Name: Synthèse de la Sn 10 (Si (SiMe 3) 3) 4 2 - Lutilisation dun Sn métastable (I) Solution Halide Synthétisé via une technique de co-condensation (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 43 s
Description: Découvrez la technique de co-condensation préparative pour synthétiser une solution de chlorure d'étain métastable Sn(I). Cette méthode permet d'obtenir des réactifs hautement réactifs à basse température pour la chimie des clusters métalloïdes.

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Nous sommes reconnaissants à la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) pour le soutien financier, et nous remercions le Dr Daniel Werner pour des discussions utiles.

ATTENTION! S&#39;il vous plaît consulter toutes les fiches de données de sécurité des matériaux pertinents (MSDS) avant utilisation. Plusieurs des produits chimiques utilisés dans ces synthèses sont extrêmement toxiques, pyrophore, et cancérigènes. Nanomatériaux peuvent avoir des risques supplémentaires par rapport à leur contrepartie en vrac. S&#39;il vous plaît utiliser toutes les pratiques de sécurité appropriées lors de l&#39;exécution d&#39;une réaction, y compris l&#39;utilisation de contrôles techniques (hottes et boîte à gants) et de l&#39;équipement de protection individuelle (lunettes de sécurité, gants, blouse, pantalon de longueur, et des chaussures fermées). Des parties des procédures suivantes impliquent des techniques libres d&#39;air standard de Schlenk. Le dispositif de co-condensation appliquée contient un générateur à haute fréquence de 20 kW. Les personnes ayant un stimulateur cardiaque peuvent avoir strictement aucune admission. HCl gazeux est très corrosif. Conserver dans un endroit bien ventilé ou sous une hotte aspirante. L&#39;azote liquide et de glace carbonique sont des substances extrêmement froides; gants spéciaux doivent être utilisés pour prévenir les engelures. 1. Travaux préliminaires <ol><li> La configuration du réacteur en graphite <ol><li> Prendre cinq chambres de réaction, une bague terminale, un tube de graphite creux surmonté d&#39;un tube de verre de quartz, et deux barres de graphite de 0,7 mm. Remplissez tous les cinq chambres de réaction avec de l&#39;étain élémentaire (pièces), au total 6 g. Empilez les chambres de réaction sur l&#39;anneau terminal, chacun d&#39;eux torsadée de 30 °, et de fixer la pile avec la tige de graphite. Assurez-vous que la tige ne dépasse pas la pile. </li><li> Insérer la pile dans le tube de graphite, de telle sorte que les trous de l&#39;anneau terminal concordent avec les trous du tube de graphite. Fixer la configuration avec une deuxième tige de graphite. Faire en sorte que la tige ne dépasse pas le diamètre du tube. Peser l&#39;ensemble de l&#39;installation avec une échelle et notez la valeur pour déterminer la quantité d&#39;étain consommée au cours de la réaction. </li></ol></li><li> Préparer le mélange de solvants NOTE: Toluène doit être pré-séché sur sodium / benzophénone et distillé. Tributylphosphine doit être distillé sous vide avant utilisation. <ol><li> Fixer un tube de Schlenk de 200 ml avec un robinet vitreux à un laboratoire Schlenk en ligne. Évacuer et purger le système avec un gaz inerte à trois reprises. Flamme chauffer le tube de Schlenk sous vide après le premier cycle d&#39;évacuation. REMARQUE: Utilisez l&#39;azote sec ou de l&#39;argon sec comme gaz inerte. </li><li> Remplir avec 180 ml de toluène et 20 ml de tributylphosphine. Mélanger les solvants en secouant manuellement le flacon. NOTE: tributylphosphine réagit avec des serviettes en papier. Ne pas essuyer les gouttes de tributylphosphine avec du papier. </li><li> Refroidir le mélange avec de la glace sèche pendant au moins 20 min et dégazer le mélange d&#39;un peu d&#39;évaporation et en secouant le flacon froid. Fermer la vanne sous vide et de laisser la chaleur du mélange à la température ambiante. NOTE: Le mélange peut évaporer violemment, ce qui peut être évité en agitant continuellement le ballon. </li></ol></li></ol> 2. Mettre en place l&#39;appareil Co-condensation <ol><li> Réaction <ol><li> Placez le réacteur en graphite à l&#39;intérieur de la bobine d&#39;induction de cuivre et de passer le tube de quartz par le trou central de la feuille de cuivre supérieure, placée au-dessus de la bobine d&#39;induction. Fixer le tube de quartz à l&#39;alimentation en gaz avec un joint d&#39;étanchéité et un écrou à vis. Vérifiez la position du réacteur intérieur de la bobine. Assurez-vous que le réacteur dépasse de la bobine de 5 ± 0,5 mm. REMARQUE: La bobine d&#39;induction en cuivre est la partie centrale du dispositif de co-condensation. La bobine est alignée avec l&#39;eau de refroidissement et est reliée à un générateur haute fréquence. Ainsi, le tube en graphite est chauffé par induction. Pour obtenir des conditions reproductibles, la position du tube de graphite à l&#39;intérieur de la bobine est cruciale. Il doit être placé au centre de la cavité de la bobine, avec 5 ± 0,5 mm, en saillie hors du fond. </li><li> Raccorder le blindage de refroidissement sur les broches d&#39;eau du connecteur avec les écrous. Fixer le bouclier de refroidissement de l&#39;autre côté avec une vis. Testez l&#39;étanchéité à l&#39;eau du cycle de refroidissement par opforcement le robinet d&#39;eau pendant 30 secondes. NOTE: En raison de la haute tension à l&#39;intérieur, il doit y avoir aucun contact direct métal-métal pour empêcher les contournements ou des arcs électriques, en particulier à la feuille de cuivre supérieure. S&#39;il y a des contacts, changer la position de la feuille de cuivre avec un bâton. Si cela est impossible, supprimer tous les composants et redémarrer à partir 2.1.1. </li><li> Fixer les fibres optiques du pyromètre (contrôle de température) au support au niveau du blindage de cuivre avec une vis. Mettez un verre de quartz dans le support à l&#39;optique pour éviter la contamination du système optique par des produits chimiques tels que SnCl. </li><li> Fixer le solvant diffuseur de vapeur avec un écrou. Assurez-vous que le diffuseur est centrée sous la cavité du blindage en cuivre. Re-vérifier que le réacteur de graphite est encore dans le centre de la bobine d&#39;induction, et qu&#39;il n&#39;y a pas de contact de la bobine à la feuille de cuivre supérieure. </li><li> Monter le récipient de type Schlenk, par évaporation du solvant, sur la vanne, qui est relié par l&#39;intermédiaire d&#39;un tube d&#39;acier à la vapeur diffixage. Fixez le flacon de mélange de solvants préparé dans le récipient de Schlenk. Ajouter une enveloppe chauffante hémisphérique du récipient de type Schlenk d&#39;évaporation. </li><li> Branchez la longue canule en acier à l&#39;appareil avec un écrou. Fermez la queue extérieure avec un petit ballon à fond rond. Placez une barre d&#39;agitation magnétique (10 cm) à l&#39;intérieur du grand récipient en acier inoxydable, mettre le joint dans la cavité de la bride plane, et connecter le navire à l&#39;appareil de co-condensation. </li></ol></li><li> Approvisionnement en gaz <ol><li> Raccorder un récipient en verre contenant HCl à un petit tube d&#39;acier et ensuite à un adaptateur à quatre points. NOTE: La pression HCl à l&#39;intérieur du récipient en verre doit être inférieure à 1 atm de telle sorte que le manomètre de pression différentielle peut fonctionner. </li><li> Fermez la sortie arrière de l&#39;adaptateur à quatre points avec une bride aveugle. Raccorder le manomètre de pression différentielle à la sortie avant et mettre en place une vanne à la sortie supérieure. Raccorder une valve aiguille fine à la vanne à la sortie supérieure de la quatre points ADAPTEr. Ensuite, utilisez un tube d&#39;acier long pour connecter la partie d&#39;alimentation en gaz à l&#39;appareil de co-condensation. Remarque: au lieu d&#39;une vanne à l&#39;aiguille fine, un régulateur de débit massique peut être utilisé. </li></ol></li><li> D&#39; autres travaux préparatoires <ol><li> Connectez le seau à double paroi en acier dewar à la pompe à vide et d&#39;évacuer l&#39;espace à double paroi pendant au moins 30 min. Remarque: cette étape peut également être effectuée lors de la configuration de la partie de réaction du dispositif de co-condensation. </li><li> Évacuer l&#39;ensemble du dispositif de co-condensation avec une pompe rotative à palettes à une pression finale de 10-2 mbar, ce qui prend 60 minutes. </li><li> Après avoir atteint la pression finale, le préchauffage de la pompe à diffusion d&#39;huile. Mettre en marche le cycle de l&#39;eau de refroidissement et l&#39;évacuation de la pompe à diffusion d&#39;huile avec la pompe à palettes pendant le chauffage. REMARQUE: Pendant ce temps, l&#39;appareil reste sous vide statique jusqu&#39;à ce que la pompe à diffusion est chauffé. Cela prend au moins 45 min. </li><li> Évacuer l&#39;appareils avec pompe à diffusion préchauffée pendant une nuit pour atteindre la pression finale d&#39;environ 8 x 10-6 mbar , le lendemain matin. </li></ol></li></ol> 3. Co-condensation Réaction <ol><li> Mise en place de la réaction <ol><li> Remplir le piège de refroidissement de la pompe à diffusion avec 4 litres d&#39;azote liquide. Allumez le cycle du générateur à haute fréquence l&#39;eau de refroidissement en ouvrant le robinet d&#39;eau. Ensuite, allumer le générateur haute fréquence. </li><li> Lentement préchauffer le réacteur en graphite, en augmentant la puissance de sortie du générateur haute fréquence manuellement, par incréments de 0,1 à 0,5 kW, jusqu&#39;à la température de réaction est d&#39;environ 1300 ° C. NOTE: La température est contrôlée avec le pyromètre optique et ne doit pas être supérieure à 1300 ° C. Dans les cas normaux, cette procédure a besoin d&#39;environ 30 minutes et la température finale est atteinte à 3,5 kV. Au cours du processus, la cuve en acier inoxydable obtient également chaud. </li&gt; <li> Ajuster la valeur du générateur de 1,0 kV à refroidir le réacteur. Remplir le vase de Dewar métallique avec environ 30 litres d&#39;azote liquide. Soulever le dewar d&#39;une plate-forme élévatrice de sorte que le récipient de réaction est placé à l&#39;intérieur du vase de Dewar. Ajouter plus de l&#39;azote liquide au dewar d&#39;acier pour atteindre le niveau final de l&#39;azote liquide. REMARQUE: Dans les étapes suivantes, le niveau d&#39;azote liquide doit toujours être au tiers supérieur du récipient en acier inoxydable. </li></ol></li><li> Exécution de la réaction <ol><li> Goutte à goutte, on évapore le solvant. Fixer le taux d&#39;abandon de telle sorte que tout le solvant est utilisé lors de la réaction (4 h). Allumer le chauffe-ballon hémisphérique sur le niveau le plus bas pour maintenir l&#39;évaporation. </li><li> Fermez l&#39;aiguille fine et la vanne de gaz. Ouvrez le navire HCl. Faire en sorte que la tension affichée sur le manomètre de pression différentielle est supérieure à 1 600 mV. Si cela est le cas, appliquer une faible pression à la seconde connexion du manomètre en connectant un evacrécipient d&#39;atténuations à la connexion externe du manomètre. Notez la valeur de départ affichée. </li><li> Chauffer le réacteur en graphite jusqu&#39;à la température finale de 1300 ° C en ajustant la valeur du générateur de 3,5 kV. Ouvrez la vanne de gaz. ouvrir lentement la vanne à l&#39;aiguille fine pour laisser passer le gaz de réaction (HCl) avec un débit constant de 8 mV / min. Vérifiez le taux au moins toutes les 10 minutes et notez les valeurs mesurées. NOTE: Le contrôle d&#39;un débit de gaz constant est absolument nécessaire pour une réaction reproductible. Si un contrôleur de débit massique est utilisé, le débit peut être contrôlé par un programme informatique. Dans le cas contraire, le contrôle peut être effectué en notant les valeurs décroissantes du manomètre de pression différentielle lors de l&#39;entrée de gaz. Le taux devrait être dans 7-8 mV / min, et la réaction est terminée lorsque la valeur affichée est diminuée de 1 600 mV, ce qui est égal à 40 mmol de HCl consommé. REMARQUE: Lorsque la réaction est en cours d&#39;exécution, l&#39;hydrogène gazeux est produit, qui peut être surveillépar l&#39;augmentation de la pression à l&#39; intérieur de l&#39;appareil d&#39;environ 8 x 10-6 mbar à environ 4 x 10-5 mbar. </li><li> Placer 2 l d&#39;azote liquide dans le cryostat environ toutes les 10 minutes pour que le niveau d&#39;azote liquide est toujours au tiers supérieur du récipient en acier inoxydable. Ce processus prendra 4 heures. </li><li> Une fois la valeur du manomètre différentiel est diminué de 1,600 mV, fermez le robinet de gaz. Ensuite, introduire le gaz HCl restant qui se trouve dans la partie d&#39;alimentation en gaz en ouvrant lentement la vanne à l&#39;aiguille fine. Attendez jusqu&#39;à ce que la pression dans l&#39;appareil devient inférieure à 4 x 10-5 mbar, puis éteindre le générateur haute fréquence et laisser dans le mélange solvant restant si nécessaire. </li><li> Changer le liquide dewar en acier rempli d&#39;azote à un seau isolé placé sur un agitateur magnétique. Débranchez la pompe à diffusion d&#39;huile en fermant la vanne principale et rincer l&#39;appareil avec de l&#39;azote sec (5,0) à une pression autour de1 atm (baromètre rugueux). Ajouter ~ 5 kg de glace fine et sèche, en poudre dans le seau de sorte que le récipient en acier inoxydable sera refroidi de l&#39;extérieur et l&#39;interrupteur sur l&#39;agitateur magnétique. </li><li> Attendez jusqu&#39;à ce que l&#39;agitateur magnétique tourne librement. Ceci indique que le mélange réactionnel soit fondu. Laissez le bruit de la solution pendant au moins 45 min. REMARQUE: Au cours du processus de chauffage, la pression augmente et pourrait obtenir plus de 1,2 atm, qui peut être vu au baromètre rugueux. La surpression peut être libéré par la vanne dans le ballon à fond rond à la presse canule longue. </li><li> Eteindre l&#39;agitateur. Changez le ballon à fond rond à la presse canule pour un tube à double valve de Schlenk tout en refroidissant avec de la glace sèche sous flux constant d&#39;azote. Fixer la hauteur de la presse canule, de sorte qu&#39;elle touche le fond de la cuve en acier inoxydable. </li><li> Poussez le (I) solution Sn Cl avec une légère surpression en ouvrant les vannes au tube à double valve de Schlenk. NOTE: Le solution devrait être rouge foncé, brun foncé à noir, quand concentré. </li></ol></li><li> Déterminer la qualité de la solution <ol><li> titration Halide Prendre 2 ml de la solution et le dissoudre dans 20 ml d&#39;acide nitrique dilué. Ajouter 1 ml de 30% de H 2 O 2 et agiter pendant 10 min. Effectuer un titrage potentiométrique de AgNO 3 contre l&#39;électrode de calomel. Remarque: la concentration de l&#39;halogénure doit être ~ 0,2 M. </li><li> Prenez le tube en graphite et peser pour déterminer la quantité d&#39;étain consommée, ce qui devrait être entre 4 g et 4,8 g. REMARQUE: Dans les cas normaux, la quantité d&#39;étain ayant réagi est inférieure à la quantité de l&#39;halogénure dans la solution, en raison de la réaction secondaire: Sn + 2 HCl → 2 SnCl REMARQUE: Cette réaction se produit en petites quantités, mais il ne doit pas diminuer la qualité de la solution et la capacité de la réaction de dismutation pour former des espèces de cluster d&#39;étain. Une boîte ratio c de 1: 1.2 Est dans la plage normale. </li></ol></li></ol> 4. Synthèse de Sn 10 (Hyp) 4 2 - <ol><li> Travail préliminaire <ol><li> Placer 2 g (4,4 mmol) de LiHyp • 3 THF, préparé selon la littérature 24 et une petite barre d&#39;agitation magnétique dans un tube de Schlenk dans une boîte à gants. </li><li> Préparer un / glace carbonique bain de refroidissement 2-propanol à -78 ° C. Ne pas utiliser un cryostat. </li><li> Placer le récipient Schlenk à l&#39;intérieur du bain de refroidissement et placez les deux sur un agitateur magnétique. </li></ol></li><li> Réaction <ol><li> Ajouter 20 ml d&#39;une solution 0,2 M SnCl dans le récipient de Schlenk refroidi contenant 2 g (4,4 mmol) de 3 LiHyp • THF via une canule en acier ou en Téflon. Allumez l&#39;agitateur magnétique. Laissez couler de réaction et réchauffer lentement jusqu&#39;à la température ambiante à moins de 3 heures. Observer la couleur de la modification de la solution de réaction au brun foncé. REMARQUE: si la concentration de la solution est à 0,2 M,ajuster le volume ajouté de telle sorte que 4 mmol d&#39;halogénure sont appliqués (par exemple, 40 ml d&#39;une solution 0,1 M). </li></ol></li><li> Procédure de travail-up <ol><li> Arrêtez l&#39;agitateur et laisser tout précipité insoluble à l&#39;intérieur du tube de Schlenk à régler. Décanter la solution noire dans un autre récipient Schlenk. REMARQUE: Dans la plupart des cas, au cours du processus de décantation, il est utile de vérifier le précipité avec une lampe pour assurer la transformation complète du surnageant. Le précipité de LiCl non soluble peut être identifiée comme un solide gris au fond. </li><li> Ajouter 0,2 ml de TMEDA (TMEDA = N, N, N &#39;, N&#39; -tétraméthyléthylènediamine) au mélange et à le laisser reposer pendant une nuit. Noir, cristaux tétraédriques poussent dans la solution. Lors de l&#39; isolement, d&#39; identifier les cristaux par RMN du proton que Li 2 (TMEDA) 4 Sn 10 23 4 Hyp. NOTE: Au fil du temps, la liqueur mère produit plus de cristaux du produit. Par conséquent, le stockage de la mother liqueur pendant au moins un mois est recommandé d&#39;augmenter le rendement. La concentration de la liqueur mère pourrait également être utile pour initier une cristallisation supplémentaire. </li><li> Pour obtenir des cristaux pour l&#39; analyse de la structure cristalline aux rayons X, on recristallise le groupe de la manière suivante: On dissout 150 mg de 2 Li (TMEDA) 4 Sn 10 Hyp 4 à -40 ° C dans 15 ml de THF absolu. Ajouter dans 1 ml de 12-couronne-4 (5 g dans 25 ml de toluène) au mélange. La solution doit être vert foncé et doit être stocké à -30 ° C, comme le cluster est pas stable dans le THF à température ambiante. </li><li> Après un jour, obtenir de gros blocs de Li 2 (12-couronne-4) 4 Sn 10 Hyp 4 (140 mg). Utilisez l&#39; une des monocristaux pour l&#39; analyse structurelle (Figure 9) en utilisant la cristallographie aux rayons X 23. </li></ol></li></ol>

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</ol>

Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts.

En appliquant la technique de co-condensation préparative (figure 1) 25, les nouveaux matériaux à base de molécules similaires sont obtenus SnBr. En raison de la grande souplesse de la température, la pression, le métal et le gaz réactif, une grande variété de solutions métastables d&#39;espèces réactives élevées peuvent être synthétisés. Par exemple, subhalides de silicium et de germanium sont déjà obtenus de cette façon. Cependant, trouver les bonnes conditions pour obtenir une solution mét...

En raison des progrès récents dans le domaine de la nanotechnologie, la gamme de taille nanométrique entre les molécules et l&#39;état solide est devenue de plus en plus important et fait l&#39;objet de divers efforts de recherche 1. La recherche avec des composés nanométriques est particulièrement d&#39;intérêt pour les métaux ou métalloïdes, comme des changements drastiques ont lieu lors de la transformation des petites espèces moléculaires (par exemple, des oxydes, des halogénures: non conducteur, par exemple, AlCl 3, AuCl 3, GeO 2, etc.) à des groupes métalloïdes 2 de la formule générale R m m n (n&gt; m; m = métal tel que Al, au, Sn, etc; R = un ligand tel que le SC 6 H 4 COOH, N (SiMe 3) 2, etc.), à la phase finale en vrac élémentaire (métal: conducteur; métalloïde: semi - conducteur, par exemple, élémentaire Al, au, ou Ge) 3. La synthèse d&#39;un compou nanoéchelle moléculaire déterminéend est difficile en raison de son caractère métastable. De nombreux procédés de synthèse donnent des nanoparticules métalliques ayant une certaine distribution de taille 4, ce qui signifie un mélange de composés en grappe métalloïdes de tailles différentes. Par conséquent, d&#39;établir une base pour une relation structure-propriété des matériaux nanométriques, les procédures de synthèse doivent être développées pour accéder à des composés moléculaires nanométriques définies. Ces composés moléculaires précis (des grappes de métalloïdes dans le cas des métaux 5, 6, 7, 8) feront la lumière sur la complexité et les principes fondamentaux de la chimie trompeusement simple, tels que la dissolution et la formation de métaux 9. Une voie de synthèse pour accéder aux pôles de métalloïdes de divers métaux commence à partir de la réduction des précurseurs stables qui sont réduits pour former une grappe de métalloïde, le plus souvent un faible rendement (par exemple, un groupe métalloïde 14 groupes comme Sn 15 </sub&gt; (DippNSiMe 3) 6 (DIPP = 2,6-iPr 2 C 6 H 3) 10 Pb 10 (Hyp) 6 (Hyp = Si (3 SiMe 3)) 11 ou Ge 5 (CH (SiMe3 ) 2) 4 12). De plus, un nombre croissant de grappes de métalloïdes de métaux pièces de monnaie sont synthétisés par réduction des précurseurs en présence d&#39;un ligand comme le piégeage [Ag 44 (p-MBA) 30] 4 - (p-MBA = p-mercapto- acide) 13 et Au 102 (p-MBA) 44 14. A côté de la voie de synthèse de l&#39; application de la déshalogénation réductrice, Schnöckel et al. introduit une voie de synthèse vers un groupe métalloïde 13 des grappes en appliquant la réaction de dismutation de monohalogénures métastables hautement réactives de l&#39;élément correspondant (par exemple 3AlCl → + 2Al AlCl 3). La synthèse deles monohalogénures nécessaires est ainsi réalisée par une technique de co-condensation préparative, où à des températures élevées, des molécules en phase gazeuse de AlX et GAX (X = Cl, Br, I) sont synthétisés et ensuite piégé dans une matrice de solvants congelés (Figure 1 ) 15. Cette technique permet ainsi l&#39; accès à de nouveaux réactifs, ouvrant la voie à de nouveaux domaines de la chimie (par exemple, en partant des monohalogénures métastables, des groupes métalloïdes avec des diamètres de l&#39;ordre du nanomètre comme [Al 77 (N (SiMe3) 2) 20] 2 - ou [Ga 84 (N (SiMe 3) 2) 20] 4 - pourrait être obtenue) 16, 17. La voie de synthèse par la réaction de dismutation est donc la plus productive, ce qui conduit à des grappes avec des diamètres compris dans la gamme du nanomètre. Cependant, cette voie de synthèse est possible que si un subhalide métastable est à portée de main que Disproportionates à des températures basses (généralement bien en dessous de 0 ° C). Encore une fois, dans le cas du groupe 14, monohalogénures sont nécessaires, comme les dihalogénures de subvalent MX 2 (M = Ge, Sn, Pb) sont trop stable et disproportionnée à des températures bien supérieures à 100 ° C. La synthèse du groupe 14 solutions de monohalogénure métastables est possible via la technique de co-condensation préparative. Cependant, le groupe 14 monohalogénures sont obtenus à des températures beaucoup plus élevées par rapport aux groupes 13 monohalogénures, qui sont facilement disponibles comme des espèces en phase gazeuse à 1000 ° C. Par conséquent, SnBr est obtenu avec un rendement maximum à 1.250 ° C 18, alors que Gebr 19, ainsi que SiCl 2 20, sont obtenus à des températures encore plus élevées, jusqu&#39;à 1600 ° C. Les monohalogénures sont «piégés» par l&#39; intermédiaire d&#39; une technique de co-condensation préparative (Figure 1), ce qui conduit à des solutions de monohalogénure métastables. A partir de ces solutions métastables, nous avons récemment pu synthétiser une variété of nouveaux métalloïde groupe 14 composés en grappe de germanium et d&#39; étain, à savoir [Li (THF) 2] 3 [Ge 14 (Hyp) 5] (Hyp = Si (SiMe) 3) 21, Sn 10 (Hyp) 6 22, et { [Li ([12] couronne-4) 2]} 2 [Sn 10 (Hyp) 4] 23. Ici, nous présentons la synthèse d&#39;une solution métastable Sn (I) Cl dans un appareil de co-condensation maison et décrire sa réactivité avec LiHyp pour donner le cluster métalloïde [Sn 10 (Hyp) 4] 2 - 1 avec un rendement élevé.

<table><tbody><tr><td>Étain, 99,999 %</td> <td>ABCR</td><td>AB122397</td><td></td></tr><tr><td>Chlorure d’hydrogène N28, 99,8 %</td> <td>Air Liquide</td><td>P0820S10R0A001</td><td></td></tr><tr><td>Toluène anhydre toxique, 99,8 %</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>244511</td><td></td></tr><tr><td>Tri-n-butylphosphine, > 93,5 %</td><td>Sigma Aldrich</td><td>90827</td><td>TMEDA toxique</td></tr><tr><td>, > 99,5 %</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>411019</td><td></td></tr><tr><td>12-crown-4</td><td>Sigma Aldrich</td><td>194905</td><td>THF</td></tr><tr><td>toxique anhydre, > 99,9 %</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>401757</td><td></td></tr><tr><td>sodium, 99,95 %</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>262715</td><td></td></tr><tr><td>benzophénone, > 99 %</td>Manomètre de pression différentielle <td>Sigma Aldrich</td><td>427551</td><td></td></tr><tr><td></td><td>MKS MKS</td><td>Baratron 223B</td><td></td></tr><tr><td>Régulateur de débit massique&nbsp ;</td><td>Bronckhorst&nbsp ;</td><td>faible et delta ; p flow régulateur</td><td></td>de débit massique</tr><tr><td>Générateur haute fréquence</td><td>Trumpf H&uuml ; ttinger</td><td>TruHeat MF 5020</td><td></td></tr><tr><td>Spectromètre RMN</td><td>Bruker</td><td>Bruker DRX-250</td><td></td></tr><tr><td>Boîte à gants</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>Nitrogen 4.8</td><td>Westfalen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Graphite</td><td>SGL</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tube de verre de quartz</td><td>Gebr. Rettberg GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Canule de transfert en acier</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>Pompe à diffusion</td><td>d’huile Balzers</td><td>Balzers Diff900</td><td></td></tr><tr><td>Pompe à palettes rotatives</td><td>Balzers</td><td>Balzers QK100L4D</td><td></td></tr><tr><td>Pyromètre</td><td>Sensotherm</td><td>6285</td><td></td></tr><tr><td>Tubes Schlenk avec robinets d’arrêt vitreux</td><td>Gebr. Rettberg GmbH</td><td>Vanne de type J.-Young avec robinet</td><td></td> d’arrêt en verre</tr></tbody></table>

synthèse de la [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; l&#39;utilisation d&#39;un sn métastable (i) solution halide synthétisé via une technique de co-condensation

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

Le nombre de grappes bien caractérisés métalloïde d&#39;étain, synthétisés en appliquant la dismutation de Sn (I), un halogénure métastable en présence d&#39;un ligand stériquement exigeant, a augmenté ces dernières années. Le Sn (I) halogénure métastable est synthétisé à «conditions spatiales» via la technique de co-condensation préparative. De ce fait, le subhalide est synthétisé dans un four à haute température, environ 1300 ° C et à une pression réduite par la réaction de l&#39; étain élémentaire avec un gaz d&#39;halogénure d&#39;hydrogène (par exemple HCl). Le subhalide (par exemple, SnCl) est emprisonnée dans une matrice d&#39;un solvant inerte, comme le toluène à -196 ° C. Chauffage de la matrice solide à -78 ° C, on obtient une solution métastable du subhalide. La solution subhalide métastable est très réactif, mais peut être conservé à -78 ° C pendant plusieurs semaines. En chauffant la solution à la température ambiante, une réaction de dismutation se produit, conduisant à l&#39;étain élémentaire et correspondantdihalogénure. En appliquant des ligands volumineux comme Si (SiMe 3) 3, les composés de cluster métalloïde intermédiaire peuvent être piégés avant dismutation complète de l&#39; étain élémentaire. Par conséquent, la réaction d&#39;un métastable de Sn (I) Cl solution avec Li-Si (SiMe 3) 3 donne [Sn 10 (Si (SiMe 3) 3) 4] 2 - 1 cristaux noirs à rendement élevé. 1 est formé par l&#39; intermédiaire d&#39; une séquence de réaction complexe comprenant la métathèse de sel, dismutation, et la dégradation des grands groupes. En outre, 1 peuvent être analysés par diverses méthodes telles que l&#39; analyse de structure cristalline aux rayons X RMN ou simple.

Le principe de la technique d&#39;isolement de la matrice en conjugaison avec la technique de co-condensation préparative est représenté (figure 1), ainsi que la configuration du dispositif de co-condensation (figure 2) et le réacteur en graphite (figure 3). Figures 4 et 5 montrent les photos de l&#39;ensemble de l&#39;appareil de co-condensation. Sur la figure 6, les composants d&#39;al...

La réaction de disproportion d’une solution de chlorure de Sn(I) métastable, obtenue par la technique de co-condensation préparative, est utilisée pour la synthèse d’un composé d’amas d’étain métalloïde.

Synthèse de la [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; L&#39;utilisation d&#39;un Sn métastable (I) Solution Halide Synthétisé via une technique de co-condensation

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

L'objectif général de la technique préparative de co-condensation est d'accéder à de nouveaux réactifs fondés sur des molécules inaccessibles par des procédés synthétiques classiques, ouvrant ainsi la voie à de nouveaux domaines en chimie. Le principal avantage de cette méthode réside dans l'obtention de réactifs hautement réactifs, permettant d'effectuer des réactions ultérieures à basse température, ce qui est crucial pour la synthèse d'agrégats métalloïdes métastables. Cette méthode peut contribuer à répondre à des questions clés dans le domaine de la nanotechnologie, car des relations structure-propriété pourraient être établies à partir de composés d'agrégats métalloïdes bien caractérisés sur le plan structural.Bien que la solution métastable d'étain-halogénure permette d'accéder à des agrégats à l'échelle nanométrique, elle pourrait également être utilisée en chimie de coordination ou d'adduits, ou pour la synthèse de nouveaux matériaux. La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle, car les étapes de montage sont difficiles à apprendre en raison de la grande complexité de l'appareil de co-condensation. Remplissez d'abord cinq chambres de réaction avec six grammes d'étain élémentaire.Empilez les chambres de réaction sur un anneau terminal, en tournant chacune d'un angle de 30 degrés, et fixez l'empilement à l'aide d'une tige en graphite de 0,7 millimètre. Insérez l'empilement dans un tube en graphite creux, de sorte que les trous de l'anneau terminal s'alignent avec les trous du tube en graphite. Fixez l'ensemble à l'aide d'une seconde tige en graphite de 0,7 millimètre.Ensuite, peser l'ensemble à l'aide d'une balance et noter la valeur afin de déterminer la quantité d'étain consommée pendant la réaction. Puis, placer le réacteur en graphite à l'intérieur de la bobine d'induction en cuivre d'un appareil de co-condensation, et faire passer le tube du cordon par le trou central de la plaque de cuivre supérieure, placée au-dessus de la bobine d'induction. Fixer le tube du cordon à une conduite d'approvisionnement en chlorure d'hydrogène à l'aide d'un joint et d'un écrou vissé.Vérifiez la position du réacteur à l'intérieur de la bobine afin de vous assurer que le réacteur dépasse de la bobine de cinq millimètres, plus ou moins 0,5 millimètre. Connectez le bouclier de refroidissement aux broches d'eau du connecteur à l'aide d'écrous vissés. Après avoir fixé le bouclier de refroidissement de l'autre côté avec une vis, testez l'étanchéité du circuit de refroidissement en ouvrant l'eau courante pendant 30 secondes.Ensuite, fixez les fibres optiques d'un pyromètre sur le support au niveau du bouclier en cuivre à l'aide d'une vis. Fixez le diffuseur de vapeur de solvant à l'aide d'un écrou, et assurez-vous qu'il soit bien centré sous la cavité du bouclier en cuivre. Vérifiez à nouveau que le réacteur en graphite se trouve toujours au centre de la bobine d'induction et qu'il n'y ait aucun contact entre la bobine et la plaque supérieure en cuivre.Reliez un tube en acier muni d'un robinet au diffuseur de vapeur. Montez ensuite le récipient Schlenk destiné à l'évaporation du solvant sur le robinet. Fixez un flacon contenant un mélange de solvants préparé au préalable au récipient Schlenk.Ensuite, ajoutez un chauffe-ballon hémisphérique au récipient Schlenk d'évaporation. Reliez une canule en acier longue à l'appareil à l'aide d'un écrou vissé, et fermez l'extrémité externe avec un petit ballon à fond rond. Après avoir placé un agitateur magnétique de 10 centimètres à l'intérieur d'un récipient en acier inoxydable, insérez un joint dans la cavité de la bride plane, puis reliez le récipient à l'appareil de co-condensation.Ensuite, reliez le récipient en verre contenant le chlorure d'hydrogène à un petit tube en acier, puis à un adaptateur à quatre voies. Fermez la sortie arrière de l'adaptateur à quatre voies avec une plaque aveugle. Ensuite, connectez un manomètre différentiel à la sortie avant et installez une vanne à la sortie supérieure.Connectez maintenant un robinet à aiguille à la vanne située à la sortie supérieure de l'adaptateur à quatre points. Ensuite, reliez la partie d'alimentation en gaz à l'appareil de co-condensation à l'aide d'un long tube en acier. Une fois l'assemblage terminé, faites le vide dans l'appareil de co-condensation pendant toute une nuit, jusqu'à une pression finale d'environ 10 à la puissance moins cinq millibars.Le lendemain, remplir le piège à froid d'une pompe à diffusion à huile avec quatre litres d'azote liquide. Mettre en marche le circuit d'eau de refroidissement d'un générateur haute fréquence, puis ouvrir l'eau du robinet. Après avoir allumé le générateur, procéder progressivement au chauffage du réacteur en graphite en augmentant la puissance de sortie par paliers de 0,1 à 0,5 kilowatt jusqu'à ce que la température de réaction atteigne environ 1300 degrés Celsius.Après le dégazage, régler la valeur du générateur à 1,0 kilowatt pour refroidir le réacteur. Après avoir rempli un récipient en acier de 30 litres d'azote liquide, soulevez-le à l’aide d’une plateforme élévatrice afin que le récipient réactionnel soit placé à l’intérieur du récipient en acier. Ensuite, ajoutez davantage d’azote liquide dans le récipient en acier pour atteindre le niveau final d’azote liquide.Activer le manteau chauffant hémisphérique au niveau le plus bas afin de maintenir l'évaporation. À ce stade, évaporer le solvant goutte à goutte. Régler la vitesse de chute de manière à ce que tout le solvant soit consommé durant la réaction.Fermez l'aiguille fine et la vanne à gaz, puis ouvrez le récipient en verre contenant le chlorure d'hydrogène. Si la tension affichée sur le manomètre différentiel n'est pas supérieure à 1600 millivolts, appliquez une pression réduite sur la deuxième connexion du manomètre en raccordant un récipient préalablement vidé à la connexion extérieure du manomètre. Enregistrez la valeur initiale affichée.Ensuite, chauffez le réacteur en graphite à 1300 degrés Celsius en ajustant la valeur du générateur à 3,6 kilowatts. Après avoir ouvert la vanne de gaz, ouvrez lentement la vanne fine à aiguille pour introduire le gaz chlorure d'hydrogène à un débit constant de huit millivolts par minute. Vérifiez le débit au moins toutes les 10 minutes et enregistrez les valeurs mesurées.Ajoutez deux litres d'azote liquide dans le récipient isolant environ toutes les 10 minutes, de sorte que le niveau d'azote liquide reste toujours dans le tiers supérieur du récipient en acier inoxydable. Une fois que la valeur du manomètre différentiel a diminué de 1600 millivolts, fermez le robinet d'arrêt du gaz. Ensuite, introduisez lentement le chlorure d'hydrogène gazeux restant contenu dans la partie d'alimentation en gaz en ouvrant progressivement le robinet d'aiguille fin, puis arrêtez le générateur haute fréquence.Déconnectez la pompe à diffusion à huile en fermant le robinet principal, puis purgez l'appareil avec de l'azote sec jusqu'à une pression d'environ une atmosphère. Remplacez le Dewar en acier rempli d'azote liquide par un seau isolant placé sur un agitateur magnétique. Ajoutez ensuite environ cinq kilogrammes de dioxyde de carbone en poudre fine, et mettez l'agitateur magnétique en marche.Après avoir laissé la solution sous agitation pendant au moins 45 minutes, remplacez le ballon à fond rond de la seringue pressurisée par un tube Schlenk à double valve tout en maintenant le refroidissement par de la glace sèche sous un flux constant d'azote. Réglez la hauteur de la seringue pressurisée de manière à ce qu'elle touche le fond du récipient en acier inoxydable. Ensuite, expulsez la solution de chlorure d'étain à l'aide d'une légère surpression en ouvrant les vannes du tube Schlenk à double valve.Pour déterminer la qualité de la solution, effectuez un titrage des halogénures en dissolvant deux millilitres de la solution dans 50 millilitres d'acide nitrique dilué. Ajoutez ensuite un millilitre de peroxyde d'hydrogène à 30 pour cent au mélange. Après avoir agité pendant 10 minutes, réalisez un titrage potentiométrique au moyen de nitrate d'argent par rapport à une électrode au calomel.Ensuite, peser le tube en graphite pour déterminer la quantité d'étain consommée, qui doit se situer entre 4 et 4,8 grammes. À l’aide d’une canule en acier ou en téflon, ajouter 20 millilitres de la solution de chlorure d’étain 0,2 molaire dans un récipient Schlenk refroidi, contenant deux grammes de la source de ligon. Mettre en marche l’agitateur magnétique, laisser réagir sous agitation et réchauffer lentement jusqu’à la température ambiante en trois heures.Une fois la réaction terminée, arrêtez l'agitation magnétique et laissez tout précipité insoluble à l'intérieur du tube Schlenk se déposer. Ensuite, filtrez la solution brun foncé dans un autre récipient Schlenk. Enfin, ajoutez 0,2 millilitre de TMEDA une fois le mélange formé, puis laissez reposer toute la nuit afin de former des cristaux noirs.Après l'isolement, identifier les cristaux par RMN du proton. Le principe de la technique d'isolement matricée, en conjugaison avec la technique de co-condensation préparative, est illustré ici. Un schéma du montage de l'appareil de co-condensation est affiché ici.Ici, la synthèse menant au composé d'amas métalloïde un est présentée, en appliquant la réaction de dismutation du chlorure d'étain sous-valent métastable. Les spectres RMN du proton, du carbone et du silicium des cristaux de l'amas métalloïde d'étain à 10 atomes sont montrés ici. La structure moléculaire du composé un, telle qu'elle a été déterminée par analyse cristallographique aux rayons X, est affichée ici.Une fois maîtrisée, la co-condensation peut être réalisée en deux jours, à condition d'être effectuée correctement. La synthèse de l'agrégat métalloïde de 10 atomes d'étain nécessite une semaine supplémentaire pour la cristallisation du produit. Lors de la réalisation de cette procédure, il est important de se rappeler que les conditions durant la réaction de co-condensation doivent rester constantes afin d'obtenir une solution métastable adéquate, pouvant être utilisée pour la synthèse d'agrégats métalloïdes.Après avoir suivi cette procédure, des réactions ultérieures avec l'agrégat métalloïde de 10 atomes d'étain peuvent être réalisées afin de répondre à des questions supplémentaires, telles que la réactivité chimique des agrégats métalloïdes d'étain. Après son développement, cette technique a ouvert la voie à des recherches dans le domaine de la nanotechnologie pour explorer les propriétés de composés d'agrégats métalloïdes définis à l'échelle nanométrique. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la manière dont la co-condensation préparative est effectuée, conduisant à de nouveaux réactifs basés sur des molécules inaccessibles par des procédés synthétiques classiques, ce qui ouvre la porte à de nouveaux domaines en chimie.N'oubliez pas que le travail avec un appareil de co-condensation et une solution de sous-hydrure hautement réactive et métastable peut être extrêmement dangereux, et que des équipements de protection individuelle tels que des lunettes de sécurité, des gants et une hotte de laboratoire doivent être portés lors de la réalisation des réactions.

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

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Un protocole pour la synthèse ensemencement de nanostructures multicomposants en forme de bâtonnet et de tétrapode composées de CdS et de CdSe est présenté.

Synthèse ensemencée de nanocristaux de bâtonnets et de tétrapodes CdSe/CdS

La synthèse des chalcogénidoplumbates(II,IV) via la réduction in situ du nominal « PbCh2 » (Ch = Chalcogen) et via une réaction à l’état solide et les réactions solvothermiques ultérieures est présentée. De plus, les réactivités des solutions de plombure(II) sont représentées, ce qui donne l’homologue de CO connu le plus lourd connu à ce jour : le ligand μ-PbSe.

La combinaison de semi-conducteurs et des techniques à base de Solution: Synthèse et réactivité de Chalcogenidoplumbates (II ou IV)

Un protocole pour la synthèse d’un nouveau type de mésogènes, basé sur l’anion supramoléculaire halogène-collé [CnF2n + 1-I··· I··· −j’ai-CnF2n + 1], est signalée.

Des molécules aux matériaux : ingénierie de nouveaux cristaux ioniques de liquide par l’intermédiaire de liaison halogène

Ici, nous présentons une synthèse one-pot, sans transition-métal des thiols et thioesters d’halogénures aromatiques et thiométhylate de sodium, suivi par l’élaboration de monocristaux d’un réseau de métal-dithiolène à l’aide d’espèces de thiol généré in situ de thioester plus stable et plus docile.

Synthèse d’un bloc de construction de Thiol pour la cristallisation d’un cadre de métal Gyroidal soufre semiconductrices

Un protocole pour la synthèse de nanoparticules bimétalliques dans des liquides ioniques et la procédure de leur test catalytique dans l’hydrogénation sélective des aldéhydes insaturés sont décrites.

Synthèse de nanoparticules bimétalliques de Pt/Sn-basés dans des liquides ioniques

Un nouveau catalyseur métallique du groupe IV pour la métathèse d'imine est préparé en greffant le complexe de métal d'amine sur la silice déshydroxylated. Les fragments de métal de surface sont caractérisés à l'aide de FT-IR, de microanalyse élémentaire et de spectroscopie RMN à l'état solide. D'autres expériences de spectroscopie de la rmN améliorées par la polarisation nucléaire dynamique complètent la détermination de la sphère de coordination.

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

Les nanocomposites CdSe-SnSe sont produits en consolidant des particules de SnSe conçues en surface. Une synthèse aqueuse simple est utilisée pour produire des particules de SnSe. Le revêtement des particules de SnSe avec des complexes moléculaires CdSe permet de contrôler la taille des grains et d’augmenter le nombre de défauts présents dans le nanocomposite, abaissant ainsi la conductivité thermique.

CdSe-SnSe polycristallin, traité en solution, conçu en surface, présentant une faible conductivité thermique

Ici, nous présentons un protocole pour synthétiser deux chalcogénures métalliques (Cu1,8S et SnSe) adaptés à la thermoélectricité via une synthèse mécanochimique ultrarapide (deuxième gamme), sans solvant et en une étape à l’aide de précurseurs élémentaires. En même temps, nous démontrons la surveillance de la température dans le bocal pendant le broyage planétaire à billes in situ par le dispositif nouvellement développé.

Démonstration de la simplicité et de la surveillance de la température in situ de la synthèse mécanochimique de chalcogénures métalliques adaptés à la thermoélectricité

La méthode de recuit thermique permet de fabriquer des couches minces de clathrate de silicium semi-conducteur de type II. Des traitements de post-synthèse, y compris le pressage thermique et la gravure ionique réactive, ont été effectués pour améliorer les propriétés du matériau. Cette approche offre une voie accessible pour la fabrication de films de clathrate accordables adaptés aux dispositifs électroniques et photoniques de prochaine génération.

Fabrication et optimisation de films de clathrate de silicium de type II

Un procédé simple pour la préparation de samarium diiodure...

Préparation et utilisation de samarium diiodure (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) In Organic Synthesis: Le rôle mécanistique de HMPA et Ni (II) Sels dans la réaction Samarium Barbier

Découvrez la technique de co-condensation préparative pour synthétiser une solution de chlorure d'étain métastable Sn(I). Cette méthode permet d'obtenir des réactifs hautement réactifs à basse température pour la chimie des clusters métalloïdes.

Synthèse de la Sn 10 (Si (SiMe 3) 3) 4 2 - Lutilisation dun Sn métastable (I) Solution Halide Synthétisé via une technique de co-condensation (Vidéo) | JoVE Journal

Synthèse de la [Sn

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