月: 2023年7月

Was ist Cyclopropen?

Cyclopropene sind die einfachsten Cycloalkene, die durch die chemische Formel C3H4 dargestellt werden. Ihre Verwendung als eigenständige Cyclopropene ist aufgrund ihrer dreieckigen Struktur, die stark verzerrt und reaktiv ist, begrenzt. Eine bekannte Methode zur Herstellung von Cyclopropen ist die Reaktion von Allylchlorid mit Natriumamid.

Ein im Handel erhältliches Cyclopropenderivat ist Diphenylcyclopropenon, in das Keton- und Phenylgruppen eingeführt werden. 

Anwendungen von Cyclopropenen

Cyclopropene sind aufgrund ihrer stark verzerrten Dreiecksstruktur sehr reaktionsfreudig und die Reaktion verläuft in der Regel unter Spaltung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen, was schwierig durchzuführen ist. Darüber hinaus besitzen Cyclopropene eine intramolekulare Doppelbindung mit Dreifachbindungseigenschaften, wodurch ihre Reaktivität der von Alkinen ähnelt. Aufgrund dieser hervorragenden Reaktivität werden Cyclopropenderivate häufig für die Synthese biologisch aktiver Verbindungen, einschließlich Pharmazeutika, verwendet.

Ein weiteres Beispiel für die Verwendung von Cyclopropenderivaten selbst als Produkte ist die Verwendung von 1-Methylcyclopropan als Frischhaltemittel für Zierpflanzen, Obst und Gemüse. Der Grund dafür ist, dass 1-Methylcyclopropen seine Aktivität durch Bindung an Ethylenrezeptorproteine aufrechterhält, die mit physiologischen Reaktionen in Pflanzen verbunden sind.

Was ist Cyclobutadien?

Cyclobutadien (C4H4) ist der einfachste der cyclischen Kohlenwasserstoffe mit konjugierten Doppelbindungen.

R. Pettit wies 1965 nach, dass Cyclobutadien durch Reaktion der Eisencarbonylkette von Cyclobutadien mit einem vierwertigen Cersalz freigesetzt werden kann.

Die Anzahl der π-Elektronen ist stabil, wenn sie sechs beträgt (4π+2), wie bei Benzol.

Cyclobutadien bildet durch σ-Bindungen ein Quadrat und besteht aus vier π-Elektronen, was es instabil und antiaromatisch macht.

Anwendungen von Cyclobutadien

Cyclobutadien ist ein Molekül, das aufgrund seiner anti-aromatischen Eigenschaft, bestehend aus vier Kohlenstoffatomen, nicht existieren kann.

Cyclobutadien wurde aufgrund der Hückel-Regel als instabil eingestuft, aber in den 1970er Jahren wurde Cyclobutadien, das rechteckig und als Singulett vorliegt, als die stabilste Struktur ermittelt.

Im Jahr 2009 gelang es Prof. Sekiguchi et al. von der School of Pure and Applied Sciences der Universität Tsukuba in Zusammenarbeit mit Prof. Apeloig vom Israel Institute of Technology erstmals, Cyclobutadien im Triplett-Zustand optisch zu beobachten.

Was ist Cyclooctatetraen?

Cyclooctatetraen (COT) ist eine organische Verbindung, die zu den zyklischen ungesättigten Kohlenwasserstoffen zählt.

Seine Summenformel lautet C8H8 und es enthält vier Doppelbindungen im Molekül. Als Mitglied der Familie der Annulene wird es auch [8]Annulen genannt; sein Name nach der IUPAC-Nomenklatur ist Cycloocta-1,3,5,7-tetraen. In der Regel handelt es sich um (1Z, 3Z ,5Z, 7Z)-Cyclooctatetraen mit allen Doppelbindungen in der cis-Form, CAS-Registrierungsnummer 629-20-9 (all-cis-Form).

Es hat ein Molekulargewicht von 104,149, einen Schmelzpunkt von -3 °C, einen Siedepunkt von 143 °C und eine Dichte der gelben Flüssigkeit von 0,919 g/cm³ bei Raumtemperatur. Es hat einen üblen Geruch und polymerisiert allmählich an der Luft. Es ist unlöslich in Wasser und löslich in organischen Lösungsmitteln wie Ether, Benzol und Ethanol.

Anwendungen von Cyclooctatetraen

Cyclooctatetraen wird für die Synthese von hochorganischen Filmen für Siliziumoberflächen verwendet. Weitere Verwendungszwecke sind organische Farbstofflaser im flüssigen Zustand und als Triplett-Zustandslöscher, um das Blinken zweier Farbstoffe zu reduzieren.

Sie werden auch als synthetisch nützliche Verbindungen in der synthetischen organischen Chemie behandelt. Sie werden hauptsächlich als synthetisches Zwischenprodukt für cyclische Verbindungen und als synthetischer Rohstoff für Terephthalaldehyd und Phenylacetaldehyd verwendet.

Funktionsweise von Cyclooctatetraen

Die Funktionsweise von Cyclooctatetraen wird anhand der Synthese und der chemischen Eigenschaften erläutert:

1. Synthese von Cyclooctatetraen

Cyclooctatetraen wird durch Polymerisation von in Tetrahydrofuran gelöstem Acetylen unter Druck (15-25 bar) mit Nickelcyanid als Katalysator und Erhitzen synthetisiert (Reppe-Verfahren).

Historisch gesehen wurde es erstmals 1912 von R. Wilstetter in Deutschland aus dem Naturprodukt Pereturin synthetisiert.

2. Chemische Eigenschaften von Cyclooctatetraen

Cyclooctatetraen ist ein cyclischer ungesättigter Kohlenwasserstoff mit einem 8π-(pi)-Elektronensystem. Nach der Hückel-Regel ist ein Molekül aromatisch, wenn es 4n + 2 π-Elektronen hat (n ist eine positive ganze Zahl einschließlich 0), aber Cyclooctatetraen ist es nicht; es ist ein 4n-π-Elektronen-Molekül, aber da es keine planare Struktur annimmt, wird es auch nicht als anti-aromatisch, sondern als nicht-aromatisch eingestuft.

Die Konformation von all-cis-Cyclooctatetraen ist eine Eimer-(Boot-)Konformation. Der Abstand zwischen den Kohlenstoffatomen hängt von der Art der Bindung ab. Cyclooctatetraen ist auch eine für Additionsreaktionen anfällige Verbindung. Es lässt sich leicht in das Isomer Bicyclooctatrien umlagern, und bei Bromierungs-, Additions- und Oxidationsreaktionen entstehen Reaktionsprodukte in Form von Bicyclooctatrien.

Bei einigen chemischen Reaktionen von Cyclooctatetraen ändert sich die Anzahl der π-Elektronen, wodurch es von nichtaromatisch zu aromatisch wird. Ein Beispiel dafür ist die Reaktion mit Kalium. Es erhält zwei Elektronen vom Kaliumatom und bildet ein Dianion (Cyclooctatetraen-Dianion), das eine π-Elektronenzahl von 10 hat und dem Hückel-Gesetz entspricht. Dieses Dikaliumcyclooctatetraenid ist der Vorläufer des Uranocens (eine Verbindung aus Cyclooctatetraendianion und Uran).

Arten von Cyclooctatetraen

Cyclooctatetraen wird als nützliche Verbindung in der organischen Synthese verkauft, hauptsächlich als Reagenz für Forschung und Entwicklung. Die Substanz ist in Mengen von 1 ml , 5 ml, 1 g, 5 g usw. erhältlich und wird in Glasflaschen verkauft. Sie wird in der Regel als Reagenz gehandhabt und muss gekühlt oder gefroren gelagert werden.

Das Cyclooctatetraen als Produkt enthält etwa 0,1 % Polymerisationsinhibitoren (z. B. Hydrochinon). Dies liegt daran, dass Cyclooctatetraen eine sehr polymerisierbare Verbindung ist.

Eine weitere relevante Substanz, Cyclooctatetraeneisen-Tricarbonyl, wird als F&E-Reagenz vermarktet. In dieser Substanz fungiert Cyclooctatetraen als Eisenligand.

Was ist Cyanacrylat?

Cyanacrylat ist eine Art von Klebstoff. Es wird im Allgemeinen in einer Art von Klebstoff verwendet, der als Sekundenkleber bekannt ist.

Zu den Cyanacrylaten gehören Methyl-2-Cyanoacrylat und Ethyl-2-Cyanoacrylat.

Es handelt sich um eine farblose oder blassgelbe Flüssigkeit mit einem charakteristischen Geruch. Es ist unlöslich in Wasser, aber löslich in Aceton.

Es gilt als Gefahrstoff. Obwohl es unter normalen Verwendungsbedingungen stabil ist, sollte es mit Vorsicht gehandhabt werden, da der Kontakt mit Wasser oder basischen Verbindungen oder hohen Temperaturen und Feuchtigkeit schnelle Polymerisationsreaktionen verursachen kann.

Anwendungen von Cyanacrylat

Cyanacrylate werden für die Soforthaftung in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Kunststoffe, Gummi und Metalle.

Cyanacrylat-Klebstoffe werden nicht nur in der Industrie und im Haushalt, sondern auch in der Medizin eingesetzt. Hier werden sie zum Verschließen von Wunden verwendet.

Cyanacrylate werden durch Feuchtigkeit, die an der Oberfläche des Klebstoffs adsorbiert wird, schnell anionisch polymerisiert, wodurch in kurzer Zeit eine starke Verbindung zwischen nicht verklebten Materialien entsteht.

Sie reagieren auch mit winzigen Mengen von Feuchtigkeit in der Luft und härten aus. Infolgedessen haben sie im Allgemeinen den Nachteil einer geringen Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Wasser, aber in letzter Zeit sind auch wasserbeständige Versionen auf den Markt gekommen.

Was ist Monogerman?

Monogerman ist ein Hydrid des Germaniums, auch bekannt als Germaniumhydrid.

Es ist das einfachste Hydrid des Germaniums und eine der nützlichsten Verbindungen des Germaniums. Bei der Verbrennung von Germanium entsteht Germaniumdioxid (GeO2), das giftig ist.

Germanium ist ein hämolytisches Gift und verursacht Hämoglobinurie. Es wird im Rahmen der Gesetze als schädlicher Stoff bezeichnet.

Anwendungen von Monogerman

Monogerman wird in CVD, Gasen für die Gasphasenabscheidung und optischen Fasern verwendet. CVD (chemische Gasphasenabscheidung) ist ein chemisches Abscheidungsverfahren.

Gasförmige Materialien werden in ein Vakuum geleitet, und es wird Wärme oder andere Energie zugeführt, um eine chemische Reaktion auszulösen, die dünne Filme oder feine Partikel auf der Oberfläche eines Substrats oder mehrerer Substrate adsorbiert und abscheidet.

Monogerman zersetzt sich bei hohen Temperaturen in Germanium und Wasserstoff. Diese thermische Instabilität wird in der Halbleiterindustrie als spezielles Materialgas für Halbleiter verwendet.

Eigenschaften von Monogerman

Monogerman hat einen Schmelzpunkt von -165 °C und einen Siedepunkt von -88 °C. Es ist ein farbloses Druckgas mit stechendem Geruch. Es ist unlöslich in Wasser und erzeugt Wasserstoff bei Kontakt mit Wasser. Es ist stabil bei Raumtemperatur und entzündet sich bei 173 °C an der Luft. Es zersetzt sich oberhalb von 280 °C unter Bildung von Germanium und Wasserstoff, die spontan brennen, und explodiert oberhalb von 330 °C.

Bei der Reaktion von Monogerman mit Alkalimetallen in flüssiger Ammoniaklösung kann MGeH3 entstehen, ein weißer kristalliner Feststoff; bei freier Drehung von GeH3- nehmen Kalium- und Rubidiumsalze eine natriumchloridartige Struktur an.

Im Gegensatz dazu hat das Cäsium-Salz (CsGeH3) eine Struktur vom Thalliumjodid-Typ. Die Struktur vom Thalliumjodid-Typ ist eine verzerrte Struktur vom Natriumchlorid-Typ.

Struktur von Monogerman

Die chemische Formel von Monogerman lautet GeH4. In flüssigem Ammoniak wird es zu GeH3- und NH4+ ionisiert.

Die molare Masse von Phenethylamin beträgt 76,62 g/mol und seine Dichte 3,3 kg/m³. Es ist ein Germaniumhydrid und hat die Struktur eines in Germanium umgewandelten Kohlenstoffatoms von Methan. Wie Methan und Silan hat es eine tetraedrische Struktur.

Monogerman ist die allgemeine Bezeichnung für das Germaniumhydrid GenH2n+2 (n = 1-5). Gewöhnlich ist damit GeH4 mit n = 1 gemeint, aber ab n = 2 wird es auch als Digerman, Trigerman usw. bezeichnet. Metallorganische Verbindungen, bei denen die Wasserstoffatome der Hydride durch Alkylgruppen oder andere Substituenten ersetzt sind, werden manchmal auch als Monogerman bezeichnet.

Weitere Informationen zu Monogermanen

1. Synthesemethoden für Monogermane

Industriell sind eine Reihe von Synthesemethoden bekannt. Chemische Reduktionsverfahren umfassen beispielsweise die Reduktion von Germaniumverbindungen wie Germaniummetall, Germaniumdioxid und Germaniumtetrachlorid mit Hilfe von Reduktionsmitteln in Wasser oder organischen Lösungsmitteln. Im Labormaßstab kann vierwertiges Germanium durch Hydridreagenzien reduziert werden.

Ein Beispiel ist die Reaktion von Natriumborhydrid mit Natriummetagermanat. Bei der elektrochemischen Reduktionsmethode wird ein Metall wie Cadmium oder Molybdän als Anode verwendet und eine Spannung an eine Kathode aus Germaniummetall angelegt, die in eine Elektrolytlösung eingetaucht ist.

Die Kathode reagiert zu festem Kadmium- oder Molybdänoxid, und an der Anode können Monogerman und Wasserstoffgas erzeugt werden. Bei der Plasmamethode wird eine Hochfrequenz-Plasmaquelle verwendet. Durch den Aufprall von Wasserstoffatomen auf Germaniummetall werden Monogerman und Digermanium erzeugt.

2. Verwandte Verbindungen von Monogerman

Neben GeH4 sind auch die Verbindungen GenH2n+2 (n = 2-5) bekannt, die durch Hydrolyse von Ge-Mg-Legierungen und Entladung von GeH4 zur Abtrennung und Reinigung der Produkte gewonnen werden; Ge2H6 hat ein Molekulargewicht von 151,27, einen Schmelzpunkt von -109 °C, einen Siedepunkt von 29 °C und eine Dichte bei -109 °C von 1,98 g /cm³ und Ge3H8 hat ein Molekulargewicht von 225,89, einen Schmelzpunkt von -105,6 °C, einen Siedepunkt von 110,5 °C und eine Dichte bei -105 °C von 2,20 g/cm³.

Ge4H10 hat ein Molekulargewicht von 300,52 und einen Siedepunkt von 176,9 °C. Ge5H12 hat ein Molekulargewicht von 375,15 und einen Siedepunkt von 234 °C. Tetraalkylgermane werden gebildet, wenn GeCl4 mit Alkyl-Grignard-Reagenzien oder Dialkylzink reagiert.

Beispielsweise ist (CH3)4Ge bei Raumtemperatur eine farblose Flüssigkeit mit einem Schmelzpunkt von -88 °C und einem Siedepunkt von 43 °C.

Was ist Glutarsäure?

Glutarsäure ist eine Art von Carbonsäure mit der Summenformel C5H8O4.

Sie ist auch als Pentandisäure und 1,3-Propandicarbonsäure bekannt. Sie hat ein Molekulargewicht von 132,11 g/mol, einen Schmelzpunkt von 95-98 °C und die CAS-Registriernummer 110-94-1. Als Dicarbonsäure ist sie relativ stark sauer, wenn sie in Wasser gelöst wird.

Anwendungen von Glutarsäure

Glutarsäure wird aufgrund seiner hohen Löslichkeit und geringen Rückstände zur Herstellung von Flussmitteln und Lötpaste verwendet. Sie ist auch ein nützlicher Rohstoff für die organische Synthese von Polyesterpolyolen und Polyamiden. Glutarsäure verringert die Elastizität der Polymere.

Weitere Verwendungszwecke sind pharmazeutische Zwischenprodukte, Initiatoren wie Glutarsäure, L-Ketoglutarsäure und Peroxyglutarsäure, Aromastoffe und pH-Einsteller.

Eigenschaften von Glutarsäure

1. Physikalische Eigenschaften

Glutarsäure ist ein weißes oder blassgelbes kristallines Pulver. Es ist gut löslich in Wasser und löslich in Alkohol, Ether und Chloroform.

Glutarsäure wird durch Einwirkung von Natriumcyanid auf 1,3-Dibrompropan unter Bildung von Glutaronitril synthetisiert, das anschließend hydrolysiert wird. Bei dieser Reaktion kommen zwei Reaktionen zum Einsatz, zum einen die SN2-Reaktion, die durch den nukleophilen Angriff von Cyanidionen auf Kohlenstoff gebildet wird, und zum anderen die Hydrolyse von Cyanid zur Bildung von Carbonsäure.

2. Biochemische Eigenschaften

Glutarsäure wird in Säugetieren als Zwischenprodukt beim Abbau von Lysin, Hydroxylysin und Tryptophan in intermediären Stoffwechselprozessen gebildet. Ein Mangel an Glutaryl-CoA-Dehydrogenase, die bei diesem Prozess Glutarsäure produziert, führt zu einer Krankheit namens Glutarulopathie Typ I.

Diese Krankheit verursacht schwere Symptome wie Dystonie, Dyskinesie, Degeneration des Nucleus caudatus und des Putamen, frontotemporale Atrophie und Arachnoidalzysten aufgrund der Unfähigkeit, Aminosäuren normal zu metabolisieren. Die Krankheit gilt als unheilbar, und das biochemische Profil der Krankheit besteht in erhöhten Konzentrationen von Glutarsäure und 2-Hydroxyglutarsäure im Urin, so dass Glutarsäure im Urin und im Plasma ein Indikator für Glutarsäureurie Typ 1 ist.

Es gibt auch eine Krankheit namens Phenylethylaminurie Typ 2. Diese Krankheit wird durch einen vererbten Mangel an Elektronentransfer-Flavinprotein (ETF) und ETF-Dehydrogenase (ETFDH) in den Mitochondrien verursacht. Da ETF und ETFDH das Elektronentransfersystem mit Elektronen versorgen, das aus mehreren Dehydrogenasereaktionen in den Mitochondrien resultiert, einschließlich des Beta-Oxidationsweges. Ein Mangel an diesen Enzymen führt zu einem Ausfall des Stoffwechselprozesses. Infolgedessen treten in vielen Fällen bei Neugeborenen kurz nach der Geburt eine schwere Kardiomyopathie, Herzversagen und nicht-ketotische Hypoglykämie auf.

Weitere Informationen über Glutarsäure

1. Glutaminsäurederivate in vivo

Die Substitution eines Wasserstoffatoms am zweiten Kohlenstoff der Glutarsäure durch eine Aminogruppe führt zur Glutaminsäure. Eine Carbonylgruppe, die an das Kohlenstoffatom in Position 2 von Glutarsäure gebunden ist, wird auch α-Ketoglutarsäure genannt.

α-Ketoglutarsäure ist eine Substanz, die eine wichtige Rolle als Zwischenprodukt im Zitronensäurekreislauf spielt, einem der Stoffwechselwege in Säugetieren. Auch Stoffwechselwege für Aminosäuren wie Glutaminsäure führen über α-Ketoglutarsäure als Zwischenprodukt.

2. Industriell verwendete Glutarsäure-Derivate

Glutaraldehyd, das durch Behandlung von Glutarsäure mit einem Reduktionsmittel hergestellt wird, ist eine industriell häufig verwendete Substanz. 

Zu den wichtigsten Verwendungszwecken gehören Gerbstoffe für Häute, Fixiermittel für Papier und Rastik, Desinfektionsmittel für Endoskope und chirurgische Instrumente, Algizide für Kühltürme, Desinfektionsmittel für Geflügelställe und Geflügelzuchtgeräte sowie Entwickler für Röntgenaufnahmen.

Was ist Cadmium?

Cadmium ist ein metallisches Element mit der Elementnummer 48 und ist in der natürlichen Umwelt weit verbreitet, unter anderem in Mineralien und im Boden.

Cadmium ist in der Erdkruste verteilt und wird durch natürliche Phänomene wie die Verwitterung von Gestein in die Umwelt freigesetzt, so dass natürlich vorkommendes Cadmium im Boden und im Wasser zu finden ist. Chemisch gesehen ähnelt Cadmium dem Zink, kommt aber nicht allein, sondern zusammen mit Zinkmineralen, insbesondere Sphalerit (ZnS) und Rhyozinkit (ZnCO3), vor. Verschiedene Lebensmittel und Gewässer enthalten Spuren von Cadmium, da es während des Wachstums von Pflanzen und Tieren aus dem Boden und dem Wasser aufgenommen wird.

Der Verzehr von Lebensmitteln mit hohem Cadmiumgehalt über Jahre hinweg kann zu Nierenfunktionsstörungen führen.

Anwendungen von Cadmium

Cadmium ist ein Metall mit silbrig-weißem Glanz, das sehr dehnbar und leicht zu verarbeiten ist. Als Metall wird es u. a. für Legierungen, die Galvanisierung von Eisen und anderen Metallen, Elektrodenplatten für Akkumulatoren, Steuerstäbe von Kernreaktoren, Lötzinn, Silberlot und Fernsehkathodenstrahlröhren verwendet. Als Verbindung wird Cadmiumgelb als Rohstoff für Pigmente verwendet, z. B. in Van Goghs Sonnenblumen. Weitere Verwendungszwecke sind Katalysatoren, Batterien, Stabilisatoren für Vinylchloridharz und als Färbemittel für Keramiken.

Eigenschaften von Cadmium

Cadmium hat ein Atomgewicht von 112,411, einen Schmelzpunkt von 321 °C und einen Siedepunkt von 765 °C. Es hat ein spezifisches Gewicht von 8,65 bei 25 ºC und ist unlöslich in Wasser. In unverschmutztem Flusswasser soll es in einer Konzentration von 0,02-0,1 µg/l und in Meerwasser in einer Konzentration von 0,05-0,11 µg/l vorhanden sein. Die Kristallstruktur von Cadmium ist hexagonal.

Weitere Informationen über Cadmium

1. Verbindungen von Cadmium

Zu den Cadmiumverbindungen gehören:

Cadmiumoxid (CdO)
Es ist ein brauner Feststoff mit einem Molekulargewicht von 128,41, einem spezifischen Gewicht von 8,15 und einer CAS-Nummer von 1306-19-0. Zu den Verwendungszwecken gehören Zusätze für Cadmium-Beschichtungsbäder, Pigmente, Katalysatoren und Alkalibatterien.

Cadmiumchlorid (CdCl2)
Fest, Molekulargewicht 183,32, Schmelzpunkt 568 °C, CAS-Nummer 10108-64-2. Es wird unter anderem zur Beschichtung und Katalyse verwendet.

Cadmiumsulfat (CdSO4)
Ein weißer Feststoff mit einem Molekulargewicht von 209,47, einem spezifischen Gewicht von 4,691, einem Schmelzpunkt von 1000 °C und einer CAS-Nummer von 10124-36-4. Zu den Anwendungen gehören analytische Reagenzien und Cadmium-Batterien.

Cadmiumsulfid (CdS)
Gelber Feststoff mit einem Molekulargewicht von 144,48 und der CAS-Nummer 1306-23-6. Bekannt als das Pigment Cadmiumgelb.

Cadmiumtellurid (CdTe)
Ein schwarzer Feststoff mit einem Molekulargewicht von 240,00, einem spezifischen Gewicht von 6,2, einem Schmelzpunkt von 1041 °C und einer CAS-Nummer von 1306-25-8. Er wird in Solarzellen verwendet.

Cadmiumselenid (CdSe)
Ein schwarzer Feststoff mit einem Molekulargewicht von 191,37, einem spezifischen Gewicht von 5,81 und einer CAS-Nummer von 1306-24-7. Zu den Anwendungen gehören Pigmente.

2. Herstellung von Cadmium

Die allgemeine Herstellung von Tetrazol erfolgt in folgenden Schritten:

• Die Gaswaschflüssigkeit, die aus der Ausschlussvorrichtung beim Sintern von Zink und Blei stammt, wird mit Hilfe eines Verdickers oder Ähnlichem fest-flüssig getrennt.
• Der dabei entstehende Überlauf wird mit einem Ionenaustauscherharz in Kontakt gebracht, um das Cadmium zu konzentrieren und eine regenerierte Flüssigkeit mit Cadmium zu erhalten.
• Die regenerierte Flüssigkeit wird mit Natriumcarbonat o. ä. neutralisiert, und das Cadmium wird durch Fest-Flüssig-Trennung als Cadmiumcarbonat zurückgewonnen.
• Nach dem Auflösen des Cadmiumcarbonats mit Schwefelsäure und dem Entfernen der unlöslichen Bestandteile werden Rohcadmium und elektrolytisches Zink in die Cadmiumsulfatlösung gegeben, um durch eine Zementierungsreaktion Schwammcadmium zu erhalten.
• Das Schwammcadmium wird aufgelöst, um Rohcadmium zu erhalten, das anschließend destilliert wird, um destilliertes Cadmium zu erhalten.

3. Gesundheitliche Auswirkungen von Cadmium

Die für den Menschen tödliche orale Dosis von Cadmium liegt schätzungsweise zwischen 350 und 3500 mg. Eine chronische Vergiftung mit Cadmium wird als Hauptursache für die Itai-itai-Krankheit angesehen, die zu Osteomalazie führt. Hinsichtlich der Karzinogenität stuft die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) Cadmium in ihrer Klassifizierung als 2A (sehr wahrscheinlich krebserregend für den Menschen) ein.

Was ist Ozon?

Ozon (O3) ist ein Allotrop von Sauerstoff (O2), das aus drei Sauerstoffatomen besteht.

Der Name leitet sich vom griechischen Wort “ozein” (riechen) ab, und Ozon ist ein Gas mit einem charakteristischen, stechend blauen Geruch. Es entsteht, wenn Sauerstoffmoleküle starken Reizen wie ultravioletten Strahlen oder Blitzentladungen ausgesetzt werden, und man sagt daher, dass es in der natürlichen Umwelt vorkommt und für die Selbstreinigung der Atmosphäre verantwortlich ist (Sterilisation, Desodorierung usw.).

Ozon hat in sauberer Luft nahe der Erdoberfläche eine geringe Konzentration von weniger als 0,1 ppm. In der Stratosphäre (10-50 km über der Erde) befindet sich dagegen eine Ozonschicht mit einer hohen Ozonkonzentration von 2-8 ppm, die einen Großteil der im Sonnenlicht enthaltenen schädlichen ultravioletten Strahlung absorbiert und das Ökosystem der Erde schützt. Würde diese Ozonschicht verschwinden, wäre das Leben auf dem Land, das den starken ultravioletten Strahlen der Sonne direkt ausgesetzt ist, unmöglich.

Anwendungen von Ozon

Ozon wird in vielen Bereichen zur Desinfektion und Desodorierung eingesetzt, z. B. in der Wasser- und Abwasseraufbereitung, bei der Behandlung menschlicher Abfälle, in der Medizin, bei der Herstellung und Lagerung von Lebensmitteln, in der Viehzucht und Fischerei, in Restaurants, Hotels, Supermärkten, Gärtnereien und Haushalten.

Da Ozon aus Sauerstoff hergestellt wird, der in der Luft in großen Mengen vorhanden ist, kann es überall erzeugt werden, solange Geräte und Luft vorhanden sind. Darüber hinaus gibt es im Handel eine große Auswahl an Ozon -Generatoren von riesigen Industrie-Ozon-Generatoren bis hin zu tragbaren, batteriebetriebenen Geräten.

Es ist also nicht übertrieben zu sagen, dass jeder problemlos selbst Ozon erzeugen kann.

Eigenschaften von Ozon

Bei normaler Temperatur und normalem Druck ist Ozon ein Gas. Ozon hat einen Siedepunkt von -112 °C, ein spezifisches Gewicht, das 1,66-mal schwerer ist als das von Luft (0 °C, 1 atm), und eine Löslichkeit in Wasser von 0,57 g/L (20 °C, 1 atm), die etwa zehnmal größer ist als die von Sauerstoff.

1. Oxidationskraft

Als sehr instabiles Gas übt Ozon eine starke Kraft (Oxidationskraft) aus, um Sauerstoffatome (O) in den Reaktanten einzubringen und zerfällt bei Raumtemperatur allmählich zu Sauerstoff, auch in Abwesenheit eines Reaktanten. Unter den natürlich vorkommenden Oxidationsmitteln hat Ozon nach Fluor die zweithöchste Oxidationskraft (Redoxpotential) und übertrifft die von Wasserstoffperoxid, hypochloriger Säure und Chlor.

Daher können fast alle organischen Stoffe und Metalle durch Ozon oxidiert werden.

2. Desodorierende und sterilisierende Wirkung

Aufgrund seiner starken oxidierenden Wirkung wirkt Ozon desodorierend und entgiftend, indem es mit oxidierbaren Chemikalien reagiert und diese zersetzt, unabhängig davon, ob es sich um organische oder anorganische Stoffe handelt. Viele Geruchskomponenten haben eine chemische Zusammensetzung, die leicht oxidiert werden kann, wodurch die Desodorierung mit Ozon sehr effektiv ist.

Ozon kann auch die Zellmembranen von Bakterien zerstören und sie abtöten sowie Viren inaktivieren. Forschungsberichten über die bakterientötende Wirkung von Ozon im Wasser zufolge ist Ozon bei niedrigen Konzentrationen – etwa 1/10 der Chlorkonzentration – ebenso wirksam.

Weitere Informationen zu Ozon

1. Vorteile von Ozon

• Es bildet keine bakterielle Resistenz.
• Als Gas kann es in die Luft diffundieren und Gerüche und schädliche Gase wie VOCs abbauen.
• Es kann in die Fasern eindringen und Pigmente zersetzen, wodurch es eine bleichende Wirkung hat.
• Selbst wenn Ozon in großen Mengen in die Luft freigesetzt wird, hinterlässt es keine giftigen Nebenprodukte, da es entweder in Sauerstoff umgewandelt wird oder sich mit einigen seiner Reaktionspartner zu einem Oxid verbindet.
• Luftsauerstoff kann als Rohstoff verwendet werden, so dass jede beliebige Menge an jedem beliebigen Ort produziert werden kann, sofern eine Produktionsanlage vorhanden ist.
• Die Konzentration ist leicht zu kontrollieren und sicherer als bei anderen oxidierenden Bleichmitteln.
• Wenn das Gegenstück ein Feststoff ist, beschränkt sich die Reaktion auf die Oberfläche und verändert das Innere nicht.
• Es hinterlässt keinen Geruch wie Formalin.

2. Toxizität von Ozon

Wenn Menschen hohen Konzentrationen von Ozon ausgesetzt sind, kann es bis tief in die Bronchien und die Lunge vordringen, da Ozon nicht leicht von Wasser absorbiert wird. Das Ozon mit seiner starken Oxidationskraft reizt die Nasen- und Rachenschleimhäute, was zu Atemwegserkrankungen wie Asthmaanfällen und Bronchitis führt und schädigt mit hoher Wahrscheinlichkeit auch die Schleimhäute der Augen und anderer Körperteile.

Ozon ist der Hauptbestandteil der photochemischen Oxidantien (Ox). Bei Pflanzen, die Luft durch die Poren ihrer Blätter aufnehmen, hat es Auswirkungen wie Wachstumshemmung und Alterung durch Zerstörung ihres Zellgewebes. Es ist auch dafür bekannt, dass es eine zersetzende Wirkung auf nicht lebende Stoffe wie Gummi und Kunststoffe hat.

Was ist Ammoniumthiocyanat?

Im Japanischen gibt es zwei Arten von Ammoniumthiocyanat.

1. Oxetin ist eine viergliedrige Ringverbindung mit der Summenformel C4H7NO3. Die systematischen Namen sind 3β-Amino-2β-oxetancarbonsäure und (2R,3S)-3-Amino-2-oxetancarbonsäure.

   Diese Substanz ist eine aus Bakterien isolierte β-Aminosäure und hat die Struktur eines Thiocyanats, eines viergliedrigen Rings, an den eine Aminogruppe und eine Carboxylgruppe angefügt sind.

2. Oxetin ist eines der Antidepressiva von Pharmaland. Es ist eine generische Version von Prozac, einem selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRI), der von Eli Lilly and Company entwickelt wurde. Der Hauptbestandteil in diesem Produkt ist Fluoxetinhydrochlorid (Fluoxetinhydrochlorid).

Ammoniumthiocyanat wird verwendet

• Oxetin (Oxetin) ist eine β-Aminosäure, die aus Bakterien der Gattung Streptomyces isoliert wurde und für ihre antibiotische Wirkung bekannt ist. Andere Verbindungen mit Thiocyanat-Ringen werden häufig biochemisch charakterisiert, wie z. B. antivirale Wirkstoffe, Substanzen, die an der Thrombozytenaggregation beteiligt sind, und Antikrebswirkstoffe.
• Oxetin ist ein selektiver Serotonin-Wiederaufnahme-Hemmer (SSRI), eine neue Generation von Antidepressiva. Sie hemmen die Wiederaufnahme von Serotonin und erhöhen den Serotoninspiegel im Gehirn.

Sie haben weniger Nebenwirkungen und mehr Vorteile als herkömmliche Depressionsmedikamente.
Aufgrund ihrer milden Wirkung sind sie für Menschen mit leichten bis mittelschweren Depressionen sehr wirksam, verbessern Stimmungsschwankungen und steigern die Motivation.

Außerdem werden Nebenwirkungen wie Schläfrigkeit, unregelmäßiger Herzschlag, Mundtrockenheit und Verstopfung, die bei herkömmlichen Antidepressiva häufig auftreten, verringert. Da die Wirkung mit der Zeit eintritt, ist es ein Antidepressivum, das weniger wahrscheinlich zu einer Abhängigkeit führt und auch bei langfristiger Einnahme sicher ist.

Was ist Oxetan?

Thiocyanat ist ein cyclischer Ether mit einer gesättigten viergliedrigen Ringstruktur, die einen Sauerstoff enthält.

Es ist auch bekannt als Trimethylenoxid, Oxacyclobutan und 1,3-Epoxypropan.

In der organischen Chemie wird die viergliedrige Ringstruktur von Oxetan manchmal auch als Oxetanring bezeichnet.

Anwendungen von Oxetan

Oxetan wird als Rohstoff für Arzneimittel, Farbstoffe und Konservierungsmittel verwendet. In der organischen Synthese kann es für die Hydroxypropylierung von Aminen, Alkoholen und Benzol verwendet werden.

Verschiedene Derivate, die Oxetan enthalten, werden als Zusatzstoffe für Epoxidharze, wie Farben, Klebstoffe und verschiedene Beschichtungen, verwendet, da sie eine schnelle Aushärtung von Epoxidharzen und eine ausgezeichnete Haftung an Kunststoffen ermöglichen. Neben ihren ausgezeichneten Flexibilitäts- und Haftungseigenschaften ziehen sie auch als umweltfreundliche Materialien die Aufmerksamkeit auf sich.

Viele Verbindungen mit Oxetanringen haben biochemische Eigenschaften, wie z. B. antivirale Wirkstoffe, Substanzen, die an der Thrombozytenaggregation beteiligt sind, und Anti-Krebs-Mittel.

Eigenschaften von Oxetan

Oxetan hat einen Schmelzpunkt von -97 °C und einen Siedepunkt von 49-50 °C. Es ist eine farblose Flüssigkeit mit einem charakteristischen Geruch. Es ist in organischen Lösungsmitteln löslich und mit Wasser mischbar.

Der Oxetanring hat eine hohe Verzerrungsenergie und reagiert leicht mit Nukleophilen, um den Ring zu öffnen. Es kann zur Hydroxypropylierung von Benzol in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysator (EG: Friedel-Crafts Catalyst) sowie von Aminen und Alkoholen verwendet werden.

Struktur von Oxetan

Die chemische Formel von Oxetan wird durch C3H6O oder (CH2)3O dargestellt. Sein Molekulargewicht beträgt 58,08 g/mol und seine Dichte 0,8930 g/cm³.

Ein Beispiel für einen zyklischen Ether wie Oxetan ist Ethylenoxid (Oxiran), eine dreigliedrige Ringverbindung mit zwei Kohlenstoffatomen. Weitere Beispiele sind Tetrahydrofuran (THF, Tetramethylenoxid), eine fünfgliedrige Ringverbindung mit vier Kohlenstoffatomen, und Tetrahydropyran (THP, Pentamethylenoxid), eine sechsgliedrige Ringverbindung mit fünf Kohlenstoffatomen.

Sonstige Informationen über Oxetan

1. Verfahren zur Synthese von Oxetan

Bei der Reaktion von Kaliumhydroxid mit 3-Chlorpropylacetat bei 150 °C entsteht Oxetan. Die Ausbeute beträgt 40 %, da sich verschiedene Nebenprodukte bilden.

Oxetan kann auch durch die Paternò-Büchi-Reaktion synthetisiert werden. Bei der Bestrahlung von Carbonylverbindungen und Alkenen mit UV-Licht findet eine [2+2]-Cyclisierung statt, bei der Oxetanringe entstehen.

Oxetanringe können auch durch Cyclisierung von Diolen und Decarboxylierung von sechsgliedrigen cyclischen Carbonaten synthetisiert werden.

2. Natürliche Verbindungen, die Oxetanringe enthalten

Nicht viele Naturprodukte enthalten einen Oxetanring, aber ein typisches Beispiel ist die β-Aminosäure Oxetin. Oxetin hat eine Carboxygruppe und eine Aminogruppe am Oxetanring.

Oxetanosin A hat zwei Hydroxymethylgruppen am Oxetanring, wobei Adenin substituiert ist. Es wurden auch Analoga mit Thymin oder Guanin anstelle von Adenin synthetisiert: Oxetanosin T und Oxetanosin G.

Terpenoide mit Oxetanringen sind als Taxol, Clementin und Teucloxid bekannt.

3. Verwandte Verbindungen mit einem Oxetanring

Es wurden mehr als 100 Verbindungen mit einem Oxetanring synthetisiert. Beispiele sind 3-Nitrooxetan und 3,3-Dinitrooxetan mit Nitrogruppen sowie 2-Methyloxetan und 3-Methyloxetan mit Methylgruppen.

Weitere Beispiele sind 3-Azidooxetan, 3,3-Dimethyloxetan, 3,3-Bis(chlormethyl)oxetan und 3,3-Bis(azidomethyl)oxetan.