四氯化钒的主要应用

背景及概述^[1]

四氯化钒化学式VCl4＝192.75，红棕色液体。相对密度1.816(30/4℃)，熔点-(28±2)℃，沸点148.5℃(755×133.322Pa)，164℃时分解。在空气中发白烟。常温下分解成三氯化钒和氯，见光或受热能加速分解。溶于水，溶液呈蓝色。也溶于乙醇、乙醚、三氯甲烷、二硫化碳、四氯化碳、丙酮和乙酸。用氯气氧化铁钒合金得三氯化铁和四氯化钒混合物，再分馏而制得。用于制备三氯化钒、二氯化钒和医药。

应用^[2-5]

1）用于制备金属钒。金属钒具有熔点高、延展性好、质坚硬、无磁性、耐盐酸和硫酸的特点，用途非常广泛。金属钒不仅可以用于制造纯钒型材；还可以与其它元素合成含钒合金，用于制作高速增殖堆、核燃料包套、超导体、真空管的灯丝材料和吸气剂材料等。具体方法为以石墨棒作为阳极、碳钢作为阴极、熔融的熔盐(含有35摩尔％的四氯化钒(67.5g，0.35mol)、50摩尔％的氯化钠(29.2g，0.5mol)和15摩尔％的氯化钙(16.6g，0.15mol)，钒离子与氯离子的摩尔比为1∶6.29)作为电解质在电解条件下进行电解。其中，电解的条件包括电解温度为600℃，阳极电流密度为0.5A/cm2，阴极电流密度为0.5A/cm2。电解6小时后，将阴极从熔盐中取出，冷却至室温(25℃)，得到含有金属钒单质的电解产物。将含有金属钒单质的电解产物用1重量％的稀盐酸洗涤2次，以去除携带出来的熔盐；再用去离子水洗涤5次，以去除氯离子，并在真空箱中干燥24小时，得到8.6g金属钒单质。原子吸收光谱分析结果表明金属钒单质的纯度为99.1％。

2）用于空气-水界面氧化钒纳米薄膜的自组装，它涉及氧化钒纳米薄膜的制备方法。本发明解决了现有的VO2薄膜的制备方法中高频磁控溅射法设备昂贵、反应蒸发法和真空蒸发法不容易获得结晶结构的薄膜、溶胶-凝胶法薄膜易有裂痕，表面不光滑的技术问题。本方法：先配制备萘磺酸钠水溶液，得到模板剂；再用四氯化钒、盐酸和去离子水配制成前驱体溶液，将前驱体溶液加入到洁净的玻璃培养皿中，再将模板剂溶液加入，搅拌后放在恒温气候箱中静置，得到湿膜，最后将湿膜干燥、焙烧，得到氧化钒纳米薄膜。本发明薄膜为自组装的有序结构，表面光滑、均匀，结晶程度高，可用于激光防护领域。

3）制备一种四(甲乙胺)钒，包括如下步骤：在惰性气氛的反应器中加入甲乙胺与醚或芳烃或烷烃的混合物，体系的温度保持在?60~?30℃，滴加正丁基锂，滴加完后，在30~0℃搅拌8~12小时，然后在?60~?30℃之间，滴加四氯化钒，滴加完再在?30~0℃之间反应4?10小时，回至室温并回流反应2?8小时。最后先常压蒸出反应溶剂，再减压蒸出产品。本发明方法所选原料为常规试剂，价廉且易得，反应产率高；反应过程平和，无安全隐患；反应副产物对环境友好。

4）制备普瑞巴林。该合成方法包括：将异戊醛和丙二酸二乙酯以四氯化钒为催化剂、在由DMSO和四氯化碳组成的溶剂中于5~10℃进行加成消去反应；将步所得产物在碱的醇溶剂中进行迈克尔加成；将第二步所得产物同氢气以碳负载Pd为催化剂进行加氢反应；将第三步所得产物在盐酸条件下进行水解反应；将第四步所得产物以L-苹果酸为拆分剂、于醇和水的混合溶剂中进行手性拆分。本发明以价廉、易得的异戊醛为原料，经过加成消去、迈克尔加成、加氢反应、水解和手性拆分，得到普瑞巴林。该反应路线简单，其每步反应的收率都较高，由此保证了最终普瑞巴林的总收率和纯度。

主要参考资料

[1] 化学物质辞典

[2] CN201110260342.3一种金属钒的制备方法及由该方法得到的金属钒

[3] CN201110169590.7空气-水界面氧化钒纳米薄膜的自组装方法

[4] CN201610351375.1一种四（甲乙胺）钒的合成方法

[5] CN201510507377.0一种合成普瑞巴林的方法