Tetrathiafulvalene(TTF), CAS 31366-25-3, molekylformel C6H4S4, är en organisk svavelförening som bildas genom att ersätta 2,2'-positionen i fulven med en svavelatom. Det syntetiserades första gången av Wudl 1970. 1972 upptäcktes det att dess kloridsalt hade hög konduktivitet. Året därpå bereddes dess TCNQ-salt, och det visade sig att saltets konduktivitet plötsligt ökade under rumstemperatur och nådde 10 ^ 4 ohm ^ (-1) cm ^ (-1) vid 60K, vilket är tillräckligt för att kallas en "organisk metall". 1979 upptäcktes ytterligare att Bechgaard salt [TMTSF] 2X (X är PF6-, AsF6-) baserat på tetratiofulven var den första molekylära supraledaren som framställdes, vilket väckte stort intresse inom detta område. Över 10 000 vetenskapliga publikationer diskuterar TTF och dess derivat. Även om det verkar vara ett 14 π plant system, saknar det cyklisk konjugering och saknar därför aromaticitet. Det kan oxideras till fria radikalkatjoner och dubbelkatjoner, som båda är termodynamiskt stabila och aromatiska arter.
|
Kemisk formel |
C6H4S4 |
|
Exakt mässa |
204 |
|
Molekylvikt |
204 |
|
m/z |
204 (100.0%), 206 (9.0%), 206 (9.0%), 205 (6.5%), 205 (3.2%), 207 (1.2%), 208 (1.0%) |
|
Elementaranalys |
C, 35.27; H, 1.97; S, 62.76 |
|
|
|
Tetrathiafulvalene(TTF) och dess derivat har speciella redoxegenskaper och utmärkta optiska, elektriska och magnetiska funktioner och har studerats brett inom materialkemi och supramolekylär kemi. Följande är en detaljerad introduktion till de specifika tillämpningarna av TTF:
Tillämpning av materialkemi
1. Elektrodmodifiering och L-B-membranmaterial
TTF och dess derivat kan användas som elektrodmodifieringsmaterial för att modifiera elektrodens yta genom specifika kemiska reaktioner eller fysikalisk adsorption, och därigenom förändra elektrodens elektrokemiska egenskaper. Denna modifierade elektrod har potentiellt tillämpningsvärde inom områden som elektrokemiska sensorer, elektrokatalys och energilagring. Dessutom kan TTF också användas för att framställa L-B-filmmaterial, som har specifika molekylära arrangemang och orienteringar och kan användas för att konstruera ultra-tunna filmmaterial med specifika funktioner.
2. Icke-linjära optiska material
På grund av sin unika elektroniska struktur och optiska egenskaper kan TTF och dess derivat fungera som olinjära optiska material. Denna typ av material kommer att producera olinjära optiska effekter under stark ljusbestrålning, såsom generering av andra övertoner, generering av summafrekvens och generering av skillnadsfrekvens. Dessa effekter har breda tillämpningsmöjligheter inom områden som optisk kommunikation, optisk informationsbehandling och optisk datalagring.
3. Positiva och negativa jonsensorer
TTF och dess derivat har känsliga selektiva svar på specifika katjoner och anjoner, vilket gör dem lämpliga som katjon- och anjonsensorer. Denna typ av sensorer har potentiellt tillämpningsvärde inom områden som miljöövervakning, biomedicin och livsmedelssäkerhet. Genom att designa specifika TTF-derivat kan hög känslighet och selektivitetsdetektion av specifika joner uppnås.
Tillämpning av supramolekylär kemi
1. Organiskt ferromagnetiskt material
En viktig tillämpning av TTF och dess derivat inom supramolekylär kemi är som byggstenar för organiska ferromagneter. Organiska material med ferromagnetiska egenskaper kan framställas genom specifik molekylär design och själv{1}}sammansättningsprocesser. Denna typ av material har potentiellt användningsvärde inom områden som magnetisk lagring och magnetiska sensorer.
2. Koordination bifunktionella föreningar
Genom att binda TTF med specifika ligander kan föreningar med dubbla koordinationsfunktioner framställas. Dessa föreningar har breda tillämpningsmöjligheter inom katalys, molekylär igenkänning, läkemedelsleverans och andra områden. Genom att justera strukturen och egenskaperna hos TTF och ligander kan exakt reglering av föreningsfunktioner uppnås.
Tillämpning av optoelektroniska enheter
1. Organiska ljusemitterande dioder (OLED)
TTF och dess derivat har potentiellt tillämpningsvärde i OLED-fältet. Genom specifika molekylära design- och syntesprocesser kan TTF-derivat med utmärkta luminiscerande egenskaper framställas. Dessa derivat kan användas som material för det ljus-emitterande skiktet eller håltransportskiktet hos OLED, och därigenom förbättra ljuseffektiviteten och stabiliteten hos OLED:er.
2. Organiska solceller
TTF och dess derivat kan också användas för framställning av organiska solceller. Genom specifik molekylär design och syntesprocesser kan TTF-derivat med utmärkta fotoelektriska omvandlingsegenskaper framställas. Dessa derivat kan användas som material för aktivt lager eller laddningstransportlager för solceller, och förbättrar därigenom den fotoelektriska omvandlingseffektiviteten och stabiliteten hos solceller.
Biomedicinska tillämpningar
1. Läkemedelsleverans
En viktig tillämpning av TTF och dess derivat inom det biomedicinska området är som läkemedelsleveransbärare. Genom specifika molekylära design- och syntesprocesser kan TTF-derivat med specifik målinriktning och biokompatibilitet framställas. Dessa derivat kan fungera som läkemedelsbärare för att uppnå exakt leverans och frisättning av läkemedel, och därigenom förbättra deras effektivitet och säkerhet.
2. Biologiska avbildningsmedel
TTF och dess derivat kan också användas som biologiska avbildningsmedel. Genom specifika molekylära design- och syntesprocesser kan TTF-derivat med utmärkta fluorescensegenskaper framställas. Dessa derivat kan tjäna som sönder för biologiska avbildningsmedel, som används inom områden som cellavbildning och vävnadsavbildning. Genom att observera fluorescenssignalförändringarna av TTF-derivat kan real-övervakning och kvantitativ analys av specifika molekyler i organismer uppnås.
Katalytiska applikationer
1. Organisk synteskatalysator
TTF och dess derivat har potentiella katalytiska tillämpningar inom området för organisk syntes. Genom specifika molekylära design- och syntesprocesser kan TTF-derivat med utmärkt katalytisk prestanda framställas. Dessa derivat kan tjäna som katalysatorer för organiska syntesreaktioner, accelerera hastigheten för specifika kemiska reaktioner och förbättra reaktionsselektiviteten. Genom att justera strukturen och egenskaperna hos TTF-derivat kan exakt kontroll av katalytisk prestanda uppnås.
2. Fotokatalytisk väteproduktion och CO2-reduktion
På senare år hartetratiafulvalenhar också gjort betydande framsteg inom områdena fotokatalytisk väteproduktion och CO2-minskning. Genom specifik molekylär design och syntesprocesser kan TTF-derivat med utmärkt fotokatalytisk prestanda framställas. Dessa derivat kan fungera som aktiva komponenter i fotokatalysatorer för att främja fotokatalytisk väteproduktion och CO2-reduktionsreaktioner. Genom att justera strukturen och egenskaperna hos TTF-derivat kan exakt kontroll av fotokatalytisk prestanda uppnås. Till exempel kan bindning av TTF till specifika elektronacceptorenheter generera katalysatorer med utmärkta laddningsöverföringsegenskaper. Denna katalysator uppvisar en snabbare laddningsöverföringshastighet i det synliga ljusområdet, och genom att ytterligare minska bandgapet kan den uppnå synligt ljussvar. Denna fotokatalysator har potentiellt tillämpningsvärde inom områden som artificiell fotosyntes, energiomvandling och lagring.
Andra applikationer
1. Molekylär igenkänning och separation
På grund av dess unika struktur och egenskaper kan TTF och dess derivat också användas för molekylär igenkänning och separation. Genom specifika molekylära design- och syntesprocesser kan TTF-derivat med specifika igenkänningsställen och selektivitet framställas. Dessa derivat kan interagera specifikt med specifika molekyler för att uppnå molekylär igenkänning och separation. Denna metod har breda tillämpningsmöjligheter inom kemisk analys, miljöövervakning, biomedicinska och andra områden.
2. Redox fluorescensbrytare
TTF och dess derivat kan också tjäna som redoxfluorescensbrytare. Dessa föreningar genomgår förändringar i fluorescensegenskaper under redoxreaktioner, vilket möjliggör real-övervakning och kvantitativ analys av specifika redoxprocesser. Denna redoxfluorescensbrytare har potentiellt tillämpningsvärde inom områden som kemisk avkänning och biosensing.
Specifika föreningar och tillämpningsexempel
1. Tetrathiofulvalene calixarenes (TTF calixarenes)
Att introducera TTF-grupper i calixareners molekylära struktur kan ge dem nya egenskaper och tillämpningar. TTF-kalixarener har speciella elektroniska egenskaper och reaktivitet och kan användas som ligander för metallkomplex för att delta i koordinationskemiska reaktioner. Dessutom kan TTF-grupper också påverka de elektroniska transportegenskaperna hos kopp-aromatiska molekyler, vilket gör dem potentiellt användbara i elektroniska enheter. Genom lämplig design kan TTF-calixarener också uppvisa optoelektroniska egenskaper, som kan användas för framställning av optoelektroniska enheter. På grund av sin unika struktur kan TTF-calixarener också genomgå specifika interaktioner med specifika molekyler för molekylär igenkänning och separation. Dessutom kan införandet av TTF-grupper också ge calixarener katalytisk prestanda, vilket gör dem till katalysatorer för organiska syntesreaktioner. TTF-calixarener med biokompatibilitet kan också användas inom biomedicinska områden som läkemedelsleverans, bioavbildningsmedel, etc.
2. 2,3-dimetyltio-6-pyridyl-tetratiafulvalen(DMT-TTF-py)
DMT-TTF py är ett specifikt TTF-derivat med en specifik kemisk struktur och egenskaper. Genom att syntetisera och karakterisera denna förening kan det elektrokemiska svaret av dess interaktion med väteprotoner och dess spektrala svar i specifika lösningsmedel studeras. Dessutom kan metallkomplex designas och syntetiseras med DMT-TTF py som en ligand, och deras redox- och koordinationsegenskaper kan studeras. Denna förening och dess komplex har potentiellt tillämpningsvärde inom områden som elektrokemi, spektroskopi, katalys, etc.
3. Pt@Zn-TPY-TTF CPG
Pt@Zn-TPY-TTF CPG är ett TTF-baserat koordinationspolymergelmaterial. Genom att kombinera TTF med TPY-derivat för att bilda tetragonalt gelningsmedel med låg molekylvikt (TPY-TTF LMWG), och sedan själv-sammansättning med ZnII-joner för att bilda koordinationspolymergel (CPG), kan katalysatorer med utmärkt fotokatalytisk prestanda erhållas. Denna katalysator uppvisar effektiv väteproduktion och CO2-reducerande aktivitet under synligt ljus. Genom in situ infraröd spektroskopi och densitetsfunktionella teoristudier (DFT) kan mekanismen genom vilken CPG-katalysatorer reglerar laddningsöverföringssteg och CO2-reduktion till CO/CH4 belysas. Denna katalysator har potentiellt användningsvärde inom områden som artificiell fotosyntes, energiomvandling och lagring.
Tetrathiafulvalene, som en organisk förening med speciell struktur och egenskaper, har breda tillämpningsmöjligheter inom materialkemi, supramolekylär kemi, optoelektroniska enheter, biomedicin, katalys och andra områden. Genom specifika molekylära design- och syntesprocesser kan TTF-derivat och deras kompositmaterial med utmärkta egenskaper framställas. Tillämpningen av dessa derivat och kompositmaterial inom olika områden kommer kontinuerligt att främja tekniska framsteg och utveckling inom närliggande områden. I framtiden, med den kontinuerliga fördjupningen och expansionen av forskningen om TTF och dess derivat, kommer fler nya tillämpningsområden att upptäckas och utvecklas. Samtidigt är det också nödvändigt att uppmärksamma miljöpåverkan och säkerhetsfrågor av TTF och dess derivat för att säkerställa deras hållbara tillämpning inom olika områden.Tetrathiafulvalene, en gång en laboratoriets kuriosa, har dykt upp som en hörnsten i organisk elektronik och funktionella material. Dess unika redoxegenskaper, strukturella avstämningsförmåga och förmåga att bilda ordnade sammansättningar har möjliggjort genombrott inom konduktivitet, energilagring och avkänning. När forskare fortsätter att låsa upp TTF:s potential genom innovativa syntes- och hybridiseringsstrategier, är denna ödmjuka svavelförening redo att omdefiniera materialvetenskapens gränser under 2000-talet. Från molekylära ledningar till smarta sensorer, TTF:s arv är ett bevis på kraften i tvärvetenskaplig innovation när det gäller att omvandla grundläggande kemi till transformativa teknologier.
Populära Taggar: tetrathiafulvalene cas 31366-25-3, leverantörer, tillverkare, fabrik, grossist, köp, pris, bulk, till salu