺、四唑或金属配位位点。该化合物通常为白色至类白色晶体或粉末状固体,具有与其离子特性相符的较高熔点。
合成与制备背景
1,3-双(氰甲基)咪唑氯盐通常通过咪唑与氯乙腈在温和条件下进行双N-烷基化反应来制备。反应一般在适当溶剂(如乙腈或四氢呋喃)中、控制温度下进行,以避免副反应。由于氯乙腈是一种催泪性有毒试剂,所有合成步骤均应在通风良好的通风橱中进行,并佩戴适当的个人防护装备(PPE)。
从阿拉丁科学(货号:B350396)购买该化合物的研究人员可获得经过表征、即用型产品,无需自行合成,从而避免相关危害暴露。在用于灵敏应用之前,请确认随附分析证书(CoA)上的纯度规格。
操作、储存与安全指南
个人防护装备:操作本品时,务必穿戴实验室外套、耐化学品手套及安全护目镜。尽管分离所得的咪唑鎓盐比其氯乙腈前体的急性危害低,但腈基的存在仍需按照有毒官能团的标准防护措施操作。
储存:将本品储存于密封容器中,置于阴凉、干燥、避光环境中。受潮可能导致腈基水解或固体结块。建议在惰性气氛(氮气或氩气)下长期保存,以维持纯度。
不相容性:除非有意用于下游反应,否则应避免与强碱接触(强碱可能使咪唑鎓环C2–H去质子化,生成游离NHC)。远离强氧化剂和还原剂。
废弃物处理:按照机构及政府关于含腈化学废弃物的法规要求处置废弃物。
主要科研应用
N-杂环卡宾(NHC)前体:咪唑鎓C2–H质子的酸性足以被强碱(如NaH、KOtBu或KHMDS)去除,原位生成游离NHC。所得卡宾可与过渡金属(Pd、Ru、Au、Cu、Ni等)配位,形成高活性NHC-金属催化剂,用于交叉偶联、烯烃复分解和氢化反应。
双功能离子液体前体:双–CH₂CN臂可进行后官能化,制备任务专用离子液体(TSIL),应用于CO₂捕获、金属离子萃取及负载型离子液体相(SILP)催化。
配位化学:腈基可以κN方式与金属中心配位,从而设计兼具NHC给体性质和腈基配位的多齿配体骨架。
有机催化:由该前体衍生的游离NHC可催化Stetter反应、安息香缩合及其他与复杂分子合成相关的极性翻转转化。
质量保证与采购
阿拉丁科学以货号B350396供应1,3-双(氰甲基)咪唑氯盐,对应Santa Cruz目录编号sc-287243。每批产品均附有分析证书(CoA),详细列明纯度、外观及分析数据。建议研究人员在订购前或订购时索取CoA,以验证产品是否满足实验要求。
如需大批量、定制包装或额外分析表征(如核磁共振、高效液相色谱、元素分析),请联系阿拉丁科学技术支持团队。若供应商建议温控运输,请确保在整个冷链过程中维持产品说明书上规定的运输和储存条件。
常见问题
1,3-双(氰甲基)咪唑氯盐在催化领域有哪些用途?
该化合物主要用作NHC前体:用强碱处理可去除C2–H质子,生成游离N-杂环卡宾,后者与过渡金属(Pd、Ru、Au、Cu等)配位,形成用于交叉偶联、复分解等转化的高活性催化剂。氰甲基的存在还允许进一步官能化,用于构建任务专用催化体系。
如何储存1,3-双(氰甲基)咪唑氯盐以保持其纯度?
将该化合物储存于密封容器中,置于阴凉、干燥、避光环境中。为长期保存,建议在惰性气氛(氮气或氩气)下储存,以防止因吸湿引起的腈基水解或结块。每次使用后应立即重新密封容器,并在关键实验前通过CoA确认纯度。
1,3-双(氰甲基)咪唑氯盐是否溶于水?能否用于水相体系?
是的,该咪唑鎓盐的离子特性通常赋予其良好的水溶性,使其适用于水相离子液体应用或水相催化体系。但长时间暴露于水中可能导致腈基缓慢水解,因此水溶液应新鲜配制并及时使用。
推荐使用何种碱从该咪唑鎓盐中生成游离NHC?
常用选择包括强非亲核碱,如NaH、叔丁醇钾(KO-tBu)或双(三甲基硅基)氨基钾(KHMDS),溶剂为无水非质子溶剂(THF、DMF或甲苯)。由于游离NHC对水分和氧气极为敏感,反应必须在严格惰性气氛下进行。
在哪里可以找到阿拉丁货号B350396的分析证书?
B350396的分析证书可在阿拉丁科学产品页面上获取。您也可以联系阿拉丁客服团队,提供批号以直接索取。收货时请务必核实批次专属CoA是否随附于货物中。
参考文献
- Arduengo, A. J. III. Looking for stable carbenes: the difficulty in starting anew. Accounts of Chemical Research, 1999, 32(11), 913–921. (General NHC chemistry context)
- Welton, T. Room-temperature ionic liquids: solvents for synthesis and catalysis. Chemical Reviews, 1999, 99(8), 2071–2083.
- Aladdin Scientific Product Page: 1,3-Bis(cyanomethyl)imidazolium chloride, SKU B350396. (Supplier documentation, Santa Cruz reference sc-287243)
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