Name: De synthese van Sn 10 (Si (SiMe 3) 3) 4 2 - Met behulp van een Metastabiel Sn (I) Halide Solution bereid met een Co-condensatie Techniek (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 43 s
Description: Leer de preparatieve co-condensatietechniek voor de synthese van metastabiele Sn(I) chloride-oplossingen. Deze methode maakt hoogreactieve reagentia bij lage temperatuur mogelijk voor nanotechnologie.

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

We zijn dankbaar voor de Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) voor financiële steun, en wij danken Dr. Daniel Werner voor nuttige discussies.

LET OP! Raadpleeg alle relevante veiligheidsinformatiebladen (VIB) voor gebruik. Een aantal van de chemicaliën die worden gebruikt in deze syntheses zijn acuut giftig, pyrofore en kankerverwekkend. Nanomaterialen kunnen extra risico&#39;s hebben in vergelijking met hun bulk tegenhanger. Gebruik alle passende veiligheidsmaatregelen in acht bij het uitvoeren van een reactie, inclusief het gebruik van technische controles (zuurkast en dashboardkastje) en persoonlijke beschermingsmiddelen (veiligheidsbril, handschoenen, laboratoriumjas, volledige lengte broek en dichte schoenen). Delen van de volgende procedures te betrekken standaard voorzien van gratis Schlenk-technieken. De co-condensatie-inrichting toegepast bevat een 20 kW hoogfrequent generator. Mensen met een pacemaker kan strikt geen toegang hebben. Gasvormig HCl is zeer corrosief. Bewaren in een goed geventileerde plaats of in een zuurkast. Vloeibare stikstof en droogijs zijn extreem koud stoffen; speciale handschoenen moeten worden gebruikt om bevriezing te voorkomen. 1. Voorafgaande Work <ol><li> Setup van het grafiet reactor <ol><li> Neem vijf reactiekamers, één terminal ring, een holle grafiet buis bedekt met een kwarts glazen buis, en twee 0,7 mm grafietstaven. Vul alle vijf reactiekamers met elementair tin (stuks), in totaal 6 g. Stapel de reactiekamers via terminal ring, elk met 30 ° gedraaid, en zet de stapel tegen de grafietstaaf. Zorg ervoor dat de hengel niet langer is dan de stapel. </li><li> Plaats de stapel op het grafiet buis zodanig dat de gaten van de eindstandige ring passen in de gaten in de grafietbuis. Bevestig de instellingen met een tweede grafiet staaf. Zorgen dat de staaf niet langer is dan de diameter van de buis. Weeg de hele opstelling met een schaal en noteer de waarde voor de hoeveelheid tin verbruikt tijdens de reactie te bepalen. </li></ol></li><li> De voorbereiding van het oplosmiddelmengsel LET OP: Tolueen moet vooraf worden gedroogd over natrium / benzofenon en gedistilleerd. Tributylphosphine moeten vacuüm gedestilleerd voor gebruik zijn. <ol><li> Bevestig een 200 ml Schlenk buis met een glazige kraan naar een lab Schlenk-lijn. Evacueren en zuiveren van het systeem met inert gas drie keer. Hitte van de geëvacueerde Schlenk buis na de eerste evacuatiecyclus. OPMERKING: Gebruik een droge stikstof of droge argon als inert gas. </li><li> Vul met 180 ml tolueen en 20 ml tributylfosfine. Meng de oplosmiddelen door de kolf met de hand te schudden. LET OP: tributylfosfine reageert met keukenpapier. Veeg niet druppels tributylfosfine met papier. </li><li> Koel het mengsel met droog ijs gedurende ten minste 20 min en ontgas het mengsel door zachtjes schudden verdampen en de koude kolf. De afsluiter onder vacuüm en liet het mengsel verwarmen tot kamertemperatuur. OPMERKING: Het mengsel kan heftig verdampen, wat kan worden vermeden door continu schudden van de kolf. </li></ol></li></ol> 2. Stel de co-condensatie Apparatus <ol><li> Reactie <ol><li> Plaats de grafiet reactor binnen de koperen inductiespoel en laat de kwartsbuis door de centrale opening van de top koperen plaat, boven de inductiespoel geplaatst. Bevestig de kwartsbuis op de gastoevoer met een pakking en een moer. Controleer de positie van de reactor in de spoel. Zorg ervoor dat de reactor uitsteekt uit de spoel door 5 ± 0,5 mm. OPMERKING: De koper inductiespoel is het centrale gedeelte van de co-condensatie-inrichting. De spoel spoelen met koelwater en is verbonden met een hoogfrequente generator. Zo zal de grafietbuis inductief verwarmen. Reproduceerbare omstandigheden te krijgen, de positie van het grafiet buis in de spoel cruciaal. Er zij in het midden van de holte van de spoel, met 5 ± 0,5 mm uitsteken uit de bodem. </li><li> Sluit de koeling schild om het water te pinnen van de connector met de schroef noten. Bevestig de koeling afscherming aan de andere kant met een schroef. Test de waterdichtheid van het koelcircuit door opking van de kraan voor 30 sec. LET OP: Door de hoge spanning binnen, er mag geen direct metaal-metaal contact op ringwegen of elektrische bogen te voorkomen, met name aan de top koperen plaat zijn. Als er contacten zijn, verandert de positie van de koperen plaat met een stok. Als dit niet mogelijk is, verwijder alle onderdelen en start vanaf 2.1.1. </li><li> Bevestig de glasvezel van de pyrometer (temperatuur) om de houder aan de koperen schild met een schroef. Liep kwartsglas in de houder aan de optiek om vervuiling van het optische systeem te voorkomen door chemicaliën zoals SnCl. </li><li> Bevestig de diffuser oplosmiddel damp met een moer. Zorg ervoor dat het rooster in het midden onder de holte van de koperen afscherming. Controleer nogmaals het grafiet reactor nog in het midden van de inductor, en dat er geen contact van de spoel op de bovenste koperlaag. </li><li> Monteer het Schlenkvaatje voor oplosmiddelverdamping, op de klep, die via een stalen buis is verbonden met de damp diffuser. Bevestig de bereide oplosmiddelmengsel kolf met het Schlenk vat. Voeg een halfronde verwarmingsmantel tot het verdampende Schlenk vat. </li><li> Sluit de lange stalen canule aan de inrichting met een schroef moer. Sluit de buitenste staart met een kleine rondbodemkolf. Plaats een magnetische roerstaaf (10 cm) in de grote roestvrij stalen vat, zet de pakking in de holte van het vliegtuig flens, en sluit het vaartuig naar de co-condensatie apparaat. </li></ol></li><li> gasvoorziening <ol><li> Sluit een HCl-bevattende glazen vat met een kleine stalen buis en een vierpunts-adapter. OPMERKING: De HCl druk in het glazen vat moet onder 1 atm, zodat het drukverschil manometer kan werken. </li><li> Sluit de achteruitgang van de vier-point adapter met een blinde flens. Sluit het drukverschil manometer aan de voorzijde afrit en het opzetten van een klep aan de bovenkant af te sluiten. Sluit een fijne naaldventiel om de klep aan de bovenzijde uitgang van de vierpunts-ADAPTEr. Gebruik vervolgens een lange stalen buis om de gastoevoer deel aan de co-condensatie apparaat aan te sluiten. LET OP: In plaats van een fijne naald ventiel, kan een massastroom controller worden gebruikt. </li></ol></li><li> Verdere voorbereidende werkzaamheden <ol><li> Sluit de dubbelwandige stalen Dewar emmer met de vacuümpomp en het evacueren dubbelwandige ruimte ten minste 30 min. Opmerking: Deze stap kan ook worden uitgevoerd tijdens de installatie van het reactiegedeelte van de co-condensatie-inrichting. </li><li> Evacueren van de gehele co-condensatie apparaat met een schottenpomp tot een uiteindelijke druk van 10-2 mbar, waarvan 60 minuten duurt. </li><li> Na het bereiken van de finale druk, verwarm de olie diffusie pomp. Schakel het koelwater cyclus en evacueren de olie diffusie pomp met de schottenpomp tijdens het verwarmen. LET OP: Gedurende deze tijd het apparaat blijft onder statische vacuüm totdat de diffusie pomp wordt verwarmd. Dit duurt minimaal 45 minuten. </li><li> Evacueren het appa6 mbar de volgende ochtend - raat met de voorverwarmde diffusiepompverbindingen nachts de einddruk van ongeveer 8 x 10 bereikt. </li></ol></li></ol> 3. Co-condensatiereactie <ol><li> Het opzetten van de reactie <ol><li> Vul het koelen val van de diffusie pomp met 4 liter vloeibare stikstof. Schakel het koelwater cyclus van de hoogfrequente generator door het openen van de waterkraan. Vervolgens schakelt de hoogfrequente generator. </li><li> Langzaam voorverwarmen grafiet reactor handmatig verhogen het uitgangsvermogen van de hoogfrequent generator, in stapjes van 0,1 tot 0,5 kW, totdat de reactie temperatuur rond 1300 ° C. OPMERKING: De temperatuur wordt bewaakt met de optische pyrometer en mag niet hoger zijn dan 1300 ° C. Normaliter deze procedure heeft het ongeveer 30 minuten, en de eindtemperatuur wordt bereikt bij 3,5 kV. Tijdens het proces, de roestvast stalen vat wordt ook warm. </li&gt; <li> Stel de waarde van de generator 1,0 kV afkoelen van de reactor. Vul het stalen Dewar met ongeveer 30 liter vloeibare stikstof. Til de Dewar met een hefplateau, zodat het reactievat wordt geplaatst binnen de Dewar. Voeg meer vloeibare stikstof aan de stalen Dewar aan de uiteindelijke niveau van de vloeibare stikstof te bereiken. Opmerking: In de volgende stappen, moet het niveau van vloeibare stikstof altijd in het bovenste derde van het roestvast stalen vat. </li></ol></li><li> Uitvoeren van de reactie <ol><li> Damp het oplosmiddel druppelsgewijs toegevoegd. Bevestig de drop rate zodat alle oplosmiddel wordt gebruikt tijdens de reactie (4 uur). Schakel op het hemisferische verwarmingsmantel op het laagste niveau om verdamping te handhaven. </li><li> Sluit de fijne naald en de gasklep. Open de HCl schip. Waarborgen dat de weergegeven spanning op de verschildruk manometer is hoger dan 1600 mV. Indien dit niet het geval bij lage druk bij de tweede aansluiting van de manometer door aansluiting van een EVACuated vaartuig naar de buitenste aansluiting van de manometer. Noteer de weergegeven startwaarde. </li><li> Verwarm de reactor grafiet tot de uiteindelijke temperatuur van 1300 ° C door instellen van de waarde van de generator 3,5 kV. Open de gaskraan. Open langzaam de fijne naald ventiel te laten in de reactie gas (HCl) met een constante snelheid van 8 mV / min. Controleer de snelheid ten minste elke 10 min en noteer de gemeten waarden. OPMERKING: De regeling van een constant gasdebiet is absoluut noodzakelijk voor een reproduceerbare reactie. Als een massastroomregelaar wordt gebruikt, kan de stroomsnelheid worden geregeld via een computerprogramma. Anders kan de besturing worden uitgevoerd door op te merken de afnemende waarden van de verschildruk manometer tijdens de gasinlaat. De snelheid moet binnen 7-8 mV / min en de reactie is voltooid wanneer de weergegeven waarde wordt verminderd met 1600 mV, die gelijk is aan 40 mmol HCl geconsumeerd. Opmerking: Als de reactie wordt uitgevoerd, wordt waterstofgas geproduceerd, die kunnen worden gemonitordDoor de verhoogde druk in de inrichting van ongeveer 8 x 10-6 mbar tot ongeveer 4 x 10-5 mbar. </li><li> Zet 2 L van vloeibare stikstof in het Dewar ongeveer elke 10 minuten zodat het niveau van de vloeibare stikstof is altijd het bovenste derde van het roestvast stalen vat. Dit proces zal 4 uur duren. </li><li> Nadat de waarde van de hulpmanometer verminderd met 1600 mV, sluit de gasklep. Vervolgens voeren de overblijvende HCl gas dat in de gas toevoerdeel door langzaam openen van de fijne naaldventiel. Wacht tot de druk in de inrichting lager is dan 4 x 10 zet - 5 mbar en de hoogfrequent generator schakelt dan uit en laat de resterende oplosmiddelmengsel indien nodig. </li><li> Verander de vloeibare stikstof gevulde stalen Dewar een geïsoleerde emmer geplaatst op een magnetische roerder. Koppel de olie diffusie pomp door het sluiten van de hoofdkraan en spoel het apparaat met droge stikstof (5.0) tot een druk rond1 atm (ruwe barometer). Voeg ~ 5 kg fijn, poedervormig droog ijs in de emmer zodat het roestvast stalen vat van buitenaf en schakelaar worden afgekoeld op de magnetische roerder. </li><li> Wacht tot de magneetroerder vrij kan draaien. Dit geeft aan dat het reactiemengsel gesmolten. Laat de oplossing roer gedurende ten minste 45 min. OPMERKING: Tijdens het opwarmen kan de druk toeneemt en hoger dan 1,2 atm, wat te zien is op de ruwe barometer krijgen. De overdruk kan worden vrijgegeven via de klep in de rondbodemkolf van de lang indrukken canule. </li><li> Schakel de roerder. Wijzig de rondbodemkolf druk op de canule een dubbele klep Schlenkbuis terwijl koeling met droogijs onder een constante stikstofstroom. Bevestig de hoogte van de pers canule zodat de onderkant van het roestvast stalen vat raakt. </li><li> Duw de Sn (I) Cl-oplossing met een lichte overdruk door het openen van de kleppen op de dubbele klep Schlenk buis. LET OP: De solution moet diep rood, donkerbruin tot zwart, wanneer geconcentreerd zijn. </li></ol></li><li> Bepalen de kwaliteit van de oplossing <ol><li> Halide titratie Neem 2 ml van de oplossing en het oplossen in 20 ml verdund salpeterzuur. Voeg 1 ml 30% H 2 O 2 en roer gedurende 10 min. Voer een potentiometrische titratie van AgNO 3 tegen de kalomelelektrode. Opmerking: De concentratie van het halogenide moet ~ 0,2 M. </li><li> Neem de grafietbuis en wegen om de hoeveelheid gebruikte tin, die tussen 4 g en 4,8 g moeten bepalen. OPMERKING: Normaliter is de hoeveelheid gereageerde tin lager is dan de hoeveelheid van het halogenide in de oplossing, als gevolg van de nevenreactie: Sn + 2 HCl → SnCl2 Opmerking: Deze reactie vindt plaats in kleine hoeveelheden, maar het zal de kwaliteit van de oplossing en het vermogen van de disproportioneringsreactie tin cluster soorten, niet verminderen. Een blikje: C-verhouding van 1: 10,2 is in het normale bereik. </li></ol></li></ol> 4. Synthese van Sn 10 (Hyp) 2 4 - <ol><li> voorbereidende werkzaamheden <ol><li> Plaats 2 g (4,4 mmol) 3 LiHyp • THF, bereid volgens de literatuur 24 en een kleine magnetische roerstaaf in een Schlenk-buis in een glovebox. </li><li> Bereid een 2-propanol / droog ijs koelbad bij -78 ° C. Heeft een cryostaat niet gebruiken. </li><li> Plaats het Schlenkvaatje in het koelbad en plaats beide op een magnetische roerder. </li></ol></li><li> Reactie <ol><li> Voeg 20 ml van een 0,2 M oplossing SnCl aan het gekoelde Schlenk vat dat 2 g (4,4 mmol) van LiHyp • 3 THF via een stalen of teflon canule. Schakel op de magneetroerder. Laat de reactie run en warm het langzaam tot kamertemperatuur binnen 3 uur. Let op de kleur van de reactieoplossing wijziging tot donkerbruin. Opmerking: Als de concentratie van de oplossing is 0,2 M,pas het extra volume dat 4 mmol halogenide worden toegepast (bijvoorbeeld 40 ml van een 0,1 M oplossing). </li></ol></li><li> Opwerken <ol><li> Stop de roerder en laat alle onoplosbaar neerslag in de Schlenk buis om zich te vestigen. Schenk de zwarte oplossing in een Schlenk vat. Opmerking: In de meeste gevallen, in het decanteren proces, is het nuttig om het precipitaat te controleren met een lamp voor volledige transformatie van het supernatant waarborgen. Andere onoplosbare LiCl neerslag kan worden geïdentificeerd als een grijze vaste stof op de bodem. </li><li> Voeg 0,2 ml TMEDA (TMEDA = N, N, N &#39;, N&#39;-tetramethylethyleendiamine) aan het mengsel en laat het een nacht staan. Zwart, tetraëdrische kristallen groeien in de oplossing. Na isolatie, identificatie van de kristallen via proton NMR als Li 2 (TMEDA) 4 Sn 10 Hyp 4 23. OPMERKING: Na verloop van tijd, de moederloog produceert meer kristallen van het product. Vandaar dat het opslaan van de mother drank gedurende ten minste één maand wordt aanbevolen om de opbrengst te verhogen. Concentreren van de moederloog kan ook nuttig zijn om verdere kristallisatie te initiëren. </li><li> Om kristallen voor röntgen kristalstructuur analyse verkrijgen, herkristalliseren het cluster als volgt: Los 150 mg Li 2 (TMEDA) 4 Sn 10 Hyp 4 bij -40 ° C in 15 ml absolute THF. Voeg in 1 ml van 12-kroon-4 (5 g in 25 ml tolueen) aan het mengsel. De oplossing moet donkergroen en moet worden bewaard bij -30 ° C, aangezien de cluster niet stabiel in THF bij kamertemperatuur. </li><li> Na een dag, krijgen grote blokken Li 2 (12-crown-4) 4 Sn 10 Hyp 4 (140 mg). Gebruik een van de enkele kristallen voor structurele analyse (Figuur 9) met behulp van X-ray kristallografie 23. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Goesmann, H., Feldmann, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticulate+Functional+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Nanoparticulate Functional Materials.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 49, 1362-1395 (2010).</li>
<li>Purath, A., Köppe, R., Schnöckel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%5BAl7%7BN%28SiMe3%292%7D6%5D-%3A+A+first+step+towards+aluminum+metal+formation+by+disproportionation%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">[Al7{N(SiMe3)2}6]-: A first step towards aluminum metal formation by disproportionation.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 38, 2926-2927 (1999).</li>
<li>Schnöckel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metalloid+Al-+and+Ga-clusters%3A+a+novel+dimension+in+organometallic+chemistry+linking+the+molecular+and+the+solid-state+areas%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Dalton+Trans%22%5BJournal%5D)">Metalloid Al- and Ga-clusters: a novel dimension in organometallic chemistry linking the molecular and the solid-state areas?</a> Dalton Trans. , 3131-3136 (2005).</li>
<li>Hu, K. -J., Plant, S. R., Ellis, P. R., Brown, C. M., Bishop, P. T., Palmer, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+Resolution+Observation+of+a+Size-Dependent+Change+in+the+Ripening+Modes+of+Mass-Selected+Au+Nanoclusters+Involved+in+CO+Oxidation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Atomic Resolution Observation of a Size-Dependent Change in the Ripening Modes of Mass-Selected Au Nanoclusters Involved in CO Oxidation.</a> J. Am. Chem. Soc. 137 (48), 15161-15168 (2015).</li>
<li>Schnöckel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structures+and+Properties+of+Metalloid+Al+and+Ga+Clusters+Open+Our+Eyes+to+the+Diversity+and+Complexity+of+Fundamental+Chemical+and+Physical+Processes+during+Formation+and+Dissolution+of+Metals%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Structures and Properties of Metalloid Al and Ga Clusters Open Our Eyes to the Diversity and Complexity of Fundamental Chemical and Physical Processes during Formation and Dissolution of Metals.</a> Chem. Rev. 110, 4125-4163 (2010).</li>
<li>Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metalloid+Cluster+Compounds+of+Germanium%3A+Novel+Structural+Motives+on+the+Way+to+Elemental+Germanium%21%5BTitle%5D)+AND+%22New+J.+Chem%22%5BJournal%5D)">Metalloid Cluster Compounds of Germanium: Novel Structural Motives on the Way to Elemental Germanium!</a> New J. Chem. 34, 2079(2010).</li>
<li>Schrenk, C., Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metalloid+Sn+clusters%3A+properties+and+the+novel+synthesis+via+a+disproportionation+reaction+of+a+monohalide%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Inorg.+Chem%22%5BJournal%5D)">Metalloid Sn clusters: properties and the novel synthesis via a disproportionation reaction of a monohalide.</a> Rev. Inorg. Chem. 34, 93-118 (2014).</li>
<li>Jin, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomically+precise+metal+nanoclusters%3A+stable+sizes+and+optical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Atomically precise metal nanoclusters: stable sizes and optical properties.</a> Nanoscale. 7, 1549-1565 (2015).</li>
<li>Schnepf, A. Metalloid. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchnepf%2C+A+%22Clusters+in+Structure+and+Bonding+-+Clusters+-+Contemporary+Insight+in+Structure+and+Bonding%22">Clusters in Structure and Bonding - Clusters - Contemporary Insight in Structure and Bonding</a>. Dehnen, S. , accepted (2016).</li>
<li>Brynda, M., Herber, R., Hitchcock, P. B., Lappert, M. F., Nowik, I., Power, P. P., Protchenko, A. V., Ruzicka, A., Steiner, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Higher-Nuclearity+Group+14+Metalloid+Clusters%3A+%5BSn9%7BSn%28NRR%27%29%7D6%5D%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Higher-Nuclearity Group 14 Metalloid Clusters: [Sn9{Sn(NRR')}6].</a> Angew. Chem. Int. Ed. 45, 4333-4337 (2006).</li>
<li>Klinkhammer, K. W., Xiong, Y., Yao, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+lead+clusters+-+from+unexpected+discovery+to+rational+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Molecular lead clusters - from unexpected discovery to rational synthesis.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 43, 6202-6204 (2004).</li>
<li>Richards, A. F., Brynda, M., Olmstead, M. M., Power, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+Ge5R4%28R+%3D+CH%28SiMe3%292%2C+C6H3-2%2C6-Mes2%29%3A+Germanium+Clusters+of+a+New+Structural+Type+with+Singlet+Biradical%5BTitle%5D)+AND+%22Organometallics%22%5BJournal%5D)">Characterization of Ge5R4(R = CH(SiMe3)2, C6H3-2,6-Mes2): Germanium Clusters of a New Structural Type with Singlet Biradical.</a> Organometallics. 23, 2841-2844 (2004).</li>
<li>Desireddy, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrastable+silver+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Ultrastable silver nanoparticles.</a> Nature. 501, 399-402 (2013).</li>
<li>Jadzinsky, P. D., Calero, G., Ackerson, C. J., Bushnell, D. A., Kornberg, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure+of+a+Thiol+Monolayer-Protected+Gold+Nanoparticle+at+1.1+%C3%85+Resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Structure of a Thiol Monolayer-Protected Gold Nanoparticle at 1.1 Å Resolution.</a> Science. , 430-433 (2007).</li>
<li>Schnepf, A., Schnöckel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metalloid+aluminum+and+gallium+clusters%3A+Element+modifications+on+the+molecular+scale%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.%2C+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Metalloid aluminum and gallium clusters: Element modifications on the molecular scale?</a> Angew. Chem., Int. Ed. 41, 3532-3554 (2002).</li>
<li>Ecker, A., Weckert, E., Schnöckel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+structural+characterization+of+an+Al77+cluster%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Synthesis and structural characterization of an Al77 cluster.</a> Nature. 387, 379-381 (1997).</li>
<li>Schnepf, A., Schnöckel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+structure+of+a+Ga84R204-+cluster-a+link+between+metalloid+clusters+and+fullerenes%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Synthesis and structure of a Ga84R204- cluster-a link between metalloid clusters and fullerenes?</a> Angew. Chem. Int. Ed. 40, 712-715 (2001).</li>
<li>Schrenk, C., Köppe, R., Schellenberg, I., Pöttgen, R., Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+tin%28I%29bromide.+A+novel+binary+halide+for+synthetic+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Z.+Anorg.+Allg.+Chem%22%5BJournal%5D)">Synthesis of tin(I)bromide. A novel binary halide for synthetic chemistry.</a> Z. Anorg. Allg. Chem. 635, 1541-1548 (2009).</li>
<li>Schnepf, A., Köppe, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthese+von+Germanium%28I%29bromid.+Ein+erster+Schritt+zu+neuen+Clusterverbindungen+des+Germaniums%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Z.+Anorg.+Allg.+Chem%22%5BJournal%5D)">Synthese von Germanium(I)bromid. Ein erster Schritt zu neuen Clusterverbindungen des Germaniums?</a> Z. Anorg. Allg. Chem. 628, 2914-2918 (2002).</li>
<li>Uhlemann, F., Köppe, R., Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+metastable+Si%28II%29X2solutions+%28X+%3D+F%2C+Cl%29.+A+Novel+Binary+Halide+for+Synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Z.+Anorg.+Allg.+Chem%22%5BJournal%5D)">Synthesis of metastable Si(II)X2solutions (X = F, Cl). A Novel Binary Halide for Synthesis.</a> Z. Anorg. Allg. Chem. 640, 1658-1664 (2014).</li>
<li>Schenk, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Formal+Combination+of+Three+Singlet+Biradicaloid+Entities+to+a+Singlet+Hexaradicaloid+Metalloid+Ge14%5BSi%28SiMe3%293%5D5Li3%28THF%296Cluster%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">The Formal Combination of Three Singlet Biradicaloid Entities to a Singlet Hexaradicaloid Metalloid Ge14[Si(SiMe3)3]5Li3(THF)6Cluster.</a> J. Am. Chem. Soc. 133, 2518-2524 (2011).</li>
<li>Schrenk, C., Schellenberg, I., Pöttgen, R., Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+formation+of+a+metalloid+Sn10%5BSi%28SiMe3%293%5D6cluster+compound+and+its+relation+to+the+%CE%B1%E2%86%94%CE%B2+tin+phase+transition%5BTitle%5D)+AND+%22Dalton+Trans%22%5BJournal%5D)">The formation of a metalloid Sn10[Si(SiMe3)3]6cluster compound and its relation to the α↔β tin phase transition.</a> Dalton Trans. 39, 1872-1876 (2010).</li>
<li>Schrenk, C., Winter, F., Pöttgen, R., Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%7BSn10%5BSi%28SiMe3%293%5D4%7D2-+%3A+A+high+reactive+metalloid+tin+cluster+with+an+open+ligand+shell+for+further+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eur.+J%22%5BJournal%5D)">{Sn10[Si(SiMe3)3]4}2- : A high reactive metalloid tin cluster with an open ligand shell for further applications.</a> Chem. Eur. J. 21, 2992-2997 (2015).</li>
<li>Gutekunst, G., Brook, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tris%28trimethylsilyl%29silyllithium.3+THF%3A+a+stable+crystalline+silyllithium+reagent%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Organomet.+Chem%22%5BJournal%5D)">Tris(trimethylsilyl)silyllithium.3 THF: a stable crystalline silyllithium reagent.</a> J. Organomet. Chem. 225, 1-3 (1982).</li>
<li>Timms, P. L. Techniques of Preparative Cryochemistry. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTimms%2C+PL+%22Cryochemistry%22">Cryochemistry</a>. , Wiley. New York. 61-136 (1976).</li>
<li>Schrenk, C., Gerke, B., Pöttgen, R., Clayborne, A., Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactions+with+a+Metalloid+Tin+Cluster+%7BSn10%5BSi%28SiMe3%293%5D4%7D2-%3A+Ligand+Elimination+versus+Coordination+Chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry%22%5BJournal%5D)">Reactions with a Metalloid Tin Cluster {Sn10[Si(SiMe3)3]4}2-: Ligand Elimination versus Coordination Chemistry.</a> Chemistry. 21, 8222-8228 (2015).</li>
<li>Schnepf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemistry+Applying+Metalloid+Tin+Clusters%5BTitle%5D)+AND+%22Phosphorus%2C+Sulfur+and+Silicon+and+the+Related+Elements%22%5BJournal%5D)">Chemistry Applying Metalloid Tin Clusters.</a> Phosphorus, Sulfur and Silicon and the Related Elements. 191, 662-664 (2016).</li>
</ol>

De auteurs verklaren geen belangenconflicten.

Door toepassing van preparatieve cocondensatie techniek (figuur 1) 25, nieuwe materialen op basis van moleculen zoals SnBr verkregen. Door de grote flexibiliteit van temperatuur, druk, metalen en reactieve gas kan een grote verscheidenheid aan metastabiele oplossingen van hoge reactieve species worden gesynthetiseerd. Zo worden subhalides silicium en germanium reeds op deze wijze verkregen. Het vinden van de juiste omstandigheden een metastabiele oplossing voor verdere synthese te verkrijgen ...

Als gevolg van de recente vooruitgang op het gebied van nanotechnologie, de nanoschaal afmetingen tussen moleculen en de solid state werd steeds belangrijker en is de focus van verschillende onderzoeksinspanningen 1. Onderzoek met nanometerschaal verbindingen is vooral van belang voor metalen of halfmetalen, zoals ingrijpende veranderingen plaatsvinden tijdens de transformatie van kleine moleculaire soorten (bijvoorbeeld oxiden, halogeniden: niet-geleidend, bijvoorbeeld, AlCl3, AuCl 3, geo 2, enz.) om metalloïde clusters 2 met de algemene formule Mn Rm (n&gt; m; m = metaal zoals Al, Au, Sn, enz; R = ligand zoals SC 6 H 4-COOH, N (SiMe3) 2, etc.), de eindmassa elementaire fase (metaal: geleidende; halfmetaal: halfgeleidende, bijvoorbeeld elementair Al, Au of Ge) 3. De synthese van een bepaalde moleculaire nanometerschaal compound is uitdagend te wijten aan de metastabiele karakter. Vele synthetische procedures geven metalen nanodeeltjes met een bepaalde grootteverdeling 4, dus een mengsel van metalloïde cluster verbindingen met verschillende afmetingen. Bijgevolg, om een ​​basis te leggen voor een structuur-eigenschappen relaties van nanometerschaal materialen, moet synthetische procedures worden ontwikkeld om toegang te krijgen tot bepaalde nanometerschaal moleculaire verbindingen. Deze definitieve moleculaire verbindingen (metalloïde clusters bij metalen 5, 6, 7, 8) belicht de complexiteit en de grondbeginselen van bedrieglijk eenvoudige chemie, zoals de ontbinding en de vorming van metalen 9. Een syntheseroute om metalloïde clusters van verschillende metalen begint bij de vermindering van stabiele precursors die worden tot een metalloïde cluster, meestal in lage opbrengst (bijv metalloïde groep vormen 14 clusters zoals Sn 15 </sub&gt; (DippNSiMe 3) 6 (Dipp = 2,6-iPr 2-C 6 H 3) 10, 10 Pb (Hyp) 6 (Hyp = Si (SiMe3) 3) 11 of Ge 5 (CH (SiMe3 ) 2) 4 12). Bovendien wordt een toenemend aantal clusters van metalloïde munten metalen worden bereid met de vermindering van precursoren in aanwezigheid van een ligand zoals trapping [Ag 44 (p-MBA) 30] 4 - (p-MBA = p-mercaptobenzoëzuur) 13 en Au 102 (p-MBA) 44 14. Naast de syntheseroute van toepassing van de reductieve dehalogenering, Schnöckel et al. introduceerde een syntheseroute metalloïde groep 13 clusters door toepassing van de disproportioneringsreactie van zeer reactieve metastabiele monohalides het overeenkomstige element (bijv 3AlCl → 2Al + AlCl3). De synthese vande benodigde monohalides wordt daarbij uitgevoerd via een preparatieve cocondensatie techniek, waarbij bij hoge temperaturen gasfase moleculen AIX en GAX (X = Cl, Br, I) gesynthetiseerd en vervolgens opgesloten in een matrix van bevroren oplosmiddelen (figuur 1 ) 15. Deze techniek geeft dus toegang tot nieuwe reagentia, opent de weg naar nieuwe gebieden van chemie (bijvoorbeeld vanuit de metastabiele monohalides, metalloid clusters met een diameter in het nanometergebied dergelijke [Al 77 (N (SiMe3) 2) 20] 2 - of [GA 84 (N (SiMe3) 2) 20] 4 - verkregen kon worden) 16, 17. De synthetische route via de disproportioneringsreactie is dus de meest productieve, wat leidt tot clusters met een diameter in het nanometergebied. Echter, deze synthetische route is alleen mogelijk als een metastabiele subhalide is nabij, die DISPROportionates bij lage temperaturen (gewoonlijk ver onder 0 ° C). Opnieuw in het geval van groep 14, monohalides nodig, aangezien de subvalent dihalogeniden MX 2 (M = Ge, Sn, Pb) zijn ook stabiel en onevenredig bij temperaturen ruim boven 100 ° C. De synthese van metastabiele groep 14 monohalide oplossingen is mogelijk via preparatieve cocondensatie techniek. Echter, groep 14 monohalides verkregen bij veel hogere temperaturen met betrekking tot de groep 13 monohalides, die gemakkelijk verkrijgbaar gasfase species bij 1000 ° C zijn. Derhalve SnBr wordt verkregen maximale opbrengst bij 1250 ° C 18, terwijl Gebr 19, alsmede SiCl 2 20 worden verkregen bij nog hogere temperaturen tot 1600 ° C. De monohalides worden &quot;gevangen&quot; via een preparatieve cocondensatie techniek (figuur 1), waardoor monohalide metastabiele oplossingen. Uitgaande van deze metastabiele oplossingen, waren we onlangs staat om een ​​verscheidenheid synthetiseren of roman metalloïde groep 14 cluster verbindingen van germanium en tin, te weten [Li (THF) 2] 3 [Ge 14 (Hyp) 5] (Hyp = Si (SIME) 3) 21, Sn 10 (Hyp) 6 22, en { [Li ([12] kroon-4) 2] 2} [Sn 10 (Hyp) 4] 23. Hier presenteren we de synthese van een metastabiele Sn (I) Cl-oplossing bij een zelfgemaakte cocondensatie inrichting en beschrijven de reactiviteit met LiHyp het metalloïde cluster [Sn 10 (Hyp) 4] 2 geeft - 1 in hoge opbrengst.

<table><tbody><tr><td>Tin, 99.999%</td><td>ABCR</td><td>AB122397</td><td></td></tr><tr><td>Hydrogen chloride N28, 99.8%</td><td>Air Liquide</td><td>P0820S10R0A001</td><td>Toxisch</td></tr><tr><td>Toluene anhydrous, 99.8%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>244511</td><td></td></tr><tr><td>Tri-n-butylphosphine, &#62;93.5%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>90827</td><td>Toxisch</td></tr><tr><td>TMEDA, &#62;99.5%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>411019</td><td></td></tr><tr><td>12-crown-4</td><td>Sigma Aldrich</td><td>194905</td><td>Toxisch</td></tr><tr><td>THF anhydrous, &#62;99.9%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>401757</td><td></td></tr><tr><td>Sodium, 99.95%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>262715</td><td></td></tr><tr><td>Benzophenone, &#62;99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>427551</td><td></td></tr><tr><td>Differential pressure manometer</td><td>MKS</td><td>MKS Baratron 223B</td><td></td></tr><tr><td>Mass flow controller&nbsp;</td><td>Bronckhorst&nbsp;</td><td>Low &Delta;p flow mass flow controller</td><td></td></tr><tr><td>High frequency generator</td><td>Trumpf H&uuml;ttinger</td><td>TruHeat MF 5020</td><td></td></tr><tr><td>NMR spectrometer</td><td>Bruker</td><td>Bruker DRX-250</td><td></td></tr><tr><td>Glovebox</td><td>GS Systemtechnik</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Argon 5.0</td><td>Westfalen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nitrogen 4.8</td><td>Westfalen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Graphite</td><td>SGL</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Quartz glass tube</td><td>Gebr. Rettberg GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Steel transferring cannula</td><td>Rohre Ketterer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Balance</td><td>Kern</td><td>Kern PFB200-3</td><td></td></tr><tr><td>Oil diffusion pump</td><td>Balzers</td><td>Balzers Diff900</td><td></td></tr><tr><td>Rotary vane pump</td><td>Balzers</td><td>Balzers QK100L4D</td><td></td></tr><tr><td>Pyrometer</td><td>Sensotherm</td><td>6285</td><td></td></tr><tr><td>Schlenk tubes with glassy stopcocks</td><td>Gebr. Rettberg GmbH</td><td>J.-Young-type valve with glassy stopcock</td><td></td></tr></tbody></table>

de synthese van [sn<sub&gt; 10</sub&gt; (si (sime<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 4</sub&gt;]<sup&gt; 2</sup<sup&gt; -</sup&gt; met behulp van een metastabiel sn (i) halide solution bereid met een co-condensatie techniek

The Synthesis of [Sn10(Si(SiMe3)3)4]2- Using a Metastable Sn(I) Halide Solution Synthesized via a Co-condensation Technique

Het aantal goed gekarakteriseerde metalloïde tin clusters, gesynthetiseerd door toepassing van de disproportionering van een metastabiele Sn (I) halogenide in aanwezigheid van een sterisch veeleisende ligand, neemt de laatste jaren. De metastabiele Sn (I) halogenide wordt gesynthetiseerd op &quot;de ruimte omstandigheden&quot; via de voorbereidende co-condensatie-techniek. Daardoor wordt de subhalide gesynthetiseerd in een oven bij hoge temperatuur, ongeveer 1300 ° C, en bij verlaagde druk door de reactie van elementair tin met waterstofhalogenide gas (bijvoorbeeld HCl). De subhalide (bijvoorbeeld SnCl) wordt gevangen in een matrix van een inert oplosmiddel, zoals tolueen bij -196 ° C. Verhitten van de vaste matrix tot -78 ° C geeft een metastabiele oplossing van de subhalide. De metastabiele subhalide oplossing is zeer reactief, maar voor enkele weken kan worden bewaard bij -78 ° C. Bij verhitting van de oplossing tot kamertemperatuur, een disproportioneringsreactie optreedt, wat leidt tot elementaire tin en de bijbehorendedihalogenide. Door toepassing volumineuze liganden zoals Si (SiMe3) 3, kan het tussenproduct metalloïde cluster verbindingen worden gevangen voordat volledige disproportionering tot elementair tin. Vandaar dat de reactie van een metastabiele Sn (I) Cl-oplossing met Li-Si (SiMe3) 3 geeft [Sn 10 (Si (SiMe3) 3) 4] 2 - 1 zoals zwarte kristallen in high yield. 1 wordt gevormd door een complexe reactiesequentie zoals zout metathese, disproportionering en afbraak van grotere clusters. Verder 1 kan worden geanalyseerd door verschillende methoden zoals NMR of éénkristal röntgenstructuur analyse.

Het principe van de matrix isolatietechniek in conjugatie met de preparatieve cocondensatie techniek is weergegeven (figuur 1), alsook de opstelling van de co-condensatie-inrichting (figuur 2) en de grafiet reactor (figuur 3). Figuren 4 en 5 tonen foto&#39;s van de assemblage van de co-condensatie apparaat. In figuur 6 zijn de componenten gastoevoer met de massastroomregelaar getoond. <s...

De disproportionatiereactie van een metastabiel Sn(I) chloride oplossing, verkregen via de preparatieve co-condensatietechniek, wordt gebruikt voor de synthese van een metalloïde tinclusterverbinding.

De synthese van [Sn<sub&gt; 10</sub&gt; (Si (SiMe<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 4</sub&gt;]<sup&gt; 2</sup<sup&gt; -</sup&gt; Met behulp van een Metastabiel Sn (I) Halide Solution bereid met een Co-condensatie Techniek

The number of well-characterized metalloid tin clusters, synthesized by applying the disproportionation of a metastable Sn(I) halide in the presence of a ...

Het algemene doel van de preparatieve co-condensatietechniek is het verkrijgen van nieuwe reagentia op basis van moleculen die onbereikbaar zijn via klassieke synthetische procedures, wat de deur opent naar nieuwe velden in de chemie. Het belangrijkste voordeel van deze methode is dat zeer reactieve reagentia worden verkregen en dat daaropvolgende reacties bij lage temperaturen kunnen worden uitgevoerd, wat essentieel is voor de synthese van metastabiele metalloïde clusters. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen in het veld van de nanotechnologie, aangezien structuur-eigenschaprelaties kunnen worden vastgesteld op basis van structureel goed gekenmeriseerde metalloïde clusterverbindingen.Hoewel de metastabiele tinhalide-oplossing toegang biedt tot clusters op nanoschaal, kan deze ook worden gebruikt voor coördinatie- of adductchemie of voor de synthese van nieuwe materialen. Een visuele demonstratie van deze methode is essentieel, aangezien de constructiestappen moeilijk aan te leren zijn vanwege de hoge complexiteit van de co-condensatieapparatuur. Vul eerst vijf reactiekamers met zes gram elementair tin.Stapel de reactiekamers over een eindring, waarbij elke kamer 30 graden is gedraaid, en fixeer de stapel met een grafietstaaf van 0,7 millimeter. Plaats de stapel in een holle grafietbuis, zodat de gaten van de eindring samenvallen met de gaten in de grafietbuis. Fixeer de opstelling met een tweede grafietstaaf van 0,7 millimeter.Weeg vervolgens de gehele opstelling met een balans en noteer de waarde om de hoeveelheid verbruikt tin tijdens de reactie te bepalen. Plaats daarna de grafietreactor in de koperen inductiespoel van een co-condensatieapparaat en geleid de buis van het koord door het centrale gat van de bovenste koperen plaat, die boven de inductiespoel is geplaatst. Bevestig de buis van het koord aan een toevoerleiding voor waterstofchloride met een pakking en een schroefmoer.Controleer de positie van de reactor in de spoel om er zeker van te zijn dat de reactor met vijf, plus of min 0,5, millimeter uit de spoel steekt. Verbind het koelschild met de waterpinnen van de connector met schroefmoeren. Nadat het koelschild aan de andere zijde met een schroef is vastgezet, moet de waterdichtheid van de koelcyclus worden getest door het kraanwater gedurende 30 seconden te openen.Bevestig vervolgens de glasvezelkabels van een pyrometer met een schroef aan de houder bij het koperen scherm. Bevestig de oplosmiddeldampdiffusor met een moer en zorg ervoor dat deze gecentreerd is onder de holte van het koperen scherm. Controleer opnieuw of de grafietreactor nog steeds in het midden van de inductiespoel staat en dat er geen contact is tussen de spoel en de bovenste koperplaat.Verbind een stalen buis met een ventiel met de dampdiffusor. Monteer vervolgens het Schlenk-vat voor solventverdamping op het ventiel. Bevestig een eerder voorbereide kolf met het solventmengsel aan het Schlenk-vat.Voeg vervolgens een halfronde verwarmingsmantel toe aan het verdampings-Schlenkvat. Verbind een lange stalen canule met de apparatuur met een schroefmoer en sluit het uiteinde af met een kleine rondbodemkolf. Plaats een magnetische roerstaaf van 10 centimeter in een roestvrijstalen vat, plaats een pakking in de holte van de vlakke flens en verbind het vat met de co-condensatieapparatuur.Sluit vervolgens het glazen vat met waterstofchloride aan op een kleine stalen buis en daarna op een vierpuntsadapter. Sluit de achteruitgang van de vierpuntsadapter af met een blindflens. Sluit vervolgens een differentieeldrukmeter aan op de vooruitgang en plaats een klep bij de bovenuitgang.Sluit nu een fijne naaldventiel aan op het ventiel bij de bovenste uitgang van de vierpuntsadapter. Gebruik vervolgens een lange stalen buis om het gastoevoergedeelte met de co-condensatie-apparatuur te verbinden. Nadat de assemblage is voltooid, wordt de co-condensatie-apparatuur gedurende de nacht vacuüm getrokken tot een einddruk van ongeveer 10 tot de min vijf millibar.Vul de volgende dag de koelvanger van een oliediffusiepomp met vier liter vloeibare stikstof. Schakel de koelwatercirculatie van een hoogfrequentgenerator in en open de kraan voor het water. Bake na het inschakelen van de generator de grafietreactor langzaam uit door het uitgangsvermogen in stappen van 0,1 tot 0,5 kilowatt te verhogen tot de reactietemperatuur ongeveer 1300 graden Celsius bedraagt.Stel na het uitbakken de waarde van de generator in op 1,0 kilowatt om de reactor af te koelen. Nadat een stalen dewars met 30 liter vloeibare stikstof is gevuld, wordt deze met een tilplatform omhooggehesen zodat het reactievat in de dewars wordt geplaatst. Voeg vervolgens meer vloeibare stikstof toe aan de dewars om het uiteindelijke vloeistofniveau te bereiken.Schakel de halfronde verwarmingsmantel in op de laagste stand om de verdamping te handhaven. Verdampt op dit punt het oplosmiddel druppelsgewijs. Stel de druppelsnelheid zo in dat al het oplosmiddel tijdens de reactie wordt verbruikt.Sluit de fijne naald en de gasafsluiter en open vervolgens het glazen vat dat waterstofchloride bevat. Als de weergegeven spanning op de differentiaaldrukmanometer niet hoger is dan 1600 millivolt, breng dan een lage druk aan op de tweede aansluiting van de manometer door een geëvacueerd vat aan de buitenste aansluiting van de manometer te koppelen. Noteer de weergegeven startwaarde.Verwarm vervolgens de grafietreactor tot 1300 °C door de waarde van de generator in te stellen op 3,6 kW. Open na het openen van de gasventiel langzaam het fijnnaaldventiel om het waterstofchloridegas met een constante snelheid van acht millivolt per minuut binnen te laten. Controleer de snelheid minimaal elke 10 minuten en noteer de gemeten waarden.Voeg ongeveer elke 10 minuten twee liter vloeibare stikstof toe aan de dewarkolven, zodat het niveau van de vloeibare stikstof zich altijd in het bovenste derde deel van het roestvrijstalen vat bevindt. Zodra de waarde van de differentiële manometer met 1600 millivolt is afgenomen, dient het gasventiel te worden gesloten. Introduceer vervolgens het resterende waterstofchloridegas in het gastoevoergedeelte door het fijnregelnajaar langzaam te openen en schakel de hoogfrequente generator uit.Koppel de oliediffusiepomp los door de hoofdkraan te sluiten en spoel het apparaat met droge stikstof tot een druk van ongeveer één atmosfeer. Vervang de met vloeibare stikstof gevulde stalen dewarkolf door een geïsoleerde emmer die op een magneetroerer is geplaatst. Voeg vervolgens ongeveer vijf kilogram fijn gepoederde droogijs toe aan de emmer en schakel de magneetroerer in.Laat de oplossing gedurende ten minste 45 minuten roeren en vervang vervolgens de rondbodemkolf aan de overdrukcannule door een dubbelklepige Schlenk-buis, terwijl er nog steeds met droogijs wordt gekoeld onder een constante stroom stikstof. Stel de hoogte van de overdrukcannule zo in dat deze de bodem van het roestvrijstalen vat raakt. Duw nu de tinchloride-oplossing vervolgens met een lichte overdruk naar buiten door de kleppen van de dubbelklepige Schlenk-buis te openen.Om de kwaliteit van de oplossing te bepalen, wordt een halide-titratie uitgevoerd door twee milliliters van de oplossing op te lossen in 50 milliliters verdund salpeterzuur. Voeg vervolgens één milliliter 30 procent waterstofperoxide toe aan het mengsel. Na 10 minuten roeren wordt een potentiometrische titratie van zilvernitraat tegen de calomel-elektrode uitgevoerd.Weeg daarna de grafietbuis om de hoeveelheid verbruikte tin te bepalen, wat tussen de 4 en 4,8 gram moet liggen. Voeg met een stalen of Teflon canule 20 milliliter van de 0,2 molaire tinchloride-oplossing toe aan een gekoeld Schlenk-vat dat twee gram van de ligonbron bevat. Zet de magnetische roerder aan om de reactie te laten roeren en warm deze langzaam op tot kamertemperatuur binnen drie uur.Zodra de reactie voltooid is, stop de magneetroerder en laat alle onoplosbare neerslag in de Schlenk-buis bezinken. Filtreer vervolgens de donkerbruine oplossing in een ander Schlenk-vat. Voeg ten slotte 0,2 milliliters TMEDA toe aan het mengsel en laat dit een nacht staan om zwarte kristallen te vormen.Identificeer de kristallen na isolatie via protonen-NMR. Het principe van de matrix-isolatietechniek, in combinatie met de preparatieve co-condensatietechniek, wordt hier getoond. Een schema van de opstelling van het co-condensatieapparaat wordt hier weergegeven.Hier wordt de synthetische route naar de metalloïde clusterverbinding één getoond, waarbij gebruik wordt gemaakt van de disproportioneringsreactie van het metastabiele subvalente tinchloride. De proton-, koolstof- en silicium-NMR-spectra van de metalloïde tin-10-clusterkristallen worden hier getoond. De moleculaire structuur van verbinding één, zoals vastgesteld door röntgendiffractieanalyse, wordt hier weergegeven.Zodra de methode onder controle is, kan de co-condensatie binnen twee dagen worden uitgevoerd, mits dit correct gebeurt. De synthese van het metalloïde tin 10-cluster vereist een verdere week voor de kristallisatie van het product. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat de instellingen tijdens de co-condensatiereactie constant moeten blijven om een geschikte metastabiele oplossing te verkrijgen die kan worden gebruikt voor de synthese van metalloïde clusters.Na deze procedure kunnen opeenvolgende reacties met het metalloïde tin 10-cluster worden uitgevoerd om aanvullende vragen te beantwoorden, zoals de chemische reactiviteit van metalloïde tinclusters. Na de ontwikkeling heeft deze techniek de weg vrijgemaakt voor onderzoek in het veld van de nanotechnologie om eigenschappen van gedefinieerde nano-schaal metalloïde clusterverbindingen te verkennen. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe preparatieve co-condensatie wordt uitgevoerd, wat leidt tot nieuwe reagentia op basis van moleculen die via klassieke synthetische procedures onbereikbaar zijn, waardoor de deur wordt geopend naar nieuwe velden in de chemie.Vergeet niet dat het werken met een co-condensatieapparaat en de zeer reactieve metastabiele subhalide-oplossing uiterst gevaarlijk kan zijn; daarom moeten persoonlijke beschermingsmiddelen zoals een veiligheidsbril, handschoenen en een zuurkast worden gebruikt tijdens het uitvoeren van de reacties.

the-synthesis-sn10-si-sime3-3-42-using-metastable-sn-i-halide

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Een protocol voor de gezaaide synthese van staafvormige en tetrapod-vormige multicomponent nanostructuren bestaande uit CdS en CdSe wordt gepresenteerd.

Gezaaide Synthese van CdSe / CdS Rod en Tetrapod nanokristallen

De synthese van chalcogenidoplumbaten(II,IV) via de in situ reductie van nominaal "PbCh2" (Ch = Chalcogen) en via een vaste-staat reactie en daaropvolgende solvothermale reacties wordt gepresenteerd. Bovendien worden de reactiviteiten van plumbaat(II) oplossingen beschreven, die tot het zwaarste bekende CO-homoloog tot nu toe leiden: de µ-PbSe ligand.

De combinatie van Solid-state en oplossing-gebaseerde technieken: Synthese en reactiviteit van Chalcogenidoplumbates (II of IV)

Een protocol voor de synthese van een nieuw soort mesogens, gebaseerd op de halogeen-gebonden supramoleculaire anion [CnF2n + 1-I··· I··· -CnF2n + 1]−, wordt gerapporteerd.

Van moleculen tot materialen: Engineering van nieuwe Ionische vloeibare kristallen door middel van halogeen Bonding

Hier presenteren we een één-pot, overgang-metaalvrije synthese van thiolen en thioesters van aromatische halogeniden en natrium thiomethoxide, gevolgd door de voorbereiding van enkele kristallen van een metaal-dithiolene-netwerk met behulp van thiol soorten gegenereerd in situ van de meer stabiele en hanteerbare thio-ester.

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

Een protocol voor de synthese van bimetallic nanodeeltjes in Ionische vloeistoffen en de procedure van hun katalytische testen in de selectieve hydrogenering van onverzadigde aldehyden worden beschreven.

Synthese van Bimetallic Pt/Sn gebaseerde nanodeeltjes in Ionische vloeistoffen

Hier beschrijven we een protocol voor de synthese van laagwaardige metaal-organische raamwerken (LVMOF's) uit laagwaardige metalen en multitopische fosfine-linkers onder luchtvrije omstandigheden. De resulterende materialen hebben potentiële toepassingen als heterogene katalysatornabootsingen van homogene katalysatoren op basis van laagwaardig metaal.

Experimentele benaderingen voor de synthese van laagwaardige metaal-organische raamwerken uit multitopische fosfine-linkers

CdSe-SnSe nanocomposieten worden geproduceerd door oppervlakte-engineered SnSe-deeltjes te consolideren. Een eenvoudige waterige synthese wordt gebruikt om SnSe-deeltjes te produceren. Het coaten van SnSe-deeltjes met CdSe moleculaire complexen maakt het mogelijk om de korrelgrootte te beheersen en het aantal defecten in het nanocomposiet te vergroten, waardoor de thermische geleidbaarheid wordt verlaagd.

In oplossing verwerkte, oppervlakte-ontworpen, polykristallijne CdSe-SnSe met lage thermische geleidbaarheid

Hier presenteren we een protocol voor het synthetiseren van twee metalen chalcogeniden (Cu1.8S en SnSe) die geschikt zijn voor thermo-elektriciteit via een ultrasnelle (tweede reeks), oplosmiddelvrije en eenstaps mechanochemische synthese met behulp van elementaire voorlopers. Tegelijkertijd demonstreren we de monitoring van de temperatuur in de pot tijdens het planetaire kogelfrezen in situ door het nieuw ontwikkelde apparaat.

Demonstratie van de eenvoud en in situ temperatuurbewaking van de mechanochemische synthese van metalen chalcogeniden die geschikt zijn voor thermo-elektriciteit

De twee-thermische gloeimethode maakt de fabricage van dunne films van type II halfgeleider siliciumclathraat mogelijk. Post-synthesebehandelingen, waaronder thermisch persen en reactief ionenetsen, werden uitgevoerd om de materiaaleigenschappen te verbeteren. Deze benadering biedt een toegankelijk pad voor het vervaardigen van afstembare clathraatfilms die geschikt zijn voor elektronische en fotonische apparaten van de volgende generatie.

Fabricage en optimalisatie van type II siliciumclathraatfilms

Een eenvoudige procedure voor de bereiding van samariumdijodide...

Voorbereiding en gebruik van samariumdijodide (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) In Organic Synthesis: The mechanische rol van HMPA en Ni (II) zouten in de Samarium Barbier Reaction

Leer de preparatieve co-condensatietechniek voor de synthese van metastabiele Sn(I) chloride-oplossingen. Deze methode maakt hoogreactieve reagentia bij lage temperatuur mogelijk voor nanotechnologie.

De synthese van Sn 10 (Si (SiMe 3) 3) 4 2 - Met behulp van een Metastabiel Sn (I) Halide Solution bereid met een Co-condensatie Techniek (Video) | JoVE Journal

De synthese van [Sn

Meer video's verkennen