1. Voorbereiden Niobium Tubes
2. Laden Niobium Buizen: Het voorbereiden van K 4 Ge 9
3. Voorbereiden van Fused Silica Tube via Glasblazerij
4. Afdichting Fused Silica Tube met behulp van een High Vacuum Line
- Zet de pomp voor het vacuüm lijn. Vul dewars met vloeibare stikstof. Zet de kwik diffusiepomp het koelwater. Laat het mengsel gedurende ten minste 30 minuten.
- Coat kogelgewricht van fused silica jas met hoog vacuüm siliconen grease. Bevestig met vacuüm lijn. Volledig evacueren buis gedurende 30 minuten.
- Met behulp van een Tesla spoel, controleren of er geen lekkages / gaten.
- Doe Borosilicaat Veiligheidsbril. Schakel klein huis gas / zuurstof toorts. Langzaam gaan vlam van de onderkant van buis om de nek, zodat alle lucht en vocht is verdwenen.
- Langzaam gaan vlam boven Nb buizen, zacht verwarmen en nu voor 1 - 2 minuten. Pas op dat je glas wit heet als het zal instorten als het wordt getrokken door de hoog vacuüm. Schakel de zaklamp en laat fused silica jas op kamertemperatuur (15 - 30 min) te bereiken.
- Herhaal stap 4.4. Intensivering van de vlam tot een sterke warme blauwe kleur. Langzaam afdichten van buis onder de bal en de hals gewricht. (Tip: kan krijgen hele glasoppervlak wit heet en bij te staan door het vertragen van het lostrekken met de andere hand door te oordelen einde van silica jas). Schakel de zaklamp.
- Zet Hg-destillatie. Laat op kamertemperatuur komen. Zet water. Laat vloeibare stikstof om langzaam te verdampen. De gesmolten silica jasje is nu klaar om te worden geplaatst in de oven.
5. Verwarmen van de reactiemengsels in een oven
- Voorzichtig te brengen niobium buizen tot het centrum van kwarts vest aan en plaats direct over thermokoppel. Isoleer openingen van oven met glaswol. Schakel oven en ingesteld op 950 ° C voor twee dagen.
- Na afloop met behulp van de glazen handcirkelzaag (zie 3.1) opensnijden het uiteinde van de gesmolten silicabuis en Nb containers verwijderen. Was de niobium vrij van afval zijn met water en aceton en droog in de oven. Pomp in de drybox.
- Met wire-tang snijden de uiteinden van de buizen niobium. Voorzichtig te verpletteren de grove product. De fijne intermetallische voorloper is nu klaar om te worden gebracht in de oplossing.
6. Het oplossen van Precursor in ethyleendiamine
- Weeg 81 mg (0,1 mmol) K 4 Ge 9 in een reageerbuis. Voeg een roerstaafje.
- Pipetteer in 2 - 2,5 ml watervrij ethyleendiamine (voorheen gedestilleerd met natrium metaal) enroeren gedurende 5 - 10 min bij kamertemperatuur. Een heldere rode oplossing vormen.
- Opmerking: Als oplossing wordt geroerd te lang, zal het groene, indicatief geoxideerd clusters. Een rode oplossing gewenst voor functionalisering.
7. Reageren Ge 9-clusters met Me 3 SiC ≡ CSiMe 3
- Langzaam spuit in, drop-wise, 0.056 ml (0,25 mmol, iets meer dan 2 equivalenten) van Me 3 SiC ≡ CSiMe 3. Olielaag wordt gezien op de rode cluster oplossing. Naarmate de reactie wordt geroerd, de oplossing langzaam bruin. Roer gedurende vier uur tot een heldere honing-bruine oplossing is bereikt.
- Plaats test-tube in de centrifuge gedurende 15 minuten. Voorzichtig te verwijderen. Plaats een glasvezelfilter pipet (voorheen verpakt, gedroogd bij 180 ° C geroerd en gepompt drybox) in een schone-buis.
- Voorzichtig Pipetteer de bovenstaande oplossing in het filter pipet en laat filteren. De honing-bruine Filtrate is nu verzameld.
- Zet opzij 0,1 ml van het filtraat om een electrospray massaspectrometrie (ES-MS) steekproef uitgevoerd om het product dat u voor kristallisatie.
8. Running ES-MS van de reactie-oplossing
- Pomp een schone 1 ml Hamilton spuit, spuit zuiger en PEEK slang in voorportaal van drybox, gedurende ten minste 30 - 45 min..
- Plaats de zuiger in de spuit en vul met watervrij ethyleendiamine en afzien in een afvalcontainer. Spoel de spuit nog twee keer.
- Nogmaals Vul de spuit met watervrij ethyleendiamine en duwen door de PEEK slangen. Spoel de PEEK slangen nog twee keer. De PEEK slangen is nu gevuld met watervrij ethyleendiamine.
- Vul de lege spuit met de gefilterde Ge 9-divinyl oplossing. (Tip: deze kan worden geplaatst in een met stikstof gevulde Ziploc tas voor vervoer als massa-spectrometer is buiten de drybox). Breng uit drybox.
- Place spuit aan PEEKslang in Harvard injectiepomp op 10 pL / min. Veilig Bevestig PEEK slang aan electrospray massaspectrometer. Verzamelen spectrum in het negatieve ion-modus op een Micromass Quattro-LC triple quadrupool massaspectrometer (typische omstandigheden: 100 ° C bron temperatuur 125 ° C desolvation temperatuur 2,5 kV capillaire spanning, 30 - 65 V kegel voltage) of op een Bruker Microtof -II massaspectrometer (capillair 3800 V, vernevelaar 0,6 Bar, desolvation temperatuur 190 ° C, capillaire uitgang 100 V, detector 1200 V). (Let op:. Monsters zijn zeer lucht en vocht gevoelig, het spoelen van de kamer voor 15 - 60 minuten voordat u monsters heeft de voorkeur)
- De resulterende spectrum zal isotoop patroon voor de gefunctionaliseerde clusters (zie figuur 1). Het resterende filtraat in de drybox kan nu gekristalliseerd.
9. Kristalliseren Ge 9-divinyl ionen met een sequestreermiddel
- Pipetteer resterende filtraat in twee gelijke porties in twee CLEAn test-buizen. Label reageerbuizen C en D (als voorbeeld). Zet opzij.
- Weeg 0,4 mmol (105 mg) watervrij 18-kroon-6 in een schone proefbuisje en voeg 8 ml tolueen. Meng goed tot het volledig is opgelost.
- Lagen met tolueen, Methode A: voorzichtig 4 ml van deze oplossing pipetteer op de top van de test-tube C en D. (. Tip: Probeer twee afzonderlijke fasen te realiseren) Plaats een rubberen stop op elke test-buis. Braaklegging ongestoord in een reageerbuis rek te kristalliseren.
- Lagen met tolueen, methode B: Pipetteer 4ml van 18-crown-6/toluene oplossing in twee schone reageerbuis label E en D. Plaats een filter pipet (let op: als oplossing moet opnieuw worden gefilterd) of een gewone pipet in de test -tube E en F. Pipetteer de oplossing van reageerbuis C in E-en test-buis D in F (Let op:. deze omgekeerde gelaagdheid zal resulteren al snel in twee fasen) Plaats een rubberen stop op elke test-buis. Braaklegging ongestoord in een reageerbuis rek te kristalliseren.
- Fel oranje blokken moeten uitkristalliseren binnen 1- 3 dagen. De eenheidscel van de kristallen kan dan worden bevestigd door eenkristal röntgendiffractie.
10. Controle Kristallen eenheidscel op een D8-diffractometer
- Vul een plastic fles met Paratone-N olie en laat alle luchtbellen worden verwijderd. Volledig ontgas de olie in wachtkamer van drybox, onder vacuüm, 's nachts. Breng in de drybox.
- Breng 2 - 3 druppels op glasplaatje. Coat spatelpunt in de olie en steek deze in kristalliseren test-tube. Kies oranje kristallen uit de reageerbuisdrager en ondergedompeld in de Paratone-N olie. (Opmerking: ervoor zorgen dat alle lucht-gevoelige kristallen zijn gecoat in olie). Breng buiten drybox.
- Met behulp van een hoge resolutie microscoop, selecteert u een enkel kristal en sleep naar de rand van de olie op de dia met een rechte roestvrij sonde.
- Verwijder zorgvuldig de overmaat olie uit het kristal door te slepen naar de rand van het glas dia. Monteer een kristal op Mitegen micro mount loop en snel positie onder koude stroom (100 K) van deBruker D8 APEX-II diffractometer uitgerust met een CCD-gebied detector met behulp van grafiet-monochromated Mo Kα straling.
- Zorg voor een goede hoge hoek diffractie en het verwerven van eenheidscel.
- Vergelijk bevestigen eenheidscel die van [K (18-kroon-6)] 2 [Ge 9 (HCCH 2) 2] • en, 1 triclinic, P -1 a = 10,974 (4), b = 14,3863 ( 5) en c = 16,2272 (6), α = 85,946 (2), β = 71,136 (2) en γ = 89,264 (2) °, V = 2412,21 (15) een 3, Z = 2 53.
11. Representatieve resultaten
De unieke isotoop patroon van de anionogene clusters kunnen ze eenvoudig worden gedetecteerd in het negatieve ion-modus (fig. 1). Ook is opmerkelijk dat verlaagde afzonderlijk geladen deeltjes, naast koppeling met een kaliumion is een bekend verschijnsel van deze zachte ionisatietechniek 59.
Het kristal st ructure relevante band lengte en hoeken [Ge 9 (CH = CH2) 2] 2 - in [K (18-kroon-6)] 2 [Ge 9 (HCCH 2) 2] • en, 1 blijkt in figuur 2.

Figuur 1. ES-MS spectra (negatief ion-modus) ethyleendiamine oplossingen van de reacties van Ge 9 clusters met Me 3 SiC ≡ CSiMe 3. Getoond zijn de theoretische isotoop verdelingen onder de experimentele verdeling. (Sevov et. Al.. Inorg. Chem. 2007, 46, 10953.)

Figuur 2. Een weergave van [K (18-kroon-6)] 2 [Ge 9 (HCCH 2) 2] • en, 1. Kleurenschema: ullet1.jpg "/> = Ge,
= C,
= H. Geselecteerde obligatie-lengtes en hoeken: Ge-C 1,961 en 1,950 A, C = C 1,318 en 1,316 Å, Ge-CC 123 en 127 °. (Sevov et. Al.. Inorg. Chem. 2007, 46, 10953.)

Figuur 3 Schematische weergave van voorbereiden Niobium Buizen:. (A) het snijden van Nb-buizen, (b) het reinigen van buizen in een Nb Nb zure oplossing, (c) met behulp van Vise-covers om plooien en buigen Nb buis.

Figuur 4 Schematische weergave van voorbereiden Niobium Buizen:. (A) diagram van laswerkzaamheden, (b) Nb buizen gespreid in laswerkzaamheden houder en (c) lassen tip boven Nb buizen.
/ Files/ftp_upload/3532/3532fig5.jpg "/>
Figuur 5: Schematische weergave van laden Niobium buizen. (A) in de drybox en (b) Nb buizen: (i) voor het lassen, (ii) na gebruik klem-handgrepen aan een rand krimpen (iii) na het lassen een rand (iv) na het laden en het lassen van de Nb buis gesloten, (v) na het openen van de Nb buis om de K-4 Ge 9 precursor.

Figuur 6. Schematische weergave van voorbereiden fused silica Tube van Glasblazerij in (a) en (b) (i) grote en kleine kwarts buizen, (ii) lichaam en hals verzegeld, (iii) hals kogelgewricht ( iv) hals kogelgewricht verzegeld, (v) Nb buizen afgesloten in kwartsbuis, (vi) na kwartsglas buis afgesloten.

Figuur 7. Schematische weergave van Sealing Silica buizen gezekerd aan een hoge vacuümleiding in (a) en (b) na de Nb buizen afgedicht met etsen van de kwartsbuis van Nb zuuroplossing.

Figuur 8. Schematische weergave van het plaatsen van Geladen Fused Silica Tubes in Furnace.

Figuur 9. Schematische weergave van reageren K 4 Ge 9 met Me 3 SiC ≡ CSiMe 3 in de drybox (a) (i) ongeopende Nb buis (ii) een rand van de Nb buis gesneden met de (iii) tang ( iv) gemalen precursor en (b) (i) precursor opgelost in ethyleendiamine, (ii) direct na Me 3 SiC ≡ CSiMe 3 wordt toegevoegd (olieachtige druppeltjes boven gezien test buiswanden).

Figuur 10. Schematische weergave van Rijdt ES-MS van reactieoplossing in (a) massaspectrometer spuit bereid droogkast, (b) Bruker Microtof-II.

Figuur 11. Schematische weergave van Uitkristalliseren Ge 9-divinyl met sekwestreermiddelen in (a) te keren gelaagdheid en (b) enkele uren later.

Figuur 12: Schematische weergave van controleren kristallen eenheidscel een D8-diffractometer. (A) selecteren van kristallen onder de microscoop (b) het verzamelen van een eenheidscel.