Vi presenterar hög temperatur syntes av intermetalliska prekursorer K<sub> 4</sub> Ge<sub> 9</sub>, Att deras upplösning i etylendiamin bilda Ge<sub> 9</sub<sup> 4 -</sup> Deltahedral Zintl joner och reaktionen av kluster med alkyner att bilda organiska Zintl joner. Den senare kännetecknas av elektrospraymasspektrometri i lösningar och genom enkristall-röntgen-diffraktion i fast tillstånd.
Även om de första studierna av Zintl joner datum mellan slutet av 1890-talet och början av 1930-talet att de inte strukturellt förrän många år senare. 1,2 Deras redox kemi är ännu yngre, bara omkring tio år gammal, men trots detta korta historia dessa deltahedral kluster joner E 9 N-(E = Si, Ge, Sn, Pb, n = 2, 3, 4). har redan visat intressanta och varierande reaktivitet och har varit i spetsen för snabbt växande och spännande ny kemi 3-6 Noterbara milstolpar är den oxidativa kopplingen av Ge 9 4 – kluster till oligomerer och oändliga kedjor, 7-19 deras metalleringsreaktioner och 14-16,20-25 capping med övergången metall metallorganiska fragment, 26-34 införande av en övergångsmetall atom i mitten av klustret som ibland kombineras med ett tak och oligomerisering, 35-47 tillsättning av huvud-grupp metallorganiska fragment som exo-bundna substituenter,48-50 och funktionalisering med olika organiska rester genom reaktioner med organiska halogenider och alkyner. 51-58
Denna senare utveckling av fästa organiska fragment direkt till kluster har öppnat ett nytt fält, nämligen organiska Zintl kemi, som är potentiellt fruktbar för ytterligare syntetiska utforskning, och det är steg-för-steg förfarande för syntes av germanium-divinyl kluster som beskrivs häri. De initiala stegen beskriva syntesen av en intermetallisk prekursor av K 4 Ge 9 från vilken Ge 9 4 – kluster extraheras senare i lösning. Detta involverar kvartsglas glasblåsning, båg-svetsning av niobium behållare och hantering av mycket luftkänsliga material i en handskbox. Luften känsliga K 4 Ge 9 löses sedan i etylendiamin i rutan och sedan alkenyleras genom en reaktion med mig 3 SiC ≡ CSiMe 3. Reaktionsförloppet följs genom elektrotrospray masspektrometri medan den resulterande lösningen används för att erhålla enskilda kristaller innehållande de funktionaliserade kluster [H2C = CH-Ge-9-CH = CH 2] 2 -. För detta ändamål lösningen centrifugeras, filtrerades och skiktades försiktigt med en toluen-lösning av 18-kron-6. Lämnas orörd under några dagar, producerade de så skiktade lösningarna orange kristallint block av [K (18-kron-6)] 2 [Ge 9 (konferensen 2) 2] • S som karaktäriserades genom enkristall-röntgendiffraktion .
Processen belyser vanliga reaktion tekniker, upparbetning och analys gentemot funktionaliserade deltahedral Zintl kluster. Förhoppningen är att det kommer att bidra till ytterligare utveckling och förståelse av dessa föreningar i samhället i stort.
Det är viktigt att rengöra och de delvis oxiderade Offline rör. Emellertid, om rören är kvar för länge i den Nb rengöringslösning, kommer detta äventyrar allvarligt tjocklek av röret. Således, 10 – 15 sekunder är absolut nödvändigt och rören bör vara mycket glänsande i slutet (Fig. 3). Efter det att rören är förseglade inuti det sintrade kiselglassubstratet manteln de skall rengöras igen med en utspädd Nb syralösning. Detta bör resultera i milda skumbildning, rengöring alla oxiderade områden O…
The authors have nothing to disclose.
Författarna vill tacka National Science Foundation för fortsatt ekonomiskt stöd (CHE-0.742.365) och för inköp av en Bruker APEX II diffraktometer (CHE-0.443.233) och en Bruker Microtof-II masspektrometer (CHE-0.741.793). Författarna vill också tacka CEST anläggning för deras användning av Micromass Quattro-LC masspektrometer.
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% |