三氢化镨 | 13864-03-4

• 物质功能分类: 无机化工 - 单质
• 分子结构分类: 无机化合物 - 均相金属化合物 - 均相镧系化合物
• 中文名称: 三氢化镨
• 中文别名: 镨；镨棒；金属镨
• 英文名称: praseodymium
• CAS: 13864-03-4；7440-10-0
• 化学式: Pr
• 分子量: 140.908
• InChiKey: PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  931 °C (lit.)
• 沸点：
  3520 °C (lit.)
• 密度：
  6.71 g/mL at 25 °C (lit.)
• 暴露限值：
  ACGIH: TWA 2 ppm; STEL 4 ppmOSHA: TWA 2 ppm(5 mg/m3)NIOSH: IDLH 25 ppm; TWA 2 ppm(5 mg/m3); STEL 4 ppm(10 mg/m3)
• 物理描述：
  Yellowish metal; oxides form on exposure to moist air; [Merck Index] It is soft, silvery, and malleable. It develops a green oxide coating when exposed to air. [Reference #1]

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  0.0
• 重原子数：
  1
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  0

ADMET

毒理性

• 副作用

纤维原性 - 引发组织损伤和纤维化（疤痕形成）。

Fibrogenic - Inducing tissue injury and fibrosis (scarring).

来源:Haz-Map, Information on Hazardous Chemicals and Occupational Diseases

安全信息

• TSCA：
  Yes
• 危险等级：
  8

制备方法与用途

简介

镨是位于元素周期表中IIIB族，原子序数为59的金属元素，属于镧系元素的稀土元素之一。其原子量为140.9077，化合价通常为3和4。没有稳定的同位素。它是一种柔软且具有良好延展性的银色金属元素，与其他镧系元素结合出现。唯一天然存在的同位素是141Pr，并不具有放射性，但已知存在十四个放射性同位素。镨主要用于混合金属中，其中稀土金属含有5%的镨，用于制造打火机；另一种含30%镨的稀土混合物用作裂解原油的催化剂。

发现历史

镨的名字“Praseodymium”源于希腊语词prasios（绿色）和didymos（成对的）。1841年，瑞典化学家卡尔·古斯塔夫·莫散德从含镧的矿物中分离出一种稀有的didymium土。1874年，瑞典地质学家波·提奥多·克莱夫证实了didymium实际上是由两种元素组成的混合物。1879年，勒考·德·布瓦包得兰从铌钇矿(samarskite)中取得的didymium土中分离出一种新元素钐。大约40年后，奥地利人韦尔斯巴赫成功地从“镨钕”中分离出了两个元素，一个取名为“钕”，另一个则命名为“镨”。这两种元素得以分离并单独使用后，镨在多个领域找到了应用。

来源

镨在地球的地壳中广泛存在，主要矿物有独居石和氟碳铈镧矿。通过钙还原无水氯化物或氟化物可制得金属镨。一种常见的生产方法是将70g PrCl3、18.5g Ca在惰性气氛下彻底混合摇匀装入钽坩埚，然后置于密闭MgO坩埚中，在石英管中进行加热反应以生成稀土金属；另一种方法则是电解熔融的KOH和NaOH与Pr2O3及KClO3的混合物。

危害

如果镨变湿或浸入水中，释放出的氢气可能会爆炸。必须保持干燥并远离大气。

用途

镨主要用于制造永磁材料、有色合金添加剂等。

生产方法

主要矿物有独居石和氟碳铈镧矿。通过钙还原无水氯化物或氟化物可制得金属镨，具体步骤如下：

1. 将70g PrCl3与18.5g Ca在惰性气氛下彻底混合摇匀装入钽坩埚中，置于密闭MgO坩埚中，在石英管内加热至特定温度以生成稀土金属。
2. 通过电解熔融的KOH、NaOH、H2O、Pr2O3和KClO3的混合物制备镨。此过程需控制温度并进行多次电解，得到纯净产物。

这些步骤确保了金属镨的质量满足市场及用户需求。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  三氢化镨 在 BN(x)(NH)(y)(NH₂)(z) 作用下， 以 melt 为溶剂， 生成 tripraseodymium hexanitridotriborate
  参考文献：
  名称：

  Zur Kenntnis von Tripraseodym-hexanitridotriborat Pr3B3N6: Neue Synthese und Verfeinerung der Kristallstruktur

  摘要：

  Einkristallines Pr3B3N6 wurde durch Umsetzung von Praseodym 和 BNx(NH)y(NH2)z in einer NaCl-Schmelze unter N2-Atmosphare im Hochfrequenzofen bei 1250 °C erhalten。Nach der Einkristall-Rontgenstrukturanalysis kristallisiert Pr3B3N6 entgegen bisherigen Literaturangaben in der zentrosymmetrischen Raumgruppe R 3 c (a = 1211,95(9), c = 701,53(7) pm, Z = 0,0 R21 = 0,6 R ,0658）。Neben Pr3+ liegen plane Cycl

  DOI：

  10.1002/(sici)1521-3749(199904)625:4<551::aid-zaac551>3.0.co;2-6
• 作为产物：
  描述：

  氯化镨 以 neat (no solvent, gas phase) 为溶剂， 生成 三氢化镨
  参考文献：
  名称：

  气相镧系元素阳离子活化烃：镨 (Pr+)、铕 (Eu+) 和钆 (Gd+) 与小烷烃、环烷烃和烯烃的相互作用

  摘要：

  作者描述了气相镧系元素离子、镨 (Pr/sup +/)、铕 (Eu/sup +/) 和钆 (Gd/sup +/) 与小烷烃、环烷烃、烯烃和几种含氧化合物。只有 Gd/sup +/ 可以激活烷烃的 CH 和 CC 键。Gd/sup +/ (4f/sup 7/5d/sup 1/6s/sup 1/)的基态电子构型与Pr/sup +/- (4f/sup 3/6s/sup 1/)不同和 Eu/sup +/- (4f/sup 7/6s/sup 1/)，得出的结论是 f 电子在金属离子反应性中的作用很小。Gd/sup +/ 可以认为有两个价电子，实际上它与Sc/sup +/ 和其他第3 族金属离子Y/sup +/ 和La/sup +/ 的反应类似，产生对应于消除的产物氢、烷烃和烯烃。在 Gd/sup +/ 与烷烃的反应中中性烯烃的消除导致金属二烷基或氢化烷基配合物的形成。该发现导致对介于 110 和 130

  DOI：

  10.1021/ja00209a002
• 作为试剂：
  描述：

  4,4'-二氟二苯甲酮 、 Cinnamyl bromide 在 三氢化镨 作用下， 以 四氢呋喃 为溶剂， 反应 2.0h， 以54%的产率得到(E)-1,1-bis(4-chlorophenyl)-4-phenylbut-3-en-1-ol
  参考文献：
  名称：

  Pra介导的羰基化合物与烯丙基卤的α-区域选择性Barbier反应

  摘要：

  本文报道了ase在羰基化合物与烯丙基卤化物的Barbier反应中作为中介金属的第一个用途。与传统的金属介导的或催化的Barbier反应相反，在这种一锅法反应中获得了专有的α-加合物，具有广泛的底物范围和可行的反应条件。

  DOI：

  10.1021/acs.joc.6b01466

文献信息

• Primary aminomethyl derivatives of kaempferol: hydrogen bond-assisted synthesis, anticancer activity and spectral properties
  作者：Shuanglian Cai、Yangyang Kong、Dan Xiao、Yun Chen、Qiuan Wang

  DOI：10.1039/c7ob02927f

  日期：——

  products of kaempferol. The formation of appropriate hydrogen bonds between strong nucleophilic amino acids and phenol is essential for the smooth reaction of the SN2 nucleophilic substitution. The SN2 mechanism hypothesis involving a hydrogen bond-assisted process was also supported by the density functional theory (DFT) analysis. An antiproliferative test of synthetic compounds shows the moderate to potent

  通过涉及曼尼希反应和S N 2亲核取代两个步骤的组合策略合成了山emp酚的一系列伯氨甲基伯衍生物。产物的结构表明，优先的氨基甲基化在山emp酚的A环的C-6或C-8位置，尤其是后者。有趣的是，实验数据表明分子间氢键在山ka酚的主要氨基甲基产物的形成中起关键作用。在强亲核氨基酸和苯酚之间形成适当的氢键对于S N 2亲核取代的平稳反应是必不可少的。在S Ñ密度泛函理论（DFT）分析也支持涉及氢键辅助过程的2种机理假说。合成化合物的抗增殖测试显示，通过CCK-8分析，它对三种人类癌细胞系（HeLa，HCC1954和SK-OV-3）具有中等至有效的细胞毒活性。化合物4e对HeLa细胞显示出选择性的抗增殖活性，且IC50值较低（4.27μm），值得进一步开发。另一个有趣的结果是，大多数金属络合物的最大发射带位于约480 nm处，而Tm和Yb络合物的最大发射带出现在约533 nm处。
• Lanthanide chelates of some quinolinecarboxylic acids
  作者：Alberto Seminara、Amelia Musumeci

  DOI：10.1016/0022-1902(77)80572-1

  日期：1977.1

  The preparation of some lanthanide(III) tris and monobasic bis n-quinolinecarboxylates (n = 4, 6, 8) is reported. All compounds were characterized by elemental analysis and thermoanalytical and conductivity measurements. IR and electronic spectra are also presented, in comparison with the spectra of the corresponding lanthanide(III) 2-quinolinecarboxylates, in order to determine in such a way the ligands

  据报道制备了一些镧系元素（Ⅲ）tris和一元的双正喹啉羧酸酯（n = 4、6、8 ）。所有化合物均通过元素分析，热分析和电导率测量进行了表征。与相应的镧系金属（III）2-喹啉羧酸酯的光谱相比，还给出了红外光谱和电子光谱，以确定配体与阳离子的结合方式。光谱数据表明4-，6-和8-喹啉羧酸形成O-双齿结构，而涉及氮原子的结构可能出现在2-喹啉羧酸的螯合物中。
• Magnetic properties of a new series of rare-earth iron nitrides: R₂Fe₁₇N_y(y approximately 2.6)
  作者：Hong Sun、J M D Coey、Y Otani、D P F Hurley

  DOI：10.1088/0953-8984/2/30/013

  日期：1990.7.30

  A series of interstitial ternary nitrides R2Fe17Ny with 2.3

  一系列间隙三元氮化物 R2Fe17Ny 与 2.3
• Desorption characteristics of rare earth (R) hydrides (R=Y, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd and Tb) in relation to the HDDR behaviour of R–Fe-based-compounds
  作者：V.A Yartys、O Gutfleisch、V.V Panasyuk、I.R Harris

  DOI：10.1016/s0925-8388(96)03097-6

  日期：1997.5

  Vacuum desorption characteristics of binary hydrides of rare earth metals (R=Ce, Pr, Nd, Y, Sm, Gd, Tb) were studied. A complete decomposition of hydrides, confirmed by X-ray diffraction, was achieved at temperatures up to 820 °C. When heating the hydrogenated material in vacuum, two distinct hydrogen desorption events were observed for all the hydrides under investigation. The hydrogen desorption behaviour

  摘要 研究了稀土金属二元氢化物(R=Ce、Pr、Nd、Y、Sm、Gd、Tb)的真空解吸特性。在高达 820 °C 的温度下实现了氢化物的完全分解，经 X 射线衍射证实。当在真空中加热氢化材料时，对于所研究的所有氢化物观察到两种不同的氢解吸事件。两种金属的氢解吸行为不同，即 I 族（Ce、Pr ​​和 Nd）和 II 族（Y、Sm、Gd 和 Tb）。Nd6Fe13Ge 和 Nd6Fe12.8Ga1.2 金属间化合物均具有 Nd6Fe13Si 型结构，表明发生了氢化-歧化-解吸-复合 (HDDR) 过程。
• Effect of element types on the glass forming ability of Al-TM-RE ternary metallic glasses using electron structure guiding
  作者：Nianchu Wu、Jingbao Lian、Rui Wang、Ronghua Li、Wei Liu

  DOI：10.1016/j.jallcom.2017.06.262

  日期：2017.11

  Abstract The effect of TM (transition metal, Fe, Co, Ni) and RE (rare earth, La, Ce, Sm, Y, Gd, Er, Pr) element types on the glass forming ability (GFA) of Al 86 TM 9 RE 5 ternary alloy system has been studied based on the concept of Fermi sphere - Brillouin zone interaction. The effect of TM element is primarily on the electron hybridization between Al atoms and TM atoms, affecting the diameter of

  摘要 TM（过渡金属、Fe、Co、Ni）和RE（稀土、La、Ce、Sm、Y、Gd、Er、Pr）元素类型对Al 86 TM 9 玻璃形成能力（GFA）的影响基于费米球-布里渊区相互作用的概念研究了RE 5 三元合金系统。TM元素的作用主要是影响Al原子和TM原子之间的电子杂化，影响费米球的直径（2 KF ）。而稀土元素的影响主要是伪布里渊区（KP）直径的变化。使用光谱实验监测它们对费米能级和布里渊区大小的影响。的| δ | = | KP -2 KF | 提出了评估 GFA 对 TM 和 RE 元素的影响的标准。