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Biology

नौ परमाणु जर्मेनियम की Deltahedral Zintl आयनों और उनके functionalization की कार्बनिक समूह के साथ संश्लेषण

Published: February 11, 2012 doi: 10.3791/3532
Automatic Translation
1, 1
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of Notre Dame

Summary

हम उच्च तापमान intermetallic व्यापारियों की कश्मीर संश्लेषण प्रस्तुत

Protocol

1. नाइओबियम ट्यूब की तैयारी

  1. नाइओबियम ट्यूबों (नायब) में कटौती से पहले, नायब सफाई समाधान तैयार. एक 500 मिलीलीटर की प्लास्टिक की बोतल में, बाहर उपाय और एक 100 मिलीलीटर सिलेंडर निम्नलिखित स्टॉक समाधान के रूप में प्राप्त मापने के माध्यम से जोड़ने के लिए: 110 मिलीलीटर एच 2 अतः 4, 50 मिलीलीटर 3 HNO द्वारा पीछा किया, 40 मिलीलीटर HF के द्वारा पीछा किया. मिश्रण अच्छी तरह से और उपयोग करने से पहले कमरे के तापमान तक पहुँचने की अनुमति.
  2. नायब ट्यूब, लंबाई में 4.5 सेमी, और एक पाइप कटर के साथ काट उपाय. टयूबिंग kinking से बचें. 3 से अधिक बार दोहराएँ.
  3. अच्छी तरह से हवादार धूआं हुड में, चार नायब ट्यूब, एक 100 मिलीलीटर की प्लास्टिक बीकर में लंबाई वार जगह. बीकर में नायब - सफाई समाधान डालो जब तक ट्यूब पूरी तरह से कवर कर रहे हैं. हुड - धूआं की सैश बंद करें. 12 से 20 सेकंड रुको, या जब तक भूरे रंग नाइट्रस ऑक्साइड गैस जारी है. तुरंत पानी के साथ बीकर भरने के लिए और कमरे के तापमान तक पहुँचने की अनुमति है.
  4. नायब ट्यूबों को हटाने के लिए, पानी और फिर एसीटोन के साथ कई बार धोने और प्लास्टिक हवाई चप्पलें का प्रयोगउन्हें एक उच्च तापमान सुखाने ओवन में सूखी. (KOH के साथ सावधानी से निष्क्रिय करने के बाद इस्तेमाल किया एसिड समाधान को फेंक).
  5. नायब ट्यूबों ओवन के बाहर ले जाओ और कमरे के तापमान नीचे ठंडा करने की अनुमति. शिकंजा - पकड़ती समेटना साथ प्रत्येक ट्यूब के एक अंत के बारे में 1 सेमी. थोड़ा के बारे में 1 मिमी धार मोड़,.
  6. निर्वात पंप और आर्क वेल्डर की argon गैस सिलेंडर पर बारी. चार नायब ट्यूब दबाना, चाप वेल्डर के धारक में एक कंपित स्थिति में है. आर्क वेल्डर में पीतल ब्लॉक (गर्मी सिंक) केंद्र और धीरे धीरे शीर्ष पर नाइओबियम ट्यूब समायोजित. बंद करो और आर्क वेल्डर का दरवाजा बंद दबाना.
  7. वेल्डिंग टिप नाइओबियम ट्यूब की ऊंचाई समायोजित करें. वैक्यूम वाल्व पर बारी सुनिश्चित करें कि आर्गन फिर से भरना वाल्व करीब है. क्रम में सब हवा और नमी के कक्ष और नायब ट्यूबों के लिए पूरी तरह से खाली;: (40 मिनट 30 प्रतीक्षा समय 30 मिमी पारा आदर्श) वैक्यूम के नीचे 100 मिमी Hg तक पहुँचने के लिए अनुमति देते हैं.
  8. जब 30 - 60 मिमी Hg निर्वात, निर्वात वाल्व करीब हासिल की है और धीरे धीरे से आर्गन सिलेंडर के लिए फिर से भरना वाई वाल्व खोलवें argon के पारा अंदर 7. आर्गन गैस वाल्व बंद करें. सिस्टम अब आंशिक निर्वात के तहत होना चाहिए.
  9. प्रमाणित रबर वेल्डिंग दस्ताने पर रखो. सुरक्षा स्थिति वेल्डिंग आर्क वेल्डर की खिड़की पर कांच अन्धेरा. 15 में सेट स्रोत पर मुड़ें (मोटा नाइओबियम ट्यूबों उपयोग 20 - 55). वेल्डिंग के रूप में टिप में नाइओबियम ट्यूब, वेल्डिंग आर्क रूपों के साथ संपर्क बनाता है, ट्यूब पर 1 सेमी बढ़ा है और धीरे धीरे ट्यूब ऊपर झाडू के रूप में नाइओबियम पिघला देता है और जवानों को पूरी तरह से. शेष नाइओबियम ट्यूबों के लिए दोहराएँ. बंद शक्ति के स्रोत को बंद करें और प्रणाली कमरे के तापमान (15 - 30 मिनट) तक पहुँचने के लिए अनुमति देते हैं.
  10. आर्क वेल्डर दरवाजे से दबाना निकालें. धीरे - धीरे खुले आर्गन गैस वाल्व और दरवाजा जब तक फिर से भरना argon के साथ खोला है.
  11. बिजली उकेरक के साथ नाइओबियम ट्यूबों और लेबल निकालें: ए, बी, सी और डी, क्रमशः. ओवन सुखाने में वापस प्लेस drybox की ड्योढ़ी, 30 के लिए के तहत निर्वात पंप में शुष्क और जगह गर्म जब तक - 45 मिनट.
  12. फिर से भरना उच्च शुद्धता नाइट्रोजन / आर्गन गैस के साथ छोटे ड्योढ़ी. Drybo में चार लेबल नाइओबियम ट्यूबों लाओएक्स. इस कंटेनरों अब लोड किया जा करने के लिए तैयार हैं.

2. लोड हो रहा है नाइओबियम ट्यूब तैयारी कश्मीर 4 9 जीई

  1. बारदाना संतुलन और फिर 156 मिलीग्राम कश्मीर (mmol 4) उपाय. एक रंग के साथ, सावधानी से यह नायब ट्यूब में डालने और नीचे धक्का.
  2. जीई (9 mmol) की 653 मिलीग्राम वजन और पोटेशियम धातु के शीर्ष पर ट्यूब में सम्मिलित.
  3. ध्यान से नायब शिकंजा - पकड़ती का उपयोग ट्यूब के खुले अंत समेटना और थोड़ा बढ़त मोड़. तीन अन्य नायब ट्यूबों के लिए दोहराएँ. एक जार में सभी चार ट्यूबों [अक्रिय गैस] के तहत रखें, जार बंद करो और यह बॉक्स ड्योढ़ी में जगह क्रम में बाहर लाने के लिए.
  4. 1.5 कदम के बाद - 1.8, चार नायब ट्यूब के वेल्ड किनारों. लोड ट्यूबों अब जुड़े सिलिका ट्यूब में बंद करने के लिए तैयार हैं.

3. उड़ाने के माध्यम से जुड़े सिलिका ट्यूब की तैयारी ग्लास

  1. परिपत्र शीशे का उपयोग करने के लिए 10-14 बड़े क्वार्ट्ज ट्यूब के टुकड़े (आईडी / ओवर ड्राफ्ट = 20/22 मिमी) और मध्यम क्वार्ट्ज ट्यूब (मिमी 7/9) में कटौती भी कट देखा. भूमिका का अंतund गेंद संयुक्त. पानी और एसीटोन के साथ अच्छी तरह से धो लें. कांच जब तक पूरी तरह से सूखे सुखाने ओवन में रखें. ओवन से बाहर ले जाओ और कमरे के तापमान तक पहुँचने की अनुमति है.
  2. एक स्ट्राइकर के साथ हाइड्रोजन ऑक्सीजन / मशाल लाइट और धीरे धीरे गर्म नीली लौ के लिए ऑक्सीजन का प्रवाह बढ़ाने के लिए. लौ में किसी भी क्वार्ट्ज टयूबिंग डालने से पहले अंधेरे सुरक्षा चश्मा पर डाल दिया.
  3. लौ में बड़े ट्यूब डालें और धीरे धीरे एक अंत बारी बारी से ट्यूब एक बोतल गर्दन के पतन के लिए और फिर पूरी तरह से बंद करें अनुमति देता है. एक आकार देने छड़ी के रूप में एक अतिरिक्त मध्यम क्वार्ट्ज ट्यूब का प्रयोग, सफेद गर्म "(के रूप में सुरक्षा चश्मे के माध्यम से देखा) क्वार्ट्ज ट्यूब के एक छोर खींच खोलने और अधिक जल्दी बंद.
  4. सील खोलने के बाद, एक झटका का नली के साथ खुले अंत में रबर पट और देते फुँकनी मुँह (अभी तक झटका नहीं) में सम्मिलित. जबकि लौ में सील अंत घूर्णन, थोड़ा सकारात्मक दबाव रखने के लिए और ढहने से कांच को रोकने के लिए झटका है. अगले, एक छोटा सा छेद केंद्र में किया जा करने के लिए तैयार है.
  5. Cre को गैस प्रवाह को समायोजित करेंएक तेज नीली लौ और बंद अंत के बीच में ध्यान केंद्रित लौ खाया. जब लक्षित स्थान सफेद गर्म हो जाता है, हार्ड झटका एक बड़ा बुलबुला या खोलने बनाने के लिए. धीरे प्रयोगशाला बेंच पर scraping द्वारा बुलबुला तोड़. लौ और 0.7 के लिए खुला में डालें छेद खोला 1cm जबकि ग्रेफाइट बांट के साथ किनारों जगमगाता हुआ. यह हिस्सा (शरीर) अब छोटे टयूबिंग (गर्दन) करने के लिए संलग्न किया जा करने के लिए तैयार है.
  6. रबर पट साथ गर्दन टुकड़ा के एक छोर को बंद करें. एक हाथ में पकड़े हुए शरीर (मुँह में मुखपत्र के साथ फटने के लिए तैयार हो) और दूसरे हाथ में गर्दन धीरे दोनों सिरों लौ में एक साथ बारी बारी से. समाप्त होता है संलग्न है और लौ के बाहर सीधा.
  7. तेज एक लौ के आकार को समायोजित करें और धीरे धीरे बाहर सील संयुक्त प्रत्येक तिमाही काम करने के लिए कोई छेद और हवाई बुलबुले को सुनिश्चित करने. सकारात्मक दबाव रखें क्रम में ढहने से कांच को रोकने के लिए. गर्दन के ऊपर से पट निकालें. गर्दन अब गेंद संयुक्त करने के लिए संलग्न किया जा करने के लिए तैयार है.
  8. पट, करीब गेंद संयुक्त खोलने का उपयोग करना. गर्दन च के लिए संयुक्त गेंद के अंत में संलग्न3,6 - 3,5 कदम ollowing.
  9. शरीर के खुले अंत में चार नायब ट्यूब डालें. गेंद संयुक्त झटका नली के अंत में संलग्न. धीरे - धीरे करीब 3.3 कदम का पालन करते हुए शरीर के अंत में खोला. बंद लौ बारी और सभी गैस सिलेंडर बंद करो. जुड़े सिलिका / क्वार्ट्ज जैकेट के लिए शांत अनुमति देते हैं.
  10. 5 मिनट तक नायब ट्यूबों चमकदार और किसी भी ऑक्सीकरण क्षेत्रों के ट्यूब में सिलिका और 3 के लिए रहते हैं: नायब सफाई समाधान (1 समाधान, 1.1 देखें एच 2 2 0) पतला डालो. आसुत पानी और एसीटोन के साथ प्रत्येक तीन बार कुल्ला. पूरी तरह से सूखे के लिए अनुमति देते हैं. नाइओबियम ट्यूबों जुड़े सिलिका क्वार्ट्ज / जैकेट में अब कर रहे हैं और तैयार करने के लिए खाली और सील बंद है.

4. एक उच्च वैक्यूम लाइन का उपयोग जुड़े सिलिका ट्यूब सील

  1. निर्वात लाइन के लिए पंप पर बारी. तरल नाइट्रोजन के साथ dewars भरें. पारा प्रसार पंप और ठंडा पानी पर बारी. 30 मिनट की एक न्यूनतम के लिए भाटा के लिए अनुमति देते हैं.
  2. कोट गेंद संयुक्त जुड़े सिलिका जैकेट के उच्च निर्वात सिलिकॉन gre के साथase. निर्वात लाइन के लिए देते हैं. ट्यूब 30 मिनट के लिए पूरी तरह से खाली है.
  3. एक Tesla का तार का उपयोग करना, किसी भी लीक / छेद के लिए जाँच करें.
  4. Borosilicate सुरक्षा चश्मा पर डाल दिया. छोटे से घर गैस / ऑक्सीजन मशाल पर बारी. धीरे धीरे लौ ट्यूब के नीचे से गर्दन को पारित, सब हवा सुनिश्चित करने और नमी चला गया है.
  5. नायब ट्यूब पर धीरे धीरे लौ पारित करने के लिए, 1 के लिए धीरे हीटिंग - 2 मिनट. सावधान करने के लिए नहीं मिल गिलास सफेद गर्म के रूप में यह रूप में यह में उच्च निर्वात द्वारा खींचा जाता है गिर जाएगा. बंद मशाल बारी और जुड़े सिलिका जैकेट कमरे के तापमान (15 - 30 मिनट) तक पहुँचने के लिए अनुमति देते हैं.
  6. 4.4 कदम दोहराएँ. एक तेज गर्म नीले रंग की लौ तेज. धीरे से नीचे गेंद और गर्दन संयुक्त ट्यूब सील. (सुझाव: पूरे गिलास क्षेत्र सफेद गर्म पाने के लिए और दूसरे हाथ से बंद सिलिका जैकेट के अंत पकड़े खींच धीमा द्वारा सहायता कर सकते हैं). बंद मशाल मुड़ें.
  7. बंद पारा आसवन बारी. कमरे के तापमान तक पहुँचने की अनुमति दें. बंद पानी की बारी. तरल नाइट्रोजन धीरे धीरे लुप्त हो जाना करने के लिए अनुमति देते हैं. जुड़े सिलिका जैकेट अब भट्ठी में रखा जा करने के लिए तैयार है.

    5. एक भट्ठी में रिएक्शन मिश्रण हीटिंग

    1. धीरे क्वार्ट्ज जैकेट के केंद्र के लिए नाइओबियम ट्यूबों लाने और thermocouple पर सीधे जगह है. कांच ऊन के साथ भट्ठी के उद्घाटन को बचाने के. दो दिनों के लिए 950 ° सी में भट्ठी और सेट पर बारी.
    2. पूरा होने के बाद, कांच काटने परिपत्र देखा (3.1 देखें) का उपयोग कर जुड़े सिलिका ट्यूब के अंत खोलने और नायब कंटेनर हटाने के कटौती. धोने के पानी और एसीटोन और ओवन में सूखी के साथ किसी भी मलबे की मुफ्त नाइओबियम. Drybox में पंप.
    3. तार काटने सरौता का उपयोग नाइओबियम ट्यूबों के सिरों में कटौती. धीरे से मोटे उत्पाद को कुचलने. ठीक intermetallic अग्रदूत अब समाधान में लाया जा करने के लिए तैयार है.

    6. Ethylenediamine में अग्रदूत साबित भंग

    1. एक टेस्ट ट्यूब में 81 कश्मीर 4 जीई की 9 मिलीग्राम वजन (0.1 mmol). बार हलचल जोड़ें.
    2. 2 में पिपेट - निर्जल ethylenediamine 2.5 मिलीग्राम (पहले सोडियम धातु से अधिक आसुत)- 5 कमरे के तापमान पर 10 मिनट के लिए हलचल. एक लाल उज्ज्वल समाधान रूपों.
    3. नोट: यदि समाधान भी लंबे समय के लिए हड़कंप मच गया है, यह हरे रंग बन, ऑक्सीकरण समूहों का संकेत होगा. एक लाल समाधान functionalization के लिए वांछित है.

    7. मेरे साथ 9 समूहों जीई प्रतिक्रिया 3 ≡ हिज्जे गलत 3 CSiMe

    1. सिरिंज में धीरे से, ड्रॉप, 0.056 मिलीग्राम (0.25 mmol, 2 समकक्ष से अधिक एक छोटे से) की 3 हिज्जे गलत ≡ 3 CSiMe. तेल परत लाल क्लस्टर समाधान के शीर्ष पर देखा जाता है. प्रतिक्रिया के रूप में उभारा है, समाधान धीरे भूरे रंग का हो जाता है. चार घंटे के लिए हलचल जब तक एक स्पष्ट समाधान शहद रंग हासिल की है.
    2. अपकेंद्रित्र में 15 मिनट के लिए टेस्ट ट्यूब रखें. ध्यान से हटाने के. एक साफ परखनली में एक ग्लास फाइबर फिल्टर विंदुक (पहले से पैक, 180 ° रात भर सी सूख और drybox में पंप) डालें.
    3. ध्यान से फिल्टर पिपेट में सतह पर तैरनेवाला समाधान विंदुक और फिल्टर करने की अनुमति देते हैं. स्पष्ट शहद भूरे रंग FILTRAते अब एकत्र की है.
    4. एक तरफ छानना की 0.1 मिलीलीटर सेट क्रम में electrospray जन स्पेक्ट्रोमेट्री नमूना (ES एमएस) को चलाने के क्रिस्टलीकरण से पहले उत्पाद की पुष्टि की.

    8. ES-एमएस रिएक्शन समाधान के रनिंग

    1. 45 मिनट - drybox की डेवढ़ी में कम से कम 30 के लिए एक साफ 1 मिलीग्राम हैमिल्टन सिरिंज, सिरिंज सवार और तिरछी नज़र टयूबिंग, पंप.
    2. सिरिंज में सिरिंज सवार डालें और निर्जल ethylenediamine साथ भरें और बर्बादी कंटेनर में बांटना. सिरिंज दो बार शुद्ध.
    3. सिरिंज फिर और निर्जल ethylenediamine साथ भरें तिरछी नज़र टयूबिंग के माध्यम से धक्का. तिरछी नज़र टयूबिंग दो बार शुद्ध. अब तिरछी नज़र टयूबिंग से निर्जल ethylenediamine से भर जाता है.
    4. खाली फ़िल्टर जीई 9 divinyl समाधान के साथ सिरिंज भरें. (सुझाव: यह परिवहन के लिए एक नाइट्रोजन भर Ziploc बैग में रखा जा सकता है अगर मास स्पेक्ट्रोमीटर drybox के बाहर है). बाहर लाओ drybox की.
    5. जगह सिरिंज तिरछी नज़र से जुड़ीहार्वर्ड 10 / μL मिनट सिरिंज पंप में टयूबिंग. तिरछी नज़र टयूबिंग सुरक्षित रूप से संलग्न करने के लिए मास स्पेक्ट्रोमीटर electrospray. या पर Bruker है Microtof: एक Micromass Quattro नियंत्रण रेखा ट्रिपल quadrupole मास स्पेक्ट्रोमीटर पर नकारात्मक आयन मोड (65 वी शंकु वोल्टेज 100 डिग्री सेल्सियस स्रोत तापमान, 125 डिग्री सेल्सियस तापमान desolvation, 2.5 केवी केशिका वोल्टेज, 30 विशिष्ट स्थितियों) में स्पेक्ट्रम लीजिए द्वितीय मास स्पेक्ट्रोमीटर (3800 वी 0.6 बार में छिटकानेवाला, पर desolvation तापमान 190 डिग्री सेल्सियस, 100 वी पर केशिका बाहर निकलने, 1200 में वी डिटेक्टर पर केशिका). (नोट: नमूने अत्यधिक हवा और नमी के प्रति संवेदनशील हैं, 15 के लिए कक्ष मिटाने चल नमूने पसंद है से पहले 60 मिनट.)
    6. स्पेक्ट्रम जिसके परिणामस्वरूप में functionalized समूहों के लिए आइसोटोप पैटर्न दिखा (चित्र 1 देखें). drybox में शेष छानना अब सघन किया जा सकता है.

    9. जीई crystallizing के एक sequestering एजेंट के साथ 9 divinyl आयनों

    1. विंदुक दो बराबर aliquots में दो क्लिया में छानना शेषn - टेस्ट ट्यूब. लेबल परीक्षण ट्यूबों सी और डी (एक उदाहरण के रूप में). अलग निर्धारित करें.
    2. वजन एक स्वच्छ परखनली में 0.4 mmol (105 मिलीग्राम) मुकुट 6 निर्जल के 18 और टोल्यूनि के 8 मिलीग्राम जोड़ें. मिश्रण अच्छी तरह से जब तक पूरी तरह भंग है.
    3. टोल्यूनि साथ layering, विधि: प्रत्येक टेस्ट ट्यूब पर एक रबर डाट: धीरे से टेस्ट ट्यूब सी और डी (टिप) दो अलग - अलग चरणों को प्राप्त करने की कोशिश की चोटी पर इस समाधान के 4 मिलीग्राम विंदुक. Undisturbed अलग एक टेस्ट ट्यूब रैक में सेट करने के लिए मणिभ बनाना.
    4. टोल्यूनि, विधि बी के साथ layering: पिपेट में 18-crown-6/toluene समाधान की 4ml दो लेबल ई और डी एक फिल्टर विंदुक डालें स्वच्छ टेस्ट ट्यूब (ध्यान दें: यदि समाधान की जरूरत है फिर से फ़िल्टर करने के लिए) या परीक्षण में एक नियमित विंदुक - ट्यूब ई और एफ एफ (नोट: इस रिवर्स layering के दो चरणों में जल्दी से परिणाम होगा) में टेस्ट ट्यूब ई और डी परखनली में सी पिपेट समाधान प्रत्येक टेस्ट ट्यूब पर एक रबर डाट. Undisturbed अलग एक टेस्ट ट्यूब रैक में सेट करने के लिए मणिभ बनाना.
    5. उज्ज्वल नारंगी ब्लॉक 1 के भीतर मणिभ बनाना चाहिए- 3 दिन. क्रिस्टल की इकाई सेल तो एकल क्रिस्टल एक्स - रे विवर्तन द्वारा की पुष्टि की जा सकती है.

    10. एक - D8 Diffractometer पर कण यूनिट सेल की जाँच

    1. Paratone एन तेल के साथ एक प्लास्टिक की बोतल भरें और सभी हवाई बुलबुले को हटाया जा करने की अनुमति है. Drybox की ड्योढ़ी में पूरी तरह से degas तेल, वैक्यूम के अंतर्गत, रात भर. Drybox में लाओ.
    2. 2 लागू गिलास स्लाइड 3 बूँदें. कोट और crystallizing के परखनली में तेल डालने में रंग टिप. टेस्ट ट्यूब से नारंगी क्रिस्टल का चयन और एन तेल Paratone में डूबे. (नोट: यह सुनिश्चित करना है सब हवा के प्रति संवेदनशील क्रिस्टल तेल में लेपित हैं). Drybox बाहर लाओ.
    3. एक उच्च संकल्प माइक्रोस्कोप का प्रयोग, एक एकल क्रिस्टल का चयन करें और एक सीधे स्टेनलेस जांच के साथ स्लाइड पर तेल की धार पर खींचें.
    4. ध्यान से क्रिस्टल से गिलास स्लाइड के किनारे को खींचकर अतिरिक्त तेल निकाल दें. Mitegen सूक्ष्म माउंट पाश और जल्दी से स्थिति ठंड धारा के तहत (100 कश्मीर) पर एकल क्रिस्टल माउंटBruker है D8 diffractometer अपैक्स-II से सीसीडी क्षेत्र ग्रेफाइट monochromated मो Kα विकिरण का उपयोग डिटेक्टर के साथ सुसज्जित है.
    5. अच्छा उच्च कोण diffractions के सुनिश्चित करें और इकाई सेल अधिग्रहण.
    6. तुलना करें और यूनिट सेल की पुष्टि की है कि (18 मुकुट 6) के] 2 [9 जीई (2 HCCH) 2] • एन 1 triclinic, पी -1, एक 10.974 = (4), बी 14.3863 = ( 5), और ग = (6) 16.2272 Å, α 85.946 = (2), β = 71.136 (2), और γ 89.264 = (2) °, वी = 2412.21 (15) एक 3, जेड = 2 53

    11. प्रतिनिधि परिणाम

    ऋणयानी समूहों की अद्वितीय आइसोटोप पैटर्न उन्हें आसानी से नकारात्मक आयन मोड (चित्र 1) के में पाया जा करने के लिए अनुमति देता है. यह भी उल्लेखनीय है कि कम प्रजातियों अकेले चार्ज, एक पोटेशियम आयन के साथ जोड़ी के अलावा इस तकनीक नरम ionization के एक आम घटना है 59.

    क्रिस्टल सेंट प्रासंगिक बंधन लंबाई और [9 जीई (दर्पण = दर्पण 2) 2] 2 के कोण के साथ ructure - (18 मुकुट 6) [कश्मीर] 2 [9 जीई (2 HCCH) 2] • एन, 1, देखा जा सकता है चित्रा 2 में.

    चित्रा 1
    चित्रा 1. ES-एमएस के जीई मेरे साथ 9 समूहों 3 ≡ हिज्जे गलत 3 CSiMe प्रतिक्रियाओं ethylenediamine समाधान के स्पेक्ट्रा (नकारात्मक आयन मोड). दिखाया भी हैं प्रयोगात्मक वितरण नीचे सैद्धांतिक आइसोटोप वितरण. (2007 Sevov एट अल. Inorg. रसायन., 46, 10,953.)

    चित्रा 2
    2 [कश्मीर के दृश्य (18 मुकुट 6)] 2 [9 जीई (2 HCCH) 2] • एन, चित्रा 1. रंग योजना: ullet1.jpg "/> जीई =, 2 गोली = सी, तीन गोली = एच. बंधन लंबाई और कोण चयनित: जीई सी 1.961 और 1.950 Å, सी = सी 1.318 और 1.316 एक, जीई सीसी 123 और 127 °. (2007 Sevov एट अल. Inorg. रसायन., 46, 10,953.)

    चित्रा 3
    चित्रा 3 नाइओबियम ट्यूब की तैयारी योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व: (क) काटने नायब ट्यूबों, (ख) एक नायब एसिड के घोल में नायब ट्यूब की सफाई, (ग) समेटना और नायब ट्यूब मोड़ शिकंजा पकड़ती का उपयोग कर.

    चित्रा 4
    चित्रा 4 नाइओबियम ट्यूब की तैयारी योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व: आर्क वेल्डर के चित्र (क), (ख) आर्क वेल्डर धारक में नायब ट्यूबों कंपित और (ग) नायब ट्यूबों ऊपर वेल्डिंग टिप.

    Files/ftp_upload/3532/3532fig5.jpg / "/>
    चित्रा 5 नाइओबियम ट्यूब लोड हो रहा है की योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व: (क) अंदर drybox और (ख) वेल्डिंग से पहले नायब ट्यूबों: (i) (ii) शिकंजा पकड़ती का उपयोग कर एक किनारे समेटना वेल्डिंग एक किनारे के बाद (iii) के बाद, (iv) लोड हो रहा है और फिर वेल्डिंग के बाद नायब ट्यूब बंद, नायब ट्यूब खोलने के लिए कश्मीर 4 जीई 9 अग्रदूत लेने के बाद (V).

    चित्रा 6
    चित्रा 6 से इनकार - सिलिका ट्यूब तैयारी की योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व ग्लास आंधी में (क) और (ख) (i) बड़े और छोटे क्वार्ट्ज टयूबिंग, (ii) के शरीर और गर्दन के साथ सील, संयुक्त गेंद के साथ गर्दन (iii) ( iv) गर्दन और गेंद संयुक्त के साथ सील, (v) नायब ट्यूबों क्वार्ट्ज ट्यूब अंदर सील, (vi) के बाद जुड़े सिलिका ट्यूब बंद है.

    7 चित्रा
    7 चित्रा Seali की योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व.एनजी एक उच्च वैक्यूम लाइन पर सिलिका ट्यूब में जुड़े (क) और (ख) के बाद नायब ट्यूबों नायब एसिड समाधान से क्वार्ट्ज ट्यूब की नक़्क़ाशी दिखा बंद है.

    संख्या 8
    8 चित्रा फर्नेस में भरा जुड़े सिलिका ट्यूब रखकर की योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व.

    9 चित्रा
    9 आंकड़ा (मेरे साथ कश्मीर 4 9 जीई 3 हिज्जे गलत प्रतिक्रिया की योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व ≡ drybox (क) के अंदर 3 CSiMe (i) बंद नायब ट्यूब, (ii) (iii) काटने सरौता, साथ काट नायब ट्यूब की एक किनारे. iv) अग्रदूत कुचल और (ख) (i) के ethylenediamine में भंग अग्रदूत, तुरंत मुझे के बाद (ii) 3 हिज्जे गलत ≡ 3 CSiMe (परखनली देखा दीवारों के ऊपर तेल बूंदों) जोड़ा जाता है.

    10 चित्रा
    फाई10 gure. (क) मास स्पेक्ट्रोमीटर सूखी बॉक्स में तैयार सिरिंज में ES-एमएस रिएक्शन समाधान के रनिंग की योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व, (ख) में Bruker Microtof - द्वितीय.

    11 चित्रा
    11 चित्रा sequestering एजेंटों के साथ (एक) layering के रिवर्स और (ख) में कई घंटे बाद में crystallizing के 9 divinyl जीई की योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व.

    12 चित्रा
    12 चित्रा एक Diffractometer-D8 पर कण यूनिट सेल की जाँच की योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व: (क) खुर्दबीन के नीचे क्रिस्टल का चयन और (ख) एक इकाई सेल संग्रह.

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Discussion

यह आंशिक रूप से ऑक्सीकरण नायब ट्यूब को अच्छी तरह से साफ महत्वपूर्ण है. हालांकि, अगर ट्यूब भी लंबे समय नायब सफाई समाधान में छोड़ दिया जाता है, यह गंभीर रूप से ट्यूब की मोटाई के साथ समझौता होगा. इस प्रकार, 10 - 15 सेकंड जरूरी हैं और बहुत चमकदार ट्यूबों अंत (चित्र 3) पर होना चाहिए. के बाद ट्यूबों जुड़े सिलिका जैकेट के अंदर सील कर रहे हैं कि वे एक कमजोर नायब एसिड समाधान के साथ फिर से साफ करना चाहिए. यह हल्के बुदबुदाहट में, नायब ट्यूब है कि वेल्डिंग या कांच उड़ाने के दौरान हुई किसी भी ऑक्सीकरण क्षेत्रों की सफाई करना चाहिए. हालांकि, के लिए नहीं छोड़ भी लंबे समय के रूप में एसिड समाधान कांच (चित्र 7b) etches सावधान रहना.

यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि क्षार धातु के अग्रदूत ट्यूब के नीचे डाला जाता है और कोई भी शीर्ष पक्षों या नायब ट्यूब के उद्घाटन पर है. इस वेल्डिंग आसान बनाने के रूप में यह ट्यूब तपता है और धातु पिघलने से रोकने के लिए और फिर बाहर फटा जा रहा है. (सुझाव: का प्रयोग करें cle के लिए एक रंग के आसपास लिपटे kimwipesएक पूरी तरह से).

जब भरी हुई नायब ट्यूबों वेल्डिंग, वेल्डिंग टिप नायब ट्यूब पर ध्यान केन्द्रित करने के लिए भी लंबे समय से पहले यह पूरी तरह से बंद है की अनुमति नहीं देते. (टिप: यदि ऐसा होता है (एक) नायब ट्यूब और टिप एक साथ welded किया जाएगा, (ख) कश्मीर (ओं) पिघल ट्यूब से (फट) रिसाव जाएगा).

वहाँ कुछ महत्वपूर्ण सुझावों और संकेत करने के लिए जब गिलास उड़ा (चित्र 6) के माध्यम से जुड़े सिलिका के जैकेट की तैयारी के बारे में पता हो रहे हैं. सबसे पहले, पर अपनी पीठ के बाल खींच लिया और कोई बैगी आस्तीन के लिए सुनिश्चित हो. हमेशा लौ में किसी भी ट्यूब डालने से पहले क्वार्ट्ज सुरक्षा चश्मे का उपयोग करें और याद है कि यह बहुत गर्म है और जलने के सावधान रहना. नायब लौ में जल के साथ गीला ट्यूबों का प्रयोग भाप पैदा करने के लिए उड़ान भरने के लिए और जलने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं. यदि ट्यूब एसीटोन के साथ गीला है, यह और carbonized जाएगा त्याग किया जाना चाहिए. जब सुरक्षा चश्मे के माध्यम से देख, ट्यूब पर एक सफेद गर्म क्षेत्र इंगित करता है कि कांच लचीला और आसान हेरफेर करने के लिए है. लौ की चौड़ाई हमेशा हो सकता हैगैस प्रवाह को बढ़ाने या कम से समायोजित और के साथ काम क्षेत्र के प्रति उचित होना चाहिए. एक संयुक्त thickens सील करने से पहले ट्यूब के किनारों जगमगाता हुआ और किनारों को खोलता है और एक तेज और आसान कुर्की के लिए अनुमति देता है. सुनिश्चित करें कि सफेद ट्यूब एक साथ संलग्न करने से पहले गरम कर रहे हैं. मुखपत्र के माध्यम से बहुत कठिन आंधी छेद पैदा करेगा. हालांकि, एक आकार देने छड़ी का उपयोग छेद करने के लिए गिलास जोड़ सकते हैं और तब इसे ट्यूब में काम करते हैं. सुनिश्चित करें कि कांच अधिक काम नहीं के रूप में यह गिर कर सकते हैं या बहुत पतले हो. सबसे महत्वपूर्ण बात, यह सुंदर है, बस कार्यात्मक (चित्र 6) होना जरूरी नहीं है. [यह आमतौर पर अभ्यास के एक महीने के बारे में ले जाता है कौशल प्राप्त करने के लिए.]

यह महत्वपूर्ण है के लिए क्वार्ट्ज कांच का एक छोटा - सा पात्र जो ठीक प्रकार से सील बंद किया होता है तथा जिसमें इंजेक्शन द्वारा प्रयोग में लाई जाने वाली विसंक्रमित औषधि रहती है में उच्च निर्वात तक पहुँचने जब यह लौ सील क्योंकि नाइओबियम उच्च तापमान पर ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है, भंगुर हो जाता है, और सामग्री नली उजागर हो गई है.

Tesla कुंडल लीक के लिए जाँच करने के लिए प्रयोग किया जाता है, एक बैंगनी चाप देखा जाएगा अगर मैं वहाँएक छेद. इस मामले में आगे बढ़ने से पहले चरण 3 दोहराएँ. एक छोटा सा छेद की उपस्थिति में हीटिंग, वैक्यूम के अंतर्गत, ऑक्सीकरण, काला, भंगुर और व्यर्थ नायब ट्यूब में परिणाम होगा.

यह महत्वपूर्ण है बहुत शुष्क ethylenediamine का उपयोग करने के लिए और कश्मीर 4 जीई की 9 समाधान कब भी पहले functionalization, या समूहों को एक लाल रंग से एक हरे रंग के लिए ऑक्सीकरण जाएगा हलचल नहीं. यदि यह मामला है, उत्पाद उपज बहुत कम है 3-6 यह उल्लेख किया जा सकता है कि 9 जीई 4 -. समूहों न केवल ethylenediamine में, लेकिन यह भी तरल अमोनिया में निकाला जा सकता है.

यदि मास स्पेक्ट्रोमीटर drybox से जुड़ा नहीं है, तिरछी नज़र टयूबिंग निर्जल विलायक के साथ भरा है लिए functionalized समूहों के विघटन को रोकने के लिए हवा के लिए एक बाधा के रूप में कार्य. समूहों हवा और नमी के प्रति संवेदनशील हैं और उनके अपघटन मास स्पेक्ट्रोमीटर (चित्र 10) के clogging के लिए नेतृत्व करेंगे.

परई समूहों के विघटन की ओर आकर्षित वापस सॉल्वैंट्स का सीमित विकल्प है कि वे 18-मुकुट-6 के रूप में sequestering एजेंट के उपयोग (1,4,7,10,13,16 से hexaoxacyclooctadecane) के बिना अंदर घुलनशील हैं या (4,7,13,16,21,24 - hexaoxa 1 ,10 के diazabicyclo के 8.8.8] hexacosane) 2,2,2 तहखाना, 4 कश्मीर 9 जीई केवल ethylenediamine और तरल अमोनिया में घुलनशील और संयम से इतना है पिरिडीन में. Sequestering एजेंट के साथ इसके अलावा, इन समूहों निर्जल पिरिडीन DMF (dimethylformamide) के, DMSO के (dimethylsulfoxide) और MeCN (acetonitrile) में घुलनशील हैं.

हम पहले से पता चला है कि alkynes के साथ एक प्रतिक्रिया द्वारा, जीई 9 समूहों के alkenylation समूहों के nucleophilic ट्रिपल बंधन के अलावा है: 55,57

कश्मीर 4 जीई 9 + 2TMS - सी ≡ ग - टीएमएस 2 6 + एन.आर. → [कश्मीर] 2 [9 जीई - (सीएच = 2 सीएच) 2] + 4TMS - NHR + 2K-NHR

जहां 2 <H/ उप> एन.आर. है विलायक ethylenediamine का प्रतिनिधित्व करता है. प्रतिक्रिया में, ट्रिपल बंधन के एक जर्मेनियम अकेला जोड़े की खाली π * orbitals हमलों और इसे करने के लिए इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी की आपूर्ति है. इस सीसी π बांड की बजाय, एक बंधन सी जीई का गठन किया जाता है टूट जाता है. दूसरे कार्बन परमाणु आयनों हो जाता है और विलायक से ethylenediamine अणु deprotonates है. परिणामस्वरूप ethylenediamine anions टीएमएस (एस एन प्रतिक्रिया 2) समूहों और उन्हें बांड के लिए टीएमएस - NHR फार्म सी - परमाणुओं पर हमला. जिसके परिणामस्वरूप कार्बन anions फिर से अधिक ethylenediamine अणुओं से protonated अंतिम उत्पाद [एच 2 सी = CH-जीई 9 सीएच = दर्पण 2] 2 फार्म मिलता है.

ऊपर वर्णित विधि intermetallics की एक किस्म की (एक) संश्लेषण और लटकन समूहों की एक किस्म के साथ deltahedral Zintl आयनों की functionalization, (ख) के लिए लागू कर रहे हैं. एक ही समय में वे के निर्माण खंड के रूप में उनके संभावित उपयोग के लिए क्लस्टर-इकट्ठे nanopart में आकर्षक हैंicles, बड़ा समुच्चय, और metastable थोक यौगिकों हाथ में इन तकनीकों के साथ 60-66., आगे की घटनाओं और रसायन शास्त्र के क्षेत्र में बुनियादी बातों की स्थापना के लिए मंच सेट कर दिया जाता है.

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Disclosures

ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

Acknowledgments

लेखकों के लिए लगातार वित्तीय सहायता (चे 0,742,365) के लिए और Bruker अपैक्स द्वितीय (चे 0,443,233) diffractometer और Bruker Microtof द्वितीय मास स्पेक्ट्रोमीटर (चे 0,741,793) की खरीद के लिए राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन को धन्यवाद देना चाहूंगा. लेखकों को भी CEST सुविधा Micromass जन Quattro नियंत्रण रेखा स्पेक्ट्रोमीटर के अपने प्रयोग के लिए धन्यवाद देना चाहूंगा.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
D8-Xray diffractometer Bruker Corporation Bruker APEX II
Electrospray mass spectrometer Bruker Corporation Microtof-II
Electrospray mass spectrometer Micromass Quattro-LC triple -quadropole
Drybox Innovative Technology S-1-M-DL IT-Sys1 model
Inert Gas/Vacuum Shielded Arc Welding Arrangement LDS Vacuum Products Special Order
Arc Welder Power Source Miller Maxstar-91
Welding Rubber Gloves Home Depot KH643
Electric Engraver Burgess Products 74 Vibro-Graver
Circular Glass Saw Pistorius Machine Co. Inc GC-12-B
Tube Furnace Lindberg/Blue M TF55035 Minimite Laboratory Tube Furnace, Moldatherm (1100 °C)
Glass Drying Oven Fisher Scientific 13-247-650G
High Vacuum Hg Schlenk-Line Special Order Univ Of Notre Dame Alternative: Edwards E050/60; VWR International; Cat. No. EVB302-07-110
Large Torch Victor Technologies JT100C Welding torch, tip: Victor 5-W-J
Small Torch Veriflo Co. 3A Blow-pipe
Tesla Coil VWR international KT691550-0000 Leak detector
Stirrer/Hot -Plate VWR international 12620-970 VWR HOT PLATE STR DY-DUAL120V
Balance Denver Instrument 100A XE Series
Centrifuge LW Scientific, Inc. E8C-08AV-1501 Variable speed
Graphite Reamer, (flaring) ABR Imagery, Inc. 850-523 B01 Open holes in Glass Blowing and flaring edges
Striker Fisher Scientific 12-007
Vise-Grips Home Depot 0902L3SM
Pipe-Cutter Home Depot 32820
Cutting Pliers Home Depot 437
Plastic Beaker VWR international 13890-046
Measuring Cylinder VWR international 65000-006 Careful, HF etches glass (if using a glass one)
Large Plastic Bottle VWR international 16128-542
13 x 100 Test-Tubes VWR international 47729-572 CULTURE TUBE 13X100 CS1000
Laboratory (Rubber) Stoppers Sigma-Aldrich Z164437-100EA Size 00
Test-Tube Rack VWR international 60196-702 10-13 mm tube OD
Stir-Bars StirBars.com/Big Science Inc. SBM-0803-MIC PTFE 8x3 mm Micro
Glass Pipettes VWR international 14673-043 VWR PIPET PASTEUR 9IN CS1000
Rubber Bulbs VWR international 56311-062 Latex, thin walled
Glass Wool Unifrax I LLC 6048 Fiberfrax Bulk Fiber Insulation, Ceramic fiber
Glass Slides VWR international 16004-422 75x25x1mm, Microscope Slides
Paratone-N oil Hampton Research Parabar 10312 Known as: Paratone-N, Paratone-8277, Infineum V8512
High Vacuum Silicone Grease VWR international 59344-055 Dow Corning
Liquid Nitrogen University of Notre Dame
Argon Gas Cylinder Praxair, Inc. TARGHP
Nitrogen Gas Cylinder Praxair, Inc. QNITPP
Oxygen Gas Cylinder Praxair, Inc. OT 337 cf CYL
Hydrogen Gas Cylinder Praxair, Inc. HK 195 cf CYL
Propane Gas Cylinder/source University of Notre Dame UND
Quartz tubing, Lg Quartz Scientific Inc. 100020B 20 mm id x 22mm od x 48" clear fused quart tubing
Quartz tubing, Md Quartz Scientific Inc. 100007B Clear Fused Quartz Tubing,7mm id x 9mm od x 48"
Round Bottom Quartz Joint Quartz Scientific Inc. 6160189B Ball joint
Quartz Safety Glasses Wale Apparatus 11-1127 waleapparatus.com
Pyrex Safety Glasses Wale Apparatus 11-2125-B3 For clear and color borosilicate glass
Blow Hose Kit Glass House BH020 glasshousesupply.com
Niobium Tubes Shaanxi Tony Metals Co., Ltd Niobium Tube, 50 ft Seamless Niobium Tube Outside diameter: 0.375 (±0.005) inches.
Wall thickness: 0.02(±0.003) Inches Niobium should be annealed.
PEEK Starter Kit for Mass Spect Waters PSL613321 PEEK (PolyEtherEtherKetone) tubing, nuts, ferrule, fits
Mass Spect Needle Set VWR international 60373-992 Hamilton Manufacturer (81165)
H2SO4 VWR international BDH3072-2.5LG ACS Grade
HNO3 VWR international BDH3046-2.5LPC ACS Grade
HF VWR international BDH3040-500MLP ACS Grade
Distilled Water University of Notre Dame UND
Acetone VWR international BDH1101-4LP
Ethylenediamine VWR international AAA12132-0F 99% 2.5 L
Toluene VWR international 200004-418 99.8 %, anhydrous
Mercury Strem Chemicals, Inc. 93-8046
Potassium (K) metal Strem Chemicals, Inc. 19-1989 Sealed in glass ampoule under Ar
Germanium (Ge) powder VWR international AA10190-18 GERM PWR -100 MESH 99.999% 50G
Bistrimetylsilylacetylene, (Me3SiC≡CCSiMe3) Fisher Scientific AC182010100
18-crown-6 (1,4,7,10,13,16-Hexaoxacyclooctadecane) VWR international 200001-954 99%, 25 gm
2,2,2-crypt (4,7,13,16,21,24-Hexaoxa-1,10 diazabicyclo[8.8.8]hexacosane) Sigma-Aldrich 291110-1G 98%

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बायोकैमिस्ट्री 60 अंक Zintl आयनों deltahedral समूहों जर्मेनियम intermetallics क्षार धातुओं
नौ परमाणु जर्मेनियम की Deltahedral Zintl आयनों और उनके functionalization की कार्बनिक समूह के साथ संश्लेषण
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