Formamidin hidroklorida, juga dikenal sebagai methanimidamide hidroklorida atau hanya formamidine HCl, adalah padatan kristal putih yang termasuk dalam keluarga senyawa organik. Ini adalah garam amina yang berasal dari reaksi antara formamidin, tengahin paling sederhana, dan asam klorida. Secara kimia, rumusnya adalah H2N-C=NH+·Cl−, yang menunjukkan adanya ion imina bermuatan positif (H2N-C=NH+) yang diseimbangkan dengan ion klorida bermuatan negatif (Cl−).
Ia dikenal luas karena aplikasinya yang serbaguna di berbagai bidang industri dan penelitian. Ini berfungsi sebagai prekursor untuk sintesis berbagai bahan kimia penting, termasuk pestisida, obat-obatan, pewarna, dan polimer. Di sektor pertanian, turunan spesifik digunakan sebagai insektisida dan akarisida, yang secara efektif mengendalikan hama yang merusak tanaman.
Selain itu, senyawa ini dapat diterapkan dalam produksi polimer seperti poliuretan dan poliamida, yang berfungsi sebagai bahan pengawet atau pengubah, sehingga meningkatkan sifat produk akhir. Dalam industri farmasi, ia dan turunannya digunakan dalam sintesis obat untuk mengobati berbagai kondisi, karena kemampuannya untuk berpartisipasi dalam berbagai reaksi kimia.
|
|
 |
| Rumus Kimia | CH5ClN2 |
| Massa Tepat | 80.01 |
| Berat Molekul | 80.52 |
| m/z | 80.01 (100.0%), 82.01 (32.0%), 81.02 (1.1%) |
| Analisis Unsur | C, 14,92; H, 6.26; Kl, 44.03; N, 34,79 |
Sebagai Perantara Farmasi: Berfungsi sebagai perantara penting dalam sintesis berbagai senyawa farmasi. Bahan antara farmasi adalah bahan penyusun yang digunakan dalam proses pembuatan obat, di mana bahan tersebut mengalami reaksi kimia lebih lanjut untuk membentuk bahan aktif farmasi akhir (API). Reaksi spesifik dan produk akhir bergantung pada struktur dan sifat kimia.
Aplikasi Industri: Ini juga digunakan sebagai bahan baku industri dalam berbagai proses manufaktur. Bahan baku industri merupakan komponen penting yang digunakan dalam produksi barang dan jasa. Dalam konteks ini, ia dapat digunakan dalam sintesis bahan kimia, polimer, atau bahan lain yang mempunyai aplikasi di berbagai industri.
Tujuan penelitian: Karena sifat kimianya yang unik, ia juga biasa digunakan dalam penelitian ilmiah. Ini dapat berfungsi sebagai reagen atau bahan awal dalam percobaan laboratorium yang bertujuan untuk mengeksplorasi reaksi kimia baru, mensintesis senyawa baru, atau mempelajari perilaku molekul tertentu. Namun, penting untuk dicatat bahwa penggunaannya harus dibatasi hanya untuk tujuan penelitian dan bukan untuk eksperimen atau konsumsi manusia.
aplikasi di Industri
Menengah dalam Sintesis Obat
Ini berfungsi sebagai perantara farmasi penting dalam sintesis berbagai senyawa dan obat. Ia terlibat dalam reaksi yang mengarah pada pembentukan bahan aktif farmasi (API) yang digunakan dalam pengobatan berbagai kondisi medis.
Fleksibilitasnya dalam reaksi kimia dan kemampuannya menghasilkan zat antara yang disesuaikan dengan sifat yang diinginkan menjadikannya senyawa yang berharga dalam industri farmasi.
Menengah dalam Sintesis Kimia
Selain penggunaannya dalam industri farmasi, ia juga merupakan perantara penting dalam sintesis organik. Ia dapat berpartisipasi dalam berbagai reaksi seperti substitusi, kondensasi, dan lain-lain, yang mengarah pada pembentukan molekul organik kompleks.
Reaktivitas dan kemampuannya untuk membentuk zat antara yang stabil sangat penting dalam sintesis senyawa organik untuk berbagai aplikasi industri.
Aplikasi dalam Bahan Sel Surya
Baru-baru ini, penerapannya telah ditemukan dalam persiapan bahan untuk-penyerapan inframerah dekat. Di bidang ini, ia berfungsi sebagai prekursor atau perantara dalam sintesis senyawa spesifik yang meningkatkan kinerja sel surya tersebut.
Penerapan yang muncul ini menyoroti potensi energi terbarukan dan teknologi berkelanjutan.
Platform Inovasi
Ini juga digunakan secara luas dalam kegiatan penelitian dan pengembangan (R&D) di berbagai industri. Sifat uniknya menjadikannya kandidat ideal untuk mengeksplorasi reaksi kimia baru, mensintesis senyawa baru, dan mempelajari perilaku molekul tertentu.
Para peneliti memanfaatkannya untuk mengidentifikasi potensi bahan baru, mengoptimalkan proses yang ada, dan mengembangkan solusi inovatif untuk tantangan industri.
Metode Sintesis
Ada beberapa metode untuk sintesisformamidin hidroklorida, masing-masing dengan kelebihan dan penerapannya yang unik. Rute yang paling umum meliputi:
Amonolisis Formamida
Salah satu metode yang paling mudah melibatkan reaksi formamida (HCONH₂) dengan amonia (NH₃) dalam kondisi terkendali. Reaksi ini biasanya terjadi dengan adanya zat dehidrasi seperti asam klorida (HCl) untuk mendorong kesetimbangan menuju pembentukan.
HCONH₂ + NH₃ + HCl → NH₂C=NH·HCl + H₂O
1
Formamida dan amonia dicampur dalam reaktor yang sesuai.
2
Asam klorida ditambahkan secara perlahan, sambil mempertahankan suhu reaksi dan diaduk dengan kuat.
3
Campuran yang dihasilkan dipanaskan hingga direfluks selama beberapa waktu, sehingga reaksi dapat dilanjutkan hingga selesai.
4
Produk kemudian diisolasi dengan mendinginkan campuran reaksi, filtrasi, dan pengeringan.
Amonolisis Senyawa Karbonil
Pendekatan lain melibatkan reaksi senyawa karbonil (misalnya formaldehida) dengan amonia dengan adanya katalis asam. Metode ini bisa lebih serbaguna, karena memungkinkan sintesis formamidine tersubstitusi tergantung pada senyawa karbonil awal.
HCHO + 2NH₃ + HCl → NH₂C=NH·HCl + 2H₂O
1
Formaldehida, amonia, dan sejumlah katalitik asam klorida dicampur dalam reaktor.
2
Campuran dipanaskan dan diaduk selama beberapa jam, membiarkan reaksi berlangsung.
3
Produk diisolasi dan dimurnikan dengan mengikuti langkah serupa seperti yang dijelaskan dalam metode sebelumnya.
Aminasi Elektrofilik
Dalam metode ini, suatu amina (seperti metilamin) direaksikan dengan sumber nitrogen elektrofilik, sering kali dihasilkan secara in situ dari reaksi amina dengan oksidan yang sesuai (misalnya asam nitrit). Pendekatan ini kurang umum digunakan untuk sintesis langsung namun dapat diadaptasi untuk sintesis senyawa terkait.
Analisis Kasus
Penerapan amitraz hidroklorida (terutama turunannya seperti amitraz hidroklorida) pada bahan sel surya terutama untuk meningkatkan kinerja dan stabilitas sel surya kalkogenida.
Kasus 1: Penelitian di Shaanxi Normal University
Latar belakang penelitian:
Bahan kalkogenida, khususnya FAPbI3, telah muncul sebagai kandidat yang menjanjikan untuk aplikasi konversi energi surya. Namun, bahan-bahan ini mempunyai cacat dan kualitas film yang buruk.
Aplikasi:
Para peneliti di Shaanxi Normal University memperkenalkan 1H-pyrazole-1-carboxamidine hydrochloride (PCH) ke dalam film tipis kalkogenida FAPbI3. Struktur molekul PCH memiliki cincin pirazol yang terikat pada formamidine (FA), yang membantu penggabungan ke dalam kisi film tipis dan cacat pasif.
Efeknya:
Kehadiran PCH menghasilkan perangkat FAPbI3 dengan kristalinitas lebih tinggi, permukaan lebih halus, dan kepadatan cacat lebih rendah, sehingga menghasilkan peningkatan tegangan sirkuit terbuka (Voc) dan faktor pengisian. Efisiensi konversi fotovoltaik mencapai rekor 24,62% dan memiliki stabilitas yang sangat baik di bawah-paparan udara jangka panjang dan tekanan termal.
Kasus 2: Penelitian kolaboratif antara Universitas Sains dan Teknologi Huazhong dan Universitas Georgia, AS
Keuntungan Sproket Rantai
Latar belakang:
Berdasarkan kalkogenida (4-FPEA)2MA4Pb5I16, para peneliti mengeksplorasi efek formamidine hidroklorida (FACl) sebagai aditif.
Aplikasi:
Aditif FACl menunda pelepasan MACl melalui mekanisme pertukaran kation MA/FA, sehingga menghindari kerusakan pada film akibat pelepasan cepat. Pada saat yang sama, kation FA+ memasuki kisi kalkogenida, mempersempit celah pita dan memperluas rentang serapan spektral.
Memengaruhi:
Aditif FACl secara signifikan meningkatkan efisiensi konversi fotolistrik (PCE) dan stabilitas sel surya kalkogenida LDRP. Dibandingkan dengan MACl yang umum digunakan, FACl mencapai peningkatan yang lebih baik dan membuka kemungkinan baru untuk aplikasi komersial sel surya kalkogenida.
Kasus 3: Stabilisasi fase hitam FAPbI3 dengan templat kalkogenida 2D
- Latar Belakang: Kalkogenida FAPbI3 telah menarik banyak perhatian karena kinerja fotovoltaiknya yang sangat baik dan stabilitas termal yang tinggi, namun masalah stabilitas fasa membatasi penerapannya.
- Strategi aplikasi: Para peneliti telah memanfaatkan pencocokan kisi antara kalkogenida 2D berbasis FA dan FAPbI3 untuk menstabilkan fase hitam FAPbI3 dengan membuat templat pada suhu yang jauh lebih rendah dibandingkan suhu anil konvensional. meskipun kasus ini tidak secara langsung menyebutkan formamidine hidroklorida, kasus ini menekankan peningkatan stabilitas dan kinerja lapisan tipis kalkogenida melalui strategi pencocokan kisi dan templating. Strategi ini melengkapi peran midine hidroklorida dalam meningkatkan kinerja sel surya kalkogenida.
Penerapan tengah hidroklorida dalam pembuatan bahan sel surya
Amidine hidroklorida dapat digunakan sebagai prekursor atau perantara untuk sintesis senyawa spesifik dalam pembuatan bahan sel surya, khususnya dalam sintesis bahan penyerap inframerah-dekat. Dengan memasukkan formamidine hidroklorida atau turunannya, kualitas film, kristalinitas, dan cacat pasivasi sel surya kalkogenida dapat ditingkatkan, sehingga meningkatkan efisiensi dan stabilitas konversi fotovoltaik. Temuan ini menekankan kemanjuran formamidine hidroklorida dan turunannya sebagai bahan tambahan baru untuk pengembangan sel surya kalkogenida berkinerja tinggi.
Memiliki fungsi ganda sebagai "reservoir proton" dan agen penyangga
Formamidin Hidroklorida(FACl) merupakan senyawa organik yang mengandung gugus formamidin (-C(NH)NH₂). Atom nitrogen amino (-NH₂⁺) dan ion klorida (Cl⁻) dalam struktur molekulnya memberinya kemampuan donor/reseptor proton yang unik. Di bidang sintesis organik, bahan perovskit, dan biokimia, FACl sering digunakan sebagai "reservoir proton" dan penyangga. Dengan menyesuaikan konsentrasi proton (H⁺) atau nilai pH secara dinamis, ini mengoptimalkan jalur reaksi atau sifat material. Berikut ini akan dianalisis dari aspek mekanisme transfer proton dan efek bufferingnya.
Fungsi Donor/Penerima Proton sebagai "Repositori Proton"
Karakteristik Donor Proton
Pada gugus amina FACl, atom nitrogen dari gugus amino (-NH₂⁺) dapat melepaskan proton (H⁺) karena perbedaan keelektronegatifan, berubah menjadi radikal amina (-C(NH)NH⁻). Karakteristik ini menjadikannya donor proton yang efektif dalam kondisi asam (misalnya pH <4). Misalnya, ketika FACl bereaksi dengan timbal iodida (PbI₂) untuk membentuk timbal iodofenil fluorida (FAPbI₃), gugus amina melepaskan proton, mendorong pembubaran dan rekonstruksi kisi PbI₂, dan membentuk film perovskit yang seragam. Eksperimen menunjukkan bahwa penambahan FACl dapat meningkatkan kristalinitas film FAPbI₃ sebesar 20%, mengurangi kepadatan cacat sebesar 15%, dan dengan demikian meningkatkan efisiensi konversi fotovoltaik (PCE) perangkat hingga lebih dari 22%.
Karakteristik Penerima Proton
Dalam kondisi basa (misalnya pH > 8), ion klorida (Cl⁻) dari FACl dapat menerima proton, menghasilkan hidrogen klorida (HCl), sedangkan gugus amina (-C(NH)NH₂) bertindak sebagai basa Lewis dan membentuk ikatan koordinasi dengan ion logam (seperti Pb²⁺). Karakteristik ini memungkinkannya memainkan peran penting dalam sintesis senyawa heterosiklik (seperti imidazolilgliserofosfat, IGP). Misalnya, dalam sintesis IGP, FACl bertindak sebagai reseptor proton, menstabilkan zat antara reaksi, dan meningkatkan hasil dari 60% menjadi 85%.
Mekanisme Transfer Proton Dinamis
Fungsi donor/penerima proton FACl bersifat reversibel secara dinamis. Dalam larutan, keadaan terprotonasi (-NH₂⁺) dan keadaan terdeprotonasi (-C(NH)NH⁻) FACl diseimbangkan dengan pH. Misalnya, pada pH=5, proporsi FACl yang terprotonasi adalah sekitar 70%, memungkinkan pelepasan dan penerimaan proton secara bersamaan, mencapai penyimpanan dinamis dan pelepasan proton. Karakteristik ini menjadikannya luar biasa dalam material fotoluminesen: dengan menyesuaikan konsentrasi FACl, panjang gelombang emisi (λ_max) film perovskit dapat dikontrol (warna biru-bergeser dari 520 nm menjadi 480 nm), dan masa pakai pembawa (τ) dapat diperpanjang (dari 10 ns menjadi 50 ns).
Pengaturan pH Berfungsi sebagai Buffer
Asam Lemah-Sistem Penyangga Basa Lemah
Gugus amina FACl (pKa ≈ 6,5) dan ion klorida (Cl⁻) membentuk pasangan buffer basa lemah-asam lemah, yang secara efektif dapat menahan fluktuasi pH dalam kisaran 5.5 - 7.5. Misalnya, dalam larutan prekursor perovskit, penambahan 0,1M FACl dapat menstabilkan pH larutan pada 6,0 ± 0,2, menghindari pengendapan PbI₂ atau transisi fase FAPbI₃ karena perubahan pH lokal. Data eksperimen menunjukkan bahwa larutan yang disangga dengan FACl memiliki peningkatan keseragaman film sebesar 30% dan pengurangan kepadatan cacat hingga di bawah 10¹⁰ cm⁻³.
Resistensi Interferensi
Efek buffering FACl tahan terhadap asam kuat/basa kuat. Dalam larutan yang mengandung 0,1M HCl, penambahan 0,2M FACl dapat menaikkan pH dari 1,0 menjadi 5,5; dalam larutan yang mengandung NaOH 0,1M, penambahan FACl 0,2M dapat menurunkan pH dari 13,0 menjadi 7,5. Karakteristik ini membuatnya sangat baik dalam reaksi katalitik biologis: misalnya, dalam reaksi Aldol yang dikatalisis oleh aldehida dehidrogenase, sistem buffer FACl (pH=7.0) dapat meningkatkan selektivitas reaksi dari 80% menjadi 95%, sekaligus menghambat pembentukan produk sampingan.
Efek Sinergis dengan Buffer Anorganik
FACl dapat membentuk sistem buffer komposit dengan garam fosfat (seperti Na₂HPO₄/NaH₂PO₄) atau garam asetat (seperti CH₃COONa/CH₃COOH), sehingga memperluas rentang pengaturan pH. Misalnya, dalam pembuatan LED perovskit, sistem penyangga komposit yang terdiri dari FACl (0,05M) dan fosfat (0,1M) dapat menstabilkan pH lapisan emisi pada 6,5, meningkatkan efisiensi kuantum eksternal (EQE) perangkat dari 15% menjadi 22%, dan sekaligus memperpanjang masa pengoperasian (T₅₀ dari 100 jam menjadi 500 jam).
Tag populer: formamidine hydrochloride cas 6313-33-3, pemasok, produsen, pabrik, grosir, beli, harga, massal, untuk dijual