Tetratiafulvalenas(TTF), CAS 31366-25-3, molekulinė formulė C6H4S4, yra organinis sieros junginys, susidarantis fulveno 2,2'- padėtį pakeitus sieros atomu. Pirmą kartą ją susintetino Wudl 1970 m. 1972 m. buvo nustatyta, kad jo chlorido druska turi didelį laidumą. Kitais metais buvo paruošta jo TCNQ druska ir buvo nustatyta, kad druskos laidumas staiga padidėjo žemiau kambario temperatūros ir pasiekė 10 ^ 4 omus ^ (-1) cm ^ (-1) esant 60 K temperatūrai, o to pakanka, kad jį būtų galima pavadinti „organiniu metalu“. 1979 m. taip pat buvo nustatyta, kad Bechgaard druska [TMTSF] 2X (X yra PF6-, AsF6-), pagrįsta tetratiofulvenu, buvo pirmasis molekulinis superlaidininkas, kuris sukėlė didelį susidomėjimą šia sritimi. TTF ir jo dariniai aptariami daugiau nei 10 000 mokslinių publikacijų. Nors atrodo, kad tai 14 π plokštuminė sistema, jai trūksta ciklinės konjugacijos ir todėl trūksta aromatingumo. Jis gali būti oksiduojamas į laisvųjų radikalų katijonus ir dvigubus katijonus, kurie abu yra termodinamiškai stabilūs ir aromatiniai.
|
Cheminė formulė |
C6H4S4 |
|
Tikslios Mišios |
204 |
|
Molekulinė masė |
204 |
|
m/z |
204 (100.0%), 206 (9.0%), 206 (9.0%), 205 (6.5%), 205 (3.2%), 207 (1.2%), 208 (1.0%) |
|
Elementų analizė |
C, 35.27; H, 1.97; S, 62.76 |
|
|
|
Tetratiafulvalenas(TTF) ir jo dariniai pasižymi ypatingomis redokso savybėmis ir puikiomis optinėmis, elektrinėmis ir magnetinėmis funkcijomis, todėl buvo plačiai tiriami medžiagų chemijos ir supramolekulinės chemijos srityse. Toliau pateikiamas išsamus įvadas į konkrečias TTF programas:
Medžiagų chemijos taikymas
1. Elektrodo modifikacija ir L-B membranos medžiaga
TTF ir jo dariniai gali būti naudojami kaip elektrodo modifikavimo medžiagos, skirtos modifikuoti elektrodo paviršių per specifines chemines reakcijas arba fizinę adsorbciją, taip keičiant elektrodo elektrochemines savybes. Šis modifikuotas elektrodas turi potencialią taikymo vertę tokiose srityse kaip elektrocheminiai jutikliai, elektrokatalizė ir energijos kaupimas. Be to, TTF taip pat gali būti naudojamas ruošiant L-B plėvelės medžiagas, kurios turi specifinį molekulinį išsidėstymą ir orientaciją, ir gali būti naudojamos kuriant itin-plonos plėvelės medžiagas, atliekančias specifines funkcijas.
2. Netiesinės optinės medžiagos
Dėl unikalios elektroninės struktūros ir optinių savybių TTF ir jo dariniai gali būti netiesinės optinės medžiagos. Tokio tipo medžiaga sukels netiesinius optinius efektus esant stipriai šviesai, pvz., antrosios harmonikos generavimas, suminio dažnio generavimas ir skirtumo dažnių generavimas. Šie efektai turi plačias taikymo perspektyvas tokiose srityse kaip optinis ryšys, optinis informacijos apdorojimas ir optinių duomenų saugojimas.
3. Teigiamų ir neigiamų jonų jutikliai
TTF ir jo dariniai turi jautrų selektyvų atsaką į specifinius katijonus ir anijonus, todėl jie tinkami kaip katijonų ir anijonų jutikliai. Šio tipo jutikliai gali būti naudojami tokiose srityse kaip aplinkos stebėjimas, biomedicina ir maisto sauga. Sukūrus specifinius TTF darinius, galima pasiekti didelį specifinių jonų jautrumą ir selektyvumą.
Supramolekulinės chemijos taikymas
1. Organinė feromagnetinė medžiaga
Vienas iš svarbių TTF ir jo darinių panaudojimo supramolekulinėje chemijoje yra organinių feromagnetų statybiniai blokai. Feromagnetinių savybių turinčios organinės medžiagos gali būti paruoštos naudojant specifinį molekulinį dizainą ir savaiminio{1}}surinkimo procesus. Šio tipo medžiaga gali būti naudojama tokiuose laukuose kaip magnetinė saugykla ir magnetiniai jutikliai.
2. Koordinaciniai dvifunkciniai junginiai
Sujungus TTF su specifiniais ligandais, galima paruošti junginius, turinčius dvigubos koordinavimo funkcijos. Šie junginiai turi plačias taikymo perspektyvas katalizės, molekulinio atpažinimo, vaistų tiekimo ir kitose srityse. Koreguojant TTF ir ligandų struktūrą ir savybes, galima pasiekti tikslų junginių funkcijų reguliavimą.
Optoelektroninių prietaisų taikymas
1. Organiniai šviesos diodai (OLED)
TTF ir jo dariniai turi potencialią taikymo vertę OLED lauke. Taikant specifinius molekulinio projektavimo ir sintezės procesus, galima paruošti TTF darinius, pasižyminčius puikiomis liuminescencinėmis savybėmis. Šie dariniai gali būti naudojami kaip OLED šviesą-skleidžiančio sluoksnio arba skylių perdavimo sluoksnio medžiagos, taip pagerinant OLED šviesos efektyvumą ir stabilumą.
2. Organiniai saulės elementai
TTF ir jo dariniai taip pat gali būti naudojami organinių saulės elementų gamybai. Taikant specifinius molekulinio projektavimo ir sintezės procesus, galima paruošti TTF darinius, pasižyminčius puikiomis fotoelektrinės konversijos savybėmis. Šie dariniai gali būti naudojami kaip aktyvaus sluoksnio arba krūvio transportavimo sluoksnio medžiagos saulės elementams, taip pagerinant saulės elementų fotoelektrinės konversijos efektyvumą ir stabilumą.
Biomedicinos taikymas
1. Vaistų pristatymas
Vienas svarbus TTF ir jo darinių pritaikymas biomedicinos srityje yra vaistų tiekimo nešikliai. Taikant specifinius molekulinio projektavimo ir sintezės procesus, galima paruošti TTF darinius su specifiniu nukreipimu ir biologiniu suderinamumu. Šie dariniai gali tarnauti kaip vaistų nešikliai, siekiant tiksliai pristatyti ir išleisti vaistus, taip pagerinant jų veiksmingumą ir saugumą.
2. Biologinės vaizdo medžiagos
TTF ir jo dariniai taip pat gali būti naudojami kaip biologiniai vaizdo gavimo agentai. Taikant specifinius molekulinės konstrukcijos ir sintezės procesus, galima paruošti TTF darinius, pasižyminčius puikiomis fluorescencinėmis savybėmis. Šie dariniai gali būti naudojami kaip biologinių vaizdo gavimo agentų zondai, naudojami tokiose srityse kaip ląstelių ir audinių vaizdavimas. Stebint TTF darinių fluorescencinio signalo pokyčius, galima stebėti realiu laiku ir atlikti kiekybinę konkrečių molekulių organizmuose analizę.
Katalizinis pritaikymas
1. Organinės sintezės katalizatorius
TTF ir jo dariniai turi potencialų katalizinį pritaikymą organinės sintezės srityje. Taikant specifinius molekulinio projektavimo ir sintezės procesus, galima paruošti puikių katalizinių savybių turinčius TTF darinius. Šie dariniai gali būti organinės sintezės reakcijų katalizatoriai, pagreitinantys specifinių cheminių reakcijų greitį ir gerinantys reakcijos selektyvumą. Reguliuojant TTF darinių struktūrą ir savybes, galima pasiekti tikslią katalizinio veikimo kontrolę.
2. Fotokatalitinė vandenilio gamyba ir CO2 redukcija
Pastaraisiais metaistetratiafulvalenastaip pat padarė didelę pažangą fotokatalitinės vandenilio gamybos ir CO2 mažinimo srityse. Taikant specifinius molekulinio projektavimo ir sintezės procesus, galima paruošti TTF darinius, pasižyminčius puikiomis fotokatalizinėmis savybėmis. Šie dariniai gali būti aktyvūs fotokatalizatorių komponentai, skatinantys fotokatalizinę vandenilio gamybą ir CO2 redukcijos reakcijas. Koreguojant TTF darinių struktūrą ir savybes, galima pasiekti tikslią fotokatalizės veikimo kontrolę. Pavyzdžiui, TTF prijungimas prie specifinių elektronų akceptorių vienetų gali sukurti katalizatorius su puikiomis krūvio perdavimo savybėmis. Šis katalizatorius turi greitesnį įkrovos perdavimo greitį matomos šviesos diapazone, o toliau sumažindamas juostos tarpą, jis gali pasiekti matomos šviesos atsaką. Šis fotokatalizatorius gali būti naudojamas tokiose srityse kaip dirbtinė fotosintezė, energijos konversija ir saugojimas.
Kitos programos
1. Molekulinis atpažinimas ir atskyrimas
Dėl savo unikalios struktūros ir savybių TTF ir jo dariniai taip pat gali būti naudojami molekuliniam atpažinimui ir atskyrimui. Taikant specifinius molekulinio projektavimo ir sintezės procesus, galima paruošti TTF darinius su specifinėmis atpažinimo vietomis ir selektyvumu. Šie dariniai gali konkrečiai sąveikauti su konkrečiomis molekulėmis, kad būtų galima atpažinti ir atskirti molekules. Šis metodas turi plačias taikymo perspektyvas cheminės analizės, aplinkos monitoringo, biomedicinos ir kitose srityse.
2. Redox fluorescencinis jungiklis
TTF ir jo dariniai taip pat gali būti naudojami kaip redokso fluorescencijos jungikliai. Šių junginių fluorescencinės savybės keičiasi vykstant redokso reakcijoms, todėl galima stebėti realiu laiku ir atlikti kiekybinę konkrečių redokso procesų analizę. Šis redokso fluorescencijos jungiklis turi potencialią taikymo vertę tokiose srityse kaip cheminis jutimas ir biologinis jutimas.
Konkretūs junginiai ir taikymo pavyzdžiai
1. Tetratiofulvaleno kaliksarenai (TTF kaliksarenai)
TTF grupių įtraukimas į kaliksarenų molekulinę struktūrą gali suteikti jiems naujų savybių ir pritaikymų. TTF kaliksarenai pasižymi ypatingomis elektroninėmis savybėmis ir reaktyvumu, todėl gali būti naudojami kaip ligandai metalų kompleksams dalyvauti koordinacinėse chemijos reakcijose. Be to, TTF grupės taip pat gali turėti įtakos puodelio formos aromatinių molekulių elektroninėms transportavimo savybėms, todėl jas galima pritaikyti elektroniniuose įrenginiuose. Tinkamai suprojektavus, TTF kaliksarenai taip pat gali turėti optoelektroninių savybių, kurios gali būti naudojamos gaminant optoelektroninius prietaisus. Dėl savo unikalios struktūros TTF kaliksarenai taip pat gali specifinės sąveikos su konkrečiomis molekulėmis, kad būtų galima atpažinti ir atskirti molekules. Be to, TTF grupių įvedimas taip pat gali suteikti kaliksarenams katalizinių savybių, todėl jie tampa organinės sintezės reakcijų katalizatoriais. TTF kaliksarenai su biologiniu suderinamumu taip pat gali būti naudojami biomedicinos srityse, tokiose kaip vaistų tiekimas, biologinio vaizdo gavimo agentai ir kt.
2. 2,3-dimetiltio-6-piridiltetratiafulvalenas (DMT-TTF-py)
DMT-TTF py yra specifinis TTF darinys, turintis specifinę cheminę struktūrą ir savybes. Sintetinus ir charakterizuojant šį junginį galima ištirti jo sąveikos su vandenilio protonais elektrocheminį atsaką ir spektrinį atsaką specifiniuose tirpikliuose. Be to, metalų kompleksus galima kurti ir susintetinti naudojant DMT-TTF py kaip ligandą, taip pat galima ištirti jų redokso ir koordinavimo savybes. Šis junginys ir jo kompleksai turi potencialią taikymo vertę tokiose srityse kaip elektrochemija, spektroskopija, katalizė ir kt.
3. Pt@Zn-TPY-TTF CPG
Pt@Zn-TPY-TTF CPG yra TTF pagrindu pagaminta koordinacinė polimero gelio medžiaga. Sujungus TTF su TPY dariniais, kad susidarytų tetragoninis mažos molekulinės masės želiantis agentas (TPY-TTF LMWG), o paskui savaime-sujungus su ZnII jonais, kad susidarytų koordinacinis polimerinis gelis (CPG), galima gauti puikių fotokatalizinių savybių turinčius katalizatorius. Šis katalizatorius efektyviai gamina vandenilį ir sumažina CO2 aktyvumą veikiant matomai šviesai. In situ infraraudonųjų spindulių spektroskopijos ir tankio funkcinės teorijos (DFT) tyrimais galima išsiaiškinti mechanizmą, kuriuo CPG katalizatoriai reguliuoja krūvio perdavimo žingsnius ir CO2 redukciją iki CO/CH4. Šis katalizatorius gali būti naudojamas tokiose srityse kaip dirbtinė fotosintezė, energijos konversija ir saugojimas.
Tetratiafulvalenas, kaip ypatingos struktūros ir savybių turintis organinis junginys, turi plačias taikymo perspektyvas medžiagų chemijoje, supramolekulinėje chemijoje, optoelektroniniuose prietaisuose, biomedicinoje, katalizėje ir kitose srityse. Taikant specifinius molekulinio projektavimo ir sintezės procesus galima paruošti puikių savybių turinčius TTF darinius ir jų kompozicines medžiagas. Šių darinių ir kompozicinių medžiagų taikymas įvairiose srityse nuolat skatins technologinę pažangą ir plėtrą susijusiose srityse. Ateityje, nuolat gilinant ir plečiant TTF ir jo darinių tyrimus, bus atrasta ir plėtojama daugiau naujų taikymo sričių. Tuo tarpu taip pat būtina atkreipti dėmesį į TTF ir jo darinių poveikį aplinkai ir saugos klausimus, kad būtų užtikrintas tvarus jų taikymas įvairiose srityse. Tetratiafulvalenas, kadaise buvęs laboratoriniu smalsumu, iškilo kaip kertinis organinės elektronikos ir funkcinių medžiagų akmuo. Jo unikalios redokso savybės, struktūrinis suderinamumas ir galimybė suformuoti tvarkingus mazgus leido pasiekti proveržį laidumo, energijos kaupimo ir jutimo srityse. Tyrėjai ir toliau atskleidžia TTF potencialą pasitelkdami naujoviškas sintezės ir hibridizacijos strategijas, todėl šis kuklus sieros junginys yra pasirengęs iš naujo apibrėžti medžiagų mokslo ribas XXI amžiuje. Nuo molekulinių laidų iki išmaniųjų jutiklių – TTF palikimas liudija tarpdisciplininių naujovių galią paverčiant pagrindinę chemiją transformuojančiomis technologijomis.
Populiarus Žymos: tetrathiafulvalene cas 31366-25-3, tiekėjai, gamintojai, gamykla, didmeninė prekyba, pirkti, kaina, urmu, parduoti