Imine Metathesis de Silica-Supported Catalysts Using the Methodology of Surface Organometallic Chemistry

Mi protocolo es significativo porque te permite hacer catalizador muy preciso, muy selectivo, que sólo puede hacer una reacción catalítica. Así que el protocolo se deriva de un concepto de catalizador bien definido de un solo sitio, y estos catalizadores de un solo sitio están haciendo reacciones fantásticas. Esta técnica es difícil y requiere mucho tiempo, pero sigue siendo incomparable en la preparación de complejos de superficie o superficie que podrían utilizarse como catalizador.

Y la química organometálica superficial permite una comprensión más profunda de la catálisis y la preparación de un nuevo catalizador de un solo sitio y bien definido. La catálisis representa el 90% de los procesos en la industria química y la industria petroquímica. Por lo tanto, la catálisis es extremadamente importante para la energía, el medio ambiente, los productos químicos finos.

Y por supuesto, el nuevo catalizador es muy activo en este campo, puede abrir una gran cantidad de puertas en química y petroquímica. Debido a que en KAUST tenemos el equipo más sofisticado que puedes encontrar en el mundo, somos el laboratorio de catálisis más equipado. Y en particular, tienes espectroscopia infrarroja muy fuerte, tienes una RMN muy fuerte, tienes una técnica muy fuerte que te permite ver el catalizador a nivel atómico.

Podemos ver átomos en una superficie, y podemos decir qué tipo de átomo se ve en la superficie de un microscopio electrónico. Por lo tanto, la visualización es necesaria para comprender la complejidad de las herramientas necesarias para caracterizar completamente el catalizador. En primer lugar, conecte un recipiente de alto vacío a una línea de alto vacío.

Compruebe si la presión aumenta alternando el vacío dinámico y estático. En caso de fuga, escanee la conexión con el generador de alta frecuencia para localizar fugas y agujeros. Cubra cinco gramos de sílice avendada en un vaso de precipitados de 100 mililitros con suficiente agua desionizada hasta que se convierta en un gel compacto.

A continuación, cubra el vaso de precipitados con papel de aluminio y caliente en el horno a 200 grados centígrados durante la noche. Al día siguiente, muele la sílice enfriada y transfiera un gramo a un reactor de vidrio. Cierre el reactor con una tapa y ciérrelo con grasa.

Conecte el reactor de vidrio al puerto del recipiente de alto vacío, caliente gradualmente a 700 grados centígrados y déjelo durante la noche. A continuación, prepare un pellet de disco de la sílice deshiroxilada para una medición FTIR en la guantera. Una vez completada la medición, observe la señal de silanol aislada en el espectro FTIR.

Prepare una bomba solvente recubierta de espejo de sodio equipada con un tapón de teflón. Transfiera aproximadamente de 25 a 50 mililitros de pentano a la bomba solvente. Conecte la bomba solvente a la línea de alto vacío.

Congele el disolvente con un Dewar lleno de nitrógeno líquido. Evacuar hasta que el disolvente termine de desgasificación. A continuación, destilar el disolvente en otra bomba solvente.

Seque un matraz de doble schlenk evaciéndolo con la línea de vacío y calentándolo con una pistola de calor. Después de transferir el matraz seco de Schlenk a la guantera, agregue 089 mililitros del complejo precursor a un compartimiento. Agregue un gramo de la sílice deshiroxilada y una barra de agitación al otro compartimiento, y séllelas con grasa.

Cierre los dos cuellos del matraz de doble schlenk con una gorra. Con una junta en T, conecte la línea de alto vacío al matraz Schlenk solvente en un lado y al matraz de doble schlenk en el otro lado. Asegúrese de que todas las conexiones estén aseguradas por clips metálicos, y evacúe la línea y el matraz de doble-Schlenk hasta alcanzar un vacío alto estable de 10 a menos cinco milibares.

Transfiera el disolvente del matraz Schlenk disolvente al compartimento del matraz de doble Schlenk que contiene el precursor de metal por destilación. Una vez que el conjunto de cristalería está bajo vacío estático, utilice un nitrógeno líquido Dewar para enfriar el compartimiento, para condensar el disolvente y para disolver el precursor. A continuación, transfiera la solución al compartimento de sílice por gravitación.

Revuelva durante una o tres horas para completar el injerto. A continuación, filtre el material transfiriendo el disolvente al compartimiento de disolvente y des destilar el disolvente al compartimento sólido. Retire el disolvente de desecho por destilación utilizando un interceptor.

Prepare un pellet de disco del material injertado para una medición FTIR en la guantera. Agregue un gramo del material injertado a un matraz Schlenk y conéctelo a la línea de alto vacío. Empezar a calentarlo gradualmente a 200 grados centígrados, y dejarlo durante cuatro horas.

Después de permitir que el material injertado se enfríe al vacío, prepare un pellet de disco de 50 a 70 miligramos del material preparado para una medición FTIR en la guantera. En un tubo de ampolla, añadir 12,47 miligramos del catalizador. Agregue dos sustratos de imina, 0,5 mililitros de tolueno y una barra de agitación.

Conecte el tubo de la ampolla a la línea de alto vacío y congénelo con nitrógeno líquido. A continuación, selle el tubo de la ampolla con una antorcha de llama. Coloque el tubo de ampolla sellado en un baño de aceite o arena, y caliente a 80 grados celsius durante un máximo de seis horas.

Una vez completada la reacción, congele el tubo de ampolla enfriado y corte la parte superior con un cortador de vidrio. Filtrar la solución en un vial de GC y diluir con un mililitro de tolueno para el análisis de GC-MS. Después de injertar el complejo en sílice deshidroxilada, el pico característico FTIR para el silanol aislado casi desapareció por completo, y aparecieron nuevos picos en la región alquinada.

Después del tratamiento térmico del material preparado, su espectro infrarrojo mostró un nuevo pico para el fragmento de imido. El espectro de giro del ángulo mágico polarizado de carbono del material injertado reveló dos picos superpuestos a 37 y 46 ppm, atribuidos al grupo metilo noquivalente en la metilamina. Se determinó que un pico de baja intensidad a 81 ppm se correlacionaba con el pico de metileno a 2,7 ppm en el espectro de correlación heteronuclear.

El espectro de RMN de nitrógeno del material injertado mostró dos picos. El campo descendente de la señal intensa fue asignado a los núcleos de nitrógeno de las funcionalidades metallaaziridina e imido. El débil pico desplazado se atribuyó a una mitad de dimetilamina.

Para el fragmento de metal imido en el catalizador que se generó después del tratamiento térmico, apareció un pico amplio en el espectro de RMN de protones, que representa los grupos de metileno. El espectro de giro de ángulo mágico polarizado de carbono mostró dos picos a 37 y 48 ppm. La metatítesis imina con tres compuestos de imina y espectros de masa de los productos resultantes se muestran aquí.

Compruebe siempre la línea de alto vacío y asegúrese de que todas las cristalerías estén selladas correctamente en cada paso para evitar fugas de aire. Esta técnica podría potencialmente traer una mejor comprensión general de la catálisis mediante la preparación de un nuevo catalizador, bien definido, de un solo sitio, compatible con sílice.