Imine-meta thesis door silica-ondersteunde katalysatoren met behulp van de methodologie van de Oppervlakteorganometaalchemie

Mijn protocol is belangrijk omdat het je in staat stelt om zeer nauwkeurige katalysator te maken, zeer selectief, die slechts één katalytische reactie kan doen. Het protocol is afgeleid van een concept van goed gedefinieerde, single-site katalysator, en deze single-site katalysatoren doen fantastische reacties. Deze techniek is uitdagend en tijdrovend, maar blijft ongeëvenaard in het voorbereiden van oppervlakte- of oppervlaktecomplexen die als katalysator kunnen worden gebruikt.

En het oppervlak organometallic chemie maakt een dieper begrip van de katalyse en de voorbereiding van nieuwe, single-site, goed gedefinieerde katalysator. Katalyse vertegenwoordigt 90% van de processen in de chemische industrie en petrochemische industrie. Katalyse is dus uiterst belangrijk voor energie, milieu, fijne chemicaliën.

En natuurlijk, nieuwe katalysator zijn zeer actief op dit gebied, kan openen veel deuren in de chemie en petrochemie. Omdat we in KAUST de meest geavanceerde apparatuur ter wereld hebben, zijn wij het meest uitgeruste katalyselaboratorium. En in het bijzonder heb je zeer sterke infrarood spectroscopie, je hebt een zeer sterke NMR, je hebt een zeer sterke techniek waarmee je katalysator op atomair niveau zien.

We kunnen atomen op een oppervlak zien, en we kunnen zeggen welk soort atoom je ziet op het oppervlak van een elektronenmicroscoop. Dus visualisatie is noodzakelijk om de complexiteit van de tools die nodig zijn om volledig te karakteriseren katalysator te begrijpen. Sluit eerst een hoogvacuümvat aan op een hoogvacuümlijn.

Controleer of de druk toeneemt door de dynamische en het statische vacuüm af te wisselen. In het geval van een lek, scan de verbinding met de hoogfrequente generator om lekken en gaten te lokaliseren. Bedek vijf gram fumed silica in een bekerglas van 100 milliliter met voldoende gedeïïmiseerd water totdat het een compacte gel wordt.

Bedek vervolgens het bekerglas met aluminiumfolie en verwarm het 's nachts in de oven op 200 graden Celsius. Op de volgende dag, maal de gekoelde silica, en breng een gram naar een glazen reactor. Sluit de reactor met een dop en sluit deze af met vet.

Sluit de glazen reactor aan op de haven van het hoogvacuümvat, verwarm het geleidelijk tot 700 graden Celsius en laat het 's nachts. Bereid vervolgens een schijfpellet uit het gedehydroxyleerde silica voor een FTIR-meting in het handschoenenkastje. Zodra de meting is voltooid, observeer het geïsoleerde silanolsignaal in het FTIR-spectrum.

Bereid een natrium spiegel-gecoate oplosmiddel bom uitgerust met een Teflon stopcock. Breng ongeveer 25 tot 50 milliliter pentane over aan de oplosmiddelbom. Sluit de oplosmiddelbom aan op de hoogvacuümlijn.

Bevries het oplosmiddel met een met vloeibare stikstof gevulde Dewar. Evacueer tot het oplosmiddel klaar is met ontgassen. Destilleer het oplosmiddel vervolgens naar een andere oplosmiddelbom.

Droog een dubbel-Schlenk fles door het met de vacuümlijn te evacueren en het met een hittekanon te verwarmen. Na het overbrengen van de droge Schlenk-kolf aan het handschoenenkastje, voeg 089 milliliter van het voorlopercomplex toe aan één compartiment. Voeg een gram van de gedehydroxyleerde silica en een roerstaaf toe aan het andere compartiment en sluit ze af met vet.

Sluit de twee nekken van de dubbel-Schlenk fles met een dop. Sluit met behulp van een T-gewricht de hoogvacuümlijn aan de ene kant aan op de kolf van het oplosmiddel Schlenk en aan de andere kant op de dubbel-Schlenk-kolf. Zorg ervoor dat alle aansluitingen worden beveiligd door metalen clips, en evacueer de lijn en de dubbele Schlenk kolf tot het bereiken van een stabiel hoog vacuüm van 10 tot min vijf millibar.

Breng het oplosmiddel van de kolf van het oplosmiddel Schlenk naar het compartiment van de dubbel-Schlenk-kolf met de metalen voorloper door distillatie. Zodra de glaswerkassemblage onder statisch vacuüm staat, gebruikt u een vloeibare stikstof Dewar om het compartiment te koelen, het oplosmiddel te condenseren en de voorloper op te lossen. Breng vervolgens de oplossing door zwaartekracht over naar het silicacompartiment.

Roer een tot drie uur om het enten te voltooien. Vervolgens filtert u het materiaal door het oplosmiddel over te brengen naar het oplosmiddelcompartiment en destilleer het oplosmiddel naar het vaste compartiment. Verwijder het afvaloplosmiddel door distillatie met behulp van een interceptor.

Bereid een schijfpellet van het geënte materiaal voor een FTIR-meting in het handschoenenkastje. Voeg een gram van het geënte materiaal toe aan een Schlenk-kolf en sluit het aan op de hoogvacuümlijn. Begin het geleidelijk te verwarmen tot 200 graden Celsius, en laat het voor vier uur.

Nadat u het geënte materiaal onder vacuüm hebt laten afkoelen, moet u een schijfpellet van 50 tot 70 milligram van het bereide materiaal voorbereiden voor een FTIR-meting in het handschoenenkastje. Voeg in een ampulebuis 12,47 milligram katalysator toe. Voeg twee imine substraten, 0,5 milliliter tolueen en een roerstaaf toe.

Sluit de ampulbuis aan op de hoogvacuümlijn en bevries deze met vloeibare stikstof. Sluit vervolgens de ampulebuis af met een vlamfakkel. Plaats de verzegelde ampulbuis in een olie- of zandbad en verwarm deze tot 80 graden Celsius gedurende maximaal zes uur.

Nadat de reactie is voltooid, bevries de afgekoelde ampulbuis en snijd de bovenkant met behulp van een glassnijder. Filter de oplossing in een GC flacon en verdun met één milliliter tolueen voor GC-MS analyse. Na het enten van het complex op gedehydroxylated silica, de karakteristieke FTIR piek voor geïsoleerde silanol bijna volledig verdwenen, en nieuwe pieken verschenen in de alkyl regio.

Na warmtebehandeling van het geprepareerde materiaal vertoonde het infraroodspectrum een nieuwe piek voor het imido-fragment. De koolstof cross-gepolariseerde magische hoek spinnen spectrum van het geënt materiaal bleek twee overlappende pieken op 37 en 46 ppm, toegeschreven aan de niet-vaatige methylgroep in methylamine. Een lage intensiteit piek op 81 ppm werd vastgesteld te worden gecorreleerd met de methyleen piek op 2,7 ppm in de heteronucleaire correlatie spectrum.

Het stikstof-NMR-spectrum van het geënte materiaal vertoonde twee pieken. Het intense signaal downfield werd toegewezen aan de stikstofkern van de metallaaziridine en imido functionaliteiten. De zwakke upfield-verschoven piek werd toegeschreven aan een dimethylamine moiety.

Voor het imido-metaalfragment in de katalysator dat werd gegenereerd na warmtebehandeling, verscheen een brede piek in het proton NMR-spectrum, dat de methyleengroepen vertegenwoordigt. De koolstof cross-gepolariseerde magische hoek spinnen spectrum weergegeven twee pieken op 37 en 48 ppm. De iminemetathese met drie imine verbindingen en massaspectra van de resulterende producten worden hier getoond.

Controleer altijd de hoogvacuümlijn en zorg ervoor dat al het glaswerk in elke stap goed is afgesloten om luchtlekken te voorkomen. Deze techniek zou mogelijk een beter algemeen begrip van de katalyse kunnen brengen door de voorbereiding van nieuwe, goed gedefinieerde, single-site, silica-ondersteunde katalysator.