Name: Osiąganie umiarkowanych ciśnień w szczelnych naczyniach przy użyciu suchego lodu jako stałego źródła CO2 (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-17T14:45:00.000+00:00
Duration: 6 min 26 s
Description: Poznaj metodę prowadzenia reakcji chemicznych pod ciśnieniem dwutlenku węgla przy użyciu suchego lodu. Technika ta eliminuje potrzebę drogiego sprzętu specjalistycznego w syntetycznej chemii organicznej.

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

Autorzy pragną podziękować za finansowanie start-upu przez Uniwersytet w Toledo, jak również fundusze od Fundacji Hermana Frascha Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego za częściowe wsparcie tej pracy. Panu Thomasowi Kina dziękujemy za pomoc w opracowaniu odpowiedniego manometru do pomiaru ciśnień reakcji. Dziękuję panu Steve'owi Modarowi za użyteczne dyskusje.

UWAGA: 1) Następujące protokoły zostały uznane za bezpieczne dzięki wielokrotnym próbom. Należy jednak zachować ostrożność podczas zamykania fiolek, przez cały czas trwania reakcji, a zwłaszcza podczas otwierania reakcji, ponieważ niejednorodność fiolek reakcyjnych może prowadzić do awarii sprzętu. Przed użyciem fiolki należy sprawdzić pod kątem wad fizycznych. Fiolki należy umieścić za jakąś formą osłony przeciwwybuchowej lub skrzydłem kaptura natychmiast po uszczelnieniu, aby zapobiec incydentom w przypadku awarii fiolek. 2) Chociaż istnieje niewielka szansa na uduszenie ze względu na niewielkie ilości użytego CO2 , reakcje należy przygotować i otworzyć w dobrze wentylowanym pomieszczeniu lub w dygestorium. 3) Suchy lód jest kriogenem i może spowodować poważne uszkodzenie tkanek. Dlatego należy zachować ostrożność podczas manipulowania nim, aby uniknąć odmrożeń, np. ograniczając bezpośredni kontakt lub używając rękawic kriogenicznych. 4) Suchy lód skrapla parę wodną, co oznacza, że przed użyciem suchy lód powinien zostać mechanicznie złuszczony, aby upewnić się, że masa składa się tylko z CO2 (s). Można to osiągnąć, po prostu pocierając suchy lód między palcami lub, bezpieczniej, pocierając go między palcami warstwą ochronną, taką jak rękawica lub ręcznik.
1. Reakcja w fiolce o pojemności 7,5 ml (bez wykluczenia powietrza)
<ol>
	<li>Dodaj mieszadło do suchej fiolki o pojemności 7,5 ml.</li>
	<li>Dodać octan palladu (6,7 mg, 0,03 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Dodać trifluorooctan srebra (99,9 mg, 0,45 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Dodać jodek fenylu (92,3 mg, 0,45 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Dodać tert-amyl aminę (26,3 mg, 0,30 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Dodać kwas octowy (1,0 ml) do fiolki. 
	Uwaga: Stosunek objętości roztworu do wielkości fiolki jest ważny, ponieważ natychmiastowa sublimacja CO2 po dodaniu suchego lodu może mechanicznie wyprzeć rozpuszczalnik, jeśli zostanie użyta zbyt duża ilość w stosunku do wielkości naczynia reakcyjnego.</li>
	<li>Dodać wodę dejonizowaną (21,7 μl, 12,1 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Zważyć suchy lód (26,3 mg, 0,60 mmol) i natychmiast dodać suchy lód do fiolki, upewniając się, że fiolka jest natychmiast szczelnie zamknięta z nakrętką wyłożoną PTFE. 
	Uwaga: Całą operację należy wykonać w ciągu około 5 sekund, aby zapobiec sublimacji i ulatnianiu się niewielkiej ilości dodanego CO2 (jest to spowalniane przez tworzenie się zamrożonego kwasu octowego wokół suchego lodu). Ilość dodanego CO2 będzie wartością przybliżoną, a w naszych rękach dopuszczalne jest odchylenie rzędu kilku mg.</li>
	<li>Mieszać szczelnie zamkniętą fiolkę reakcyjną przez 15 minut w temperaturze pokojowej.</li>
	<li>Przenieść naczynie reakcyjne na wstępnie podgrzaną płytkę w temperaturze 110 °C i mieszać przez 14 godzin przed pozostawieniem do ostygnięcia.</li>
	<li>Po schłodzeniu ostrożnie otworzyć fiolkę, aby odprowadzić CO2 .</li>
	<li>Usunąć wszystkie substancje lotne w próżni. 
	Uwaga: Operację tę można wykonać w fiolce lub roztwór można przenieść do większej kolby okrągłodennej.</li>
	<li>Dodać 1,2 M HCl(aq) (6 ml) do mieszaniny reakcyjnej i mieszać na powietrzu przez 15 minut.</li>
	<li>Przenieść frakcję wodną do rozdzielacza rozdzielającego, przemywać dodatkowym 1,2 M HCl (4 ml) i ekstrahować mieszaniną eteru dietylowego i heksanów w stosunku 1:1 (3 x 8 ml). 
	Uwaga: To organiczne pranie zawiera nadmiar jodku fenylu i innych neutralnych produktów ubocznych i można je zutylizować.</li>
	<li>Zneutralizować i uczynić zasadowym roztwór wodny przez dodanie nasyconego NH4OH (aq) (10 ml jest dobrym punktem wyjścia).</li>
	<li>Ekstrahować warstwę wodną za pomocą dichlorometanu (2 x 10 ml).</li>
	<li>Wysuszyć połączone frakcje organiczne na Na2SO4, a następnie przefiltrować do wytarowanej fiolki z próbką.</li>
	<li>Odparować rozpuszczalnik w próżni, podając produkt (2-metylo-4-fenylo-butanaminę) w postaci żółtego oleju.</li>
</ol>
2. Reakcja w fiolce o pojemności 7,5 ml (warunki przedmuchiwania – z wyłączeniem powietrza)
<ol>
	<li>Dodaj mieszadło do suchej fiolki o pojemności 7,5 ml.</li>
	<li>Dodać octan palladu (6,7 mg, 0,03 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Dodać trifluorooctan srebra (99,9 mg, 0,45 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Dodać jodek fenylu (92,3 mg, 0,45 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Dodać tert-amyl aminę (26,3 mg, 0,30 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Dodać kwas octowy (1,0 ml) do fiolki. 
	Uwaga: Stosunek objętości roztworu do wielkości fiolki jest ważny, ponieważ natychmiastowa sublimacja CO2 po dodaniu suchego lodu może mechanicznie wyprzeć rozpuszczalnik, jeśli zostanie użyta zbyt duża ilość w stosunku do wielkości naczynia reakcyjnego.</li>
	<li>Dodać wodę dejonizowaną (21,7 μl, 12,1 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Wytarować fiolkę na wadze, dodać około 98 mg suchego lodu, a następnie pozostawić CO2 do sublimacji aż do uzyskania końcowej masy około 26 mg, po czym natychmiast zamknąć fiolkę nakrętką wyłożoną PTFE. 
	Uwaga: W razie potrzeby ten krok można wykonać z większą masą suchego lodu, aby jeszcze bardziej wykluczyć powietrze z fiolki. Warto zauważyć, że może to wprowadzać wodę, a zatem może nie być najskuteczniejszą strategią w przypadku reakcji wrażliwych na wodę.</li>
	<li>Mieszać szczelnie zamkniętą fiolkę reakcyjną przez 15 minut w temperaturze pokojowej.</li>
	<li>Przenieść naczynie reakcyjne na wstępnie podgrzaną płytkę w temperaturze 110 °C i mieszać przez 14 godzin przed pozostawieniem do ostygnięcia.</li>
	<li>Po schłodzeniu ostrożnie otworzyć fiolkę, aby odprowadzić CO2 .</li>
	<li>Usunąć wszystkie substancje lotne w próżni. 
	Uwaga: Operację tę można wykonać w fiolce lub roztwór można przenieść do większej kolby okrągłodennej.</li>
	<li>Dodać 1,2 M HCl(aq) (6 ml) do mieszaniny reakcyjnej i mieszać na powietrzu przez 15 minut.</li>
	<li>Przenieść frakcję wodną do rozdzielacza rozdzielającego, przemywać dodatkowym 1,2 M HCl (4 ml) i ekstrahować mieszaniną eteru dietylowego i heksanów w stosunku 1:1 (3 x 8 ml). 
	Uwaga: To organiczne pranie zawiera nadmiar jodku fenylu i innych neutralnych produktów ubocznych i można je zutylizować.</li>
	<li>Zneutralizować i uczynić zasadowym roztwór wodny przez dodanie nasyconego NH4OH (aq) (10 ml jest dobrym punktem wyjścia).</li>
	<li>Ekstrahować warstwę wodną za pomocą dichlorometanu (2 x 10 ml).</li>
	<li>Wysuszyć połączone frakcje organiczne na Na2SO4, a następnie przefiltrować do wytarowanej fiolki z próbką.</li>
	<li>Odparować rozpuszczalnik w próżni, podając produkt (2-metylo-4-fenylo-butanaminę) w postaci żółtego oleju.</li>
</ol>
3. Reakcja w fiolce 40 ml (bez wykluczenia powietrza)
<ol>
	<li>Dodaj mieszadło do suchej fiolki o pojemności 40 ml.</li>
	<li>Dodać octan palladu (33,5 mg, 0,15 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Dodać trifluorooctan srebra (499,5 mg, 2,25 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Dodać jodek fenylu (461,5 mg, 2,25 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Dodać tert-amyl aminę (131,5 mg, 1,5 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Dodać kwas octowy (5,0 ml) do fiolki. 
	Uwaga: Stosunek objętości roztworu do wielkości fiolki jest ważny, ponieważ natychmiastowa sublimacja CO2 po dodaniu suchego lodu może mechanicznie wyprzeć rozpuszczalnik, jeśli zostanie użyta zbyt duża ilość w stosunku do wielkości naczynia reakcyjnego.</li>
	<li>Dodać wodę dejonizowaną (108,5 μl, 6,02 mmol) do fiolki.</li>
	<li>Zważyć suchy lód (131,5 mg, 3,0 mmol) i natychmiast dodać suchy lód do fiolki, upewniając się, że fiolka jest natychmiast szczelnie zamknięta z nakrętką wyłożoną PTFE. 
	Uwaga: Całą operację należy wykonać w ciągu około 5 sekund, aby zapobiec sublimacji i ulatnianiu się niewielkiej ilości dodanego CO2 (jest to spowalniane przez tworzenie się zamrożonego kwasu octowego wokół suchego lodu). Ilość dodanego CO2 będzie wartością przybliżoną, a w naszych rękach dopuszczalne jest odchylenie rzędu kilku mg.</li>
	<li>Mieszać szczelnie zamkniętą fiolkę reakcyjną przez 15 minut w temperaturze pokojowej.</li>
	<li>Przenieść naczynie reakcyjne na wstępnie podgrzaną płytkę w temperaturze 110 °C i mieszać przez 14 godzin przed pozostawieniem do ostygnięcia.</li>
	<li>Po schłodzeniu ostrożnie otworzyć fiolkę, aby odprowadzić CO2 .</li>
	<li>Usunąć wszystkie substancje lotne w próżni. 
	Uwaga: Operację tę można wykonać w fiolce lub roztwór można przenieść do większej kolby okrągłodennej.</li>
	<li>Dodać 1,2 M HCl(aq) (30 ml) do mieszaniny reakcyjnej i mieszać na powietrzu przez 15 minut.</li>
	<li>Przenieść frakcję wodną do rozdzielacza separacyjnego, przemywać dodatkowym 1,2 M HCl (20 ml) i ekstrahować mieszaniną eteru dietylowego i heksanów w stosunku 1:1 (3 x 8 ml). 
	Uwaga: To organiczne pranie zawiera nadmiar jodku fenylu i innych neutralnych produktów ubocznych i można je zutylizować.</li>
	<li>Zneutralizować i uczynić zasadowym roztwór wodny przez dodanie nasyconego NH4OH (aq) (10 ml jest dobrym punktem wyjścia).</li>
	<li>Ekstrahować warstwę wodną za pomocą dichlorometanu (2 x 20 ml).</li>
	<li>Wysuszyć połączone frakcje organiczne na Na2SO4, a następnie przefiltrować do wytarowanej fiolki z próbką.</li>
	<li>Odparować rozpuszczalnik w próżni, podając produkt (2-metylo-4-fenylo-butanaminę) w postaci żółtego oleju.</li>
</ol>
4. Reakcja w probówce ciśnieniowej 35 ml (bez wykluczenia powietrza)
<ol>
	<li>Dodaj mieszadło do suchej probówki ciśnieniowej o pojemności 35 ml.</li>
	<li>Dodać octan palladu (6,7 mg, 0,03 mmol) do rurki ciśnieniowej.</li>
	<li>Dodać trifluorooctan srebra (132,5 mg, 0,6 mmol) do rurki ciśnieniowej.</li>
	<li>Dodać jodek fenylu (183,6 mg, 0,9 mmol) do rurki ciśnieniowej.</li>
	<li>Dodać 2-metylo-N-(3-metylobenzylo)butan-2-aminę (57,4 mg, 0,3 mmol) do rurki ciśnieniowej.</li>
	<li>Dodać kwas octowy (1,0 ml) do fiolki, a następnie 1,1,1,3,3,3,-heksafluoroizopropanol (1,0 ml). 
	Uwaga: Stosunek objętości roztworu do wielkości fiolki jest ważny, ponieważ natychmiastowa sublimacja CO2 po dodaniu suchego lodu może mechanicznie wyprzeć rozpuszczalnik, jeśli zostanie użyta zbyt duża ilość w stosunku do wielkości naczynia reakcyjnego.</li>
	<li>Dodaj wodę dejonizowaną (21,7 μl, 1,2 mmol) do rurki ciśnieniowej.</li>
	<li>Zważyć suchy lód (1,32 g, 30 mmol) i natychmiast dodać suchy lód do rurki ciśnieniowej, upewniając się, że rurkę ciśnieniową natychmiast uszczelniono odpowiednią nakrętką teflonową. 
	Uwaga: Całą operację należy wykonać w ciągu około 5 sekund, aby zapobiec sublimacji i ulatnianiu się niewielkiej ilości dodanego CO2 (jest to spowalniane przez tworzenie się zamrożonego kwasu octowego wokół suchego lodu). Ilość dodanego CO2 będzie wartością przybliżoną, a w naszych rękach dopuszczalne jest odchylenie rzędu kilku mg.</li>
	<li>Mieszać szczelnie zamknięte naczynie reakcyjne przez 15 minut w temperaturze pokojowej.</li>
	<li>Przenieść naczynie reakcyjne na wstępnie podgrzaną płytkę w temperaturze 90 °C i mieszać przez 24 godziny przed pozostawieniem do ostygnięcia.</li>
	<li>Po schłodzeniu połóż ręcznik lub wyściełaną rękawicę na nasadce i ostrożnie otwórz rurkę ciśnieniową, aby odpowietrzyć CO2 .</li>
	<li>Usunąć wszystkie substancje lotne w próżni. 
	Uwaga: Operację tę można wykonać w rurze ciśnieniowej za pomocą odpowiedniego adaptera lub roztwór można przenieść do większej kolby okrągłodennej.</li>
	<li>Dodać 1,2 M HCl(aq) (12 ml) do mieszaniny reakcyjnej i mieszać na powietrzu przez 15 minut.</li>
	<li>Przenieść frakcję wodną do rozdzielacza rozdzielającego, przemywać dodatkowym 1,2 M HCl (8 ml) i ekstrahować mieszaniną eteru dietylowego i heksanów w stosunku 1:1 (3 x 8 ml). 
	Uwaga: Ten organiczny płyn do mycia zawiera nadmiar jodku fenylu i innych neutralnych produktów ubocznych i można go zutylizować.</li>
	<li>Zneutralizować i uczynić zasadowym roztwór wodny przez dodanie nasyconego NH4OH (aq) (10 ml jest dobrym punktem wyjścia).</li>
	<li>Ekstrahować warstwę wodną za pomocą dichlorometanu (2 x 10 ml).</li>
	<li>Wysuszyć połączone frakcje organiczne na Na2SO4, a następnie przefiltrować do wytarowanej fiolki z próbką.</li>
	<li>Odparować rozpuszczalnik w próżni, podając produkt (2-metylo-N-(3-metylobenzylo)-4-fenylobutan-2-aminę) w postaci żółtego oleju.</li>
</ol>

Wykorzystanie CO2 jako grupy kierującej aktywacją C-H podstawowych substratów Lewisa jest obecnie przedmiotem tymczasowego patentu Stanów Zjednoczonych #62/608,074.

Korzystając z równania stanu van der Waalsa, można obliczyć przybliżone ciśnienie tych układów45
Równ. 1:          <img alt="Równanie van der Waalsa, zachowanie gazów, zależność ciśnienie-objętość, formuła korekcyjna dla gazu doskonałego." src="/files/ftp_upload/58281/58281eq1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Equation">
W warunkach opisanych w Protokole 1 można przyjąć, że 26.3 mg CO2 odpowiada wartości <em...

Użycie związków gazowych w reakcjach chemicznych zazwyczaj wymaga specjalistycznego sprzętu i procedur1,2. Na skali laboratoryjnej niektóre gazy mogą być dodawane bezpośrednio ze zbiornika za pomocą regulatora wysokiego ciśnienia3. Alternatywną metodą jest kondensacja gazu w warunkach kriogenicznych4,5. Chociaż strategie te są przydatne, wymagają użycia specjalistycznych reaktorów ciśnieniowych z zaworami, które mogą być zbyt kosztowne w przypadku równoległego prowadzenia wielu reakcji. Może to zatem znacznie spowolnić tempo, w jakim może przebiegać badanie przesiewowe reakcji. W rezultacie chemicy uznali za pożądane wprowadzenie tych związków przy użyciu alternatywnych metod. Amoniak może być dodawany do reakcji przy użyciu różnych soli karboksylanu amonu, wykorzystując słabą równowagę między tymi solami a wolnym amoniakiem6. Uwodornienie transferowe jest ważną strategią reakcji redukcji grup olefinowych, karbonylowych i nitrowych, która pozwala obejść stosowanie palnego wodoru gazowego ze związkami takimi jak mrówczan amonu lub hydrazyna jako nośnikami klasy H2<sup="xref">7. Innym gazem interesującym w tym obszarze jest tlenek węgla8 – CO może być generowany in situ przez uwolnienie z kompleksów karbonylowych metali9,10, lub alternatywnie może być generowany przez dekarbonylację ze źródeł takich jak mrówczany i formamidy11,12,13 lub chloroform14,15.
Jednym z gazów, który nie rozwinął się znacząco pod tym względem, jest dwutlenek węgla16. Jednym z powodów takiego stanu rzeczy jest to, że wiele przemian z udziałem CO2 wymaga również wysokich temperatur i ciśnień, a zatem są automatycznie przenoszone do wyspecjalizowanych reaktorów17,18. Niedawne wysiłki mające na celu opracowanie bardziej reaktywnych katalizatorów ułatwiły jednak przeprowadzenie wielu z tych reakcji pod ciśnieniem atmosferycznym CO219,20,21,22. Niedawno odkryliśmy reakcję, w której dwutlenek węgla może być użyty do pośredniczenia w arylacji γ-C(sp3)–H amin alifatycznych23. Oczekiwano, że strategia ta połączy korzyści płynące ze statycznego podejścia grupowego kierującego, w tym amide24,25,26,27,28, sulfonamid29,30,31,32, tiokarbonyl33,34, lub hydrazone35 oparte na grupach kierujących (odporność chemiczna), z łatwością przejściowej grupy kierującej (zmniejszona oszczędność kroku)36,37,38,39.
Chociaż reakcja mogła zachodzić pod ciśnieniem atmosferycznym CO2, potrzeba ustawienia Schlenka do badania reakcji okazała się zbyt powolna. Co więcej, nieznaczne zwiększenie ciśnienia doprowadziło do poprawy wydajności reakcji, ale nie było to łatwe do osiągnięcia przy użyciu linii Schlenka. W związku z tym poszukiwaliśmy alternatywnej strategii, a następnie stwierdziliśmy, że suchy lód może być łatwo wykorzystany jako stałe źródło CO2 , które można dodać do różnych naczyń reakcyjnych w celu wprowadzenia niezbędnej ilości dwutlenku węgla do osiągnięcia umiarkowanego ciśnienia (<silna klasa="xfig">Rysunek 1). Chociaż nie jest w pełni wykorzystywana w syntezie, podobna strategia jest dość powszechna jako metoda generowania ciekłego CO2 do zastosowań chromatograficznych i ekstrakcji40,41,42,43,44. Wykorzystanie tej strategii pozwoliło naszej grupie na szybkie badanie przesiewowe dużej liczby reakcji równolegle, podczas gdy możliwość uzyskania dostępu do umiarkowanego ciśnienia CO2 wynoszącego od 2 do 20 atmosfer miała kluczowe znaczenie dla poprawy wydajności reakcji. W tych warunkach zarówno aminy pierwszorzędowe (1°), jak i drugorzędowe (2°) mogą być arylowane halogenkami arylowymi bogatymi w elektrony i ubogimi w elektrony.

<table><tbody><tr><td>Fiolka na próbkę o pojemności 7,5 ml z zakrętką (termoutwardzalna)</td><td>Qorpak</td><td>GLC-00984</td><td>Może być ponownie użyta.</td></tr><tr><td>Fiolka na próbkę 40 ml z zakrętką (termoutwardzalna)</td> <td>Qorpak</td><td>GLC-01039</td><td>Może być ponownie użyta.</td></tr><tr><td>Rurka ciśnieniowa, gwint #15, długość 7", średnica zewnętrzna 25.4 mm</td><td>Ace Glass</td><td>8648-06</td><td>Może być ponownie użyty.</td></tr><tr><td>Blok do ciasta na 2 fiolki Dram</td><td>ChemGlass</td><td>CG-1991-P14</td><td>Może być ponownie użyty.</td></tr><tr><td>Blok do ciasta na 10 fiolek Dram</td><td>ChemGlass</td><td>CG-1991-P12</td><td>Może być ponownie użyty.</td></tr><tr><td>Jednorazowe mieszadła 3,2 mm PTFE</td><td>Fisher</td><td>14-513-93</td><td>Może być ponownie użyte.</td></tr><tr><td>Kontrolna płyta grzejna C-MAG HS 7</td> Waga analityczna <td>IKA</td><td>20002695</td><td></td></tr><tr><td>Dwustronna mikrostożkowa łopatka</td> Sartorius <td>QUINTIX2241S</td><td></td> Fisher Scientific 21-401-10 <td></td></tr><tr><td>Hei-VAP Advantage - Model podnośnika ręcznego z obrotowym skraplaczem suchego lodu G5</td><td>Heidolph</td><td>561-01500-00</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td> Pułapka na uderzenia 14/20 Złącze ChemGlass <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>CG-1322-01</td><td></td></tr><tr><td>tert-amyl amina</td><td>Alfa Aesar</td><td>B24639-14</td><td>Używany w stanie otrzymanym.</td></tr><tr><td>2-metylo-N-(3-metylobenzylo)butan-2-amina</td><td>N/A</td> N<td>/A</td><td>Otrzymany z redukcyjnej amiminacji tert-amyl aminy i 3-tolualdehydu w obecności borowodorku sodu w metanolu.</td></tr><tr><td>Octan palladu</td><td>Chem-Impex International, Inc.</td><td>4898</td><td>Używany w stanie otrzymanym.</td></tr><tr><td>Trifluorooctan srebra</td><td>Oakwood Chemicals</td><td>007271</td><td>używany w stanie otrzymanym.</td></tr><tr><td>Chemikalia z drewna dębowego</td><td>003461</td> <td>jodku fenylu</td><td>Używane w takiej postaci, w jakiej otrzymano.</td></tr><tr><td>Kwas octowy</td><td>Fisher Chemical</td><td>A38</td><td>Używany w takiej postaci, w jakiej otrzymano.</td></tr><tr><td>1,1,1,3,3,3-heksafluoroizopropanol</td><td>Chemikalia z drewna dębowego</td><td>003409</td><td>Używane w takiej postaci, w jakiej otrzymano.</td></tr><tr>Woda <td></td><td></td><td>dejonizowana</td><td>Otrzymywana z systemu wody dejonizowanej in-house.</td></tr><tr><td>Suchy lód</td><td>Przedsiębiorstwa węglowe Dry Ice Inc.</td><td></td><td>Suchy lód klasy niespożywczej.</td></tr><tr><td>Stężony kwas solny</td><td>Fisher Chemical</td><td>A144SI</td><td>Rozcieńczony do 1,2 M roztworu przed użyciem.</td></tr><tr><td>Eter dietylowy, certyfikowany</td><td>Fisher Chemical</td><td>E138</td><td>Używany zgodnie z otrzymaniem.</td></tr><tr><td>Heksany, Certyfikowany ACS</td><td>Fisher Chemical</td><td>H292</td><td>Używany zgodnie z otrzymaniem.</td></tr><tr><td>Nasycony wodorotlenek amonu</td><td>Fisher Chemical</td><td>A669</td><td>Używany w takiej postaci, w jakiej otrzymano.</td></tr><tr><td>Dichlorometan</td><td>Fisher Chemical</td><td>D37</td><td>Używany w takiej postaci, w jakiej został otrzymany.</td></tr><tr><td>Siarczan sodu, bezwodne</td><td>chemikalia z drewna dębowego</td><td>044702</td><td>używane w takiej postaci, w jakiej zostały otrzymane.</td></tr><tr>Lejek <td></td><td></td><td>separatora o pojemności 250 ml</td><td>przygotowany in-house przez personel dmuchawy do szkła.</td></tr><tr>Kolba <td></td><td></td><td>okrągłodenna o pojemności 100 ml</td><td>przygotowana in-house przez personel dmuchawy do szkła.</td></tr><tr>Naukowe <td>jednorazowe zatyczki</td> <td>lejkowe</td><td>2085136030</td><td></td></tr><tr><td>fiolki scyntylacyjne ze szkła borokrzemianowego, 20 ml</td><td>Fisher Scientific</td><td>03-337-15</td><td></td></tr><tr><td>5 mm Średnica zewnętrzna Cienkościenne precyzyjne probówki NMR</td><td>Wilmad</td><td>666000575</td><td></td></tr><tr><td>Chloroform-d</td><td>Cambridge Isotope Laboratories, Inc.</td><td>DLM-7</td><td>Używany w takiej postaci, w jakiej został odebrany.</td></tr></tbody></table>

osiąganie umiarkowanych ciśnień w szczelnych naczyniach przy użyciu suchego lodu jako stałego źródła co2

Achieving Moderate Pressures in Sealed Vessels Using Dry Ice As a Solid CO2 Source

Tutaj przedstawiono ogólną strategię przeprowadzania reakcji pod łagodnym do umiarkowanego ciśnieniem CO2 z suchym lodem. Technika ta eliminuje potrzebę stosowania specjalistycznego sprzętu do osiągania umiarkowanych ciśnień, a nawet może być stosowana do osiągania wyższych ciśnień w bardziej specjalistycznym sprzęcie i mocniejszych naczyniach reakcyjnych. Pod koniec reakcji fiolki można łatwo rozhermetyzować, otwierając je w temperaturze pokojowej. W niniejszym przykładzie CO2 służy zarówno jako przypuszczalna grupa kierująca, jak i sposób na pasywację substratów aminowych, zapobiegając w ten sposób utlenianiu podczas reakcji metaloorganicznej. Oprócz tego, że jest łatwo dodawana, grupa kierująca jest również usuwana w próżni, co eliminuje potrzebę rozległego oczyszczania w celu usunięcia grupy kierującej. Strategia ta pozwala na łatwą arylację γ-C(sp3)-H amin alifatycznych i może być stosowana w wielu innych reakcjach opartych na aminach.

Postępując zgodnie z tymi protokołami, można napełnić fiolkę reakcyjną odpowiednią ilością dwutlenku węgla w celu przeprowadzenia reakcji chemicznych wymagających obecności CO2.2 atmosfery. Ciśnienie uzyskane w kroku 1 oblicza się na około 3 atmosfery (patrz sekcja dyskusja w celu określenia tej wartości), choć ze względu na częściową solwatację zaobserwowane ciśnienie w temperaturze pokojowej wynosi około 2 atmosfery i powinno wynosić około 2,6 atmosfery w warunkach reakcji. W...

Tutaj prezentujemy protokół przeprowadzania reakcji w prostych naczyniach reakcyjnych pod niskim lub umiarkowanym ciśnieniem CO2 . Reakcje można przeprowadzać w różnych naczyniach, po prostu podając dwutlenek węgla w postaci suchego lodu, bez konieczności stosowania kosztownego lub skomplikowanego sprzętu lub konfiguracji.

Osiąganie umiarkowanych ciśnień w szczelnych naczyniach przy użyciu suchego lodu jako stałego źródła CO2

Herein is presented a general strategy to perform reactions under mild to moderate CO2 pressures with dry ice. This technique obviates the need for ...

Metoda ta może pomóc w rozwiązaniu kluczowego wyzwania w dziedzinie syntetycznej chemii organicznej, a mianowicie jak szybko i łatwo przeprowadzać reakcje w atmosferze dwutlenku węgla. Główną zaletą tej techniki jest to, że pozwala ona na przeprowadzanie reakcji w atmosferze dwutlenku węgla powyżej ciśnienia otoczenia bez konieczności stosowania drogiego, specjalistycznego sprzętu. Chociaż metoda ta może być przydatna do bezpośredniej arylacji CH, może być również stosowana do innych reakcji, takich jak kapitulacja CH lub przekształcanie epoksydów samochodowych w węglany syntetyczne.Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które są nowe w tej materii, będą miały trudności, ponieważ nie będą w stanie prawidłowo złuszczyć suchego lodu przed dodaniem lub zajmie im zbyt dużo czasu, aby uszczelnić podły. Na początek dodaj mieszadło do suchego 7,5 mililitra podłości i dodaj 6,7 miligrama octanu palladu do podłości. Następnie 99,9 miligramów trifluorooctanu srebra, 92,3 miligramów jodku fenylu i 26,3 miligramów tert-amylaminy do podłości.Następnie dodaj 1 mililitr kwaśnego kwasu i 21,7 mikrolitrów wody dejonizowanej do podłości. Kluczem do sukcesu jest upewnienie się, że odpowiednia ilość suchego lodu zostanie dodana w odpowiednim czasie i że do naczynia reakcyjnego dodawany jest tylko suchy lód, a nie osadzona woda. Po odważeniu 26,3 miligrama suchego lodu natychmiast dodaj lód i uszczelnij podłe nasadkę wyłożoną PTFE.Przed rozpoczęciem reakcji ważne jest, aby upewnić się, że nakrętka jest dobrze dopasowana do naczynia, aby zapobiec traumatycznej utracie ciśnienia dwutlenku węgla przed lub w trakcie reakcji. Mieszać reakcję uszczelnienia przez 15 minut w temperaturze pokojowej. Następnie przenieść naczynie reakcyjne na podgrzaną płytkę o temperaturze 110 stopni Celsjusza na 14-godzinną inkubację z mieszaniem.Następnego ranka otwórz podłość po ostygnięciu, aby uwolnić CO2. Aby przeprowadzić reakcję w 7,5 mililitrowym podłym oleju z wykluczonym powietrzem, dodaj mieszadło oraz te same odczynniki i roztwory, które właśnie wykazano, do suchego 7,5 mililitra podłości. Po dodaniu wody dejonizowanej rozerwij podłość na wadze i dodaj około 98 miligramów suchego lodu.Pozwól CO2 sublimacji, aż do uzyskania końcowej masy około 26 miligramów. Następnie następuje natychmiastowe uszczelnienie pilnika nakrętką wyłożoną PTFE. Następnie mieszaj zapieczętowaną reakcję przez 15 minut w temperaturze pokojowej, a następnie przez noc mieszaj w temperaturze 110 stopni Celsjusza, jak pokazano powyżej.Aby przeprowadzić reakcję z powietrzem, która nie jest wykluczona, w 35-mililitrowej rurce ciśnieniowej dodaj mieszadło do suchej rurki ciśnieniowej o pojemności 35 mililitrów. I dodaj 6,7 miligrama octanu palladu do probówki. Dodaj 132,5 miligrama trifluorooctanu srebra, 183,6 miligrama diodku fenylu i 57,4 miligrama wtórnego materiału wyjściowego aminy do rurki ciśnieniowej, a także 1 mililitr kwasu kwaśnego i 1 mililitr heksafluoroizopropanolu Następnie dodaj 21,7 mililitra wody dejonizowanej do rurki ciśnieniowej, a następnie 1,32 grama suchego lodu.Natychmiast uszczelnij rurkę odpowiednią teflonową nakrętką. I mieszać szczelnie zamknięte naczynie reakcyjne przez 15 minut w temperaturze pokojowej. Następnie przenieś naczynie reakcyjne na płytę grzejną o temperaturze 90 stopni Celsjusza na 24-godzinną inkubację z mieszaniem.Po ostygnięciu umieść ręcznik lub wyściełaną rękawicę na nasadce i ostrożnie otwórz rurkę ciśnieniową, aby odprowadzić CO2. W 7,5 mililitra niewykluczonych warunków reakcji można otrzymać dwa metylo do butanianu fenylu w postaci oleju o wydajności od 69 do 72 procent, wykazując widmo magnetycznego rezonansu jądrowego protonów zgodne z pożądanym produktem. Reakcje można również przeprowadzać w ciśnieniowych probówkach reakcyjnych.Umożliwiając syntezę dwóch metylobenzolu i trzech metylobenzolu, czterech fenylobutanianu dwóch amin z 40-procentową wydajnością. Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać o szybkim odmierzaniu suchego lodu. Technika ta pozwoli naukowcom zajmującym się chemią syntetyczną badać reakcje zachodzące w umiarkowanym ciśnieniu dwutlenku węgla bez konieczności stosowania skomplikowanej i często drogiej aparatury, zwiększającej liczbę reakcji, które można prowadzić równolegle.Nie zapominaj, że praca ze zbiornikami ciśnieniowymi może być bardzo niebezpieczna, a środki ostrożności, takie jak stosowanie osłon przeciwwybuchowych lub praca za skrzydłami maski, powinny być zawsze podejmowane podczas wykonywania tej procedury.

achieving-moderate-pressures-sealed-vessels-using-dry-ice-as-solid

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Przedstawiamy procedurę określania podziału pierwiastków syderofilnych na metalowo-krzemianowe, kładąc nacisk na techniki hamujące powstawanie inkluzji metali w eksperymentach dla metali szlachetnych. Wyniki tych eksperymentów są wykorzystywane do wykazania wpływu tworzenia się jądra na wysoce syderofilny skład pierwiastkowy płaszcza.

Podział metalowo-krzemianowy pod wysokim ciśnieniem i temperaturą: metody eksperymentalne i protokół tłumienia wtrąceń pierwiastków wysoce syderofilnych

Ta procedura opisuje, jak kapsułkować cytochrom c (cyt. c) w zol-żelach krzemionkowych (SiO2) przetworzyć te żele na bioaerożele i użyć tych bioaerożeli do szybkiego rozpoznania tlenku azotu (NO) w reakcji w fazie gazowej. Ten rodzaj protokołu może pomóc w przyszłym rozwoju biosensorów lub innych urządzeń bioanalitycznych.

Kapsułkowanie cytochromu c w nanoarchitekturach aerożelu krzemionkowego bez nanocząstek metalu przy jednoczesnym zachowaniu bioaktywności w fazie gazowej

Ten protokół pokazuje, jak przygotować próbkę brykietu i przeprowadzić eksperyment jednoosiowego ściskania brykietu przy różnych ciśnieniach CO2 przy użyciu wizualizowanego systemu testowania sprzężenia gaz-ciało stałe o stałej objętości. Jego celem jest również zbadanie zmian w zakresie właściwości fizycznych i mechanicznych węgla wywołanych adsorpcją CO2 .

Eksperyment jednoosiowego sprężania z węglem zawierającym CO2 przy użyciu wizualizowanego systemu testowego sprzężenia gaz-ciało stałe o stałej objętości

Ten protokół przedstawia działanie i zasady działania cylindrycznych i planarnych strumieni cieczy kriogenicznych w skali mikronowej. Do tej pory system ten był używany jako cel o wysokiej częstotliwości powtarzania w eksperymentach laserowo-plazmowych. Przewidywane zastosowania interdyscyplinarne obejmują astrofizykę laboratoryjną, materiałoznawstwo, a ostatecznie akceleratory cząstek nowej generacji.

Kriogeniczne dysze cieczy do odkrywania nauki o wysokiej powtarzalności

Ten artykuł opisuje protokół wraz z analizą porównawczą dwóch technik wytwarzania mikroprzepływowego, a mianowicie fotolitografii/trawienia na mokro/termicznego łączenia oraz selektywnego trawienia indukowanego laserem (SLE), które są odpowiednie dla warunków wysokiego ciśnienia. Techniki te stanowią platformy umożliwiające bezpośrednią obserwację przepływu płynów w zastępczych ośrodkach przepuszczalnych i systemach szczelinowych w warunkach złożowych.

Techniki wytwarzania mikroprzepływowego do wysokociśnieniowych prób transportu nadkrytycznej piany CO2 w mikroskali w pękniętych zbiornikach niekonwencjonalnych

Ta praca skupia się na standardowym protokole przygotowania zewnętrznie ogrzewanej diamentowej komórki kowadełkowej (EHDAC) do generowania warunków wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury (HPHT). EHDAC jest wykorzystywany do badania materiałów we wnętrzach Ziemi i planet w ekstremalnych warunkach, które mogą być również wykorzystywane w fizyce ciała stałego i badaniach chemicznych.

Zewnętrznie ogrzewane kowadełko diamentowe do syntezy i oznaczania elastyczności monokryształów lodu-VII w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury

Opisujemy metodę tworzenia hydratu gazu na kropelkach wody siedzącej, aby zbadać wpływ różnych inhibitorów, promotorów i substratów na morfologię kryształu hydratu.

Krystalizacja hydratu metanu na siedzących kropelkach wody

Białka wiążące lód (IBPs), znane również jako białka przeciwzamrożeniowe, hamują wzrost kryształków lodu i stanowią obiecujący dodatek do stosowania w krio konserwacji tkanek. Głównym narzędziem wykorzystywanym do badania białek IBPs jest osmometr nanolitrowy. Opracowaliśmy autorską platformę chłodzącą zamontowaną na mikroskopie optycznym, sterowaną za pomocą dedykowanej procedury w programie LabVIEW. Opisany tutaj osmometr nanolitrowy umożliwia ultrazieczulną manipulację temperaturą próbki.

Nowoczesny osmometr nanolitrowy sterowany programem LabVIEW do badań nad białkami wiążącymi lód

Nieukierunkowana metabolomika dostarcza hipotezy generującej migawkę profilu metabolicznego.  Protokół ten zademonstruje ekstrakcję i analizę metabolitów z komórek, surowicy lub tkanki.  Szereg metabolitów jest badany za pomocą ekstrakcji ciecz-faza cieczowa, ultraprzepływowej chromatografii cieczowej/spektrometrii mas o wysokiej rozdzielczości (UPLC-HRMS) w połączeniu z oprogramowaniem do analizy różnicowej.

Nieukierunkowana metabolomika ze źródeł biologicznych przy użyciu ultrasprawnej chromatografii cieczowej ze spektrometrią mas o wysokiej rozdzielczości (UPLC-HRMS)

Białka przeciw zamarzaniu (AFP) wiążą się z określonymi płaszczyznami lodu, aby zapobiec lub spowolnić wzrost lodu. Analiza powinowactwa do płaszczyzny lodu oparta na fluorescencji (FIPA) jest modyfikacją oryginalnej metody trawienia lodu do oznaczania płaszczyzn lodu związanych z AFP. AFP są znakowane fluorescencyjnie, włączane do makroskopowych pojedynczych kryształków lodu i wizualizowane w świetle UV.

Wyznaczanie płaszczyzn wiązania lodu przez białka zapobiegające zamarzaniu za pomocą powinowactwa do płaszczyzny lodu opartej na fluorescencji

Poznaj metodę prowadzenia reakcji chemicznych pod ciśnieniem dwutlenku węgla przy użyciu suchego lodu. Technika ta eliminuje potrzebę drogiego sprzętu specjalistycznego w syntetycznej chemii organicznej.

Osiąganie umiarkowanych ciśnień w szczelnych naczyniach przy użyciu suchego lodu jako stałego źródła CO₂

Przeglądaj więcej filmów