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Ácido 1-dibenzofuranilborônicoé um composto orgânico pertencente aos derivados do ácido borônico, com estruturas em anel de furano e benzeno. Este composto possui uma ampla gama de aplicações em síntese orgânica, especialmente na construção de moléculas orgânicas complexas e moléculas de fármacos. É especificamente composto por um anel furano (um oxigênio-contendo anel heterocíclico de cinco membros) fundido com dois anéis de benzeno, com um grupo ácido borônico (- B (OH) 2) ligado à 1ª posição do anel furano. A aparência é geralmente um sólido branco ou amarelo claro com baixa solubilidade em água, mas solúvel em solventes orgânicos como diclorometano, éter, etc. Os grupos de ácido bórico têm uma certa acidez e podem reagir com bases para formar boratos correspondentes. Eles podem participar de várias reações orgânicas, como reação de Suzuki, reação de Heck, etc., e são usados para construir ligações C-C.
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Fórmula Química |
C12H9BO3 |
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Massa Exata |
212 |
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Peso molecular |
212 |
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m/z |
212 (100.0%), 211 (24.8%), 213 (9.7%), 213 (3.2%), 212 (3.2%) |
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Análise Elementar |
C, 67.98; H, 4.28; B, 5.10; O, 22.64 |
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Baterias de íon de lítio
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As baterias de íon de lítio, como uma importante tecnologia de armazenamento de energia, têm uma ampla gama de aplicações em áreas como veículos elétricos e dispositivos móveis. Pode servir como um novo material de eletrodo ou aditivo eletrolítico para a preparação de baterias de íons de lítio. Ao otimizar sua estrutura molecular e propriedades eletroquímicas, a densidade de energia, a estabilidade do ciclo e a segurança das baterias de íons de lítio podem ser melhoradas, promovendo ainda mais o desenvolvimento de veículos elétricos e energias renováveis.
Energia de hidrogênio
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No campo da energia do hidrogênio, pode servir como um catalisador eficaz ou material eletrolítico para a preparação, armazenamento e conversão do gás hidrogênio. Ao combinar ou modificar com outros materiais, sua atividade catalítica e estabilidade podem ser melhoradas ainda mais, fornecendo uma nova base material para a aplicação da energia do hidrogênio.
Preparação de nanomateriais
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Como precursor ou modelo para a preparação de nanomateriais, nanomateriais com morfologia e propriedades específicas podem ser obtidos através de métodos de síntese específicos. Esses nanomateriais têm amplas perspectivas de aplicação em áreas como catálise, detecção e armazenamento de energia.
Química Supramolecular e Automontagem
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No campo da química supramolecular e da auto{0}}montagem, ele pode servir como um bloco de construção eficaz ou unidade de auto{1}}montagem para preparar sistemas supramoleculares com estruturas e funções específicas. Através do processo de auto{3}}montagem, agregados moleculares com estruturas e funções complexas podem ser obtidos, fornecendo novas direções de pesquisa para campos como ciência de materiais e biomedicina.
Análise e Teste
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Também pode desempenhar um papel importante na química analítica e nas técnicas de detecção. Devido à sua estrutura química e propriedades únicas, pode ser usado como uma sonda ou marcador químico específico para detectar e analisar compostos alvo em amostras complexas. Por exemplo, no monitoramento ambiental, métodos de detecção de alta-sensibilidade podem ser desenvolvidos utilizando sua reação específica com determinados poluentes. Na área biomédica, seu potencial como biomarcador para diagnóstico de doenças e monitoramento de tratamentos também pode ser explorado.
Em termos de projeto e otimização do catalisador, pode servir como um novo ligante catalítico ou unidade estrutural para a construção de catalisadores com alto desempenho catalítico.
Sobre a energia do hidrogênio
A energia do hidrogénio, muitas vezes referida como energia do hidrogénio, representa uma forma de energia limpa e sustentável com imenso potencial para revolucionar o panorama energético global. Envolve o uso de hidrogênio como fonte de combustível, principalmente por meio de células a combustível de hidrogênio que convertem hidrogênio e oxigênio em eletricidade, produzindo apenas água como subproduto. Este processo é isento de emissões-, contribuindo significativamente para a redução dos gases de efeito estufa e da poluição do ar.
A produção de hidrogénio pode ser conseguida através de vários métodos, incluindo a reforma a vapor do gás natural, a eletrólise da água utilizando energia renovável e processos avançados como a decomposição termoquímica. Embora a reforma a vapor seja atualmente o método mais comum, ela depende de combustíveis fósseis e, portanto, não é totalmente verde. A eletrólise alimentada por fontes renováveis como a eólica e a solar, no entanto, oferece um caminho para a produção de hidrogénio “verde”.
A versatilidade do hidrogénio torna-o adequado para uma ampla gama de aplicações, desde o transporte, onde os veículos elétricos a células de combustível (FCEVs) prometem longas autonomias de condução e tempos de reabastecimento rápidos, até processos industriais e como meio de armazenamento para o excesso de energia renovável. Além disso, o hidrogénio pode servir como fonte de energia de reserva para infraestruturas críticas, aumentando a segurança energética.
Apesar das suas vantagens, a adoção generalizada da energia do hidrogénio enfrenta desafios como elevados custos de produção, infraestruturas limitadas para armazenamento e distribuição de hidrogénio e preocupações de segurança associadas ao seu manuseamento. A pesquisa contínua e os avanços tecnológicos, juntamente com políticas e investimentos de apoio, são cruciais para superar essas barreiras e desbloquear todo o potencial do hidrogênio como um facilitador essencial de um futuro de baixo-carbono.
Transporte
A energia do hidrogênio encontrou aplicações relativamente maduras no setor de transportes, abrangendo estradas, ferrovias, aviação e transporte marítimo.
1) Transporte Rodoviário: Os veículos com células de combustível de hidrogênio são uma aplicação primária da energia do hidrogênio no transporte. Eles utilizam membranas de troca de prótons e catalisadores para facilitar uma reação eletroquímica entre hidrogênio e oxigênio, gerando eletricidade e água. Essa eletricidade alimenta motores elétricos para impulsionar o veículo. Em comparação com veículos 100% elétricos e veículos a combustível tradicionais, os veículos com células de combustível de hidrogênio oferecem menores emissões de gases de efeito estufa, tempos de abastecimento mais curtos e maior autonomia de condução, tornando-os mais adequados para transporte de cargas-de média e longa{3}distância ou pesadas.
2) Transporte Ferroviário: A energia do hidrogênio pode ser combinada com células de combustível para formar um sistema de energia, substituindo os tradicionais motores diesel nos trens. Trens movidos-a hidrogênio oferecem zero emissões, sustentabilidade e alta eficiência operacional.
3)Aviação: O hidrogénio pode reduzir a dependência da indústria da aviação do petróleo bruto e reduzir as emissões de gases com efeito de estufa e de gases nocivos. Células de combustível de hidrogênio ou motores de combustão de hidrogênio podem ser usados para fornecer energia para aeronaves.
4) Envio: Navios-movidos a hidrogênio que utilizam tecnologia de célula de combustível podem atender à demanda por mercados de transporte marítimo ecológico no futuro, com amplas perspectivas de aplicação. A tecnologia de célula de combustível de hidrogênio pode eletrificar o transporte terrestre e costeiro, enquanto novos combustíveis, como biocombustíveis ou amônia sintetizada com-hidrogênio-com zero carbono, podem alcançar a descarbonização no transporte marítimo.
Aplicações Industriais
O hidrogênio é uma importante matéria-prima industrial e é amplamente utilizado na amônia sintética, produção de metanol, petroquímica e metalurgia.
Indústria química: O hidrogênio é uma matéria-prima essencial para a síntese de amônia e metanol. Também é amplamente utilizado na dessulfurização de nafta, diesel bruto, óleo combustível e óleo pesado, bem como no refino de petróleo, craqueamento catalítico e refino por hidrogenação de hidrocarbonetos insaturados para melhorar a qualidade do petróleo.
** Indústria Metalúrgica**: O hidrogênio pode ser usado como agente redutor e gás protetor na produção e processamento de metais não{0}}ferrosos, como tungstênio, molibdênio e titânio. Também é usado como gás de proteção na produção de chapas de aço silício, materiais magnéticos e ligas magnéticas para melhorar as propriedades magnéticas e a estabilidade.
Geração de energia
A energia do hidrogênio pode ser usada para geração e armazenamento de energia, transmissão-de longa distância e fornecimento de eletricidade. O hidrogênio pode ser convertido em eletricidade por meio de usinas movidas a hidrogênio, painéis solares ou células de combustível. A geração de energia-baseada em hidrogênio pode resolver problemas como redução de picos e preenchimento de vales em redes elétricas, conexão estável de energia renovável à rede e melhorar a estabilidade, segurança e flexibilidade dos sistemas de energia, ao mesmo tempo em que reduz significativamente as emissões de carbono.
Setor de Construção
A procura de energia no sector da construção destina-se principalmente ao aquecimento (aquecimento ambiente) e ao abastecimento de água quente. O aquecimento tradicional depende da combustão de combustíveis fósseis, como carvão e gás natural. Usar energia-baseada em hidrogênio como principal transportador de energia para edifícios pode promover efetivamente o desenvolvimento ecológico e de baixo-carbono neste setor. As aplicações de energia-baseada em hidrogênio no setor de construção incluem a mistura de hidrogênio em gasodutos de gás natural e sistemas combinados de calor e energia.
● Ácido 1-dibenzofuranilborônico, também conhecido como ácido dibenzofurano-1-ilborônico, é um composto orgânico pertencente à classe dos ácidos arilborônicos. Apresenta uma estrutura única onde um grupo ácido borônico (-B(OH)₂) está ligado à posição 1 de uma estrutura de dibenzofurano. O próprio dibenzofurano é um sistema de anel aromático fundido que consiste em dois anéis de benzeno conectados através de um anel de furano compartilhado, conferindo propriedades químicas e físicas únicas à molécula.
● A introdução da porção ácido borônico permite uma plataforma versátil em química sintética, particularmente em reações de acoplamento cruzado-Miyaura-de Suzuki. Essas reações são amplamente utilizadas na síntese de moléculas orgânicas complexas, produtos farmacêuticos e ciência de materiais devido à sua alta eficiência e condições de reação suaves. A presença do grupo ácido borônico facilita a formação de ligações carbono-carbono com haletos de arila ou alquenila sob catálise de paládio, possibilitando a construção de diversos derivados de dibenzofurano.
● Além de suas aplicações sintéticas, o ácido 1-dibenzofuranilborônico também pode exibir atividades biológicas específicas ou servir como alicerce para o desenvolvimento de novos compostos bioativos. A sua natureza aromática e a incorporação da funcionalidade do ácido borónico podem potencialmente levar a interações com macromoléculas biológicas, tornando-o um tema de interesse na química medicinal.
No geral, o ácido 1-dibenzofuranilborônico se destaca como um intermediário valioso na síntese orgânica, oferecendo uma ampla gama de oportunidades para a criação de novas moléculas com aplicações potenciais em produtos farmacêuticos, ciência de materiais e muito mais.
Análise de Estabilidade
Estabilidade Química
O ácido 1-dibenzofuranilborônico apresenta boa estabilidade química em condições normais, mas os seguintes fatores-chave devem ser observados:
Sensibilidade a oxidantes: O grupo do ácido borônico (-B(OH)₂) é propenso a reagir com oxidantes fortes (como permanganato de potássio, peróxido de hidrogênio), resultando em danos estruturais. É necessário evitar a coexistência com substâncias oxidantes no experimento.
Estabilidade a ácidos e bases: Em ambientes ácidos ou alcalinos, o grupo ácido borônico pode sofrer hidrólise ou reações de remoção de boro. Por exemplo, em condições de ácido forte, o ácido borónico pode converter-se em anidrido borato (B2O3), afectando a pureza do composto.
Temperature influence: Long-term high-temperature storage (>50 graus) pode levar à decomposição parcial, gerando sub-produtos como dibenzofurano ou derivados do ácido borônico. Recomenda-se armazenar a uma temperatura de 2 a 8 graus para retardar a degradação.
Estabilidade Física
Aparência e forma: O composto geralmente é um pó branco a{0}}esbranquiçado, com forte higroscopicidade. A exposição ao ar úmido é propensa à aglomeração e deve ser lacrada para armazenamento.
Solubilidade: Facilmente solúvel em solventes orgânicos polares (como metanol, etanol, dimetilformamida), ligeiramente solúvel em água. Após a dissolução, deve ser utilizado imediatamente para evitar a decomposição da água por um longo período.
Otimização das condições de armazenamento
Proteção contra gases inertes: Recomenda-se armazenar em atmosfera de nitrogênio ou argônio para reduzir o risco de oxidação.
Proteção contra luz: a exposição à luz pode desencadear reações foto-sensíveis, portanto, use um frasco marrom ou embrulhe o recipiente com papel alumínio.
Diluição e selagem: Após a abertura da embalagem grande, deve-se diluí-la imediatamente para evitar amostragens repetidas, que podem levar à absorção de umidade ou contaminação.
Análise de Segurança
Riscos à saúde
Toxicidade Aguda:
Oral (H302): Animal experiments show that the LD₅₀ for rats is >2.000 mg/kg, que é uma substância de baixa-toxicidade. No entanto, a ingestão acidental ainda pode causar irritação gastrointestinal (como náuseas, vômitos).
Contato com a pele (H315): Pode causar irritação cutânea leve a moderada, manifestada como vermelhidão ou coceira.
Contato com os olhos (H319): Pode causar irritação ocular grave, exigindo lavagem imediata com grandes quantidades de água e consulta médica.
Inalação (H335): A inalação de poeiras pode causar irritação respiratória, manifestada como tosse ou dificuldades respiratórias.
Toxicidade crônica: atualmente, não há dados sobre carcinogenicidade, teratogenicidade ou toxicidade reprodutiva por exposição a longo prazo. No entanto, recomenda-se evitar contato prolongado-com a pele ou inalação de poeira.
Riscos Ambientais
Toxicidade ecológica: Dados limitados sobre a toxicidade para organismos aquáticos (tais como peixes, algas). Os compostos de ácido borônico podem ter impactos potenciais nos ecossistemas aquáticos. Os resíduos devem ser tratados como produtos químicos perigosos para evitar descarga direta.
Biodegradabilidade: Degradação lenta em ambientes naturais, que pode acumular-se ao longo da cadeia alimentar. É necessário um controle rigoroso das emissões.
Procedimentos Operacionais de Segurança
Equipamentos de Proteção Individual (EPI):
Durante as operações experimentais, use luvas resistentes à corrosão química (como luvas de borracha nitrílica), óculos de proteção e respirador.
Use roupas de laboratório para evitar contato direto com a pele.
Requisitos de ventilação: Operar em capela ou em sistema vedado para evitar dispersão de poeira.
Tratamento de emergência:
Contato com a pele: Lavar imediatamente com bastante água por pelo menos 15 minutos. Procure atendimento médico se necessário.
Contato com os olhos: Abrir as pálpebras e enxaguar com água corrente por pelo menos 15 minutos e procurar atendimento médico.
Tratamento de vazamentos: Absorva o material vazado com materiais inertes (como areia) para evitar a geração de poeira. Colete e descarte-o como resíduo perigoso.
Regulamentos e rótulos
Classificação GHS:
Palavra de sinalização: Aviso
Advertência de perigo: H302 (Nocivo por ingestão), H315 (Provoca irritação cutânea), H319 (Provoca irritação ocular grave), H335 (Pode causar irritação respiratória).
Requisitos de transporte:
Número das Nações Unidas: UN3077 (Substâncias ambientalmente perigosas, sólidas, sem maiores detalhes)
Classe de embalagem: III
Poluente marinho: Sim (classe Y)
Resumo e recomendações
Ácido 1-dibenzofuranilborônicoapresenta boa estabilidade química, mas é necessário um controle rigoroso das condições de armazenamento (baixa temperatura, evitar luz e vedação). Em termos de segurança, sua baixa toxicidade aguda reduz o risco de exposição-de curto prazo, mas as normas operacionais ainda precisam ser seguidas para evitar irritações cutâneas, oculares ou respiratórias. Os riscos ambientais devem ser reduzidos através de uma eliminação adequada. Recomenda-se que os utilizadores leiam integralmente a ficha de dados de segurança (SDS) antes da utilização e treinem regularmente o pessoal do laboratório para aumentar a sensibilização para a segurança.
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