Name: Separacja siarczanów przez selektywną krystalizację ligandem bis-iminoguanidyny (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-09-08T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 1 s
Description: Poznaj metodę selektywnej separacji siarczanów za pomocą ligandu bis-iminoguanidyny. Protokół łączy syntezę in situ z krystalizacją w jednym kroku, oferując proste i reprodukowalne rozwiązanie dla chemii analitycznej.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była wspierana przez Departament Energii Stanów Zjednoczonych, Biuro Nauki, Podstawowe Nauki Energetyczne, Nauki Chemiczne, Nauki o Ziemi i Wydział Nauk Biologicznych. Dziękujemy Uniwersytetowi Karoliny Północnej w Wilmington za dostarczenie wody morskiej.

1. Synteza chlorku 1,4-benzenu-bis(iminoguanydyny) (BBIG-Cl)
<ol>
	<li>Synteza in situ ligandu chlorku 1,4-benzeno-bis(iminoguandyniumu) (BBIG-Cl) i jego krystalizacja z siarczanem
	<ol>
		<li>Do kolby okrągłodennej o pojemności 25 ml wyposażonej w magnetyczny mieszadło dodaj 0,067 g tereftalaldehydu oraz 2,2 ml 0,5 M wodnego roztworu chlorku aminoguandyniumu w 10 ml wody dejonizowanej.</li>
		<li>Mieszaj roztwór magnetycznie przez cztery godziny w temperaturze 20 °C. W wyniku tego powstanie lekko żółty roztwór BBIG-Cl.</li>
		<li>Dodaj 0,5 ml 1 M wodnego roztworu siarczanu sodu. Spowoduje to natychmiastowe wytrącenie BBIG-SO4 w postaci białego krystalicznego ciała stałego.</li>
		<li>Odfiltruj ciało stałe za pomocą filtracji próżniowej, aby odzyskać BBIG-SO4. Przemyj ciało stałe na papierze filtrującym pięć razy porcjami wody po 5 ml, aby uzyskać czystą sól siarczanową.</li>
		<li>Sprawdź czystość fazową otrzymanego krystalicznego BBIG-SO4 za pomocą proszkowej dyfrakcji rentgenowskiej12. Porównaj wynik z dyfraktogramem przedstawionym na Rysunku 1.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Synteza ex situ chlorku 1,4-benzeno-bis(iminoguandyniumu)1
	<ol>
		<li>Do kolby okrągłodennej o pojemności 50 ml wyposażonej w magnetyczny mieszadło dodaj 4 g tereftalaldehydu i 7,26 g chlorku aminoguandyniumu w 20 ml etanolu.</li>
		<li>Podgrzej roztwór do 60 °C na płycie grzejnej i mieszaj magnetycznie przez 2 h. Ochłodź roztwór do 20 °C i pozostaw na 3 h, następnie zbierz ciało stałe poprzez filtrację próżniową przy użyciu lejka Büchnera z papierem filtrującym.</li>
		<li>Zawieś otrzymane ciało stałe w 20 ml etanolu i podgrzewaj na płycie grzejnej do wrzenia. Jeśli ciało stałe nie rozpuści się całkowicie na tym etapie, dodawaj małe porcje (1 ml) etanolu, pozwalając roztworowi za każdym razem osiągnąć temperaturę wrzenia, aż całe ciało stałe zostanie rozpuszczone.</li>
		<li>Pozostaw kolbę do ostygnięcia do temperatury pokojowej, a następnie umieść w zamrażarce o temperaturze 0 °C na całą noc. Zbierz ciało stałe, filtrując przez lejek Büchnera z papierem filtrującym przy użyciu filtracji próżniowej.</li>
		<li>Potwierdź tożsamość i czystość BBIG-Cl za pomocą spektroskopii 1H NMR13. Porównaj z widmem przedstawionym na Rysunku 2.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Separacja siarczanów z wody morskiej
<ol>
	<li>Krystalizacja siarczanów jako BBIG-SO4 
	UWAGA: Ilość BBIG-Cl niezbędna do usunięcia siarczanów zależy od dokładnej zawartości siarczanów w wodzie morskiej. Stwierdzono, że zastosowanie 1,5 ekwiwalentu BBIG-Cl w stosunku do siarczanów pozwala na usunięcie 9% siarczanów. Woda morska użyta w niniejszym protokole ma stężenie siarczanów wynoszące 30 mM, co określono poprzez miareczkowanie BaCl2.2.
	<ol>
		<li>Przefiltrować wodę morską za pomocą 0.22 μm filtr strzykawkowy lub membrana filtracyjna o małym rozmiarze porów w celu usunięcia zawiesiny cząstek stałych i mikroorganizmów.</li>
		<li>Przygotować 30 mM roztwór BBIG-Cl, używając wody dejonizowanej oraz stałego BBIG-Cl przygotowanego zgodnie z opisem w poprzedniej sekcji.</li>
		<li>Dodać roztwór BBIG-Cl do wody morskiej w proporcji 1,5:1 (v/v).</li>
		<li>Mieszaj mieszaninę przez kilka godzin, aby zapewnić ilościowe (&gt; 9%) usunięcia siarczanów.</li>
		<li>Zebrać osad, filtrując go przez lejek Büchnera z papierem filtrowacyjnym przy użyciu filtracji próżniowej. Przemyć osad na papierze filtrowacyjnym pięciokrotnie, używając po 5 ml wody w każdej porcji.</li>
		<li>Wysuszyć wyizolowane ciało stałe w próżni i zważyć w celu określenia wydajności.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Odzyskiwanie ligandu
	<ol>
		<li>Dodać 53,1 mg BBIG-SO4 do 2 ml roztworu NaOH (10%) w 20 ml probówce do scyntylacji wyposażonej w pasek magnetyczny.</li>
		<li>Mieszać mieszaninę przez dwie godziny w temperaturze 20 °CWytworzy się lekko żółty osad.</li>
		<li>Przesiącz ciało stałe przez lejek Büchnera z papierem filtrowacyjnym, stosując filtrację próżniową. Przemyj ciało stałe na papierze filtrowacyjnym 0,2 ml wody, a następnie wysusz w próżni.</li>
		<li>Scharakteryzować odzyskaną substancję stałą za pomocą NMR13 aby potwierdzić jego tożsamość jako wolnej zasady bis(guanidyny). Porównać z widmem NMR przedstawionym w Rysunek 3.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Oznaczanie ilości siarczanów usuniętych z wody morskiej metodą $\beta$-płynowego zliczania scyntylacyjnego 
	OSTRZEŻENIE: Technika ta wiąże się z użyciem radioizotopów, które stanowią inną klasę zagrożeń niż te, z którymi zazwyczaj styka się w większości laboratoriów. Podczas pracy z radionuklidami zazwyczaj wymagany jest specjalistyczny sprzęt do ochrony przed promieniowaniem. W związku z tym niezbędne jest ścisłe przestrzeganie procedury oraz skonsultowanie się z inspektorem ochrony radiologicznej w celu uzyskania porad i wytycznych.
	<ol>
		<li>Oblicz objętość roztworu zatokowego radioizotopu siarki-35 (5 mCi/ml) niezbędną do zapewnienia aktywności powyżej 5 milionów zliczeń na minutę (cpm) na mililitr roztworu wody morskiej, korzystając z następujących równań (cpm oraz kiury (Ci) to jednostki miary promieniotwórczości): 
		<img alt="Równanie pomiaru promieniowania, 2,2×10¹² cpm=1 Ci, wzór na konwersję jednostek, edukacyjne." src="/files/ftp_upload/54411/54411eq1.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Równanie 1"> 
		<img alt="Wzór na przeliczenie jednostek radioaktywności; obliczanie mCi/mL z cpm." src="/files/ftp_upload/54411/54411eq2.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Równanie 2"> 
		<img alt="Obliczanie rozcieńczenia substancji promieniotwórczej; równanie ilustruje wyznaczanie objętości w mikrokuriach na mililitr." src="/files/ftp_upload/54411/54411eq3.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Równanie 3"></li>
		<li>Do 25 ml wody morskiej dodaj 0,012 ml roztworu o aktywności 5,0 mCi/ml 35roztwór siarczanu sodu znakowanego izotopem S.</li>
		<li>Przygotować roztwory BBIG-Cl o stężeniach 0, 15, 30, 3, 45 i 60 mM w wodzie dejonizowanej, a następnie zmieszać 0,750 ml tych roztworów z równą objętością 35Woda morska wzbogacona siarczanem znakowanym S-radioaktywnym w probówce wirówkowej o pojemności 2 ml.</li>
		<li>Mieszaj mieszaninę za pomocą koła obrotowego lub wstrząsarki vortex w inkubatorze/komorze powietrznej utrzymywanej w stałej temperaturze 25 ± 0.2 °C przez 24 h.</li>
		<li>Wirować roztwory przy 1 50 x g przez 10 min w temperaturze 25 °C.</li>
		<li>Po wirowaniu należy odessać strzykawką 1,2 ml każdego roztworu, a następnie przefiltrować go przez 0.22 μm filtr strzykawkowy w celu usunięcia zawiesiny osadu. 1,0 ml z każdego z tych roztworów przenieść pipetą do 20 ml koktajlu scyntylacyjnego w polipropylenowych probówkach scyntylacyjnych. Roztwór niezawierający BBIG-Cl (roztwór kontrolny) należy rozcieńczyć dziesięciokrotnie wodą dejonizowaną przed dodaniem do koktajlu scyntylacyjnego.</li>
		<li>Umieść fiolki scyntylacyjne zawierające próbki i koktajl scyntylacyjny w liczniku scyntylacyjnym dla cieczy i pozostaw je na 1 godzinę przed pomiarem, aby umożliwić adaptację próbek do ciemności. 
		UWAGA: Przed zliczeniem próbek należy skalibrować instrument i pozostawić każdą próbkę do pomiaru na 30 min. Należy zliczyć dodatkowe fiolki zawierające wyłącznie koktajl scyntylacyjny, aby umożliwić korekcję tła stosowaną podczas wyznaczania stężeń siarczanów w roztworze.</li>
		<li>Wyznaczyć ilość usuniętego siarczanu, korzystając z następujących równań: 
		<img alt="Wzór na korektę SO₄²⁻: SO₄²⁻_próbka − SO₄²⁻_tło = SO₄²⁻_skorygowane; metoda analizy chemicznej." src="/files/ftp_upload/54411/54411eq4.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Równanie 4"> 
		<img alt="Wzór na usuwanie siarczanów, obliczanie procentu usunięcia, równanie reakcji chemicznej." src="/files/ftp_upload/54411/54411eq5.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Równanie 5"> 
		<img alt="Równanie usuwania siarczanów, od stężenia początkowego do pozostałego [SO4^2-], wzór w analizie chemicznej." src="/files/ftp_upload/54411/54411eq6.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Równanie 6"></li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Langton, M. L., Serpell, C. J., Beer, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anion+Recognition+in+Water%3A+Recent+Advances+from+Supramolecular+and+Macromolecular+Perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Anion Recognition in Water: Recent Advances from Supramolecular and Macromolecular Perspective.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 55, 1974-1987 (2016).</li>
<li>Busschaert, N., Caltagirone, C., Van Rossom, W., Gale, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+Supramolecular+Anion+Recognition%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Applications of Supramolecular Anion Recognition.</a> Chem. Rev. 115, 8038-8155 (2015).</li>
<li>Moyer, B. A., Custelcean, R., Hay, B. P., Sessler, J. L., Bowman-James, K., Day, V. W., Sung-Ok, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Case+for+Molecular+Recognition+in+Nuclear+Separations%3A+Sulfate+Separation+from+Nuclear+Wastes%5BTitle%5D)+AND+%22Inorg.+Chem%22%5BJournal%5D)">A Case for Molecular Recognition in Nuclear Separations: Sulfate Separation from Nuclear Wastes.</a> Inorg. Chem. 52, 3473-3490 (2013).</li>
<li>Kim, S. K., Lee, J., Williams, N. J., Lynch, V. M., Hay, B. P., Moyer, B. A., Sessler, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bipyrrole-Strapped+Calix%5B4%5Dpyrroles%3A+Strong+Anion+Receptors+That+Extract+the+Sulfate+Anion%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Bipyrrole-Strapped Calix[4]pyrroles: Strong Anion Receptors That Extract the Sulfate Anion.</a> J. Am. Chem. Soc. 136, 15079-15085 (2014).</li>
<li>Jia, C., Wu, B., Li, S., Huang, X., Zhao, Q., Li, Q., Yang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+Efficient+Extraction+of+Sulfate+Ions+with+a+Tripodal+Hexaurea+Receptor%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Highly Efficient Extraction of Sulfate Ions with a Tripodal Hexaurea Receptor.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 50, 486-490 (2011).</li>
<li>Rajbanshi, A., Moyer, B. A., Custelcean, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sulfate+Separation+from+Aqueous+Alkaline+Solutions+by+Selective+Crystallization+of+Alkali+Metal+Coordination+Capsules%5BTitle%5D)+AND+%22Cryst.+Growth+Des%22%5BJournal%5D)">Sulfate Separation from Aqueous Alkaline Solutions by Selective Crystallization of Alkali Metal Coordination Capsules.</a> Cryst. Growth Des. 11, 2702-2706 (2011).</li>
<li>Custelcean, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Urea-Functionalized+Crystalline+Capsules+for+Recognition+and+Separation+of+Tetrahedral+Oxoanions%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Urea-Functionalized Crystalline Capsules for Recognition and Separation of Tetrahedral Oxoanions.</a> Chem. Commun. 49, 2173-2182 (2013).</li>
<li>Custelcean, R., Sloop, F. V. Jr, Rajbanshi, A., Wan, S., Moyer, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sodium+Sulfate+Separation+from+Aqueous+Alkaline+Solutions+via+Crystalline+Urea-Functionalized+Capsules%3A+Thermodynamics+and+Kinetics+of+Crystallization%5BTitle%5D)+AND+%22Cryst.+Growth+Des%22%5BJournal%5D)">Sodium Sulfate Separation from Aqueous Alkaline Solutions via Crystalline Urea-Functionalized Capsules: Thermodynamics and Kinetics of Crystallization.</a> Cryst. Growth Des. 15, 517-522 (2015).</li>
<li>Custelcean, R., Williams, N. J., Seipp, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aqueous+Sulfate+Separation+by+Crystallization+of+Sulfate-Water+Clusters%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Aqueous Sulfate Separation by Crystallization of Sulfate-Water Clusters.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 54, 10525-10529 (2015).</li>
<li>Custelcean, R., Williams, N. J., Seipp, C. A., Ivanov, A. S., Bryantsev, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aqueous+Sulfate+Separation+by+Sequestration+of+%5B%28SO4%29%28H2O%294%5D4-+Clusters+within+Highly+Insoluble+Imine-Linked+Bis-Guanidinium+Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eur.+J%22%5BJournal%5D)">Aqueous Sulfate Separation by Sequestration of [(SO4)(H2O)4]4- Clusters within Highly Insoluble Imine-Linked Bis-Guanidinium Crystals.</a> Chem. Eur. J. 22, 1997-2003 (2016).</li>
<li>Khownium, K., Wood, S. J., Miller, K. A., Balakrishna, R., Nguyen, T. B., Kimbrell, M. R., Georg, G. I., David, S. A. Novel Endotoxin-Sequestering Compounds with Terephthaldehyde-bis-guanylhydrazone Scaffolds. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKhownium%2C+K+%22Bioorg.+Med.+Chem.+Lett%22">Bioorg. Med. Chem. Lett</a>. 16, 1305-1308 (2006).</li>
<li>Pecharsky, V. K., Zavalij, P. Y. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPecharsky%2C+VK+%22Fundamentals+of+Powder+Diffraction+and+Structural+Characterization+of+Materials%22">Fundamentals of Powder Diffraction and Structural Characterization of Materials</a>. , Springer. (2005).</li>
<li>Goldenberg, D. P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGoldenberg%2C+DP+%22Principles+of+NMR+Spectroscopy%3A+An+Illustrated+Guide%22">Principles of NMR Spectroscopy: An Illustrated Guide</a>. , 3rd, University Science Books. (2016).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Technika ta jest dość tolerancyjna na wiele odstępstw od procedury pisemnej, co czyni ją dość solidną. Istnieją jednak dwa kluczowe kroki, które należy wykonać. Po pierwsze, ligand BBIG-Cl musi być tak czysty, jak to tylko możliwe. Zanieczyszczenia nie tylko wpłyną na krystalizację i rozpuszczalność powstałej soli siarczanowej , ale także utrudnią obliczenie ilości wymaganej do ilościowego usunięcia siarczanu z roztworu. Po drugie, wszystkie kroki w sekcji zliczania β scyntylacji cieczy muszą być skrupulatnie przestrzega...

Selektywne oddzielanie hydrofilowych oksoanionów (np. siarczanów, chromianów, fosforanów) od konkurencyjnych roztworów wodnych stanowi fundamentalne wyzwanie o znaczeniu dla remediacji środowiska, produkcji energii i zdrowia ludzkiego. 1,2 W szczególności siarczan jest trudny do wydobycia z wody ze względu na jego wewnętrzną niechęć do zrzucania sfery hydratacyjnej i migracji do mniej polarnych środowisk. 3 Zwiększenie wydajności ekstrakcji siarczanów w wodzie zazwyczaj wymaga złożonych receptorów, których synteza i oczyszczanie jest trudne i żmudne, często z użyciem toksycznych odczynników i rozpuszczalników. 4,5
Selektywna krystalizacja stanowi prostą, ale skuteczną alternatywę dla separacji siarczanów od wody. 6-9 Chociaż niektóre kationy metali, takie jak Ba2+, Pb2+ lub Ra2+, tworzą bardzo nierozpuszczalne sole siarczanowe, ich stosowanie w separacji siarczanów nie zawsze jest praktyczne ze względu na ich wysoką toksyczność i czasami niską selektywność. Zastosowanie ligandów organicznych jako środków strącających siarczany wykorzystuje różnorodność strukturalną i łatwość projektowania charakterystycznych dla cząsteczek organicznych. Idealny ligand organiczny do krystalizacji wodnego siarczanu powinien być rozpuszczalny w wodzie, a jednocześnie tworzyć nierozpuszczalną sól lub kompleks siarczanowy w stosunkowo krótkim czasie i w obecności wysokich stężeń konkurencyjnych jonów. Dodatkowo powinien być łatwy do syntezy i recyklingu. Niedawno odkryto, że jeden z takich ligandów, 1,4-benzen-bis(iminoguanidynium) (BBIG), samoorganizujący się in situ z dwóch dostępnych na rynku prekursorów, aldehydu tereftalowego i chlorku aminoguanidyny, jest niezwykle skuteczny w wodnym rozdzielaniu siarczanów. 10 Ligand jest rozpuszczalny w wodzie w postaci chlorku i selektywnie krystalizuje z siarczanem, tworząc wyjątkowo nierozpuszczalną sól, którą można łatwo usunąć z roztworu przez prostą filtrację. Ligand BBIG można następnie odzyskać przez deprotonację wodnym roztworem NaOH i krystalizację obojętnej bis-iminoguanidyny, która może zostać przekształcona z powrotem w postać chlorkową za pomocą wodnego HCl i ponownie wykorzystana w innym cyklu separacji. Skuteczność tego liganda w usuwaniu siarczanu z wody jest tak duża, że monitorowanie pozostałego stężenia siarczanu w roztworze nie jest już trywialnym zadaniem, wymagającym bardziej zaawansowanej techniki, która pozwala na dokładny pomiar śladowych ilości anionu. W tym celu zastosowano znakowany radioizotopowo znacznik siarczanu 35S w połączeniu z β zliczaniem scyntylacyjnym cieczy, techniką powszechnie stosowaną w ekstrakcyjnych separacjach ciecz-ciecz, a ostatnio wykazano, że jest skuteczna w monitorowaniu krystalizacji siarczanów. 8
Ten protokół demonstruje jednogarnkową syntezę in situ ligandu BBIG i jego krystalizację jako sól siarczanową z roztworów wodnych. Synteza ex situ liganda11 jest również przedstawiana jako wygodna metoda produkcji większych ilości BBIG-Cl, który może być przechowywany w postaci krystalicznej do momentu przygotowania do użycia. Następnie demonstruje się usuwanie siarczanów z wody morskiej za pomocą wcześniej przygotowanego liganda BBIG-Cl. Na koniec wykazano zastosowanie siarczanu znakowanego 35S i zliczania scyntylacyjnego β cieczą do pomiaru stężenia siarczanów w wodzie morskiej. Protokół ten ma na celu zapewnienie samouczka dla osób szeroko zainteresowanych badaniem zastosowania selektywnej krystalizacji do wodnego rozdzielania anionów.

<table><tbody><tr><td>Aldehyd tereftalowy</td><td>Sigma</td><td>T2207</td><td></td></tr><tr><td>Chlorek aminoguanidyny</td><td>Sigma</td> <td># 396494</td><td></td></tr><tr><td>Siarczan sodu</td><td>Sigma</td> <td># 239313</td><td></td></tr><tr><td>Chlorek baru</td><td>Sigma</td> <td># 342920</td><td>Wysoce toksyczny</td></tr><tr><td>etanol</td><td>Dowolny</td><td></td><td>stopień odczynnika (190 proof)</td></tr><tr><td>Wodorotlenek sodu</td><td>EMD</td><td>SX0590-1</td><td></td></tr> Bibuła filtracyjna <tr><td>z kwasem solnym</td><td>Sigma</td> <td># 258148</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Dowolna-Dowolna</td><td></td> <td>jakościowa lub analityczna bibuła filtracyjna będzie działać</td></tr><tr><td>Filtr strzykawkowy (0,22 i # 956; m)</td> <td>Filtr</td> <td>Any-Nylon</td><td></td></tr><tr><td>35S Oznaczony siarczanowym</td><td>Perkin Elmer</td><td>NEX041005MC</td><td></td></tr><tr><td>Ultima Gold Scyntylacyjny</td> koktajl <td>Perkin Elmer</td><td>#6013329</td><td></td></tr><tr><td>Fiolki polipropylenowe&nbsp;</td><td>Dowolna-jednorazowa</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>strzykawka (2-3 ml)</td><td>Dowolna-Dowolna</td><td></td> <td>jednorazowa plastikowa strzykawka działa</td></tr></tbody></table>

separacja siarczanów przez selektywną krystalizację ligandem bis-iminoguanidyny

Sulfate Separation by Selective Crystallization with a Bis-iminoguanidinium Ligand

Pokazano prostą i skuteczną metodę selektywnego oddzielania siarczanów od roztworów wodnych przez krystalizację ligandem bis-guanidyny, 1,4-benzen-bis(iminoguanidynium) (BBIG). Ligand jest syntetyzowany jako sól chlorkowa (BBIG-Cl) przez kondensację in situ aldehydu tereftalowego z chlorkiem aminoguanidyny w wodzie, a następnie krystalizację jako sól siarczanową (BBIG-SO4). Alternatywnie, BBIG-Cl jest syntetyzowany ex situ na większą skalę z etanolu. Zdolność liganda BBIG do separacji siarczanów wykazuje się poprzez selektywną i ilościową krystalizację siarczanu z wody morskiej. Ligand można poddać recyklingowi przez neutralizację BBIG-SO4 wodnym roztworem NaOH i krystalizację obojętnej bis-iminoguanidyny, która może zostać przekształcona z powrotem w BBIG-Cl z wodnym HCl i ponownie wykorzystana w innym cyklu separacji. Na koniec do monitorowania stężenia siarczanu w roztworze stosuje się 35siarczanów znakowanych S i zliczanie scyntylacyjne β cieczy. Ogólnie rzecz biorąc, protokół ten poinstruuje użytkownika w umiejętnościach niezbędnych do syntezy liganda, wykorzystania go do selektywnej krystalizacji siarczanu z roztworów wodnych i ilościowego określenia wydajności separacji.

Dyfraktogram proszkowy rentgenowski BBIG-SO4 (Rysunek 1) umożliwia jednoznaczne potwierdzenie tożsamości skrystalizowanej substancji stałej. Przy porównywaniu uzyskanego dyfraktogramu z wzorcowym, intensywność piku ma mniejsze znaczenie niż jego położenie. Wszystkie silne piki widoczne na wzorcu powinny występować w otrzymanej próbce. Pojawienie się w próbce silnych pików, które nie występują na dyfraktogramie wzorcowym, wskazuje na obecność zanieczyszczeń....

Przedstawiono protokół syntezy wodnej in situ ligandu bis(iminoguanidynowego) i jego wykorzystania w selektywnym rozdzielaniu siarczanu.

Separacja siarczanów przez selektywną krystalizację ligandem bis-iminoguanidyny

A simple and effective method for selective sulfate separation from aqueous solutions by crystallization with a bis-guanidinium ligand, ...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest oddzielenie anionów siarczanowych z konkurencyjnych roztworów wodnych poprzez selektywną krystalizację z wykorzystaniem ligandu bis-guanidyniowego, zsyntetyzowanego w jednym etapie z prostych prekursorów. Oddzielenie siarczanów z konkurencyjnych roztworów wodnych jest trudne ze względu na silny charakter hydrofilowy tego anionu i zazwyczaj wymaga złożonych receptorów, które są trudne do syntezy i oczyszczenia. Główną zaletą tej techniki jest połączenie syntezy ligandu in situ i oddzielania anionów w jednym kroku. Aby rozpocząć procedurę in situ, należy dodać 10 ml wody dejonizowanej do kolby okrągłodennej wyposażonej w pasek magnetyczny. Następnie należy dodać 0,67 g tereftalaldehydu oraz 2,2 ml 0,5 M wodnego roztworu chlorku aminoguanidynium. Roztwór należy mieszać przez cztery godziny w temperaturze 20 °C. W wyniku tego powstanie lekko żółty roztwór chlorku BIG. Po zakończeniu mieszania należy dodać 0,5 ml 1 M wodnego roztworu siarczanu sodu. Spowoduje to wytrącenie siarczanu 1,4-benzenobis-aminoguanidynium w formie białej substancji krystalicznej. Następnie należy zastosować filtrację próżniową, aby odzyskać siarczan BIG. Odzyskaną substancję stałą na papierze filtracyjnym należy przemyć pięć razy porcjami wody po 5 ml w celu uzyskania czystej soli siarczanowej. Za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej proszków należy sprawdzić czystość fazową krystalicznego siarczanu BIG zgodnie z opisem. W przypadku syntezy ex situ należy najpierw przygotować kolbę okrągłodenną o pojemności 50 ml z paskiem magnetycznym i płytką grzewczą. Należy dodać 20 ml etanolu. Następnie należy dodać 4 g tereftalaldehydu i 7,26 g chlorku aminoguanidynium. Roztwór należy podgrzać do 60 °C i mieszać przez dwie godziny. Następnie roztwór należy schłodzić do 20 °C i pozostawić na trzy godziny. Należy użyć B wyposażonego w papier filtracyjny

sulfate-separation-selective-crystallization-with-bis

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Przedstawiamy wysokotemperaturową syntezę prekursorów intermetalicznych K4Ge9, ich rozpuszczanie w etylenodiaminie w celu otrzymania deltaedrycznych jonów Zintla Ge94- oraz reakcję klastrów z alkinami w celu otrzymania organojonów Zintla. Te ostatnie zostały scharakteryzowane za pomocą spektrometrii mas z jonizacją przez elektroryś w roztworach oraz za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej na monokryształach w stanie stałym.

Synteza dziewięcioatomowych deltaedralnych jonów Zintla germanu oraz ich funkcjonalizacja grupami organicznymi

Biofizyczne i biochemiczne badania interakcji między domenami białek osadzonych w błonie napotykają wiele wyzwań technicznych, z których pierwszym jest uzyskanie odpowiedniego materiału do badań. W artykule opisano protokół wytwarzania i oczyszczania stabilizowanych dwusiarczkiem transbłonowych kompleksów peptydowych, które nadają się do analizy strukturalnej za pomocą roztworu magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) i innych zastosowań analitycznych.

Wytwarzanie stabilizowanych dwusiarczkiem transbłonowych kompleksów peptydowych do badań strukturalnych

Opisano protokół diastereoselektywnego jednogarnkowego przygotowania cis-N-Ts-jodoazyrydyn. Wykazano wytwarzanie dijodometyllitu, dodawanie do N-T aldimin i cyklizację aminokwasu pośredniego z dijodydem kaminu i jodozyrydyn. Dołączony jest również protokół szybkiej i ilościowej oceny najodpowiedniejszej fazy stacjonarnej do oczyszczania za pomocą chromatografii.

Synteza i oczyszczanie jodoazyrydyn polegające na ilościowym doborze optymalnej fazy stacjonarnej do chromatografii

Tutaj prezentujemy protokół bezpośredniej, wczesnej fazy guanidynylu, który umożliwia szybką całkowitą syntezę małych cząsteczek organicznych zawierających aminoguanidynę. Przy użyciu tego protokołu przygotowano zaawansowany syntetyczny półprodukt stosowany w syntezie inhibitora czynnika krzepnięcia krwi XIa.

Bezpośredni protokół guanidynilacji we wczesnym stadium do syntezy złożonych produktów naturalnych zawierających aminoguanidynę

Przedstawiono protokół syntezy guanidyn modyfikowanych alkilem oparty na użyciu odpowiednich prekursorów.

Modyfikacja i funkcjonalizacja grupy guanidyny przez prekursory dostosowane do potrzeb klienta

Tutaj prezentujemy jednogarnkową, wolną od metali przejściowych syntezę tioli i tioestrów z halogenków aromatycznych i tiometlenku sodu, a następnie przygotowanie monokryształów sieci metal-ditiolen przy użyciu form tiolu generowanych in situ z bardziej stabilnego i podatnego na działanie tioestru.

Synteza tiolowego bloku budulcowego do krystalizacji półprzewodnikowego żyroidalnego szkieletu metal-siarka

Tutaj prezentujemy protokół usuwania aldehydów i reaktywnych ketonów z mieszanin za pomocą protokołu ekstrakcji ciecz-ciecz bezpośrednio za pomocą nasyconego wodorosiarczynu sodu w mieszalnym rozpuszczalniku. Ten połączony protokół jest szybki i łatwy do wykonania. Aldehyd lub keton można ponownie wyizolować przez podłoże warstwy wodnej.

Rozdzielanie aldehydów i reaktywnych ketonów z mieszanin przy użyciu protokołu ekstrakcji wodorosiarczynów

Przedstawiono protokół racjonalnego projektowania dwufunkcyjnego filtra elektroaktywnego składającego się z nanorurek węglowych i nanodrutów tytanianu oraz przedstawiono ich zastosowania środowiskowe w kierunku utleniania i sekwestracji Sb(III).

Dwufunkcyjny filtr elektroaktywny w kierunku jednoczesnego utleniania i sekwestracji Sb(III)

Ten protokół opisuje konfigurację do krystalizacji transportera steroli ABCG5/G8. ABCG5/G8 jest odtwarzany w postaci wodoroceli w celu krystalizacji w kropli wiszącej. Protokół nie wymaga specjalistycznych materiałów ani podłoży, dzięki czemu jest dostępny i łatwy do adaptacji w każdym laboratorium w celu określenia struktury białka za pomocą krystalografii rentgenowskiej.

Krystalizacja ABCG5/G8 w lipidowym środowisku bicelle do krystalografii rentgenowskiej

Celem tego protokołu jest włączenie SDF-1α, czynnika naprowadzającego komórki macierzyste, do nanocząsteczek siarczanu dekstranu i chitozanu.  Powstałe cząstki są mierzone pod kątem ich wielkości i potencjału zeta, a także zawartości, aktywności i szybkości uwalniania in vitro SDF-1α z nanocząstek.

Przygotowanie i charakterystyka nanocząstek siarczanu SDF-1α-chitozan-dekstranu

Poznaj metodę selektywnej separacji siarczanów za pomocą ligandu bis-iminoguanidyny. Protokół łączy syntezę in situ z krystalizacją w jednym kroku, oferując proste i reprodukowalne rozwiązanie dla chemii analitycznej.

Separacja siarczanów przez selektywną krystalizację ligandem bis-iminoguanidyny

Przeglądaj więcej filmów