シュレンク管を用いた Ti(III) メタロセンの合成

Inorganic Chemistry

Your institution must subscribe to JoVE's Chemistry collection to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Overview

ソース: タマラ ・ m ・力、化学のテキサス A & M 大学

無機化学は頻繁に高い空気感と水の化合物で動作します。エアコン無料合成のための 2 つの最も一般的で実用的な方法は、Schlenk ラインまたはグローブ ボックスを利用します。この実験は溶媒の調製および転送の焦点とシュレンク管に簡単な操作を実行する方法を示します。反応 Ti(III) メタロセン錯体の合成によりシュレンク管にカニューレ、注射器に溶剤を転送する方法として溶剤ガスを抜き新しい、単純なメソッドを示します。

合成の Ti(III) メタロセン化合物 3 は図 1に示します。1化合物 3、O2、反応性の高い (-ti (iv)図 1に示す 4 メタロセン化合物 3 酸化を参照)。したがって、嫌気的条件下で合成を実行することが重要です。視覚的に監視するターゲット化合物 3 することができますの合成と青色の目的の製品に到着する前に変更追加 1色の進捗状況。実験中に黄色に青から, カラー変更がある場合 (または緑 = 青 + 黄色)、これは O2フラスコに入ったその望ましくない酸化化合物 3、-ti (iv) アナログ (化合物 4) が発生したことを示す。

Figure 1
図 1.Ti(III) メタロセンの合成化合物 3 そしてそれは O2と反応。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 無機化学. シュレンク管を用いた Ti(III) メタロセンの合成. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

シュレンク管操作の行法は、空気に水敏感な試薬を処理するとき、システムから空気を保つために不活性ガスの肯定的な圧力を使用します。シュレンク管操作行法入門になれます"Schlenk ライン転送の溶媒中で「有機化学必需品のシリーズのビデオ。このモジュールで Schlenk ラインを使用して 2 つの実験方法が探求される: 溶剤脱ガス ・溶剤空気無料転送。

嫌気性合成反応溶剤で溶存空気の除去が必要です (すなわち溶媒の脱気)。液体のガスの溶解度はガスと溶剤の id とシステムの温度と液体の上のガスの分圧に依存しています。ヘンリーの法則では、所定の温度で特定量の液体に溶解する気体の量は、その気体の分圧に比例システム。溶剤のガスを抜き、液体の上空が削除または N2着などの不活性ガスで置換縮小または液体の上の空気の圧力を削除、空気の量を溶解、液量が低下します。脱ガス過程は最終的に全ての溶媒で溶存空気の除去の結果します。

ドガの溶媒、するために使用することができますいくつかの方法があります (パージ) 溶剤を凍結-融解性ポンプとバブルの不活性ガスを含みます。O2凍害ポンプ方法はのより厳密なを削除する 2 つの方法に解散 (有機化学の必需品シリーズの「液体の脱気」ビデオを参照)、液体の小さいボリュームを使う場合、パージは役に立つととき反応および/または製品は、機密性の高い水ではないです。ここでドガの溶媒パージすることによってする方法を示します。それは溶媒の脱気しても、水は削除されないことに注意してください。

シュレンク管を用いた反応に溶媒を追加する最も一般的な方法には、注射器、カニューレ (長い二重先の尖った針、図 2) の転送が含まれます。ときの反応に追加する液体のニーズの特定のボリュームに注射器が使用されます (すなわち、液体試薬の追加)。カニューレの転送は、反応溶媒を転送する場合、滴下漏斗またはおおよそのボリュームに正確なボリュームを転送する使用できます。カニューレ転送 1 つ容器 (フラスコ ドナー) から別 (受信フラスコ) に溶剤を転送する 2 つのフラスコの圧力差に依存している (図 3)、差動圧力は真空のいずれかのアプリケーションまたは圧力によって実現できます。カニューレの真空ベースの転送は、ドナー フラスコを N2の肯定的な圧力に接続されている静的または動的真空下で受信側のフラスコを置くことによって行われます。カニューレの圧力ベースの転送で受信側のフラスコはドナー フラスコに N2の正圧が供給され、ベントです。どちらの場合も、受信側のフラスコ内で低圧の受信のフラスコにドナーのフラスコからカニューレを流れる溶媒中で結果します。ここでカニューレ転送に圧力のメソッドを使用する方法を示します。

Figure 2
図 2 。戻してください。

Figure 3
図 3.カニューレの基礎を転送します。Schlenk フラスコ A (受信フラスコ、左) 固体反応を含み、Schlenk フラスコ B (ドナー フラスコ、右) 脱アセトニ トリルが含まれています。

Procedure

1. Schlenk ラインのセットアップ

詳細な手順では、 Essentials の有機化学シリーズの「Schlenk ライン転送の溶媒」ビデオをご覧ください。Schlenk ラインの安全は、この実験を行う前に確認必要があります。ガラスは、使用前に星の亀裂の検査する必要があります。リキッド N2を使用している場合に、Schlenk ライン トラップに O2がない凝縮されて確保するため注意が必要があります。温液体 N2 O2凝縮し、有機溶媒存在下で爆発。O2が凝縮されているまたは青色の液体はコールド トラップで観察されることが疑われる場合は動的真空下ではコールド トラップを残します。リキッド N2トラップを削除したり、真空ポンプをオフにしないでください。-ポンプに液体 O2が崇高な時間をかけてこそすべて O2の昇華が一度リキッド N2のトラップを削除しても安全です。

  1. 圧力解放バルブを閉じます。
  2. N2ガス、真空ポンプをオンにします。
  3. Schlenk としてラインの真空に達するその最低気圧、液体 N2またはドライアイス/アセトンでコールド トラップを準備します。
  4. コールド トラップを組み立てます。

2. 固体反応の準備

  1. 固体 dicyclopentadienyltitanium(IV) 二塩化 (化合物 1、図 1) の Schlenk フラスコ (Schlenk フラスコ A) 78 mg (1.2 モル) 亜鉛 100 mg (0.40 mmol) の重量を量る。
  2. 油を塗ったガラス栓付け Schlenk フラスコ A に合わせて、タイゴン チューブでシュレンク管に Schlenk フラスコ側のアームを取り付けます。
  3. 真空 Schlenk フラスコ A に取り付けた Schlenk ライン チューブのコックを開きます。Schlenk フラスコ A. 避難 Schlenk フラスコ A 5 分で活栓をゆっくりと開きます。
  4. Schlenk フラスコの活栓を閉じて Schlenk フラスコ A N2を repressurize します。ゆっくりと N2Schlenk ライン活栓を回して N2 Schlenk ラインのチューブを repressurize します。Schlenk フラスコ活栓のいくつか (少なくとも 5) クイック 180 ° ターンを行う、各回転の後閉鎖、活栓を確かめます。N2Schlenk フラスコ A の入力を終了活栓をゆっくりと開きます。
  5. Schlenk フラスコ、活栓を閉じる。
  6. 2 回以上、2.3 〜 2.5 の手順を繰り返します。最後のサイクルでは、開いたままにして、活栓 Schlenk フラスコ A に。

3 溶媒の調製

注: 反応は水敏感なため、ガラス製品、溶剤しなくても乾燥します。ただし、グローブ ボックス内の使用準備の場合に、すべてのガラス製品、溶剤乾燥されるべき適切な。

  1. アセトニ トリル 15 mL を測定し、溶媒を新しい Schlenk フラスコ (Schlenk フラスコ B) に転送します。中隔と Schlenk フラスコ B に適合します。
  2. タイゴン チューブを用いたシュレンク管に Schlenk フラスコ B を接続します。5 分間チューブを避難させるし、N2 (Schlenk フラスコにバルブは閉じたまま) チューブを補充します。避難/詰替用にさらに 2 回のサイクルを繰り返します。N2の下の管を残します。
  3. N2、長い針が装備シュレンク管に未使用のタイゴン チューブのいずれかを削除します。
  4. Schlenk フラスコ B の中隔に針を挿入し、アセトニ トリルに針を下げ。
  5. Schlenk フラスコ B. の鼻中隔に (シュレンク管に接続されていない) 2 つ目の針を挿入します。これは、通気針です。通気針の挿入、時に、アセトニ トリルで起きて N2を始めるべきです。
  6. 15 分のドガにアセトニ トリルを許可します。
  7. Schlenk フラスコ B. にコックを開く
  8. シュレンク管に接続されている針に続いて、口針を抜きます。長い針に接続されるシュレンク管にコックを閉じる。

4. カニューレ (図 3) で溶媒添加

  1. Schlenk フラスコ (A と B) の両方に活栓が N2を開いていることを確認します。
  2. Schlenk フラスコ A にガラス栓をゴムキャップに置き換えます。
  3. Schlenk フラスコ B (ドナー フラスコ) の隔壁を介してカニューレの一方の端を挿入します。アセトニ トリルに針を入れてはなりません。
  4. 腕の皮膚の近くにカニューレの反対側の端を置くことによってカニューレを流れる N2を確認します。
  5. (受信フラスコ) Schlenk フラスコ A にカニューレのもう一方の端を挿入します。
  6. A. Schlenk フラスコに活栓を閉じる
  7. Schlenk フラスコ B にカニューレを下げるヒント、アセトニ トリルの底に到達されます。
  8. A. 溶剤が流れ始める Schlenk フラスコの中隔に口針を挿入します。溶剤が流れてない場合 N2流量増加か受信のフラスコの高さ以上の溶媒のフラスコを上げます。
  9. Schlenk フラスコ B から A に、アセトニ トリル 15 mL のすべてを転送します。溶媒の一部が必要な場合にのみ液体の流れを停止する Schlenk フラスコ B に溶媒からカニューレ先端を削除します。
  10. 中隔から通気針を外し、Schlenk フラスコ A. にコックを開く
  11. Schlenk フラスコ A. からカニューレを削除します。
  12. Schlenk フラスコ B. からカニューレを削除します。

5. Ti(III) メタロセン (化合物 3) の合成

  1. 15 分間 (または反応混合物が青くなるまで) ソリューションを積極的にかき混ぜます。
  2. 緑の色が解決しない場合より多くの亜鉛塵 (1-2 その他同等物) を追加します。O2を導入せずにより多くの亜鉛塵をシステムに追加するには、Schlenk フラスコ活栓が N2の正圧に開いていることを確認します。ゴム中隔を削除し、固体をフラスコに追加します。ゴム中隔を接続し直します。場合は余分な亜鉛のほかに青、O2を希望する色変化は影響しませんは、システムに導入された可能性が高い。

6. シリンジを介して溶媒添加

  1. アセトニ トリル Schlenk フラスコ B. の手順 3 で説明したようのドガ 10 mL
  2. Schlenk フラスコ A & B 活栓は N2まで開いておりゴム隔壁が装備されていることを確認します。
  3. いずれかのフラスコに注射針を挿入、注射器に N2ガスを引き出します。
  4. 針を除去し、ボンネットに N2を取り出します。
  5. 6.3 6.4 の手順を 2 回繰り返します。
  6. Schlenk フラスコ B に溶媒 (5 mL) の音量を 10 mL のシリンジに装着注射針を挿入します。
  7. 溶媒から針を削除、Schlenk フラスコに針を残します。注射器を指すように、針を曲げる (針がアーチを形成する必要があります) と針にプル N2ガスの 〜 1 mL。ガス「バブル」注射器の上部にする必要があります。
  8. アーチ型の針を保ちながら Schlenk フラスコ B. から針を削除します。注射器は、針がアタッチされている注射器の先端に N2のバブルをまだ指摘する必要があります。N2バブルは、注射器から漏れるからアセトニ トリルをできなくなります。
  9. まだアーチ型の針と注射器を上向き、Schlenk フラスコ A. の中隔に針を挿入します。
  10. ゆっくり Schlenk フラスコ A. にアセトニ トリルを追加します。この時点で、注射器の位置は適切ではありません。
  11. 溶媒添加が完了したら、Schlenk フラスコ A. から注射針を削除します。

化学者は頻繁に空気に敏感な化学試薬や反応は、遭遇してそれらを操作するときの特別な技術を適用します。

化学反応に空気のわずかなトレースだろう可能性が不要なサイド製品の結果します。これを避けるためには、機器や試薬をパージすることによって酸素の最初のトレースが削除されます。

その後、試薬の無酸素雰囲気を維持するために、グローブ ボックスの処理やカニュレーション Schlenk ラインを使用して別に 1 つの閉じたシステムから転送されました。

このビデオでは、反応混合物から酸素をパージし、Ti(III) メタロセンの合成における空気のない雰囲気を維持するための手順を説明します。これのこの技術の応用を示すいくつかの例が続きます。

二塩化チタノセンの二量体および最終的な Ti(III) メタロセンへの変換などの無機化学反応は酸素に非常に敏感、したがって空気無料条件で実施する必要があります。

ヒュームからフード Schlenk ラインとして知られている二重マニホールド、装備は攪拌棒、"a"というラベルの付いたフラスコ 200 mL シュレンク管操作に Cp2(Ti4 +) Cl2と亜鉛塵を比較検討します。油を塗ったガラス栓付けフラスコを密封、ゴムバンドで固定します。フラスコの sidearm にシュレンク管からタイゴン チューブを接続します。

オープンに真空し 5 分間避難し、フラスコに活栓を閉じ、N2、切り替えて、少なくとも 5 つの急速な 180 ° を作る活栓に N2フラスコに合わせてゆっくりと開く前になります。

"B"というラベルの付いた別の Schlenk フラスコ、アセトニ トリル 15 mL を測定し、ゴムキャップで封印します。Sidearm、フラスコにシュレンク管からタイゴン チューブを接続し、5 分詰替 N2チューブ チューブを避難させます。

シュレンク管に番目のタイゴン チューブに長い針をアタッチおよび数分間 N2パージします。ガス抜きの針に続いてアセトニ トリルを含む Schlenk フラスコにパージされた針を挿入します。15 分の溶媒に N2をバブル、N2フラスコ活栓を開いて、針を削除します。

Schlenk フラスコ A N2の下、ガラスのストッパーを削除し、ゴムキャップを置き換えます。2 Schlenk フラスコを N2を開いて、溶媒のレベルの上のドナー フラスコにカニューレの一方の端を挿入し、N2もう一方の端を流れるかどうかを決定します。試薬を含む受信フラスコにカニューレのもう一方の端を挿入、受信フラスコの活栓を閉じ、ガス抜きの針を取り付けます。

溶剤にカニューレを下げ、点滴または受信のフラスコの両側に沿ってゆっくりと流れにアセトニ トリルのすべてを許可します。追加が完了すると、N2、受信フラスコ活栓を閉じ、カニューレ、ガス抜きの針を取り外します。

溶媒が追加された後、Ti(III) メタロセン錯体の形成を示す青に変わりまで精力的に Cp2(Ti4 +) Cl2亜鉛、アセトニ トリルの反応混合物をかき混ぜなさい。

15 分後反応混合物が緑のまま場合、N2の肯定的な圧力に、活栓を開けて、鼻中隔を削除および亜鉛の 1-2 の同等物を追加します。混合物がまだ緑色または黄色になって、酸素がさらに酸化の結果-ti (iv) メタロセン錯体をシステムに入っているそうです。

カニューレ転送を使用する方法を知っている今が、注射器で溶媒を追加ことができますこれが可能でない場合。まず、受信とドナーの両方のフラスコを N2を開いていることを確認します。

いずれかのフラスコに 12 mL のシリンジに装着針を挿入、それにのみ N2を引き出します。針を除去し、ボンネットに N2を取り出します。

針と注射器が削除され、一度ドナー フラスコに針を挿入し、必要な溶媒量を引き上げてください。その後、針を少し上げる、アーチに曲げる、N2の 1 mL 引き上げます。アーチ型の針とシリンジを指すし、ドナー フラスコから削除します。

受信側のフラスコにアーチ型の針を挿入します。ゆっくりと、溶媒を追加し、受信したらフラスコから注射針を削除します。

今では我々 は空気無料合成手続きを議論して、いくつかのアプリケーションを見てみましょう。

カドミウム セレン化量子ドット、半導体ナノ結晶から成るカドミウム セレン化コアと配位子のシェル。これらの多成分系の構造は、ナノスケールでの電子の操作が可能です。

これらのナノ結晶の合成には、正確な反応条件、特に酸素フリーの雰囲気が必要です。

二塩化チタノセン、このビデオで使用される試薬、有機チタン、複合有機および有機合成でよく使用されます。化合物自体は、ナトリウム シクロペンタジエン (NaCp) TiCl4 、無酸素の無水 THF 中の 2 同等物反応により合成されます。二塩化チタノセンまたエステルのビニル エーテル類への変換に適用される有用な試薬であるペタシス試薬の生産のために使用されます。

Tebbe 試薬と呼ばれる別のチタノセン二塩化試薬は、アルケン、別名メチレン化する各種カルボニル官能基を変換に適用されます。

シュレンク管操作線技術を用いた Ti(III) メタロセンの合成をゼウスの紹介を見てきただけ。今カニューレ転送、および一部のアプリケーションだけでなく、脱気を行う方法を理解する必要があります。見てくれてありがとう!

Results

手順 4 でアセトニ トリル添加時にソリューション (図 4) を青、緑、オレンジ色から色が変化。青い色を取得に失敗したシステムのリークを示します。嫌気的条件が維持されている場合、手順 6 で注射器によるアセトニ トリル添加は変色なしになります。酸素が存在するソリューションが青、緑、オレンジ色になります。

Figure 4
Figure 5
Figure 6
図 4。化合物 3 Ti(III) メタロセンの合成における段階の 3 色します。

Applications and Summary

ここでは、空気に敏感な Ti(III) メタロセン錯体を合成する標準 Schlenk ライン手法を示しました。バブル N2 Schlenk フラスコの液体では溶媒が脱泡。シュレンク管に嫌気条件下での反応を設定し、カニューレの転送および注射器によって嫌気溶剤を転送する方法も示しました。

無機化学は、空気感と水の化合物の合成で Schlenk ライン手法を使用します。反応性の高い材料の合成に使用される溶剤は、シュレンク管を用いて調製できます。空気に敏感な反応もセットアップしてシュレンク管を使用して働いた。シュレンク管操作の行法は、合成、精製 (i.e.,distillation、昇華型、および結晶化)、触媒、ガス反応で使用されるエアコン無料操作のための強力な方法です。次のモジュールで、我々 は空気無料合成のためグローブ ボックスを使用する方法を示します。いくつかの無料の空気の操作はグローブ ボックスで実行する方が簡単ですが、グローブ ボックスには使用できません、シュレンク管操作行法 (加熱反応) などに依存する必要があります特定の状況があります。いくつかのメタロセン錯体 (金属化合物全室通常 2 つのシクロペンタジエニル陰イオン(Cp、C5H5-)) 触媒特性を展示します。たとえば、チタノセン、オレフィンメタセシスに用いられる触媒です。

本合成 Ti(III) メタロセンは、大気テストとして Schlenk ラインまたはグローブ ボックスで使用できます。Ti(III) メタロセン O2 Schlenk ラインまたはグローブ ボックス内での酸化、色が変化し大気中に O2が含まれていることを示すのためにでしょう。

References

  1. Burgmayer, S. N. Use of a Titanium Metallocene as a Colorimetric Indicator for Learning Inert Atmosphere Techniques. J Chem Educ. 75, 460 (1998).

1. Schlenk ラインのセットアップ

詳細な手順では、 Essentials の有機化学シリーズの「Schlenk ライン転送の溶媒」ビデオをご覧ください。Schlenk ラインの安全は、この実験を行う前に確認必要があります。ガラスは、使用前に星の亀裂の検査する必要があります。リキッド N2を使用している場合に、Schlenk ライン トラップに O2がない凝縮されて確保するため注意が必要があります。温液体 N2 O2凝縮し、有機溶媒存在下で爆発。O2が凝縮されているまたは青色の液体はコールド トラップで観察されることが疑われる場合は動的真空下ではコールド トラップを残します。リキッド N2トラップを削除したり、真空ポンプをオフにしないでください。-ポンプに液体 O2が崇高な時間をかけてこそすべて O2の昇華が一度リキッド N2のトラップを削除しても安全です。

  1. 圧力解放バルブを閉じます。
  2. N2ガス、真空ポンプをオンにします。
  3. Schlenk としてラインの真空に達するその最低気圧、液体 N2またはドライアイス/アセトンでコールド トラップを準備します。
  4. コールド トラップを組み立てます。

2. 固体反応の準備

  1. 固体 dicyclopentadienyltitanium(IV) 二塩化 (化合物 1、図 1) の Schlenk フラスコ (Schlenk フラスコ A) 78 mg (1.2 モル) 亜鉛 100 mg (0.40 mmol) の重量を量る。
  2. 油を塗ったガラス栓付け Schlenk フラスコ A に合わせて、タイゴン チューブでシュレンク管に Schlenk フラスコ側のアームを取り付けます。
  3. 真空 Schlenk フラスコ A に取り付けた Schlenk ライン チューブのコックを開きます。Schlenk フラスコ A. 避難 Schlenk フラスコ A 5 分で活栓をゆっくりと開きます。
  4. Schlenk フラスコの活栓を閉じて Schlenk フラスコ A N2を repressurize します。ゆっくりと N2Schlenk ライン活栓を回して N2 Schlenk ラインのチューブを repressurize します。Schlenk フラスコ活栓のいくつか (少なくとも 5) クイック 180 ° ターンを行う、各回転の後閉鎖、活栓を確かめます。N2Schlenk フラスコ A の入力を終了活栓をゆっくりと開きます。
  5. Schlenk フラスコ、活栓を閉じる。
  6. 2 回以上、2.3 〜 2.5 の手順を繰り返します。最後のサイクルでは、開いたままにして、活栓 Schlenk フラスコ A に。

3 溶媒の調製

注: 反応は水敏感なため、ガラス製品、溶剤しなくても乾燥します。ただし、グローブ ボックス内の使用準備の場合に、すべてのガラス製品、溶剤乾燥されるべき適切な。

  1. アセトニ トリル 15 mL を測定し、溶媒を新しい Schlenk フラスコ (Schlenk フラスコ B) に転送します。中隔と Schlenk フラスコ B に適合します。
  2. タイゴン チューブを用いたシュレンク管に Schlenk フラスコ B を接続します。5 分間チューブを避難させるし、N2 (Schlenk フラスコにバルブは閉じたまま) チューブを補充します。避難/詰替用にさらに 2 回のサイクルを繰り返します。N2の下の管を残します。
  3. N2、長い針が装備シュレンク管に未使用のタイゴン チューブのいずれかを削除します。
  4. Schlenk フラスコ B の中隔に針を挿入し、アセトニ トリルに針を下げ。
  5. Schlenk フラスコ B. の鼻中隔に (シュレンク管に接続されていない) 2 つ目の針を挿入します。これは、通気針です。通気針の挿入、時に、アセトニ トリルで起きて N2を始めるべきです。
  6. 15 分のドガにアセトニ トリルを許可します。
  7. Schlenk フラスコ B. にコックを開く
  8. シュレンク管に接続されている針に続いて、口針を抜きます。長い針に接続されるシュレンク管にコックを閉じる。

4. カニューレ (図 3) で溶媒添加

  1. Schlenk フラスコ (A と B) の両方に活栓が N2を開いていることを確認します。
  2. Schlenk フラスコ A にガラス栓をゴムキャップに置き換えます。
  3. Schlenk フラスコ B (ドナー フラスコ) の隔壁を介してカニューレの一方の端を挿入します。アセトニ トリルに針を入れてはなりません。
  4. 腕の皮膚の近くにカニューレの反対側の端を置くことによってカニューレを流れる N2を確認します。
  5. (受信フラスコ) Schlenk フラスコ A にカニューレのもう一方の端を挿入します。
  6. A. Schlenk フラスコに活栓を閉じる
  7. Schlenk フラスコ B にカニューレを下げるヒント、アセトニ トリルの底に到達されます。
  8. A. 溶剤が流れ始める Schlenk フラスコの中隔に口針を挿入します。溶剤が流れてない場合 N2流量増加か受信のフラスコの高さ以上の溶媒のフラスコを上げます。
  9. Schlenk フラスコ B から A に、アセトニ トリル 15 mL のすべてを転送します。溶媒の一部が必要な場合にのみ液体の流れを停止する Schlenk フラスコ B に溶媒からカニューレ先端を削除します。
  10. 中隔から通気針を外し、Schlenk フラスコ A. にコックを開く
  11. Schlenk フラスコ A. からカニューレを削除します。
  12. Schlenk フラスコ B. からカニューレを削除します。

5. Ti(III) メタロセン (化合物 3) の合成

  1. 15 分間 (または反応混合物が青くなるまで) ソリューションを積極的にかき混ぜます。
  2. 緑の色が解決しない場合より多くの亜鉛塵 (1-2 その他同等物) を追加します。O2を導入せずにより多くの亜鉛塵をシステムに追加するには、Schlenk フラスコ活栓が N2の正圧に開いていることを確認します。ゴム中隔を削除し、固体をフラスコに追加します。ゴム中隔を接続し直します。場合は余分な亜鉛のほかに青、O2を希望する色変化は影響しませんは、システムに導入された可能性が高い。

6. シリンジを介して溶媒添加

  1. アセトニ トリル Schlenk フラスコ B. の手順 3 で説明したようのドガ 10 mL
  2. Schlenk フラスコ A & B 活栓は N2まで開いておりゴム隔壁が装備されていることを確認します。
  3. いずれかのフラスコに注射針を挿入、注射器に N2ガスを引き出します。
  4. 針を除去し、ボンネットに N2を取り出します。
  5. 6.3 6.4 の手順を 2 回繰り返します。
  6. Schlenk フラスコ B に溶媒 (5 mL) の音量を 10 mL のシリンジに装着注射針を挿入します。
  7. 溶媒から針を削除、Schlenk フラスコに針を残します。注射器を指すように、針を曲げる (針がアーチを形成する必要があります) と針にプル N2ガスの 〜 1 mL。ガス「バブル」注射器の上部にする必要があります。
  8. アーチ型の針を保ちながら Schlenk フラスコ B. から針を削除します。注射器は、針がアタッチされている注射器の先端に N2のバブルをまだ指摘する必要があります。N2バブルは、注射器から漏れるからアセトニ トリルをできなくなります。
  9. まだアーチ型の針と注射器を上向き、Schlenk フラスコ A. の中隔に針を挿入します。
  10. ゆっくり Schlenk フラスコ A. にアセトニ トリルを追加します。この時点で、注射器の位置は適切ではありません。
  11. 溶媒添加が完了したら、Schlenk フラスコ A. から注射針を削除します。

化学者は頻繁に空気に敏感な化学試薬や反応は、遭遇してそれらを操作するときの特別な技術を適用します。

化学反応に空気のわずかなトレースだろう可能性が不要なサイド製品の結果します。これを避けるためには、機器や試薬をパージすることによって酸素の最初のトレースが削除されます。

その後、試薬の無酸素雰囲気を維持するために、グローブ ボックスの処理やカニュレーション Schlenk ラインを使用して別に 1 つの閉じたシステムから転送されました。

このビデオでは、反応混合物から酸素をパージし、Ti(III) メタロセンの合成における空気のない雰囲気を維持するための手順を説明します。これのこの技術の応用を示すいくつかの例が続きます。

二塩化チタノセンの二量体および最終的な Ti(III) メタロセンへの変換などの無機化学反応は酸素に非常に敏感、したがって空気無料条件で実施する必要があります。

ヒュームからフード Schlenk ラインとして知られている二重マニホールド、装備は攪拌棒、"a"というラベルの付いたフラスコ 200 mL シュレンク管操作に Cp2(Ti4 +) Cl2と亜鉛塵を比較検討します。油を塗ったガラス栓付けフラスコを密封、ゴムバンドで固定します。フラスコの sidearm にシュレンク管からタイゴン チューブを接続します。

オープンに真空し 5 分間避難し、フラスコに活栓を閉じ、N2、切り替えて、少なくとも 5 つの急速な 180 ° を作る活栓に N2フラスコに合わせてゆっくりと開く前になります。

"B"というラベルの付いた別の Schlenk フラスコ、アセトニ トリル 15 mL を測定し、ゴムキャップで封印します。Sidearm、フラスコにシュレンク管からタイゴン チューブを接続し、5 分詰替 N2チューブ チューブを避難させます。

シュレンク管に番目のタイゴン チューブに長い針をアタッチおよび数分間 N2パージします。ガス抜きの針に続いてアセトニ トリルを含む Schlenk フラスコにパージされた針を挿入します。15 分の溶媒に N2をバブル、N2フラスコ活栓を開いて、針を削除します。

Schlenk フラスコ A N2の下、ガラスのストッパーを削除し、ゴムキャップを置き換えます。2 Schlenk フラスコを N2を開いて、溶媒のレベルの上のドナー フラスコにカニューレの一方の端を挿入し、N2もう一方の端を流れるかどうかを決定します。試薬を含む受信フラスコにカニューレのもう一方の端を挿入、受信フラスコの活栓を閉じ、ガス抜きの針を取り付けます。

溶剤にカニューレを下げ、点滴または受信のフラスコの両側に沿ってゆっくりと流れにアセトニ トリルのすべてを許可します。追加が完了すると、N2、受信フラスコ活栓を閉じ、カニューレ、ガス抜きの針を取り外します。

溶媒が追加された後、Ti(III) メタロセン錯体の形成を示す青に変わりまで精力的に Cp2(Ti4 +) Cl2亜鉛、アセトニ トリルの反応混合物をかき混ぜなさい。

15 分後反応混合物が緑のまま場合、N2の肯定的な圧力に、活栓を開けて、鼻中隔を削除および亜鉛の 1-2 の同等物を追加します。混合物がまだ緑色または黄色になって、酸素がさらに酸化の結果-ti (iv) メタロセン錯体をシステムに入っているそうです。

カニューレ転送を使用する方法を知っている今が、注射器で溶媒を追加ことができますこれが可能でない場合。まず、受信とドナーの両方のフラスコを N2を開いていることを確認します。

いずれかのフラスコに 12 mL のシリンジに装着針を挿入、それにのみ N2を引き出します。針を除去し、ボンネットに N2を取り出します。

針と注射器が削除され、一度ドナー フラスコに針を挿入し、必要な溶媒量を引き上げてください。その後、針を少し上げる、アーチに曲げる、N2の 1 mL 引き上げます。アーチ型の針とシリンジを指すし、ドナー フラスコから削除します。

受信側のフラスコにアーチ型の針を挿入します。ゆっくりと、溶媒を追加し、受信したらフラスコから注射針を削除します。

今では我々 は空気無料合成手続きを議論して、いくつかのアプリケーションを見てみましょう。

カドミウム セレン化量子ドット、半導体ナノ結晶から成るカドミウム セレン化コアと配位子のシェル。これらの多成分系の構造は、ナノスケールでの電子の操作が可能です。

これらのナノ結晶の合成には、正確な反応条件、特に酸素フリーの雰囲気が必要です。

二塩化チタノセン、このビデオで使用される試薬、有機チタン、複合有機および有機合成でよく使用されます。化合物自体は、ナトリウム シクロペンタジエン (NaCp) TiCl4 、無酸素の無水 THF 中の 2 同等物反応により合成されます。二塩化チタノセンまたエステルのビニル エーテル類への変換に適用される有用な試薬であるペタシス試薬の生産のために使用されます。

Tebbe 試薬と呼ばれる別のチタノセン二塩化試薬は、アルケン、別名メチレン化する各種カルボニル官能基を変換に適用されます。

シュレンク管操作線技術を用いた Ti(III) メタロセンの合成をゼウスの紹介を見てきただけ。今カニューレ転送、および一部のアプリケーションだけでなく、脱気を行う方法を理解する必要があります。見てくれてありがとう!

A subscription to JoVE is required to view this article.
You will only be able to see the first 20 seconds.

RECOMMEND JoVE