无水氧化钡(BaO),外观为无色立方或六角形结晶。工业品为白色或灰色粉末,并含有少量的硅酸钡、碳酸钡、碳和有机物等杂质。溶于酸,不溶于丙酮和氨,易溶于碱金属的氯化物或硫酸盐的熔融液中, 但不发生复分解反应。溶于水。露置于空气中,与水和二氧化碳剧烈作用生成氢氧化钡和碳酸盐,同时释放大量的热,使温度升高直至赤热。有毒, 易燃。
无水氧化钡
无水氧化钡主要用于制备过氧化钡和钡盐, 用作高级润滑油添加剂、脱水剂、干燥剂、甜菜糖精炼, 还用于玻璃和陶瓷工业,BaO用于玻璃制造中,可以提高玻璃的折射率和颜色特性,也用于制造特殊类型的玻璃,如光学玻璃和耐热玻璃。
(1) 煅烧法:硝酸钡或碳酸钡在各种构造的坩埚炉中煅烧即得氧化钡。
(2) 热解法:碳酸钡与碳共热 (约1 200℃) 热解得到氧化钡, Ba CO3+C→Ba O+2CO, 碳可以是焦炭或焦油、炭黑。
主要制法 (煅烧法) 流程简述。将研细的硝酸钡置于坩埚炉中, 加热, 温度达到1 000~1 050℃发生反应2Ba (NO3) 2→2Ba O+4NO↑+3O2↑, 反应30~35 h后得到BaO质量分数>96%的多孔性物料, 冷却10~11 h, 取出物料即得无水氧化钡。反应放出的气体用大量空气稀释, 再用碱液吸收。坩埚结构形式不限, 但内表面都要涂上一层耐火黏土涂层, 煅烧时用盖盖住, 盖上开有气孔。
无水氧化钡的氢氧化物形式氢氧化钡,它可以用于制造钡盐、有机钡化合物、钡基润滑脂。用于精制动植物油类、蔗糖、甜菜。用作塑料稳定剂、造纸添加剂、密封料组分、橡胶硫化催化剂、防锈纸组分、涂料分散剂、聚氨酯泡沫灭火剂、丝绸和人造丝处理剂、锅炉硬水软化剂及中和剂。
[1]氧化钡(BaO)[J].无机盐工业,2018,50(07):68.
[2]氢氧化钡[Ba(OH)2·8H2O][J].无机盐工业,2018,50(09):27.
碘化钡是一种无机化合物,化学式为BaI2,有两种形态,一种是水合物,另一种是无水物。它的外观可以是无色的斜方结晶或白色颗粒结晶,可以溶于丙酮,但微溶于醇。碘化钡的水溶液呈中性或微碱性。当加热至98.9℃时,会失去1个结晶水,而在539℃时会失去2个结晶水,加热至740℃时则会分解。在空气中,由于释放出碘,会迅速变成红色。碘化钡通常用于制造其他碘化物。
制备二水碘化钡的方法包括以下步骤:
(1) 合成碘化亚铁:将碘和铁粉按照碘∶铁粉=1.0∶1.2-1.5的摩尔比配料,加入带有水的容器中,在温度40-60℃、搅拌速度为60-100转/分的条件下反应30-50分钟,得到碘化亚铁溶液;
(2) 合成碘化钡:将合成好的碘化亚铁溶液与氢氧化钡溶液按照碘化亚铁∶氢氧化钡=1∶1的摩尔比在搅拌条件下进行中和反应,生成Fe(OH)2沉淀和BaI2溶液,将该反应液煮沸20分钟,用氢氧化钡将PH值调整为8.5-9;
(3) 过滤、浓缩结晶、干燥:在反应液中加入活性炭吸附除去Fe(OH)2沉淀、有机杂质和机械杂质,得到透明的碘化钡溶液,然后在常温常压下蒸发溶液,使碘化钡结晶析出,再将晶体碘化钡离心脱水、在75-90℃温度下干燥60-90分钟,得到主含量≥99%的BaI2·2H2O。
无水碘化钡可以通过钡的氢化物与碘化铵在吡啶溶液中制备。先用蒸馏方法除去大部分的吡啶,然后用真空蒸馏法除去结晶的吡啶,得到产率为97%的无水碘化钡。
碘化钡对水体有一定的危害,不应将未稀释或大量的碘化钡产品接触地下水、水道或污水系统,未经政府许可不得将碘化钡排入周围环境。
呼吸系统防护:当空气中碘化钡浓度超标时,应佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。在紧急情况下,应佩戴携气式呼吸器进行救援或撤离。
手防护:应戴橡胶耐油手套。
眼睛防护:应戴化学安全防护眼镜。
皮肤和身体防护:应穿戴防毒物渗透工作服。
吸入:如果吸入碘化钡,请将患者移到新鲜空气处。
皮肤接触:脱去污染的衣物,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。如有不适,应就医。
眼睛接触:分开眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗眼睛。立即就医。
食入:漱口,禁止催吐。立即就医。
泄漏物应进行收容,避免污染环境。防止泄漏物进入下水道、地表水和地下水。
小量泄漏:尽可能将泄漏液体收集在密闭容器中。使用沙土、活性炭或其他惰性材料吸收,并将其转移到安全场所。禁止将泄漏物排入下水道。
大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。封闭排水管道。使用泡沫覆盖,抑制蒸发。使用防爆泵将泄漏物转移至槽车或专用收集器内,然后回收或运送至废物处理场所进行处理。
氢氧化钡(Ba(OH)2)是一种常用的碱催化剂,广泛应用于脱羰反应、缩醛反应、Claisen-Schmidt反应、Michael加成反应和Wittig-Horner反应等有机合成反应中。常见的氢氧化钡形式是Ba(OH)2-8H2O,通过升高温度转化为无水形式。这种无水形式的氢氧化钡被称为"活性氢氧化钡",其中最常用的是C-200(200°C的脱水形式)。
在Ba(OH)2-8H2O的作用下,酮式二羧酸酐可以发生水解脱羧反应生成晶状的γ-酮酸。
使用水合Ba(OH)2处理α-氯二环戊内酰胺有利于Favorskii类型的环收缩反应,生成八氢吲哚和八氢异吲哚。氯代内酰胺经过非对映立体选择性的重排可以生成1:1的混合物。
活性Ba(OH)2(C-200)可以作为非均相催化剂在Claisen-Schmidt缩合反应中使用。这种方法可以使甲基酮与不同的芳醛反应得到相应的苯乙烯酮,也可用于邻羟基查耳酮的合成。在少量水存在条件下,氢氧化钡能够使苯甲醛和氯代苯乙酮在室温下反应生成环氧化合物。
部分脱水的Ba(OH)2作为碱性试剂可以催化活性亚甲基化合物的Michael加成反应,生成查耳酮。产物的类型主要受到反应温度和催化剂用量的影响。在室温下,少量催化剂可以催化查耳酮与乙基乙酰乙酸反应生成Michael加成产物。增加催化剂的用量会生成环化产物,在回流温度下主要得到脱水环化产物。在固体Ba(OH)2(C-200)的作用下,丙二酸二乙酯与香豆素没有发生Michael加成反应,而生成1,2-加成-消除产物。
氢氧化钡在室温下也能催化甲醇和丁烯酮发生加成反应生成烯醚。
通过Ba(OH)2-8H2O与6β,19-环氧-2,17-二羟基雄甾烷基-1,4-二烯-3-酮的反应,可以生成呋喃吡喃酮。该反应包括B-环收缩反应、双键的异构反应及苯甲酸重排反应。
在活性Ba(OH)2(C-200)的催化下,醛与磷酰基乙酸三乙酯反应生成相应的3-取代的丙烯酸酯,常用于高位阻的醛反应。使用经140°C活化的Ba(OH)2,可以缩短烯化反应时间且提高产率。
通过Ba(OH)2-8H2O的作用,可以从氨基甲酸苄酯中消除N-保护基苄氧基羰基,制备炔基胺。
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正十二烷基苯是一种有机化合物,分子式为C18H30,外观呈现为无色液体。它由一个十二碳的烷基链与苯环相连构成,具有较高的分子量和较低的密度,不溶于水但溶于多数有机溶剂。化学性质相对稳定,但易燃。它广泛应用于合成表面活性剂、洗涤剂、润滑剂等化工产品,是工业生产中的重要中间体。
正十二烷基苯
[Bmim]Cl-2AlCl3氯铝酸盐离子液体对苯与正十二烯的Friedel-Crafts烷基化反应具有较高的催化活性。少量的催化剂在室温下短时间内即可进行烷基化反应,正十二烯的转化率接近100%,2-LAB的选择性也较高;采用AlCl3和[Bmim]Cl的摩尔比为2.0([Bmim]Cl-2AlCl3)的离子液体为催化剂,在反应温度25℃、反应30 min,苯、烯及离子液体的摩尔比为5︰1︰0.03的条件下,正十二烯的转化率可达98.32%,2-LAB的选择性可达36.76%[1]。具体实验步骤如下面四步:
向氯代正丁烷中滴加浓硫酸除掉有机杂质,洗至浓硫酸相为无色,分液后用10%的Na HCO3溶液洗至无气泡产生,并用去离子水等体积多次洗涤。有机杂质除尽后加入无水硫酸钠脱水蒸馏得到纯净的氯代正丁烷[12]。N-甲基咪唑中加入适量的无水氧化钡放置过夜待用。将提纯后的氯代正丁烷和N-甲基咪唑按1.2︰l混合,70℃油浴回流反应24 h,得到的氯代l-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Cl)用乙腈与乙酸乙酯混合溶液多次洗涤,旋转蒸发,冷却制得无色透明粘稠液体[Bmim]Cl。
在氮气保护下,将一定量研磨过的无水三氯化铝分批次加到[Bmim]Cl中,室温搅拌,可制备不同酸性的离子液体,随着酸性增强颜色加深。得到液态的离子液体采用正己烷进行封存待用。
在氮气保护下,将通过4A分子筛脱水的苯、1-十二烯按一定比例加入到装有回流冷凝管三口烧瓶中,恒温水浴,磁力搅拌。待反应物达到设定温度后,用移液枪迅速移取一定体积离子液体至三口瓶中,反应结束后,静置取上层液体,即为正十二烷基苯进行定性定量分析。
[1]张新月,周明东,臧树良.[Bmim]Cl-xAlCl_3催化合成十二烷基苯[J].当代化工,2014,43(01):1-4.