Se presenta la síntesis de alta temperatura de precursores intermetálicos K 4 GE 9, Su disolución en etilendiamina para formar Ge 9 4 - Iones deltahedral Zintl, y la reacción de los grupos con alquinos para formar organo-Zintl iones. Este último se caracterizan por espectrometría de masas por electrospray en soluciones y por un solo cristal difracción de rayos X en el estado sólido.
Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.
Artículo de método
Síntesis de Deltahedral de nueve átomos de germanio Zintl iones y su funcionalización con grupos orgánicos
En este artículo
Resumen
Resumen
Aunque los primeros estudios de la fecha de iones Zintl entre finales de 1890 y principios de 1930 no se han caracterizado estructuralmente hasta muchos años después. 1,2 Su química redox es aún más joven, casi diez años, pero a pesar de esta corta historia de estos iones grupos deltahedral E n-9 (E = Si, Ge, Sn, Pb, n = 2, 3, 4). ya han demostrado la reactividad interesante y diversa, y han estado a la vanguardia de la rápida evolución y la química nueva y emocionante 3-6 hitos notables son el acoplamiento oxidativo de Ge 9 4 - agrupaciones a oligómeros y cadenas infinitas, 7-19 su metalación, 14-16,20-25 tapado por fragmentos de metal de transición-organometálicos, 26-34 inserción de un átomo de metal de transición en el centro del el grupo que a veces se combina con tapado y oligomerización, 35-47 adición de fragmentos principal del grupo organometálicos como exo-unidos sustituyentes,48-50 y funcionalización con diversos residuos orgánicos por reacción con haluros orgánicos y alquinos. 51-58
Este último desarrollo de unir los fragmentos orgánicos directamente a las agrupaciones ha abierto un nuevo campo, es decir, compuestos organo-Zintl química, que es potencialmente fértil para nuevas exploraciones sintéticas, y es el procedimiento paso a paso para la síntesis de germanio-divinil grupos descritos en este documento. Los pasos iniciales describen la síntesis de un precursor de intermetálico de K 4 Ge 9 de la cual los Ge 9 4 -. Agrupaciones se extrajo luego en solución Esto implica fundido-soplado de vidrio de sílice, soldadura de arco de los contenedores de niobio, y manipulación de aire altamente sensibles a los materiales en una caja de guantes. El aire sensible K 4 Ge 9 se disuelve entonces en etilendiamina en la caja y luego alquenilado por una reacción con Me 3 SiC ≡ CSiMe 3. La reacción es seguida por eleccionestrospray espectrometría de masa, mientras que la solución resultante se utiliza para la obtención de cristales simples que contienen los grupos funcionalizados [H 2 C = CH-Ge 9-CH = CH 2] 2 -. Para este fin, la solución se centrifugó, se filtró, y cuidadosamente en capas con una solución de tolueno de 18-corona-6. Deja reposar durante unos días, las soluciones para producir capas de color naranja bloques cristalinos de [K (18-corona-6)] 2 [Ge 9 (Conferencia de La Haya 2) 2] • en el cual se caracteriza por un solo cristal de difracción de rayos X .
El proceso pone de relieve las técnicas estándar de reacción, hasta trabajar-, y el análisis hacia la funcionalizados grupos Zintl deltahedral. Se espera que ayude al desarrollo y la comprensión de estos compuestos en la comunidad en general.
Protocolo
1. Preparación de los tubos de niobio
- Antes de cortar el niobio (Nb) tubos, preparar Nb solución de limpieza. En una botella de plástico de 500 ml, medir y se añade a través de una probeta de 100 ml las siguientes soluciones madre como recibidos: 110 ml de H 2 SO 4, seguido por 50 ml de HNO 3, seguido por 40 ml de HF. Mezcle bien y deje de alcanzar la temperatura ambiente antes de usarlo.
- Mida el tubo de Nb, 4,5 cm de longitud, y cortar con un cortador de tubo. Evite doblar el tubo. Repetir 3 veces más.
- En un lugar bien ventilado campana extractora de vapores, colocar los cuatro tubos de Nb, los sabios d....
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Discusión
Es importante limpiar bien los tubos de Nb parcialmente oxidados. Sin embargo, si los tubos se deja mucho tiempo en la solución de limpieza Nb, esta severamente comprometer el espesor del tubo. Así, 10 - 15 segundos son imprescindibles y los tubos debe ser muy brillante en el extremo (Fig. 3). Después de que los tubos están sellados en el interior de la camisa de sílice fundida que se debe limpiar de nuevo con una solución diluida de ácido Nb. Esto debe resultar en leve efervescencia, la limpieza de zonas oxidadas en lo.......
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Divulgaciones
No hay conflictos de interés declarado.
Agradecimientos
Los autores desean agradecer a la Fundación Nacional de Ciencias para el apoyo financiero continuo (CHE-0742365) y para la adquisición de un difractómetro Bruker APEX II (CHE-0.443.233) y un Bruker MicroTOF-II espectrómetro de masas (CHE-0741793). Los autores también desean agradecer a las instalaciones CEST para su uso del espectrómetro de masas Micromass Quattro-LC.
....Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Nombre del reactivo | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
| Difractómetro D8-Rayos X | Bruker | Bruker APEX II | |
| Espectrómetro de masas por electrospray | Bruker | MicroTOF-II | |
| Espectrómetro de masas por electrospray | Micromass | Quattro-LC | triple quadropole |
| Drybox | Innovación Tecnológica | S-1-M-DL | TI-Sist1 modelo |
| Gas inerte / vacío con blindaje Arreglo de soldadura de arco | SUD Productos de vacío | Orden Especial | |
| Soldador Arco Fuente de alimentación | Miller | Maxstar-91 | |
| Guantes de soldadura de caucho | The Home Depot | KH643 | |
| Grabador Eléctrico | Burgess Productos | 74 | Vibro-Graver |
| Sierra circular de vidrio | Pistorius Machine Co. Inc. | GC-12-B | |
| Tubo del horno | Lindberg / Blue M | TF55035 | MiniMite Laboratorio horno de tubo, Moldatherm (1100 ° C) |
| Vidrio Horno de secado | Fisher Scientific | 13 a 247-650G | |
| Alto Vacío Hg Schlenk-Line | Orden Especial | Universidad de Notre Dame | Alternativa: Edwards E050/60; VWR International, cat. N º EVB302-07-110 |
| Antorcha grande | Vencedor | JT100C | Antorcha de soldadura, la punta: Victor 5-WJ |
| Pequeña linterna | Veriflo Co. | 3A | Soplete |
| Tesla Coil | VWR International | KT691550-0000 | Detector de fugas |
| Agitador / placa caliente | VWR International | 12620-970 | VWR STR PLACA DY-DUAL120V |
| Saldo | Denver Instrument Co. | 100A | XE Series |
| Centrifugar | LW Scientific | E8C-08AV-1501 | La velocidad variable |
| Escariador de grafito, (la quema) | Imágenes de ABR, Inc. | 850-523 B01 | Agujeros abiertos en Vidrio Soplado y la quema de los bordes |
| Huelguista | Fisher Scientific | 12-007 | |
| Vise-Grips | El InicioDepósito | 0902L3SM | |
| Pipe-Cutter | The Home Depot | 32820 | |
| Alicates de corte | The Home Depot | 437 | |
| Vaso de plástico | VWR International | 13890-046 | |
| Probeta | VWR International | 65000-006 | Cuidado de vidrio, gravados, HF (si se utiliza un vidrio) |
| Botella de plástico | VWR International | 16128-542 | |
| 13 x 100 Tubos de ensayo | VWR International | 47729-572 | LA CULTURA DEL TUBO 13X100 CS1000 |
| De laboratorio (de goma) Tapones | Sigma Chemical Co. | Z164437-100ea | Tamaño 00 |
| TEST-Gradilla | VWR International | 60196-702 | 10-13 mm de diámetro exterior del tubo |
| Revuelva los Bares | StirBars.com / Big Science Inc. | SBM-0803-MIC | PTFE 8x3 mm Micro |
| Pipetas de vidrio | VWR International | 14673-043 | PIPETA PASTEUR VWR 9En CS1000 |
| Bulbos de goma | VWR International | 56311-062 | Látex, de paredes delgadas |
| De lana de vidrio | Unifrax I LLC | 6048 | El aislamiento de fibra a granel Fiberfrax, fibra de cerámica |
| Las láminas de vidrio | VWR International | 16004-422 | 75x25x1mm, preparaciones para microscopio |
| Paratone-N aceite | Hampton Research | Parabar 10312 | Conocido como: V8512 Paratone-N, Paratone-8277, Infineum |
| Alto VacíoGrasa de silicona | VWR International | 59344-055 | Dow Corning |
| Nitrógeno Líquido | Universidad. de Notre Dame | ||
| Cilindro de gas argón | Praxair Distribution Inc. | TARGHP | |
| Cilindro de gas nitrógeno | Praxair Distribution Inc. | QNITPP | |
| Cilindro de oxígeno del gas | Praxair Distribution Inc. | Antiguo Testamento | 337 cf CYL |
| Cilindro de gas de hidrógeno | Praxair Distribution Inc. | HK | 195 cf CYL |
| Cilindro de gas propano / fuente | Universidad. de Notre Dame | UND | |
| Tubo de cuarzo, Lg | Cuarzo Scientific Inc. | 100020B | 20 mm dix 22 mm od x 48 "tubo transparente cuarto fundido |
| Tubo de cuarzo, MD | Cuarzo Scientific Inc. | 100007B | Clear Tubo de cuarzo fundido, 7 mm x 9 mm x Identificación del OD 48 " |
| Fondo redondo de cuarzo común | Cuarzo Scientific Inc. | 6160189B | Rótula |
| Cristales de cuarzo de seguridad | Wale aparato | 11-1127 | waleapparatus.com |
| Pyrex Gafas de seguridad | Wale aparato | 11 a 2125-B3 | Para el vidrio de borosilicato y color claro |
| Golpe Juego de manguera | Casa de vidrio | BH020 | glasshousesupply.com |
| Los tubos de niobio | Shaanxi, Tony Metals Co., Ltd. | Tubo de niobio, de 50 pies | Tubo sin costura niobio Diámetro exterior: 0.375 (± 0.005) pulgadas. Espesor de la pared: 0,02 (± 0El niobio .003 pulgadas) debe ser recocido. |
| PEEK Starter Kit para la Misa Spect | Aguas | PSL613321 | PEEK (polieteretercetona) tubos, tuercas, casquillos, se ajusta |
| Misa Spect aguja Set | VWR International | 60373-992 | Fabricante Hamilton (81165) |
| H 2 SO 4 | VWR International | BDH3072-2.5LG | ACS Grado |
| HNO 3 | VWR International | BDH3046-2.5LPC | ACS Grado |
| HF | VWR International | BDH3040-500MLP | ACS Grado |
| Agua destilada | Universidad. de Notre Dame | UND | |
| Acetona | VWR International | BDH1101-4LP | |
| Etilendiamina | VWR International | AAA12132-0F | 99% 2,5 L |
| Tolueno | VWR International | 200004-418 | 99,8%, anhidro |
| Mercurio | Strem Chemicals, Inc. | 93-8046 | |
| Potasio (K) de metal | Strem Chemicals, Inc. | 19-1989 | Sellado en ampolla de vidrio en Ar |
| Germanio (Ge) en polvo | VWR International | AA10190-18 | GERMEN DE PWR malla -100 99,999% 50G |
| Bistrimetylsilylacetylene, (Me 3 SiC ≡ CCSiMe 3) | Fischer Scientific | AC182010100 | |
| 18-corona-6 (1,4,7,10,13,16-hexaoxaciclooctadecano) | VWR International | 200001-954 | 99%, 25 g |
| 2,2,2-crypt (4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1, 10 diazabiciclo [8.8.8] hexacosane) | Sigma Aldrich | 291110-1G | 98% |
Referencias
- Corbett, J. D. Polyatomic Zintl Anions of the Post-Transition Elements. Chem. Rev. 85, 383-397 (1985).
- Fässler, T. F. The renaissance of homoatomic nine-atom polyhedral of the heavier carbon-group elements Si-Pb. Coord. Chem. Rev. 215, 34....
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Reimpresiones y permisos
