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Sustratos Cerámicos

¿Qué es un Sustrato Cerámico?

Un sustrato cerámicos es una placa hecha de cerámica, que forma el cableado de una placa de cableado impreso o es una placa aislante sobre la que se colocan los componentes.

Además, un sustrato cerámico también puede denominarse sustrato con un patrón de cableado formado.

Usos de los Sustratos Cerámicos

Los sustratos cerámicos se utilizan en placas de cableado impreso incorporadas en productos de disipación de calor y equipos de medición de alta frecuencia, ya que se utilizan en entornos de alta temperatura y a medida que las placas de cableado impreso se hacen más pequeñas. Las aplicaciones específicas son las siguientes

  • Productos de Disipación de Calor
    Equipos de iluminación LED de alta potencia, equipos de procesamiento láser, equipos de irradiación ultravioleta profunda
  • Equipos de Comunicaciones por Satélite y Equipos de Medición de Alta Frecuencia
    Antenas de estaciones base, ETC, módulos de RF, radares diversos
  • Productos de Automoción
    Lámparas LED para automóviles, componentes de control para automóviles
  • Componentes Electrónicos
    Elementos Peltier, sensores piezoeléctricos, LED, diodos láser, módulos GAN, semiconductores de potencia de alta temperatura, acelerados, de ciclo y SiC
  • Equipos de Comunicaciones Móviles de Alta Frecuencia
    Equipos de comunicaciones IoT, antenas y filtros, osciladores controlados por tensión (VCO), osciladores de cristal con compensación de temperatura (TCXO)

Características de los Sustratos Cerámicos

Los sustratos cerámicos están hechos de cerámica y por lo tanto sus características son similares a las de la cerámica. Entre las cerámicas típicas que forman los sustratos cerámicos se encuentran los sustratos de alúmina, los sustratos de alúmina-circona, el nitruro de aluminio (AlN) y el nitruro de silicio (Si3N4).

Son materiales con una excelente resistencia mecánica, aislamiento eléctrico, resistencia a la corrosión, resistencia al calor y conductividad térmica, y los sustratos tienen las mismas propiedades.

Tipos de Sustratos Cerámicos

Existen tres tipos de circuitos impresos con patrones de cableado, etc., formados sobre sustratos aislantes de cerámica: sustratos cerámicos de alta temperatura, sustratos cerámicos de baja temperatura y sustratos cerámicos de capa gruesa.

1. Sustratos Cerámicos de Alta Temperatura

Los sustratos cerámicos de alta temperatura son sustratos en los que se forman circuitos cerámicos de cocción a alta temperatura (HTCC). En primer lugar, se fabrica una placa aislante como base utilizando materias primas cerámicas formuladas para altas temperaturas. A continuación, se forma un circuito metálico, como tungsteno o molibdeno, sobre la placa aislante, y el sustrato laminado se cuece a alta temperatura para formar un sustrato cerámico de alta temperatura.

2. Sustratos Cerámicos de Baja Temperatura

Los sustratos cerámicos de baja temperatura son sustratos fabricados a partir de cerámica cocida a baja temperatura (LTCC). Se caracterizan por la presencia de materiales cerámicos y de vidrio en la placa aislante base y suelen fabricarse como sustratos multicapa.

En primer lugar, se mezclan polvo cerámico, vidrio y aglutinantes para formar una lámina. Se realizan orificios pasantes para conectar varias capas en los lugares necesarios y se imprime y forma un patrón de cableado para crear una sola capa. Después de crear y apilar varias capas de diferentes patrones de cableado, la placa de cableado LTCC se completa mediante el proceso de cocción.

3. Sustratos Cerámicos de Capa Gruesa

Los sustratos cerámicos de capa gruesa son sustratos en los que se forman circuitos eléctricos imprimiendo pasta conductora o de resistencia sobre un sustrato aislante, y se caracterizan por el espesor relativamente grueso de la película conductora.

Más Información sobre los Sustratos Cerámicos

1. Sustratos Cerámicos de Alúmina de Gran Pureza

Los sustratos cerámicos se fabrican mezclando y cociendo polvos cerámicos termoconductores con aglutinante orgánico y otros materiales. Cuando se utiliza material de alúmina de gran pureza, el material de alúmina es una partícula fina y la cerámica cocida tiene pocos poros y una superficie muy lisa.

Esto significa que el material tiene muy buena adherencia a películas gruesas y materiales de película fina, y tiene propiedades estables cuando se utiliza como placa de circuito impreso. Además, al ser partículas finas, su tamaño no cambia tras la cocción, y también tienen muy buenas propiedades externas, como variación dimensional, alabeo y flexión. También tienen una elevada disipación térmica y resistencia al calor, y son física y químicamente estables en entornos con altas temperaturas.

2. Paquetes de Semiconductores con Sustratos Cerámicos

La generación de calor asociada a la alta integración de los dispositivos semiconductores es una cuestión importante, por lo que se utilizan sustratos cerámicos de alúmina con elevadas propiedades de disipación del calor. Sin embargo, esto no siempre es suficiente para satisfacer los elevados requisitos de los últimos años. En los últimos años, el nitruro de aluminio y el carburo de silicio han atraído la atención como nuevos materiales cerámicos para el envasado de semiconductores, sustituyendo a los sustratos cerámicos de alúmina.

El nitruro de aluminio no es un material cerámico natural y tiene una excelente conductividad térmica, con un valor teórico de 320 W/m-K. En realidad, las mejoras en las materias primas, la selección de auxiliares de sinterización y las condiciones de sinterización han dado lugar a la aplicación práctica de una conductividad térmica de unos 180 W/m-K.

En las cerámicas de carburo de silicio, se ha puesto de manifiesto que si se utiliza óxido de berilio como auxiliar de sinterización, puede utilizarse como aislante con alta conductividad térmica y ha atraído la atención como material de sustrato.

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lentille LED

Qu’est-ce qu’une lentille LED ?

Les lentilles LED sont des lentilles spéciales utilisées pour ajuster la lumière des LED afin de les rendre plus faciles à utiliser.

La lumière émise par les LED se caractérise par un haut degré de directivité, ce qui signifie qu’elle ne s’étale pas. Elles sont utilisées pour éclairer une plus grande surface avec moins de puissance.

La lumière est diffusée en passant à travers cette lentille spéciale, ce qui permet d’économiser de l’énergie tout en étant lumineux. Pour l’éclairage, les lentilles sont divisées en différentes applications et nombre de sources lumineuses, en fonction de la forme de la lentille.

L’éclairage avec des LED comme source lumineuse est actuellement introduit dans de nombreux endroits, incluant un usage domestique. Afin de répondre à toutes les applications possibles, elles sont intégrées dans les luminaires avec les lentilles LED.

Utilisations des lentilles LED

Les lentilles LED sont souvent intégrées dans des luminaires ou des sources lumineuses LED. L’éclairage LED est populaire dans beaucoup d’endroits tels que dans les magasins et les habitations, l’éclairage publicitaire, l’éclairage public, l’éclairage de scène, l’éclairage extérieur, les lampes de poche et les appareils de mesure, en raison de son excellent rapport qualité-prix.

En plus des nombreuses utilisations de l’éclairage LED dans les hôtels, les salles d’exposition et les musées, des éclairages LED et des Lentilles Led adaptés à des applications spéciales telles que les expositions sont en cours d’introduction. Par ailluers, en plus des applications d’éclairage, les LED sont également utilisées dans les feux de circulation et les panneaux de signalisation.

Elles sont indispensables dans la vie moderne en raison de leur durabilité, de leur longue durée de vie et de leur fiabilité, qui peuvent également être appliquées à l’extérieur.

Principe des lentilles LED

Les lentilles LED collectent, réfractent et diffusent la lumière afin de répartir uniformément la lumière des éléments LED très linéaires. La lumière LED seule ne convient pas à toutes les applications car elle est très linéaire et éclaire fortement juste au-dessus de la face avant.

Le principe des Lentilles LED, assurant la polyvalence de l’éclairage, a considérablement élargi la gamme d’applications des LED : la lumière des LED peut être commercialisée et utilisée comme composant électronique en étant formée dans le boîtier de la source lumineuse LED. Selon la forme du boîtier, la lentille est également très différente.

Caractéristiques des lentilles LED

Les lentilles LED présentent des caractéristiques différentes selon le type. Les caractéristiques qui varient d’un type à l’autre sont les suivantes.

1. Collecte de la lumière

Les lentilles simples en forme de dôme, souvent utilisées dans des boîtiers recouverts de résine transparente, conviennent aux LED à des fins d’éclairage, car elles concentrent et éclairent les petites sources de lumière émises par les éléments LED et sont souvent utilisées dans les lampes de poche bon marché.

2. Distribution et diffusion de la lumière

La répartition de la lumière est classée en fonction de l’angle et de l’intensité de la lumière. Une distribution lumineuse qui est rectiligne, brillante au centre et qui s’assombrit progressivement à mesure qu’elle s’éloigne est appelée distribution lumineuse lambertienne.

Il existe d’autres types de répartition de la lumière : les types omnidirectionnels, qui peuvent éclairer toute la zone, et les types à large répartition de la lumière, qui peuvent éclairer en demi-cercle. Les lentilles qui diffusent la lumière conviennent le mieux à l’éclairage des panneaux de signalisation et à d’autres applications où l’on souhaite éclairer une large zone de manière uniforme.

La lumière qui traverse la lentille LED est réfractée, concentrée ou diffusée et frappe la surface éclairée. L’impression de la lumière varie fortement en fonction de la distance par rapport à la source lumineuse LED, c’est pourquoi la lentille LED et la distance par rapport à la source lumineuse doivent être déterminées en fonction de la distribution lumineuse requise.

3. Durabilité

Certaines lentilles LED sont très durables. On les retrouve dans les feux de signalisation et les panneaux de signalisation routière mais elles sont sensibles à la pluie, à la poussière et à d’autres influences environnementales externes, et peuvent se détériorent donc rapidement.

Pour maintenir la longévité qui caractérise les LED, les lentilles LED jouent un rôle dans la protection de l’intérieur. Les éléments LED sont également sensibles à l’humidité, donc même s’ils ne sont pas utilisés à l’extérieur, des lentilles LED résistantes à l’humidité peuvent être installées dans des zones humides.

4. Variété des formes

Les formes de dôme ou de pyramide triangulaire normalement utilisées dans de nombreuses applications n’amélioraient pas l’épaisseur de la lentille. Toutefois, des lentilles très minces transformées en forme plate ont été mises au point ces dernières années. Ces lentilles offrent une polyvalence et facilite certaines applications telles que celles pour les panneaux de signalisation minces.

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radio sur IP

Qu’est-ce qu’une radio sur IP ?

Les radios sur IP sont des services de communication mobile basés sur le press-to-talk (PTT) qui utilisent les réseaux de téléphonie mobile et les réseaux radio Wi-Fi pour transmettre la voix et les données au format VoIP.

Elles sont également appelées émetteurs-récepteurs IP, émetteurs-récepteurs PoC ou émetteurs-récepteurs LTE. En plus des radios sur IP fournies par les opérateurs eux-mêmes, un certain nombre d’entreprises louent des lignes de téléphonie mobile aux opérateurs et exploitent des services de radios Ip au format MVNO.

Comme aucune licence n’est requise et que les coûts sont faibles, même les petites entreprises et les particuliers peuvent introduire ces systèmes. Ils sont utilisés dans des secteurs d’activité tels que les chantiers de construction, les entrepôts et le secteur de la logistique.

Depuis peu, les radios sur IP sont dotées de fonctions d’intégration de smartphones et sont utilisées dans une grande variété d’applications.

Utilisations des radios sur IP

Les radios sur IP peuvent communiquer sur une zone plus large que les radios classiques et ne nécessitent pas d’équipement de station de base ni de licence, elles sont donc utilisées comme moyen de communication à des fins professionnelles sur les sites d’événements, dans les aéroports et dans les métros sur de vastes zones.

Les radios sur IP sont également utilisées par les brigades de pompiers, ainsi que par les mairies, comme moyen de communication en cas de catastrophe, car elles permettent le partage d’informations entre un grand nombre de personnes et sont faciles à connecter, même dans les situations où les lignes téléphoniques sont encombrées.

Contrairement aux téléphones mobiles, le système permet de passer des appels en appuyant sur un bouton. Il est souvent utilisé dans le secteur de la logistique pour communiquer entre le siège et les chauffeurs.

Principe des radios sur IP

Les radios sur IP utilisent la technologie VoIP (anglais : Voice over IP) pour convertir les données vocales en signaux numériques et les transmettre sous forme de paquets de données. Le réseau de communication de l’opérateur de téléphonie mobile est utilisé comme canal de transmission pour les paquets de données.

Les données sont cryptées entre la radio sur IP et la station de base du téléphone mobile, ce qui permet des appels sécurisés.

Types de radios sur IP

Il existe plusieurs types de radios sur IP, en fonction de leur forme et d’autres facteurs.

1. Portable

Les radios portables sont de taille compacte et peuvent être tenues dans la main d’une personne et utilisées lors de ses déplacements. Elles sont alimentées par des piles et peuvent fonctionner pendant environ 12 à 17 heures. Elles conviennent au personnel chargé des manifestations, aux agents de circulation et au personnel de sécurité.

2. Terminaux embarqués

Les terminaux embarqués sont installés dans les véhicules. Ils utilisent l’alimentation électrique du véhicule, de sorte qu’il n’est pas nécessaire de se préoccuper de la recharge. Ils peuvent être utilisés pendant de longues périodes et conviennent aux camions et aux taxis.

3. Application

En installant une appli sur un smartphone, l’appareil peut être utilisé comme une radio sur IP. Les fonctions telles que l’enregistrement et la synthèse vocale sont fournies en tant que fonctions propres à l’application.

Caractéristiques des radios sur IP

Les radios sur IP présentent les caractéristiques suivantes :

1. De nombreux lieux de connexion

Tant que le signal du téléphone mobile est à portée, le signal radio peut atteindre des endroits difficiles d’accès avec des radios ordinaires, tels que les forêts de montagne, les espaces entre les bâtiments et les souterrains.

2. Des communications de groupe et individuelles possibles

Les radios sur IP disposent de nombreux modes d’appel et peuvent effectuer des appels individuels ou de groupe. Dans les appels de groupe, il est possible de parler simultanément avec des stations mobiles contractées en même temps, ou de parler avec d’autres stations de commandement. Dans les situations importantes ou d’urgence, les appels peuvent également être interrompus.

3. Des appels stables

Comme la radio sur IP utilise le mécanisme du téléphone mobile, il n’y a pratiquement pas d’interférences ou d’interruptions des appels en cours de déplacement, ce qui est le cas avec d’autres équipements radio. Il est donc possible de passer des appels stables.

4. Une fonction GPS intégrée

Le GPS intégré dans les radios sur IP peut être utilisé pour déterminer l’emplacement des camions et des taxis. Toutefois, certains modèles peuvent ne pas être équipés de cette fonction.

5. Des frais de communication fixes

Les frais de communication pour les radios sur IP sont fixés sur une base mensuelle, de sorte que le prix n’augmentera pas, quelle que soit la fréquence d’utilisation.

6. Une connexion facile en cas de catastrophe

Même en cas de congestion due à une forte concentration d’appels lors d’une catastrophe, il est relativement facile de se connecter grâce aux communications par paquets.

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Filtros Cerámicos

¿Qué es un Filtro Cerámico?

Los filtros cerámicos son filtros hechos de cerámica. Existen dos tipos de filtros: unos para la filtración de purificación y otros para la eliminación de ruidos. Los primeros son componentes que filtran las impurezas de las materias primas químicas. Los segundos son componentes electrónicos que bloquean la energía en frecuencias específicas. Los filtros cerámicos se utilizan para ambas cosas.

Los filtros cerámicos para filtración y purificación se utilizan principalmente para la separación y concentración de materias primas. También para rechazar el ruido en equipos audiovisuales y de telecomunicaciones.

Aplicaciones de los Filtros Cerámicos

Los filtros cerámicos para rechazo de ruido son compactos y ligeros en comparación con los filtros LC, por lo que se recomiendan para reducir el tamaño de los equipos.                                                         

A continuación se enumeran los productos utilizados.

  • Equipos de audio domésticos y portátiles
  • Televisores/VCR
  • Comunicación inalámbrica de datos y teléfonos inteligentes
  • Redes inalámbricas comerciales

Al subir datos de audio a la nube, pueden comprimir el volumen de datos eliminando el ruido. Este es un activo valioso en el mundo actual, cada vez más basado en la nube.

Los filtros cerámicos para purificación y filtración tienen una excelente resistencia al calor y una larga vida útil. A continuación se enumeran algunos ejemplos de uso.

  • Pretratamiento de aguas residuales y tratamiento de efluentes y equipos de agua pura
  • Pulido de lentes y vidrio
  • Purificación de alimentos, eliminación de turbidez y esterilización
  • Recuperación de la concentración y purificación de productos químicos
  • Alta purificación de productos químicos
  • Regeneración de aceites usados y residuos líquidos
  • Plantas automovilísticas (regeneración de refrigerantes hidrosolubles, regeneración de aceites hidráulicos y lubricantes).

Un ejemplo de uso alimentario es en los filtros de café. Se recomienda para eliminar los sabores diversos y salados del café y darle un sabor más claro.

Características de los Filtros Cerámicos

1. Filtros Cerámicos para la Obstrucción de Ruido

Los filtros cerámicos para la obstrucción de ruido tienen las siguientes características:

  • No Ajustables
    El filtro utiliza cerámica piezoeléctrica, por lo que se puede incorporar maquinaria eléctrica dentro del mismo elemento. Son resistentes a los armónicos y prácticamente no se ven afectados por circuitos periféricos adicionales. Los materiales de la cerámica piezoeléctrica incluyen porcelana de titanato de bario y porcelana de titanato de circonato de plomo.
  • Ligeros y Compactos
    Más pequeños que los filtros LC. Contribuyen a ahorrar espacio.
  • Filtro Centralizado
    Si se utiliza un circuito integrado para el amplificador, la ganancia por etapa es mayor, por lo que se puede crear un filtro centralizado más fácilmente que con un LC.

2. Filtros Cerámicos para la Purificación y la Filtración

Los filtros cerámicos para purificación y filtración tienen las siguientes características

  • Precisión de Filtración
    Fabricados con cerámica de alúmina de gran pureza, la distribución de los poros en la superficie de la membrana es uniforme. El resultado es una alta precisión de filtración.
  • Alta Resistencia a la Corrosión, al Calor, a la Fuerza y a la Aabrasión
    Puede limpiarse repetidamente con productos químicos. También es posible la esterilización por vapor a unos 120°C. La filtración de líquidos y lodos de alta viscosidad también es eficaz.
  • Reproducibilidad del Retrolavado
    Puede utilizarse durante largos periodos de tiempo con caudales de filtración estables porque es posible la limpieza a contrapresión.
  • Amplia Gama de Tamaños de Poro
    Las membranas pueden seleccionarse en función de las necesidades.

Más Información sobre los Filtros Cerámicos

1. Filtros Cerámicos para la Captación de Polvo

Los sistemas de captación de polvo tipo filtro de mangas tienen una temperatura de resistencia térmica limitada en función del tipo de tela filtrante. Si se supera la temperatura de resistencia al calor, existe un alto riesgo de incendio, ya que las cenizas de combustión están compuestas principalmente de carbono.

El cambio del medio filtrante de fibras de tela a filtros cerámicos permite diseñar la temperatura de resistencia térmica del sistema de captación de polvo a un nivel más alto.

Además, si se controla el funcionamiento por encima del punto de rocío ácido del gas de ácido sulfúrico, se puede evitar la corrosión y la deposición de cenizas de combustión y prolongar el tiempo de funcionamiento. En comparación con las fibras textiles, los filtros cerámicos son medios filtrantes que pueden recomendarse para su introducción en filtros textiles.

2. Problemas de los Filtros Cerámicos para la Captación de Polvo

A diferencia de las telas filtrantes de fibra textil, los filtros cerámicos para colectores de polvo no son flexibles. Pueden dañarse y caerse debido al flujo de gas. También pueden romperse y caerse debido a sacudidas sísmicas. La tela filtrante de fibra textil también puede causar problemas debido a su caída, pero en el caso de los filtros cerámicos, puede obstruir la tolva de descarga de cenizas de combustión.

Los filtros cerámicos largos suelen ser inadecuados para su instalación debido a los frecuentes problemas de caídas. Los filtros más cortos provocan menos caídas, pero la eficacia de la captación de polvo es menor. La eliminación de los filtros cerámicos usados también es difícil. Al ser una mezcla de cerámica incombustible y cenizas de combustión, deben fundirse o depositarse en vertederos. Sin embargo, como las cenizas de combustión pueden contener mercurio, hay pocas empresas que acepten tanto la fusión como el tratamiento en vertedero.

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Hydantoin

What Is Hydantoin?

Hydantoin, also known as glycolylurea, is a compound synthesized by condensing glycolic acid and urea. It naturally occurs in molasses and appears as an odorless, colorless crystal under standard temperature and pressure. Hydantoin can be produced through Yurek’s hydantoin synthesis, involving amino acids, potassium cyanate, and hydrochloric acid. It serves as the foundational structure for various chemicals, including allantoin, phenytoin, and dantrolene. 

Uses of Hydantoin

Hydantoin and its derivatives have diverse applications:

1. Antiepileptic Drugs

Phenytoin, a derivative of hydantoin, is a widely used antiepileptic drug. It suppresses nerve cell excitability, reducing seizure occurrences.

2. Cosmetics and Skin Moisturizers

DialkylHydantoin derivatives, used in cosmetics and skincare, effectively retain skin moisture, alleviating dryness and irritation.

3. Ultraviolet Absorber

Hydantoin derivatives also act as UV absorbers in sunscreens and hair products, minimizing UV ray damage to skin and hair.

Additionally, these derivatives are crucial for producing agricultural chemicals and as intermediates in organic synthesis. PhenylHydantoin, derived from hydantoin, aids in amino acid identification due to its crystallinity. Heating hydantoin with barium hydroxide yields PhenylHydantoin, which can also be synthesized from various amino acids and phenyl isocyanate. Hydrolyzing hydantoin produces glycine, a basic amino acid, and substituting carbon at position 5 allows for the synthesis of various amino acids.

Properties of Hydantoin

Hydantoin (C3H4N2O2, molecular weight 100.09 g/mol) is a heterocyclic compound, known as imidazolidine-2,4-dione. Its structure results from the cyclic condensation of glycolic acid and urea. As a colorless crystalline solid, hydantoin is naturally found in molasses and has a melting point of 215-220°C. It is insoluble in water and slightly soluble in organic solvents like alcohol and ether.

Exhibiting cyclic amide properties, hydantoin can be reduced to amino acids and acts as the backbone for drugs such as phenytoin and sodium valproate, suppressing epileptic seizures by affecting the central nervous system. Its derivatives, formed through the condensation of urea and glyoxal, are used in skin moisturizers.

Structure of Hydantoin

Hydantoin features a five-membered cyclic structure with two nitrogen atoms and two carbonyl groups alternately attached to the ring. The nitrogen atoms are positioned at the 1st and 3rd positions, bonded to carbon atoms that have carbonyl groups at the 2nd and 4th positions.

This structure, exhibiting amide bond properties, is reactive under various conditions. Various hydantoin derivatives are produced by attaching different substituents, like phenyl groups in phenytoin, to the 5th carbon atom of the hydantoin ring, serving as antiepileptic drugs and skin moisturizers.

Other Information about Hydantoin

Method for Producing Hydantoin

Hydantoin synthesis includes:

1. Yurek’s Hydantoin Synthesis
This method synthesizes hydantoin derivatives from amino acids and potassium cyanate, where amino acids react with potassium cyanate under heat.

2. Bucherer-Berx Reaction
This method produces 5,5-disubstituted hydantoin derivatives from cyanohydrin and ammonium carbonate through carbamates and aldoximes reactions.

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Pantethine

What Is Pantethine?

Pantethine is an organic compound, recognized as a dimer of pantetheine, connected through disulfide bonds. It serves a pivotal role in human physiology, similar to pantothenic acid (vitamin B5), from which it is derived.

The molecular formula for pantethine is C22H42N4O8S2. Pantetheine, pantethine’s monomer, is an amide formed from pantothenic acid and cysteamine (2-mercaptoethylamine), showcasing similar biological activities to pantothenic acid. Pantethine’s CAS registration number is 137-08-6, highlighting its significance in scientific and health-related fields.

Uses of Pantethine

Pantethine mirrors the biological activities of pantothenic acid, making it a valuable component in nutritionally functional foods and medicinal products designed to prevent or treat pantothenic acid deficiency. Furthermore, it finds applications in cosmetics, acting as a key ingredient in hair and skin conditioning agents.

Pantothenic acid, or vitamin B5, is an essential nutrient involved in the metabolism of carbohydrates, fats, and proteins. It also promotes healthy intestinal motility and skin maintenance. Although dietary deficiencies are uncommon, supplementation with Pantethine can be beneficial in situations where the demand for pantothenic acid increases, such as during illness, pregnancy, or hyperthyroidism, as well as in managing conditions like hyperlipidemia, atonic constipation, and dermatological issues.

Properties of Pantethine

Pantethine has a molecular weight of 554.72 and boasts a boiling point of 987.2°C. It appears as a colorless to slightly yellow, clear viscous liquid at room temperature. Pantethine is soluble in water, methanol, and ethanol, though it degrades upon exposure to light. Its density is 1.28 g/mL.

Types of Pantethine

Pantethine is marketed for various uses, including in research, pharmaceuticals, and industry.

1. Reagent Products for Research and Development

As a reagent for R&D, pantethine is available as D-pantethine. These products come in quantities ranging from 50mg to 5g and require refrigeration or freezing for proper storage.

2. Pharmaceuticals

In pharmaceutical formulations, pantethine is utilized to prevent and treat pantothenic acid deficiencies. Available in forms such as tablets, powders, and injections, these products vary by manufacturer.

3. Industrial Use

Industrially, pantethine is sold in bulk, with quantities like 1kg and 25kg, for use as a synthetic material or intermediate in pharmaceuticals and other chemical productions.

Other Information about Pantethine

1. Pantethine, Pantetheine, Pantothenic Acid

Pantothenic acid, also known as vitamin B5, is a component of coenzyme A (CoA) and plays a critical role in carbohydrate and fatty acid metabolism. Pantetheine results from the condensation of pantothenic acid with cysteamine, forming an amide bond. Pantethine is then created through the oxidation and disulfide bonding of two pantetheine molecules.

These compounds are essentially identical in physiological function, acting in concert with CoA and 4′-phosphopantetheine as cofactors in vital metabolic processes.

2. Coenzyme A (CoA)

Coenzyme A is a vital coenzyme composed of pantothenic acid, adenosine diphosphate, and cysteamine. Its thiol group, derived from cysteamine, is capable of forming thioester bonds with various acyl groups, facilitating key metabolic reactions like the citric acid cycle and β-oxidation. CoA and its derivatives, such as acetyl-CoA, are central to numerous metabolic pathways, underscoring their importance in biological systems.

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Paraformaldehyde

What Is Paraformaldehyde?

Paraformaldehyde, an organic compound, results from the dehydration and polymerization of formaldehyde. This linear polymer is recognized by its CAS registration number 30525-89-4 and has the chemical formula (CH2O)n. Also known as “paraform” and “1,3,5-trioxane,” paraformaldehyde belongs to the class of polymers known as polyacetals or polyoxymethylenes, characterized by the oxymethylene (-CH2O-) structure in their units. Due to its potent effects, it is regulated as a powerful drug under related laws, highlighting its significant toxicity.

Applications of Paraformaldehyde

As a versatile agent, paraformaldehyde is deployed as a fumigant for pest control and disinfection. Its high reactivity makes it a preferred raw material in the synthesis of various products, including paints, adhesives, preservatives, and resins (phenolic, urea, and vinylon acetalization applications), as well as in the production of ion exchange resins, pharmaceuticals, water-resistant glues, and protein glue coagulants. Specifically, it serves as a crucial ingredient for methylol and methylene compounds, which enhance the properties of paints and adhesives by providing UV protection and improving their durability and heat resistance. Notably, methylene chloride, a primary methylene compound, is widely used as a paint stripper and remover.

Properties of Paraformaldehyde

This polymer, denoted as (CH2O)n, appears as a white solid (in various forms like flakes, granules, or crystalline powder) and decomposes at temperatures between 120-180°C, depending on its polymerization degree. It emits a distinct formaldehyde odor and is insoluble in water, ethanol, and ether, yet dissolves in sodium hydroxide solution. Its density stands at 1.42g/mL. Notably, paraformaldehyde can revert to formaldehyde when dissolved in water or upon heating, highlighting its dynamic nature as it releases flammable formaldehyde gas when dried.

Types of Paraformaldehyde

Available for research and industrial applications, paraformaldehyde is often utilized as a crosslinking and immobilization reagent due to its ability to convert back to formaldehyde upon heating with sodium hydroxide. Its laboratory forms include manageable quantities like 100g, 500g, 1kg, and 2kg, facilitating easy handling. Industrially, it’s packaged in larger quantities, such as 20kg paper bags or flexible containers, supporting its use in manufacturing paints, adhesives, fiber processing resins, and phenolic resins.

Other Information about Paraformaldehyde

1. Generation of Paraformaldehyde

Paraformaldehyde naturally precipitates as a white solid from formaldehyde solutions, especially upon cooling. Formaldehyde, its monomer, is typically produced by the air oxidation of methanol in the presence of a catalyst or by the carbonization of calcium formate.

2. Paraformaldehyde Safety Information

Recognized as a flammable and combustible solid, paraformaldehyde poses risks of dust explosions when its particles are airborne. It can react vigorously with oxidizing agents, acids, and bases, potentially leading to the generation of heat or the release of formaldehyde gas. Its ingestion or inhalation is harmful, causing skin and eye irritation, along with possible lung damage.

3. Legal and Regulatory Information on Paraformaldehyde

Given its hazards, paraformaldehyde is subject to stringent regulations. It is classified as a combustible substance and is also designated as a deleterious substance under various health and safety laws. Compliance with these regulations is crucial for its safe handling and use.

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Papaverine

What Is Papaverine?

Papaverine is an opium alkaloid used in medicine.

Its IUPAC name is 1-[(3,4-dimethoxyphenyl)methyl]-6,7-dimethoxyisoquinoline, also known as 6,7-dimethoxy-1-(3,4-dimethoxybenzyl)isoquinoline and Robaxapap.

Uses of Papaverine

Papaverine, present in opium at 0.8-1%, has a weaker central action and anesthetic effect compared to morphine. Its hydrochloride form relaxes visceral and vascular smooth muscles, alleviating abdominal pain by reducing tension in the gastrointestinal tract. It is effective for spasms related to gastritis, bile duct, and gallbladder diseases, and improves blood circulation by relaxing vascular smooth muscles, aiding in conditions like acute arterial and pulmonary embolisms, and circulation disorders.

Properties of Papaverine

With a chemical formula of C20H21NO4 and a molecular weight of 339.39, papaverine is a white crystalline solid. It has a melting point of 147°C, a density of 1.337 g/ml, and is registered under CAS number 58-74-2. Light and moisture sensitive, it is soluble in alcohol, ether, acetone, and benzene, with limited solubility in chloroform, petroleum ether, and water (35 mg/L at 17°C). Its pH range is 2.0 to 2.8, with a pKa of 8.07, indicating a relatively weak acid.

Types of Papaverine

Papaverine hydrochloride (CAS Registration Number: 61-25-6) is a common form, a white crystal or powder with a molecular weight of 375.85, melting point of 220-225°C, soluble in alcohol and chloroform, and water solubility of 25mg/ml.

Other Information about Papaverine

1. Manufacturing Method of Papaverine

Papaverine is produced mainly through chemical synthesis, involving the Schotten-Baumann reaction for amide synthesis, followed by cyclization through the Bischler-Napieralski reaction, and mild dehydrogenation to synthesize papaverine.

2. Papaverine Side Effects

Reported side effects include constipation, dizziness, hot flashes, dry mouth, and palpitations. It is considered safe with no serious side effects but should be used cautiously by glaucoma patients due to potential increases in intraocular pressure.

3. Papaverine Legal Information

Papaverine is regulated under national dangerous goods shipping, storage regulations, and aviation law, classified as a poisonous substance.

4. Handling and Storage Precautions

Avoid contact with strong oxidizing agents. Use protective clothing, gloves, goggles, and a local exhaust system when handling. In case of fire, extinguish using appropriate means. Store in a tightly closed glass container away from light in a cool, well-ventilated area.

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Barbituric Acid

What Is Barbituric Acid?

Barbituric acid, a heterocyclic compound with a pyrimidine skeleton, is also known as malonyl uric acid. Discovered by Adolf von Beyer, it is a colorless, odorless solid synthesized by dehydrating malonic acid and urea under acidic conditions, with diethyl malonate currently used in its synthesis.

Physicochemical Properties of Barbituric Acid

1. Name:
English Name: Barbituric Acid
IUPAC Name: 1,3-diazinane-2,4,6-trione

2. Molecular Formula:
C4H4N2O3

3. Melting Point:
245°C (decomposes)

4. Solubility:
Slightly soluble in water and ethanol, insoluble in ether, soluble in hot water

Bioactivity of Barbituric Acid Derivatives (Barbiturates)

Barbiturates, derivatives of barbituric acid, have central nervous system depressant effects. Notable examples include barbital, phenobarbital, amobarbital, allobarbital, cyclobarbital, pentobarbital, thiopentanal, thiaminal, and hexobarbital. Barbituric acid itself, however, lacks CNS depressant effects.

Mechanism of Action of Barbiturates

Barbiturates bind to GABAA receptors, open chloride channels, and enhance inhibitory nerve function by depolarizing synaptic membranes.

Uses of Barbituric Acid Derivatives

Barbiturates were the primary sedatives and sleeping pills until the 1950s but have been largely replaced by benzodiazepine derivatives due to risks of dependence, withdrawal symptoms, and vitamin deficiencies. Currently, their use is limited to a few applications such as euthanasia and epilepsy treatment.

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Nonane

What Is Nonane?

Nonane is an organic compound with the chemical formula C9H20, featuring 35 isomers. Predominantly, the term nonane refers to its linear structure variant. This linear alkane, comprising nine carbon atoms, appears as a colorless, oily liquid at room temperature, emitting a sweet aroma. It is insoluble in water yet dissolves in ethanol.

Nonane is industrially derived from naphtha fractionation and can be synthesized in laboratories by heating nonanoic acid with hydrogen iodide and phosphorus. Its applications span the petroleum and chemical industries, notably in extracting and diluting paints, resins, fats, and waxes, and in formulating gasoline and diesel fuels.

With a flammable nature and a relatively low flash point of 31°C, precautions are necessary to mitigate risks associated with high temperatures and fire. Exposure to nonane may result in irritation upon inhalation, skin contact, and eye exposure, necessitating the use of appropriate protective gear and ventilation.

Uses of Nonane

Nonane finds extensive use in the petroleum and chemical industries, serving as a critical component in biodegradable detergents and as an effective organic solvent. Its solvent properties are exploited in extracting and diluting substances such as paints, resins, fats, and waxes. Nonane is also incorporated in gasoline and diesel fuels and is a constituent of kerosene—a heavy oil obtained through the fractional distillation of crude oil between 150°C and 270°C. Post-catalytic cracking and hydrogenation, kerosene is utilized in various fuel forms, including domestic kerosene and jet fuel.

Properties of Nonane

Nonane, a linear alkane with nine carbon atoms, is a colorless, oily liquid, characterized by a sweet petroleum odor. Its boiling point stands at 150.8°C, with a melting point of -53.6°C, and a specific gravity of 0.718g/cm³, indicating its lighter density relative to water. The compound’s low polarity renders it nearly insoluble in water, though it readily dissolves in nonpolar organic solvents. Nonane exhibits low reactivity towards polar reagents but may combust upon contact with strong oxidizing agents.

Structure of Nonane

Nonane is characterized by a non-polar, linear alkane structure consisting of nine carbon atoms. Its molecular formula, C9H20, underscores a simple, saturated hydrocarbon chain without structural isomers. This configuration imparts chemical stability and minimal reactivity towards strong acids and bases.

Other Information about Nonane

Manufacturing Method of Nonane

Nonane is produced from petroleum through various methods:

1. Oil Refining:
Directly obtained from the petroleum refining process, nonane is separated from crude oil mixtures by distillation, specifically from light oils like petroleum ether and naphtha, using fractional distillation.

2. Catalytic Decomposition:
This method involves breaking down large hydrocarbon molecules into smaller ones during oil refining, using acidic zeolite catalysts for thermal decomposition.

3. Alkylation:
Larger alkane molecules are produced by reacting isobutane with olefins in the presence of an acid catalyst, although this method is less commonly employed and primarily documented at the laboratory scale.

4. Fischer-Tropsch Method:
Nonane, among other alkanes, is synthesized by reacting synthesis gas in the presence of a catalyst, with subsequent fractional distillation employed to isolate nonane.