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Articolo metodologico

MECCANOCHIMICA affidabile: Protocolli per risultati riproducibili di Neat e liquido assistita esperimenti di macinazione mulini a palle

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DOI:

10.3791/56824

23 gennaio 2018

In questo articolo

Sommario

Vi presentiamo le procedure dettagliate per produrre le curve sperimentali equilibrio della composizione fase in funzione della concentrazione del solvente in un sistema a stato solido sotto condizioni di fresatura.

Abstract

I risultati di equilibrio della sfera mulino macinazione possono drasticamente cambiare in funzione della anche piccole variazioni nelle condizioni sperimentali quali la presenza di piccole quantità di solvente aggiunto. Per riproducibile e accuratamente acquisire questa sensibilità, lo sperimentalista deve considerare attentamente ogni singolo fattore che può influenzare il laminatoio di sfera rettifica reazione sotto inchiesta, da garantire che giare siano puliti e asciutti prima dell'uso, a accuratamente aggiungendo la stechiometria dei materiali di partenza, alla convalida che la consegna del volume di solvente è precisa, nel garantire che l'interazione tra il solvente e la polvere sia ben compreso e, se necessario, viene aggiunto un tempo di macerazione specifico per la procedura. Studi cinetici preliminari sono essenziali per determinare il tempo di fresatura necessari per raggiungere l'equilibrio. Solo allora fase squisita composizione curve possono essere ottenute in funzione della concentrazione solvente sotto palla mulino liquido assistita macinazione (LAG). Utilizzando procedure rigorose e attenta analoghe a quelli qui presentati, tali curve di equilibrio di fresatura possono essere ottenuti per praticamente tutti i sistemi di fresatura. Il sistema che utilizziamo per dimostrare queste procedure è una reazione di scambio disolfuro a partire dalla miscela equimolare di due omodimeri in equilibrio quantitativo heterodimer di ottenere. Quest'ultimo è formato da laminatoio di sfera rettifica come due differenti polimorfi, modulo A e Modulo B. Il rapporto R = [Modulo B] / ([modulo A] + [Modulo B]) alla fresatura equilibrio dipende la natura e la concentrazione del solvente nel vaso di fresatura.

Introduzione

MECCANOCHIMICA utilizzando mulino manuale o palla apparecchiatura stridente è diventato sempre più popolare negli ultimi anni come un attraente e sostenibile alternativa ai metodi di soluzione tradizionale per la sintesi di materiali. 1 è attraente perché permette per reazione fra i solidi da raggiungere in modo efficace e quantitativamente. È una tecnica sostenibile "verde", che richiedono poco o nessun solvente. Fresatura o smerigliatura manuale può essere eseguita ordinata, cioè senza solvente, o solvente assistito: in quest'ultimo, conosciuto come "liquido assistita rettifica" (LAG),2,3

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Protocollo

1. convalida dell'erogazione precisa di solventi organici

  1. Convalida del pipettaggio precisa di solventi organici in modalità inversa pipetta
    Nota: Pipette a spostamento aria in modalità di pipettaggio inverso sono stati selezionati per un solventi gamma di LAG (acetone, acetonitrile (MeCN), tetraidrofurano (THF), acetato di etile (EtOAc), cloroformio (CHCl3) e dimetilformammide (DMF)) perché essi imbevuto in modo molto efficiente in polveri di materiali di partenza (1-1 e 2-2). Taratura preliminare della modalità pipettaggio inversa con questa gamma di solventi aveva dato più accurata e precis....

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Risultati

Questo protocollo è sempre iniziato da sperimentalista convalida le sue capacità pipettaggio e controllando la qualità e le prestazioni delle pipette o siringhe usate. Questo è fatto meglio eseguendo set di formazione su volumi pipettaggio accurate del solvente specifico destinato a essere utilizzato per il laminatoio di sfera esperimenti di macinazione. L'accuratezza dei volumi dispensati viene convalidato pesando i controlli e la convalida viene ripetuta fino a quando la precisione desi.......

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Discussione

Mentre la maggior parte della letteratura su MECCANOCHIMICA concentra i risultati pragmatici o su meccanismi di reazione, il presente documento affronta il punto finale termodinamico della palla mulino macinazione. Da questa prospettiva, gli studi cinetici sono un passo necessario per la definizione degli altipiani di equilibrio finale. Attraverso i nostri studi di cinetica e finale di equilibrio, sappiamo che le reazioni di rettifica mulino a sfera qui discussione sono guidate da termodinamica, conseguente la composizio.......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla a rivelare

Ringraziamenti

AMB e JKMS grati alla EPSRC sostegno finanziario. Ringraziamo C. A. Bland per la progettazione e la struttura meccanica e P. Donnelly per la progettazione di software di automazione delle smerigliatrici per ripetere rettifica. Ringraziamo Richard Nightingale, Ollie Norris e Simon Dowe da officina meccanica per la fabbricazione delle giare e titolare del solenoide per l'installazione di "Pulsante" e Keith Parmenter della bottega del vetro presso il dipartimento di chimica per il fabbricazione dei vetrini campione PXRD. Ringraziamo C. A. Bland per la manutenzione e la riparazione della chiusura a vite giare di macinazione. Ringraziamo il Professor Bill Jones per l'uso d....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Disolfuro di bis(2-nitrofenil) denominato 1-1Aldrich215228-25G[1155-00-6]
(98%)
Bis(4-clorofenil) disolfuro denominato 2-2TCID0360[1142-19-4]
(98+%)
1,8-Diazabicyclo [5.4.0]undec-7-ene (dbu)Acros Organics160610250[6674-22-2]
(>97,5 % da GC)
2-nitrofenil-4-clorofenil-disolfuro denominato 1-2sintesiSintetizzato mediante macinazione del mulino a palle: 1:1 di 1-1 + 2-2 + 2%M dbu
Formasintesi internaPolimorfo di 1-2 preparato mediante macinazione ordinata del mulino a sfere
Forma Bsintesi domesticaPolimorfo di 1-2 preparato mediante macinazione assistita da liquido con mulino a sfere
Acido formicoForniture scientifiche da laboratorio56302-50ML[64-18-6]
Grado di spettrometria di massa
Acido trifluoroacetico (TFA)ThermoFisher85183[76-05-1]
Reagent-Plus 99%
Acqua (H2O)RathburnW/0106/PB17[7732-18-5]
Grado di analisi del gradiente HPLC utilizzato anche per l'analisi HPLC
Acetonitrile (MeCN),Merck160610250[75-05-8]
Hypergrade per il grado LCMS LiChrosolv utilizzato anche per l'analisi HPLC
AcetoneFisher ScientificA/0606/17[67-64-1]
Grado HPLC
Metanolo (MeOH)Fisher ScientificM/4062/17[67-56-1]
grado LCMS
Etanolo (EtOH)Sigma Aldrich15727-5L[64-17-5]
reagente da laboratorio, assoluto,isopropanolo
(IPA)Fisher ScientificP/7508/17[67-63-0]
grado HPLC
Tetraidrofurano (THF)Acros Organics268290010[109-99-9]
Per HPLC; 99%8, acetato di etile non stabilizzato
(EtOAc)Fisher ScientificE/0906/15[141-78-6]
Cloroformio (CHCl3,)Fisher ScientificC/4966/17[67-66-3]
grado HPLC, stabilizzato con amilene
diclorometano (DCM)Fisher ScientificD/1857/17[75-09-2]
grado HPLC,
dimetilformammide (DMF)Aesar22915[68-12-2] molto tossico
grado HPLC puro al 99+%
Dimetilsolfossido (DMSO)Alfa Aesar36480[67-68-5] molto tossico
ACS, 99,9% min
CicloesanoFisher ScientificC/8936/15[110-82-7]
grado HPLC, 99,8+%
TolueneFisher Scientific LtdT/2306/15[108-88-3]
grado HPLC
BenzeneSigma Aldrich401765[71-43-2]
reagente puriss pa
Pipetta automatica da 5 -120 mLSartoriusPicus eLineerrore sistematico nelle specifiche:
per 120mL è ± 0,48 mL,
per 60 mL è ± 0,36 mL,
per 12 mL è ± Fiala da 0,24 mL
con vite trasparente da 1,5 ml + CAP Vite solida in bachelite Foderata in PTFE per fiala da 10 mmJaytee BiosciencesJW41110 +
JW43927
Fiala con tappo utilizzata per convalidare l'accuratezza e la precisione del solvente dispensato
Database strutturale dei cristalliIl Cambridge Crystallogra-phic Data Centre (CCDC)Cambridge Structural Database (CSD)Contiene oltre 900.000 voci dalle analisi
di diffrazione a raggi X e neutronidiffrattometro a raggi X per polverePanalyticalX-Pert PRO MPDDotato di un Rivelatore celerator con Cu K&alfa;
dati del diffrattometro a raggi X a polvere di radiazioni Software di raccoltaPanalyticalX' Pacchetto solftware Pert HighScore Plus v3.0utilizzato per acquisire i dati PXRD
Software di raffinazione Rietveld con equazione di ScherrerBRUKERVersione 6 di TOPAS-AcademicPer preparare la composizione della fase e la dimensione dei cristalli dalle scansioni PXRD
Apparecchiature HPLCHPLC modulare Agilent serie HP1200Pompa binaria ad alta pressione HPLC, autocampionatore, forno a colonna tipo Peltier con 6 & micro; L e rivelatore a diodi con cella a flusso semi-micro (1,6uL, lunghezza del percorso 6 mm).
Colonna HPLCAgilent1,8 mm Zorbax XDB C18,(4,6 mm ID e tempi; 50 mm di lunghezza)
Macinatore a sfereRetschMM400modificato: coperchio di sicurezza sostituito per schermo di sicurezza esterno
Barattoli in acciaio inox con chiusura a scatto da 14 mL Prodottoin casain acciaio inox 316
inox da 14 mL con chiusura a viterealizzato in acciaio inossidabile 316 -
contiene una rondella in PTFE
Cuscinetti a sfera in acciaio inossidabile:Dejay Distribution Ltd7,0 mm (1,37 g)Sfere in acciaio inossidabile AISI 420 Carbonio (0,25/0,35%) e Chromium (12/14%)
Software "Push a Button"sviluppato presso il Dipartimento di Chimicascritto in Visual Basic. Attiva un interruttore a controllo elettronico (relè).
Magnete magnetico "Push a Button"SchultzTipo 609RP
12 Volt DC
609RP (RP sta per)
R - per ritorno a molla
P - per asta di spinta
"Push a Button"
Supporto solenoide
Dipartimento di ChimicaPer tenere il solenoide sul pulsante START sull'MM400
"Push a Button" RelèKM TronicUSB un relèController relè USB - Un canale - Comandi ASCII HyperTerminal. Collegamento alla porta USB di un PC tramite VCP (Virtual COM Port).
stucco adesivo riutilizzabileBostikBlu-TackUtilizzato per tenere il barattolo fissato sul banco.
interna A non stabilizzato Alfa Sistema Barattoli in acciaio

Riferimenti

  1. James, S. L., et al. Mechanochemistry: opportunities for new and cleaner synthesis. Chem Soc Rev. 41 (1), 413-447 (2012).
  2. Braga, D., et al. Solvent effect in a "solvent free" reaction. CrystEngComm. 9 (10), 879-881 (2007).
  3. Karki, S., Friscic, T., Jones, W.

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Ristampe e permessi

Tag

Macinazione assistita da liquidoconcentrazione del solventeequilibrio polimorficocalibrazione della pipettastudi cinetici preliminarianalisi della composizione di faseanalisi HPLCanalisi PXRDpreparazione del contenitore di macinazione