Presentiamo ad alta temperatura di sintesi di precursori intermetallici K 4 Ge 9, La loro dissoluzione in etilendiammina per formare Ge 9 4 - Ioni deltahedral Zintl e la reazione dei cluster con alchini per formare composti organo-Zintl ioni. Questi ultimi sono caratterizzati da spettrometria di massa elettrospray in soluzioni e da cristallo singolo diffrazione di raggi X allo stato solido.
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Articolo metodologico
Sintesi di Nine-atomo ioni Deltahedral Zintl del germanio e la loro funzionalizzazione con gruppi organici
In questo articolo
Sommario
Abstract
Sebbene i primi studi di Zintl data di ioni tra la fine del 1890 e l'inizio del 1930 non sono state caratterizzate strutturalmente solo molti anni dopo. 1,2 La loro chimica redox è ancora più giovane, quasi dieci anni, ma nonostante questo breve storia di questi ioni deltahedral cluster E 9 n-(E = Si, Ge, Sn, Pb, n = 2, 3, 4). hanno già dimostrato reattività interessante e vario e sono stati in prima linea in rapido sviluppo ed eccitante nuova chimica 3-6 tappe da notare sono l'accoppiamento ossidativo di Ge 9 4 - aggregati alle oligomeri e catene infiniti, 7-19 loro metallazione e 14-16,20-25 tappatura da metalli di transizione frammenti organometallici, 26-34 inserimento di un metallo di transizione atomo al centro il cluster che a volte è combinato con tappatura e oligomerizzazione, 35-47 aggiunta del principale gruppo di frammenti organometallici come eso-incollati sostituenti,48-50 e funzionalizzazione con vari residui organici da reazioni con alogenuri organici e alchini. 51-58
Questo sviluppo Quest'ultimo di fissaggio frammenti organici direttamente ai cluster ha aperto un nuovo campo, cioè organo-Zintl chimica, che è potenzialmente fertile per ulteriori esplorazioni sintetici, ed è il passo-passo la procedura per la sintesi di germanio-divinil cluster descritti. I passi iniziali delineano la sintesi di un precursore intermetallico di K 4 Ge 9 da cui il Ge 9 4 - cluster vengono estratti successivamente in soluzione. Si tratta di silice fusa soffiatura del vetro, saldatura ad arco di contenitori niobio, e la movimentazione di aria altamente materiali sensibili in una scatola di guanti. L'aria sensibile K 4 Ge 9 viene quindi disciolto in etilendiammina nella casella e poi alkenylated da una reazione con Me 3 SiC ≡ CSiMe 3. La reazione è seguita da elettrospray spettrometria di massa, mentre la soluzione risultante viene utilizzata per ottenere cristalli singoli contenenti i cluster funzionalizzati [H 2 C = CH-Ge 9-CH = CH 2] 2 -. A tal fine la soluzione viene centrifugata, filtrata, e accuratamente stratificata con una soluzione toluenica di 18-crown-6. Lasciato riposare per alcuni giorni, le cosiddette soluzioni prodotte a più livelli arancione blocchi cristallini di [K (18-crown-6)] 2 [Ge 9 (HCCH 2) 2] • it che sono stati caratterizzati da cristallo singolo diffrazione dei raggi X .
Il processo mette in evidenza le tecniche di reazione standard, la lavorazione, e l'analisi verso funzionalizzate cluster deltahedral Zintl. Si spera che contribuiscono al conseguimento di un ulteriore sviluppo e la comprensione di questi composti nella comunità in generale.
Protocollo
1. Preparazione del tubo di niobio
- Prima di tagliare i (Nb) tubi di niobio, preparare Nb-pulizia soluzione. In una bottiglia di plastica da 500 ml, dosare e aggiungere tramite un cilindro graduato da 100 ml delle soluzioni stock seguenti come ricevuti: 110 ml di H 2 SO 4, seguiti da 50 ml HNO 3, seguiti da 40 ml HF. Mescolare bene e permettono di raggiungere la temperatura ambiente prima dell'uso.
- Misurare il tubo Nb, 4,5 cm di lunghezza, e tagliare con un tagliatubi. Evitare di piegare il tubo. Ripeti 3 volte.
- In un luogo ben ventilato fumi-hood, posizionare i quattro tubi di NB, nel senso della lunghez....
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Discussione
E 'importante pulire bene i tubi parzialmente ossidate Nb. Tuttavia, se i tubi sono lasciati troppo a lungo nella soluzione di pulizia Nb, ciò seriamente compromettere lo spessore del tubo. Così, 10 - 15 secondi assumono carattere imperativo ed i tubi dovrebbero essere molto brillante alla fine (Fig. 3). Dopo che i tubi sono sigillati all'interno della camicia di silice fusa che devono essere puliti nuovamente con una soluzione diluita di acido Nb. Ciò dovrebbe tradursi in lieve effervescenza, puliscono le zone .......
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Dichiarazioni
Non ci sono conflitti di interesse dichiarati.
Ringraziamenti
Gli autori desiderano ringraziare la National Science Foundation per il continuo sostegno finanziario (CHE-0742365) e per l'acquisto di un APEX II diffrattometro Bruker (CHE-0443233) e un micrOTOF-II Bruker spettrometro di massa (CHE-0741793). Gli autori desiderano inoltre ringraziare CEST impianto per il loro uso dello spettrometro Micromass Quattro-LC di massa.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Nome del reattivo | Azienda | Numero di catalogo | Comments |
| D8-Xray diffrattometro | Bruker | Bruker APEX II | |
| Elettrospray spettrometro di massa | Bruker | MicrOTOF-II | |
| Elettrospray spettrometro di massa | Micromass | Quattro-LC | triple-quadropole |
| Drybox | Tecnologia innovativa | S-1-M-DL | IT-SYS1 modello |
| Gas inerte / vuoto schermato Arc Welding Arrangement | LDS vuoto Prodotti | Special Order | |
| Arc Welder Alimentazione | Miller | Maxstar-91 | |
| Guanti di saldatura in gomma | The Home Depot | KH643 | |
| Incisore elettrico | Burgess Prodotti | 74 | Vibro-Graver |
| Glass Sega circolare | Pistorius Machine Co. Inc | GC-12-B | |
| Tubo Furnace | Lindberg / Blue M | TF55035 | Minimite Laboratorio Furnace Tube, Moldatherm (1100 ° C) |
| Glass forno di essiccazione | Fisher Scientific | 13-247-650G | |
| Alto vuoto Hg Schlenk-Line | Special Order | Univ. of Notre Dame | Alternative: Edwards E050/60; VWR International, cat. No. EVB302-07-110 |
| Torch Large | Vincitore | JT100C | Torcia di saldatura, punta: Victor 5-WJ |
| Piccola torcia | Veriflo Co. | 3A | Blow-pipe |
| Tesla Coil | VWR International | KT691550-0000 | Cercafughe |
| Agitatore / Hot-Plate | VWR International | 12620-970 | VWR STR PLATE HOT DY-DUAL120V |
| Saldo | Denver Instrument Co. | 100A | XE Series |
| Centrifuga | LW Scientific | E8C-08AV-1501 | A velocità variabile |
| Grafite Alesatore, (flaring) | ABR Imagery, Inc. | 850-523 B01 | Buchi aperti in vetro soffiato e svasatura bordi |
| Attaccante | Fisher Scientific | 12-007 | |
| Vise Grips- | La CasaDeposito | 0902L3SM | |
| Pipe-Cutter | The Home Depot | 32820 | |
| Pinza da taglio | The Home Depot | 437 | |
| Bicchiere di plastica | VWR International | 13890-046 | |
| Cilindro di misura | VWR International | 65000-006 | Attenzione, vetro HF incide (se si utilizza un bicchiere uno) |
| Grande bottiglia di plastica | VWR International | 16128-542 | |
| 13 x 100 Test-Tubes | VWR International | 47729-572 | CULTURA TUBE 13X100 CS1000 |
| Di laboratorio (gomma) Tappi | Sigma Chemical Co. | Z164437-100EA | Taglia 00 |
| Test-Tube Rack | VWR International | 60196-702 | 10-13 mm diametro esterno del tubo |
| Mescolare-Bar | StirBars.com / Big Science Inc. | SBM-0803-MIC | PTFE 8x3 mm Micro |
| Pipette di vetro | VWR International | 14673-043 | VWR CS1000 pipetta Pasteur 9in |
| Gomma Bulbi | VWR International | 56311-062 | Latex, a parete sottile |
| Lana di vetro | I Unifrax LLC | 6048 | Fiberfrax isolamento in fibra di Bulk, fibra ceramica |
| Slides di vetro | VWR International | 16004-422 | 75x25x1mm, vetrini |
| Paratone-N olio | Hampton Research | Parabar 10312 | Noto come Paratone-N, Paratone-8277, Infineum V8512 |
| Alto VuotoSilicone Grease | VWR International | 59344-055 | Dow Corning |
| Azoto liquido | Univ. di Notre Dame | ||
| Bombola di gas Argon | Praxair Inc. Distribution | TARGHP | |
| Azoto bombola di gas | Praxair Inc. Distribution | QNITPP | |
| Ossigeno bombola di gas | Praxair Inc. Distribution | OT | 337 cf CYL |
| Idrogeno bombola di gas | Praxair Inc. Distribution | HK | 195 cf CYL |
| Bombola di gas propano / source | Univ. di Notre Dame | UND | |
| Tubi al quarzo, Lg | Quartz Scientific Inc. | 100020B | 20 millimetri idx 22mm OD x 48 "tubo trasparente quarto di gallone britannico fusa |
| Tubi al quarzo, Md | Quartz Scientific Inc. | 100007B | Cancella Tubing quarzo fuso, 7mm ID x 9mm x OD 48 " |
| Turno comune inferiore al quarzo | Quartz Scientific Inc. | 6160189B | Snodo |
| Occhiali di sicurezza quarzo | Wale Apparatus | 11-1127 | waleapparatus.com |
| Pyrex Occhiali di sicurezza | Wale Apparatus | 11-2125-B3 | Per il colore chiaro e vetro borosilicato |
| Blow Kit flessibile | Glass House | BH020 | glasshousesupply.com |
| Tubi di niobio | Shaanxi Tony Metals Co., Ltd | Niobio Tube, 50 ft | Niobio tubi senza saldatura Diametro esterno: 0,375 (± 0,005) pollici. Spessore parete: 0,02 (± 0Niobio .003) Inches devono essere temperati. |
| PEEK Starter Kit per la Messa Spect | Waters | PSL613321 | PEEK (polietereterchetone) tubi, noci, ghiera, si adatta |
| Mass Spect Needle Set | VWR International | 60373-992 | Hamilton Produttore (81165) |
| H 2 SO 4 | VWR International | BDH3072-2.5LG | ACS Grade |
| HNO 3 | VWR International | BDH3046-2.5LPC | ACS Grade |
| HF | VWR International | BDH3040-500MLP | ACS Grade |
| Acqua distillata | Univ. di Notre Dame | UND | |
| Acetone | VWR International | BDH1101-4LP | |
| Etilendiammina | VWR International | AAA12132-0F | 99% 2,5 L |
| Toluene | VWR International | 200004-418 | 99,8%, anidro |
| Mercurio | Strem Chemicals, Inc. | 93-8046 | |
| Potassio (K) metallico | Strem Chemicals, Inc. | 19-1989 | Sigillato in fiala di vetro sotto Ar |
| Germanio (Ge) in polvere | VWR International | AA10190-18 | GERM PWR -100 MESH 99,999% 50G |
| Bistrimetylsilylacetylene, (Me 3 SiC ≡ CCSiMe 3) | Fischer Scientific | AC182010100 | |
| 18-crown-6 (1,4,7,10,13,16-Hexaoxacyclooctadecane) | VWR International | 200001-954 | 99%, 25 gm |
| 2,2,2-crypt (4,7,13,16,21,24-Hexaoxa-1, 10 diazabiciclo [8.8.8] hexacosane) | Sigma Aldrich | 291110-1G | 98% |
Riferimenti
- 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....
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Ristampe e permessi
