סינתזה של מטלוקן Ti(III) בטכניקת קו שלנק

1. התקנת קו שלנק

לקבלת הליך מפורט יותר, אנא עיין בסרטון "העברת קווי שלנק של ממס" בסדרת יסודות הכימיה האורגנית. בטיחות קו שלנק יש לבחון לפני ביצוע ניסוי זה. כלי זכוכית יש לבדוק עבור סדקים כוכב לפני השימוש. יש להקפיד על כך ש- O₂ אינו מרוכז במלכודת הקו שלנק אם משתמשים בנוזל N₂. בטמפרטורת N₂ נוזלית, O₂ מעבים והוא נפץ בנוכחות ממיסים אורגניים. אם יש חשד כי O₂ כבר מרוכז או נוזל כחול נצפה במלכודת הקרה, להשאיר את המלכודת קרה תחת ואקום דינמי. אין להסיר את מלכודת N₂ הנוזלית או לכבות את משאבת הוואקום. עם הזמן הנוזל O₂ יהיה נשגב לתוך המשאבה - זה רק בטוח להסיר את מלכודת N₂ נוזלי פעם כל O₂ יש sublimed.

1. סגור את שסתום שחרור הלחץ.
2. הפעל את גז N₂ ואת משאבת ואקום.
3. כאשר הוואקום של קו Schlenk מגיע ללחץ המינימלי שלו, להכין את המלכודת הקרה עם נוזל N₂ או קרח / אצטון יבש.
4. להרכיב את המלכודת הקרה.

2. הכנת המגיבים המוצקים

1. שקול 100 מ"ג (0.40 mmol) של דיציקלופנטיניליטניום מוצק (IV) דיכלוריד (תרכובת 1, איור 1) ו-78 מ"ג (1.2 mmol) של אבקת אבץ לתוך אגף שלנק (אגף שלנק A).
2. התאימו את בקבוק שלנק A עם פקק זכוכית משומן וצרפו את זרוע הצד של שלנק לקו שלנק עם צינורות טייגון.
3. פתח את העצירה של צינור קו שלנק המחובר לבקבוק שלנק A כדי לשאוב אבק. פתח לאט את הסטופקוק על אגף שלנק א. לפנות את בקבוק שלנק A במשך 5 דקות.
4. תדחיק את שלנק עם N₂ על ידי סגירת העצירה הראשונה על אגף שלנק. דחקו באיטיות את צינורות קו שלנק עם N₂ על ידי הפיכת קו שלנק ל- N₂. הפוך כמה (לפחות 5) מהיר 180 ° סיבובים על עצירת בקבוק שלנק, מוודא את stopcock סגור לאחר כל סיבוב. פתחו לאט לאט את הסטופקוק כדי לסיים למלא את אגף שלנק A ב- N₂.
5. סגור את בקבוק שלנק פקק.
6. חזור על שלבים 2.3-2.5 פעמיים נוספות. במחזור האחרון, תשאירו את הסטופקוק לבקבוק של שלנק א' פתוח.

3. הכנת הממס

הערה: מאז התגובה אינה רגישה למים, כלי זכוכית וממסים לא צריך להיות מיובש. עם זאת, אם ההכנה היא לשימוש בתא הכפפות, כל כלי זכוכית וממסים צריך להיות מיובש כראוי.

1. למדוד 15 מ"ל של acetonitrile ולהעביר את הממס לבקבוק שלנק חדש (אגף שלנק B). להתאים את אגף שלנק B עם מחיצה.
2. חבר את אגף שלנק B לקו שלנק באמצעות צינורות טייגון. לפנות את הצינורות במשך 5 דקות ולמלא את הצינורות עם N₂ (stopcock אל אגף שלנק צריך להישאר סגור). חזור על מחזורי הפינוי/מילוי פעמיים נוספות. השאירו את הצינורות מתחת ל-N_2.
3. טהרו את אחד מצינורות טייגון שאינם בשימוש בקו שלנק עם N₂, מצויד במחט ארוכה.
4. הכנס את המחט לתוך המחיצה של בקבוק שלנק B ולהוריד את המחט לתוך acetonitrile.
5. הכנס מחט שנייה (לא מחוברת לקו שלנק) למחיצה של אגף שלנק B. זו מחט האוורור. עם החדרת מחט האוורור, N₂ צריך להתחיל לבעבע דרך acetonitrile.
6. אפשר לאזטוניטריל לדגה למשך 15 דקות.
7. פתח את הסטופקוק לבקבוק שלנק בי.
8. הסר את מחט האוורור, ואחריו את המחט מחובר לקו Schlenk. סגור את העצירה בקו שלנק שמחובר למחט הארוכה.

4. תוספת ממס דרך קנולה (איור 3)

1. ודא כי stopcocks לשני צלוחיות שלנק (A & B) פתוחים N_2.
2. החלף את פקק הזכוכית על בקבוק שלנק A במחיצת גומי.
3. הכנס קצה אחד של הצינורית דרך המחיצה על אגף שלנק B (בקבוק התורם). אל תשים את המחט לתוך האצטוניטרייל.
4. ודא N₂ זורם דרך הצינורית על ידי הצבת הקצה הנגדי של הצינורית קרוב לעור הזרוע.
5. הכנס את הקצה השני של הצינורית לתוך אגף שלנק A (הבקבוקון המקבל).
6. סגור את הסטופקוק לבקבוק שלנק א.
7. מנמיכים את הצינורית בבקבוק שלנק B כך שהקצה מגיע לתחתית האקטוניטריל.
8. הכנס מחט אוורור במחיצה של אגף שלנק A. ממס צריך להתחיל לזרום. אם אף ממס לא זורם, נסה להגדיל את זרימת N₂ או להעלות את בקבוקון הממס מעל גובה הבקבוקון המקבל.
9. העבר את כל 15 מ"ל של acetonitrile מבקבוק שלנק B ל- A. אם רק חלק של הממס הוא הרצוי, פשוט להסיר את קצה הצינורית מן הממס של שלנק אגף B כדי לעצור את זרימת הנוזל.
10. הסר את מחט האוורור מהמחיצה ופתח את הסטופקוק לבקבוק שלנק A.
11. הסר את הצינורית מבקבוק שלנק A.
12. הסר את הצינורית מבקבוק שלנק B.

5. סינתזה של טי(III) מטלוקן (תרכובת 3)

1. מערבבים במרץ את הפתרון במשך 15 דקות (או עד שתערובת התגובה הופכת לכחולה).
2. אם צבע ירוק נמשך, הוסיפו עוד אבק אבץ (1-2 מקבילים נוספים). כדי להוסיף עוד אבק אבץ למערכת מבלי להציג O₂, ודא כי עצירת אגף שלנק פתוח ללחץ N₂ חיובי. הסר את מחיצת הגומי ולהוסיף את מוצק לבקבוקון. חבר מחדש את מחיצת הגומי. אם תוספת של אבק אבץ עודף אינה משפיעה על שינוי הצבע הרצוי לכחול, O₂ הוכנס ככל הנראה למערכת.

6. תוספת ממס באמצעות מזרק

1. דגה 10 מ"ל של acetonitrile כמתואר בשלב 3 באגף שלנק B.
2. ודא כי שני בקבוקי שלנק A & B stopcocks פתוחים ל- N₂ ומצוידים בספטה גומי.
3. הכנס את מחט המזרק לתוך כל הבקבוק ולמשוך גז N₂ לתוך המזרק.
4. הסר את המחט ולהוציא את N₂ לתוך מכסה המנוע.
5. חזור על שלבים 6.3-6.4 פעמיים נוספות.
6. הכנס את מחט המזרק מצויד מזרק 10 מ"ל לתוך אגף שלנק B ולהוציא את הנפח הרצוי של ממס (5 מ"ל).
7. הסר את המחט מן הממס אבל להשאיר את המחט בבקבוק שלנק. לכופף את המחט כך המזרק הוא הצבעה למעלה (המחט צריכה ליצור קשת) ולמשוך ~ 1 מ"ל של גז N₂ לתוך המחט. צריכה להיות "בועה" גז בחלק העליון של המזרק.
8. תוך שמירה על המחט מקושתת, להסיר את המחט מבקבוק שלנק B. המזרק עדיין צריך להיות הצביע עם הבועה של N₂ בקצה המזרק שבו המחט מחוברת. בועת N_{2 תמנע} אצטוניטריל מדלוף מתוך המזרק.
9. כשהמחט עדיין מקושתת והמזרק מצביע למעלה, הכנס את המחט למחיצה של אגף שלנק A.
10. לאט לאט להוסיף acetonitrile לבקבוק שלנק A. בשלב זה, המיקום של המזרק אינו רלוונטי.
11. כאשר תוספת ממס הושלמה, להסיר את מחט המזרק מבקבוק שלנק A.