Apresentamos os procedimentos detalhados para produzir curvas experimentais de equilíbrio na composição de fase em função da concentração de solvente em um sistema de estado sólido sob condições de moagem.
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Artigo de método
Mecanoquímica confiável: Protocolos para resultados reprodutíveis de puro e líquido assistida experimentos de moagem moinho de esfera
Neste artigo
Resumo
Resumo
Os resultados de equilíbrio de moagem de moinho de bola podem mudar drasticamente em função do mesmo pequenas variações nas condições experimentais como a presença de quantidades muito pequenas de solvente adicionado. Para reproducibly e precisa capturar essa sensibilidade, o experimentalista precisa considerar cuidadosamente cada único fator que pode afetar o moinho de esfera moagem reação sob investigação, de assegurar que os vidrinhos de moagem são limpos e secos antes da utilização, para com precisão adicionando a estequiometria das matérias-primas, para validar que a entrega do volume de solvente é precisa, para garantir que a interação entre o solvente e o pó é bem entendido e, se necessário, um tempo de imersão específico é adicionado para o procedimento. Estudos cinéticos preliminares são essenciais para determinar o tempo de trituração necessária para alcançar o equilíbrio. Só então as curvas de composição de fase requintado podem ser obtidas em função da concentração de solvente sob bola moinho líquido assistida moagem (LAG). Usando procedimentos rigorosos e cuidadosos análogos aos aqui apresentados, tais curvas de equilíbrio de moagem podem ser obtidas para praticamente todos os sistemas de moagem. O sistema que usamos para demonstrar esses procedimentos é uma reação de troca de bissulfeto a partir da mistura equimolar de dois homodimers para obter no equilíbrio heterodímero quantitativa. Este último é formado pelo moinho de esfera moagem como dois diferentes polimorfos, forma A e Forma B. A relação R = [Formulário B] / ([formulário A] + [Formulário B]) no equilíbrio de trituração depende da natureza e concentração do solvente no pote de moagem.
Introdução
Mecanoquímica utilizando moinho manual ou bola trituradoras tornou-se cada vez mais popular nos últimos anos como uma alternativa atraente e sustentável para métodos de solução tradicional para a síntese de materiais. 1 é atraente porque permite a reação entre sólidos a alcançar efetivamente e quantitativamente. É uma técnica sustentável "verde", exigindo pouco ou nenhum solvente. Trituração ou moagem manual pode ser realizada puro, ou seja, com sem adição solvente ou solvente assistida: neste último caso, conhecido como "líquido de moagem assistida" (LAG),2,3,
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Protocolo
1. validação da distribuição exacta de solventes orgânicos
-
Validação de pipetagem precisa de solventes orgânicos em modo reverso pipeta
Nota: Pipetas de deslocamento de ar no modo de pipetagem reversa foram selecionadas para solventes uma gama de LAG (acetona, acetonitrila (MeCN), tetrahidrofurano (THF), acetato de etila (AcOEt), clorofórmio (CHCl3) e dimetilformamida (DMF)) porque eles embebido muito eficiente para os pós das matérias-primas (1-1 e 2-2). Calibração preliminar do modo de pipetagem reversa com esta gama de solventes tinha dado mais exata e precisa distribuição dos volumes em co....
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Resultados
Este protocolo é sempre iniciado pelo experimentalista validar suas habilidades pipetagem e inspecionar a qualidade e o desempenho das pipetas ou seringas usadas. É melhor fazer realizando treinamento de moda na pipetagem volumes precisos do solvente específico destinado a ser utilizado para o moinho de esfera experimentos de moagem. A exatidão dos volumes dispensados é validada por pesagem cheques e essa validação é repetida até a precisão desejada e precisão é alcançado. Esta validação .......
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Discussão
Enquanto a maioria da literatura sobre Mecanoquímica concentra-se em resultados pragmáticos ou sobre mecanismos de reação, este livro aborda o ponto de extremidade termodinâmico de moagem de moinho de bola. Nesta perspectiva, estudos cinéticos são um passo necessário para a definição de planaltos o equilíbrio final. Através de nossos estudos cinéticos e final de equilíbrio, sabemos que as reações de moagem moinho em bola aqui discutidas são impulsionadas pela termodinâmica, resultando na composição polimorfo mais estável.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a divulgar
Agradecimentos
AMB e JKMS somos gratos ao EPSRC para apoio financeiro. Agradecemos a C. A. Bland para a concepção e a instalação mecânica e P. Donnelly para o design de software da automatização dos moedores para repetem a moagem. Agradecemos a Richard Nightingale, Ollie Norris e Simon Dowe de oficina mecânica para a fabricação de frascos a moagem e o titular de solenoide para a instalação de "Apertar um botão" e Keith Parmenter da oficina de vidro no departamento de química para o manufatura dos slides vidro amostra PXRD. Agradecemos a C. A. Bland para a manutenção e reparação do encerramento parafuso frascos de moagem. Agradecemos o Professor Bill Jones para a utilização do equipa....
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Dissulfeto de bis(2-nitrofenil) denominado 1-1 | Aldrich | 215228-25G | [1155-00-6] (98%) |
| Dissulfeto de bis(4-clorofenil) denominado 2-2 | TCI | D0360 | [1142-19-4] (98+%) |
| 1,8-Diazabiciclo [5.4.0]undec-7-eno (dbu) | Acros Organics | 160610250 | [6674-22-2] (>97,5% por GC) |
| 2-nitrofenil-4-clorofenil-dissulfeto denominado 1-2 | in síntese interna | Sintetizado por moagem de moinho de bolas: 1:1 de 1-1 + 2-2 + 2%M dbu | |
| Forma A | em síntese | Polimorfo de 1-2 preparado por moagem pura de moinho de bolas | |
| Forma B | em síntese interna | Polimorfo de 1-2 preparado por moagem assistida por líquido de moinho de bolas | |
| de laboratório científico | de ácido fórmico | 56302-50ML | [64-18-6] Grau de espectrometria de massa |
| Ácido trifluoroacético (TFA) | ThermoFisher | 85183 | [76-05-1] Reagente-Plus 99% |
| Água (H2O) | Rathburn | W/0106/PB17 | [7732-18-5] Grau de análise de gradiente de HPLC usado também para análise de HPLC |
| Acetonitrila (MeCN), | Merck | 160610250 | [75-05-8] Hypergrade para LCMS grau LiChrosolv usado também para análise de HPLC |
| Acetona | Fisher Scientific | A/0606/17 | [67-64-1] HPLC grau |
| Metanol (MeOH) | Fisher Scientific M | /4062/17 | [67-56-1] Grau LCMS |
| Etanol (EtOH) | Sigma Aldrich | 15727-5L | [64-17-5] reagente de laboratório, absoluto, |
| isopropanol (IPA) | Fisher Scientific | P/7508/17 | [67-63-0] HPLC grau |
| Tetrahidrofurano (THF) | Acros Organics | 268290010 | [109-99-9] Para HPLC; 99%8, |
| acetato de etila não estabilizado (EtOAc) | Fisher Scientific | E/0906/15 | [141-78-6] |
| Clorofórmio (CHCl3,) | Fisher Scientific | C/4966/17 | [67-66-3] grau HPLC, estabilizado com amileno |
| Diclorometano (DCM) | Fisher Scientific | D/1857/17 | [75-09-2] grau HPLC, |
| dimetilformamida (DMF) | estabilizadaAlfa Aesar | 22915 | [68-12-2] muito tóxico grau HPLC 99+% puro |
| Dimetilsulfóxido (DMSO) | Alfa Aesar | 36480 | [67-68-5] muito tóxico ACS, 99,9% min |
| Ciclohexano | Fisher Scientific | C / 8936/15 | [110-82-7] grau HPLC, 99,8 + % |
| Tolueno | Fisher Scientific Ltd | T / 2306 / 15 | [108-88-3] HPLC grau |
| benzeno | Sigma Aldrich | 401765 | [71-43-2] reagente pa puriss |
| Pipeta automática de 5 -120 mL Erro | Sartorius | Picus eLine | na especificação: para 120mL é ± 0,48 mL, para 60 mL é ± 0,36 mL, para 12 mL é ± 0,24 mL |
| VIAL parafuso transparente 1,5ml + CAP parafuso sólido de baquelite PTFE revestido para frasco de 10mm | Jaytee Biosciences | JW41110 + JW43927 | Frasco tampado usado para validar a exatidão e precisão do solvente dispensado |
| Banco de Dados Estrutural de Cristal | O Centro de Dados Cristalográficos de Cambridge (CCDC) | Banco de Dados Estrutural de Cambridge (CSD) | Contendo mais de 900.000 entradas de análises |
| de difração de raios-x e nêutronsdifratômetro de raios X em pó | Panalytical | X-Pert PRO MPD | Equipado com um X' Detector de celerador com Kα |
| dados do difratômetro de raios X de pó de radiação Software coletor | Panalytical | X' Pacote de solftware Pert HighScore Plus v3.0 | usado para adquirir os dados PXRD |
| Software de refinamento Rietveld incluindo equação de Scherrer | BRUKER | Versão 6 do TOPAS-Academic | Para preparar a composição da fase e o tamanho do cristal do PXRD varre o |
| equipamento de HPLC | de HPLC | modular da série Agilent HP1200Bomba binária de alta pressão HPLC, amostrador automático, forno de coluna tipo Peltier com 6 e micro; L e detector de matriz de diodos com uma célula de fluxo semimicro (1,6uL, comprimento de caminho de 6 mm). | |
| Coluna HPLC | Agilent | 1,8 mm Zorbax XDB C18, | (4,6 mm ID e vezes; 50 mm de comprimento) |
| Moedor de moinho de bolas | Retsch | MM400 | modificado: tampa de segurança substituída para tela de segurança externa |
| Frascos de aço inoxidável com fecho de pressão de 14 mL | Fabricado internamente | a partir de aço inoxidável 316 | |
| Frascos de aço inoxidável com tampa de rosca de 14 mL | Em casa | manuctured a partir de aço inoxidável 316 - contém uma arruela de PTFE | |
| Rolamentos de esferas de aço inoxidável: | Dejay Distribution Ltd | 7,0 mm (1,37g) | Bolas de aço inoxidável AISI 420 Carbono (0,25 / 0,35%) e Chromium (12/14%) |
| Software "Push a Button" | Desenvolvido no Departamento de Química | Escrito em Visual Basic. Ele ativa um interruptor controlado eletronicamente (relé). | |
| Solenóide de Ímã "Push a Button" | Schultz | Tipo 609RP 12 Volt DC | 609RP (RP significa) R - para retorno por mola P - para push-rod |
| "Push a Button" Suporte de solenóide | Departamento de Química | Para segurar o solenóide sobre o botão START no MM400 | |
| "Push a Button" | Relé KM Tronic | USB um relé | Controlador de relé USB - Um canal - Comandos ASCII do HyperTerminal. Conexão à porta USB de um PC usando VCP (porta COM Virtual). |
| massa adesiva reutilizável | Bostik | Blu-Tack | Usado para segurar o frasco fixo na bancada. |
Referências
- James, S. L., et al. Mechanochemistry: opportunities for new and cleaner synthesis. Chem Soc Rev. 41 (1), 413-447 (2012).
- Braga, D., et al. Solvent effect in a "solvent free" reaction. CrystEngComm. 9 (10), 879-881 (2007).
- Karki, S., Friscic, T., Jones, W.
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Reimpressões e permissões
