Synthese van een Thiol bouwsteen voor de kristallisatie van een halfgeleidende Gyroidal metaal-zwavel-kader

Het algemene doel van dit protocol is om thiol-linkermoleculen te synthetiseren en enkele kristallen van poreuze, metaal-zwavel-structuren te bereiden uit deze thiol-soorten. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van materiaalchemie over hoe beter kristallijne netwerken te bereiden uit metaalionen en mercaptaanmoleculen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek wordt geboden door de gemakkelijke en tijdbesparende synthese die de relatief stabiele thioester gebruikt als voorloper voor de assemblage van het raamwerk.

De procedure zal worden gedemonstreerd door de heer He Yonghe, een afgestudeerde student in mijn laboratorium. Om de procedure te beginnen, verbindt u een 200 milliliter Schlenk-kolf, voorzien van een roerbare, met een vacuüm-gas-manifold. Evacueer en vul de kolf drie keer terug met stikstofgas.

Vanaf dat moment, houdt u de kolf gevuld met stromend stikstofgas op een lichte positieve druk. Verwijder vervolgens een blok metaalachtig natrium uit de minerale olie waarin het was opgeslagen. Veeg resterende minerale olie af met een papieren handdoek en schraap de oxidelaag af met een mes.

Weeg snel ongeveer 6,7 gram metaalachtig natrium af en noteer het gewicht. Snijd het natrium in kleine stukken en breng de stukken onder een tegenstromende stroom stikstofgas over naar de Schlenk-kolf. Sluit de kolf onmiddellijk af met een septum.

Voeg 80 milliliter anhydrous lucht-vrij tetrahydrofuraan toe aan de kolf via canule-overdracht. Trek vervolgens 14,0 milliliter stikstof-gezuiverd dimethyldisulphide in een spuit. Voeg de DMDS druppelsgewijs toe aan de mix onder een stikstof-atmosfeer.

Vervang het septum door een vergruisd glazen stop. Roer vervolgens de mix gedurende 24 uur bij kamertemperatuur onder een stroom stikstofgas. Roer vervolgens de mix gedurende drie uur bij 60 graden Celsius.

Zorg ervoor dat de vacuüm-manifold is uitgerust met een koudvanger in lijn met de gasuitlaat. Met de mix die bij 60 graden Celsius roert, laat u het THF en overtollig DMDS verdampen onder een gestadige stroom stikstofgas totdat er een vaste stof is gevormd. Verwijder de resterende THF en DMDS uit de vaste stof onder vacuüm gedurende twee uur om natriumthiomethoxide als een lichtgele vaste stof te verkrijgen.

Bewaar het product onder een stikstof-atmosfeer in afwezigheid van licht. Om de HVaTT-synthese te beginnen, verbindt u een 50 milliliter Schlenk-kolf, voorzien van een roerbare, met een vacuüm-manifold en zuigt u de kolf leeg. Meet snel ongeveer 0,664 gram natriumthiomethoxide af en noteer het gewicht.

Onder een tegenstromende stroom stikstofgas, laadt u het natriumthiomethoxide snel in de reactiekolf en stopt u de kolf. Voeg 0,216 gram HBT toe aan de kolf onder een tegenstromende stroom stikstofgas en sluit de kolf af met een septum. Voeg 10 milliliter anhydrous lucht-vrij DMEU toe aan de kolf via canule-overdracht.

Vervang vervolgens het septum door een vergruisd glazen stop. Verhit de mix tot 240 graden Celsius met een zoutbad en roer de mix gedurende 48 uur onder een stikstof-atmosfeer. Wanneer u klaar bent om de reactievoortgang te controleren, gebruikt u onder een stroom stikstofgas een glazen pijpje om ongeveer 0,1 milliliter van de reactiemix over te brengen naar een plastic micro-centrifugebuisje met 0,1 milliliter puur valeroylchloride.

Sluit snel de buis. Schud de mix gedurende één minuut. Voeg vervolgens aan de troebele, grijswitte mix 0,4 milliliter gedeïoniseerd water en 0,1 milliliter ethylacetaat toe.

Schud de mix nog een paar seconden en laat de mix scheiden. Als er een onoplosbare witte substantie tussen de lagen is, is de reactie waarschijnlijk niet voltooid. Als er niets tussen de water- en ethylacetaatlagen wordt waargenomen, is de reactie mogelijk voltooid en kan de steekproef verder worden onderzocht door middel van dunne-laagschromatografie.

Plaats de bovenste laag op een TLC-plaat. Ontwikkel de plaat met een 1 tot 4 mengsel van ethylacetaat en petroleumether als eluent en visualiseer de plaat met UV-licht. Onderzoek de plaat om te bepalen of de reactie voltooid is.

Zodra de reactie voltooid is, haalt u de kolf uit het zoutbad en laat u de mix afkoelen tot kamertemperatuur. Koel vervolgens de mix af tot nul graden Celsius met een ijsbad. Vervang de stop met een rubberen septum.

Zuig 1,5 milliliter valeroylchloride op in een spuit. Voeg het valeroylchloride druppelsgewijs toe aan de mix gedurende ongeveer twee minuten onder een stikstof-atmosfeer. Vervang het septum door een vergruisd glazen stop en roer de mix gedurende twee uur bij nul graden Celsius.

Verdun vervolgens de mix met 50 milliliter ijswater. Extraheer het product drie keer in 30 milliliter porties ethylacetaat. Was de gecombineerde organische lagen zes keer met 60 milliliter porties gedeïoniseerd water.

Droog de gewassen organische fracties over anhydrous magnesiumsulfaat. Filter het magnesiumsulfaat af en verwijder de vluchtige stoffen uit het filtraat met een rotatie-verdamper. Isolateer het olieachtige ruwe product door middel van kolomchromatografie met een 1 tot 10 mengsel van ethylacetaat en petroleumether als eluent.

Verwijder de vluchtige stoffen met een rotatie-verdamper om een lichtgele olie te verkrijgen. Combineer de olie met vijf milliliter methanol, soniceer de mix gedurende twee minuten en verzamel het resulterende melkachtige vaste stofproduct door vacuümfiltratie. Om de HTT-Pb-synthese te beginnen, lost u 5,7 milligram lood-twee-acetaat-trihydraat op in 1,0 milliliter ethyleen-diamine in een vijf milliliter buisje.

Plaats 4,6 milligram HVaTT, 1,0 milliliter van een ontgaste 140 millimolair oplossing van natriumhydroxide in methanol en 0,7 milliliter ethyleen-diamine in een 10 milliliter Schlenk-buis. Kristallen