钛酸丁酯

化合物

钛酸丁酯(英语:Titanium butoxide)是一种金属有机化合物,化学式为Ti(C4H9)4。它是一种无色无味的液体,被氧化的样品呈淡黄色并带有淡淡的类似酒精的气味。 它可溶于许多有机溶剂。[1][3]它水解生成二氧化钛,可以沉积各种形状和尺寸的TiO2涂层,甚至可达纳米级。[4][5]

钛酸丁酯
IUPAC名
titanium(4+) butan-1-olate
别名 钛酸四丁酯
丁醇钛
识别
CAS号 5593-70-4
PubChem 21801
ChemSpider 13836735
SMILES
 
  • CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].[Ti+4]
InChI
 
  • 1S/4C4H9O.Ti/c4*1-2-3-4-5;/h4*2-4H2,1H3;/q4*-1;+4
InChIKey YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N
UN编号 2920
EINECS 227-006-8
性质
化学式 C16H36O4Ti
摩尔质量 340.32164 g·mol⁻¹
气味 弱酒精味[1]
密度 0.998 g/cm3[1]
熔点 -55 °C[1]
沸点 312 °C[1]
溶解性 分解[1]
溶解性 大多数有机溶剂,除外[1]
折光度n
D
1.486[1]
热力学
ΔfHm298K -1670 kJ/mol[2]
热容 711 J/(mol·K)[2]
危险性
致死量或浓度:
LD50中位剂量
3122 mg/kg(大鼠,口服)
180 mg/kg(小鼠,静脉注射)[1]
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

结构与合成

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典型钛酸酯的结构,如钛酸乙酯(为清楚起见,去除了有机取代基)

与大多数钛酸酯(钛酸异丙酯除外)一样,Ti(OBu)4不是单体,而是作为簇存在。但其通常仍被认为是单体。

它是使用丁醇处理四氯化钛制备的:

TiCl4 + 4 HOBu → Ti(OBu)4 + 4 HCl

反应需要使用碱才能完成。

反应

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与其他钛酸酯一样,钛酸丁酯可以交换醇基团:

Ti(OBu)4 + HOR → Ti(OBu)3(OR) + HOBu
Ti(OBu)3(OR) + HOR → Ti(OBu)2(OR)2 + HOBu

因此,钛酸丁酯不溶于乙醇溶剂。

类似于醇交换,钛酸丁酯很容易水解。反应非常复杂,但可以用此方程概括:

Ti(OBu)4 + 2H2O → TiO2 + 4HOBu

热分解将产生二氧化钛

Ti(OBu)4 → TiO2 + 2Bu2O

参考资料

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Butyl titanate. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. ^ 2.0 2.1 Tetrabutyl titanate. nist.gov
  3. ^ Pohanish, Richard P.; Greene, Stanley A. Wiley Guide to Chemical Incompatibilities. John Wiley & Sons. 2009: 1010. ISBN 978-0-470-52330-8. 
  4. ^ Wang, Cui. Hard-templating of chiral TiO2 nanofibres with electron transition-based optical activity. Science and Technology of Advanced Materials. 2015, 16 (5): 054206. Bibcode:2015STAdM..16e4206W. PMC 5070021 . PMID 27877835. doi:10.1088/1468-6996/16/5/054206. 
  5. ^ Wu, Limin; Baghdachi, Jamil. Functional Polymer Coatings: Principles, Methods, and Applications. Wiley. 2015: 10. ISBN 978-1-118-88303-7.