Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

Mechanochemistry موثوق بها: البروتوكولات للنتائج استنساخه أنيق والسائل ساعدت التجارب طحن مطحنة الكرة

Published: January 23, 2018 doi: 10.3791/56824
Automatic Translation
1, 1,2, 1
1Department of Chemistry, University of Cambridge, 2Department of Earth Sciences, University of Cambridge

Summary

نقدم الإجراءات المفصلة لإنتاج منحنيات التوازن التجريبية لتشكيل المرحلة كدالة لتركيز المذيبات في نظام دولة صلبة تحت التفريز الظروف.

Abstract

يمكن تغيير نتائج توازن طحن مطحنة الكرة بشكل كبير كدالة للتغيرات صغيرة حتى في ظروف تجريبية مثل وجود كميات صغيرة جداً من المذيبات وأضاف. لتكاثر ودقة التقاط هذه الحساسية، experimentalist يحتاج إلى النظر بعناية كل العامل الوحيد الذي يمكن أن يؤثر على الكرة مطحنة طحن رد الفعل قيد التحقيق، من ضمان الجرار الطحن تكون نظيفة وجافة قبل الاستعمال، إلى إضافة stoichiometry انطلاق المواد بدقة، للتحقق من أن تسليم وحدة تخزين المذيبات من دقيق، للتأكد من أن التفاعل بين المذيب والمسحوق جيدا المفهوم، وإذا لزم الأمر، يتم إضافة وقت مغطس معين للإجراء. الدراسات الحركية الأولية ضرورية لتحديد وقت الطحن اللازمة لتحقيق التوازن. عندئذ فقط يمكن الحصول على مرحلة رائعة تشكيل المنحنيات كدالة لتركيز المذيب تحت الكرة مطحنة السائل ساعد طحن (متخلفة). باستخدام إجراءات صارمة ودقيقة شبيهة بتلك التي قدمت هنا، يمكن الحصول على هذه المنحنيات التوازن الطحن تقريبا كافة لأنظمة الطحن. النظام نستخدم تثبت هذه الإجراءات رد فعل تبادل ثنائي كبريتيد بدءاً من خليط اكويمولار من homodimers اثنين الحصول على التوازن الكمي هيتيروديمير. هذه الأخيرة تتكون من الكرة مطحنة طحن كاثنين polymorphs مختلفة، نموذج أ و نموذج ب. نسبة R = [نموذج ب]/([نموذج أ] + [ب النموذج]) في طحن التوازن يعتمد على طبيعة وتركيز المذيب في جرة الطحن.

Introduction

أصبحت شعبية متزايدة في السنوات الأخيرة كبديل جذاب والمستدامة لأساليب الحل التقليدي لتوليف مواد Mechanochemistry باستخدام دليل أو الكرة مطحنة معدات الطحن. 1 أنها جذابة لأنها تسمح بالتفاعل بين المواد الصلبة تحقيق فعالية كما وكيفا. وأسلوب مستدامة "خضراء"، التي تتطلب المذيبات قليلاً أو لا. الطحن أو الطحن اليدوي يمكن أن يؤديها نظيفة، أي بدون أي إضافة المذيبات، أو المذيبات ساعد: في الأخير، المعروف باسم "طحن مساعدة السائل" (متخلفة)،2،،من34 كميات صغيرة جداً من السائل وأضاف يمكن أن يسرع أو حتى تمكين غير قابلة للوصول بين التفاعلات بين المواد الصلبة. استخدمت أساليب بين التزايد المستمر في عدد من التفاعلات الكيميائية المختلفة وتوليفات من المركبات العضوية وغير العضوية،5،6،،من78،9 ،11 ، وكذلك فيما يتعلق بتشكيل أبنية supramolecular مثل بلورات المشارك الجزيئية، أطر ميتالورجانيك14 13،12،،، من15 16 , 17 وحتى أقفاص18 وروتاكسانيس19. ويبدو أن العديد من العمليات يمكن أن تمضي قدما في الغياب من المذيبات أو مع المذيب بكميات سوبستويتشيوميتريك الحد الأدنى. 2 , 3 , 4 الآليات والقوى المحركة لتشارك في التوليفات الكيميائية و supramolecular التفاعلات الناجمة عن الأوضاع بين موضوع المناقشة. 1 , 13 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24

بحثنا يركز على نتائج التوازن النهائي مطحنة الكرة طحن العملية ودور المذيب في توازن تحت ظروف متخلفة مطحنة الكرة. في الواقع، بعد الكرة مطحنة طحن رد فعل يصل إلى الاكتمال، يتحقق توازن دينامي حراري في النظامين نحن حققت حتى الآن في نظامنا، مع تكوين مرحلة مستقرة. 25 العوامل التي يمكن أن تؤثر في التوازن النهائي عديدة ومتنوعة: الكرة مطحنة جرة الحجم والشكل والمواد، وحجم كروي والوزن والمواد، والتردد الطحن، درجة الحرارة، وطبيعة المذيب وتركيز. هذا ومن الواضح أن القضية عند إضافة دينامي حراري نتيجة التغييرات رد فعل طحن هائلة في استجابة إلى أحداث تغيير في حجم المذيبات، التي يمكن أن تكون في وقت ما منخفضة قدر 1µL الواحدة 200 ملغ مسحوق مجموع. 25 يكون حذراً والإجراءات التجريبية الصارمة لفحصها واتباعها من أجل تحقيق الدقة استنساخه ودقة النتائج التجريبية، من كواشف مختبر ومنتجات التخزين، بيبيتينج والخلط بين عمليات الطحن قبل. من الصعب مراقبة أو رصد حتى المعلمات في جرة طحن. ولذلك، استخدام مطحنة خلاط الميكانيكية (تسمى أيضا مطحنة اهتزازي)، الذي يسمح للترددات الطحن التي تسيطر عليها واستنساخه والأوقات، ومختومة طحن الجرار ضرورية. ضمان أن جميع الكرة مطحنة طحن ردود فعل يتطلب الوصول إلى توازن بعض التحقيقات الحركية الأولية من الشروط التجريبية. تعديل في خلاط الميكانيكية المستخدمة للمنحنيات ونحن الحاضرين هنا. للحيلولة دون الاحماء عن طريق تدفق مستمر من عوادم السيارات في دائرة مغلقة على مدى فترات طويلة من طحن، غطاء السلامة ختم الجزء الأمامي من طاحونة الجرار تمت إزالته، ووضعت على شاشة خارجية سلامة في جيش التحرير الشعبي الصيني، ce.

النظام التي استخدمت كمثال أول هو رد فعل تبادل ثنائي كبريتيد بين مكررا-2-نيتروفينيلديسولفيدي (اسمه 1-1) ومكررا-4-تشلوروفينيلديسولفيدي (المسمى 2-2) وجود كمية صغيرة من الحافز الأساسي [1، 8-ديازابيسيكلو 5.4.0]undec-7-ene (الدنمركي) لإنتاج عند مطحنة الكرة أنيق طحن (الحرس الوطني) ومتخلفة في مجمع 4-كلوروفينيل-2-نيتروفينيل-ثنائي كبريتيد (المسمى 1-2). 26 , 27 يتكون هذا الأخير بالكرة مطحنة طحن كاثنين polymorphs مختلفة، نموذج أ و نموذج ب. للعديد من المذيبات متخلفة مختلفة، هو نموذج A المنتج دينامي حراري تحت ظروف نغ مطحنة الكرة أو عند استخدام المذيبات غير كافية في رد فعل طحن المتخذة للتوازن، في حين يتم الحصول على الاستمارة باء كمنتج دينامي حراري تحت الكرة طاحونة ظروف متخلفة في التوازن عند إضافة المذيبات كافية لجره الطحن. الواقع النموذج A يمكن الحصول من النموذج باء تحت مطحنة الكرة نغ، بينما يمكن الحصول على الاستمارة باء من الاستمارة ألف تحت مطحنة الكرة متخلفة. وأبلغ هذا التحول المباشر في طحن التجارب قبل في نظم أخرى،28،29 وأنه أبلغ عن أن تحدد طبيعة وتركيز المذيب بوليمورف التي تم الحصول عليها في ظروف التخلف. 30 لدينا النتائج التجريبية المنشورة تشمل التحقيق في طحن منحنيات التوازن لمجموعة من المذيبات العضوية. هنا التوازن مرحلة تكوين نسبة R = [نموذج ب]/([نموذج أ] + [ب النموذج]) هو رسم مقابل حجم المذيب تأخر إضافة لكل تجربة. تم العثور على بداية منحنى التوازن والحدة من المنحنى تعتمد على طبيعة ومقدار المولى للمذيبات إضافة إلى جرة الطحن.

Figure 1
الشكل 1: رد فعل مخطط لمطحنة الكرة طحن التجارب والمفهوم الرئيسي لمنحنيات التوازن المذيبات باستخدام قيمة R.
هذه المنحنيات التوازن بيانيا يظهر تأثير إضافة بضع قطرات من المذيبات (المحور) x في مرحلة تكوين المنتج (محور ص) عندما الكرة مطحنة طحن لفترة طويلة كافية لتحقيق شروط التوازن. الجزء السفلي من حسابات الرسم البياني بشكل كمي يجري تشكيلها، الجزء العلوي من الرسم البياني النموذج باء يجري تشكيل كمياً بينما يتكون خليط من نموذج أ و نموذج ب لمجموعة وحدة التخزين من المذيب المحاسبة الخاصة بالجزء سيجمويدال من الرسم البياني. وقد أعيد طبع هذا الرقم مع تغييرات طفيفة من المعلومات التكميلية في الكيمياء عشر، 2016، 7، 6617 (الرقم 25). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

دينامي حراري الجوانب العامة ويجب أن تنطبق على أي نظام معين الطحن. وكمثال آخر لإظهار عمومية ملاحظاتنا، أنتج أيضا منحنى توازن مماثل لنظام ثاني: polymorphs اثنين من 1:1 كريستال المشارك من الثيوفيلين (tp) مع بينزاميدي (بزم) و تشكل أنا و النموذج الثاني، حيث النتيجة تعتمد على حجم المياه في المخلوط طحن. 25 هذه المرحلة تكوين مقابل منحنيات توازن تركيز المذيبات ضرورية للتحقيق في التفاعل بين السطوح نانوكريستال وجزيئات المذيب في التوازن على الكرة مطحنة طحن ردود الفعل. لدينا النتائج تبين أن بعض منحنيات التوازن حادة جداً، عرض سلوك "المتطرفة"، والذي سمة جسيمات مع عدد كبير من مواقع الامتزاز وكوبيراتيفيتي الإيجابية لعملية الربط. 31 ضحالة التوازن منحنيات تشير إلى مستوى أقل من كوبيراتيفيتي وتشير إلى وجود ثالث مرحلة في التوازن، وربما مرحلة غير متبلور تنطوي المذيب نفسه. وتم إنتاج هذه منحنيات التوازن الطحن للا نظام آخر لمعرفتنا. ونحن نعتقد أن يعزى ذلك جزئيا إلى حساسية الملازمة لنظام الدولة الصلبة للتغيرات البيئية حتى صغيرة جداً تحت ظروف متخلفة مطحنة الكرة هذا.

إعداد منحنيات تركيز المذيبات جيدة وموثوق بها يتحقق إلا إذا التجريبيون التحقق بعناية من مهاراتهم بيبيتينج بتدريب مجموعات ولو أنهم يفهمون تماما (ط) كيفية عمل ماصات والمحاقن و (ثانيا) إذا كانت المعدات أنهم لقد حددت لإيصال حجم صحيحة ودقيقة من مذيب مناسبة لأداء العمل المقصود. تسليم وحدة تخزين الدقيق للمذيبات يمكن أن يتحقق مع مجموعة متنوعة من المعدات، وهذا يجري الممصات أو المحاقن واختيارهم يمكن أن تعتمد على توافر وتفضيل المستخدم والمهارات، ضغط البخار من المذيبات المستخدمة ويقصد بها التطبيق الكرة مطحنة طحن التجارب.

الممصات متوفرة تجارياً كالهواء التشريد أو التشريد إيجابية تغطي نطاقات كثير من المذيبات. كلا النوعين من الماصات متوفرة تجارياً كما تعمل يدوياً أو آليا إلكترونيا. الممصات التلقائية المفضل عموما كما أقل اعتماداً على المهارات experimentalist ليتمكن من نضح أو الاستغناء عن المذيبات بالتساوي في سرعة معينة. يجب أن تعتمد experimentalist على قدرة الماصات على تسليم الحجم الدقيق للمذيبات. يمكن أن يحدث هذا إلا إذا الممصات دقيقة لتبدأ، صيانة جيدة وخدمتها ومعايرة بشكل دوري. نموذجياً، خدمات المعايرة الماصة الخارجية سوف معايرة الماصات للمعيار إيزو 8655 استخدام المياه المذيب. ولذلك، لكل المذيبات العضوية experimentalist ينبغي التحقق من دقتها والدقة في بيبيتينج من خلال تجارب وزنها دقيقة عبر النطاق المقصود وحدة التخزين يتم الاستغناء عن.

معدات التسليم المذيبات الأكثر استخداماً هو الماصات التشرد الهواء الذي يحتاج نصيحة تركيبها على فوهة المحقن. أنها تعمل على مبدأ وسادة هواء؛ وتنتج الحركة الصعودية للمكبس فراغ جزئي في تلميح، مما تسبب في أن تستدرج إلى التلميح الذي يتم فصله من نهاية المكبس بوسادة الهواء السائل. سوف تبدأ مرحلة البخار المذيب بيبيتيد لحجته داخل وسادة الهواء، ومدى التبخر سيكون مرهونا بضغط البخار. من المهم ترطيب قبل عند استخدام الماصات حجم متغير تعيين في نطاق حجم أدنى، منذ أن نسبة من المجال الجوي للسائل واحتمال التبخر زيادات كبيرة بالمقارنة مع عندما يتم تعيين الماصة في الجزء العلوي من نطاق حجم. سوف نعرف experimentalist عندما يتحقق هذا التوازن، كمذيب الكوة سوف تكون معلقة ولكنهم منفصلون عن نهاية المكبس اعتبارا من فصل ربيع، والمذيبات في نهاية الحافة البقاء الراسخ عندما تجري الماصة في الموضع العمودي على مدى بضع ثوان : لا تبلد المذيب داخل الحافة أو بالتنقيط. يمكن استخدام الهواء التشريد الماصات في وضعي؛ تستخدم الأكثر عموما هو الوضع بيبيتينج إلى الأمام حيث جميع المذيبات يستنشق كمياً تقيمها حركة واحدة كاملة للمكبس. طريقة أخرى هي طريقة بيبيتينج العكسية؛ في هذا الوضع ويستنشق فائض محسوب من المذيبات قبل الماصة، ولذلك تظل كمية متبقية من المذيبات بعد الاستغناء عن الكمية، في تلميح الماصة التي تحتاج إلى يتم التخلص من النفايات. عكس الوضع بيبيتينج يمكن أن يكون أكثر ملاءمة للزج والاستغناء عن حجم صغير جداً للمذيبات. ومع ذلك، لارتفاع ضغط بخار المذيبات مثل الميثان (DCM) أو إثيل الاثير، الموازنة في ماصة التشرد الجوية لا يمكن بسهولة تحقيقه. الممصات الإيجابية التشريد أو الحقن أكثر ملاءمة في هذه الحالة.

ونحن نقترح أن التوازن مرحلة تكوين مقابل منحنيات تركيز المذيبات يمكن الحصول عليها لأي نظام لظروف تأخر مطحنة الكرة مصممة تصميماً جيدا بما فيه الكفاية، وتنفيذه والتي تسيطر عليها.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1-التحقق من صرف الدقيق من المذيبات العضوية

  1. التحقق من صحة من بيبيتينج الدقيقة للمذيبات العضوية في وضع عكس ماصة
    ملاحظة: اختير الهواء التشريد الماصات في عكس الوضع بيبيتينج مذيبات مجموعة متخلفة (الأسيتون، الاسيتو الانيتريل (ميكن)، ورباعي هيدرو الفوران (THF)، وخلات الإيثيل (أتاك)، كلوروفورم (شكل3) و dimethylformamide (DMF)) نظراً لأنها غارقة كفاءة عالية في مساحيق مواد البدء (1-1 و 2-2). وأعطت المعايرة الأولية لوضع بيبيتينج عكس مع هذه الطائفة من المذيبات أكثر دقة ودقة الاستغناء عن وحدات التخزين بالمقارنة مع وضع بيبيتينج إلى الأمام. يسمح باستخدام وضع بيبيتينج عكس نقل كمية من حجم المذيب تخليها إلى المسحوق داخل جرة طحن بوضع طرف الماصة داخل جدار الجرة في نهاية عملية الاستغناء عن. أي مذيب التقيد بالفولاذ المقاوم للصدأ الجدار جرة سوف يكون سريعاً كما وكيفا تمتز بالمسحوق خلال طحن. وكان جزءا لا يتجزأ من هذه الاستراتيجية تجنب اتصال طرف ماصة الرطب مع المساحيق كما أنها سوف تتجمع بشدة حول تلميح ماصة الرطب، مما يجعل هذه التجربة باطلة.
    1. استخدام توازن شكل 5. لجمع استخدام السفينة قنينة زجاج توج 2 مل.
    2. تعيين ماصة التشرد الجوية الإلكترونية ميليلتر 5 إلى 120 "عكس بيبيتينج" تعيين وضع، التطلع والاستغناء عن السرعة إلى أدنى قيمة.
    3. تعيين وحدة التخزين، على سبيل المثال، إلى 10.0 ميليلتر.
    4. تناسب الفوهة ماصة لنصيحة ماصة مع حركة رأسي راسخ لتحقيق الكمال ختم. لا تحريف أو نقل ماصة جانبية أثناء التركيب هذا سوف تلحق الضرر نصيحة ماصة وخرق الختم. قبل الرطب الماصة 5 مرات يسفط والاستغناء عن ميليلتر 10.0 في تسلسل مستمر مع المذيب المحدد.
    5. نضح فور قبل التبول، 10.0 ميليلتر المذيبات ضمان عقد الماصة عمودياً. تزج تلميح 2-3 ملم تحت سطح السائل. في وضع "عكس بيبيتينج" تلقائياً يستنشق فائض مجموعة من المذيبات.
    6. الاستغناء عن حجم 10 ميليلتر لقنينة توج تاريد، ضمان يقام الماصة بزاوية 30-45س إلى الداخل الجدار القنينة الزجاجية. اضغط برفق نهاية الطرف ضد داخل القنينة الزجاجية لالتقاط أي الحبرية المكشوفة في التلميح. كاب القنينة فورا وتزن عليه. تسجيل الوزن. التخلص من النفايات الزائدة مجموعة من المذيبات داخل الحافة.
    7. تحل محل نصيحة ماصة لواحدة جديدة. كرر نقطة 1.1.4 إلى 1.1.6 3 مرات على الأقل مع نفس وحدة التخزين المحددة. تسجيل الأوزان.
    8. تعيين الآن حجم ماصة إلى قيمة مختلفة، أي 20.0 ميليلتر-كرر نقطة 1.1.4 إلى 1.1.7 باستخدام وحدة التخزين ميليلتر 20.0. القيام بنفس الإجراء مع ميليلتر 30.0، 40.0 ميليلتر، ميليلتر 50.0، ميليلتر 60.0، 70.0 ميليلتر، ميليلتر 80.0، ميليلتر 90.0 و 100 ميليلتر.
    9. الاستغناء عن دقة 1 ميليلتر لمجموعة أضيق المطلوبة لمطحنة الكرة طحن التجربة. فعلى سبيل المثال: الاسيتو الانيتريل، "الماصة؛" بين 20 ميليلتر وميليلتر 27 بدقة 1 ميليلتر. كرر نقطة 1.1.4 إلى 1.1.7 باستخدام ميليلتر 21.0 وميليلتر 22.0، 23.0 ميليلتر، ميليلتر 24.0، 25.0 ميليلتر، ميليلتر 26.0 وميليلتر 27.0 ميكن.
    10. حساب متوسط الوزن. تقسيم الوزن المتوسط بالكثافة المذيب الحصول على قيمة متوسط حجم تخليها. أدخل القيم لحجم بيبيتيد من المذيبات في ميليلتر في المحور س والقيم في ميليلتر لوحدات التخزين محسوبة من متوسط وزن في المحور y. ويبين الشكل 5 مثال على هذه الرسوم البيانية.
      ملاحظة: يجب أن يكون معامل الارتباط للرسم البياني الخطي ص2> 0.99 للنطاق الواسع (10-100 ميليلتر) فضلا عن النطاق الضيق (20-30 ميليلتر).

Figure 5
الشكل 5: التحقق دقة ودقة من حجم الاستغناء عن الهواء الإلكترونية التشرد ماصة تعيين لعكس الوضع بيبيتينج، معايرة حسب وزنها التجارب. (أ، ب)
أ) ميكن نطاق 10-100µL؛ ب) توسيع نطاق ضيق من 20-30 ميليلتر ميكن. وقد أعيد طبع هذا الرقم مع تغييرات طفيفة من المعلومات التكميلية في الكيمياء عشر، 2016، 7، 6617 (الرقم 25). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. التحقق من صحة من بيبيتينج الدقيقة للمذيبات العضوية في وضع الماصة إلى الأمام
    ملاحظة: اختير الهواء التشريد الماصات في بيبيتينج إلى الأمام وضع (الوضع العادي من بيبيتينج) مذيبات طائفة متخلفة (الميثانول (ميوه)، الإيثانول (EtOH)، الايزوبروبانول (IPA)، ثنائي ميثيل سلفوكسيد [دمس]، والبنزين، والتولوين والمياه (ح2س)) هو علة لا نقع أو ينقع الكثير ببطء شديد إلى مساحيق مواد البدء (1-1 و 2-2). ولذلك من المهم تجنب صرف أي مذيب على الجدران الداخلية للجرة أو على أسطح واضعا الكرة كما سوف لا تكون تمتز كفاءة ما يكفي من الصلبة خلال طحن هذه المخلفات المذيبات ولذلك لا يمكنه المشاركة في مطحنة الكرة طحن رد فعل. وتمثلت الاستراتيجية كمياً نقل حجم المذيب مباشرة إلى المسحوق بالراحة نصيحة ماصة الرطب على رأس المسحوق في نهاية عملية الاستغناء عن دون المخاطرة بمسحوق التثاقل حول تلميح مبللة. استخدام بيبيتينج عكس كان غير مناسب لهذه الطائفة من المذيبات، كبقايا المذيبات التي يحتاج إلى البقاء في تلميح الماصة في نهاية الإجراء بيبيتينج سيكون خطأ نقلوا بعمل الشعرية عندما كانت تستند إلى نصيحة ترطب مسحوق وذلك الاستغناء عن المذيبات أكثر مما هو مقصود.
    1. اتبع 1.1.1 إلى 1.1.2 ولكن تعيين ماصة التشرد الجوية الإلكترونية إلى الوضع العادي "بيبيتينج".
    2. تعيين وحدة التخزين، على سبيل المثال، إلى 65.0 ميليلتر الميثانول، واتبع الخطوة 1.1.4.
    3. Aspirate 65.0 ميليلتر الميثانول اتباع التعليمات في 1.1.5. تحت "بيبيتينج طبيعية" ويستنشق تلقائياً فقط حجم الدقيق للمذيبات.
    4. الاستغناء عن الميثانول ميليلتر 65.0 إلى القنينة كما هو الحال في 1.1.6 لنقل الكمية كل وحدة التخزين. كاب القنينة فورا وتزن عليه. تسجيل الوزن واتبع الخطوة 1.1.7.
    5. تعيين وحدة التخزين الآن في الماصة إلى 25.0 ميليلتر وكرر نقطة 1.2.2 إلى 1.2.4 استخدام 25.0 ميليلتر. تفعل الشيء نفسه مع 50.0 ميليلتر، 60.0 ميليلتر، 75.0 ميليلتر، ميليلتر 80.0 والميثانول 85.0 ميليلتر.
    6. الاستغناء عن دقة ميليلتر 1 بين ميليلتر 63 و 70 ميليلتر الميثانول. كرر نقطة 1.2.2 إلى 1.2.4 استخدام 63.0 ميليلتر، 64.0 ميليلتر، ميليلتر 66.0، ميليلتر 67.0، ميليلتر 68.0 و 69.0 ميليلتر الميثانول.
    7. اتبع 1.1.10. مجموعة واسعة عن الميثانول 25 إلى 100 ميليلتر، وهو النطاق الضيق ميليلتر 60 إلى 79.

2-تجميع النموذج ألف والنموذج باء طحن مطحنة الكرة

  1. التحقيقات الأولية للوقت طحن المطلوبة لتوليف بالنموذج بالكرة مطحنة نغ إلى التوازن
    1. تنظيف الجرار الطحن التي سونيكاتينج لهم في الأسيتون. تغسل بمطهر، شطف مع الماء ومن ثم مع الأسيتون. الجافة الجرار طحن في خزانة تجفيف في 70 درجة مئوية لأكثر من 30 دقيقة تسمح الجرار طحن ليبرد قبل الاستخدام.
    2. وزن 104.82 ± 0.1 مغ بلورات 1-1 (0.34 ملمول، أي ما يعادل 1.0) استخدام رصيد 5 رقم عشري. نقل الكمية مسحوق وزنه إلى النصف الذكور من الفولاذ المقاوم للصدأ 14 مل طحن جرة إغلاق الأداة الإضافية.
      ملاحظة: يعمل بشكل أفضل عندما قارب وزنها مصنوع من الورق وزنها جريسيبروف مقطعة شكل U بالمسحوق لا عصا على قارب وزنها عند نقل. جعله صغيرة بما يكفي تناسب بسهولة داخل فتح الجرة طحن لتجنب الانسكاب. وكإجراء وقائي، استخدام شفرة واسعة تقريب الملقط، كما أنها قبضة أفضل، لنقل القارب وزنها شغلها من الرصيد إلى داخل جرة الطحن. استخدامها أيضا في وقت لاحق للتعامل مع محامل الكريات.
    3. 97.66 تزن ± 0.1 مغ بلورات 2-2 (0.34 ملمول، أي ما يعادل 1.0). نقل مسحوق وزنه الكمية إلى النصف الذكور من جرة الطحن. الجرة تحتوي بالفعل على 1-1.
    4. مزيج الكواشف الصلبة اثنين داخل جرة طحن دقيق مع ملعقة صغيرة.
    5. إدراج اثنين قطر 7.0 ملم (1.37 g) صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ محامل. وضعها بعناية فوق المسحوق.
    6. "الماصة؛" 2 ميليلتر الدنمركي استخدام ماصة ميليلتر من 1-10 وتقديم الحافز الأساسي على رأس واحدة من محامل اثنين.
      ملاحظة: الحرص على عدم السماح بحمل الكرة مع الدنمركي على المسحوق. هذا سيؤدي في مسحوق يجري المغلفة مع الدنمركي قبل طحن بدء تشغيل.
    7. أغلق الأداة الإضافية جرة الطحن. تأكد من ترك أي فجوة في مفترق الطرق. تأمين الجزء الخارجي التقاطع مع العزل الشريط كإجراء وقائي إضافي.
    8. تثبيت الجرة طحن في المشبك قابل للتعديل من واحد من اثنين من الأسلحة مطحنة مطحنة الكرة. تشديد المسمار على المشبك السلامة حتى الجرة هي معطلة.
    9. قم بتشغيل الجهاز لقط التأمين الذاتي إلى وضع القفل لمنع الجرة من يتم قذف أثناء الطحن. ضمان الذراع الأخرى تتحمل وزن مماثل للجرة ذلك طاحونة هو متوازنة بينما طحن ولا تتلف. تثبيت شاشة سلامة أمام طاحونة.
      ملاحظة: قد أزيلت من طاحونة مطحنة الكرة البناء في الشاشة السلامة واستبدال مع شاشة خارجية سلامة. هذا هو لتجنب التنفيس الحرارة من تدفئة مساحة مغلقة حيث يتم تثبيت الجرار طحن السيارات والتدفئة لهم خلال طحن.
    10. تعيين تكرار مطحنة مطحنة الكرة إلى 30 هرتز، وجهاز ضبط الوقت إلى، على سبيل المثال، 5.0 دقيقة.
    11. الآن، بدء تشغيل طاحونة بالضغط على زر ابدأ . عند انقضاء الوقت، سيتم إيقاف طاحونة تلقائياً. فورا بإزالة الشريط العازلة من التقاطع وفتح الجرة طحن.
    12. تحليل المنتج فورا على الانتهاء من الطحن. تشغيل أول مسح "الأشعة السينية مسحوق" ديفراكتوجرام (بكسرد).
    13. نقل المسحوق من جرة طحن لقذيفة هاون عقيق صغيرة. كسر الكتل مع مدقة عقيق حتى تصبح بودرة ناعمة. نقل بعض مسحوق في العطلة مستطيلة 2 مم في الشريحة عينة بكسرد الزجاج. ضغط المسحوق مع شريحة زجاجية تسطيح السطح مسحوق على نفس مستوى بقية الشريحة الزجاجية بالتساوي. إزالة المسحوق المتبقية على السطح. تسمية الشريحة.
    14. جبل الشريحة عينة بكسرد على شريحة شريحة من ديفراكتوميتير "مسحوق الأشعة السينية". مسح العينة. مجهزة ديفراكتوميتير الأشعة السينية مسحوق يستخدم الإشعاع Cu Kα وكشف العاملة في هندسة التفكير مع المعلمات التالية: تتراوح من 5 إلى 45° في 2θ، حجم الخطوة 0.03 جنوبا، الوقت/الدرجة 100 مع وقت إجمالي من 13 دقيقة، 0.04 راد سولير، VxA 40 × 40. إغلاق الباب بكسرد وبدء المسح الضوئي بكسرد في البرنامج "أداة تجميع مجمعي البيانات".
    15. إجراء صقل ريتفيلد (ريتفيلد العثور على صقل المبادئ التوجيهية في الفرع 4-1) على البيانات بكسرد التي تم جمعها. وهذا يعطي تشكيل المرحلة من العينة الصلبة في % بالوزن حساب تكوين المرحلة ك %M من مواد انطلاق 1-1 و 2-2 وكل بوليمورف من المنتج نموذج A و ب النموذج.
    16. تحليل التركيب الكيميائي للمسحوق بارتفاع الأداء السائل اللوني ([هبلك]). إعداد مخفف العينة بإضافة 0.2 مل حامض trifluoroacetic (تفا) استخدام حقنه ضيق غاز زجاج إلى 100 مل من [هبلك] الصف الاسيتو الانيتريل لنموذج الحل "تفا MeCN+0.2%". مزيج جيد.
    17. إعداد الحل عينة للتحليل [هبلك] بتركيز 1 ملغ/مل في "تفا MeCN+0.2%". استخدام توازن شكل 5، صفر قنينة زجاج 1.8 مل [هبلك] واضحة. إضافة كمية صغيرة من المسحوق تصل إلى وزن بين 0.7 و 1.0 ملغ. سجل الوزن (مثلاً 0.88 مجم). ضبط 1 مل ماصة تلقائي لإعطاء وحدة تخزين في ميليلتر يعادل المبلغ الذي وزنه (مثلاً 880 ميليلتر ميكروغرام 880 وزنه). "الماصة؛" هذا الحجم من عينة مخفف (MeCN+0.2%TFA). فينبغي أن يسفر عن حل نموذج 1 ملغ/مل.
    18. كاب القنينة [هبلك] مع قبعة [هبلك] مناسبة مع سيتا. دوامة القنينة يدوياً للحصول على المسحوق في الحل. Sonicate القنينة لأقصى مدة 5 دقائق للتأكد من أن المسحوق في الحل. تحقق ضد الضوء لضمان لا توجد أية جسيمات أونديسولفيد. هذا النموذج جاهز الآن لتحليل [هبلك].
    19. تثبيت عمود C18 [هبلك] على المعدات [هبلك]. تثبيت مدخل عمود [هبلك] على المنفذ للمبادلات الحرارية الموجودة في الفرن العمود والمآخذ من العمود [هبلك] على المدخل فلووسيل جهاز المطياف الضوئي (الأشعة فوق البنفسجية/VIS) الأشعة فوق البنفسجية/المرئية.
    20. تحضير النظام [هبلك] مع المذيبات (أ) "الماء 0.1% حمض الفورميك" وكمذيب ب ك "الاسيتو الانيتريل 0.1% الفورميك". تطهير النظام [هبلك] مع كلا المذيبات. تعيين كشف الأشعة فوق البنفسجية/VIS إلى λ = 260 نيوتن متر، مع عرض النطاق الترددي شمال البحر الأبيض المتوسط 8 و λمرجع = 550 نانومتر مع عرض النطاق ترددي 100 نانومتر. تعيين حجم الحقن إلى 1 ميليلتر وتعيين سخان العمود [هبلك] إلى 60 درجة مئوية. اكويليبراتي العمود [هبلك] مع مذيب 75% ب إدخال وتشغيل الانحدار المذيبات من 75 إلى 85% المذيب ب أكثر من 2 دقيقة بمعدل 2 مل/دقيقة تدفق حجته أكثر من 1 دقيقة قبل الحقن القادم. حقن العينة. 1-1 التيس في دقيقة 0.55، 1-2 التيس في دقيقة 0.9 والتيس 2-2 في دقيقة 1.65.
      يتم تحديد المعلمات الأشعة فوق البنفسجية/VIS المذكرة تجريبيا حيث أن منطقة الذروة 1- 1 هو نفس 2-2. 1-1 و 2-2 المتوقع أن يكون دائماً اكويمولار في رد الفعل هذا في الحالة الصلبة. الأفضل مباراة لمجالات الذروة 1-1 و 2-2 يتم الحصول عليها مع كشف الأشعة فوق البنفسجية/VIS المستخدمة مع λ = 260 nm (ذروة العرض 8nm)؛ ΛREF = 550 نانومتر (ذروة العرض 100nm).
    21. تحديد منطقة الذروة لكل من هذه القمم 3 وحساب مساحة الذروة الإجمالي. حساب % "نسبة منطقة الذروة" (% الاسمية) بتقسيم المناطق ذروة الذري الفردية بمنطقة الذروة الإجمالي. التقرير القيم التي تم الحصول عليها كتركيز معبراً عنه %M من 1-1و 2-2 و 1-2. هذه القيم معادلة لتلك المقابلة % الاسمية.
    22. تكرار التجربة (الخطوة 2.1.2 إلى 2.1.21) بواسطة تغيير طول الوقت طحن فقط إلى 10 دقيقة، 15 دقيقة، 20 دقيقة، 25 دقيقة، 30 دقيقة، 32 دقيقة، 34 دقيقة، 36 دقيقة, 38 دقيقة، 40 دقيقة و 45 دقيقة كما هو الحال في 2.1.10. دائماً تشغيل تجربة إضافية بعد التوصل إلى التوازن بالطحن لوقت أطول التأكد من أن مستوى التوازن المستمر.
      ملاحظة: تم اختيار هذه الأوقات طحن محددة لتحديد الجزء الأسية للمنحنى الحركية المنتهي في التوازنات بعد فترة تأخير الأولى. في التوازن، تشكيل المرحلة يتفق مع الكمية النموذج A أثناء التركيب الكيميائي ويتسق مع 97% M من 1-2%1.5 م 1- 1 و 1.5% M 2-2.
    23. ارسم التركيب الكيميائي التي تم الحصول عليها من تحليل [هبلك] من 1-1و 2-2 و 1-2 ك %M في الوقت طحن في دقيقة في المحور السيني والصادي. وهذا يعطي منحنى حركية للتركيب الكيميائي. الشكل 3 ألف يبين مثالاً لمنحنى الحركية التآمر التركيب الكيميائي لمطحنة الكرة أنيق طحن مقابل طحن الوقت.
      ملاحظة: تكوين كمية من 1-2 يوضح أن التجربة قد وصلت إلى توازن دينامي حراري.
    24. ارسم تشكيل المرحلة التي تم الحصول عليها من صقل ريتفيلد 1-1، 2-2، النموذج ألف و النموذج باء ك %M في المحور الصادي وطحن المرة في دقيقة في المحور س. وهذا يعطي منحنى حركية التآمر في مرحلة التكوين. الشكل 3) يبين مثالاً لمنحنى الحركية لمرحلة تكوين الكرة مطحنة أنيق طحن مقابل طحن الوقت.

Figure 2
الشكل 2: ريتفيلد صقل الأرض مثال الخليط التوازن تحت التفريز الشروط عند استخدام 67 ميليلتر الميثانول.
نمط تجريبي (الخط الأسود) ونمط المحسوبة لنمط الشكل A (الأزرق)، المحسوبة الاستمارة باء (أحمر)، ونمط الفرق (رمادي). الصقل تلاقت مع Rالفسفور الأبيض=10.82% و χ2 = 2.65. في هذا المثال محددة البحث والتطوير بنسبة 41%، وقدرت حجم كريستال بشمال البحر الأبيض المتوسط 71 و 86 نموذج أ و نموذج ب على التوالي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3: الحصول على منحنيات الحركية لمطحنة الكرة أنيق طحن رد فعل 1-1 + 2-2 + 2% M الدنمركي (أ، ب).
تم إجراء لا تركيب-الخطوط فقط دليل للعين. يظهر الرسم البياني تكوين كواشف مختبر (1-1 و 2-2) وهيتيروديمير (النموذج ألف و النموذج باء) كما شكلت %M مقابل طحن الوقت) تحليلات [هبلك] يبين التركيبة الكيميائية للمسحوق في كل نقطة الحركية؛ ب) ريتفيلد صقل بكسرد الأشعة تظهر مرحلة تكوين المسحوق في كل نقطة الحركية. فإنه يوضح أن النموذج A يتكون حصرا بينما لم يتم تشكيل النموذج باء في أي نقطة الحركية. طبع بإذن من عاتقه، 2014، 136، 16156 (الرقم 27). حقوق الطبع والنشر عام 2014 الجمعية الأمريكية الكيميائية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. التحقيقات الأولية لطحن الوقت اللازم لتجميع "النموذج باء" بالكرة مطحنة الفارق مع 50µL ميكن للتوازن
    1. اتبع الخطوة 2.1.2 إلى 2.1.6.
    2. الاستغناء عن 50 ميليلتر ميكن على المسحوق مع ماصة 100 ميليلتر تجنب اتصال طرف ماصة الرطب مع المسحوق. انظر البند 1-1 و 1-2 على الإجراءات الموصى بها للمذيبات العضوية بيبيتينج في بيبيتينج العكسية ووضع بيبيتينج العادي.
      ملاحظة: لا تلمس المسحوق مع طرف ماصة تحتوي على بقايا ميكن. سوف تتجمع المسحوق فورا حول تلميح ماصة الرطب أدى stoichiometry الفقيرة للمسحوق والمذيبات. هذا يؤثر الحركية وجعل التجربة باطلة. أي ماصة اليدوي أو أي ماصة التلقائي في بيبيتينج عكس أو بيبيتينج العادي سوف تكون مناسبة لهذه التجربة. 50 ميليلتر ميكن تماما ما يزيد 23 ميليلتر ميكن المطلوبة للقيام بهذا الرد. ولذلك بيبيتينج الدقيق غير مطلوب هنا.
    3. اتبع الخطوة 2.1.7 إلى 2-1-12.
    4. تحليل تكوين المرحلة بصقل ريتفيلد كما هو الحال في الخطوات 2.1.13 إلى 2.1.15 والتركيب الكيميائي من [هبلك] كما هو الحال في 2-1-16 إلى 2.1.21.
      ملاحظة: نموذج A ابدأ يحتفل بظروف الكرة مطحنة متخلفة.
    5. تكرار التجربة (خطوة 2.2.1. إلى 2.2.4) عن طريق تغيير طول الوقت طحن إلى 10 دقيقة، 13 دقيقة، 14 دقيقة، 15 دقيقة، 17 دقيقة، 18 دقيقة، 20 دقيقة فقط، 25 دقيقة و 30 دقيقة دائماً تشغيل تجربة إضافية بعد التوصل إلى التوازن بالطحن لوقت أطول التأكد من أن ال مستوى التوازن ه غير ثابت.
      ملاحظة: تم اختيار هذه طحن مرات لتحديد الجزء الأسية للدراسة الحركية المنتهي في التوازنات بعد فترة تأخير الأولى. في التوازن، تشكيل المرحلة يتفق مع الكمية "النموذج ب" بينما التركيب الكيميائي ويتسق مع 97% M 1-2، 1.5%M 1- 1 و 1.5%M 2-2.
    6. إعداد الرسم البياني الحركية للتركيب الكيميائي كما هو الحال في 2.1.23 (انظر الشكل 4a) وتكوين المرحلة كما هو الحال في 2.1.24 (انظر الشكل 4b)

Figure 4
الشكل 4: منحنيات الحركية الحصول عليها لمطحنة الكرة تأخر رد الفعل 1-1 + 2-2 + 2% M الدنمركي + 50 ميليلتر ميكن. (أ، ب)
تم إجراء لا تركيب-الخطوط فقط دليل للعين. يظهر الرسم البياني تكوين كواشف مختبر (1-1 و 2-2) وهيتيروديمير (النموذج ألف و النموذج باء) كما شكلت %M مقابل طحن الوقت) تحليلات [هبلك] يبين التركيبة الكيميائية للمسحوق في كل نقطة الحركية؛ ب) ريتفيلد صقل بكسرد الأشعة تظهر مرحلة تكوين المسحوق في كل نقطة الحركية. فإنه يوضح أن النموذج باء يتكون حصرا بينما لم يتم تشكيل النموذج A عند أي نقطة الحركية. طبع بإذن من عاتقه، 2014، 136، 16156 (الرقم 27). حقوق الطبع والنشر عام 2014 الجمعية الأمريكية الكيميائية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. توليف للنموذج ألف بالكرة مطحنة نغ
    1. اتبع كافة الخطوات في القسم 2-1. طحن فقط عن 45 دقيقة في 30 هرتز الذي يكفي للوصول إلى التوازن.
      ملاحظة: يتم تشكيل النموذج A كمياً. التركيب الكيميائي للمنتج ويتسق مع 97% M 1-2، 1.5%M 1- 1 و 1.5%M 2-2.
  2. توليف "النموذج باء" بالكرة مطحنة متخلفة
    1. اتبع كافة الخطوات في القسم 2-2. طحن فقط مدة 30 دقيقة في 30 هرتز الذي يكفي للوصول إلى التوازن.
      ملاحظة: يتم تشكيل النموذج ب كمياً. التركيب الكيميائي للمنتج ويتسق مع 97% M 1-2، 1.5%M 1- 1 و 1.5%M 2-2.

3-إعداد النموذج A و/أو النموذج باء بمطحنة الكرة متخلفة عن استخدام مختلف أنواع وأحجام من المذيبات العضوية كمذيبات متخلفة.

  1. الإجراء 1: الكرة مطحنة تأخر رد فعل استخدام المذيبات الفارق مع تقارب عالية لمسحوق
    ملاحظة: الإجراء 1، قد صمم للمذيبات الفارق الذي يحمل ألفه عالية لخليط اكويمولار من 1-1 و 2-2. ومن أمثلة ميكن، الأسيتون، THF، DMF، اتواك، وتشكل3. وكمثال على هذا الإجراء وسوف نناقش إضافة 17.0 ميليلتر الأسيتون كمذيب متخلفة.
    1. اتبع 2.1.1 إلى 2.1.6 ولكن استخدام إغلاق المسمار 14 مل طحن جرة.
      ملاحظة: لهذه التجارب الفارق الدقيق، طحن الفولاذ المقاوم للصدأ المسمار-الإغلاق استخدام الجرار مع ختم تفلون أدرجت في مفرق بغية اعتراض كمية المذيب والصلبة خلال طحن داخل الجرة. يمكن إغلاق الأداة إضافية طحن جرة تسرب المذيبات من مفترق الطرق.
    2. إصلاح الجزء السفلي من الذكور نصف طحن جرة إلى مقاعد البدلاء مع المعجون لاصقة قابلة لإعادة الاستخدام، للحيلولة دون حصول المحامل المتداول لاحقاً في هذا الإجراء.
    3. تعيين ماصة التشرد الجوية الإلكترونية "عكس بيبيتينج"، بسرعة يسفط والاستغناء عن الإعداد أبطأ ووحدة التخزين، على سبيل المثال، إلى 17.0 ميليلتر الأسيتون. اتبع الإجراءات التي نوقشت لاستخدام "بيبيتينج عكس" في البند 1-1.
    4. العناية الخاصة بالتنقيط المتجانس الأسيتون ميليلتر 17.0 على سطح مكشوف من المسحوق.
      ملاحظة: لا تلمس المسحوق مع طرف ماصة تحتوي على بقايا الأسيتون. سوف تتجمع المسحوق فورا حول تلميح ماصة الرطب أدى stoichiometry الفقيرة للمسحوق والمذيبات. هذا الحادث جعل التجربة باطلة. ليست هناك مشكلة مع مذيب عالية تقارب ترك داخل الجدار من جرة طحن أو على ذلك واضعا الكرة التي لم يتم تحميلها مع الدنمركي. وقد هذه المذيبات مثل هذه النسب عالية للمسحوق، أن كانت الكمية ستستوعب المسحوق خلال طحن.
    5. تأخذ الأنثى فارغة نصف جرة طحن وعناية المسمار على الذكور نصف تحتوي على المسحوق. هذا وقت ممكن بعد إضافة الأسيتون. برغي مشددة لضمان أن الغسالة تترافلوروايثيلين (PTFE) يجعل ختم مانعة للتسرب. الشريط خارج تقاطع بشكل أمن مع العزل الشريط كإجراء وقائي إضافي.
    6. اتبع 2.1.8 على 2-1-12 ولكن تعيين جهاز ضبط الوقت إلى 45 دقيقة.
      ملاحظة: أثبتت التجارب الحركية الأولية باستخدام الأسيتون كمذيب تأخر 45 دقيقة طحن وأن يكفي لمطحنة الكرة طحن رد فعل التوصل إلى التوازن المطلوب.
    7. تحليل تكوين المرحلة التي بكسرد كما هو الحال في 2.1.13 إلى 2.1.15 والتركيب الكيميائي من [هبلك] كما هو الحال في 2-1-16 إلى 2.1.21.
      ملاحظة: من المهم لهذه التجارب التحليل الذي أجرته [هبلك] يتسق مع تشكيل الكمية من 1-2 مما يدل على أن رد فعل الدولة الصلبة قد وصلت إلى توازن دينامي حراري.
    8. حساب المدى ر. R هو النسبة بين mol % من النموذج باء ومول % من مبلغ إجمالي قدرة هيتيروديمير 1-2 = شكل A+ B النموذج.
    9. كرر الخطوة 3.1.1 إلى 3.1.8 بأحجام مختلفة بيبيتينج من المذيب نفسه (الأسيتون) لتحديد التوازن منحنى (انظر 3.1.9 أدناه). القيام بتجارب طحن بإضافة الأسيتون 10.0µL، 14.0µL، 15.0µL، 16.0µL، 18.0µL، 20.0µL، 30.0µL، و 50.0µL بشكل مستقل إلى المسحوق.
    10. ارسم منحنى التوازن الأسيتون بإدخال قيم %R في المحور الصادي و الأسيتون ميليلتر المضافة في المحور س. يتم التعبير عن المحور س الأسيتون ميليلتر الواحدة 200 ملغ مسحوق أو الأسيتون مول كل جزئ مسحوق المجموع.
      ملاحظة: في حالة الأسيتون، إضافة ميليلتر 16 أو أقل من الأسيتون ينتج كمية الاستمارة ألف (0% R) بينما إضافة 17 ميليلتر أو أكثر من النتائج الأسيتون في الكمية ب النموذج (100% R). مثال لتحليل المواد الكيميائية والمرحلة المؤدية إلى منحنى المذيبات الموازنة الكرة مطحنة طحن تأخر استخدام DMF كما يمكن رؤية المذيبات الفارق في الشكل 7.

Figure 7
الشكل 7: الكرة مطحنة متخلفة 1-1 + 2-2 + 2% M الدنمركي ح 3 في 30 هرتز مع DMF كمذيب متخلفة. (أ-ه)
[هبلك] تشروماتوجرامس وبكسرد بمسح لأمثلة 3: في اكويليلبريوم، إضافة ب) 13µL DMF ينتج كمية الاستمارة ألف، ج) 30 ميليلتر DMF النتائج الكمية النموذج باء ودال) 19 نتائج DMF ميليلتر في خليط من نموذج أ و نموذج ب. ه) ويرد THF الموازنة منحنى لجميع التجارب 17 التي يؤديها مع DMF، التآمر %R تحدد مقابل ميليلتر DMF إضافة إلى مسحوق 200 مغ. وقد أعيد طبع هذا الرقم من المعلومات التكميلية في الكيمياء عشر، 2016، 7، 6617 (الرقم 25). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. الإجراء 2: الكرة مطحنة تأخر رد فعل استخدام المذيبات الفارق مع تقارب منخفضة لمسحوق
    ملاحظة: الإجراء 2 مناسبة للمذيبات الفارق الذي يحمل تقارب منخفضة جداً لخليط اكويمولار من 1-1 و 2-2. ومن أمثلة الميثانول، الإيثانول، رأسا، ثنائي ميثيل سلفوكسيد، البنزين، والتولوين، الحلقي والمياه. على سبيل مثال سوف نناقش إضافة 65.0 ميليلتر الميثانول كمذيب متخلفة.
    1. اتبع 2.1.1 إلى 2.1.4.
    2. نقل حوالي 60 مغ الخليط قارب ترجيح. الاحتياطي لاستخدامها في وقت لاحق.
    3. تعيين ماصة التشرد الجوية الإلكترونية إلى "بيبيتينج طبيعية"، بسرعة يسفط والاستغناء عن الإعداد أبطأ ووحدة التخزين، على سبيل المثال، إلى 65.0 ميليلتر الميثانول. اتبع الإجراءات التي نوقشت لاستخدام وضع "بيبيتينج العادي" في القسم 1-2.
    4. إصلاح الجزء السفلي من الذكور نصف طحن جرة إلى مقاعد البدلاء مع المعجون لاصقة قابلة لإعادة الاستخدام، للحيلولة دون حصول المحامل المتداول لاحقاً في هذا الإجراء.
    5. بالتنقيط الميثانول ميليلتر 65.0 المتجانسة على سطح مكشوف من المسحوق. العناية أثناء الاستغناء عن الميثانول ليس التنقيط أو اللمس الداخل جدران الجرة.
    6. ضع طرف ماصة الرطب على سطح المسحوق لتسليم الكمية حجم الميثانول. سوف لا أجمة المسحوق على اتصال مع نهاية الرطب من طرف ماصة.
      ملاحظة: الحركية استيعاب هذه المذيبات في المسحوق بطيئة للغاية. ولذلك لن تشارك أي مذيب غير مباشرة على اتصال المسحوق في طاحونة الكرة طحن رد فعل إعطاء نتائج متسقة مع وجود إضافة المذيب أقل.
    7. صب مسحوق خلفها البقع ترطب مسحوق في جرة طحن في الاحتياطي. وهذا ينبغي أن فخ المذيب داخل المسحوق. اضغط برفق بعناية الجرة ضغط مسحوق ترطب.
    8. اتبع 2.1.5 إلى 2.1.6.
    9. كاب نصف الذكور مع نصف الإناث فارغة من جرة الطحن. الحرص على عدم لفة على مسحوق محملة بحمل الكرة الدنمركي.
    10. ترك الجرة طحن على الوقوف دون عائق ما يزيد على 20 دقيقة. يجب تمكين هذا المذيب نقع في المسحوق.
    11. بعد انقضاء فترة مغطس المسمار محكم التقاطع في جرة طحن لضمان أن يجعل الغسالة السليكوون إغلاق مانعة للتسرب. الشريط تقاطع بشكل أمن مع العزل الشريط كإجراء وقائي إضافي.
    12. اتبع 2.1.8 إلى 2.1.9.
    13. ضبط تردد مطحنة مطحنة الكرة إلى 30 هرتز، وجهاز ضبط الوقت إلى 60 دقيقة. طاحونة يحتاج إلى تشغيل 4 مجموعات من 60 دقيقة. ويتم ذلك تلقائياً مع برنامج الإعداد "زر" محلية الصنع.
      ملاحظة: أثبتت التجارب الحركية الأولية أن أكثر من 3 إلى 4 ح مطلوب مطحنة الكرة طحن رد فعل التوصل إلى التوازن المطلوب مع الميثانول كمذيب متخلفة.
    14. بدء تطبيق برنامج "تضغط زر". قم بإدخال القيم المطلوبة لتهيئة طحن 4 وإبقاء طحن على مدى فترة الساعات المطلوبة. عدد الدفعات: 4؛ دفع عقد (s): 10؛ دفع الفترة (دقيقة): 65؛ رقم منفذ Com: 3.
    15. انقر فوق الزر " ابدأ " في برنامج "تضغط زر" وطحن سوف تبدأ. طاحونة ستتوقف تلقائياً بعد 60 دقيقة طحن كمجموعة على الكرة مطحنة مطحنة. سوف ترسل البرنامج على الوصول إلى 65 دقيقة تعليمات لتنشيط الملف اللولبي اضغط لأسفل زر ابدأ مطحنة مطحنة الكرة وإعادة الطحن. وسوف تتكرر هذه الدورة عدة مرات كما طلب في برنامج "زر".
      ملاحظة: عند النقر فوق الزر " ابدأ " على برنامج "تضغط زر"، سيتم تنشيط الترحيل الملف اللولبي يقع في موقع ثابت مباشرة عبر الزر ابدأ من طاحونة مطحنة الكرة. الملف اللولبي سيضرب فورا على زر ابدأ في طاحونة MM400، التوقيع بالأحرف الأولى طحن. الملف اللولبي ستفرج قبضتها على الزر ابدأ بعد عقد تعيين عدد الثواني التي دخلت في الدفع. من المستحسن السماح لمطحنة للراحة لمدة 5 دقائق بين فترات من الزمن 60 دقيقة طحن وبداية الدورة المقبلة طحن لمنع السيارات من الانهاك.
    16. تحليل تكوين المرحلة بصقل ريتفيلد كما هو الحال في 2.1.13 إلى 2.1.15 والتركيب الكيميائي من [هبلك] كما هو الحال في 2-1-16 إلى 2.1.21.
    17. حساب مصطلح البحث والتطوير كما هو الحال في 3.1.8.
    18. كرر الإجراء الكامل مع كميات مختلفة من المذيب نفسه لتعريف منحنى التوازن. في هذا المثال، القيام بتجارب مستقلة مع ميليلتر 25.0، ميليلتر 50.0، ميليلتر 60.0، ميليلتر 63.0، 64.0 ميليلتر، ميليلتر 66.0، ميليلتر 67.0، ميليلتر 68.0، ميليلتر 69.0، ميليلتر 70.0، 75.0 ميليلتر، ميليلتر 80.0 و 85.0 ميليلتر الميثانول.
    19. ارسم منحنى المذيبات التوازن كما هو الحال في 3.1.10.
      ملاحظة: في حالة الميثانول، إضافة 64µL أو أقل من النتائج الميثانول في الكمية الاستمارة ألف (0% R) بينما إضافة 68 ميليلتر أو أكثر من النتائج الميثانول في الكمية ب النموذج (100% R). مثال على منحنى المذيبات الموازنة مطحنة الكرة متخلفة طحن استخدام ميوه كما يمكن رؤية المذيبات الفارق في الشكل 6b.
      ملاحظة: إضافة البنزين والتولوين والحلقي والماء إلى خليط اكويمولار من نتائج 1-1 و 2-2 دائماً بعد الكرة مطحنة طحن في تشكيل النموذج ألف؛ النموذج ب لم يتم تشكيل.

Figure 6
الشكل 6: منحنيات التوازن المذيبات للكرة مطحنة طحن الرد 1-1 + 2-2 + 2% M الدنمركي عند استخدام الميثانول كمذيب متخلفة. (أ، ب)
تم إجراء لا تركيب-السطر إلا دليل على العين. منحنى توازن (%R مقابل ميليلتر الميثانول إضافة إلى مسحوق 200 مغ) في أ) يعطي علاقة سيئة للغاية استخدام 1 الإجراء التجريبي بينما في ب) هناك علاقة جيدة عند استخدام تجريبي الإجراء 2. وقد أعيد طبع هذا الرقم من المعلومات التكميلية في الكيمياء عشر، 2016، 7، 6617 (الرقم 25). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

4-تحديد مرحلة التكوين حسب بكسرد

ملاحظة: في المرحلة الصلبة الدولة تكوين مخاليط مسحوق كما حصل في نهاية التجربة الطحن هو درس ريتفيلد صقل البيانات الحيود مسحوق خارج الموقع. 32 هنا يتم إعطاء بعض المبادئ التوجيهية.

  1. تحديد تكوين المرحلة
    1. استرداد النماذج بنية بلورية ل 1-1، 2-2، النموذج ألف و النموذج باء من "قاعدة البيانات الهيكلية كامبردج". 33
    2. قم بتقليل عدد المتغيرات الهيكلية وميكروستروكتورال والمعلمات الخلفية الضرورية للحصول على سلعة تناسب مع برنامج صقل ريتفيلد الاختيار--معلمات المكرر أقل، وكلما صغر حجم الانحرافات المعيارية المقدرة.
      ملاحظة: التحسينات الهيكلية الأولية من مرحلة واحدة نقية عينات ناعم ومفيدة في هذا المعني، فإنها تسمح لتحسين مضاعفات النموذج وعنوان الهيكلية مثل اتجاهات بلورية التوجه المفضل. كانت تلك التي حددناها (0 1 0) 1-1؛ (0 0 1) 2-2؛ (1 0 2) و (0 0 1) النموذج ألف؛ (0 1 0) النموذج ب. يتم صقل ريتفيلد بافتراض ما يلي: 1-1 و 2-2 دائماً اكويمولار: تقييد عوامل الجدول 1-1 و 2-2 معا من أجل تحقيق ذلك.
    3. كرر مسحوق حيود إعداد العينة وجمع البيانات لبضع عينات مختارة لتقدير دقة التحليلات الكمية ريتفيلد. (انظر الشكل 2)
      ملاحظة: تم التوصل إلى الاتفاق بين بكسرد و [هبلك] تحليل ممتاز (انظر الشكل 3 و الشكل 4).
    4. تنفيذ التحسينات ريتفيلد مع برمجيات تجارية. ومع ذلك هناك 34 عدد مجانية وبرامج التحسين ريتفيلد التجارية التي يمكن استخدامها لنفس الأغراض.
  2. تحسين المعلمات مفيدة
    1. تحسين مساهمة مفيدة لتوسيع لتقليل عدد المعلمات الشكل ذروة الذروة. استخدام معيار بلوري محدد مثل سداسي بوريد لانثانوم (مختبر6) أو أكسيد Yttrium(III) (2س ص3) لدراسة مساهمة مفيدة لتوسيع خط البيانات بكسرد قبل جمع أي بيانات تجريبية.
    2. تشغيل الشريحة مع مختبر6 كما هو موضح في الخطوات 2.1.13 إلى 2.1.14.
    3. استرداد طراز بنية بلورية المعيار من "قاعدة البيانات المفتوحة بلورية"،35 وصقل ريتفيلد المعيار افتراض لا تسهم في توسيع نطاق الذروة من المعيار نفسه.
    4. عند القيام بتنقيح ريتفيلد بالنموذج و/أو ب شكل استخدام الذروة تشكيل المعلمات المكرر للمعيار وتشمل المصطلحات التي تمثل عينة مساهمة خط توسيع في الدالة الشكل ذروة. 36 تم العثور على مصطلح موحد الخواص واحدة لكريستال حجم المساهمة في توسيع خط للعمل جيدا في الأمثلة لدينا.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

دوماً بدء تشغيل هذا البروتوكول بواسطة experimentalist التحقق من المهارات بيبيتينج له أو لها، والتفتيش على الجودة والأداء الماصات أو المحاقن المستخدمة. هذا هو الأفضل القيام بأداء مجموعات التدريب على وحدات تخزين دقيقة بيبيتينج من المذيب محددة يعتزم استخدامها لمطحنة الكرة طحن التجارب. يتم التحقق من دقة الأحجام التي استلمت من وزنها الشيكات ويتكرر هذا التحقق من الصحة حتى دقة المطلوب وهو تحقيق الدقة. التحقق من الصحة هذا ما ينبغي القيام به لكل المذيبات المستخدمة لمطحنة الكرة طحن التجارب. يبين الشكل 5 مثال على ذلك عملية التحقق من بيبيتينج دقيقة مع الاسيتو الانيتريل.

وجمعت البيانات [هبلك] للحصول على التركيب الكيميائي وجمعت الأشعة بكسرد للحصول على تكوين المسحوق مرحلة من الكرة مطحنة طحن ردود فعل (انظر الشكل 1 لرد فعل مخطط، والمفهوم الرئيسي لمنحنيات التوازن المذيبات) . [هبلك] بيانات يوضحها التركيب الكيميائي ك %M هوموديميرس 2 (1-1 و 2-2) وفي هيتيروديمير (1-2) في المسحوق. يستخدم الصقل ريتفيلد أعدت من مسح بكسرد للتحديد الكمي لتشكيل المرحلة ك %M homodimers انطلاق المواد (1-1 و 2-2) وبوليمورفس هما (الاستمارة ألف و النموذج باء) للمنتج هيتيروديمير 1-2 . [هبلك] يمكن استخدام ذلك للتحقق من دقة مرحلة تكوين النتائج التي تم الحصول عليها من صقل ريتفيلد في نفس العينات؛ تركيز مجتمعة النموذج ألف و النموذج باء كما يحدده بكسرد %M يجب أن يتوازى مع تركيز 1-2 كما يحددها [هبلك]، بينما 1-1 و 2-2 ينبغي أن يكون تركيز نفسها في %M %M يحدد [هبلك] وبكسرد. وهذا يظهر بوضوح في الشكل 3 و 4 الشكل حيث هناك علاقة جيدة بين منحنيات الحركية التآمر التركيبة الكيميائية التي حصلت عليها التحليل [هبلك] ومنحنيات الحركية التآمر تشكيل المرحلة التي حصل عليها بكسرد تحليل.

ويعتمد نجاح إعداد منحنيات التوازن المذيبات صحيحة ودقيقة لمطحنة الكرة طحن رد فعل على 3 عوامل:) صحيحة ودقيقة بيبيتينج من experimentalist؛ ب) مع العلم عند مطحنة الكرة طحن رد فعل قد حقق التوازن، التي يمكن استخلاصها عن طريق إجراء الدراسات الحركية ذات الصلة كما هو موضح في الشكل 3 و 4 الشكل؛ و c) باستخدام الإجراء التجريبي الحق لكل مذيب. منحنى التوازن في الشكل 7 يوضح علاقة جيدة بين %R وميليلتر من DMF إضافة إلى رد فعل الطحن عند استخدام الإجراء التجريبي 1. ومع ذلك، يعطي الإجراء التجريبي 1 علاقة سيئة للغاية بين %R وميليلتر من الميثانول إضافة إلى رد فعل الطحن كما هو موضح في الشكل 6 (أ)، بينما يعطي استخدام الإجراء التجريبي 2 الميثانول علاقة جيدة كما هو مبين في الشكل 6b . الشكل 8 يظهر منفردة ومجتمعة المذيبات المختلفة (ميكن، الأسيتون، THF، أتاك، DMF، شكل3، DCM وميوه، EtOH، معهد الإدارة العامة و [دمس]) ينتج منحنيات التوازن المذيبات مختلفة لردود فعل تأخر مطحنة الكرة. الشكل 8 تبين أن علاقة جيدة بين %R وكمية المذيب إضافة إلى مطحنة الكرة طحن رد فعل يمكن أن يتحقق إذا الرعاية وجيدة التصميم التجريبي يتم تطبيقها عند إجراء هذه التجارب.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

في حين أن معظم المؤلفات في mechanochemistry يركز على النتائج الواقعية أو على آليات رد الفعل، تتناول هذه الورقة نقطة النهاية دينامي حراري لطحن مطحنة الكرة. ومن هذا المنظور، الدراسات الحركية خطوة ضرورية لتعريف الهضاب التوازن النهائي. من خلال دراساتنا التوازن الحركي والنهائية، ونحن نعلم أن ردود طحن مطحنة الكرة هنا وناقش مدفوعة الديناميكا الحرارية، أسفر عن تشكيل polymorph الأكثر استقرارا ظروف معينة الطحن. وهذا أيضا المرة الأولى على حد علمنا أن أساليب إعداد تجريبية-مثل أساليب بيبيتينج وطحن جرة الإعداد-للتجارب بين تعرض وتناقش بالتفصيل.

المهم أن النتيجة الناجحة لمطحنة الكرة تجارب تأخر إجراء دراسة أولية بحركية بإنشاء كم مطحنة الكرة طحن التجربة تحتاج إلى تشغيل للوصول إلى التوازن. في ظل الظروف الحرارية يمكن أن يقدم الكرة مطحنة طحن ردود فعل السيناريوهات الثلاثة التي تمت مناقشتها في هذه المخطوطة؛ أ) مضيفاً لا يكفي حجم المذيب المعطى لمطحنة الكرة طحن رد فعل، في هذه الحالة النتائج تكون الكمية تشكيل النموذج ألف؛ ب) يستخدم وحدة التخزين على الأقل ما يكفي من المذيب معينة، مما يؤدي إلى تكوين كمية من النموذج باء؛ ج) الحالة الثالثة في الفجوة بين كلا النقيضين، حيث أصبحت أهم المهارات والرعاية والتصميم التجريبي experimentalist. Experimentalist الناجح سوف تكون قادرة على إثبات أن تركيز النموذج باء يزيد مع زيادة حجم المذيبات إضافة المذيب المعطى بطريقة سيجمويدال حتى تتم إضافة المذيبات كافية يؤدي إلى تكوين كمية من النموذج ب في مطحنة كرة تأخر رد الفعل. هذا التغيير لبعض المذيبات غير حادة حتى أن فرقا من مجرد 1 ميليلتر ويكفي للحصول على الكمية أما نموذج أ أو ب نموذج، كما هو الحال في قضية الاسيتو الانيتريل والاسيتون. ويلخص الشكل 8 هذه المناقشة.

Figure 8
الشكل 8: رسم الفرد ومجتمعة المذيبات طحن منحنيات التوازن تركيز المذيبات مقابل مؤشر %R.
تم إجراء لا تركيب-الخطوط فقط دليل للعين. المذيبات التحقيق: ميكن، الأسيتون، THF، DMF، EtOAc، تشكل3، DCM، [دمس]، ميوه، EtOH، أصد والمياه. الماء لا يؤدي إلى تشكيل النموذج باء. وأجرى واﻻستغناء DCM كمذيب الفارق مع المحاقن زجاجية ضيقة غاز. وقد أعيد طبع هذا الرقم من المعلومات التكميلية في الكيمياء عشر، 2016، 7، 6617 (الرقم 25). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

منذ دينامي حراري المفاهيم العامة، ينبغي أن تكون قابلة للدراسة لتقريبا لأي نظام معين لإعداد إجراءات مماثلة طحن التوازنات كدالة لتركيز المذيب تحت ظروف متخلفة مطحنة الكرة. ولذلك هناك إمكانية لاستكشاف واكتشاف بوليمورفس جديدة بتباين المذيبات المضافة، قد تكون لها آثار عملية في مختلف البيئات الصناعية، وهذا يشمل معظم العضوية وردود الفعل، كذلك سوبراموليكولار كما المركبات.

مختبر البيئة (درجة الحرارة والضغط الجوي والرطوبة) أثناء إعداد نماذج وتجارب يمكن أن يؤثر على نقطة النهاية الحركية والتوازن في عملية الطحن-انظر تومانوف et al. (2017) 37 كمثال. في تجربتنا، حتى الصغيرة الاختلافات في حجم وشكل الجرة الطحن ومحامل الكريات-فضلا عن المواد أنها مصنوعة من-والمبلغ الإجمالي من مسحوق يمكن أن تؤثر تأثيراً كبيرا على معدل التفاعل والتوازن النهائي للتجارب الطحن. Experimentalist يحتاج إلى رعاية كبيرة في التصميم والأداء لهذه التجارب، ونظرا: (ط) ما هي تقنية بيبيتينج وقد يتعين اعتمادها للمذيبات محددة؛ (ثانيا) كيف المركبات يجب أن تضاف إلى جرة الطحن والمختلطة؛ (ثالثا) حجم وشكل جرة الطحن ومحامل الكريات؛ (رابعا) ما إذا كان من فولاذ المقاوم للصدأ أو مادة شفافة-هو أمر ضروري للتقنيات في الموقع مثل رامان21،38 -ينبغي اعتماد لجره الطحن ومحامل. بيرسبيكس الجرار تتلف العديد من المذيبات المستخدمة مع الفارق والمذيبات المستخدمة لتنظيف الزجاجات بسهولة. الطباعة ثلاثية الأبعاد للجرار شفافة من حمض اللبنيك (جيش التحرير الشعبي) يسمح تصميم أكثر تعقيداً من الهندسة الخارجية للجرار، وإظهار المقاومة الميكانيكية والكيميائية جيدة بالمقارنة مع بيرسبيكس، وهي بالتالي أكثر ملاءمة لإجراء التجارب على الكرة الطحن. 39 يجب إجراء تجارب التوازن دائماً قدر الإمكان، سواء في الإجراءات التجريبية والأجهزة، أي باستخدام أساليب إعداد متطابقة والجرار ومحامل والمبلغ الإجمالي لمسحوق.

ويجب الحرص لا أوفيرجريند دون داع كما يمكن أن يحدث التحلل. لدينا نظام ثنائي كبريتيد، يمكن ملاحظة نواتج التحلل على سبيل المثال بتحليل [هبلك] أو بالرنين المغناطيسي. إذا حدث هذا، من الضروري دراسة حركية تحلل. يجب أن يتم طحن مطحنة الكرة أقصر فترة زمنية تؤدي إلى التوازن.

النهج التجريبي الحالي لديه قيود في أننا لا تتحكم درجة الحرارة العيانية كفاءة ولا تعرف درجات الحرارة المحلية داخل وعاء التفاعل الصلب. ونحن أيضا غير قادر حاليا على رصد تطور كريستالينيتي، الذي يشير إلى الدرجة الترتيب الهيكلي في بلورات ومورفولوجيا كريستال أثناء الطحن. في شكل مسحوق خوصات، كريستالينيتي معظمها تتصل بحجم متوسط كريستال، التي يمكن أن تؤثر في شكل حاسم زيادة بوليمورف. 25 إدخال تحسينات في هذه المجالات أن يعزز قدرتنا على استكشاف وفهم العمليات الأساسية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب لا تمت بصلة إلى الكشف عن

Acknowledgments

السفير وجكمس ممتنون EPSRC للدعم المالي. ونحن نشكر بلاند ألف جيم للتصميم وتكرار الإعداد الميكانيكية وعين دونيلي لتصميم برامج التشغيل الآلي للمطاحن لطحن. ونحن نشكر العندليب ريتشارد نوريس أولى وسيمون دو من ورشة ميكانيكية لتصنيع الزجاجات طحن، وصاحب الملف اللولبي للإعداد "دفع الزر" وبارمنتر كيث من ورشة الزجاج في قسم الكيمياء صناعة الشرائح بكسرد عينة الزجاج. ونحن نشكر بلاند ألف جيم لصيانة وإصلاح لإغلاق المسمار طحن الجرار. ونشكر أستاذ قانون جونز لاستخدام معدات بكسرد في قسم الكيمياء، والبروفيسور كريس هانتر لاستخدام مرافق مختبرية له. ونحن نشكر إدارة علوم الأرض (جيل) للدعم العام.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Bis(2-nitrophenyl) disulfide named 1-1 Aldrich 215228-25G [1155-00-6]
(98%)
Bis(4-chlorophenyl) disulfide named 2-2 TCI D0360 [1142-19-4]
(98+%)
1,8-Diazabicyclo [5.4.0]undec-7-ene (dbu) Acros Organics 160610250 [6674-22-2]
(>97.5 % by GC)
2-nitrophenyl-4-chlorophenyl-disulfide named 1-2 in house synthesis Synthesised by ball mill grinding: 1:1 of 1-1 + 2-2 + 2%M dbu
Form A in house synthesis Polymorph of 1-2 prepared by ball mill neat grinding
Form B in house synthesis Polymorph of 1-2 prepared by ball mill liquid assisted grinding
Formic Acid Scientific Laboratory Supplies 56302-50ML [64-18-6]
Mass spectrometry grade
Trifluoroacetic acid (TFA) ThermoFisher 85183 [76-05-1]
Reagent-Plus 99%
Water (H2O) Rathburn W/0106/PB17 [7732-18-5]
HPLC gradient analysis grade used also for HPLC analysis
Acetonitrile (MeCN), Merck 160610250 [75-05-8]
Hypergrade for LCMS grade LiChrosolv used also for HPLC analysis
Acetone Fisher Scientific A/0606/17 [67-64-1]
HPLC grade
Methanol (MeOH) Fisher Scientific M/4062/17 [67-56-1]
LCMS grade
Ethanol (EtOH) Sigma Aldrich 15727-5L [64-17-5]
laboratory reagent, absolute,
isopropanol (IPA) Fisher Scientific P/7508/17 [67-63-0]
HPLC grade
Tetrahydrofurane (THF) Acros Organics 268290010 [109-99-9]
For HPLC; 99%8, unstabilised
Ethyl acetate (EtOAc) Fisher Scientific E/0906/15 [141-78-6]
Chloroform (CHCl3,) Fisher Scientific C/4966/17 [67-66-3]
HPLC grade, stabilised with amylene
Dichloromethane (DCM) Fisher Scientific D/1857/17 [75-09-2]
HPLC grade, unstabilised
Dimethylformamide (DMF) Alfa Aesar 22915 [68-12-2] very toxic
HPLC grade 99+% pure
Dimethylsulfoxide (DMSO) Alfa Aesar 36480 [67-68-5] very toxic
ACS, 99.9% min
Cyclohexane Fisher Scientific C/8936/15 [110-82-7]
HPLC grade, 99.8+%
Toluene Fisher Scientific Ltd T/2306/15 [108-88-3]
HPLC grade
Benzene Sigma Aldrich 401765 [71-43-2]
puriss pa reagent
5 -120 mL automatic pipette Sartorius Picus eLine systematic error in specification:
for 120mL is ±0.48 mL,
for 60 mL is ±0.36 mL,
for 12 mL is ±0.24 mL
VIAL screw clear 1.5ml + CAP bakelite solid screw PTFE lined for 10mm vial Jaytee Biosciences JW41110 +
JW43927		 Capped vial used for validating accuracy and precision of dispensed solvent
Crystal Structural Database The Cambridge Crystallogra-phic Data Centre (CCDC) Cambridge Structural Database (CSD) Containing over 900,000 entries from x-ray and neutron diffraction analyses
powder X-ray diffractometer Panalytical X-Pert PRO MPD Equipped with an X’Celerator detector with Cu Kα radiation
powder X-ray diffractometer data Collector software Panalytical X’Pert HighScore Plus v3.0 solftware package used to adquire the PXRD data
Rietveld refinement software including Scherrer equation BRUKER Version 6 of TOPAS-Academic To prepare phase composition and crystal size from PXRD scans
HPLC equipment Agilent HP1200 Series modular HPLC system HPLC high pressure binary pump, autosampler, Peltier type column oven with 6 µL heat exchanger and Diode Array Detector with a semi-micro flow cell (1.6uL, 6mm pathlength).
HPLC column Agilent 1.8mm Zorbax XDB C18, (4.6mm ID × 50 mm length)
Ball mill grinder Retsch MM400 modified: replaced safety cover for external safety screen
14 mL snap closure stainless steel jars In house manuctured from 316 stainless steel
14 mL screw closure stainless steel jars In house manuctured from 316 stainless steel -
contains a PTFE washer
Stainless steel ball bearings: Dejay Distribution Ltd 7.0 mm (1.37g) Stainless Steel Balls A.I.S.I. 420 Carbon (0.25/0.35%) & Chromium (12/14%)
"Push a Button" software Developed at Department of Chemistry Written in Visual Basic. It activates an electronically controlled switch (relay).
"Push a Button" Solenoid Magnet Schultz Type 609RP
12 Volt DC		 609RP (RP stands for)
R - for spring-return
P - for push-rod
"Push a Button"
Solenoid holder		 Department of Chemistry To hold solenoid over START button on the MM400
"Push a Button" Relay KM Tronic USB one relay USB Relay Controller - One Channel - HyperTerminal ASCII commands. Connection to a PC's USB port using VCP (Virtual COM port).
re-usable adhesive putty Bostik Blu-Tack Used to hold the jar fixed on the bench.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. James, S. L., et al. Mechanochemistry: opportunities for new and cleaner synthesis. Chem Soc Rev. 41 (1), 413-447 (2012).
  2. Braga, D., et al. Solvent effect in a "solvent free" reaction. CrystEngComm. 9 (10), 879-881 (2007).
  3. Karki, S., Friscic, T., Jones, W. Control and interconversion of cocrystal stoichiometry in grinding: stepwise mechanism for the formation of a hydrogen-bonded cocrystal. CrystEngComm. 11 (3), 470-481 (2009).
  4. Kaupp, G. Solid-state molecular syntheses: complete reactions without auxiliaries based on the new solid-state mechanism. CrystEngComm. 5 (23), 117-133 (2003).
  5. Biswal, B. P., et al. Mechanochemical synthesis of chemically stable isoreticular covalent organic frameworks. J Am Chem Soc. 135 (14), 5328-5331 (2013).
  6. Garay, A. L., Pichon, A., James, S. L. Solvent-free synthesis of metal complexes. Chem Soc Rev. 36 (6), 846-855 (2007).
  7. Kaupp, G. Mechanochemistry: the varied applications of mechanical bond-breaking. Cryst Eng Comm. 11 (3), 388-403 (2009).
  8. Morris, R. E., James, S. L. Solventless synthesis of zeolites. Angew Chem Int Ed Engl. 52 (8), 2163-2165 (2013).
  9. Stolle, A., Szuppa, T., Leonhardt, S. E., Ondruschka, B. Ball milling in organic synthesis: solutions and challenges. Chem Soc Rev. 40 (5), 2317-2329 (2011).
  10. Suryanarayana, C. Mechanical alloying and milling. Prog Mater Sci. 46 (1-2), 1-184 (2001).
  11. Wang, G. W. Mechanochemical organic synthesis. Chem Soc Rev. 42 (18), 7668-7700 (2013).
  12. Braga, D., Grepioni, F. Reactions between or within molecular crystals. Angew Chem Int Ed Engl. 43 (31), 4002-4011 (2004).
  13. Friscic, T., Childs, S. L., Rizvi, S. A. A., Jones, W. The role of solvent in mechanochemical and sonochemical cocrystal formation: a solubility-based approach for predicting cocrystallisation outcome. Cryst Eng Comm. 11 (3), 418-426 (2009).
  14. Fucke, K., Myz, S. A., Shakhtshneider, T. P., Boldyreva, E. V., Griesser, U. J. How good are the crystallisation methods for co-crystals? A comparative study of piroxicam. New J Chem. 36 (10), 1969-1977 (2012).
  15. Bennett, T. D., et al. Facile mechanosynthesis of amorphous zeolitic imidazolate frameworks. J Am Chem Soc. 133 (37), 14546-14549 (2011).
  16. Braga, D., et al. Mechanochemical preparation of molecular and supramolecular organometallic materials and coordination networks. Dalton Trans. (10), 1249-1263 (2006).
  17. Yuan, W., Friščić, T., Apperley, D., James, S. L. High Reactivity of Metal-Organic Frameworks under Grinding Conditions: Parallels with Organic Molecular Materials. Angew Chem Int Ed Engl. 122 (23), 4008-4011 (2010).
  18. Icli, B., et al. Synthesis of Molecular Nanostructures by Multicomponent Condensation Reactions in a Ball Mill. J Am Chem Soc. 131 (9), 3154-3155 (2009).
  19. Hsu, C. -C., et al. Solvent-free synthesis of the smallest rotaxane prepared to date. Angew Chem Int Ed Engl. 47 (39), 7475-7478 (2008).
  20. Boldyreva, E. Mechanochemistry of inorganic and organic systems: what is similar, what is different? Chem Soc Rev. 42 (18), 7719-7738 (2013).
  21. Gracin, D., Štrukil, V., Friščić, T., Halasz, I., Užarević, K. Laboratory Real-Time and In Situ Monitoring of Mechanochemical Milling Reactions by Raman Spectroscopy. Angew Chem Int Ed Engl. 53 (24), 6193-6197 (2014).
  22. Halasz, I., et al. In situ and real-time monitoring of mechanochemical milling reactions using synchrotron X-ray diffraction. Nat. Protocols. 8 (9), 1718-1729 (2013).
  23. Ma, X., Yuan, W., Bell, S. E. J., James, S. L. Better understanding of mechanochemical reactions: Raman monitoring reveals surprisingly simple 'pseudo-fluid' model for a ball milling reaction. Chem Commun. 50 (13), 1585-1587 (2014).
  24. Tumanov, I. A., Michalchuk, A. A. L., Politov, A., Boldyreva, E., Boldyrev, V. V. Inadvertent Liquid Assisted Grinding: A Key to "Dry" Organic Mechano-Co-Crystallisation? CrystEngComm. 19, 2830-2835 (2017).
  25. Belenguer, A. M., Lampronti, G. I., Cruz-Cabeza, A. J., Hunter, C. A., Sanders, J. K. M. Solvation and surface effects on polymorph stabilities at the nanoscale. Chem Sci. 7 (11), 6617-6627 (2016).
  26. Belenguer, A. M., Friscic, T., Day, G. M., Sanders, J. K. M. Solid-state dynamic combinatorial chemistry: reversibility and thermodynamic product selection in covalent mechanosynthesis. Chem Sci. 2 (4), 696-700 (2011).
  27. Belenguer, A. M., Lampronti, G. I., Wales, D. J., Sanders, J. K. M. Direct Observation of Intermediates in a Thermodynamically Controlled Solid-State Dynamic Covalent Reaction. J Am Chem Soc. 136 (46), 16156-16166 (2014).
  28. Evora, A. O. L., et al. Resolved structures of two picolinamide polymorphs. Investigation of the dimorphic system behaviour under conditions relevant to co-crystal synthesis. CrystEngComm. 14 (24), 8649-8657 (2012).
  29. Trask, A. V., et al. Selective polymorph transformation via solvent-drop grinding. Chemical Communications. (7), 880 (2005).
  30. Hasa, D., Miniussi, E., Jones, W. Mechanochemical Synthesis of Multicomponent Crystals: One Liquid for One Polymorph? A Myth to Dispel. Cryst Growth Des. 16 (8), 4582-4588 (2016).
  31. Hunter, C. A., Anderson, H. L. What is cooperativity? Angew Chem Int Ed Engl. 48 (41), 7488-7499 (2009).
  32. McCusker, L. B., Dreele, R. B. V., Cox, D. E., Louër, D., Scardi, P. Rietveld refinement guidelines. J Appl Crystallogr. 32 (1), 36-50 (1999).
  33. Allen, F. The Cambridge Structural Database: a quarter of a million crystal structures and rising. Acta Crystallogr Sect B. 58 (3 Part 1), 380-388 (2002).
  34. Coelho Software. TOPAS-Academic v.version 4.0. , Available from: http://www.topas-academic.net/ (2006).
  35. Gražulis, S., et al. Crystallography Open Database-an open-access collection of crystal structures. J Appl Crystallogr. 42 (4), 726-729 (2009).
  36. Cheary, R. W., Coelho, A. A fundamental parameters approach to X-ray line-profile fitting. J Appl Crystallogr. 25 (2), 109-121 (1992).
  37. Tumanov, I. A., Michalchuk, A. A. L., Politov, A., Boldyreva, E., Boldyrev, V. V. Inadvertent Liquid Assisted Grinding: A Key to "Dry" Organic Mechano-Co-Crystallisation? CrystEngComm. 19, 2830-2835 (2017).
  38. Batzdorf, L., Fischer, F., Wilke, M., Wenzel, K. J., Emmerling, F. Direct In Situ Investigation of Milling Reactions Using Combined X-ray Diffraction and Raman Spectroscopy. Angew Chem Int Ed Engl. 54 (6), 1799-1802 (2015).
  39. Tumanov, N., Ban, V., Poulain, A., Filinchuk, Y. 3D-printed jars for ball-milling experiments monitored in situ by X-ray powder diffraction. J Appl Crystallogr. 50 (4), 994-999 (2017).

Tags

الكيمياء، العدد 131، mechanochemistry العضوية، والكرة مطحنة طحن ردود الفعل، نانوكريستالس، كيمياء الحالة الصلبة التساهمية دينامية، تحكم حراري، التحول بوليمورف، ومنحنيات التوازن المذيبات
Mechanochemistry موثوق بها: البروتوكولات للنتائج استنساخه أنيق والسائل ساعدت التجارب طحن مطحنة الكرة
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Belenguer, A. M., Lampronti, G. I.,… More

Belenguer, A. M., Lampronti, G. I., Sanders, J. K. M. Reliable Mechanochemistry: Protocols for Reproducible Outcomes of Neat and Liquid Assisted Ball-mill Grinding Experiments. J. Vis. Exp. (131), e56824, doi:10.3791/56824 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter