Name: La sintesi di Sn 10 (Si (SiMe 3) 3) 4 2 - Utilizzo di una metastabile Sn (I) Soluzione ad alogenuri Sintetizzato tramite una tecnica di co-condensazione (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 43 s
Description: Scopri la tecnica di co-condensazione preparativa per sintetizzare soluzioni metastabili di Sn(I) alogenuri. Questo metodo consente di ottenere reagenti altamente reattivi a bassa temperatura per cluster metalloidi di stagio.

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Siamo grati alla Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) per il sostegno finanziario, e ringraziamo il dottor Daniel Werner per le discussioni utili.

ATTENZIONE! Si prega di consultare tutte le schede di sicurezza materiale pertinente (MSDS) prima dell&#39;uso. Molti dei prodotti chimici utilizzati in queste sintesi sono tossicità acuta, piroforico, e cancerogeno. I nanomateriali possono avere rischi aggiuntivi rispetto alla loro controparte di massa. Si prega di utilizzare tutte le pratiche di sicurezza appropriate durante l&#39;esecuzione di una reazione, compreso l&#39;uso di controlli tecnici (cappa e vano portaoggetti) e dispositivi di protezione individuale (occhiali, guanti, camice, pantaloni a figura intera, e scarpe chiuse). Porzioni delle seguenti procedure implicano tecniche senza aria standard Schlenk. L&#39;apparato co-condensazione applicata contiene un generatore di alta frequenza 20 kW. Le persone con un pacemaker cardiaco possono avere rigorosamente non ammissione. Gassosa HCl è altamente corrosivo. Conservare in un luogo ben ventilato o in una cappa aspirante. L&#39;azoto liquido e ghiaccio secco sono sostanze estremamente freddi; guanti speciali devono essere utilizzati per prevenire il congelamento. 1. lavoro preliminare <ol><li> Impostazione del reattore di grafite <ol><li> Prendere cinque camere di reazione, un anello terminale, un tubo di grafite vuoto sormontato da un tubo di vetro di quarzo, e due barre di grafite 0,7 mm. Riempire tutte le cinque camere di reazione con stagno elementari (pezzi), un totale di 6 g. Impilare le camere di reazione sopra l&#39;anello terminale, ognuna contorto da 30 °, e fissare la pila con l&#39;asta di grafite. Assicurarsi che la barra non è più lunga della pila. </li><li> Inserire la risma nel tubo di grafite in modo che i fori dell&#39;anello terminale di forma con i fori nel tubo di grafite. Fissare la messa a punto di una seconda asta di grafite. Assicurarsi che l&#39;asta non è più lunga del diametro del tubo. Pesare l&#39;intero setup con una scala e notare il valore per determinare la quantità di stagno consumata durante la reazione. </li></ol></li><li> Preparazione della miscela solvente NOTA: Toluene deve essere pre-essiccazione in presenza di sodio / benzofenone e distillato. Tributylphosphine deve essere sottovuoto distillata prima dell&#39;uso. <ol><li> Collegare un tubo da 200 ml Schlenk con un rubinetto vetroso ad un laboratorio Schlenk-line. Evacuare e spurgare il sistema con gas inerte per tre volte. Flame riscaldare il tubo Schlenk evacuato dopo il primo ciclo di evacuazione. NOTA: Utilizzare azoto secco o argon secca come gas inerte. </li><li> Riempire con 180 ml di toluene e 20 ml di tributilfosfina. Mescolare i solventi agitando manualmente il pallone. NOTA: tributilfosfina reagisce con tovaglioli di carta. Non pulire gocce di tributilfosfina con la carta. </li><li> Raffreddare il composto con ghiaccio secco per almeno 20 minuti e degassare la miscela leggermente evaporare e scuotendo il pallone freddo. Chiudere la valvola sotto vuoto e lasciare che il calore miscela a temperatura ambiente. NOTA: La miscela può evaporare violentemente, che può essere evitato agitando continuamente il matraccio. </li></ol></li></ol> 2. Sistemare il dispositivo di Co-condensa <ol><li> Reazione <ol><li> Posizionare il reattore grafite all&#39;interno della bobina di induzione di rame e superare il tubo di quarzo attraverso il foro centrale del foglio di rame superiore, posto sopra la bobina di induzione. Fissare il tubo di quarzo per l&#39;approvvigionamento di gas di guarnizione e un dado. Controllare la posizione del reattore all&#39;interno della bobina. Assicurarsi che il reattore sporge dalla bobina di 5 ± 0,5 mm. NOTA: La bobina di induzione di rame è la parte centrale dell&#39;apparato co-condensazione. La bobina è a filo con acqua di raffreddamento ed è collegata ad un generatore ad alta frequenza. Così, il tubo di grafite viene riscaldato induttivamente. Per ottenere condizioni riproducibili, la posizione del tubo di grafite all&#39;interno della bobina è cruciale. Si trova al centro della cavità della bobina, con 5 ± 0,5 mm sporge fondo. </li><li> Collegare la schermatura di raffreddamento ai pin acqua del connettore con i dadi. Fissare la schermatura raffreddamento dall&#39;altro lato con una vite. Testare la tenuta stagna del ciclo di raffreddamento opzare il rubinetto dell&#39;acqua per 30 sec. NOTA: A causa della elevata tensione interna, non ci deve essere diretto contatto metallo-metallo per impedire tangenziali o archi elettrici, in particolare il foglio di rame superiore. Se ci sono contatti, modificare la posizione del foglio di rame con un bastone. Se questo non è possibile, rimuovere tutti i componenti e riavviare da 2.1.1. </li><li> Fissare le fibre ottiche del pirometro (controllo della temperatura) al titolare presso lo scudo di rame con una vite. Mettere un vetro al quarzo nel supporto alle ottiche per evitare la contaminazione del sistema ottico da sostanze chimiche come SnCl. </li><li> Fissare il diffusore vapore di solvente con un dado. Assicurarsi che il diffusore è centrato sotto la cavità dello scudo di rame. Re-verificare che il reattore grafite è ancora nel centro della bobina di induzione, e che non vi è alcun contatto della bobina al foglio di rame superiore. </li><li> Montare il vaso Schlenk, per evaporazione del solvente, sulla valvola, che è collegato tramite un tubo di acciaio alle dif vaporefusore. Fissare il pallone miscela di solventi preparato alla nave Schlenk. Aggiungere un mantello di riscaldamento emisferico alla evaporazione nave Schlenk. </li><li> Collegare la cannula di acciaio lunga all&#39;apparecchio con un dado. Chiudere la coda esterna con un piccolo pallone a fondo tondo. Posizionare una ancoretta magnetica (10 cm) nel grande recipiente in acciaio inox, mettere la guarnizione nella cavità della flangia aereo, e collegare il recipiente all&#39;apparecchio co-condensazione. </li></ol></li><li> Fornitura di gas <ol><li> Collegare un recipiente di vetro HCl contenente ad un tubo in acciaio piccolo e quindi ad un adattatore quattro punti. NOTA: La pressione HCl all&#39;interno del recipiente di vetro deve essere inferiore a 1 atm in modo che il manometro pressione differenziale può funzionare. </li><li> Chiudere l&#39;uscita posteriore della scheda di quattro punti con una flangia cieca. Collegare il manometro pressione differenziale uscita anteriore e impostare una valvola all&#39;uscita superiore. Collegare una valvola con ago sottile alla valvola all&#39;uscita superiore del quattro punti Adapter. Quindi, utilizzare un tubo in acciaio lungo per collegare la parte di alimentazione del gas all&#39;apparato co-condensazione. NOTA: Invece di una valvola ad ago fine, un controllore di flusso di massa può essere utilizzato. </li></ol></li><li> Ulteriori lavori preparatori <ol><li> Collegare il secchio doppia parete dewar in acciaio alla pompa da vuoto ed evacuare lo spazio a doppia parete per almeno 30 min. NOTA: Questa fase può essere effettuata anche durante l&#39;installazione della parte reazione dell&#39;apparato co-condensazione. </li><li> Evacuare l&#39;intero apparato co-condensazione con una pompa rotativa a palette ad una pressione finale di 10 - 2 mbar, che prende 60 min. </li><li> Dopo aver raggiunto la pressione finale, preriscaldare la pompa a diffusione dell&#39;olio. Accendere ciclo dell&#39;acqua di raffreddamento ed evacuare la pompa a diffusione dell&#39;olio con la pompa a palette durante il riscaldamento. NOTA: Durante questo tempo l&#39;apparecchio rimane sotto vuoto statico fino viene riscaldata pompa a diffusione. Questo richiede almeno 45 min. </li><li> Evacuare l&#39;APPAratus con il overnight pompa a diffusione preriscaldato a raggiungere la pressione finale di circa 8 x 10 - 6 mbar la mattina seguente. </li></ol></li></ol> 3. Co-condensazione Reazione <ol><li> Impostazione della reazione <ol><li> Riempire la trappola di raffreddamento della pompa a diffusione con 4 L di azoto liquido. Accendere il raffreddamento ciclo dell&#39;acqua del generatore ad alta frequenza aprendo il rubinetto dell&#39;acqua. Poi, accendere il generatore ad alta frequenza. </li><li> Lentamente pre-riscaldare il reattore grafite aumentando la potenza di uscita del generatore ad alta frequenza manualmente, in passi incrementali di 0,1 a 0,5 kW, fino a che la temperatura di reazione è di circa 1300 ° C. NOTA: La temperatura viene monitorata con il pirometro ottico e non deve essere superiore a 1300 ° C. In casi normali, tale procedura richiede circa 30 minuti, e la temperatura finale è realizzato a 3,5 kV. Durante il processo, il contenitore in acciaio inossidabile diventa calda. </li&gt; <li> Regolare il valore del generatore di 1,0 kV per raffreddare il reattore. Riempire il dewar in acciaio con circa 30 L azoto liquido. Sollevare la dewar con una piattaforma di sollevamento in modo che il recipiente di reazione viene posizionato all&#39;interno del dewar. Aggiungere più azoto liquido dewar in acciaio per raggiungere il livello finale di azoto liquido. NOTA: Nelle seguenti procedure, il livello dell&#39;azoto liquido deve sempre essere al terzo superiore del contenitore in acciaio inossidabile. </li></ol></li><li> Esecuzione della reazione <ol><li> Far evaporare la goccia a goccia di solvente. Fissare il tasso di caduta in modo che tutto il solvente viene usato durante la reazione (4 ore). Accendere il mantello di riscaldamento emisferico sul livello più basso per mantenere l&#39;evaporazione. </li><li> Chiudere il fine-ago e la valvola del gas. Aprire il vaso HCl. Assicurarsi che la tensione visualizzata sul manometro differenziale di pressione è superiore a 1,600 mV. Se questo non è il caso, applicare bassa pressione alla seconda connessione del manometro collegando un evacranea nave al collegamento esterno del manometro. Annotare il valore iniziale visualizzato. </li><li> Riscaldare il reattore grafite alla temperatura finale di 1.300 ° C regolando il valore del generatore di 3,5 kV. Aprire il rubinetto del gas. Aprire lentamente la valvola ad ago fine di lasciare nel gas di reazione (HCl) con un tasso costante di 8 mV / min. Controllare il tasso almeno ogni 10 minuti e annotare i valori misurati. NOTA: Il controllo di una portata costante di gas è assolutamente necessario per una reazione riproducibile. Se si utilizza un controllore di flusso di massa, la portata può essere controllato tramite un programma per computer. Altrimenti, il controllo può essere effettuato osservando i valori decrescenti di manometro pressione differenziale durante l&#39;ingresso del gas. Il tasso dovrebbe essere entro 7-8 mV / min, e la reazione è terminata quando il valore visualizzato viene diminuito di 1,600 mV, che è pari a 40 mmoli di HCl consumato. NOTA: Quando la reazione è in funzione, l&#39;idrogeno è prodotto, che può essere monitoratadall&#39;aumento della pressione all&#39;interno dell&#39;apparecchiatura da circa 8 x 10 - 6 mbar per circa 4 x 10 - 5 mbar. </li><li> Mettere 2 L di azoto liquido nel dewar circa ogni 10 minuti in modo che il livello di azoto liquido è sempre al terzo superiore del contenitore in acciaio inossidabile. Questo processo richiederà 4 ore. </li><li> Dopo che il valore del manometro differenziale è diminuito di 1,600 mV, chiudere la valvola del gas. Quindi, introdurre il restante gas HCl che è all&#39;interno della parte di alimentazione del gas aprendo lentamente la valvola con ago sottile. Attendere che la pressione nell&#39;apparecchiatura diventa inferiore a 4 x 10 - 5 mbar e poi spegnere il generatore ad alta frequenza e lasciare nella miscela solvente rimanente, se necessario. </li><li> Modifica del dewar in acciaio con riempimento in azoto liquido a un secchio isolata posto su un agitatore magnetico. Scollegare la pompa a diffusione dell&#39;olio chiudendo la valvola principale e lavare l&#39;apparecchiatura con azoto secco (5.0) ad una pressione intorno1 atm (barometro ruvida). Aggiungere ~ 5 kg di finissima ghiaccio secco, in polvere nel secchio in modo che il contenitore in acciaio inossidabile viene raffreddato dall&#39;esterno e accendere l&#39;agitatore magnetico. </li><li> Attendere che l&#39;agitatore magnetico giri liberamente. Ciò indica che la miscela di reazione è fuso. Lasciate che la soluzione mescolare per almeno 45 min. NOTA: Durante il processo di riscaldamento, la pressione aumenta e potrebbe ottenere superiore a 1,2 atm, che può essere visto presso il barometro ruvida. La sovrappressione può essere rilasciato attraverso la valvola nel pallone a fondo tondo a pressione lunga cannula. </li><li> Spegnere l&#39;agitatore. Modificare il pallone a fondo tondo con la semplice pressione della cannula ad un tubo doppia valvola Schlenk pur raffreddamento con ghiaccio secco sotto costante flusso di azoto. Fissare l&#39;altezza della pressa cannula in modo che tocchi il fondo del contenitore in acciaio inossidabile. </li><li> Spingere fuori il (I) Soluzione Sn Cl con leggera sovrapressione aprendo le valvole a tubo doppia valvola Schlenk. NOTA: Il Solution dovrebbe essere rosso intenso, marrone scuro al nero, quando concentrato. </li></ol></li><li> Determinare la qualità della soluzione <ol><li> titolazione ad alogenuri Prendere 2 ml della soluzione e sciogliere in 20 ml di acido nitrico diluito. Aggiungere 1 ml di 30% H 2 O 2 e agitare per 10 min. Eseguire una titolazione potenziometrica di Agno 3 contro l&#39;elettrodo al calomelano. NOTA: La concentrazione del alogenuro dovrebbe essere ~ 0,2 M. </li><li> Prendere il tubo di grafite e pesare per determinare la quantità di stagno consumata, che dovrebbe essere tra 4 ge 4,8 g. NOTA: In casi normali, la quantità di stagno reagito è inferiore alla quantità di alogenuro all&#39;interno della soluzione, dovuta alla reazione lato: Sn + 2 HCl → SnCl 2 NOTA: Questa reazione avviene in piccole quantità, ma non diminuire la qualità della soluzione e la capacità della reazione disproporzionamento per formare specie di cluster di stagno. Una lattina: rapporto C di 1: 1.2 È nel range di normalità. </li></ol></li></ol> 4. Sintesi di Sn 10 (Hyp) 4 2 - <ol><li> Lavoro preliminare <ol><li> Mettere 2 g (4.4 mmoli) di LiHyp • 3 THF, preparata secondo la letteratura 24 e una piccola ancoretta magnetica in un tubo Schlenk in un vano portaoggetti. </li><li> Preparare un bagno di raffreddamento / ghiaccio secco 2-propanolo a -78 ° C. Non utilizzare un criostato. </li><li> Posizionare il recipiente Schlenk all&#39;interno del bagno di raffreddamento e posizionare sia su un agitatore magnetico. </li></ol></li><li> Reazione <ol><li> Aggiungere 20 ml di una soluzione 0,2 M SnCl al recipiente Schlenk raffreddato contenente 2 g (4.4 mmoli) di LiHyp • 3 THF tramite un acciaio o teflon cannula. Accendere l&#39;agitatore magnetico. Far funzionare reazione e lentamente scaldare a temperatura ambiente entro 3 ore. Osservare il colore del cambiamento soluzione di reazione al marrone scuro. NOTA: Se la concentrazione della soluzione non è di 0,2 M,regolare il volume aggiunto in modo che 4 mmoli di alogenuro sono applicati (ad esempio, 40 ml di una soluzione 0,1 M). </li></ol></li><li> Procedura di work-up <ol><li> Fermare l&#39;agitatore e lasciare tutto precipitato insolubile all&#39;interno del tubo Schlenk di stabilirsi. Decantare la soluzione nero in un altro recipiente Schlenk. NOTA: Nella maggior parte dei casi, durante il processo di decantazione, è utile per controllare il precipitato con una lampada per garantire la completa trasformazione del surnatante. La LiCl precipitato insolubile può essere identificato come un solido grigio in basso. </li><li> Aggiungere 0,2 ml di TMEDA (TMEDA = N, N, N &#39;, N&#39; -tetramethylethylenediamine) alla miscela e lasciarlo riposare per una notte. Nero, cristalli tetraedrici crescono nella soluzione. Dopo l&#39;isolamento, identificare i cristalli via NMR del protone come Li 2 (TMEDA) 4 Sn 10 Hyp 4 23. NOTA: Nel tempo, il liquido madre produce più cristalli del prodotto. Quindi, memorizzare la mother liquore per almeno un mese si raccomanda di aumentare la resa. La concentrazione del liquido madre potrebbe anche essere utile per avviare un&#39;ulteriore cristallizzazione. </li><li> Per ottenere cristalli per raggi X analisi struttura cristallina, ricristallizzare il cluster nel seguente modo: Sciogliere 150 mg di Li 2 (TMEDA) 4 Sn 10 Hyp 4 a -40 ° C in 15 ml di THF assoluta. Aggiungere in 1 ml di 12-corona-4 (5 g in 25 ml toluene) alla miscela. La soluzione deve essere di colore verde scuro e deve essere conservato a -30 ° C, come il cluster non è stabile in THF a temperatura ambiente. </li><li> Dopo un giorno, ottenere grandi blocchi di Li 2 (12-corona-4) 4 Sn 10 Hyp 4 (140 mg). Utilizzare uno dei monocristalli per l&#39;analisi strutturale (Figura 9) mediante cristallografia a raggi X 23. </li></ol></li></ol>

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</ol>

Gli autori non dichiarano alcun conflitto di interessi.

Applicando la preparativa tecnica di co-condensazione (Figura 1) 25, nuovi materiali basati su molecole come SnBr ottengono. A causa della elevata flessibilità di temperatura, pressione, metallo e gas reattivo, una grande varietà di soluzioni metastabili di specie reattive elevati può essere sintetizzato. Ad esempio, subhalides di silicio e germanio sono già ottenuti in questo modo. Tuttavia, trovare le condizioni per ottenere una soluzione metastabile per un&#39;ulteriore sintesi non è banal...

A causa di recenti progressi nel campo delle nanotecnologie, la gamma di dimensioni su scala nanometrica tra le molecole e stato solido è diventato sempre più importante ed è al centro di vari sforzi di ricerca 1. La ricerca con composti nanoscala è particolarmente interessante per i metalli o semimetalli, come drastici cambiamenti avvengono durante la trasformazione da piccole specie molecolari (ad esempio, ossidi, alogenuri: non conduttore, ad esempio, AlCl 3, AuCl 3, Geo 2, etc.) a cluster metalloidi 2 del generale formule m n R m (n&gt; m; m = metallo come al, Au, Sn, ecc; R = legante come SC 6 H 4 -COOH, n (SiMe 3) 2, etc.), alla fase finale di massa elementare (in metallo: conduttore; semimetallo: semiconduttore, ad esempio, degli elementi di al, Au, o Ge) 3. La sintesi di un preciso compou nanoscala molecolareND è impegnativo a causa del suo carattere metastabile. Molte procedure sintetiche danno nanoparticelle metalliche con una certa distribuzione dimensionale 4, cioè una miscela di composti di cluster metalloidi di diverse dimensioni. Di conseguenza, per stabilire una base per un rapporto struttura-proprietà dei materiali su nanoscala, le procedure di sintesi devono essere sviluppate per accedere composti molecolari su nanoscala definiti. Questi composti molecolari definiti (cluster metalloidi nel caso dei metalli 5, 6, 7, 8) faranno luce sulla complessità e dei principi fondamentali della chimica apparentemente semplice, come la dissoluzione e la formazione di metalli 9. Una via sintetica per accedere cluster metalloidi di vari metalli inizia dalla riduzione di precursori stabili che sono ridotti a formare un cluster metalloide, soprattutto in bassa resa (ad esempio, gruppo metalloide 14 cluster come Sn 15 </sub&gt; (DippNSiMe 3) 6 (Dipp = 2,6-iPr 2 -C 6 H 3) 10, Pb 10 (Hyp) 6 (Hyp = Si (SiMe 3) 3) 11, o Ge 5 (CH (SiMe 3 ) 2) 4 12). Inoltre, un numero crescente di clusters metalloidi di metallo monetario sono sintetizzati attraverso la riduzione di precursori in presenza di un ligando intrappolamento come [Ag 44 (p-MBA) 30] 4 - (p-MBA = p-mercaptobenzoico acid) 13 e Au 102 (p-MBA) 44 14. Accanto alla via di sintesi di applicare la dealogenazione riduttiva, Schnöckel et al. introdotto una via sintetica al gruppo del metalloide 13 gruppi applicando la reazione disproporzionamento altamente reattive monohalides metastabili dell&#39;elemento corrispondente (ad esempio, 3AlCl → 2Al + AlCl 3). La sintesi dile monohalides necessari viene quindi eseguita mediante una tecnica di co-condensazione preparativa, dove alle alte temperature, molecole in fase gas di Alx e gassosi (X = Cl, Br, I) sono sintetizzati e successivamente intrappolato in una matrice di solventi congelati (Figura 1 ) 15. Questa tecnica dà così l&#39;accesso ai nuovi reagenti, aprendo la strada a nuovi settori della chimica (ad esempio, a partire dai monohalides metastabili, clusters metalloidi con diametri nell&#39;intervallo nanometri come [Al 77 (N (SiMe 3) 2) 20] 2 - o [Ga 84 (N (SiMe 3) 2) 20] 4 - potrebbe essere ottenuto) 16, 17. La via di sintesi attraverso la reazione di disproporzionamento è quindi il più produttivo, portando a grappoli con diametri compresi nanometri. Comunque, questa via di sintesi è possibile solo se un subhalide metastabile è a portata di mano che Disproportionates a basse temperature (normalmente ben al di sotto di 0 ° C). Ancora, nel caso di gruppo 14, sono necessari monohalides, come i dialogenuri subvalent MX 2 (M = Ge, Sn, Pb) sono troppo stabile e sproporzionata a temperature ben al di sopra di 100 ° C. La sintesi di metastabili soluzioni monohalide gruppo 14 è possibile tramite la tecnica di co-condensazione preparativo. Tuttavia, il gruppo 14 monohalides si ottengono a temperature molto più elevate rispetto al gruppo 13 monohalides, che sono prontamente disponibili come specie fase gassosa a 1000 ° C. Quindi, SnBr è ottenuto in resa massima a 1.250 ° C 18, che gebr 19, nonché SiCl 2 20, sono ottenuti a temperature ancora più elevate, fino a 1600 ° C. I monohalides sono &quot;intrappolati&quot; tramite una tecnica di co-condensazione preparativo (figura 1), che porta a soluzioni monohalide metastabile. Partendo da queste soluzioni metastabili, siamo stati di recente in grado di sintetizzare una varietà of romanzo metalloide del gruppo 14 composti a grappoli di germanio e stagno, vale a dire [Li (THF) 2] 3 [Ge 14 (Hyp) 5] (Hyp = Si (SiMe) 3) 21, Sn 10 (Hyp) 6 22, e { [Li ([12] corona-4) 2]} 2 [Sn 10 (Hyp) 4] 23. Qui, presentiamo la sintesi di una soluzione metastabile Sn (I) Cl all&#39;interno di un apparato di co-condensazione casalingo e descriviamo la sua reattività con LiHyp dare cluster metalloide [Sn 10 (Hyp) 4] 2 - 1 con resa elevata.

<table><tbody><tr><td>Stagno, 99,999%</td><td>ABCR</td><td>AB122397</td><td></td></tr><tr><td>Acido cloridrico N28, 99,8%</td><td>Air Liquide</td><td>P0820S10R0A001</td><td></td></tr><tr><td>Toluene tossico anidro, 99,8%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>244511</td><td></td></tr><tr><td>Tri-n-butilfosfina, > 93,5%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>90827</td><td>TMEDA tossico</td></tr><tr><td>, > 99,5%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>411019</td><td></td></tr><tr><td>12-corone-4</td><td>Sigma Aldrich</td><td>194905</td><td>THF tossico</td></tr><tr><td>anidro, > 99,9%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>401757</td><td></td></tr><tr><td>sodio, 99,95%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>262715</td><td></td></tr><tr><td>benzofenone, > 99%</td><td>Sigma Aldrich 427551</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Manometro di pressione differenziale</td><td>MKS MKS</td><td>Baratron 223B</td><td></td></tr><tr><td>Regolatore di flusso massico&nbsp;</td><td>Bronckhorst&nbsp;</td><td>Basso e Delta; p regolatore di portata massica Generatore</td><td></td></tr><tr><td>ad alta frequenza</td><td>Trumpf H&uuml; ttinger</td><td>TruHeat MF 5020</td><td></td></tr><tr><td>Spettrometro NMR</td><td>Bruker</td><td>Bruker DRX-250</td><td></td></tr><tr><td>Glovebox</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>Azoto 4.8</td><td>Westfalen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Grafite</td><td>SGL</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tubo di vetro al quarzo</td><td>Gebr. Rettberg GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cannula di trasferimento in acciaio</td><td>Rohre Ketterer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Balance</td><td>Kern Kern</td><td>PFB200-3</td><td></td></tr><tr><td>Pompa a diffusione dell'olio</td><td>Balzers</td><td>Balzers Diff900</td><td></td></tr><tr><td>Pompa rotativa a palette</td><td>Balzers</td><td>Balzers QK100L4D</td><td></td></tr><tr><td>Pirometro</td><td>Sensotherm</td><td>6285</td><td></td></tr><tr><td>Tubi Schlenk con rubinetti vetrosi</td><td>Gebr. Rettberg GmbH</td><td>Valvola tipo J.-Young con rubinetto</td><td></td> di arresto vetroso</tr></tbody></table>

la sintesi di [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; utilizzo di una metastabile sn (i) soluzione ad alogenuri sintetizzato tramite una tecnica di co-condensazione

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

Il numero di cluster metalloid stagno ben caratterizzati, sintetizzati applicando il disproporzionamento di un metastabile Sn (I) alogenuro in presenza di un ligando stericamente esigente, è aumentata negli ultimi anni. Il metastabile Sn (I) alogenuro viene sintetizzato in &quot;condizioni spazio esterno&quot; tramite la tecnica di co-condensazione preparativo. In tal modo, il subhalide viene sintetizzato in un forno a temperature elevate, circa 1300 ° C, ea pressione ridotta dalla reazione di stagno elementare con gas alogenuro di idrogeno (per esempio, HCl). Il subhalide (ad esempio, SnCl) è intrappolato all&#39;interno di una matrice di un solvente inerte, come toluene a -196 ° C. Riscaldamento matrice solida a -78 ° C dà una soluzione metastabile del subhalide. La soluzione subhalide metastabile è altamente reattivo, ma può essere conservato a -78 ° C per diverse settimane. Il riscaldamento della soluzione a temperatura ambiente, una reazione disproportionation verifica, portando a stagno elementare e il corrispondentealogenuro. Applicando leganti ingombranti come Si (SiMe 3) 3, i composti del cluster metalloide intermedio possono essere intrappolati prima della completa disproporzione di latta elementare. Pertanto, la reazione di un Sn metastabile (I) Cl soluzione con Li-Si (SiMe 3) 3 dà [Sn 10 (Si (SiMe 3) 3) 4] 2 - 1 cristalli neri in alto rendimento. 1 è formata attraverso una sequenza di reazione di metatesi complesso compreso il sale, disproportionation, e il degrado dei cluster più grandi. Inoltre, 1 possono essere analizzati con vari metodi come l&#39;analisi di cristallo struttura ai raggi X NMR o singola.

Il principio della tecnica di isolamento matrice coniugazione con tecnica di co-condensazione preparativo è mostrato (Figura 1), come pure la configurazione dell&#39;apparato co-condensazione (Figura 2) e il reattore di grafite (Figura 3). Figure 4 e 5 mostrano le foto del gruppo dell&#39;apparato co-condensazione. In figura 6, sono mostrati i componenti di fornitura di gas con il contro...

La reazione di disproporzione di una soluzione metastabile di cloruro di Sn(I), ottenuta tramite la tecnica di co-condensazione preparativa, viene utilizzata per la sintesi di un composto metalloide a grappolo di stagno.

La sintesi di [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; Utilizzo di una metastabile Sn (I) Soluzione ad alogenuri Sintetizzato tramite una tecnica di co-condensazione

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'obiettivo generale della tecnica preparativa di co-condensazione è ottenere nuovi reagenti basati su molecole irraggiungibili attraverso procedure sintetiche classiche, aprendo la strada a nuovi settori della chimica. Il principale vantaggio di questo metodo consiste nell'ottenere reagenti altamente reattivi, permettendo di effettuare le reazioni successive a basse temperature, aspetto fondamentale per la sintesi di aggregati metalloidi metastabili. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande chiave nel campo della nanotecnologia, poiché potrebbero essere stabilite relazioni struttura-proprietà a partire da composti di aggregati metalloidi ben caratterizzati dal punto di vista strutturale.Sebbene la soluzione metastabile di stagno-alogetto permetta di ottenere cluster su scala nanometrica, potrebbe anche essere utilizzata per la chimica di coordinazione o di addotti oppure per la sintesi di nuovi materiali. La dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale poiché i passaggi di costruzione sono difficili da apprendere a causa dell'elevata complessità dell'apparato di co-condensazione. Per prima cosa, riempire cinque camere di reazione con sei grammi di stagno elementare.Impilare le camere di reazione su un anello terminale, ruotandole ciascuna di 30 gradi, e fissare l'impilamento con una barretta di grafite da 0,7 millimetri. Inserire l'impilamento in un tubo cavo di grafite, in modo che i fori dell'anello terminale si allineino con i fori del tubo di grafite. Fissare il dispositivo con una seconda barretta di grafite da 0,7 millimetri.Quindi, pesare l'intero apparato con una bilancia e annotare il valore per determinare la quantità di stagno consumata durante la reazione. Successivamente, posizionare il reattore in grafite all'interno della bobina induttiva di rame di un apparato per co-condensazione, e far passare il tubo del cavo attraverso il foro centrale della lamina di rame superiore, posta sopra la bobina induttiva. Fissare il tubo del cavo a un tubo di alimentazione di cloruro di idrogeno mediante una guarnizione e un dado a vite.Verificare la posizione del reattore all'interno della bobina, assicurandosi che il reattore sporga dalla bobina di cinque, più o meno 0,5, millimetri. Collegare lo schermo di raffreddamento ai perni dell'acqua del connettore mediante dadi a vite. Dopo aver fissato lo schermo di raffreddamento all'altro lato con una vite, verificare l'aderenza idraulica del circuito di raffreddamento aprendo l'acqua corrente per 30 secondi.In seguito, fissare con una vite le fibre ottiche di un pirometro al supporto sullo schermo di rame. Fissare il diffusore di vapore del solvente con un dado a vite, assicurandosi che sia centrato al di sotto della cavità dello schermo di rame. Verificare nuovamente che il reattore in grafite sia ancora al centro della bobina induttiva e che non vi sia contatto tra la bobina e la lamina superiore di rame.Collegare un tubo di acciaio con una valvola al diffusore di vapore. Ora, montare il recipiente Schlenk per l'evaporazione del solvente sulla valvola. Collegare un flacone contenente una miscela di solventi precedentemente preparata al recipiente Schlenk.Quindi, aggiungere un mantello riscaldante emisferico al pallone di evaporazione Schlenk. Collegare una lunga cannula in acciaio all'apparato mediante un dado a vite, e chiudere la coda esterna con un piccolo pallone a fondo rotondo. Dopo aver posizionato un agitatore magnetico da 10 centimetri all'interno di un recipiente in acciaio inossidibile, inserire una guarnizione nella cavità della flangia piana e collegare il recipiente all'apparato di co-condensazione.Successivamente, collegare il contenitore in vetro contenente cloruro di idrogeno a un piccolo tubo di acciaio, quindi a un adattatore a quattro punti. Chiudere l'uscita posteriore dell'adattatore a quattro punti con una flangia cieca. Quindi, collegare un manometro differenziale all'uscita anteriore e installare una valvola all'uscita superiore.Ora, collegare una valvola aghi fine alla valvola all'uscita superiore dell'adattatore a quattro punti. Successivamente, utilizzare un tubo d'acciaio lungo per collegare la parte di alimentazione del gas all'apparato di co-condensazione. Dopo il completamento del montaggio, evacuare l'apparato di co-condensazione durante la notte fino a una pressione finale di circa 10 alla meno cinque millibar.Il giorno successivo, riempire la trappola di raffreddamento di una pompa a diffusione ad olio con quattro litri di azoto liquido. Accendere il circuito dell'acqua di raffreddamento di un generatore ad alta frequenza e aprire l'acqua corrente. Dopo aver acceso il generatore, riscaldare lentamente il reattore al grafite aumentando la potenza in incrementi da 0,1 a 0,5 chilowatt fino a quando la temperatura di reazione raggiunge circa 1300 gradi Celsius.Dopo il riscaldamento sotto vuoto, regolare il valore del generatore a 1,0 kilowatt per raffreddare il reattore. Dopo aver riempito un contenitore in acciaio con 30 litri di azoto liquido, sollevarlo con una piattaforma elevatrice in modo che il recipiente di reazione venga posizionato all'interno del contenitore. Successivamente, aggiungere ulteriore azoto liquido al contenitore per raggiungere il livello finale di azoto liquido.Accendere il mantello riscaldante emisferico al livello più basso per mantenere l'evaporazione. A questo punto, evaporare il solvente goccia a goccia. Regolare la velocità delle gocce in modo che tutto il solvente venga utilizzato durante la reazione.Chiudere l'ago fine e la valvola del gas, quindi aprire il contenitore di vetro contenente cloruro di idrogeno. Se la tensione visualizzata sul manometro a pressione differenziale non è superiore a 1600 millivolt, applicare una bassa pressione al secondo collegamento del manometro collegando un contenitore evacuato al collegamento esterno del manometro. Registrare il valore iniziale visualizzato.Successivamente, riscaldare il reattore in grafite a 1300 gradi Celsius regolando il valore del generatore a 3,6 kilowatt. Dopo aver aperto la valvola del gas, aprire lentamente la valvola a spilli fine per far entrare il gas cloruro di idrogeno a un ritmo costante di otto millivolt al minuto. Verificare il flusso almeno ogni 10 minuti e registrare i valori misurati.Aggiungere due litri di azoto liquido nel contenitore, circa ogni 10 minuti, in modo che il livello dell'azoto liquido sia sempre nella parte superiore del terzo del recipiente in acciaio inossidabile. Dopo che il valore del manometro differenziale è diminuito di 1600 millivolt, chiudere la valvola del gas. Quindi introdurre il cloruro di idrogeno residuo presente nella parte di alimentazione del gas aprendo lentamente la valvola a spilli fine e spegnere il generatore ad alta frequenza.Scollegare la pompa a diffusione ad olio chiudendo la valvola principale e spurgare l'apparato con azoto secco fino a una pressione di circa un'atmosfera. Sostituire il dewar in acciaio riempito con azoto liquido con un secchio isolante posizionato su un agitatore magnetico. Quindi, aggiungere circa cinque chilogrammi di anidride carbonica solida in polvere fine al secchio e accendere l'agitatore magnetico.Dopo aver lasciato mescolare la soluzione per almeno 45 minuti, sostituire il pallone a fondo rotondo sulla cannula pressurizzata con un tubo Schlenk a doppia valvola, mantenendo il raffreddamento con anidride carbonica solida sotto un flusso costante di azoto. Regolare l'altezza della cannula pressurizzata in modo che tocchi il fondo del recipiente in acciaio inossidabile. A questo punto, spingere fuori la soluzione di cloruro di stagno applicando una leggera sovrapressione, aprendo le valvole del tubo Schlenk a doppia valvola.Per determinare la qualità della soluzione, eseguire una titolazione degli alogenuri sciogliendo due millilitri della soluzione in 50 millilitri di acido nitrico diluito. Quindi, aggiungere un millilitro di perossido di idrogeno al 30 percento alla miscela. Dopo aver agitato per 10 minuti, effettuare una titolazione potenziometrica di nitrato di argento contro l'elettrodo al calomelano.Successivamente, pesare il tubo di grafite per determinare la quantità di stagno consumato, che dovrebbe essere compresa tra 4 e 4,8 grammi. Utilizzando una cannula in acciaio o in teflon, aggiungere 20 millilitri della soluzione di cloruro di stagno 0,2 molare in un pallone Schlenk raffreddato, contenente due grammi della fonte di ligone. Accendere l’agitatore magnetico, lasciare avvenire l’agitazione della reazione e riscaldare lentamente fino alla temperatura ambiente entro tre ore.Una volta terminata la reazione, arrestare l'agitatore magnetico e lasciare sedimentare tutto il precipitato insolubile all'interno del tubo Schlenk. Successivamente, filtrare la soluzione marrone scuro in un altro recipiente Schlenk. Infine, aggiungere 0,2 millilitri di TMEDA alla miscela e lasciarla riposare durante la notte per formare cristalli neri.Dopo l'isolamento, identificare i cristalli mediante NMR del protone. Qui viene illustrato il principio della tecnica di isolamento con matrice, in combinazione con la tecnica preparativa di co-condensazione. Qui è mostrato uno schema del montaggio dell'apparato per la co-condensazione.Qui viene mostrata la sintesi della struttura a cluster del composto metalloide uno, ottenuta mediante la reazione di dismutazione del cloruro di stagno subvalente metastabile. Vengono qui riportati gli spettri NMR di protoni, carbonio e silicio dei cristalli del cluster metalloide di stagno costituito da dieci atomi. La struttura molecolare del composto uno, determinata mediante analisi cristallografica a raggi X, è mostrata in questa sede.Una volta padroneggiata, la co-condensazione può essere eseguita entro due giorni, se effettuata correttamente. La sintesi dell'aggregato metalloide a 10 atomi di stagno richiede un'ulteriore settimana per la cristallizzazione del prodotto. Nel tentativo di eseguire questa procedura, è importante ricordare che le condizioni durante la reazione di co-condensazione devono rimanere costanti per ottenere una soluzione metastabile adatta da utilizzare nella sintesi degli aggregati metalloidici.Seguendo questa procedura, è possibile effettuare reazioni successive con l'aggregato metalloide di stagno a 10 centri al fine di rispondere ad ulteriori quesiti, come ad esempio la reattività chimica degli aggregati metalloidi di stagno. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada alla ricerca nel campo della nanotecnologia per esplorare le proprietà di composti di aggregati metalloidi ben definiti su scala nanometrica. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come viene eseguita la co-condensazione preparativa, che porta alla formazione di nuovi reagenti basati su molecole irraggiungibili attraverso procedure sintetiche classiche, aprendo così la strada a nuovi settori della chimica.Non dimenticare che lavorare con un apparato di co-condensazione e con una soluzione altamente reattiva di subalogenuri metastabili può essere estremamente pericoloso, e durante le reazioni è necessario indossare dispositivi di protezione individuale come occhiali di sicurezza, guanti e utilizzare la cappa da laboratorio.

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Qui, presentiamo un protocollo per sintetizzare due calcogenuri metallici (Cu1.8S e SnSe) adatti per la termoelettrica tramite una sintesi meccanochimica ultraveloce (di seconda gamma), priva di solventi e in un solo passaggio utilizzando precursori elementari. Contemporaneamente, dimostriamo il monitoraggio della temperatura nella giara durante la macinazione planetaria a sfere in situ da parte del dispositivo di nuova concezione.

Dimostrazione della semplicità e del monitoraggio della temperatura in situ della sintesi meccanochimica di calcogenuri metallici adatti per la termoelettrica

Il metodo di ricottura a due termiche consente la fabbricazione di film sottili di clatrato di silicio semiconduttore di tipo II. Sono stati eseguiti trattamenti post-sintesi, tra cui la pressatura termica e l'incisione ionica reattiva, per migliorare le proprietà del materiale. Questo approccio fornisce un percorso accessibile per la fabbricazione di film di clatrato sintonizzabili adatti per dispositivi elettronici e fotonici di prossima generazione.

Fabbricazione e ottimizzazione di film di clatrato di silicio di tipo II

Una procedura semplice per la preparazione di samario diioduro...

Preparazione ed uso di samario diioduro (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) Nella sintesi organica: il ruolo meccanicistico di HMPA e Ni (II) sali nella reazione Samario Barbier

Scopri la tecnica di co-condensazione preparativa per sintetizzare soluzioni metastabili di Sn(I) alogenuri. Questo metodo consente di ottenere reagenti altamente reattivi a bassa temperatura per cluster metalloidi di stagio.

La sintesi di Sn 10 (Si (SiMe 3) 3) 4 2 - Utilizzo di una metastabile Sn (I) Soluzione ad alogenuri Sintetizzato tramite una tecnica di co-condensazione (Video) | JoVE Journal

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