イッテルビウム(III)塩化物

イッテルビウム(III)塩化物
名前
	IUPAC名イッテルビウム(III)塩化物
識別子
CAS番号	10361-91-8 ; 水和物: 19423-87-1 ; 19423-82-6 (非特異的) ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
ケムスパイダー	55430 ;
ECHA 情報カード	100.030.715
EC番号	233-800-5;
パブケム CID	9860484;
ユニ	IO29D13DLW ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	ＤＴＸＳＩＤ００４７１１７;
	InChI InChI=1S/3ClH.Yb/h31H;/q;;;+3/p-3 キー: CKLHRQNQYIJFFX-UHFFFAOYSA-K ; InChI=1/3ClH.Yb/h31H;/q;;;+3/p-3 キー: CKLHRQNQYIJFFX-DFZHHIFOAT;
	笑顔 Cl[Yb](Cl)Cl;
プロパティ
化学式	イッテルビウム3
モル質量	279.40 グラム/モル
外観	白い粉
密度	4.06 g/cm 3（固体）
融点	854 °C (1,569 °F; 1,127 K)
沸点	1,453 °C (2,647 °F; 1,726 K)
水への溶解度	17 g/100 mL (25 °C)
構造
結晶構造	単斜晶系、mS16
空間群	C12/m1、No.12
関連化合物
その他の陰イオン	イッテルビウム(III)酸化物
その他の陽イオン	塩化テルビウム(III)、塩化ルテチウム(III)
補足データページ
	イッテルビウム(III)塩化物 (データページ)
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

塩化イッテルビウム(III) ( Yb Cl ₃ ) は無機化合物です。NiCl _{2と反応して、}ハロゲン化アリールの還元脱ハロゲン化に非常に効果的な触媒を形成します。^[2]注射すると有毒であり、摂取すると軽度の毒性があります。実験的催奇形性物質であり、皮膚や目を刺激することが知られています。

歴史

_{YbCl 3}の合成は1946年にJan Hoogschagenによって初めて報告されました。^{[3]現在ではYb}³⁺イオンの市販源となっており、化学的に非常に興味深いものとなっています。

化学的性質

Yb ⁺³ (YbCl ₃由来) の価電子配置は 4 f 13 5 s 2 5 p 6 であり、これは^Yb +3の^化学的挙動^に重要な意味を持ちます^{。また、 Yb}⁺³のサイズは、その触媒挙動と生物学的用途を左右します。たとえば、Ce ⁺³と Yb ^{+3 はどちらも 1 つの不対}f電子を持っていますが、Ce ^{+3は Yb}⁺³よりもはるかに大きいです。これは、 f電子がd電子ほどよく遮蔽されていない結果として、有効核電荷が増加するとランタノイドがはるかに小さくなるためです。 ^{[4]この挙動はランタノイド収縮として知られています。Yb}⁺³のサイズが小さいため、触媒挙動が速く、原子半径 (0.99 Å) は多くの生物学的に重要なイオンに匹敵します。^[4]

この化学物質の気相熱力学的性質は、不均化して[YbCl ₆ ] ⁻³を形成したり、二量体化したりする可能性があるため、決定が困難です。^[5] Yb ₂ Cl ₆種は、電子衝撃 (EI) 質量分析法によって (Yb ₂ Cl ₅⁺ ) として検出されました。^[5]実験データを取得する際の追加の複雑さは、低エネルギーのf - dおよびf - f電子遷移が無数に存在することから生じます。^{[6]これらの問題にもかかわらず、YbCl}₃の熱力学的性質は得られており、4 つの活性赤外線振動に基づいて C _3V 対称群が割り当てられています。^[6]

準備

無水イッテルビウム(III)塩化物は塩化アンモニウム経路で製造することができる。^[7]^[8]^[9] 最初のステップでは、酸化イッテルビウムを塩化アンモニウムと加熱して五塩化物のアンモニウム塩を生成する。

Yb ₂ O ₃ + 10 NH ₄ Cl → 2 (NH ₄ ) ₂ YbCl ₅ + 6 H ₂ O + 6 NH ₃

2 番目のステップでは、塩化アンモニウム塩を真空中で 350 ～ 400 °C で加熱して三塩化物に変換します。

(NH ₄ ) ₂ YbCl ₅ → YbCl ₃ + 2 HCl + 2 NH ₃

反応

YbCl _3は、多くのランタニド塩化物と同様に常磁性ルイス酸である。これは、 NMRシフト試薬に類似した擬似接触シフトNMRスペクトルを生じる。

生物学における応用

_{膜生物学は YbCl 3}の影響を大きく受けており、³⁹ K ⁺と²³ Na ⁺イオンの移動は電気化学的勾配を確立する上で重要です。^[10]神経シグナル伝達は生命の基本的な側面であり、 NMR 技術を使用してYbCl ₃で調べることができます。YbCl _{3 は、}ナトリウムイオンプローブと同様に、カルシウムイオンプローブとしても使用できます。^[11]

YbCl ₃は動物の消化を追跡するためにも使用されます。プロバイオティクスなどの豚飼料への特定の添加物は、固形飼料または飲用液体のいずれかに添加できます。YbCl _{3 は}固形飼料とともに移動するため、どの食品相に食品添加物を組み込むのが理想的かを判断するのに役立ちます。^[12] YbCl _{3濃度は、}誘導結合プラズマ質量分析法によって0.0009 μg/mL 以内で定量化されます。 ^[4] YbCl _{3濃度対時間から、動物の消化における固体粒子の流量が得られます。YbCl}₃は単に糞便中に排泄されるため、動物は YbCl ₃によって害を受けず、マウスの体重、臓器重量、またはヘマトクリット値に変化は観察されていません。^[11]

_{YbCl 3}の触媒特性は、DNAマイクロアレイ、いわゆるDNA「チップ」にも応用されています。^[13] YbCl _{3は、標的DNAへの}フルオレセインの取り込みを50～80倍に増加させ、感染症の検出（結核の迅速検査など）に革命をもたらす可能性があります。^[13]

参考文献

^ ab ウォルター・ベネンソン;ジョン・W・ハリス。ホルスト・シュテッカー (2002)。物理学のハンドブック。スプリンガー。 p. 781.ISBN 0-387-95269-1。
^ Zhang, Yuankui; Liao, Shijian; Xu, Yun; Yu, Daorong; Shen, Qi (1997). 「ランタニド塩化物を触媒として用いたナノメートル水素化ナトリウムによるアリールハロゲン化物の還元的脱ハロゲン化」Synth. Commun. 27 (24): 4327–4334. doi :10.1080/00397919708005057.
^ Hoogschagen, J. (1946). 「プラセオジム、サマリウム、イッテルビウム溶液の近赤外線領域における光吸収」. Physica . 11 (6): 513–517. Bibcode :1946Phy....11..513H. doi :10.1016/S0031-8914(46)80020-X.
^ abc エヴァンス、CH (1990)。ランタニドの生化学。ニューヨーク：プレナム。ISBN 978-1-4684-8750-3。
^ ab チェルヴォニー、AD;ノースカロライナ州チェルボナヤ (2004)。「塩化イッテルビウムの熱力学特性」。ラス。Ｊ．Ｉｎｏｒｇ．化学。（英語翻訳）。49 (12): 1889 ～ 1897 年。
^ ab Zasorin, EZ (1988). 「電子回折とスペクトルデータによる希土類元素三ハロゲン化物分子の構造」Russ. J. Phys. Chem. (Engl. Transl.) . 62 (4): 441–447.(ロシア語版: Zh. Fiz. Khim. 62 ( 4 ), pp. 883-895)
^ Brauer, G. 編 (1963).無機化学分取ハンドブック(第2版). ニューヨーク: Academic Press.
^ マイヤー、G. (1989)。「塩化アンモニウムによる無水希土類塩化物の製造法 - YCl ₃の例」。塩化アンモニウムによる無水希土類塩化物の製造法 - YCl ₃の例。無機合成。第 25 巻。pp . 146–150。doi :10.1002/ 9780470132562.ch35。ISBN 978-0-470-13256-2。
^ Edelmann, FT; Poremba, P. (1997) . Herrmann, WA (ed.).有機金属化学および無機化学の合成法。第6巻。シュトゥットガルト：Georg Thieme Verlag。ISBN 978-3-13-103021-4。
^ Hayer, MK; Riddell, FG (1984). 「 ³⁹ K NMR用シフト試薬」. Inorganica Chimica Acta . 92 (4): L37–L39. doi :10.1016/S0020-1693(00)80044-4.
^ ab 篠原明; 千葉正; 稲葉裕 (2006). 「マウスに静脈内投与したテルビウム、サマリウム、イッテルビウムの挙動の比較研究」Journal of Alloys and Compounds . 408–412: 405–408. doi :10.1016/j.jallcom.2004.12.152.
^ Ohashi, Y.; Umesaki, Y.; Ushida, K. (2004). 「 豚の消化管におけるプロバイオティクス細菌Lactobacillus casei株 Shirota の移行」 International Journal of Food Microbiology . 96 (1): 61–66. doi :10.1016/j.ijfoodmicro.2004.04.001. PMID 15358506.
^ ab Browne, KA (2002). 「金属イオン触媒による核酸のアルキル化と断片化」アメリカ化学会誌. 124 (27): 7950–7962. doi :10.1021/ja017746x. PMID 12095339.

[melt-1] ウォルター・ベネンソン;ジョン・W・ハリス。ホルスト・シュテッカー (2002)。物理学のハンドブック。スプリンガー。 p. 781.ISBN 0-387-95269-1。

[2] Zhang, Yuankui; Liao, Shijian; Xu, Yun; Yu, Daorong; Shen, Qi (1997). 「ランタニド塩化物を触媒として用いたナノメートル水素化ナトリウムによるアリールハロゲン化物の還元的脱ハロゲン化」Synth. Commun. 27 (24): 4327–4334. doi :10.1080/00397919708005057.

[r2-3] Hoogschagen, J. (1946). 「プラセオジム、サマリウム、イッテルビウム溶液の近赤外線領域における光吸収」. Physica . 11 (6): 513–517. Bibcode :1946Phy....11..513H. doi :10.1016/S0031-8914(46)80020-X.

[ref1-4] エヴァンス、CH (1990)。ランタニドの生化学。ニューヨーク：プレナム。ISBN 978-1-4684-8750-3。

[ref4-5] チェルヴォニー、AD;ノースカロライナ州チェルボナヤ (2004)。「塩化イッテルビウムの熱力学特性」。ラス。Ｊ．Ｉｎｏｒｇ．化学。（英語翻訳）。49 (12): 1889 ～ 1897 年。

[ref5-6] Zasorin, EZ (1988). 「電子回折とスペクトルデータによる希土類元素三ハロゲン化物分子の構造」Russ. J. Phys. Chem. (Engl. Transl.) . 62 (4): 441–447.(ロシア語版: Zh. Fiz. Khim. 62 ( 4 ), pp. 883-895)

[Brauer-7] Brauer, G. 編 (1963).無機化学分取ハンドブック(第2版). ニューヨーク: Academic Press.

[IS-8] マイヤー、G. (1989)。「塩化アンモニウムによる無水希土類塩化物の製造法 - YCl ₃の例」。塩化アンモニウムによる無水希土類塩化物の製造法 - YCl ₃の例。無機合成。第 25 巻。pp . 146–150。doi :10.1002/ 9780470132562.ch35。ISBN 978-0-470-13256-2。

[EdelmannPoremba1997-9] ^ Edelmann, FT; Poremba, P. (1997) . Herrmann, WA (ed.).有機金属化学および無機化学の合成法。第6巻。シュトゥットガルト：Georg Thieme Verlag。ISBN 978-3-13-103021-4。

[ref11-10] ^ Hayer, MK; Riddell, FG (1984). 「 ³⁹ K NMR用シフト試薬」. Inorganica Chimica Acta . 92 (4): L37–L39. doi :10.1016/S0020-1693(00)80044-4.

[ref12-11] 篠原明; 千葉正; 稲葉裕 (2006). 「マウスに静脈内投与したテルビウム、サマリウム、イッテルビウムの挙動の比較研究」Journal of Alloys and Compounds . 408–412: 405–408. doi :10.1016/j.jallcom.2004.12.152.

[r13-12] ^ Ohashi, Y.; Umesaki, Y.; Ushida, K. (2004). 「 豚の消化管におけるプロバイオティクス細菌Lactobacillus casei株 Shirota の移行」 International Journal of Food Microbiology . 96 (1): 61–66. doi :10.1016/j.ijfoodmicro.2004.04.001. PMID 15358506.

[ref14-13] Browne, KA (2002). 「金属イオン触媒による核酸のアルキル化と断片化」アメリカ化学会誌. 124 (27): 7950–7962. doi :10.1021/ja017746x. PMID 12095339.