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Chemistry

उच्च-थ्रूपुट विधियों का उपयोग करके आइसोरेटिकुलर अल (III) फॉस्फोनेट-आधारित धातु-कार्बनिक फ्रेमवर्क यौगिकों की खोज और संश्लेषण अनुकूलन

Published: October 6, 2023 doi: 10.3791/65441
Automatic Translation
1, 1, 1
1Department of Inorganic Chemistry, Kiel University

Summary

नए धातु-कार्बनिक ढांचे (एमओएफ) का लक्षित संश्लेषण मुश्किल है, और उनकी खोज रसायनज्ञ के ज्ञान और रचनात्मकता पर निर्भर करती है। उच्च-थ्रूपुट विधियां जटिल सिंथेटिक पैरामीटर क्षेत्रों को जल्दी और कुशलता से पता लगाने की अनुमति देती हैं, क्रिस्टलीय यौगिकों को खोजने और सिंथेटिक और संरचनात्मक रुझानों की पहचान करने की प्रक्रिया को तेज करती हैं।

Abstract

उच्च-थ्रूपुट (एचटी) विधियां संश्लेषण मापदंडों की तेज और कुशल स्क्रीनिंग और नई सामग्रियों की खोज के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण हैं। यह पांडुलिपि एचटी रिएक्टर प्रणाली का उपयोग करके समाधान से धातु-कार्बनिक ढांचे (एमओएफ) के संश्लेषण का वर्णन करती है, जिसके परिणामस्वरूप संरचना के विभिन्न फॉस्फोनेट-आधारित एमओएफ की खोज होती है [अल 2 एच 12-एक्स (पीएमपी)3]सीएल एक्स-6 एच2ओ (एच 4 पीएमपी = एन, एन'-पिपेराज़िन बिस (मिथाइलीनफॉस्फोनिक एसिड))एक्स =4, 6, जिसे अल-सीएयू -60-एक्सएचसीएल के रूप में निरूपित किया जाता है, जिसमें ट्राइवेलेंट एल्यूमीनियम आयन होते हैं। यह उत्पाद निर्माण पर लिंकर के दाढ़ अनुपात और प्रतिक्रिया मिश्रण के पीएच के प्रभाव को व्यवस्थित रूप से जांचकर सॉल्वोथर्मल प्रतिक्रिया स्थितियों के तहत पूरा किया गया था। एचटी जांच के लिए प्रोटोकॉल में छह चरण शामिल हैं: ए) एचटी पद्धति के भीतर संश्लेषण योजना (डीओई = प्रयोग का डिजाइन), बी) इन-हाउस विकसित एचटी रिएक्टरों के साथ खुराक और काम करना, सी) सॉल्वोथर्मल संश्लेषण, डी) इन-हाउस विकसित निस्पंदन ब्लॉकों का उपयोग करके संश्लेषण वर्कअप, ई) एचटी पाउडर एक्स-रे विवर्तन द्वारा लक्षण वर्णन, और एफ) डेटा का मूल्यांकन। एचटी पद्धति का उपयोग पहली बार उत्पाद गठन पर अम्लता के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए किया गया था, जिससे अल-सीएयू -60 - एक्सएचसीएल (एक्स = 4 या 6) की खोज हुई।

Introduction

धातु-कार्बनिक ढांचे (एमओएफ) छिद्रपूर्ण, क्रिस्टलीय यौगिक हैं जिनकी संरचनाओं में धातु युक्त नोड्स होते हैं, जैसे धातु आयन या धातु-ऑक्सीजन क्लस्टर, जो कार्बनिक अणुओं (लिंकर) 1 से जुड़े होते हैं। धातु युक्त नोड्स के साथ-साथ लिंकर को बदलकर, विभिन्न प्रकार के यौगिक प्राप्त किए जा सकते हैं जो गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदर्शित करते हैं और इसलिएविभिन्न क्षेत्रों में संभावित अनुप्रयोग हैं।

किसी सामग्री की स्थिरता इसके आवेदन 1,2,3 के लिए महत्वपूर्ण है। इसलिए, कार्बोक्सिलेट 2 या फॉस्फोनेट 4 लिंकर अणुओं के साथ त्रि- या टेट्रावेलेंट धातु आयनों वाले एमओएफ, जैसे कि अल 3 +, सीआर 3 +, टीआई 4 +, या जेडआर 4+, कार्बोक्सिलेट2 या फॉस्फोनेट 4 लिंकर अणुओं के साथ कईजांचों का केंद्र रहा है। स्थिर एमओएफ के प्रत्यक्ष संश्लेषण के अलावा, पोस्ट-सिंथेटिक संशोधनों के साथ-साथ कंपोजिट के गठन के माध्यम से स्थिरता की वृद्धि रुचि का एक क्षेत्रहै। कार्बोक्सिलेट-आधारित एमओएफ8 की तुलना में फॉस्फोनेट-आधारित एमओएफ को कम बार रिपोर्ट किया गया है। एक कारण -सीओ 2- समूह की तुलना में सीपीओ32- समूह का उच्च समन्वय लचीलापन है, जो अक्सर घने संरचनाओं के निर्माण और अधिक संरचनात्मक विविधता 8,9,10,11 की ओर जाता है। इसके अलावा, फॉस्फोनिक एसिड को अक्सर संश्लेषित किया जाना चाहिए, क्योंकि वे शायद ही कभी बाजार पर उपलब्ध होते हैं। जबकि कुछ धातु फॉस्फोनेट असाधारण रासायनिक स्थिरता10 प्रदर्शित करते हैं, आइसोरेटिकुलर धातु फॉस्फोनेट एमओएफ तक व्यवस्थित पहुंच, जो गुणों की ट्यूनिंग की अनुमति देता है, अभी भी उच्च प्रासंगिकता का विषय है12,13. छिद्रपूर्ण धातु फॉस्फोनेट के संश्लेषण के लिए विभिन्न रणनीतियों की जांच की गई है, जैसे कि अन्यथा घने परतों में दोषों को शामिल करना, उदाहरण के लिए, फॉस्फेट लिगेंड 4,14 के साथ आंशिक रूप से फॉस्फोनेट को बदलकर। हालांकि, चूंकि दोषपूर्ण संरचनाएं खराब प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य हैं, और छिद्र एक समान नहीं हैं, इसलिए अन्य रणनीतियों को विकसित किया गया है। हाल के वर्षों में, लिंकर अणुओं के रूप में स्टेरिक रूप से मांग या ऑर्थोगोनलाइज्ड फॉस्फोनिक एसिड का उपयोग छिद्रपूर्ण धातु फॉस्फोनेट्स 4,8,10,11,13,15,16,17,18 की तैयारी के लिए एक उपयुक्त रणनीति के रूप में उभरा है।. हालांकि, छिद्रपूर्ण धातु फॉस्फोनेट्स के लिए एक सार्वभौमिक संश्लेषण मार्ग अभी तक खोजा नहीं गया है। नतीजतन, धातु फॉस्फोनेट्स का संश्लेषण अक्सर परीक्षण और त्रुटि की एक प्रक्रिया होती है, जिसमें कई संश्लेषण मापदंडों की जांच की आवश्यकता होती है।

एक प्रतिक्रिया प्रणाली के पैरामीटर स्थान में रासायनिक और प्रक्रिया पैरामीटर शामिल हैं और यह विशाल19 हो सकता है। इसमें प्रारंभिक सामग्री (धातु नमक) के प्रकार, शुरुआती सामग्री के दाढ़ अनुपात, पीएच समायोजन के लिए एडिटिव्स, मॉड्यूलेटर, विलायक का प्रकार, विलायक मिश्रण, वॉल्यूम, प्रतिक्रिया तापमान, समय, आदि जैसे पैरामीटर शामिल हैं। पैरामीटर भिन्नताओं की एक मध्यम संख्या आसानी से कई सौ व्यक्तिगत प्रतिक्रियाओं का परिणाम हो सकती है, जिससे सावधानीपूर्वक विचार की गई संश्लेषण योजना और अच्छी तरह से चुने गए पैरामीटर स्थान की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, धातु के लिंकर के छह दाढ़ अनुपात का उपयोग करके एक सरल अध्ययन (उदाहरण के लिए, एम: एल = 1: 1, 1: 2, ... 1: 6) और एक योजक की चार अलग-अलग सांद्रता और अन्य पैरामीटर को स्थिर रखते हुए, पहले से ही 6 x 4 = 24 प्रयोगों की ओर जाता है। चार सांद्रता, पांच सॉल्वैंट्स और तीन प्रतिक्रिया तापमान का उपयोग करने के लिए 24 प्रयोगों को 60 बार करने की आवश्यकता होगी, जिसके परिणामस्वरूप 1,440 व्यक्तिगत प्रतिक्रियाएं होंगी।

उच्च-थ्रूपुट (एचटी) विधियां लघुकरण, समानांतरकरण और स्वचालन की अवधारणाओं पर आधारित हैं, जो वैज्ञानिक प्रश्न19,20 को संबोधित करने के आधार पर अलग-अलग डिग्री पर निर्भर करती हैं। जैसे, उनका उपयोग बहु-पैरामीटर सिस्टम की जांच में तेजी लाने के लिए किया जा सकता है और नए यौगिकों की खोज के लिए एक आदर्श उपकरण है, साथ ही संश्लेषण अनुकूलन19,20। एचटी विधियों का उपयोग विभिन्न क्षेत्रों में सफलतापूर्वक किया गया है, दवा की खोज से लेकर सामग्री विज्ञान20 तक। उनका उपयोग सोल्वोथर्मल प्रतिक्रियाओं में जिओलाइट्स और एमओएफ जैसे छिद्रपूर्ण सामग्रियों की जांच के लिए भी किया गया है, जैसा कि हाल ही में संक्षेप में20 है। सॉल्वोथर्मल संश्लेषण के लिए एक विशिष्ट एचटी वर्कफ़्लो में छह चरण होते हैं (चित्रा 1)19,20,21: ए) रुचि के पैरामीटर स्थान का चयन (यानी, प्रयोग का डिजाइन [डीओई]), जिसे मैन्युअल रूप से या सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके किया जा सकता है; बी) जहाजों में अभिकर्मकों की खुराक; सी) सॉल्वोथर्मल संश्लेषण; डी) अलगाव और वर्कअप; ई) लक्षण वर्णन, जो आमतौर पर पाउडर एक्स-रे विवर्तन (पीएक्सआरडी) के साथ किया जाता है; और एफ) डेटा मूल्यांकन, जिसके बाद फिर से चरण एक है।

मल्टीक्लेव के उपयोग के माध्यम से सॉल्वोथर्मल प्रतिक्रियाओं में समानांतरकरण और लघुकरण प्राप्त किया जाता है, जो अक्सर जैव रसायन और फार्मेसी19,20,22,23 में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले अच्छी तरह से स्थापित 96-वेल प्लेट प्रारूप पर आधारित होता है। विभिन्न रिएक्टर डिजाइनों की सूचना दी गई है और कई समूहों ने अपने स्वयं के रिएक्टरोंका निर्माण किया है। रिएक्टर विकल्प ब्याज की रासायनिक प्रणाली पर निर्भर करता है, विशेष रूप से प्रतिक्रिया तापमान, (ऑटोजेनस) दबाव, और रिएक्टर स्थिरता19,20। उदाहरण के लिए, ज़ीओलिटिक इमिडाज़ोलेट फ्रेमवर्क (जेडआईएफ) के एक व्यवस्थित अध्ययन में, बनर्जी एट अल।25 ने 9600से अधिक प्रतिक्रियाओं को करने के लिए 96-वेल ग्लास प्लेट प्रारूप का उपयोग किया। सॉल्वोथर्मल स्थितियों के तहत प्रतिक्रियाओं के लिए, अनुकूलित पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन (पीटीएफई) ब्लॉक, या 24 या 48 व्यक्तिगत पीटीएफई प्रविष्टियों के साथ मल्टीक्लेव, स्टॉक समूह19,20 द्वारा दूसरों के बीच वर्णित किए गए हैं। वे नियमित रूप से नियोजित होते हैं, उदाहरण के लिए, धातु कार्बोक्सिलेट्स और फॉस्फोनेट के संश्लेषण में। जैसे, रेनश एट अल।25 ने छिद्रपूर्ण एल्यूमीनियम एमओएफ25 के क्षेत्र में कार्यप्रणाली के फायदे की सूचना दी। इन-हाउस निर्मित एचटी रिएक्टर सिस्टम (चित्रा 2), जो 24 या 48 प्रतिक्रियाओं को एक साथ अध्ययन करने की अनुमति देता है, में क्रमशः 2.655 एमएल और 0.404 एमएल की कुल मात्रा के साथ पीटीएफई इंसर्ट होते हैं (चित्रा 2 ए, बी)। आमतौर पर, क्रमशः 1 एमएल या 0.1 एमएल से अधिक का उपयोग नहीं किया जाता है। जबकि इन रिएक्टरों का उपयोग पारंपरिक ओवन में किया जाता है, एसआईसी ब्लॉक और छोटे ग्लास जहाजों का उपयोग करके माइक्रोवेव-असिस्टेड हीटिंगकी भी सूचना दी गई है।

अध्ययन के स्वचालन से समय की बचत और बेहतर प्रजनन क्षमता होती है, क्योंकि मानव कारक का प्रभावकम हो जाता है। जिस डिग्री तक स्वचालन का उपयोग किया गया है, वह दृढ़ता से19,20 भिन्न होता है। पूरी तरह से स्वचालित वाणिज्यिक प्रणालियां, जिनमें पाइपिंग 20 या भार क्षमता20 शामिल हैं, ज्ञात हैं। एक हालिया उदाहरण ZrMOFs का अध्ययन करने के लिए एक तरल-हैंडलिंग रोबोट का उपयोग है, जो Rosseensky27 के समूह द्वारा रिपोर्ट किया गया है। स्वचालित विश्लेषण पीएक्सआरडी द्वारा एक्सवाई चरण से लैस डिफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करके किया जा सकता है। एक अन्य उदाहरण में, एक प्लेट रीडर का उपयोग ठोस-अवस्था उत्प्रेरक, मुख्य रूप से एमओएफ को स्क्रीन करने के लिए किया गया था, तंत्रिकाएजेंट गिरावट की एचटी स्क्रीनिंग के लिए। नमूने को मैन्युअल नमूना या स्थिति परिवर्तन की आवश्यकता के बिना एक ही रन में चित्रित किया जा सकता है। स्वचालन मानव त्रुटि को समाप्त नहीं करता है, लेकिन यह इसके होने की संभावना को कम करता है19,20.

आदर्श रूप से, एचटी वर्कफ़्लो में सभी चरणों को संभावित बाधाओं को खत्म करने और दक्षता को अधिकतम करने के लिए समानांतरकरण, लघुकरण और स्वचालन के संदर्भ में अनुकूलित किया जाना चाहिए। हालांकि, यदि एचटी वर्कफ़्लो को इसकी संपूर्णता में स्थापित करना संभव नहीं है, तो अपने स्वयं के शोध के लिए चयनित चरणों / उपकरणों को अपनाना सहायक हो सकता है। 24 प्रतिक्रियाओं के लिए मल्टीक्लेव का उपयोग यहां विशेष रूप से उपयोगी है। इस अध्ययन में उपयोग किए जाने वाले इन-हाउस निर्मित उपकरणों (साथ ही अन्य) के तकनीकी चित्र पहली बार प्रकाशित किए गए हैं और पूरक फ़ाइल 1, पूरक फ़ाइल 2, पूरक फ़ाइल 3 और पूरक फ़ाइल 4 में पाए जा सकते हैं।

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Protocol

इस प्रोटोकॉल में, एक उदाहरण के रूप में अल-सीएयू -6029 का उपयोग करते हुए, नई क्रिस्टलीय सामग्री की खोज के लिए रासायनिक प्रणालियों की एचटी जांच का वर्णन किया गया है।

1. प्रयोग का डिजाइन (डीओई)

नोट: पहला कदम एक संश्लेषण योजना स्थापित करना है, जिसके लिए रिएक्टर सेटअप (चित्रा 2), अभिकारकों और उपयोग किए गए सॉल्वैंट्स के ज्ञान की आवश्यकता होती है। इस संश्लेषण योजना प्रक्रिया को एक विशिष्ट तापमान-समय कार्यक्रम के तहत 24 या 48 प्रतिक्रियाओं को करने के लिए अनुकूलित किया जाता है, जिसके लिए इन-हाउस निर्मित स्टील मल्टीक्लेव का उपयोग एक बार में 24 (चित्रा 2 ए) या 48 प्रतिक्रियाओं (चित्रा 2 बी) को करने के लिए किया जाता है। रिएक्टर 1 एमएल (स्टील मल्टीक्लेव में 24 प्रतिक्रियाओं को करने के लिए पीटीएफई रिएक्टर) या 100 μL (स्टील मल्टीक्लेव में 48 प्रतिक्रियाओं को करने के लिए पीटीएफई रिएक्टर) के उपयोग किए गए अभिकर्मक/विलायक मात्रा के साथ इन-हाउस निर्मित पीटीएफई इंसर्ट हैं। रिएक्टर सेटअप के तकनीकी चित्र क्रमशः पूरक फ़ाइल 1 और पूरक फ़ाइल 2 में पाए जा सकते हैं।

  1. सबसे पहले, जांच किए जाने वाले पैरामीटर स्थान का निर्धारण करें। इसलिए, प्रतिक्रियाओं की प्रारंभिक संख्या, धातु स्रोत और लिंकर अणु, साथ ही एडिटिव्स और विलायक के उपयोग के बारे में निर्णय लें।
    1. अल-सीएयू -60 के चुने हुए उदाहरण के लिए, धातु स्रोत के रूप में AlCl3:6H2O और लिंकर अणु के रूप में N , N'-piperazine-bis (मिथाइलीनफॉस्फोनिक एसिड) (H4PMP) का उपयोग करके 24 प्रतिक्रियाएं करें। इसके अलावा, उत्पाद निर्माण पर प्रतिक्रिया मिश्रण के पीएच के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए एडिटिव्स के रूप में एनएओएच और एचसीएल के जलीय घोल का उपयोग करें।
      नोट: मापदंडों की पसंद आमतौर पर मौलिक रासायनिक ज्ञान के आधार पर प्रकाशित संश्लेषण प्रक्रियाओं या सिद्धांतों पर आधारित होती है। हालांकि, नई सामग्रियों की सफल खोज के लिए, प्रतिक्रिया मापदंडों की एक व्यापक भिन्नता लागू की जानी चाहिए (यानी, प्रतिक्रिया मापदंडों की विविधता की एक निश्चित डिग्री पर विचार किया जाना चाहिए)। मापदंडों की संख्या विविध होनी चाहिए और विविधताओं का प्रकार विभिन्न सिद्धांतों पर आधारित हो सकता है। सबसे सरल रूप में, एक समय में केवल एक पैरामीटर बदला जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, अलग-अलग लिंकर अणु सांद्रता के साथ संयोजन में एक निश्चित धातु नमक एकाग्रता का उपयोग विभिन्न लिंकर-टू-मेटल अनुपातों की जांच के लिए किया जा सकता है। हालांकि, जांच धातु और अन्य सॉल्वैंट्स या एडिटिव्स के लिए लिंकर के विभिन्न दाढ़ अनुपात का भी उपयोग कर सकती है। सुलभ पैरामीटर स्थान उन मामलों में शुरुआती सामग्री (मात्रा और विलायक प्रकार) की घुलनशीलता से सीमित है जहां केवल समाधानका उपयोग किया जाता है। ठोस पदार्थों की खुराक सुलभ पैरामीटर स्थान20 का विस्तार करती है।
  2. पैरामीटर स्थान निर्दिष्ट करें. इस उद्देश्य के लिए, शुरुआती सामग्री (दाढ़ अनुपात) और विलायक मात्रा की मात्रा चुनें और गणना करें।
    1. अल-सीएयू -60 के चुने हुए उदाहरण के लिए, एच 4 पीएमपी से अल 3 + के दाढ़ अनुपात को 4: 1 और 0.3: 1 के बीच छह चरणों में बदलें:4: 1,3: 1, 2: 1, 1: 1, 0.5: 1, 0.3: 1। विभिन्न योजक अनुपात के साथ सभी छह संश्लेषण करें; एनएओएच से अल 3 + (1: 1) के एक दाढ़ अनुपात और एचसीएल से अल3 + (20: 1 और 40: 1) के दो दाढ़ अनुपात, साथ ही बिना किसी योजक के एक का अध्ययन करें। इसके लिए आवश्यक प्रारंभिक सामग्री की मात्रा की गणना करने के लिए एक स्प्रेडशीट का उपयोग करें, जो अतिरिक्त जानकारी में पाया जा सकता है।

2. खुराक और सॉल्वोथर्मल संश्लेषण।

  1. अभिकर्मकों के स्टॉक समाधान तैयार करने के लिए मानक प्रोटोकॉल का पालन करके स्टॉक समाधान तैयार करें।
    चेतावनी: एच4पीएमपी, एएलसीएल3: 6 एच2ओ, एचसीएल, और एनएओएच संक्षारक पदार्थ हैं, जो संपर्क पर गंभीर त्वचा जलन और आंखों की क्षति का कारण बनते हैं। इन पदार्थों के साथ काम करते समय व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण पहनें।
    1. अल-सीएयू -60 के चुने हुए उदाहरण के लिए, सहायक जानकारी में स्प्रेडशीट के अनुसार निम्नलिखित अभिकर्मक तैयार करें (पूरक तालिका 1): 10 मोल / एल की एकाग्रता के साथ हाइड्रोक्लोरिक एसिड समाधान, 1 मोल / एल की एकाग्रता के साथ सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधान, और 1 मोल / एल की एकाग्रता के साथ एक एएलसीएल3 : 6 एच2ओ समाधान।
      नोट: उत्पाद निर्माण अतिरिक्त अभिकर्मकों की एकत्रीकरण स्थिति पर भी निर्भर कर सकता है। ठोस पदार्थों के लिए, कण आकार विघटन दर के कारण प्रभाव डाल सकता है। अध्ययन की शुरुआत में एक निर्णय लिया जाना चाहिए कि व्यवस्थित मूल्यांकन की अनुमति देने के लिए ठोस या समाधान का उपयोग करना है या नहीं।
  2. डिस्क को नमूना प्लेट में डालें (चित्रा 3 ए)।
  3. पीटीएफई इंसर्ट में अभिकर्मकों, एडिटिव्स और सॉल्वैंट्स को स्थानांतरित करें (चित्रा 3 बी)।
    1. अल-सीएयू -60 के चुने हुए उदाहरण के लिए, पहले पीटीएफई इंसर्ट में एक ठोस के रूप में लिंकर एच4पीएमपी जोड़ें, फिर सहायक जानकारी में स्प्रेडशीट में गणना किए गए मूल्यों के अनुसार एक पिपेट के साथ एल्यूमीनियम क्लोराइड समाधान, डिमिनरलाइज्ड पानी और एडिटिव्स (एनएओएच या एचसीएल) का समाधान जोड़ें (पूरक तालिका 1)।
      नोट: जिस क्रम में पीटीएफई सम्मिलित भरे जाते हैं, वह उत्पाद निर्माण को भी प्रभावित कर सकता है; इसलिए, सामग्री शुरू करने का क्रम पहले से चुना जाना चाहिए और व्यवस्थित मूल्यांकन की अनुमति देने के लिए पूरे अध्ययन में समान रखा जाना चाहिए।
  4. भरे हुए PTFE सम्मिलित को नमूना प्लेट में डालें.
  5. रिएक्टर की ग्राउंड प्लेट को इस तरह से चिह्नित करें जो बाद में पीटीएफई इंसर्ट की पहचान करने की अनुमति देता है। भरे हुए पीटीएफई के साथ नमूना प्लेट को रिएक्टर की ग्राउंड प्लेट में डालें (चित्रा 3 सी)।
  6. नमूना प्लेटों को कवर करने के लिए दो पीटीएफई शीट (0.1 मिमी की मोटाई के साथ) तैयार करें।
  7. नमूना प्लेट (चित्रा 3 डी) पर पीटीएफई शीट रखें।
  8. सुनिश्चित करें कि पीटीएफई शीट सही ढंग से स्थित है और गाइड पिन (चित्रा 3 ई) का उपयोग करके हेड प्लेट फिट करती है, स्क्रू जोड़ें, और उन्हें हाथ से कसें।
  9. उदाहरण के लिए, एक यांत्रिक या हाइड्रोलिक प्रेस (चित्रा 4 ए) की मदद से शुरू में बंद रिएक्टर को सील करें, इतना कि स्प्रिंग-लोडेड दबाव टुकड़ों में अभी भी 2 मिमी खाली जगह है (चित्रा 4 बी)। फिर, पेंच को फिर से हाथ से कस लें (चित्रा 4 सी)। ध्यान रखें कि अति-कसाव मल्टीक्लेव को नुकसान पहुंचा सकता है (झुका सकता है)।
  10. मल्टीक्लेव को प्रोग्राम करने योग्य मजबूर संवहन ओवन (चित्रा 4 डी) में रखें, और फिर चयनित तापमान-समय प्रोग्राम सेट करें और शुरू करें। समान हीटिंग सुनिश्चित करने के लिए संवहन ओवन का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।
    1. अल-सीएयू -60 की खोज के लिए, निम्नलिखित तापमान-समय-कार्यक्रम निर्धारित करें: ओवन को 12 घंटे में 160 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करें, 36 घंटे के लिए लक्ष्य तापमान बनाए रखें, और 12 घंटे में कमरे के तापमान (आरटी) पर ठंडा करें।
      नोट: तापमान-समय कार्यक्रम की पसंद उत्पाद गठन30 को प्रभावित कर सकती है। इसमें गठित चरण शामिल हैं, लेकिन अधिक बार क्रिस्टल आकार और आकृति विज्ञान30।

3. अलगाव और वर्कअप

  1. जब तापमान कमरे के तापमान तक पहुंच जाता है तो ओवन से मल्टीक्लेव को हटा दें।
  2. मल्टीक्लेव को रखें, उदाहरण के लिए, एक यांत्रिक या हाइड्रोलिक प्रेस में और धीरे से इसे संपीड़ित करें जब तक कि पेंच को हाथ से ढीला न किया जा सके (चित्रा 5 ए)।
  3. मल्टीक्लेव को फ्यूम हुड में रखें और रिएक्टर की हेड प्लेट को हटा दें, फिर पीटीएफई शीट को हटा दें और रिएक्टर की ग्राउंड प्लेट से पीटीएफई इंसर्ट के साथ नमूना प्लेट को हटा दें (चित्रा 5 बी)।
  4. पीटीएफई प्रविष्टियों का निरीक्षण करें और क्रिस्टल की जांच करें (चित्रा 5 सी)। यदि मौजूद हैं, तो उनमें से कुछ को कुछ मातृ शराब के साथ अलग करें।
  5. इसके बाद, इन-हाउस उच्च-थ्रूपुट निस्पंदन ब्लॉक (चित्रा 6 ए) को इकट्ठा करें: फ़िल्टर ब्लॉक को दो वॉश बोतलों के माध्यम से वैक्यूम पंप से कनेक्ट करें, और फ़िल्टर ब्लॉक में संबंधित अवकाश (चित्रा 6 बी-डी) के साथ दो सिलिकॉन सीलिंग मैट के बीच दो फ़िल्टर पेपर रखें। पीटीएफई भरने वाले ब्लॉक को शीर्ष पर रखें, यह सुनिश्चित करें कि उचित अवकाश सीलिंग मैट और फ़िल्टर ब्लॉक (चित्रा 6 ई) के साथ मेल खाते हैं। क्लैंपिंग फ्रेम का उपयोग करके परतों को कस ें, जिसे चार स्टड बोल्ट द्वारा रखा जाता है। इकाई को ठीक से सील करने के लिए, स्टड बोल्ट पर विंग नट का उपयोग करें और हाथ से कसें (चित्रा 6 एफ)।
    नोट: निस्पंदन ब्लॉक के तकनीकी चित्र सहायक जानकारी (पूरक फ़ाइल 3) में दिखाए गए हैं। यदि कोई फ़िल्टर ब्लॉक उपलब्ध नहीं है, तो उत्पादों को व्यक्तिगत रूप से फ़िल्टर भी किया जा सकता है।
  6. भरने वाले ब्लॉक के अवकाश को बंद करें जिन्हें प्लग से नहीं भरा जाना है (चित्रा 6 एफ)।
    1. बाद में प्रक्रिया में, उन अवकाशों को सील करें जो पहले से ही सूखा हो चुके हैं। यह अन्य कुओं को भी सूखा करने की अनुमति देता है।
  7. झिल्ली वैक्यूम पंप चालू करें और इसे एक मोड में सेट करें जिसमें यह सर्वोत्तम संभव वैक्यूम (5-12 मिलीबार) तक पंप करेगा।
  8. डिस्पोजेबल पिपेट का उपयोग करके, पीटीएफई की सामग्री को भरने वाले ब्लॉक के नामित कुओं में स्थानांतरित करें (चित्रा 7 ए)।
    नोट: यदि हानिकारक सॉल्वैंट्स (जैसे, डाइमिथाइलफॉर्मामाइड) का उपयोग किया जाता है, तो उत्पादों को निम्नलिखित चरणों के दौरान हानिकारक पदार्थों के संपर्क को कम करने के लिए इथेनॉल या किसी अन्य कम विषाक्त और अधिक अस्थिर विलायक के साथ धोया जाना चाहिए।
  9. सभी आवेषण खाली होने के बाद, क्रिस्टल के लिए एक दूसरी नज़र डालें और यदि कोई हो तो उन्हें अलग करें (चित्रा 7 बी)। नोट: क्रिस्टलीय के आकार को निर्धारित करने के लिए विभिन्न आवर्धन का उपयोग करने की संभावना के साथ एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।
  10. सभी कुओं के सूखजाने के बाद निस्पंदन ब्लॉक को सावधानीपूर्वक अलग करें (चित्र 7 सी)।
  11. एक तथाकथित "उत्पाद लाइब्रेरी" अब फ़िल्टर पेपर (चित्रा 7 डी) पर उपलब्ध है।
  12. उत्पाद लाइब्रेरी को फ्यूम हुड में हवा में सूखने की अनुमति देकर सुखाएं; गैर विषैले और गैर-संक्षारक सॉल्वैंट्स के मामले में, पीएक्सआरडी माप गीले उत्पादों के साथ किया जा सकता है।

4. लक्षण वर्णन

नोट: नए क्रिस्टलीय यौगिकों की खोज के लिए, प्राप्त उत्पादों को एचटी-पीएक्सआरडी की विशेषता है। नए क्रिस्टलीय चरणों की पहचान की जाती है और आगे के लक्षण वर्णन के लिए उपयोग किया जाता है। पाउडर एक्स-रे डिफ्रेक्टोमीटर के साथ काम करना एक मानक प्रक्रिया का पालन करता है, जिसे ऑपरेटिंग मैनुअल में पाया जा सकता है। एक मानक पाउडर एक्स-रे डिफ्रेक्टोमीटर का भी उपयोग किया जा सकता है, जो लक्षण वर्णन को अधिक थकाऊ बनाता है।

  1. उत्पाद लाइब्रेरी को दो धातु प्लेटों (बेस प्लेट और कवर प्लेट) के बीच रखें; चित्रा 7 ई और पूरक फ़ाइल 4) इस तरह से कि प्लेटों में अवकाश पीएक्सआरडी द्वारा परीक्षा की अनुमति देने के लिए उत्पाद स्थानों से मेल खाते हैं। प्लेटों को सावधानीपूर्वक संरेखित करें और उन्हें दो स्क्रू (चित्रा 7 एफ) के साथ सुरक्षित करें।
  2. डिफ्रेक्टोमीटर (चित्रा 8 ए, बी) के नमूना धारक में उत्पाद लाइब्रेरी डालें।
    नोट: अन्य नमूना धारकों को अलग-अलग ब्रैकेट की आवश्यकता हो सकती है। अधिक जानकारी के लिए उपयोगकर्ता मैनुअल देखें।
  3. लोड किए गए नमूना धारक को डिफ्रेक्टोमीटर के xy चरण में ध्यान से रखें और उपकरण को बंद करें (चित्रा 8 सी)।
  4. डिफ्रेक्टोमीटर को विनएक्सपीओडब्ल्यू सॉफ्टवेयर31 के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है। डिफ्रेक्टोमीटर नियंत्रण विंडो में, रेंज मेनू पर क्लिक करके मापने मोड सेट करें और स्कैन मोड चुनें। एक नई विंडो खुलती है; यहां, स्कैन मोड चुनें: ट्रांसमिशन, पीएसडी मोड: मूविंग, स्कैन प्रकार: 2थेटा, और ओमेगा मोड: तय किया गया और संवाद की पुष्टि करें।
  5. मापने पैरामीटर सेट करने के लिए, श्रेणियाँ मेनू पर क्लिक करें और स्कैन श्रेणी चुनें.
    1. एक नई विंडो खुलती है; यहां, प्लस आइकन पर क्लिक करें और उस पर डबल-क्लिक करके दिखाई देने वाली मानक सेटिंग्स को संपादित करें।
    2. उत्पाद लाइब्रेरी को चिह्नित करने के लिए, निम्नलिखित सेटिंग्स के साथ प्रत्येक नमूने का एक छोटा 4 मिनट माप करें: (ए) 2थेटा (शुरू, अंत): 2, 47 , (बी) चरण: 1.5, (सी) समय / पीएसडी चरण [एस]: 2, (डी) ओमेगा: 0. दोनों संवादों की पुष्टि करें।
  6. xy चरण पर मापा जाने वाले नमूने चुनने के लिए, श्रेणियाँ मेनू पर क्लिक करें और स्कैन उपयोग चुनें.
    1. एक नई विंडो खुलती है; यहां, स्कैन उपयोग को कई नमूनों पर सेट करें और व्यक्तिगत श्रेणियों / फ़ाइलों के विकल्प की जांच करें।
    2. इसके बाद, बटन श्रेणियाँ /फ़ाइलें पर क्लिक करें; 48 चयन योग्य नमूना पदों के साथ एक नई विंडो ("HT_Editor") खुलती है। 'नियंत्रण' कुंजी दबाए गए स्थिति पर क्लिक करके नमूना प्लेट पर नमूने के साथ सभी पदों का चयन करें।
    3. पदों को सक्रिय करने के लिए, नमूने मापें पर राइट-क्लिक का उपयोग करें। दोनों संवादों की पुष्टि करें.
  7. मेनू में फ़ाइल पर क्लिक करके फ़ाइलों को सहेजें और इस रूप में सहेजें चुनें। एक निर्देशिका और एक फ़ाइल नाम चुनने के बाद, सहेजें बटन पर क्लिक करें।
  8. मेनू में माप पर क्लिक करके माप शुरू करें और पहली प्रविष्टि, डेटा संग्रह चुनें। एक नई विंडो खुलती है; माप शुरू करने के लिए ओके बटन पर क्लिक करें।
    नोट: डिफ़ॉल्ट सेटिंग्स और डिफ्रेक्टोमीटर को कैलिब्रेट करने की प्रक्रिया उपयोगकर्ता मैनुअल से ली जानी चाहिए। माप मापदंडों (स्कैनिंग कोण, चरण आकार, प्रति स्कैनिंग चरण समय) की पसंद भी सामग्री के घनत्व, विच्छेदित परमाणुओं के वजन आदि पर निर्भर है, और इसे समायोजित करना पड़ सकता है। एक्स-रे का अवशोषण एक समस्या हो सकती है यदि बहुत अधिक नमूना बनता है और भारी तत्वों का उपयोग किया जाता है।

5. डेटा मूल्यांकन

नोट: डेटा का मूल्यांकन करने के लिए एक इन-हाउस प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है; अन्य प्रक्रियाएं कल्पनीय हैं। PXRD डेटा ".raw" फ़ाइल स्वरूप में प्राप्त किया जाता है। अन्य सॉफ़्टवेयर में डिफ्रेक्टोग्राम का मूल्यांकन करने के लिए, इस फ़ाइल स्वरूप को कनवर्ट किया जाना चाहिए, उदाहरण के लिए, ".xyd" फ़ाइल स्वरूप में.

  1. WinXPOW सॉफ़्टवेयर31 खोलें। पाउडर एक्स-रे डिफ्रेक्टोग्राम खोलने के लिए, कच्चे डेटा मेनू का उपयोग करें और कच्चे डेटा हैंडलिंग चुनें। एक नई विंडो खुलती है।
  2. बैच ओपन के लिए आइकन पर क्लिक करें और फ़ाइलें जोड़ें के माध्यम से सभी फ़ाइलों का चयन करें। सभी फाइलों को चुनने के बाद ओके के साथ ओपन एंड कंफर्म पर क्लिक करें।
  3. रेंज पर क्लिक करके और अनुकूलन तीव्रता चुनकर तीव्रता को 10,000 के अधिकतम मान तक सामान्य करें; एक नई विंडो खुलती है। अधिकतम तीव्रता को सामान्य करने का विकल्प चुनें और 10000 लिखें। क्लिक करें ठीक.
    नोट: WinXPOWसॉफ्टवेयर31 डेटा बदलने पर कच्चे डेटा को अधिलेखित करता है; डेटा की प्रतियों पर काम करना सुनिश्चित करें।
  4. मूल्यांकन कार्यक्रमों के लिए उपयुक्त फ़ाइल स्वरूप में निर्यात चिह्न के माध्यम से फ़ाइलें निर्यात करें. कोई आउटपुट निर्देशिका चुनें और X/Y फ़ाइल स्वरूप का उपयोग करें. निर्यात समाप्त करने के लिए ठीक क्लिक करें.
  5. PXRD डेटा को किसी उपयुक्त प्रोग्राम में स्टैक्ड या पृथक दृश्य में प्रदर्शित करें. प्रतिबिंबों की संख्या, आधी चौड़ाई (आधी अधिकतम [एफडब्ल्यूएचएम] पर पूर्ण चौड़ाई), और सिग्नल-टू-शोर अनुपात की जांच करके सबसे क्रिस्टलीय उत्पादों की पहचान करें।
    नोट: पहले विश्लेषण के लिए, ग्राफिक्स सबरूटीन और सर्च एंड मैच फ़ंक्शन के साथ विनएक्सपीओडब्ल्यूसॉफ्टवेयर31 का भी उपयोग किया जा सकता है।

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Representative Results

PXRD डेटा चित्र 9 में दिखाया गया है। पहले मूल्यांकन के लिए, प्राप्त परिणाम जांच किए गए पैरामीटर स्थान के संश्लेषण मापदंडों से जुड़े हुए हैं। जांच लिंकर से धातु के छह अलग-अलग दाढ़ अनुपात और एनएओएच / एचसीएल से अल3 + के चार अलग-अलग दाढ़ अनुपात का उपयोग करके की गई थी। इस जानकारी को प्राप्त पीएक्सआरडी डेटा (चित्रा 9) के साथ जोड़कर, यह देखा जा सकता है कि कम क्रिस्टलीयता के उत्पाद 1: 1 (श्रृंखला ए 1 से ए 6) के एनएओएच: अल3 + के दाढ़ अनुपात पर और एनएओएच या एचसीएल (श्रृंखला सी 1 से सी 6) की अनुपस्थिति में सिंथेसिस से प्राप्त किए गए थे। यह प्रतिबिंबों की छोटी संख्या, उच्च सिग्नल-टू-शोर अनुपात और प्रतिबिंबों की बड़ी आधी चौड़ाई (एफडब्ल्यूएचएम) से परिलक्षित होता है। प्रतिबिंबों की संख्या और स्थिति व्यक्तिगत पाउडर पैटर्न में भिन्न होती है, जो विभिन्न उत्पादों या चरण मिश्रण के गठन को इंगित करती है। इन श्रृंखलाओं के भीतर, लिंकर से धातु (2: 1, 1: 1, 0.5: 1) के मध्यम या निम्न दाढ़ अनुपात पर संश्लेषण विशेष रूप से उच्च क्रिस्टलीयता के उत्पाद दिखाते हैं।

20: 1 और 40: 1 के एचसीएल: अल3 + के दो उच्चतम दाढ़ अनुपात ों पर की गई प्रतिक्रियाओं में, बहुत समान प्रतिक्रिया उत्पाद बनते हैं। डेटा श्रृंखला E1 से E6 (HCl: Al3+ = 20: 1) को देखते हुए, लिंकर से धातु के उच्च दाढ़ अनुपात के साथ तैयार किए गए उत्पादों के PXRD डेटा में कम सिग्नल-टू-शोर अनुपात देखा जाता है। इसके अलावा, लिंकर से धातु (ई 5 और ई 6) के कम दाढ़ अनुपात के साथ प्राप्त उत्पादों के विवर्तन पैटर्न अतिरिक्त प्रतिबिंब दिखाते हैं, जो एक अलग चरण या चरण मिश्रण की उपस्थिति का संकेत देते हैं। G1 से G6 श्रृंखला (HCl: Al3+ = 40: 1) का विश्लेषण करते हुए, सभी प्रतिक्रियाओं में एक ही क्रिस्टलीय चरण प्राप्त होता है। फिर, सिग्नल-टू-शोर अनुपात धातु के लिंकर के घटते दाढ़ अनुपात के साथ बढ़ता है।

अगले चरण में, उच्चतम सिग्नल-टू-शोर अनुपात और सबसे छोटी आधी चौड़ाई (यहां, श्रृंखला ई 1 से ई 6 और जी 1 से जी 6 से नमूना जी 1) के साथ पीएक्सआरडी पैटर्न की तुलना गणना पाउडर पैटर्न के साथ की जाती है। ऐसा करने के लिए, क्रिस्टलोग्राफिक डेटाबेस को एक ही लिंकर अणु वाले यौगिकों के लिए खोजा जा सकता है। उदाहरण के लिए, CCDC के CSD डेटाबेस के MOF उप-समूहका उपयोग किया जा सकता है। CSD डेटाबेस ConQuest33 प्रोग्राम का उपयोग करके या सीधे CCDC वेबसाइट32 से खोजा जा सकता है। कॉनक्वेस्ट33का उपयोग, अन्य विशेषताओं के अलावा, खोज को एमओएफ उपसमुच्चय और आगे क्रिस्टल संरचनाओं तक सीमित करने की अनुमति देता है, उदाहरण के लिए, इसमें कुछ तत्व या कार्यात्मक समूह शामिल हैं या स्पष्ट रूप से नहीं हैं। इस मामले में, एक त्रिसंयोजक धातु आयन और लिंकर अणु वाले यौगिक रुचि के हैं, और अल-एमआईएल -9134 ब्याज का एक यौगिक है। मिलान प्रविष्टि डाउनलोड की जाती है और WinXPOWसॉफ़्टवेयर31 में एक PXRD पैटर्न की गणना की जाती है। चित्रा 10 में, अल-एमआईएल -91 के गणना किए गए पीएक्सआरडी पैटर्न की तुलना मापा पीएक्सआरडी पैटर्न के साथ की जाती है। प्रतिबिंब स्थितियों की तुलना करके, कुछ पाउडर पैटर्न की पहचान की जा सकती है, जिसमें अल-एमआईएल -91 को सौंपे जाने वाले प्रतिबिंब दिखाई देते हैं (चित्रा 10; उदा। ए 4), लेकिन किसी भी संश्लेषण में शुद्ध चरण के रूप में नहीं। एक योजक के रूप में एचसीएल का उपयोग करके प्राप्त उत्पादों के पीएक्सआरडी पैटर्न एमआईएल -91 और लिंकर अणु वाले अन्य यौगिकों से पूरी तरह से अलग हैं। इस जानकारी को चित्रा 11 में संक्षेपित किया गया है, जिसे खोज पुस्तकालय कहा जा सकता है। तालिका 1 अभिकर्मकों के दाढ़ अनुपात, समाधानों की सांद्रता, उपयोग किए गए वॉल्यूम और लिंकर की मात्रा को सूचीबद्ध करती है। प्रयोगात्मक तालिका का एक सरलीकृत रूप और केवल दाढ़ अनुपात दिखाने वाली रंग योजना को क्रमशः तालिका 2 और पूरक चित्र 1 में दर्शाया गया है।

एनएओएच के साथ योजक (ए 1 से ए 6) के रूप में प्राप्त नमूनों के पीएक्सआरडी पैटर्न या एक योजक (सी 1 से सी 6) की अनुपस्थिति स्पष्ट प्रतिक्रिया रुझानों की पहचान करने के लिए उपयुक्त नहीं हैं। फिर भी, अनुभव के साथ, कोई कुछ जानकारी निकाल सकता है। उदाहरण के लिए: a) A और C श्रृंखला (जैसे, A2 और C2) में उत्पाद के लिए एक ही PXRD पैटर्न देखे जाते हैं, और b) चरण मिश्रण पाए जाते हैं (A3 A2 और A4 का मिश्रण हो सकता है और C3 C2 और C4 का मिश्रण हो सकता है)। इसलिए, जांच के अगले चरण में, पैरामीटर स्थान को इस तरह से संशोधित किया जाना चाहिए कि लिगैंड से धातु से योजक के दाढ़ अनुपात की भिन्नता में छोटे चरणों का उपयोग किया जाता है।

सारांश में, एक योजक के रूप में एचसीएल के साथ किए गए संश्लेषण की श्रृंखला में स्पष्ट रुझान देखे जा सकते हैं। लिंकर की अधिकता (4: 1 के धातु के लिए लिंकर का दाढ़ अनुपात) और एचसीएल से धातु (40: 1) का उच्च दाढ़ अनुपात एक नए, अत्यधिक क्रिस्टलीय यौगिक को जन्म देता है। आगे की जांच ने हमें एकल-क्रिस्टल एक्स-रे विवर्तन के लिए उपयुक्त एकल क्रिस्टल प्राप्त करने की अनुमति दी, जिससे नए यौगिक की संरचनात्मक व्याख्या हुई।

यहां प्रस्तुत परिणामों से, एचटी विधियों के सफल उपयोग के लिए एक महत्वपूर्ण कारक जांच किए जाने वाले पैरामीटर स्थान का समझदार चयन और लक्षण वर्णन डेटा के लिए प्रयोग (पैरामीटर स्पेस) के डिजाइन को जोड़ना है।

Figure 1
चित्र 1: HT वर्कफ़्लो में चरण. 1) डीओई, ब्याज के पैरामीटर स्थान का चयन करना; 2) अभिकर्मकों की खुराक; 3) सॉल्वोथर्मल संश्लेषण; 4) अलगाव और वर्कअप; 5) लक्षण वर्णन, जो आमतौर पर पीएक्सआरडी के साथ किया जाता है; 6) डेटा मूल्यांकन, जिसके बाद चरण 1 फिर से आता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्र 2: बाईं ओर उपकरण के अलग-अलग भाग और दाईं ओर इकट्ठे उपकरण। (ए) 24 प्रतिक्रियाओं के लिए इन-हाउस निर्मित एचटी रिएक्टर में एक बेस प्लेट होती है जिसमें छोटी तरफ दो गाइड पिन होते हैं, और इसमें एक अवकाश होता है जिसमें नमूना प्लेट, 24 पीटीएफई प्रविष्टियों को रखने के लिए अवकाश देती है। डाला जा सकता है। सहायक जानकारी में तकनीकी चित्र (पूरक फ़ाइल 1) शामिल हैं। (बी) इन-हाउस 48 सिंथेसिस के लिए स्टील मल्टीक्लेव। डिजाइन मूल रूप से 24 प्रतिक्रिया रिएक्टर के समान है। सहायक जानकारी में तकनीकी चित्र (पूरक फ़ाइल 2) शामिल हैं। (सी) 48 प्रतिक्रिया मिश्रणों के निस्पंदन के लिए इन-हाउस निस्पंदन ब्लॉक; अलग-अलग भागों को बाईं ओर दिखाया गया है, और इकट्ठे फ़िल्टर ब्लॉक दाईं ओर है। सहायक जानकारी में तकनीकी आरेखण (अनुपूरक फ़ाइल 3) शामिल है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्र 3: एचटी रिएक्टर को इकट्ठा करना । (A) छेद ों को कवर करने के लिए नमूना प्लेट में 2 मिमी की ऊंचाई के साथ कुल 24 डिस्क डाली जाती हैं। यह पीटीएफई को सही ढंग से फिट करने की अनुमति देता है और आसानी से हटाने योग्य है। (बी) पीटीएफई को ठोस के साथ भरने के बाद, समाधान को पिपेट का उपयोग करके जोड़ा जाता है। रिएक्टर को फिर इकट्ठा किया जाता है। (सी) पीटीएफई इंसर्ट के साथ नमूना प्लेट को बेस प्लेट में डाला जाता है। पीटीएफई इंसर्ट (ऊपर बाएं) की पहचान करने के लिए बेस प्लेट को चिह्नित किया गया है। (डी) पीटीएफई पत्रकों को नमूना प्लेट पर रखा जाता है। (ई) हेड प्लेट को बेस प्लेट के शीर्ष पर रखा जाता है जिसमें नमूना प्लेट और दो पीटीएफई शीट होती हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्र 4: रिएक्टर को सील करना और मजबूर संवहन ओवन में रखना । (ए) मल्टीक्लेव को एक प्रेस में रखा जाता है जो रिएक्टर को स्प्रिंग-लोडेड दबाव टुकड़ों में 2 मिमी मुक्त स्थान (लाल चक्रों के साथ चिह्नित) छोड़ने के लिए पर्याप्त दबाव लागू करता है। (बी) प्रेस में, रिएक्टर पर दबाव लागू किया जाता है ताकि स्प्रिंग-लोडेड दबाव टुकड़ों में 2 मिमी मुक्त स्थान हो। (सी) दबाव लागू होने के बाद, पेंच को हाथ से कस दिया जाता है। (डी) रिएक्टर को मजबूर संवहन ओवन में रखा गया है। यह एक समान और निरंतर हीटिंग सुनिश्चित करता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्रा 5: मल्टीक्लेव को हटाना और क्रिस्टल की जांच करना । (ए) प्रेस में, रिएक्टर को उस बिंदु तक दबाव डाला जाता है जहां पेंच को हाथ से ढीला किया जा सकता है। (बी) रिएक्टर को फ्यूम हुड में सावधानीपूर्वक अलग किया जाता है। (ग) अब क्रिस्टलीय ों की उपस्थिति के लिए पीटीएफई प्रविष्टियों की जांच की जाती है; यदि मौजूद है, तो इन्हें कुछ मातृ शराब के साथ अलग किया जाना चाहिए। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
चित्रा 6: एचटी निस्पंदन ब्लॉक को इकट्ठा करना। (ए) निस्पंदन ब्लॉक और रिएक्टर के हिस्से। फ़िल्टर ब्लॉक में फिट होने के लिए दो फ़िल्टर पेपर काटे जाते हैं। निस्पंदन ब्लॉक वैक्यूम पंप से भी जुड़ा हुआ है। (बी) फिल्टर ब्लॉक में एक सीलिंग मैट (सिलिकॉन से बना) डाला जाता है। (C) दो फिल्टर पेपर सीलिंग मैट के ऊपर रखे जाते हैं। (D) दूसरा सीलिंग मैट (सिलिकॉन से बना) फिल्टर ब्लॉक में डाला जाता है। (ई) फिलिंग ब्लॉक (पीटीएफई से बना) को फिल्टर ब्लॉक में सीलिंग मैट के शीर्ष पर रखा जाता है। (एफ) एक स्टील फ्रेम को शीर्ष पर रखा जाता है और विंग स्क्रू के साथ तय किया जाता है। अप्रयुक्त फिल्टर उद्घाटन रबर प्लग के साथ बंद कर दिए जाते हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 7
चित्रा 7: पीटीएफई प्रविष्टियों की सामग्री को स्थानांतरित करना, निस्पंदन ब्लॉक को अलग करना, और पीएक्सआरडी का उपयोग करके लक्षण वर्णन के लिए उत्पाद लाइब्रेरी तैयार करना। डिस्पोजेबल पिपेट की मदद से, पीटीएफई इंसर्ट की सामग्री को निस्पंदन ब्लॉक के संबंधित छेदों में स्थानांतरित किया जाता है। (बी) पीटीएफई प्रविष्टियों की गैर-स्थानांतरित क्रिस्टलीय ों के लिए दूसरी बार जांच की जाती है। (सी) निस्पंदन ब्लॉक को अब सावधानीपूर्वक अलग किया गया है। पड़ोसी नमूनों को दूषित न करने के लिए विशेष ध्यान रखा जाना चाहिए। यह तब हो सकता है जब निस्पंदन ब्लॉक को लंबवत रूप से नहीं उठाया जाता है या यदि फ़िल्टर पेपर का आधा हिस्सा निस्पंदन ब्लॉक से जुड़ा रहता है। (डी) निस्पंदन कागज पर उत्पाद पुस्तकालय। (ई) उत्पाद लाइब्रेरी को निस्पंदन ब्लॉक से सावधानीपूर्वक हटा दिया जाता है और धातु प्लेट पर रखा जाता है (सहायक जानकारी में तकनीकी चित्र होते हैं; पूरक फाइल 4) इस तरह से कि छेद नमूने की स्थिति के साथ संरेखित होते हैं। शीर्ष खंड को नीचे की प्लेट तक सुरक्षित करने के लिए दो स्क्रू का उपयोग किया जाता है। (एफ) उत्पाद पुस्तकालय अब दो धातु प्लेटों के बीच तय किया गया है। व्यक्तिगत प्रतिक्रिया उत्पादों को अब क्रिस्टलीय की उपस्थिति के लिए प्रकाश माइक्रोस्कोप के तहत तीसरी बार जांच की जा सकती है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 8
चित्र 8: एचटी-पीएक्सआरडी माप। (ए) एचटी-पीएक्सआरडी माप के लिए, धातु प्लेटों (नीचे) के बीच उत्पाद पुस्तकालय दो स्क्रू के साथ नमूना धारक (शीर्ष) से जुड़ा हुआ है। (बी) एचटी-पीएक्सआरडी नमूना धारक में उत्पाद पुस्तकालय। (सी) एक्सवाई चरण के साथ पाउडर एक्स-रे डिफ्रेक्टोमीटर। एक्सरे ट्यूब नीचे है, और डिटेक्टर शीर्ष बाईं ओर है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 9
चित्रा 9: सभी मापा पीएक्सआरडी पैटर्न का स्टैक्ड प्लॉट। डिफ्रेक्टोग्राम को तालिका 1 के अनुसार लेबल किया जाता है, जिसमें अभिकर्मकों के दाढ़ अनुपात होते हैं। तालिका 1 से जानकारी को प्लॉट के दाईं ओर सलाखों के रूप में जोड़ा जाता है, जो एडिटिव्स-ब्लू को उजागर करता है: एनएओएच; हरा: कोई योजक नहीं; लाल: एचसीएल-तालिका 2 में उपयोग की जाने वाली रंग योजना के अनुसार। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 10
चित्रा 10: अल-एमआईएल -9134 के गणना किए गए पीएक्सआरडी पैटर्न के साथ सबसे क्रिस्टलीय चरणों के पीएक्सआरडी पैटर्न की तुलना। प्लॉट के दाईं ओर की पट्टियां उन एडिटिव्स को उजागर करती हैं जिनका उपयोग किया गया था-नीला: एनएओएच; हरा: कोई योजक नहीं; लाल: एचसीएल ( तालिका 2 में उपयोग की जाने वाली रंग योजना के अनुसार)। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 11
चित्रा 11: डिस्कवरी लाइब्रेरी और रासायनिक प्रणाली में पहले एचटी अध्ययन के परिणाम AlCl3:6H2O/H4PMP/NaOH/HCl/H2O नंबरिंग डिफ्रेक्टोमीटर सॉफ्टवेयर की नंबरिंग का अनुसरण करती है और तालिका 1, चित्रा 9 और चित्रा 10 से मेल खाती है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

तालिका 1: अभिकर्मकों के दाढ़ अनुपात, समाधानों की सांद्रता, प्रयुक्त मात्रा और लिंकर की मात्रा। पूर्ण तालिका सहायक जानकारी (पूरक तालिका 1) में पाई जा सकती है। कृपया इस तालिका को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें।

तालिका 2: प्रयोगात्मक तालिका का एक सरलीकृत रूप, जो केवल दाढ़ अनुपात दिखाता है। सिंथेसिस 1-6 को एनएओएच के साथ एक योजक के रूप में किया जाता है (नीले और सफेद धारियों के रूप में दिखाया गया है)। सिंथेसिस 7-12 बिना किसी योजक (हरे और सफेद धारियों) के होते हैं और संश्लेषण 13-24 एचसीएल के साथ धातु के दो अलग-अलग दाढ़ अनुपात (लाल और सफेद धारियों दोनों के साथ) में एक योजक के रूप में किया जाता है। कृपया इस तालिका को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें।

पूरक चित्र 1: दाढ़ अनुपात का प्रतिनिधित्व करने वाली रंग योजना। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक तालिका 1: अभिकर्मकों को तैयार करने के लिए उपयोग किए जाने वाले दाढ़ अनुपात, सांद्रता, प्रयुक्त मात्रा और लिंकर की मात्रा के साथ पूरी तालिका। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक फ़ाइल 1: 24-प्रतिक्रिया रिएक्टर के तकनीकी चित्र। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक फ़ाइल 2: 48-प्रतिक्रिया रिएक्टर के तकनीकी चित्र। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक फ़ाइल 3: निस्पंदन ब्लॉक के तकनीकी चित्र। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक फ़ाइल 4: एचटी-पीएक्सआरडी के लिए नमूना धारक के तकनीकी चित्र। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Discussion

एचटी विधि की जटिलता के कारण, व्यक्तिगत चरणों और विधि पर निम्नलिखित खंडों में चर्चा की जाती है। पहले भाग में एचटी वर्कफ़्लो (चित्रा 1) के प्रत्येक कार्य चरण के लिए महत्वपूर्ण चरण, संभावित संशोधन और तकनीक की सीमाएं, जहां लागू हों, शामिल हैं। अंत में, मौजूदा तरीकों और भविष्य के अनुप्रयोगों के संबंध में एचटी विधि के महत्व सहित एक सामान्य चर्चा भी प्रस्तुत की गई है।

एचटी वर्कफ़्लो, डीओई के पहले चरण में, किसी को एक निश्चित प्रयोग के बारे में अधिकतम जानकारी प्राप्त करने के लिए अध्ययन के लिए प्रासंगिक मापदंडों को अच्छी तरह से चुनना होगा क्योंकि "एक खराब डिज़ाइन किया गया प्रयोग अभूतपूर्व गति और उत्कृष्ट मात्रा में खराब जानकारी देगा"। एक बार पैरामीटर तय हो जाने के बाद, स्प्रेडशीट सॉफ्टवेयर का उपयोग अक्सर शुरुआती सामग्री और विलायक द्रव्यमान और वॉल्यूम की मात्रा की गणना करने के लिए किया जाता है। छोटी गलतियां, उदाहरण के लिए, दाढ़ द्रव्यमान, सूत्र, आदि में, अनपेक्षित प्रतिक्रिया मापदंडों का एक सेट होता है: "यदि कुछ भी हो, तो योजना को और भी सावधानी से किया जाना चाहिए क्योंकि अब हमारे पास पहले से कहीं अधिक तेजी से गलत दिशा में जाने की संभावना है। इन-हाउस निर्मित मल्टीक्लेव का उपयोग करके सॉल्वोथर्मल सिंथेसिस के लिए एचटी पद्धति के अनुकूलन में किए जा सकने वाले प्रयोगों के प्रकारों पर कुछ सामान्य सीमाएं हैं। पीटीएफई डालने का कामकाजी तापमान न केवल सीमित है क्योंकि पीटीएफई उच्च लता प्रदर्शित करता है, बल्किगिरावट प्रक्रियाओं के कारण भी। अधिकतम कार्य तापमान के बारे में जानकारी के लिए, पीटीएफई निर्माताओं की तकनीकी जानकारी को संबोधित किया जाना चाहिए। इसके अलावा, प्रतिक्रिया तापमान पर ऑटोजेनस दबाव या वाष्पशील प्रतिक्रिया उत्पादों के गठन को ध्यान में रखा जाना चाहिए। सील के लिए दबाव बहुत अधिक हो सकता है और रिसाव हो सकता है। मल्टीक्लेव की सामान्य सीमाओं के लिए, रिएक्टरों को बनाने वाली विनिर्माण दुकान पर सवाल उठाया जाना चाहिए। सामग्री विज्ञान में भविष्य के विकास पीटीएफई जहाजों और मल्टीक्लेव के सुलभ तापमान और दबाव सीमा का विस्तार कर सकते हैं।

एचटी वर्कफ़्लो में दूसरा चरण अभिकर्मकों की छोटी मात्रा की खुराक है। प्रतिक्रिया वाहिकाओं में शुरुआती सामग्री को जोड़ने से पहले परिभाषित सांद्रता के स्टॉक समाधान ों को सटीक रूप से तैयार किया जाना चाहिए, क्योंकि छोटी मात्रा की खुराक में त्रुटियों के साथ संयुक्त छोटी खुराक त्रुटियों के परिणामस्वरूप शुरुआती सामग्री19,20 के निर्दिष्ट दाढ़ अनुपात से बड़े विचलन हो सकते हैं। मिलीग्राम पैमाने पर ठोस पदार्थों की खुराक बहुत चुनौतीपूर्ण है, और इसलिए अत्यधिक सटीक तराजू का उपयोग किया जाना चाहिए। इसके अलावा, निर्दिष्ट मात्रा (अनुभाग 1 में परिभाषित) से विचलन को प्रलेखित किया जाना चाहिए। अभिकर्मकों और सॉल्वैंट्स को खुराक देने का क्रम हमेशा समान रहना चाहिए। केवल उच्च शुद्धता की शुरुआती सामग्री का उपयोग किया जाना चाहिए और अभिकर्मक समाधान ताजा तैयार किया जाना चाहिए (या कम से कम तैयारी के दिन को प्रलेखित किया जाना चाहिए), क्योंकि उम्र बढ़ने, उदाहरण के लिए, पॉलीकंडेनसेशन प्रतिक्रियाओं या धातु प्रजातियों की वर्षा का परिणाम हो सकता है। कुछ मामलों में, प्रतिक्रिया मिश्रण का समरूपीकरण अनिवार्य है, हालांकि आमतौर पर ऐसा नहीं किया जाता है। आटोक्लेव भरते समय लापरवाह होना सबसे आसान गलती है; चूंकि 24 या 48 प्रतिक्रिया वाहिकाओं में अलग-अलग मात्रा में दो या अधिक अभिकारकों को जोड़ना बहुत नीरस हो सकता है, इसलिए किसी को बहुत सटीक और सावधान रहना चाहिए। खुराक रोबोट का उपयोग करके स्वचालन त्रुटि के इस स्रोत को समाप्त कर देगा, लेकिन उपयुक्त उपकरण जटिल है और इसलिए महंगा है, और व्यापक रखरखाव की आवश्यकता है।

तीसरा चरण, सॉल्वोथर्मल संश्लेषण, एक निश्चित तापमान-समय कार्यक्रम के तहत उत्पादों के गठन की ओर जाता है। व्यक्तिगत पीटीएफई सम्मिलित, साथ ही एक व्यवस्थित अध्ययन के भीतर पूरे मल्टीक्लेव, को उसी तरह से व्यवहार किया जाना चाहिए। अलग-अलग उम्र बढ़ने के समय (उदाहरण के लिए, आटोक्लेव को इकट्ठा करने और उन्हें ओवन में रखने के बीच प्रतीक्षा समय के माध्यम से) उत्पाद निर्माण पर प्रभाव डाल सकते हैं। इसके अलावा, ओवन में मल्टीक्लेव की स्थिति ओवन के अंदर तापमान ग्रेडिएंट के कारण एक भूमिका निभा सकती है। यह उन मामलों में कम महत्वपूर्ण है जहां मजबूर संवहन ओवन का उपयोग किया जाता है। ओवन के नियमित अंशांकन की भी सलाह दी जाती है। तापमान-समय कार्यक्रम के बारे में, किसी को यह ध्यान रखना चाहिए कि स्टील मल्टीक्लेव को आवश्यक प्रतिक्रिया तापमान पर गर्म करने में घंटों लगते हैं, और इस प्रकार केवल कुछ घंटों के छोटे प्रतिक्रिया समय की सलाह नहीं दी जाती है।

चौथा चरण, उत्पाद अलगाव और वर्कअप, मैन्युअल रूप से किया जाता है। निस्पंदन चरण के दौरान क्रॉस-संदूषण उन रुझानों में आउटलायर्स का कारण बन सकता है जिन्हें समझाया नहीं जा सकता है। विशेष रूप से छिद्रपूर्ण सामग्री को संश्लेषित करने में, धोने के लिए सॉल्वैंट्स के प्रकार या विभिन्न सुखाने के तरीकों सहित वर्कअप प्रक्रियाओं को पूरे अध्ययन में समान रखा जाना चाहिए। किसी को दीवारों के तल पर क्रिस्टलीय के लिए प्रतिक्रिया वाहिकाओं का निरीक्षण करना चाहिए, क्योंकि वे कभी-कभी निस्पंदन चरण में स्थानांतरित नहीं होते हैं।

एचटी वर्कफ़्लो का पांचवां चरण, उत्पाद लक्षण वर्णन, अनुभाग 4 से प्रतिक्रिया उत्पाद पर किया जाता है। पीएक्सआरडी द्वारा क्रिस्टलीय चरणों की पहचान और डेटा की गुणवत्ता उत्पाद19,20 की मात्रा, आकृति विज्ञान और क्रिस्टलीयता से बाधित हो सकती है। छोटी मात्रा में एक बड़े सिग्नल-टू-शोर अनुपात के साथ डेटा होता है, जबकि बड़ी मात्रा में एक्स-रे अवशोषण हो सकता है, खासकर जब प्रतिक्रिया उत्पाद में भारी तत्व होते हैं। अत्यधिक अनिसोट्रोपिक क्रिस्टल आकार होने पर पसंदीदा अभिविन्यास एक समस्या हो सकती है, क्योंकि इससे पीएक्सआरडी पैटर्न में सापेक्ष तीव्रता में महत्वपूर्ण परिवर्तन होते हैं। यही बात बड़े क्रिस्टल पर भी लागू होती है, लेकिन उच्च तीव्रता के तेज प्रतिबिंब आमतौर पर देखे जाएंगे। इसलिए डेटा संग्रह से पहले एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के तहत नमूनों का निरीक्षण करने और बड़े क्रिस्टल मौजूद होने पर नमूने को पीसने की सलाह दी जाती है। संरचनात्मक डेटाबेस से ज्ञात क्रिस्टल संरचनाओं से गणना किए गए लोगों के साथ मापा पीएक्सआरडी पैटर्न की तुलना करते समय विचार करने के लिए एक और पहलू यह तथ्य है कि कुछ संरचनाएं प्रकाशित नहीं हो सकती हैं। कभी-कभी, संरचनाओं को विभिन्न सेल मापदंडों के साथ या विभिन्न सॉल्वैंट्स या काउंटर आयनों वाले यौगिकों के लिए प्रकाशित किया गया है। एमओएफ के लिए विशिष्ट एक दुर्लभ मामला उनकी संभावित संरचनात्मक लचीलापन है (यानी, अतिथि अणु की मात्रा और प्रकार ढांचे के मजबूत परिवर्तनों का कारण बनता है), जो पीएक्सआरडी पैटर्न में स्थिति और सापेक्ष तीव्रता में बड़े बदलाव में परिलक्षित होता है। इन मामलों में, नमूने को उसी तरह से इलाज किया जाना चाहिए। इसके अलावा, अन्य एचटी लक्षण वर्णन विधियों (उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं, गैस शोषण माप) की भी सूचना दी गई है, लेकिन नए क्रिस्टलीय यौगिकों की खोज के लिए पीएक्सआरडी अनिवार्य है।

एचटी वर्कफ़्लो का अंतिम चरण डेटा मूल्यांकन है। बड़ी मात्रा में डेटा के कारण, इस मामले में पीएक्सआरडी पैटर्न की संख्या, सावधानीपूर्वक मूल्यांकन अनिवार्य है, खासकर जब चरण मिश्रण मौजूद हों। यह और भी कठिन हो जाता है क्योंकि नए यौगिक बनते हैं, लेकिन कुछ अभ्यास के साथ चरण मिश्रण की पहचान करना संभव है। इसके लिए परिणामी प्रतिक्रिया उत्पादों (पीएक्सआरडी पैटर्न) के साथ खंड एक से रासायनिक मापदंडों को सहसंबंधित करने की आवश्यकता होती है; आमतौर पर, रुझानों को उनके बीच पहचाना जा सकता है। जबकि डेटा मूल्यांकन पीएक्सआरडी पैटर्न के दृश्य निरीक्षण द्वारा किया जा सकता है, गुणात्मक चरण विश्लेषण के लिए सॉफ्टवेयर का भी उपयोग किया जा सकता है।

अंत में, एचटी विधियों के उपयोग पर कुछ सामान्य टिप्पणियां हैं। वे जटिल पैरामीटर क्षेत्रों की व्यवस्थित जांच और गठन और संश्लेषण प्रवृत्तियों के क्षेत्रों पर जानकारी के निष्कर्षण की अनुमति देते हैं। उपलब्ध एचटी सेटअप के आधार पर, यह समानांतरकरण, लघुकरण और स्वचालन19,20 के विभिन्न डिग्री के साथ किया जा सकता है। सभी मामलों में, जांच तेज हो जाती है, शुरुआती सामग्रियों की खपत कम हो जाती है, और मानव त्रुटि19,20 को कम करके प्रजनन क्षमता में सुधार होता है। कई डेटा बिंदुओं का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि आउटलायर्स (यानी, परिणाम जो रुझानों में फिट नहीं होते हैं) इंगित करते हैं कि रिएक्टरों में शुरुआती सामग्री (जैसे, गलत मात्रा) या अवांछित अशुद्धियों की खुराक में कुछ त्रुटि हो सकती है। पीटीएफई रिएक्टरों का पुन: उपयोग करते समय उत्तरार्द्ध आसानी से हो सकता है। फिर भी, कई नुकसान हो सकते हैं, जो एचटी वर्कफ़्लो के छह चरणों से संबंधित हैं, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है। सामान्य तौर पर, सावधानी बरतने की सलाह दी जाती है क्योंकि त्रुटियां फैलती हैं, जिससे प्रजनन क्षमता चुनौतीपूर्ण हो जाती है। विचार करने के लिए अन्य सामान्य पहलू प्रतिक्रियाओं का स्केल-अप और अन्य रिएक्टर सिस्टम का उपयोग है, जिसे अतिरिक्त प्रतिक्रिया मापदंडों के रूप में भी माना जाना चाहिए। ये प्रतिक्रिया के कैनेटीक्स को बदल सकते हैं, लेकिन अन्य मामलों में, उदाहरण के लिए, सीएयू -10 37 के लिए, स्केल-अप और अन्य रिएक्टरों का उपयोग पीटीएफई या ग्लास रिएक्टर37 का उपयोग करके मिलीलीटर से लीटर रेंज तक पूरा किया गया है। यहां प्रस्तुत अध्ययन केवल एक उदाहरण है। कार्यप्रणाली को समाधान में किसी भी प्रतिक्रिया पर लागू किया जा सकता है जब तक कि सीमित मापदंडों का ध्यान रखा जाता है।

जबकि विभिन्न रिएक्टरडिजाइनों को 19,20 रिपोर्ट किया गया है, सामान्य रूप से एचटी विधियों का अनुकूलन विशाल प्रयोगात्मक पैरामीटर रिक्त स्थान का प्रबंधन करने का एकमात्र तरीका है। प्रतिक्रिया वाहिकाओं और मल्टीक्लेव के भविष्य के विकास सुलभ तापमान और दबाव रेंज के माध्यम से सुलभ पैरामीटर स्थान का विस्तार करेंगे। इसके अलावा, जैसा कि अन्य एचटी सिस्टम जैसे खुराक रोबोट या एचटी लक्षण वर्णन प्रणाली और नए सॉफ्टवेयर उपकरण अधिक किफायती और उपयोग में आसान हो जाते हैं, एचटी वर्कफ़्लो के अधिक से अधिक चरणों को अनुकूलित किया जाएगा, इस प्रकार नए यौगिकों या ज्ञात यौगिकों के अज्ञात गुणों की खोज में तेजी आएगी।

इस योगदान के साथ, हम वैज्ञानिक समुदाय के साथ विस्तार से अपनी पद्धति साझा करना चाहते हैं।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

इस काम को क्रिश्चियन-अल्ब्रेक्ट्स-यूनिवर्सिटी, श्लेस्विग-होलस्टीन राज्य और डॉयचे फोर्सचुंगस्जेमिनशाफ्ट (विशेष रूप से एसटीओ -643/2, एसटीओ -643/5 और एसटीओ -643/10) द्वारा समर्थित किया गया था।

नॉर्बर्ट स्टॉक B.Sc, M.Sc, और डॉक्टरेट छात्रों, साथ ही सहयोग भागीदारों को धन्यवाद देना चाहते हैं, जिन्होंने उच्च-थ्रूपुट पद्धति का उपयोग करके कई दिलचस्प परियोजनाओं को अंजाम दिया है, विशेष रूप से म्यूनिख में लुडविग-मैक्सिमिलियन-यूनिवर्सिट के प्रोफेसर बीन, जिन्होंने रिएक्टरों के विकास में एक प्रमुख भूमिका निभाई।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
AlCl3·6H2O Grüssing N/A 99%
Filter block for filtration of max. 48 reaction mixtures In-house made N/A Technical drawings in the supplementary files
Hydrochloric acid Honeywell 258148 Conc. 37 %, p.a.
Multiclaves with 24 individual Teflon inserts In-house made N/A Technical drawings in the supplementary files
N,N ‘-piperazine bis(methylenephosphonic acid Prepared by coworkers N/A H4PMP,  Prepared by coworkers with the method reported by Villemin et al.: D. Villemin, B. Moreau, A. Elbilali, M.-A. Didi, M.’h. Kaid, P.-A. Jaffrès, Phosphorus Sulfur Silicon Relat. Elem. 2010, 185, 2511.
Sample Plate for PXRD In-house made N/A Technical drawings in the supplementary files
Sodium hydroxide Grüssing N/A 99%
Stoe Stadi P Combi STOE Stadi P Combi Cu-Kα1 radiation (λ = 1.5406 Å); transmission geometry; MYTHEN2 1K detector; opening angle 18°; curved  monochromator; xy-table
Forced convection oven Memmert UFP400

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रसायन विज्ञान अंक 200
उच्च-थ्रूपुट विधियों का उपयोग करके आइसोरेटिकुलर अल (III) फॉस्फोनेट-आधारित धातु-कार्बनिक फ्रेमवर्क यौगिकों की खोज और संश्लेषण अनुकूलन
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Radke, M., Suren, R., Stock, N.… More

Radke, M., Suren, R., Stock, N. Discovery and Synthesis Optimization of Isoreticular Al(III) Phosphonate-Based Metal-Organic Framework Compounds Using High-Throughput Methods. J. Vis. Exp. (200), e65441, doi:10.3791/65441 (2023).

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