Name: Die Synthese von Sn 10 (Si (SiMe 3) 3) 4 2 - Eine metastabile Sn (I) halogenidlösung Verwendung über eine Co-Kondensationstechnik Synthetisierter (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 43 s
Description: Lernen Sie die präparative Co-Kondensationstechnik zur Synthese metastabiler Sn(I)-Chloridlösungen für metalloidische Zinncluster. Diese Methode ermöglicht neue Reagenzien in der Nanotechnologie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für die finanzielle Unterstützung, und wir danken Dr. Daniel Werner für hilfreiche Diskussionen.

ACHTUNG! Bitte konsultieren Sie alle relevanten Sicherheitsdatenblätter (MSDS) vor dem Gebrauch. Einige der Chemikalien in diesen Synthesen verwendet werden, sind akut toxisch, pyrophor und krebserregend. Nanomaterialien können zusätzliche Gefahren im Vergleich zu ihren Bulk-Pendant. Bitte verwenden Sie alle geeigneten Praktiken Sicherheit, wenn eine Reaktion durchführen, einschließlich der Verwendung von technischen Kontrollen (Abzugshaube und Glovebox) und persönliche Schutzausrüstung (Schutzbrille, Handschuhe, Kittel, in voller Länge Hosen und geschlossene Schuhe). Teile der folgenden Verfahren beinhalten Standard luftfreien Schlenk-Techniken. Die Co-Kondensationsvorrichtung angewendet enthält eine 20 kW Hochfrequenzgenerator. Die Menschen können mit einem Herzschrittmacher haben streng keinen Zutritt. Gasförmiger HCl ist stark ätzend. An einem gut belüfteten Ort oder in einem Abzug. Flüssiger Stickstoff und Trockeneis sind extrem kalten Substanzen; Spezialhandschuhe müssen Erfrierungen zu verhindern, verwendet werden. 1. Vorarbeiten <ol><li> Aufbau des Graphitreaktor <ol><li> Nehmen Sie sich fünf Reaktionskammern, ein Anschlussring, einem hohlen Graphitrohr mit einem Quarzglasrohr gekrönt, und zwei 0,7 mm Graphitstäbe. Füllen Sie alle fünf Reaktionskammern mit elementarem Zinn (Stück), insgesamt 6 g. Stapeln Sie die Reaktionskammern über den Endring, jeder von ihnen verdreht um 30 °, und befestigen Sie den Stapel mit dem Graphitstab. Sicherzustellen, dass der Stab nicht länger als der Stapel ist. </li><li> Legen Sie den Stapel in das Graphitrohr, so dass die Löcher des Anschlussring mit den Löchern im Graphitrohr passen. Befestigen Sie das Setup mit einem zweiten Graphitstab. Sicherzustellen, dass der Stab nicht länger als der Durchmesser des Rohrs ist. Wiegen Sie die gesamte Einrichtung mit einer Skala und notieren Sie den Wert der Menge an Zinn während der Reaktion verbraucht wird, um zu bestimmen. </li></ol></li><li> Vorbereiten des Lösungsmittelgemisches HINWEIS: Toluol muss über Natrium / Benzophenon destilliert, und vorgetrocknet werden. Tributylphosphine muss vakuumdestilliert vor dem Einsatz. <ol><li> Bringen Sie ein 200 ml Schlenkrohr mit einem glasigen Hahn zu einem Labor Schlenk-Linie. Evakuieren und das System mit Inertgas dreimal spülen. Flamme erhitzen die evakuierten Schlenk-Rohr nach dem ersten Evakuierungszyklus. HINWEIS: Verwenden Sie entweder trockenem Stickstoff oder trockenem Argon als Inertgas. </li><li> Füllen mit 180 ml Toluol und 20 ml Tributylphosphin. Mischen Sie die Lösungsmittel durch manuell den Kolben schütteln. HINWEIS: Tributylphosphin reagiert mit Papiertüchern. Nicht Tropfen Tributylphosphin mit Papiertaschentuches. </li><li> Das Gemisch wird mit Trockeneis für mindestens 20 min und entgast die Mischung von leicht verdampfenden und dem kalten Kolben schütteln. Schließen Sie das Ventil unter Vakuum und lassen Sie die Mischung Wärme auf Raumtemperatur. HINWEIS: Die Mischung heftig verdampfen kann, was durch kontinuierliches Schütteln des Kolbens vermieden werden kann. </li></ol></li></ol> 2. Um die Co-Kondensation Gerät einrichten <ol><li> Reaktion <ol><li> Platzieren Sie den Graphit-Reaktor in der Kupferinduktionsspule und passieren das Quarzrohr durch die zentrale Öffnung des oberen Kupferblech über der Induktionsspule platziert. Befestigen Sie das Quarzrohr an die Gasversorgung mit einer Dichtung und einer Schraubenmutter. Überprüfen Sie die Position des Reaktors innerhalb der Spule. Sicherzustellen, dass der Reaktor von 5 ± 0,5 mm von der Spule herausragt. HINWEIS: Die Kupfer-Induktionsspule der zentrale Teil des Co-Kondensationsapparatur ist. Die Spule bündig mit Kühlwasser und mit einem Hochfrequenzgenerator verbunden. Somit wird das Graphitrohr induktiv erwärmt werden. Um reproduzierbare Bedingungen erhalten, wird die Position des Graphitrohres in der Spule ist von entscheidender Bedeutung. Es sollte in der Mitte des Hohlraums der Spule angeordnet ist, mit 5 ± 0,5 mm der Unterseite herausragen. </li><li> Schließen Sie das Kühlschild an die Wasser Pins des Steckers mit den Schraubenmuttern. Befestigen Sie das Kühlschild auf der anderen Seite mit einer Schraube. Testen Sie die Wasserdichtigkeit des Kühlzyklus von opEning den Wasserhahn für 30 Sekunden. HINWEIS: Aufgrund der hohen Spannung im Inneren muss es keine direkte Metall-Metall-Kontakt sein Bypässe oder Lichtbögen zu verhindern, vor allem im oberen Kupferblech. Wenn es Kontakte sind, ändern Sie die Position des Kupferblech mit einem Stock. Wenn dies nicht möglich ist, entfernen Sie alle Komponenten und starten ab 2.1.1. </li><li> Befestigen Sie die Faseroptik des Pyrometers (Temperaturregelung) an der Halterung an der Kupferschirm mit einer Schraube. Bringe einen Quarzglas in dem Halter an der Optik Verunreinigung des optischen Systems durch Chemikalien wie SnCl zu verhindern. </li><li> Befestigen Sie den Lösungsmitteldampf Diffusor mit einer Schraubenmutter. Achten Sie darauf, dass der Diffusor unter dem Hohlraum des Kupferschirm zentriert ist. Prüfen Sie erneut, dass der Graphit-Reaktor noch in der Mitte der Induktionsspule ist, und dass es keinen Kontakt der Spule an die Spitze Kupferblech. </li><li> Montieren Sie das Schlenkgefäß für die Lösungsmittelverdampfung, auf das Ventil, das über ein Stahlrohr mit der Dampf dif verbunden istFixiereinheit. Bringen Sie das Lösungsmittelgemisch hergestellt Kolben in den Behälter Schlenk. Fügen Sie einen hemisphärischen Heizmantel zum Verdampfungsbehälter Schlenk. </li><li> Verbinden Sie den langen Stahlkanüle in die Vorrichtung mit einer Schraubenmutter. Schließen Sie die äußere Schwanz mit einem kleinen Rundkolben. Setzen Sie ein Magnetrührstab (10 cm) in der großen Edelstahlbehälter, legen Sie die Dichtung in den Hohlraum des Planflansch, und schließen Sie das Gefäß mit dem Co-Kondensationsgerät. </li></ol></li><li> Gas Versorgung <ol><li> Verbinden einer HCl-enthaltenden Glasgefäß in ein kleines Stahlrohr und dann in eine Vier-Punkt-Adapter. HINWEIS: Die HCl Druck im Inneren des Glasgefäßes unter 1 atm sein muss, so dass der Differenzdruck-Manometer arbeiten kann. </li><li> Schließen Sie den hinteren Ausgang des Vier-Punkt-Adapter mit einem Blindflansch. Schließen Sie den Differenzdruck-Manometer an den vorderen Ausgang und stellen Sie ein Ventil am oberen Ausgang auf. Schließen Sie eine Feinnadelventil mit dem Ventil am oberen Ausgang des Vier-Punkt-adapter. Dann verwenden Sie eine lange Stahlrohr der Gasversorgungsteil an die Co-Kondensationsgerät zu verbinden. HINWEIS: Anstelle einer Feinnadelventil, ein Mengendurchflusssteuerung verwendet werden kann. </li></ol></li><li> Weitere Vorarbeiten <ol><li> Schließen Sie den doppelwandigen Stahl Dewar Eimer mit der Vakuumpumpe und evakuieren die doppelwandige Raum für mindestens 30 min. HINWEIS: Dieser Schritt kann auch während der Installation des Reaktionsteils des Co-Kondensationsapparatur erfolgen. </li><li> Evakuieren der gesamten Mischkondensationsvorrichtung mit einer Drehschieberpumpe auf einen Enddruck von 10 - 2 mbar, die 60 min dauert. </li><li> Nach dem endgültigen Druck erreicht, heizen Sie den Öldiffusionspumpe. Schalten Sie den Kühlwasserkreislauf und Evakuieren der Öldiffusionspumpe mit der Drehschieberpumpe während des Erhitzens. HINWEIS: Während dieser Zeit wird das Gerät unter statischen Vakuum bleibt, bis die Diffusionspumpe beheizt wird. Diese dauert mindestens 45 min. </li><li> Evakuieren Sie den Appa6 mbar am nächsten Morgen - ratus mit dem vorgewärmten über Nacht Diffusionspumpe den Enddruck von etwa 8 x 10 zu erreichen. </li></ol></li></ol> 3. Cokondensationsreaktion <ol><li> Einrichten der Reaktion <ol><li> Füllen der Kühlfalle der Diffusionspumpe mit 4 l flüssigen Stickstoffs. Schalten Sie den Kühlwasserkreislauf des Hochfrequenzgenerators durch den Wasserhahn zu öffnen. Dann schalten Sie den Hochfrequenzgenerator. </li><li> Langsam vorheizen Graphitreaktor durch die Ausgangsleistung des Hochfrequenzgenerators von Hand, in inkrementalen Schritten von 0,1 bis 0,5 kW zunimmt, bis die Reaktionstemperatur etwa 1300 ° C ist. Hinweis: die Temperatur mit dem optischen Pyrometer überwacht und sollte nicht höher als 1.300 ° C sein. Im Normalfall benötigt dieses Verfahren ca. 30 min, und die Endtemperatur wird auf 3,5 kV erreicht. Während des Prozesses wird das Edelstahlgefäß auch warm. </li&gt; <li> Stellen Sie den Wert des Generators auf 1,0 kV, den Reaktor abzukühlen. Füllen Sie den Stahl Dewar mit etwa 30 l flüssigem Stickstoff. Heben den Dewar mit einer Hebebühne, so dass die Reaktionsbehälter innerhalb des Dewar angeordnet ist. Fügen Sie mehr flüssigem Stickstoff auf dem Stahl Dewar das endgültige Niveau von flüssigem Stickstoff zu erreichen. HINWEIS: In den folgenden Schritten wird der Pegel des flüssigen Stickstoffs immer im oberen Drittel des Edelstahlbehälter sein sollte. </li></ol></li><li> Die Durchführung der Reaktion <ol><li> Dampfe das Lösungsmittel tropft. Befestigen Sie die Drop-Rate, so dass alle Lösungsmittel während der Reaktion (4 h) verwendet wird. Schalten Sie den halbkugeligen Heizmantel auf der untersten Ebene Verdunstung zu halten. </li><li> Schließen Sie die feinen Nadel und das Gasventil. Öffnen Sie das HCl-Gefäß. Stellen Sie sicher, dass die angezeigte Spannung am Differenzdruck-Manometer höher als 1600 mV ist. Ist dies nicht der Fall ist, gilt niedrigen Druck am zweiten Anschluß des Manometers durch eine evac Verbindungsuated Gefäß an dem äußeren Anschluß des Manometers. Schreiben Sie den angezeigten Startwert nach unten. </li><li> Erhitzen Sie das Graphitreaktor auf die Endtemperatur von 1300 ° C durch den Wert des Generators auf 3,5 kV eingestellt wird. Öffnen Sie das Gasventil. Öffnen Sie langsam die Feinnadelventil im Reaktionsgas (HCl) mit einer konstanten Rate von 8 mV / min zu lassen. Schauen Sie sich die Rate mindestens alle 10 Minuten und notieren Sie die Messwerte. HINWEIS: Die Steuerung einer konstanten Gasströmungsrate ist absolut notwendig für eine reproduzierbare Reaktion. Wenn ein Massendurchflussregler verwendet wird, kann die Strömungsgeschwindigkeit über ein Computerprogramm gesteuert werden. Andernfalls kann die Steuerung mit der Feststellung der abnehmenden Werten des Differenzdruck-Manometer während der Gaseinlass erfolgen. Die Geschwindigkeit sollte innerhalb von 7-8 mV / min, und die Reaktion ist beendet, wenn der angezeigte Wert von 1,600 mV vermindert wird, die der Summe von 40 mmol HCl verbraucht. HINWEIS: Wenn die Reaktion ausgeführt wird, Wasserstoffgas erzeugt wird, das überwacht werden kanndurch die Erhöhung des Drucks im Inneren der Vorrichtung von etwa 8 x 10-6 mbar auf ca. 4 x 10-5 mbar. </li><li> Gesetzt 2 L des flüssigen Stickstoffs in dem Dewar etwa alle 10 min so dass das Niveau des flüssigen Stickstoffs immer im oberen Drittel des Edelstahlbehälter ist. Dieser Prozess wird 4 Stunden dauern. </li><li> Nachdem der Wert des Differentialmanometers von 1.600 mV verringert wird, schließen Sie das Gasventil. Dann führen die verbleibenden HCl-Gas, das durch langsames Öffnen der Feinnadelventil innerhalb des Gaszufuhrteils ist. Warten Sie, bis der Druck in der Vorrichtung wird niedriger als 4 x 10-5 mbar und schalten Sie dann den Hochfrequenzgenerator und ließ in den verbleibenden Lösungsmittelgemisch bei Bedarf ab. </li><li> Ändern, um die flüssigen Stickstoff gefüllten Dewar-Stahl mit einem isolierten Wanne auf einen Magnetrührer gestellt. Ziehen Sie den Öldiffusionspumpe, die durch das Hauptventil zu schließen und spülen Sie das Gerät mit trockenem Stickstoff (5,0) auf einen Druck um1 atm (Grob Barometer). In ca. 5 kg Fein, pulverisierte Trockeneis in den Eimer, so dass der Behälter aus rostfreiem Stahl wird von außen und Schalter auf dem Magnetrührer gekühlt werden. </li><li> Warten Sie, bis der Magnetrührer frei dreht. Dies zeigt, daß das Reaktionsgemisch geschmolzen. Lassen Sie die Lösung unter Rühren für mindestens 45 min. HINWEIS: Während des Erwärmungsprozesses steigt der Druck und könnte erhalten mehr als 1,2 atm, die auf der rauen Barometer zu sehen ist. Der Überdruck kann über das Ventil in den Rundkolben an der langen Presse Kanüle freigegeben werden. </li><li> Schalten Sie den Rührer. Ändern des Rundkolben an der Presse eine Kanüle zu einer Doppelventil Schlenkrohr, während immer noch mit Trockeneis unter konstantem Stickstoffstrom gekühlt wird. Fixieren die Höhe der Press Kanüle so dass sie den Boden des Edelstahlgefäßes berührt. </li><li> Schieben Sie die Sn (I) Cl-Lösung mit geringem Überdruck, indem man die Ventile an der Doppelventilschlenkrohr zu öffnen. HINWEIS: Die solution sollte tief rot, dunkelbraun bis schwarz sein, wenn konzentriert. </li></ol></li><li> Bestimmen Sie die Qualität der Lösung <ol><li> Halide Titration Nehmen 2 ml der Lösung und löst ihn in 20 ml verdünnter Salpetersäure. 1 ml 30% H 2 O 2 zu und rühre 10 min. Führen Sie eine potentiometrischen Titration von AgNO 3 gegen die Kalomelelektrode. HINWEIS: Die Konzentration des Halogenids sollte ~ 0,2 M. </li><li> Nehmen Sie das Graphitrohr und gewogen, die Menge an verbrauchtem Zinn zu bestimmen, die in zwischen 4 g und 4,8 g betragen sollte. Hinweis: Im Normalfall ist die Menge an umgesetztem Zinn niedriger als die Menge des Halogenids in der Lösung aufgrund der Nebenreaktion: Sn + 2 HCl → SnCl 2 ANMERKUNG: Diese Reaktion erfolgt in kleinen Mengen, aber es wird die Qualität der Lösung und die Fähigkeit der Disproportionierungsreaktion nicht verringern tin cluster Spezies zu bilden. Ein Zinn: c-Verhältnis von 1: 10,2 ist im normalen Bereich. </li></ol></li></ol> 4. Synthese von Sn 10 (Hyp) 4 2 - <ol><li> Vorarbeit <ol><li> Platzieren 2 g (4,4 mmol) LiHyp • 3 THF, hergestellt nach der Literatur 24 und einem kleinen magnetischen Rührstab in einem Schlenkrohr in einer Glovebox. </li><li> Bereiten Sie eine 2-Propanol / Trockeneis Kühlbad bei -78 ° C. Verwenden Sie keine Kryostaten verwenden. </li><li> Legen Sie das Schlenkgefäß im Inneren des Kühlbades und legen beide auf einem Magnetrührer. </li></ol></li><li> Reaktion <ol><li> 20 ml einer 0,2 M SnCl Lösung zu der gekühlten Schlenkgefäß mit 2 g (4,4 mmol) LiHyp • 3 THF über eine Stahl oder Teflon Kanüle. Schalten Sie den Magnetrührer. Lassen Sie die Reaktion laufen und es langsam innerhalb von 3 h auf Raumtemperatur erwärmen. Beachten Sie die Farbe der Reaktionslösung Änderung zu dunkelbraun. HINWEIS: Wenn die Konzentration der Lösung nicht mehr als 0,2 M ist,Einstellen der zugegebene Volumen , so daß 4 mmol Halogenid angewendet werden (beispielsweise 40 ml einer 0,1 M Lösung). </li></ol></li><li> Aufarbeitungsverfahren <ol><li> Stoppen Sie den Rührer und lassen alle unlöslichen Niederschlag im Inneren des Schlenk-Rohr zu begleichen. Dekantiert die schwarze Lösung in ein anderes Gefäß Schlenk. HINWEIS: In den meisten Fällen während der Dekantierung Prozess, es ist sinnvoll, um den Niederschlag mit einer Lampe zu überprüfen vollständige Umwandlung des Überstands zu gewährleisten. Die nicht löslichen Niederschlag LiCl kann an der Unterseite als grauer Feststoff identifiziert werden. </li><li> Hinzufügen 0,2 ml TMEDA (TMEDA = N, N, N &#39;, N&#39; N&#39; - Tetramethylethylendiamin) zu dem Gemisch und lassen es über Nacht stehen. Schwarz, wachsen tetraedrische Kristalle in der Lösung. Nach Isolierung, Identifizierung der Kristalle über Protonen - NMR als Li 2 (tmeda) 4 Sn 10 Hyp 4 23. HINWEIS: Im Laufe der Zeit erzeugt, die Mutterlauge weitere Kristalle des Produkts. Daher Speichern des mother Lauge für mindestens einen Monat wird empfohlen, die Ausbeute zu erhöhen. Einengen der Mutterlauge kann auch hilfreich sein, um weitere Kristallisation zu initiieren. </li><li> Um Kristalle für die Röntgenkristallstrukturanalyse erhalten, kristallisiere den Cluster auf folgende Weise: Man löst 150 mg Li 2 (tmeda) 4 Sn 10 Hyp 4 bei -40 ° C in 15 ml absolutem THF. Hinzufügen in 1 ml 12-Krone-4 (5 g in 25 ml Toluol) zu dem Gemisch. Die Lösung sollte grün sein, dunkel und muss bei -30 ° C gelagert werden, da der Cluster in THF bei Raumtemperatur nicht stabil ist. </li><li> Nach einem Tag erhalten große Blöcke von Li 2 (12-Krone-4) 4 Sn 10 Hyp 4 (140 mg). Verwenden Sie eine der Einkristalle für die Strukturanalyse (Abbildung 9) unter Verwendung von Röntgenkristallographie 23. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Goesmann, H., Feldmann, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticulate+Functional+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Nanoparticulate Functional Materials.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 49, 1362-1395 (2010).</li>
<li>Purath, A., Köppe, R., Schnöckel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%5BAl7%7BN%28SiMe3%292%7D6%5D-%3A+A+first+step+towards+aluminum+metal+formation+by+disproportionation%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">[Al7{N(SiMe3)2}6]-: A first step towards aluminum metal formation by disproportionation.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 38, 2926-2927 (1999).</li>
<li>Schnöckel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metalloid+Al-+and+Ga-clusters%3A+a+novel+dimension+in+organometallic+chemistry+linking+the+molecular+and+the+solid-state+areas%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Dalton+Trans%22%5BJournal%5D)">Metalloid Al- and Ga-clusters: a novel dimension in organometallic chemistry linking the molecular and the solid-state areas?</a> Dalton Trans. , 3131-3136 (2005).</li>
<li>Hu, K. -J., Plant, S. R., Ellis, P. R., Brown, C. M., Bishop, P. T., Palmer, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+Resolution+Observation+of+a+Size-Dependent+Change+in+the+Ripening+Modes+of+Mass-Selected+Au+Nanoclusters+Involved+in+CO+Oxidation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Atomic Resolution Observation of a Size-Dependent Change in the Ripening Modes of Mass-Selected Au Nanoclusters Involved in CO Oxidation.</a> J. Am. Chem. Soc. 137 (48), 15161-15168 (2015).</li>
<li>Schnöckel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structures+and+Properties+of+Metalloid+Al+and+Ga+Clusters+Open+Our+Eyes+to+the+Diversity+and+Complexity+of+Fundamental+Chemical+and+Physical+Processes+during+Formation+and+Dissolution+of+Metals%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Structures and Properties of Metalloid Al and Ga Clusters Open Our Eyes to the Diversity and Complexity of Fundamental Chemical and Physical Processes during Formation and Dissolution of Metals.</a> Chem. Rev. 110, 4125-4163 (2010).</li>
<li>Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metalloid+Cluster+Compounds+of+Germanium%3A+Novel+Structural+Motives+on+the+Way+to+Elemental+Germanium%21%5BTitle%5D)+AND+%22New+J.+Chem%22%5BJournal%5D)">Metalloid Cluster Compounds of Germanium: Novel Structural Motives on the Way to Elemental Germanium!</a> New J. Chem. 34, 2079(2010).</li>
<li>Schrenk, C., Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metalloid+Sn+clusters%3A+properties+and+the+novel+synthesis+via+a+disproportionation+reaction+of+a+monohalide%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Inorg.+Chem%22%5BJournal%5D)">Metalloid Sn clusters: properties and the novel synthesis via a disproportionation reaction of a monohalide.</a> Rev. Inorg. Chem. 34, 93-118 (2014).</li>
<li>Jin, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomically+precise+metal+nanoclusters%3A+stable+sizes+and+optical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Atomically precise metal nanoclusters: stable sizes and optical properties.</a> Nanoscale. 7, 1549-1565 (2015).</li>
<li>Schnepf, A. Metalloid. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchnepf%2C+A+%22Clusters+in+Structure+and+Bonding+-+Clusters+-+Contemporary+Insight+in+Structure+and+Bonding%22">Clusters in Structure and Bonding - Clusters - Contemporary Insight in Structure and Bonding</a>. Dehnen, S. , accepted (2016).</li>
<li>Brynda, M., Herber, R., Hitchcock, P. B., Lappert, M. F., Nowik, I., Power, P. P., Protchenko, A. V., Ruzicka, A., Steiner, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Higher-Nuclearity+Group+14+Metalloid+Clusters%3A+%5BSn9%7BSn%28NRR%27%29%7D6%5D%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Higher-Nuclearity Group 14 Metalloid Clusters: [Sn9{Sn(NRR')}6].</a> Angew. Chem. Int. Ed. 45, 4333-4337 (2006).</li>
<li>Klinkhammer, K. W., Xiong, Y., Yao, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+lead+clusters+-+from+unexpected+discovery+to+rational+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Molecular lead clusters - from unexpected discovery to rational synthesis.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 43, 6202-6204 (2004).</li>
<li>Richards, A. F., Brynda, M., Olmstead, M. M., Power, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+Ge5R4%28R+%3D+CH%28SiMe3%292%2C+C6H3-2%2C6-Mes2%29%3A+Germanium+Clusters+of+a+New+Structural+Type+with+Singlet+Biradical%5BTitle%5D)+AND+%22Organometallics%22%5BJournal%5D)">Characterization of Ge5R4(R = CH(SiMe3)2, C6H3-2,6-Mes2): Germanium Clusters of a New Structural Type with Singlet Biradical.</a> Organometallics. 23, 2841-2844 (2004).</li>
<li>Desireddy, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrastable+silver+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Ultrastable silver nanoparticles.</a> Nature. 501, 399-402 (2013).</li>
<li>Jadzinsky, P. D., Calero, G., Ackerson, C. J., Bushnell, D. A., Kornberg, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure+of+a+Thiol+Monolayer-Protected+Gold+Nanoparticle+at+1.1+%C3%85+Resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Structure of a Thiol Monolayer-Protected Gold Nanoparticle at 1.1 Å Resolution.</a> Science. , 430-433 (2007).</li>
<li>Schnepf, A., Schnöckel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metalloid+aluminum+and+gallium+clusters%3A+Element+modifications+on+the+molecular+scale%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.%2C+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Metalloid aluminum and gallium clusters: Element modifications on the molecular scale?</a> Angew. Chem., Int. Ed. 41, 3532-3554 (2002).</li>
<li>Ecker, A., Weckert, E., Schnöckel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+structural+characterization+of+an+Al77+cluster%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Synthesis and structural characterization of an Al77 cluster.</a> Nature. 387, 379-381 (1997).</li>
<li>Schnepf, A., Schnöckel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+structure+of+a+Ga84R204-+cluster-a+link+between+metalloid+clusters+and+fullerenes%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Synthesis and structure of a Ga84R204- cluster-a link between metalloid clusters and fullerenes?</a> Angew. Chem. Int. Ed. 40, 712-715 (2001).</li>
<li>Schrenk, C., Köppe, R., Schellenberg, I., Pöttgen, R., Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+tin%28I%29bromide.+A+novel+binary+halide+for+synthetic+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Z.+Anorg.+Allg.+Chem%22%5BJournal%5D)">Synthesis of tin(I)bromide. A novel binary halide for synthetic chemistry.</a> Z. Anorg. Allg. Chem. 635, 1541-1548 (2009).</li>
<li>Schnepf, A., Köppe, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthese+von+Germanium%28I%29bromid.+Ein+erster+Schritt+zu+neuen+Clusterverbindungen+des+Germaniums%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Z.+Anorg.+Allg.+Chem%22%5BJournal%5D)">Synthese von Germanium(I)bromid. Ein erster Schritt zu neuen Clusterverbindungen des Germaniums?</a> Z. Anorg. Allg. Chem. 628, 2914-2918 (2002).</li>
<li>Uhlemann, F., Köppe, R., Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+metastable+Si%28II%29X2solutions+%28X+%3D+F%2C+Cl%29.+A+Novel+Binary+Halide+for+Synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Z.+Anorg.+Allg.+Chem%22%5BJournal%5D)">Synthesis of metastable Si(II)X2solutions (X = F, Cl). A Novel Binary Halide for Synthesis.</a> Z. Anorg. Allg. Chem. 640, 1658-1664 (2014).</li>
<li>Schenk, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Formal+Combination+of+Three+Singlet+Biradicaloid+Entities+to+a+Singlet+Hexaradicaloid+Metalloid+Ge14%5BSi%28SiMe3%293%5D5Li3%28THF%296Cluster%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">The Formal Combination of Three Singlet Biradicaloid Entities to a Singlet Hexaradicaloid Metalloid Ge14[Si(SiMe3)3]5Li3(THF)6Cluster.</a> J. Am. Chem. Soc. 133, 2518-2524 (2011).</li>
<li>Schrenk, C., Schellenberg, I., Pöttgen, R., Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+formation+of+a+metalloid+Sn10%5BSi%28SiMe3%293%5D6cluster+compound+and+its+relation+to+the+%CE%B1%E2%86%94%CE%B2+tin+phase+transition%5BTitle%5D)+AND+%22Dalton+Trans%22%5BJournal%5D)">The formation of a metalloid Sn10[Si(SiMe3)3]6cluster compound and its relation to the α↔β tin phase transition.</a> Dalton Trans. 39, 1872-1876 (2010).</li>
<li>Schrenk, C., Winter, F., Pöttgen, R., Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%7BSn10%5BSi%28SiMe3%293%5D4%7D2-+%3A+A+high+reactive+metalloid+tin+cluster+with+an+open+ligand+shell+for+further+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eur.+J%22%5BJournal%5D)">{Sn10[Si(SiMe3)3]4}2- : A high reactive metalloid tin cluster with an open ligand shell for further applications.</a> Chem. Eur. J. 21, 2992-2997 (2015).</li>
<li>Gutekunst, G., Brook, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tris%28trimethylsilyl%29silyllithium.3+THF%3A+a+stable+crystalline+silyllithium+reagent%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Organomet.+Chem%22%5BJournal%5D)">Tris(trimethylsilyl)silyllithium.3 THF: a stable crystalline silyllithium reagent.</a> J. Organomet. Chem. 225, 1-3 (1982).</li>
<li>Timms, P. L. Techniques of Preparative Cryochemistry. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTimms%2C+PL+%22Cryochemistry%22">Cryochemistry</a>. , Wiley. New York. 61-136 (1976).</li>
<li>Schrenk, C., Gerke, B., Pöttgen, R., Clayborne, A., Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactions+with+a+Metalloid+Tin+Cluster+%7BSn10%5BSi%28SiMe3%293%5D4%7D2-%3A+Ligand+Elimination+versus+Coordination+Chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry%22%5BJournal%5D)">Reactions with a Metalloid Tin Cluster {Sn10[Si(SiMe3)3]4}2-: Ligand Elimination versus Coordination Chemistry.</a> Chemistry. 21, 8222-8228 (2015).</li>
<li>Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemistry+Applying+Metalloid+Tin+Clusters%5BTitle%5D)+AND+%22Phosphorus%2C+Sulfur+and+Silicon+and+the+Related+Elements%22%5BJournal%5D)">Chemistry Applying Metalloid Tin Clusters.</a> Phosphorus, Sulfur and Silicon and the Related Elements. 191, 662-664 (2016).</li>
</ol>

Die Autoren erklären keine Interessenkonflikte.

Durch Anwendung der präparativen Cokondensation Technik (Figur 1) 25, neuartige Materialien auf Basis von Molekülen wie SnBr erhalten werden. Aufgrund der hohen Flexibilität bei der Temperatur, Druck, Metall und reaktives Gas kann eine große Vielzahl von metastabilen Lösungen hoher reaktiver Spezies synthetisiert werden. Zum Beispiel werden Subhalogenide aus Silizium und Germanium bereits auf diese Weise erhalten. Doch die richtigen Bedingungen zu finden , eine metastabile Lösung für die weit...

Aufgrund der jüngsten Fortschritte auf dem Gebiet der Nanotechnologie, wurde die nanoskaligen Größenbereich zwischen den Molekülen und festen Zustand immer mehr an Bedeutung und steht im Mittelpunkt der verschiedenen Forschungsanstrengungen 1. Forschung mit nanoskaligen Verbindungen ist besonders von Interesse für die Metalle oder Halbmetalle, wie drastische Veränderungen bei der Umwandlung von kleinen Molekülspezies nehmen (zB Oxide, Halogenide: nichtleitend, zB AlCl 3, AuCl 3, GeO 2, etc.) zu metalloiden Cluster 2 der allgemeinen m n R m Formeln (n&gt; m; m = Metall, wie Al, Au, Sn, usw., R = Liganden , wie beispielsweise SC 6 H 4 -COOH, N (SiMe 3) 2, etc.), auf die endgültige Masse elementaren Phase (Metall: leitend, halb~~POS=TRUNC: halb, zB elementares Al, Au oder Ge) 3. Die Synthese eines bestimmten Molekular nanoskaligen compound ist eine Herausforderung aufgrund seiner metastabilen Charakter. Viele synthetische Verfahren geben Metallnanoteilchen mit einer bestimmten Größenverteilung 4, eine Mischung aus Metalloid Clusterverbindungen unterschiedlicher Größen bedeutet. Folglich wird eine Basis für eine Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von nanoskaligen Materialien, synthetische Verfahren herzustellen müssen bestimmte nanoskaligen molekulare Verbindungen Zugriff entwickelt werden. Diese bestimmten molekularen Verbindungen (metalloiden Cluster im Falle von Metallen 5, 6, 7, 8) wird Aufschluss über die Komplexität und die Grundprinzipien der täuschend einfache Chemie, wie die Auflösung und die Bildung von Metallen 9. Einen Syntheseweg metalloiden Clustern verschiedener Metalle zuzugreifen beginnt aus der Reduktion von stabilen Vorstufen , die reduziert sind ein Metalloid Cluster zu bilden, meist in geringen Ausbeuten (beispielsweise Metalloid der Gruppe 14 Cluster wie Sn 15 </sub&gt; (DippNSiMe 3) 6 (Dipp = 2,6-iPr 2 C 6 H 3) 10, Pb 10 (Hyp) 6 (Hyp = Si (SiMe 3) 3) 11 oder Ge 5 (CH (SiMe 3 ) 2) 4 12). Darüber hinaus wird eine zunehmende Anzahl von metalloiden Clustern von Münzmetalle werden über die Reduktion von Vorläufern in Gegenwart eines Trapping-Ligand synthetisiert wie [Ag 44 (p-MBA) 30] 4 - (p-MBA = p-Mercaptobenzoesäure) 13 und Au 102 (p-MBA) 44 14. Neben dem Syntheseweg der reduktiven Dehalogenierung Anwendung Schnöckel et al. einen Syntheseweg zu Metalloid der Gruppe 13 Cluster eingeführt durch die Disproportionierungsreaktion von hochreaktivem metastabilen Monohalogeniden des entsprechenden Elements der Anwendung (beispielsweise 3AlCl → 2Al + AlCl 3). Die Synthese vondie benötigten Monohalogeniden wird dabei über eine präparative Cokondensation Technik durchgeführt, wo bei hohen Temperaturen, Gasphasenmoleküle AlX und GaX (X = Cl, Br, I) synthetisiert werden und anschließend in einer Matrix aus gefrorenen Lösungsmittel (Abbildung 1 gefangen ) 15. Diese Technik gibt somit den Zugang zu neuartigen Reagenzien, um den Weg zu neuen Bereichen der Chemie Öffnung ( zum Beispiel von den metastabilen Monohalogenide starten, metalloiden Clustern mit Durchmessern im Nanometer - Bereich wie [Al 77 (N (SiMe 3) 2) 20] 2 - oder [84 Ga (N (SiMe 3) 2) 20] 4 - konnte erhalten werden) 16, 17. Der Syntheseweg über die Disproportionierungsreaktion ist somit die produktivste, was zu Clustern mit Durchmessern im Nanometer-Bereich. Allerdings ist diese Syntheseroute ist nur möglich, wenn eine metastabile GaI-Halogenid bei der Hand ist, die DISPROportionates bei niedrigen Temperaturen (in der Regel weit unter 0 ° C). Auch hier sind im Fall der Gruppe 14, Monohalogenide erforderlich, da die subvalente Dihalogenide MX 2 (M = Ge, Sn, Pb) sind zu stabil und unverhältnismäßig bei Temperaturen weit über 100 ° C. Die Synthese von metastabilen Gruppe 14 Monohalogenid Lösungen ist über die präparative Co-Kondensationstechnik. Allerdings Gruppe 14 Monohalogenide sind bei viel höheren Temperaturen in Bezug auf die Gruppe 13 Monohalogenide erhalten, die als Gasphasenspezies bei 1000 ° C leicht verfügbar sind. Daher wird SnBr bei 1.250 in maximaler Ausbeute 18 ° C, während GeBr 19 sowie SiCl 2 20, bei noch höheren Temperaturen erhalten wird , bis zu 1.600 ° C. Die Monohalogeniden sind &quot;gefangen&quot; über eine präparative Cokondensation Technik (Figur 1), was zu einer metastabilen Monohalogenid Lösungen. Ausgehend von diesen metastabilen Lösungen waren wir vor kurzem eine Vielfalt zu synthetisieren können of neuartigen metalloiden Gruppe 14 Clusterverbindungen von Germanium und Zinn, nämlich [Li (thf) 2] 3 [Ge 14 (Hyp) 5] (Hyp = Si (SiMe) 3) 21, 10 Sn (Hyp) 6 22, und { [Li ([12] Krone-4) 2]} 2 [Sn 10 (Hyp) 4] 23. Hier präsentieren wir die Synthese eines metastabilen Sn (I) Cl - Lösung innerhalb eines selbst gemachten Co-Kondensationsapparat und beschreiben seine Reaktivität mit LiHyp den metalloiden Cluster [Sn 10 (Hyp) 4] um 2 - 1 in hoher Ausbeute.

<table><tbody><tr><td>Zinn, 99,999 %</td> <td>ABCR</td><td>AB122397</td><td></td></tr><tr><td>Chlorwasserstoff N28, 99,8 %</td> <td>Air Liquide</td><td>P0820S10R0A001</td><td>giftiges</td></tr><tr><td>Toluol wasserfrei, 99,8 %</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>244511</td><td></td></tr><tr><td>Tri-n-butylphosphin, > 93,5%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>90827</td><td>Toxisches</td></tr><tr><td>TMEDA, > 99,5%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>411019</td><td></td></tr><tr><td>12-Kronen-4</td><td>Sigma Aldrich</td><td>194905</td><td>Giftiges</td></tr><tr><td>THF wasserfrei, > 99,9 %</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>401757</td><td></td></tr><tr><td>Natrium, 99,95 %</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>262715</td><td></td></tr><tr><td>Benzophenon, > 99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>427551</td><td></td></tr><tr><td>Differenzdruckmanometer</td><td>MKS</td><td>MKS Baratron 223B</td><td></td></tr><tr><td>Massendurchflussregler</td><td>Bronckhorst&nbsp;</td><td>Niedrig & Delta; p Durchfluss-Massendurchflussregler</td><td></td></tr><tr><td>Hochfrequenz-Generator</td><td>Trumpf H&uuml; ttinger</td><td>TruHeat MF 5020</td><td></td></tr><tr><td>NMR-Spektrometer</td><td>Bruker</td><td>Bruker DRX-250</td><td></td></tr><tr><td>Glovebox</td><td>GS Systemtechnik</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Argon 5.0</td><td>Westfalen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stickstoff 4.8</td><td>Westfalen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Graphit</td><td>SGL</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Quarzglasrohr</td><td>Gebr. Rettberg GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stahltransferkanüle</td><td>Rohre Ketterer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Balance</td><td>Kern</td><td>Kern PFB200-3</td><td></td></tr><tr><td>Öldiffusionspumpe</td><td>Balzers</td><td>Balzers Diff900</td><td></td></tr><tr><td>Drehschieberpumpe</td><td>Balzers Balzers</td><td>QK100L4D</td><td></td></tr><tr><td>Pyrometer</td><td>Sensotherm</td><td>6285</td><td></td></tr><tr><td>Schlenk Rohre mit glasige Absperrhähne</td><td>Gebr. Rettberg GmbH</td><td>J.-Young-Ventil mit glasigem Absperrhahn</td><td></td></tr></tbody></table>

die synthese von [sn<sub&gt; 10</sub&gt; (si (sime<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 4</sub&gt;]<sup&gt; 2</sup<sup&gt; -</sup&gt; eine metastabile sn (i) halogenidlösung verwendung über eine co-kondensationstechnik synthetisierter

The Synthesis of [Sn10(Si(SiMe3)3)4]2- Using a Metastable Sn(I) Halide Solution Synthesized via a Co-condensation Technique

Die Anzahl von gut charakterisierten Metalloid Zinncluster, synthetisiert durch die Disproportionierung eines metastabilen Sn (I) -halogenid in Gegenwart einer sterisch anspruchsvollen Liganden Anwendung hat in den letzten Jahren zugenommen. Die metastabile Sn (I) halogenid auf &quot;Weltraum conditions&quot; über die präparative Co-Kondensationstechnik synthetisiert. Dadurch wird der GaI - Halogenid in einem Ofen bei hohen Temperaturen synthetisiert, etwa 1.300 ° C und bei vermindertem Druck durch die Reaktion von elementarem Zinn mit Halogenwasserstoffgas (zB HCl). Die GaI - Halogenid (beispielsweise SnCl) innerhalb einer Matrix eines inerten Lösungsmittels eingefangen, wie Toluol , bei -196 ° C. Erwärmen der festen Matrix auf -78 ° C ergibt eine metastabile Lösung des GaI-Halogenid. Die metastabile Lösung GaI-Halogenid ist hochreaktiv, sondern kann bei -78 ° C für mehrere Wochen gelagert werden. Beim Erwärmen tritt die Lösung auf Raumtemperatur, einer Disproportionierungsreaktion zu elementarem Zinn führen und die entsprechendeDihalogenid. Durch Anlegen sperrigen Liganden wie Si (SiMe 3) 3, die Zwischen Metalloid Clusterverbindungen können vor der vollständigen Disproportionierung zu elementarem Zinn eingefangen werden. Daher ergibt die Reaktion eines metastabilen Sn (I) Cl - Lösung mit Li-Si (SiMe 3) 3 [Sn 10 (Si (SiMe 3) 3) 4] 2 - 1 als schwarze Kristalle in hoher Ausbeute. 1 ist über eine komplexe Reaktionsfolge einschließlich Salzmetathese, Disproportionierung und Abbau von größeren Clustern gebildet. Weiterhin kann 1 durch verschiedene Verfahren , wie NMR oder Einkristall - Röntgenstrukturanalyse analysiert werden.

Das Prinzip der Matrixisolationstechnik in Konjugation mit der präparativen Co-Kondensationstechnik dargestellt (Abbildung 1), sowie der Aufbau der Co-Kondensationsvorrichtung (2) und der Graphitreaktor (3). Die 4 und 5 zeigen Fotos von der Montage des Co-Kondensationsvorrichtung. In Figur 6 sind die Gaszuführungskomponenten mit dem Massendurchflussregler gezeigt ist . 7 zeigt</s...

Die Disproportionierungsreaktion einer metastabilen Sn(I)-chlorid-Lösung, die mit der präparativen Co-Kondensationstechnik erhalten wurde, wird für die Synthese einer metalloiden Zinn-Cluster-Verbindung verwendet.

Die Synthese von [Sn<sub&gt; 10</sub&gt; (Si (SiMe<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 4</sub&gt;]<sup&gt; 2</sup<sup&gt; -</sup&gt; Eine metastabile Sn (I) halogenidlösung Verwendung über eine Co-Kondensationstechnik Synthetisierter

The number of well-characterized metalloid tin clusters, synthesized by applying the disproportionation of a metastable Sn(I) halide in the presence of a ...

Das übergeordnete Ziel der präparativen Co-Kondensationsmethode besteht darin, neuartige Reagenzien zugänglich zu machen, die auf Molekülen basieren, welche mit klassischen synthetischen Verfahren nicht erreichbar sind; dies eröffnet neue Bereiche in der Chemie. Der Hauptvorteil dieser Methode liegt darin, dass hochreaktive Reagenzien erhalten werden und nachfolgende Reaktionen bei tiefen Temperaturen durchgeführt werden können, was für die Synthese metastabiler metallartiger Cluster von Bedeutung ist. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen im Bereich der Nanotechnologie zu beantworten, da Struktur-Eigenschafts-Beziehungen anhand strukturell gut charakterisierter metallartiger Clusterverbindungen etabliert werden könnten.Obwohl die metastabile Zinn-Halogenid-Lösung Zugang zu nanoskaligen Clustern ermöglicht, könnte sie auch für die Koordinations- oder Adduktschemie oder für die Synthese neuartiger Materialien verwendet werden. Die visuelle Demonstration dieser Methode ist entscheidend, da die Konstruktionsschritte aufgrund der hohen Komplexität der Ko-Kondensationsapparatur schwer zu erlernen sind. Füllen Sie zunächst fünf Reaktionskammern mit sechs Gramm elementarem Zinn.Stapeln Sie die Reaktionskammern über einem Endring, wobei jede um 30 Grad gedreht ist, und befestigen Sie den Stapel mit einer 0,7 Millimeter dicken Graphitstange. Setzen Sie den Stapel in ein hohles Graphitrohr ein, sodass die Löcher des Endrings mit den Löchern im Graphitrohr übereinstimmen. Sichern Sie die Anordnung mit einer zweiten 0,7 Millimeter dicken Graphitstange.Danach das gesamte Setup mit einer Waage wiegen und den Wert notieren, um die während der Reaktion verbrauchte Zinnmenge zu bestimmen. Anschließend den Graphitreaktor in die Kupferinduktionsspule einer Kondensationsapparatur einsetzen und den Schlauch der Leitung durch die zentrale Öffnung der oberen Kupferplatte führen, die über der Induktionsspule angebracht ist. Den Schlauch der Leitung mit einer Dichtung und einer Schraubmutter an einer Chlorwasserstoffzuleitung befestigen.Überprüfen Sie die Position des Reaktors innerhalb der Spule, um sicherzustellen, dass der Reaktor um fünf, plus oder minus 0,5, Millimeter aus der Spule herausragt. Verbinden Sie die Kühlschutzhaube mit den Wasseranschlüssen des Steckers mithilfe von Schraubmuttern. Nachdem die Kühlschutzhaube auf der anderen Seite mit einer Schraube befestigt wurde, testen Sie die Wasserdichtheit des Kühlkreislaufs, indem Sie das Leitungswasser für 30 Sekunden öffnen.Befestigen Sie danach die Glasfaser eines Pyrometers mit einer Schraube am Halter am Kupferschild. Befestigen Sie den Lösungsmitteldampfverteiler mit einer Schraubmutter und stellen Sie sicher, dass er mittig unter der Öffnung des Kupferschilds sitzt. Überprüfen Sie erneut, ob sich der Graphitreaktor noch in der Mitte der Induktionsspule befindet und ob kein Kontakt zwischen der Spule und dem oberen Kupferblech besteht.Verbinden Sie ein Stahlrohr mit einem Ventil mit dem Dampfdiffusor. Befestigen Sie nun den Schlenk-Kolben für die Lösungsmittelverdampfung am Ventil. Schließen Sie eine zuvor vorbereitete Flasche mit Lösungsmittelgemisch an den Schlenk-Kolben an.Dann fügen Sie ein halbkugelförmiges Heizmantel dem Verdampfungs-Schlenk-Gefäß hinzu. Verbinden Sie eine lange Stahlkanüle mit der Apparatur mittels einer Schraubmutter und verschließen Sie das äußere Abzweigrohr mit einem kleinen Rundkolben. Nachdem Sie einen 10 cm langen magnetischen Rührstab in ein Edelstahlgefäß eingelegt haben, setzen Sie eine Dichtung in die Vertiefung des Flansches ein und verbinden das Gefäß mit der Kondensationsapparatur.Als Nächstes verbinden Sie das Glasgefäß, das Chlorwasserstoff enthält, mit einem kleinen Stahlrohr und anschließend mit einem Vier-Wege-Adapter. Schließen Sie den hinteren Ausgang des Vier-Wege-Adapters mit einer Blindflansch ab. Anschließend verbinden Sie einen differentiellen Druckmanometer mit dem vorderen Ausgang und installieren ein Ventil am oberen Ausgang.Schließen Sie nun ein feinjustierbares Nadelventil an das Ventil am oberen Ausgang des Vierpunktadapters an. Verbinden Sie anschließend den Gaszufuhrteil mit der Kondensationsapparatur über ein langes Stahlrohr. Nach erfolgter Montage wird die Kondensationsapparatur über Nacht auf einen Enddruck von etwa 10⁻⁵ Millibar evakuiert.Am nächsten Tag füllen Sie die Kühlstrecke einer Öldiffusionspumpe mit vier Litern flüssigem Stickstoff. Schalten Sie den Kühlwasserkreislauf eines Hochfrequenzgenerators ein und öffnen Sie das Leitungswasser. Nachdem der Generator eingeschaltet wurde, heizen Sie den Graphitreaktor langsam aus, indem Sie die Ausgangsleistung schrittweise um 0,1 bis 0,5 Kilowatt erhöhen, bis die Reaktionstemperatur etwa 1300 Grad Celsius beträgt.Nach dem Ausheizen stellen Sie den Wert des Generators auf 1,0 Kilowatt ein, um den Reaktor abzukühlen. Nachdem Sie einen Stahldewar mit 30 Litern flüssigem Stickstoff gefüllt haben, heben Sie ihn mit einer Hubplattform an, sodass sich das Reaktionsgefäß innerhalb des Dewars befindet. Füllen Sie anschließend weiteren flüssigen Stickstoff in den Dewar, um den endgültigen Füllstand des flüssigen Stickstoffs zu erreichen.Schalten Sie das halbrunde Heizmantel auf der niedrigsten Stufe ein, um die Verdampfung aufrechtzuerhalten. Verdampfen Sie zu diesem Zeitpunkt das Lösungsmittel tropfenweise. Stellen Sie die Tropfgeschwindigkeit so ein, dass während der Reaktion das gesamte Lösungsmittel verbraucht wird.Schließen Sie die Feinnadel und das Gasventil, öffnen Sie dann das Glasgefäß, das Chlorwasserstoff enthält. Wenn die angezeigte Spannung am Differenzdruckmanometer nicht höher als 1600 Millivolt ist, leiten Sie einen Unterdruck an der zweiten Anschlussstelle des Manometers ein, indem Sie ein evakuiertes Gefäß mit der äußeren Anschlussstelle des Manometers verbinden. Notieren Sie den angezeigten Startwert.Als Nächstes erhitzen Sie den Graphitreaktor auf 1300 Grad Celsius, indem Sie den Wert des Generators auf 3,6 Kilowatt einstellen. Nach dem Öffnen des Gasventils öffnen Sie langsam das Feinnadelventil, um das Chlorwasserstoffgas mit einer konstanten Rate von acht Millivolt pro Minute zuzuführen. Überprüfen Sie die Rate mindestens alle 10 Minuten und notieren Sie die gemessenen Werte.Gebe alle zehn Minuten etwa zwei Liter fl&uuml;ssigen Stickstoff in das Dewar-Gef&auml;&szlig;, sodass der Pegel des fl&uuml;ssigen Stickstoffs stets im oberen Drittel des Edelstahlgef&auml;&szlig;es bleibt. Sobald der Wert des Differenzmanometers um 1600 Millivolt abgenommen hat, schlie&szlig;e das Gasventil. Danach wird das verbleibende Chlorwasserstoffgas aus dem Gasversorgungsteil eingeleitet, indem das Feinnadelventil langsam ge&ouml;ffnet wird, und anschlie&szlig;end der Hochfrequenzgenerator abgeschaltet.Trennen Sie die Öldiffusionspumpe, indem Sie das Hauptventil schließen, und spülen Sie die Apparatur mit trockenem Stickstoff auf einen Druck von etwa einem Atmosphärenwert aus. Ersetzen Sie den mit flüssigem Stickstoff gefüllten Stahldewar durch einen isolierten Eimer, der auf einem magnetischen Rührer platziert ist. Geben Sie anschließend etwa fünf Kilogramm feines pulverförmiges Trockeneis in den Eimer und schalten Sie den magnetischen Rührer ein.Nachdem die Lösung mindestens 45 Minuten gerührt wurde, ersetzen Sie den Rundkolben am Drucktropftrichter durch ein Doppelventil-Schlenkrohr, während Sie weiterhin mit Trockeneis kühlen und ein konstanter Stickstoffstrom aufrechterhalten wird. Stellen Sie die Höhe des Drucktropftrichters so ein, dass diese die Unterseite des Edelstahlgefäßes berührt. Drücken Sie nun die Zinnchloridlösung mit leichtem Überdruck heraus, indem Sie die Ventile am Doppelventil-Schlenkrohr öffnen.Zur Bestimmung der Lösungsqualität eine Halogenid-Titration durchführen, indem zwei Milliliter der Lösung in 50 Milliliter verdünnter Salpetersäure gelöst werden. Anschließend ein Milliliter 30-prozentiges Wasserstoffperoxid zur Mischung geben. Nach 10-minütigem Rühren eine potentiometrische Titration mit Silbernitrat gegen die Kalomel-Elektrode durchführen.Danach das Graphitrohr wiegen, um die Menge des verbrauchten Zinns zu bestimmen, die zwischen 4 und 4,8 Gramm liegen sollte. Mit einer Stahl- oder Teflonkanüle 20 Milliliter der 0,2-molaren Zinnchloridlösung zu einem gekühlten Schlenk-Behälter hinzufügen, der zwei Gramm der Ligno-Quelle enthält. Den Magnetrührer einschalten, sodass die Reaktion gerührt wird, und innerhalb von drei Stunden langsam auf Raumtemperatur erwärmen.Wenn die Reaktion abgeschlossen ist, stoppen Sie den Magnetrührer und lassen Sie den gesamten unlöslichen Niederschlag im Schlenk-Röhrchen absetzen. Danach filtrieren Sie die dunkelbraune Lösung in ein anderes Schlenk-Gefäß. Geben Sie abschließend 0,2 Milliliter TMEDA zum Gemisch hinzu und lassen Sie es über Nacht stehen, um schwarze Kristalle bilden zu können.Nach der Isolierung identifizieren Sie die Kristalle mittels Protonen-NMR. Das Prinzip der matrixunterstützten Isolierungstechnik in Verbindung mit der präparativen Co-Kondensationstechnik wird hier gezeigt. Ein Schema des Aufbaus der Co-Kondensationsapparatur ist hier dargestellt.Hier ist der synthetische Weg zur metallartigen Clusterverbindung eins dargestellt, wobei die Disproportionierungsreaktion des metastabilen subvalenten Zinnchlorids angewendet wird. Die Protonen-, Kohlenstoff- und Silicium-NMR-Spektren der metallartigen Zinn-10-Cluster-Kristalle werden hier gezeigt. Die molekulare Struktur der Verbindung eins, bestimmt durch Röntgenkristallographie, ist hier dargestellt.Wenn die Methode einmal beherrscht ist, kann die Kondensation innerhalb von zwei Tagen durchgeführt werden, sofern sie ordnungsgemäß ausgeführt wird. Die Synthese des metallartigen Zinn-10-Clusters erfordert eine weitere Woche für die Kristallisation des Produkts. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig zu beachten, dass die Einstellungen während der Kondensationsreaktion konstant gehalten werden müssen, um eine geeignete metastabile Lösung zu erhalten, die für die Synthese von metallartigen Clustern verwendet werden kann.Nach Durchführung dieses Verfahrens können anschließende Reaktionen mit dem Metalloid-Zinn-10-Cluster durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen wie die chemische Reaktivität von Metalloid-Zinn-Clustern zu beantworten. Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik der Forschung im Bereich der Nanotechnologie den Weg, um Eigenschaften an definierten nano-skalierten Metalloid-Cluster-Verbindungen zu untersuchen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie die präparative Kondensation durchgeführt wird, was zu neuen Reagentien führt, die auf Molekülen basieren, die über klassische Syntheseverfahren nicht zugänglich sind, und somit neue Bereiche in der Chemie erschließt.Es sollte nicht vergessen werden, dass die Arbeit mit einer Kondensationsapparatur und der hochreaktiven, metastabilen Subhalogenidlösung äußerst gefährlich sein kann, und beim Durchführen der Reaktionen sollte persönliche Schutzausrüstung wie Schutzbrille, Handschuhe und Abzugshaube getragen werden.

the-synthesis-sn10-si-sime3-3-42-using-metastable-sn-i-halide

Research

Forschung

JoVE Journal

Chemistry

Chemie

Es wird ein Protokoll für die Seeding-Synthese von stäbchenförmigen und tetrapodenförmigen Mehrkomponenten-Nanostrukturen, bestehend aus CdS und CdSe, vorgestellt.

Gesetzt Synthese von CdSe / CdS-Nanokristalle Rod und Tetrapod

Die Synthese von Chalkogenidoplumbaten(II,IV) über die in situ Reduktion von nominalem "PbCh2" (Ch = Chalkogen) und über eine Festkörperreaktion und nachfolgende solvothermale Reaktionen wird vorgestellt. Zusätzlich werden Reaktivitäten von Plumbat(II)-Lösungen dargestellt, die das schwerste bekannte CO-Homolog ergeben, das bisher bekannt ist: den μ-PbSe-Liganden.

Solid-State-und Lösungsorientierte Techniken Kombination: Synthese und Reaktivität von Chalcogenidoplumbates (II oder IV)

Ein Protokoll für die Synthese eines neuen Typs von Mesogene, basierend auf dem Halogen-gebundenen supramolekularen Anion [CnF2n + 1-I··· I··· -CnF2n + 1]−, wird berichtet.

Von Molekülen zu Materialien: neue ionische Flüssigkristalle durch Halogen-Bonding Technik

Hier präsentieren wir Ihnen eine ein-Topf, Übergangs-metallfreie Synthese der Thiole und Thioesters aus aromatischen Halogeniden und Natrium Thiomethoxide, gefolgt von der Vorbereitung von Einkristallen aus einem Metall-Dithiolene-Netzwerk mit Thiol-Arten erzeugt in situ aus stabiler und gefügig Thioester.

Synthese von Thiol Baustein für die Kristallisation eines halbleitenden Gyroidal Metall-Schwefel-Rahmens

Ein Protokoll für die Synthese von Bimetall-Nanopartikeln in ionischen Flüssigkeiten und das Verfahren ihrer katalytischen Tests in die selektive Hydrierung von ungesättigten Aldehyde werden beschrieben.

Synthese von Bimetall Pt/Sn-basierte Nanopartikel in ionischen Flüssigkeiten

Ein neuer Metallkatalysator der Gruppe IV für die Iminmetathese wird durch Pfropfen von Aminmetallkomplexen auf dehydroxylierte Kieselsäure hergestellt. Oberflächenmetallfragmente werden durch FT-IR, elementare Mikroanalyse und Festkörper-NMR-Spektroskopie charakterisiert. Weitere dynamische kernpolarisationsflächenverstärkte NMR-Spektroskopieexperimente ergänzen die Bestimmung der Koordinationssphäre.

Imine Metathesis von Silica-unterstützten Katalysatoren mit der Methodik der Oberflächenorganometallischen Chemie

CdSe-SnSe-Nanokomposite werden durch Konsolidierung von oberflächentechnisch hergestellten SnSe-Partikeln hergestellt. Eine einfache wässrige Synthese wird zur Herstellung von SnSe-Partikeln eingesetzt. Die Beschichtung von SnSe-Partikeln mit CdSe-Molekülkomplexen ermöglicht die Kontrolle der Korngröße und die Erhöhung der Anzahl der im Nanokomposit vorhandenen Defekte, wodurch die Wärmeleitfähigkeit verringert wird.

Lösungsprozessiertes, oberflächentechnisch hergestelltes, polykristallines CdSe-SnSe mit geringer Wärmeleitfähigkeit

In dieser Arbeit stellen wir ein Protokoll zur Synthese von zwei für die Thermoelektrik geeigneten Metallchalkogeniden (Cu1,8S und SnSe) über eine ultraschnelle (zweite Range), lösungsmittelfreie und einstufige mechanochemische Synthese unter Verwendung elementarer Vorläufer vor. Gleichzeitig demonstrieren wir die Überwachung der Temperatur im Gefäß während der Planetenkugelvermahlung in situ durch das neu entwickelte Gerät.

Demonstration der Einfachheit und In-situ-Temperaturüberwachung der mechanochemischen Synthese von Metallchalkogeniden, die für die Thermoelektrik geeignet sind

Das zweithermische Glühverfahren ermöglicht die Herstellung dünner Schichten aus Halbleiter-Silizium-Clathrat vom Typ II. Nachbehandlungen, einschließlich thermischem Pressen und reaktivem Ionenätzen, wurden durchgeführt, um die Materialeigenschaften zu verbessern. Dieser Ansatz bietet einen zugänglichen Weg für die Herstellung von abstimmbaren Clathratfolien, die für elektronische und photonische Bauelemente der nächsten Generation geeignet sind.

Herstellung und Optimierung von Typ II Silizium-Clathrat-Schichten

Ein einfaches Verfahren zur Herstellung von Samariumdiiodid...

Herstellung und Verwendung von Samariumdiiodid (SmI<sub&gt; 2</sub&gt;) In der organischen Synthese: die mechanistische Rolle von HMPA und Ni (II)-Salzen in Samarium Barbier Reaction

Lernen Sie die präparative Co-Kondensationstechnik zur Synthese metastabiler Sn(I)-Chloridlösungen für metalloidische Zinncluster. Diese Methode ermöglicht neue Reagenzien in der Nanotechnologie.

Die Synthese von Sn 10 (Si (SiMe 3) 3) 4 2 - Eine metastabile Sn (I) halogenidlösung Verwendung über eine Co-Kondensationstechnik Synthetisierter (Video) | JoVE Journal

Die Synthese von [Sn

Weitere Videos entdecken