Apresentamos a síntese de alta temperatura dos precursores de intermetálicos K<sub> 4</sub> Ge<sub> 9</sub>, A sua dissolução em etilenodiamina para formar Ge<sub> 9</sub<sup> 4 -</sup> Deltahedral íons Zintl, ea reacção dos clusters com alcinos para formar organo-Zintl íons. Os últimos são caracterizados por espectrometria de massa em soluções e por um único cristal de difracção de raios-X, no estado sólido.
Embora os primeiros estudos da data de íons Zintl entre o final dos anos 1890 e início dos anos 1930 eles não estavam caracterizados estruturalmente até muitos anos depois. 1,2 Sua química redox é ainda mais jovem, apenas cerca de dez anos, mas apesar desta curta história desses íons deltahedral clusters E 9 n-(E = Si, Ge, Sn, Pb, n = 2, 3, 4). já demonstraram reatividade interessante e diversificada e têm estado na vanguarda do desenvolvimento rápido e química nova e emocionante 3-6 marcos notáveis são o acoplamento oxidativo de Ge 9 4 – aglomerados para oligómeros e cadeias infinitas, 7-19 metalação destes, 14-16,20-25 nivelamento por metal de transição-fragmentos organometálicos, 26-34 de inserção de um átomo de metal de transição-no centro do o cluster que às vezes é combinada com nivelamento e oligomerização, 35-47 adição de grupos de fragmentos principal organometálicos como exo-coladas substituintes,48-50 e funcionalização com vários resíduos orgânicos por reacção com halogenetos orgânicos e alcinos. 51-58
Este último desenvolvimento de anexar fragmentos orgânicos directamente para os grupos de abriu-se um novo campo, isto é, compostos organo-Zintl química, que é potencialmente fértil para novas explorações sintéticos, e é o procedimento passo-a-passo para a síntese de germânio divinil- aglomerados aqui descrito. Os passos iniciais delinear a síntese de um precursor intermetálica de K 4 Ge 9 a partir do qual o Ge 9 4 -. Aglomerados são extraídos mais tarde em solução Isto envolve de sílica fundida de vidro de sopragem, de soldadura por arco de recipientes de nióbio, e manipulação de ar altamente sensíveis materiais em uma caixa de luva. O ar-sensível K 4 Ge 9 é então dissolvido em etilenodiamina na caixa e, em seguida, alkenylated por uma reacção com Me 3 SiC ≡ CSiMe 3. A reacção é seguida por electrospray espectrometria de massa, enquanto a solução resultante é utilizada para a obtenção de cristais individuais contendo os aglomerados funcionalizados [H 2 C = CH-Ge 9-CH = CH 2] 2 -. Para este efeito, a solução é centrifugada, filtrada, e cuidadosamente em camadas com uma solução de tolueno de 18-coroa-6. Deixado em repouso por alguns dias, as soluções para camadas produzido laranja blocos cristalinos de [K (18-coroa-6)] 2 [Ge 9 (CODIP 2) 2] • en que foram caracterizados por um único cristal de difração de raios-X .
O processo destaca técnicas de reação padrão, trabalhar-up, e análises para funcionalizados deltahedral aglomerados Zintl. Espera-se que contribuirá para um maior desenvolvimento e compreensão destes compostos na comunidade em geral.
É importante para limpar bem os tubos parcialmente oxidadas Nb. No entanto, se os tubos são deixados muito tempo na solução de limpeza Nb, isto irá comprometer seriamente a espessura do tubo. Assim, 10 – 15 segundos são imperativo e os tubos devem ser muito brilhante na extremidade (Fig. 3). Depois de os tubos são selados no interior do revestimento de sílica fundida eles devem ser limpos novamente com uma solução diluída de ácido Nb. Isso deve resultar em efervescência leve, limpar todas as áreas oxidadas…
The authors have nothing to disclose.
Os autores gostariam de agradecer à Fundação Nacional de Ciência para o contínuo apoio financeiro (CHE-0742365) e para a compra de um Bruker APEX II difratômetro (CHE-0443233) e um Bruker Microtof-II espectrômetro de massa (CHE-0741793). Os autores também gostariam de agradecer a facilidade CEST para seu uso do espectrômetro de massa Micromass Quattro-LC.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
D8-Xray diffractometer | Bruker | Bruker APEX II | |
Electrospray mass spectrometer | Bruker | 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 | The 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 | 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 Co. | 100A | XE Series |
Centrifuge | LW Scientific | 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 | The Home Depot | 0902L3SM | |
Pipe-Cutter | The Home Depot | 32820 | |
Cutting Pliers | The 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 Chemical Co. | 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 8×3 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 | Univ. of Notre Dame | ||
Argon Gas Cylinder | Praxair Distribution Inc. | TARGHP | |
Nitrogen Gas Cylinder | Praxair Distribution Inc. | QNITPP | |
Oxygen Gas Cylinder | Praxair Distribution Inc. | OT | 337 cf CYL |
Hydrogen Gas Cylinder | Praxair Distribution Inc. | HK | 195 cf CYL |
Propane Gas Cylinder/source | Univ. 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 | Univ. 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) |
Fischer 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% |