Waiting
Login processing...

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

Chemistry

تحقيق ضغوط معتدلة في سفن مختومة باستخدام الثلج الجاف كمصدر2 CO الصلبة

Published: August 17, 2018 doi: 10.3791/58281
Automatic Translation
1,2, *1,2, *1,2, 1,2
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of Toledo, 2School of Green Chemistry and Engineering, University of Toledo
* These authors contributed equally

Summary

نقدم هنا بروتوكولا للقيام بردود فعل في أوعية التفاعل بسيطة تحت ضغوط منخفضة إلى متوسطة من CO2. ردود الفعل التي يمكن أن يؤديها في مجموعة متنوعة من السفن ببساطة إدارة ثاني أكسيد الكربون في شكل الثلج الجاف، دون الحاجة إلى معدات مكلفة أو معقدة أو التكوينات.

Abstract

وترد هذه الوثيقة استراتيجية عامة للقيام بردود فعل تحت معتدل CO2 ضغوط معتدلة مع الثلج الجاف. هذا الأسلوب يغني عن الحاجة إلى معدات متخصصة لتحقيق ضغوط متواضعة، ويمكن حتى أن تستخدم لتحقيق أعلى من الضغوط في معدات متخصصة أكثر وأكثر ثباتا من أوعية التفاعل. في نهاية رد فعل، يمكن أن للالتحام القنينات بسهولة قبل الافتتاح في درجة حرارة الغرفة. في هذا المثال بمثابة CO2 مجموعة توجيه المفترضة فضلا عن طريقة تخميل ركائز أمين، وبالتالي منع الأكسدة أثناء عملية التفاعل الفلزية. بالإضافة إلى سهولة إضافة، إزالة مجموعة توجيه أيضا تحت الفراغ، تنتفي الحاجة إلى تطهير واسعة النطاق لإزالة مجموعة توجيه. هذه الاستراتيجية تسمح أريليشن γ-C(sp3)-ح السطحية من الأمينات الاليفاتيه وإمكانية تطبيقها على مجموعة متنوعة من ردود أفعال أخرى على أساس أمين.

Introduction

عادة ما يتطلب استخدام المركبات الغازية في التفاعلات الكيميائية المعدات المتخصصة وإجراءات1،2. على مقاعد البدلاء النطاق، يمكن إضافة بعض الغازات مباشرة من دبابة باستخدام منظم ضغط العالي3. أسلوب بديل لتكثيف الغاز تحت الظروف المبردة4،5. على الرغم من فائدة، هذه الاستراتيجيات تتطلب استخدام مفاعلات الضغط المتخصصة مع الصمامات، التي يمكن أن تكون تكلفة باهظة بالنسبة لتشغيل ردود فعل عديدة في نفس الوقت. ولهذا يمكن إبطاء معدل فحص رد الفعل الذي يمكن أن يسير إلى حد كبير. نتيجة لذلك الكيميائيين وجدت أنه من المرغوب فيه لإدخال هذه المركبات باستخدام طرق بديلة. يمكن إضافة الأمونيا إلى ردود فعل استخدام أملاح كاربوكسيلات الأمونيوم المختلفة، مع الاستفادة من ضعف التوازن بين هذه الأملاح والأمونيا الحرة6. نقل الهدرجة هي استراتيجية هامة للحد من ردود الفعل الاوليفينات والكربونيل ومجموعات نيترو تلتف استخدام غاز الهيدروجين قابل للاشتعال مع مركبات مثل فورمات الأمونيوم أو الهيدرازين كشركة نقل جوي من ح27. غاز آخر للفائدة في هذا المجال هو أول أكسيد الكربون8 --يمكن أن تكون أول أكسيد الكربون الذي تم إنشاؤه في الموقع قبل التحرير من الكربونيل المعدني مجمعات9،10، أو بدلاً من ذلك فإنه يمكن إنشاؤها بواسطة ديكاربونيليشن من مصادر مثل فورماتيز وفورماميديس11،،من1213 أو كلوروفورم14،15.

غاز واحدة التي لم تحظ بتطور هام في هذا الصدد هو16من ثاني أكسيد الكربون. واحد أسباب ذلك هو أن العديد من التحولات التي تنطوي على CO2 يحتاج أيضا إلى ارتفاع درجات الحرارة والضغوط، وهكذا تلقائياً تنزل إلى مفاعلات المتخصصة17،18. الجهود التي بذلت مؤخرا لوضع محفزات أكثر من رد الفعل، ومع ذلك، قد سهلت تشغيل العديد من ردود الفعل هذه تحت الضغط الجوي CO219،20،،من21إلى22. لقد اكتشفنا مؤخرا من ردود فعل التي يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون للتوسط في γ-ج (sp3) – أريليشن ح من الأمينات الاليفاتيه23. هذه الاستراتيجية كان من المتوقع أن تجمع بين فوائد اتباع نهج المجموعة توجيه ثابت بما في ذلك أميد24،،من2526،،من2728، سلفوناميد 29 , 30 , 31 , 32أو33،ثيوكاربونيل34هيدرازوني35-على أساس توجيه المجموعات (روبوستيسيتي الكيميائية)، مع سهولة مجموعة توجيه عابرة (الخطوة انخفض الاقتصاد)36، 37،،من3839.

على الرغم من أن يمكن أن يحدث رد فعل تحت الضغط الجوي من CO2، الحاجة إلى هيكل شلينك ردود فعل الشاشة أثبتت باهظة، بطيئة. وعلاوة على ذلك، زيادة الضغط قليلاً وأدت إلى تحسين غلة رد الفعل، ولكن لا يمكن بسهولة تحقيق استخدام خط شلينك. وقد سعينا لذلك استراتيجية بديلة، وحددت بعد ذلك أن الثلج الجاف ويمكن استخدامها بسهولة كمصدر قوي ل CO2 التي يمكن أن تضاف إلى مجموعة متنوعة من أوعية التفاعل إدخال المبلغ اللازم من ثاني أكسيد الكربون لتحقيق معتدلة الضغوط (الشكل 1). على الرغم من أن الناقصة في التوليف، استراتيجية مماثلة شائع إلى حد كبير كوسيلة لتوليد السائل CO2 للفصل اللوني واستخراج التطبيقات40،،من4142،43، 44. استخدام هذه الاستراتيجية سمحت مجموعتنا بسرعة شاشة إعداد كبيرة من ردود الفعل بالتوازي، مع القدرة على الوصول إلى معتدلة CO2 الضغوط من بين 2-20 أجواء كانت حاسمة لتحسين الغلة من ردود الفعل. في ظل هذه الظروف، يمكن الابتدائية (رقم 1) والامينات الثانوية (2°) أريلاتيد مع الغنية إلكترون والكترون هاليدات أريل الفقراء.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

تنبيه: 1) البروتوكولات التالية تعتبر آمنة من خلال التجارب المتكررة. ومع ذلك، ينبغي توخي الحذر عند ختم القنينات، في رد فعل، وخصوصا عندما فتح ردود الفعل، قنينة إينهوموجينيتي في رد فعل يؤدي إلى تعطل المعدات. ينبغي تفتيشها قنينات للعيوب الجسدية قبل الاستخدام. ينبغي أن توضع قارورة وراء بعض أشكال درع الانفجار أو تفشل وشاح هود فورا بعد ختم لمنع الحوادث ينبغي قنينة. 2) على الرغم من أن هناك فرصة ضئيلة للاختناق بسبب كميات صغيرة من CO2 يستخدم، ردود الفعل ينبغي أن يكون التشكيل، فضلا عن فتح في منطقة جيدة التهوية، أو في غطاء دخان. 3) الثلج الجاف كريوجين ويمكن أن يسبب تلف الأنسجة خطيرة. لذلك توخي الحذر أثناء معالجة لتجنب قضمه الصقيع، مثل الحد من الاتصال المباشر أو باستخدام القفازات المبردة. 4) الثلج الجاف سوف تتكثف بخار الماء، مما يعني أنه ينبغي أن يكون سينظف الجليد الجاف ميكانيكيا قبل الاستخدام، للتأكد من الكتلة من أول أكسيد الكربون2 (s) فقط. ويمكن تحقيق ذلك ببساطة فرك الثلج الجاف بين الأصابع، أو بشكل أكثر أماناً، فرك بين الأصابع بطبقة واقية مثل القفازات أو منشفة.

1-رد الفعل في قنينة 7.5 مل (الهواء لا تستبعد)

  1. إضافة شريط إثارة لمل 7.5 جاف قنينة.
  2. إضافة خلات البلاديوم (6.7 ملغ، 0.03 ملمول) إلى القنينة.
  3. إضافة تريفلورواسيتاتي الفضة (مغ 99.9، ملمول 0.45) إلى القنينة.
  4. إضافة يوديد فينيل (مغ 92.3، ملمول 0.45) إلى القنينة.
  5. إضافة ثالثي-أمين الأميل (26.3 ملغ، ملمول 0.30) إلى القنينة.
  6. إضافة حمض الخليك (1.0 مل) إلى القنينة.
    ملاحظة: نسبة حجم الحل فيال الحجم المهم، كما التسامي الفوري من CO2 عند إضافة الثلج الجاف يمكن أن يزيح ميكانيكيا يستخدم مذيب إذا كان أكثر من اللازم بالنسبة لحجم وعاء التفاعل.
  7. إضافة المياه (21.7 ميكروليتر، ملمول مقاس 12.1 بوصة) إلى القنينة.
  8. وزن الثلج الجاف (26.3 ملغ، ملمول 0.60)، وإضافة الثلج الجاف فورا إلى القنينة، مع ضمان أن أيضا الختم فورا القنينة مع قبعة مبطنة PTFE.
    ملاحظة: ينبغي إجراء العملية بأكملها ضمن مدة 5 ثواني تقريبا لمنع التسامي والهروب من كمية صغيرة من أول أكسيد الكربون2 وأضاف (هذا هو أبطأ من قبل تشكيل حمض الخليك المجمدة حول الجليد الجاف). سوف يكون مقدار CO2 إضافة قيمة تقريبية، وفي أيدينا انحراف ملغ قليلة المسموح بها.
  9. يقلب القنينة رد فعل مختومة لمدة 15 دقيقة في درجة حرارة الغرفة.
  10. نقل السفينة رد فعل على صفيحة ساخنة مسبقاً عند 110 درجة مئوية ويقلب لمدة 14 ساعة قبل السماح لتبرد.
  11. عند التبريد، بعناية فتح القنينة للتنفيس CO2.
  12. قم بإزالة كافة التطاير في الخلاء.
    ملاحظة: يمكن إجراء هذه العملية في القنينة، أو يمكن نقل الحل إلى قارورة أسفل جولة أكبر.
  13. إضافة 1.2 M HCl(aq) (6 مل) إلى خليط التفاعل وآثاره مفتوحة للهواء لمدة 15 دقيقة.
  14. نقل الكسر مائي لقمع سيباراتوري، الغسل بإضافية 1.2 M HCl (4 مل)، واستخراج بمزيج الاثير ثنائي إثيل 1:1/هيكسانيس (3 × 8 مل).
    ملاحظة: هذا يغسل العضوية يحتوي على يوديد فينيل الزائدة وغيره من المنتجات الثانوية محايدة، ويمكن التخلص منها.
  15. تحييد وجعل الأساسية في المحلول بإضافة4يا NH المشبعة(aq) (10 مل نقطة انطلاق جيدة).
  16. استخراج الطبقة المائية مع الميثان (2 × 10 مل).
  17. جاف الكسور العضوية مجتمعة ما يزيد على نا2حتى4، ثم عامل تصفية في نموذج تريد فيال.
  18. تتبخر المذيبات في الخلاء، إعطاء المنتج (2-الميثيل-4-فينيل-بوتاناميني) زيت أصفر.

2-رد فعل في قنينة 7.5 مل (تطهير الأوضاع – الجوية تستبعد)

  1. إضافة شريط إثارة لمل 7.5 جاف قنينة.
  2. إضافة خلات البلاديوم (6.7 ملغ، 0.03 ملمول) إلى القنينة.
  3. إضافة تريفلورواسيتاتي الفضة (مغ 99.9، ملمول 0.45) إلى القنينة.
  4. إضافة يوديد فينيل (مغ 92.3، ملمول 0.45) إلى القنينة.
  5. إضافة ثالثي-أمين الأميل (26.3 ملغ، ملمول 0.30) إلى القنينة.
  6. إضافة حمض الخليك (1.0 مل) إلى القنينة.
    ملاحظة: نسبة حجم الحل فيال الحجم المهم، كما التسامي الفوري من CO2 عند إضافة الثلج الجاف يمكن أن يزيح ميكانيكيا يستخدم مذيب إذا كان أكثر من اللازم بالنسبة لحجم وعاء التفاعل.
  7. إضافة المياه (21.7 ميكروليتر، ملمول مقاس 12.1 بوصة) إلى القنينة.
  8. تغليف القنينة في توازن وإضافة حوالي 98 ملغ ثلج الجاف ثم السماح CO2 تهذيب قبالة حتى يتحقق كتلة نهائي حوالي 26 ملغ، تليها مباشرة ختم القنينة مع قبعة مبطنة PTFE.
    ملاحظة: إذا كان ذلك مرغوباً فيه، ويمكن تنفيذ هذه الخطوة مع كتلة أكبر من الثلج الجاف لمواصلة استبعاد الهواء من القنينة. جدير بالذكر أن هذا قد يعرض المياه، وهكذا قد لا تكون الاستراتيجية الأكثر فعالية للمياه ردود فعل حساسة.
  9. يقلب القنينة رد فعل مختومة لمدة 15 دقيقة في درجة حرارة الغرفة.
  10. نقل السفينة رد فعل على صفيحة ساخنة مسبقاً عند 110 درجة مئوية ويقلب لمدة 14 ساعة قبل السماح لتبرد.
  11. عند التبريد، بعناية فتح القنينة للتنفيس CO2.
  12. قم بإزالة كافة التطاير في الخلاء.
    ملاحظة: يمكن إجراء هذه العملية في القنينة، أو يمكن نقل الحل إلى قارورة أسفل جولة أكبر.
  13. إضافة 1.2 M HCl(aq) (6 مل) إلى الخليط رد فعل، وآثاره مفتوحة للهواء لمدة 15 دقيقة.
  14. نقل الكسر مائي لقمع سيباراتوري، الغسل بإضافية 1.2 M HCl (4 مل)، واستخراج بمزيج الاثير ثنائي إثيل 1:1/هيكسانيس (3 × 8 مل).
    ملاحظة: هذا يغسل العضوية يحتوي على يوديد فينيل الزائدة وغيره من المنتجات الثانوية محايدة، ويمكن التخلص منها.
  15. تحييد وجعل الأساسية في المحلول بإضافة4يا NH المشبعة(aq) (10 مل نقطة انطلاق جيدة).
  16. استخراج الطبقة المائية مع الميثان (2 × 10 مل).
  17. جاف الكسور العضوية مجتمعة ما يزيد على نا2حتى4، ثم عامل تصفية في نموذج تريد فيال.
  18. تتبخر المذيبات في الخلاء، إعطاء المنتج (2-الميثيل-4-فينيل-بوتاناميني) زيت أصفر.

3-رد الفعل في قنينة 40 مل (الهواء لا تستبعد)

  1. إضافة شريط إثارة لقنينة جافة 40 مل.
  2. إضافة خلات البلاديوم (33.5 ملغ، 0.15 ملمول) إلى القنينة.
  3. إضافة الفضة تريفلورواسيتاتي (499.5 ملغ، ملمول 2.25) إلى القنينة.
  4. إضافة يوديد فينيل (ملغ 461.5، ملمول 2.25) إلى القنينة.
  5. إضافة أمين ثالثي-الأميل (131.5 ملغ، 1.5 ملمول) إلى القنينة.
  6. إضافة حمض الخليك (5.0 مل) إلى القنينة.
    ملاحظة: نسبة حجم الحل فيال الحجم المهم، كما التسامي الفوري من CO2 عند إضافة الثلج الجاف يمكن أن يزيح ميكانيكيا يستخدم مذيب إذا كان أكثر من اللازم بالنسبة لحجم وعاء التفاعل.
  7. إضافة المياه (108.5 ميكروليتر، ملمول 6، 02) إلى القنينة.
  8. وزن الثلج الجاف (131.5 ملغ، ملمول 3.0)، وإضافة الثلج الجاف فورا إلى القنينة، مع ضمان لختم أيضا فورا القنينة مع قبعة مبطنة PTFE.
    ملاحظة: ينبغي إجراء العملية بأكملها ضمن مدة 5 ثواني تقريبا لمنع التسامي والهروب من كمية صغيرة من أول أكسيد الكربون2 وأضاف (هذا هو أبطأ من قبل تشكيل حمض الخليك المجمدة حول الجليد الجاف). سوف يكون مقدار CO2 إضافة قيمة تقريبية، وفي أيدينا انحراف ملغ قليلة المسموح بها.
  9. يقلب القنينة رد فعل مختومة لمدة 15 دقيقة في درجة حرارة الغرفة.
  10. نقل السفينة رد فعل على صفيحة ساخنة مسبقاً عند 110 درجة مئوية ويقلب لمدة 14 ساعة قبل السماح لتبرد.
  11. عند التبريد، بعناية فتح القنينة للتنفيس CO2.
  12. قم بإزالة كافة التطاير في الخلاء.
    ملاحظة: يمكن إجراء هذه العملية في القنينة، أو يمكن نقل الحل إلى قارورة أسفل جولة أكبر.
  13. إضافة 1.2 M HCl(aq) (30 مل) إلى خليط التفاعل وآثاره مفتوحة للهواء لمدة 15 دقيقة.
  14. نقل الكسر مائي لقمع سيباراتوري، الغسل بإضافية 1.2 M HCl (20 مل)، واستخراج بمزيج الاثير ثنائي إثيل 1:1/هيكسانيس (3 × 8 مل).
    ملاحظة: هذا يغسل العضوية يحتوي على يوديد فينيل الزائدة وغيره من المنتجات الثانوية محايدة، ويمكن التخلص منها.
  15. تحييد وجعل الأساسية في المحلول بإضافة4يا NH المشبعة(aq) (10 مل نقطة انطلاق جيدة).
  16. استخراج الطبقة المائية مع الميثان (2 × 20 مل).
  17. جاف الكسور العضوية مجتمعة ما يزيد على نا2حتى4، ثم عامل تصفية في نموذج تريد فيال.
  18. تتبخر المذيبات في الخلاء، إعطاء المنتج (2-الميثيل-4-فينيل-بوتاناميني) زيت أصفر.

4-رد فعل في 35 مل من أنبوب الضغط (الهواء لا تستبعد)

  1. إضافة شريط إثارة إلى أنبوب ضغط مل 35 جافة.
  2. إضافة خلات البلاديوم (6.7 ملغ، 0.03 ملمول) إلى أنبوب الضغط.
  3. إضافة تريفلورواسيتاتي الفضة (132.5 ملغ، 0.6 ميللي مول) إلى أنبوب الضغط.
  4. إضافة يوديد فينيل (183.6 ملغ، 0.9 مليمول) إلى أنبوب الضغط.
  5. إضافة 2-الميثيل-N-(3-methylbenzyl) بوتان-2-أمين (57.4 ملغ، 0.3 ميللي مول) إلى أنبوب الضغط.
  6. إضافة حمض الخليك (1.0 مل) إلى القنينة، تليها 1,1,1,3,3,3،-هيكسافلورويسوبروبانول (1.0 مل).
    ملاحظة: نسبة حجم الحل فيال الحجم المهم، كما التسامي الفوري من CO2 عند إضافة الثلج الجاف يمكن أن يزيح ميكانيكيا يستخدم مذيب إذا كان أكثر من اللازم بالنسبة لحجم وعاء التفاعل.
  7. إضافة المياه (21.7 ميكروليتر، 1.2 ميللي مول) إلى أنبوب الضغط.
  8. وزن الثلج الجاف (1.32 ز، 30 ملمول)، و فورا إضافة الثلج الجاف لأنابيب الضغط، مع ضمان أن أيضا فورا ختم أنبوب الضغط مع تفلون ملولبة المناسبة.
    ملاحظة: ينبغي إجراء العملية بأكملها ضمن مدة 5 ثواني تقريبا لمنع التسامي والهروب من كمية صغيرة من أول أكسيد الكربون2 وأضاف (هذا هو أبطأ من قبل تشكيل حمض الخليك المجمدة حول الجليد الجاف). سوف يكون مقدار CO2 إضافة قيمة تقريبية، وفي أيدينا انحراف ملغ قليلة المسموح بها.
  9. يقلب وعاء التفاعل مختومة لمدة 15 دقيقة في درجة حرارة الغرفة.
  10. نقل السفينة رد فعل على صفيحة ساخنة مسبقاً عند 90 درجة مئوية ويقلب لمدة 24 ساعة قبل السماح لتبرد.
  11. عند التبريد، وضع منشفة أو قفاز مبطن خلال عملية النداءات الموحدة، وفتح أنبوب الضغط للتنفيس عن CO2بعناية.
  12. قم بإزالة كافة التطاير في الخلاء.
    ملاحظة: يمكن إجراء هذه العملية في أنبوب الضغط مع محول مناسبة، أو يمكن نقل الحل إلى قارورة أسفل جولة أكبر.
  13. إضافة 1.2 M HCl(aq) (12 مل) إلى خليط التفاعل وآثاره مفتوحة للهواء لمدة 15 دقيقة.
  14. نقل الكسر مائي لقمع سيباراتوري، الغسل بإضافية 1.2 M HCl (8 مل)، واستخراج بمزيج الاثير ثنائي إثيل 1:1/هيكسانيس (3 × 8 مل).
    ملاحظة: هذا يغسل العضوية يحتوي على يوديد فينيل الزائدة وغيره من المنتجات الثانوية محايدة ويمكن التخلص منها.
  15. تحييد وجعل الأساسية في المحلول بإضافة4يا NH المشبعة(aq) (10 مل نقطة انطلاق جيدة).
  16. استخراج الطبقة المائية مع الميثان (2 × 10 مل).
  17. جاف الكسور العضوية مجتمعة ما يزيد على نا2حتى4، ثم عامل تصفية في نموذج تاريد فيال.
  18. تتبخر المذيبات في الخلاء، إعطاء المنتج (2-Methyl-N-(3-methylbenzyl)-4-phenylbutan-2-amine) زيت أصفر.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

في أعقاب هذه البروتوكولات، فمن الممكن لشحن قنينة رد فعل مع كمية مناسبة من ثاني أكسيد الكربون لتحقيق التفاعلات الكيميائية التي تتطلب شركة أجواء2 . ويحسب الضغط الذي يتحقق في الخطوة 1 أن قرابة 3 أجواء (انظر المناقشة لتحديد هذه القيمة)، على الرغم من أن سبب المذيب جزئية، الضغط الملاحظ محيط أجواء 2 في درجة حرارة الغرفة، وينبغي أن يكون حوالي 2.6 أجواء تحت شروط رد فعل. ولذلك، في ظل الظروف في الخطوة 1، 2-الميثيل-4-فينيل-بوتاناميني يمكن الحصول على الغلة 69% (الشكل 2). بأول تطهير قارورة الهواء عن طريق التشريد بتسامي CO2 (الخطوة 2)، يمكن زيادة الغلة قليلاً إلى 72 في المائة. للتمييز بين هذه النتائج في أجواء ~2.6 للضغط، والقيام برد فعل الغلاف الجوي تحت 1 CO2 استخدام هيكل شلينك قياسي يوفر المنتج المطلوب في الغلة معزولة 49% فقط. إذا تم استخدام لا CO2 ، أو القنينة ليست مختومة بشكل صحيح وهكذا جو2 CO مستقرة لا يتم الاحتفاظ، ثم < الكشف عن 5% العائد من المنتج المطلوب بواسطة 1"ح الرنين المغناطيسي النووي" (باستخدام 1,1,2,2-تيتراتشلورويثاني كمعيار مرجعي). وفي الوقت نفسه، الارتقاء برد فعل بمعامل 5 بينما في نفس الوقت باستخدام قنينة رد فعل أكبر (الخطوة 3) يمكن لا تزال تعطي المنتج، ولو في العائد انخفض قليلاً من 42 في المائة. ردود الفعل التي يمكن أن يؤديها أيضا في أنابيب رد فعل الضغط (الشكل 1)، وفي هذه الحالة يسمح توليف 2-الميثيل-N-(3-methylbenzyl)-4-phenylbutan-2-amine في الغلة 40% (الشكل 3).

Figure 1
رقم 1. رد فعل "السفن المستخدمة" في هذه الدراسة. من اليسار إلى اليمين: 2 درام قنينة، الدرهم 10 فيال، 35 مل أنبوب الضغط). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
الرقم 2. 1 الرنين المغناطيسي النووي ح من 2-الميثيل-4-فينيل-بوتاناميني- 400 ميجاهرتز، كدكل3، 298 ك. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3. 1 الرنين المغناطيسي النووي ح 2-الميثيل-N-(3-methylbenzyl)-4-phenylbutan-2-amine. 400 ميجاهرتز، كدكل3، 298 ك. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

ثاني أكسيد الكربون تحميل في قنينة فارغة
100 ملغ 125 ملغ 150 ملغ 175 ملغ 200 ملغ 225 ملغ 250 ملغ 275 ملغ 300 ملغ أسطورة
25ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ = مستقرة في ظل الظروف
60ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √ x = غير مستقرة في ظل الظروف
70ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √
80 درجة مئوية √ √ √ √ √ √ √ √ √
90ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √
درجة الحرارة 100ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √
110ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √
120ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √
130ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √
140ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √
150ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √
160ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √

الجدول 1. الاستقرار النسبي لمل 7.5 قنينات استناداً إلى تحميل2 أول أكسيد الكربون، ودرجة الحرارة- قارورة كانت محملة بالمبلغ المطلوب من الثلج الجاف، متبوعاً بختم فورا مع قبعة مبطنة PTFE. ووضعت قارورة فورا إلى كتل دائري وراء درع انفجار في فوميهود، تليها التدفئة إلى 60 درجة مئوية، متبوعاً بزيادة 10 درجات مئوية كل ساعة إلى ذروة بلغت 160 درجة مئوية. قارورة ثم تبريده، وفتحت بعناية للتأكد من أنه لم تقع أية خسائر لضغط2 CO.

ثاني أكسيد الكربون تحميل في قنينة فارغة
300 ملغ 325 ملغ 350 ملغ 375 ملغ 400 ملغ 425 ملغ 450 ملغ 475 ملغ 500 ملغ 525 mg أسطورة
25ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √ x √ = مستقرة في ظل الظروف
60ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √ x x = غير مستقرة في ظل الظروف
70ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √ x
80 درجة مئوية √ √ √ √ √ √ √ √ √ x
90ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √ x
درجة الحرارة 100ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √ x
110ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √ x
120ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √ x
130ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √ x
140ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √ x
150ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √ x
160ºC √ √ √ √ √ √ √ √ √ x

الجدول 2. الاستقرار النسبي لمل 40 قارورة استناداً إلى تحميل2 أول أكسيد الكربون، ودرجة الحرارة- قارورة كانت محملة بالمبلغ المطلوب من الثلج الجاف، متبوعاً بختم فورا مع قبعة مبطنة PTFE. ووضعت قارورة فورا إلى كتل دائري وراء درع انفجار في فوميهود، تليها التدفئة إلى 60 درجة مئوية، متبوعاً بزيادة 10 درجات مئوية كل ساعة إلى ذروة بلغت 160 درجة مئوية. قارورة ثم تبريده، وفتحت بعناية للتأكد من أنه لم تقع أية خسائر لضغط2 CO.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

استخدام فإن دير "فالس المعادلة للدولة"، يمكن ضغط التقريبي لهذه الأنظمة المحسوبة45

مكافئ. 1:Equation

في ظل الظروف في "البروتوكول الأول"، يمكننا أن نفترض مغ 26.3 CO2 يعطي ن = 5.98 × 10-4 mols

Equation 1b

كتقدير تقريبي، وهذا يوحي بأن ردود الفعل التي أجريت في "البروتوكول الأول" تحت حوالي 2.8 أجواء من CO2. افتراض التشرد لا تذكر من الجو الأصلي في السفينة (كما أشير إليه أعلاه، الزنجار لحمض الخليك المجمدة سيتباطأ التسامي الأولية من الجليد الجاف، وتيسير أفضل دقة في قياس إضافة الثلج الجاف)، ومع ذلك، الضغط الإجمالي ثم يتوقع أن تكون على غرار أفضل بقانون دالتون:

مكافئ. 2:Equation 2

Equation 2b

هذا النموذج لا يأخذ في الاعتبار أنه سيتم حل بعض الغازات في المذيب. وفي هذه الحالة، من الضروري أن نعلق قياس الضغط لتقييم الضغوط على نحو كاف. بإرفاق حاجز إلى القنينة، وإدراج مقياس ضغط، كان من الممكن لقياس الضغط في درجة حرارة الغرفة. الضغوط الملحوظة على ردود فعل متعددة كانت فقط ± 15 psi 3 أعلاه الضغط الجوي (≈ 1 ± 0.2 أجواء)، أو مجموع حوالي 2 الأجواء. على الرغم من أن هنري CO2 في حمض الخليك أنيق لم تكن متاحة للمقارنة، فمن المعروف أن إضافة حمض الخليك للمياه يحسن قابلية الذوبان من46من ثاني أكسيد الكربون. يمكن حساب الضغط المقدر في درجة حرارة الغرفة باستخدام النهج السابق:

Equation 5

Equation 6

ولذلك سيكون الضغط المتوقع أجواء 3.3 انخفاض طفيف في درجة حرارة الغرفة في الغياب الغاز إذابة في المذيب. الفرق بين الضغوط التي لوحظت ومحسوب يعني ضمناً أن CO2 قد نسبيا عالية القابلية للذوبان في المذيبات العضوية. افتراض الفرق ضئيلة قدرها المذاب CO2 على مدى نطاق درجة الحرارة، زيادة في درجة الحرارة من 298 ك أن رد فعل درجة حرارة ك 383 سيزيد الضغط داخل القنينة أرميني 2 إلى أجواء ~2.6.

لتقييم ظروف التشغيل العملي على نحو كاف، كانت قنينات 2 درام البنية بمقادير متفاوتة من CO2، متبوعاً بفحص هذه في درجات حرارة مختلفة. لضمان سلامة المشغل، قارورة كانت فقط ساخنة بعد وضعها خلف درع انفجار لاحتواء أي فشل قنينة. إذا فجرت قارورة، اعتبرت في الظروف قاسية جداً لقنينة. من خلال هذه التجارب فقد تقرر أن كان التسامح مع CO2 تحميل يصل إلى 200 ملغ عند 110 درجة مئوية لقارورة 2 درام (7.5 مل) من خلال محاكمات متسقة. وهذا يتوافق مع حوالي 20.7 أجواء من الضغط على أساس النهج السابق، لا تحمل كمية الغاز المذاب، الذي قد ينخفض الضغط الكلي بأجواء قليلة. تتجاوز 200 مغ تحميل، ولكن قنينة رد فعل عموما ستنفجر قبل الوصول إلى الهدف درجة حرارة 110 درجة مئوية. وينبغي توخي الحذر عند تعديل الشروط، ومع ذلك: في سيناريو واحد كان حاول فعل ذات صلة في 160 درجة مئوية مع فقط 150 ملغ من CO2، لكنه فشل القنينة قبل فقد توصلت إلى أن درجة الحرارة المستهدفة. ويمكن تنفيذ أكبر خطر لتعديل رد فعل الظروف سيكون من زيادة تحميل CO2، كما يمكن أن يسبب هذا القنينات بالفشل قبل آمنة الضوابط الهندسية، مثل الانفجار دروع،.

حد محتملة لهذه الاستراتيجية هو الافتقار إلى بيانات حول استقرار قنينات تحت ظروف مختلفة. ولذلك، من الضروري أن الشاشة قنينات لقدرتها على الصمود أمام ضغوط مختلفة ضمن مجموعة من درجات حرارة مختلفة. وبدأ هذا مع قنينة 7.5 مل (الجدول 1). واتهم كل قنينة بكمية محددة سلفا من الثلج الجاف، متبوعاً بالختم فورا مع سداده ملولبة مبطنة PTFE. لوحظت هذه القنينات أن تكون متسامحة لهذه الشروط، وأي فشل في درجة حرارة الغرفة. ثم أثيرت درجة الحرارة لكل من القنينات، ولم تحصل انفجارات وقعت خلال التجربة. وافتتح كل قنينة على التبريد، للتأكد من أنها حافظت على الضغط مع CO2. وهذا يوحي بأن القنينات يمكن أن يتسامح مع ما يزيد عن 26.5 الأجواء للضغط، والذي على النقيض من شروط رد فعل في الأجواء التي ~20.7 للضغط كان حد يتفق. ولذلك تشجع الدولة الطرف أن هوية المذيبات والتخزين بعناية النظر في الانحراف عن الطريقة التي تم الكشف عنها.

أجرى شاشة مشابهة للتسامح كحد أقصى باستخدام قارورة 40 مل من رد فعل (الجدول 2). في هذه الحالة، تم تحديد حد أعلى لتحميل2 CO قنينة فارغة على أنه 500 ملغ. فوق هذا فشل قارورة بسرعة في درجة حرارة الغرفة. المثير للدهشة، كان الضغط المحسوب من العينات التي بدأت تفشل في درجة حرارة الغرفة حوالي 7 الأجواء والمذكورة أعلاه. هذا على النقيض من القنينة التي تحتوي على 500 ملغ من CO2، التي كانت مستقرة في 160 درجة مئوية، وأن تتوافق مع ضغط محسوب من أجواء فقط تحت 10.5. هذه النتائج تم استنساخه عبر قنينات مختلفة، ولكن هناك لا يوجد تفسير واضح لهذه الظاهرة في هذا الوقت. في ظل الظروف الموصوفة في إطار البروتوكول 3، كانت التسامح فقط حوالي 300 ملغ الأحمال CO2 . ومع ذلك، هذا في الواقع وفقا للتجارب السابقة، كما تحت الظروف الضغط، والتي لم يتم تصحيحها لاحتمال امتصاص ثاني أكسيد الكربون من المذيب، سيكون حوالي 10 الأجواء. انخفاض استقرار قارورة أكبر للضغط المتوقع، وتشير إلى أن هذه الإجراءات يتم تنفيذها أفضل في السفن التي لها أقطار أصغر حجماً وأكثر ثخانة الجدران47.

وباختصار، يتوقع هذا البروتوكول لاستخدام الثلج الجاف كمصدر2 CO صلبة في الأواني الزجاجية متوفرة بسهولة فتح التوجهات الجديدة في مجال الكيمياء التركيبية. عمليات تثبيت ثاني أكسيد الكربون عن طريق توليد منخفضة إلى معتدلة الضغوط داخل قارورة مختومة أو أنابيب الضغط، مثل كاربوكسيليشن48،،من4950، فضلا عن الحد من أول أكسيد الكربون2 51، 52 , 53، يمكن أن يتحقق بدون استخدام معدات متخصصة مكلفة. وستيسر هذه الاستراتيجية المعتمدة حديثا أوجه التقدم في مجال تثمين CO2 بإدماج المواد الخام الكيميائية المفيدة مثل الكربونات دوري وبولي كربونات الكربانيت54. وعلاوة على ذلك، الاستراتيجية لإدخال CO2 صلبة قد تكون أيضا مفيدة حيث المرغوب فيها خليط غازات، مثل أول أكسيد الكربون، وأول أكسيد الكربون2 CO2 وح2، أو كهذا يسهل إضافة كلا الكواشف في غير الغازية النموذج. على الرغم من أن استخدام الثلج الجاف لإدخال السائل CO2 وقد استخدمت لعمليات الاستخراج واللوني40،41،42،،من4344، هذا البروتوكول بالنسبة إدخال CO2 أيار صلبة أيضا أن تكون مفيدة في الموقع الجيل من شركة2(L) لاستخدامها كرد فعل المذيبات55،56،57، استكشاف استخدامات أخرى لهذا العمل في المستقبل النهج، ولا سيما تركيبة CO2 مع الغاز-السلائف الأخرى، تجري حاليا في مجموعتنا.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

استخدام CO2 كمجموعة توجيه لتفعيل ح ج من ركائز أساسية لويس حاليا تركيز "الولايات المتحدة للبراءات المؤقت" رقم 62/608، 074.

Acknowledgments

الكتاب تود أن تقر بدء التمويل من "جامعة توليدو"، فضلا عن أموال من مؤسسة فراش هيرمان جمعية الكيميائيين الأمريكية في دعم جزئي لهذا العمل. السيد توماس كينا المسلم لمساعدته مع وضع مقياس ضغط مناسبة لقياس الضغوط رد فعل. وشكر السيد ستيف مضر هو مناقشات مفيدة.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
7.5 mL Sample Vial with Screw Cap (Thermoset) Qorpak GLC-00984 Can be reused.
40 mL Sample Vial with Screw Cap (Thermoset) Qorpak GLC-01039 Can be reused.
Pressure Tube, #15 Thread, 7" Long, 25.4 mm O.D. Ace Glass 8648-06 Can be reused.
Pie-Block for 2 Dram Vials ChemGlass CG-1991-P14 Can be reused.
Pie-Block for 10 Dram Vials ChemGlass CG-1991-P12 Can be reused.
3.2 mm PTFE Disposable Stir Bars Fisher 14-513-93 Can be reused.
C-MAG HS 7 Control Hotplate IKA 20002695
Analytical Weighing Balance Sartorius QUINTIX2241S
Double-Ended Micro-Tapered Spatula Fisher Scientific 21-401-10
Hei-VAP Advantage - Hand Lift Model with G5 Dry Ice Condenser Rotary Evaporator Heidolph 561-01500-00
Bump Trap 14/20 Joint ChemGlass CG-1322-01
tert-Amyl amine Alfa Aesar B24639-14 Used as received.
2-Methyl-N-(3-methylbenzyl)butan-2-amine N/A N/A Prepared from reductive amination of tert-amyl amine and 3-tolualdehyde in the presence of sodium borohydride in methanol.
Palladium Acetate Chem-Impex International, Inc. 4898 Used as received.
Silver Trifluoroacetate Oakwood Chemicals 007271 Used as received.
Phenyl Iodide Oakwood Chemicals 003461 Used as received.
Acetic Acid Fisher Chemical A38 Used as received.
1,1,1,3,3,3-Hexafluoroisopropanol Oakwood Chemicals 003409 Used as received.
Deionized Water Obtained from in-house deionized water system.
Dry Ice Carbonic Enterprises Dry Ice Inc. Non-food grade dry ice.
Concentrated Hydrochloric Acid Fisher Chemical A144SI Diluted to a 1.2 M solution prior to use.
Diethyl Ether, Certified Fisher Chemical E138 Used as received.
Hexanes, Certified ACS Fisher Chemical H292 Used as received.
Saturated Ammonium Hydroxide Fisher Chemical A669 Used as received.
Dichloromethane Fisher Chemical D37 Used as received.
Sodium Sulfate, Anhydrous Oakwood Chemicals 044702 Used as received.
250 mL Separatory Funnel Prepared in-house by staff glassblower.
100 mL Round Bottom Flask Prepared in-house by staff glassblower.
Scientific Disposable Funnel Caplugs 2085136030
Borosilicate Glass Scintillation Vials, 20 mL Fisher Scientific 03-337-15
5 mm O.D. Thin Walled Precision NMR Tubes Wilmad 666000575
Chloroform-d Cambridge Isotope Laboratories, Inc. DLM-7 Used as received.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Verboom, W. Selected Examples of High-Pressure Reactions in Glass Microreactors. Chemical Engineering and Technology. 32 (11), 1695-1701 (2009).
  2. Schettino, V., Bini, R. Constraining Molecules at the Closest Approach: Chemistry at High Pressure. Chemical Society Reviews. 36, 869-880 (2007).
  3. Hemminger, O., Marteel, A., Mason, M. R., Davies, J. A., Tadd, A. R., Abraham, M. A. Hydroformylation of 1-Hexene in Supercritical Carbon Dioxide Using a Heterogeneous Rhodium Catalyst. 3. Evaluation of Solvent Effects. Green Chemistry. 4, 507-512 (2002).
  4. Mo, F., Dong, G. Regioselective Ketone α-Alkylation with Simple Olefins via Dual Activation. Science. 345 (6192), 68-72 (2014).
  5. Schultz, A. G., Kirincich, S. J., Rahm, R. Asymmetric Organic Synthesis. Preparation and Birch Reduction-Alkylation of 2-Methyl-3,4-Dihydroisoquinolin-1-ones. Tetrahedron Letters. 36 (26), 4551-4554 (1995).
  6. Dong, L., Aleem, S., Fink, C. A. Microwave-Accelerated Reductive Amination Between Ketones and Ammonium Acetate. Tetrahedron Letters. 51 (39), 5210-5212 (2010).
  7. Wang, D., Astruc, D. The Golden Age of Transfer Hydrogenation. Chemical Reviews. 115 (13), 6621-6686 (2015).
  8. Morimoto, T., Kakiuchi, K. Evolution of Carbonylation Catalysis: No Need for Carbon Monoxide. Angewandte Chemie International Edition in English. 43 (42), 5580-5588 (2004).
  9. Iranpoor, N., Firouzabadi, H., Motevalli, S., Talebi, M. Palladium-Free Aminocarbonylation of Aryl, Benzyl, and Styryl Iodides and Bromides by Amines Using Mo(CO)6 and Norbornadiene. Tetrahedron. 69 (1), 418-426 (2013).
  10. Ren, W., Yamane, M. Mo(CO)6-Mediated Carbamoylation of Aryl Halides. Journal of Organic Chemistry. 75 (24), 8410-8415 (2010).
  11. Wang, H., Dong, B., Wang, Y., Li, J., Shi, Y. A Palladium-Catalyzed Regioselective Hydroesterification of Alkenylphenols to Lactones with Phenyl Formate as CO Source. Organic Letters. 16 (1), 186-189 (2014).
  12. Zhang, Y., Chen, J. -L., Chen, Z. -B., Zhu, Y. -M., Ji, S. -J. Palladium-Catalyzed Carbonylative Annulation Reactions Using Aryl Formate as a CO Source: Synthesis of 2-Substituted Indene-1,3(2H)-Dione Derivatives. Journal of Organic Chemistry. 80 (21), 10643-10650 (2015).
  13. Wan, Y., Alterman, M., Larhed, M., Hallberg, A. Dimethylformamide as a Carbon Monoxide Source in Fast Palladium-Catalyzed Aminocarbonylations of Aryl Bromides. Journal of Organic Chemistry. 67 (17), 6232-6235 (2002).
  14. Gockel, S. N., Hull, K. L. Chloroform as a Carbon Monoxide Precursor: In or Ex Situ Generation of CO for Pd-Catalyzed Aminocarbonylations. Organic Letters. 17 (13), 3236-3239 (2015).
  15. Zhao, H., Du, H., Yuan, X., Wang, T., Han, W. Iron-Catalyzed Carbonylation of Aryl Halides with Arylborons Using Stoichiometric Chloroform as the Carbon Monoxide Source. Green Chemistry. 18, 5782-5787 (2016).
  16. Chen, P., Xu, C., Yin, H., Gao, X., Qu, L. Shock Induced Conversion of Carbon Dioxide to Few Layer Graphene. Carbon. , 471-476 (2017).
  17. Iijima, T., Yamaguchi, T. Efficient Regioselective Carboxylation of Phenol to Salicylic Acid with Supercritical CO2 in the Presence of Alumnium Bromide. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 295 (1-2), 52-56 (2008).
  18. Jevtovikj, I., Manzini, S., Hanauer, M., Rominger, F., Schaub, T. Investigations on the Catalytic Carboxylation of Olefins with CO2 Towards α, β-Unsaturated Carboxylic Acid Salts: Characterization of Intermediates and Ligands as well as Substrate Effects. Dalton Transactions. 44, 11083-11094 (2015).
  19. Juliá-Hernández, F., Moragas, T., Cornella, J., Martin, R. Remote Carboxylation of Halogenated Aliphatic Hydrocarbons with Carbon Dioxide. Nature. 545, 84-88 (2017).
  20. North, M., Pasquale, R. Mechanism of Cyclic Carbonate Synthesis from Epoxides and CO2. Angewandte Chemie International Edition. 48 (16), 2946-2948 (2009).
  21. Yeung, C. S., Dong, V. M. Beyond Aresta's Complex: Ni- and Pd-Catalyzed Organozinc Coupling to CO2. Journal of the American Chemical Society. 130 (25), 7826-7827 (2008).
  22. Zhu, D. -Y., Fang, L., Han, H., Wang, Y., Xia, J. -B. Reductive CO2 Fixation via Tandem C-C and C-N Bond Formation: Synthesis of Spiro-Indopyrrolidines. Organic Letters. 19 (16), 4259-4262 (2017).
  23. Kapoor, M., Liu, D., Young, M. C. Carbon Dioxide Mediated C(sp3)–H Arylation of Amine Substrates. J. Am. Chem. Soc. , (2018).
  24. Zhang, Y. -F., Zhao, H. -W., Wang, H., Wei, J. -B., Shi, Z. -J. Readily Removable Directing Group Assisted Chemo- and Regioselective C(sp3)-H Activation by Palladium Catalysis. Angewandte Chemie International Edition. 54 (46), 13686-13690 (2015).
  25. He, G., Chen, G. A Practical Strategy for the Structural Diversification of Aliphatic Scaffolds Through the Palladium-Catalyzed Picolinamide-Directed Remote Functionalization of Unactivated C(sp3)-H Bonds. Angewandte Chemie International Edition. 50 (22), 5192-5196 (2011).
  26. Nack, W. A., Wang, X., Wang, B., He, G., Cheng, G. Palladium-Catalyzed Picolinamide-Directed Iodination of Remote ortho-C-H Bonds of Arenes: Synthesis of Tetrahydroquinolines. Beilstein Journal of Organic Chemistry. 12, 1243-1249 (2016).
  27. Feng, P., Li, M., Ge, H. Room Temperature Palladium-Catalyzed Decarboxylative ortho-Acylation of Acetanilides with α-Oxocarboxylic Acids. Journal of the American Chemical Society. 132 (34), 11898-11899 (2010).
  28. Coomber, C. E., Benhamou, L., Bučar, D. -K., Smith, P. D., Porter, M. J., Sheppard, T. D. Silver-Free Palladium-Catalyzed C(sp3)-H Arylation of Saturated Bicyclic Amine Scaffolds. Journal of Organic Chemistry. 83 (5), 2495-2503 (2018).
  29. Mei, T. -S., Wang, X., Yu, J. -Q. Pd(II)-Catalyzed Amination of C-H Bonds Using Single-Electron or Two-Electron Oxidants. Journal of the American Chemical Society. 131 (31), 10806-10807 (2009).
  30. Xie, W., Yang, J., Wang, B., Li, B. Regioselective Ortho Olefination of Aryl Sulfonamide via Rhodium-Catalyzed Direct C-H Bond Activation. Journal of Organic Chemistry. 79 (17), 8278-8287 (2014).
  31. Rodriguez, N., Romero-Revilla, J. A., Fernández-Ibáñez, M. Á, Carretero, J. C. Palladium-Catalyzed N-(2-pyridyl)sulfonyl-Directed C(sp3)-H γ-Arylation of Amino Acid Derivatives. Chemical Science. 4, 175-179 (2013).
  32. Zheng, Y., Song, W., Zhu, Y., Wei, B., Xuan, L. Pd-Catalyzed Acetoxylation of γ-C(sp3)-H Bonds of Amines Directed by a Removable Bts-Protecting Group. Journal of Organic Chemistry. 83 (4), 2448-2454 (2018).
  33. Jain, P., Verma, P., Xia, G., Yu, J. -Q. Enantioselective Amine α-Functionalization Via Palladium-Catalysed C-H Arylation of Thioamides. Nature Chemistry. 9, 140-144 (2017).
  34. Tran, A. T. Practical Alkoxythiocarbonyl Auxiliaries for Ir(I)-Catalyzed C-H Alkylation of Azacycles. Angewandte Chemie International Edition. 56 (35), 10530-10534 (2017).
  35. Huang, Z., Wang, C., Dong, G. A Hydrazone-Based exo-Directing Group Strategy for β-C-H Oxidation of Aliphatic Amines. Angewandte Chemie International Edition. 55 (17), 5299-5303 (2016).
  36. Xu, Y., Young, M. C., Wang, C., Magness, D. M., Dong, G. Catalytic C(sp3)-H Arylation of Free Primary Amines via an in situ Generated Exo-Directing Group. Chemie International Edition. 55 (31), 9084-9087 (2016).
  37. Liu, Y., Ge, H. Site-Selective C-H Arylation of Primary Aliphatic Amines Enabled by a Catalytic Transient Directing Group. Nature Chemistry. 9, 26-32 (2017).
  38. Wu, Y., Chen, Y. -Q., Liu, T., Eastgate, M. D., Yu, J. -Q. Pd-Catalyzed γ-C(sp3)-H Arylation of Free Amines Using a Transient Directing Group. Journal of the American Chemical Society. 138 (44), 14554-14557 (2016).
  39. Yada, A., Liao, W., Sato, Y., Murakami, M. Buttressing Salicylaldehydes: A Multipurpose Directing Group for C(sp3)-H Bond Activation. Angewandte Chemie International Edition. 56 (4), 1073-1076 (2017).
  40. Baldwin, B. W., Kuntzleman, T. S. Liquid CO2 in Centrifuge Tubes: Separation of Chamazulene from Blue Tansy (Tanacetum annum) Oil via Extraction and Thin-Layer Chromatography. Journal of Chemical Education. 95 (4), 620-624 (2018).
  41. McKenzie, L. C., Thompson, J. E., Sullivan, R., Hutchison, J. E. Green Chemical Processing in the Teaching Laboratory: A Convenient Liquid CO2 Extraction of Natural Products. Green Chemistry. 6, 355-358 (2004).
  42. Hudson, R., Ackerman, H. M., Gallo, L. K., Gwinner, A. S., Krauss, A., Sears, J. D., Bishop, A., Esdale, K. N., Katz, J. L. CO2 Dry Cleaning: A Benign Solvent Demonstration Accessible to K-8 Audiences. Journal of Chemical Education. 94, 480-482 (2017).
  43. Barcena, H., Chen, P. An Anesthetic Drug Demonstration and an Introductory Antioxidant Activity Experiment with "Eugene, the Sleepy Fish.". Journal of Chemical Education. 93, 202-205 (2016).
  44. Bodsgard, B. R., Lien, N. R., Waulters, Q. T. Liquid CO2 Extraction and NMR Characterization of Anethole from Fennel Seed: A General Chemistry Laboratory. Journal of Chemical Education. 93, 397-400 (2016).
  45. Fishbane, P. M., Gasiorowicz, S. G., Thornton, S. T. Physics for Scientists and Engineers. , (2005).
  46. Rumpf, B., Xia, J., Maurer, G. Solubility of Carbon Dioxide in Aqueous Solutions Containing Acetic Acid or Sodium Hydroxide in the Temperature Range from 313 to 433 K and at Total Pressures up to 10 MPa. Industrial & Engineering Chemistry Research. 37, 2012-2019 (1998).
  47. Technical Information: Nomogram of Allowable Pressures. , Available from: http://www.adamschittenden.com/nomogram_of_pressures.pdf (2018).
  48. Luo, J., Larrosa, I. C-H Carboxylation of Aromatic Compounds Through CO2 Fixation. ChemSusChem: Chemistry & Sustainability, Energy & Materials. 10, 3317-3332 (2017).
  49. Manjolinho, F., Arndt, M., Gooßen, K., Gooßen, L. J. Catalytic C-H Carboxylation of Terminal Alkynes with Carbon Dioxide. ACS Catalysis. 2, 2014-2021 (2012).
  50. Banerjee, A., Dick., G. R., Yoshino, T., Kanan, M. W. Carbon Dioxide Utilization via Carbonate-Promoted C-H Carboxylation. Nature. 531, 215-219 (2016).
  51. Fei, H., Sampson, M. D., Lee, Y., Kubiak, C. P., Cohen, S. M. Photocatalytic CO2 Reduction to Formate Using a Mn(I) Molecular Catalyst in a Robust Metal-Organic Framework. Inorganic Chemistry. 54, 6821-6828 (2015).
  52. Chabolla, S. A., Yang, J. Y. For CO2 Reduction, Hydrogen-Bond Donors Do the Trick. ACS Central Science. 4, 315-317 (2018).
  53. Kim, D., Kley, C. S., Li, Y., Yang, P. Copper Nanoparticle Ensembles for Selective Electroreduction of CO2 to C2-C3 Products. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , C2-C3 (2017).
  54. Liu, Q., Wu, L., Jackstell, R., Beller, M. Using carbon dioxide as a building block in organic synthesis. Nature Communications. 6, 5933-5945 (2015).
  55. Hâncu, D., Green, J., Beckman, E. J. H2O2 in CO2 Sustainable Production and Green Reactions. Accounts of Chemical Research. 35, 757-764 (2002).
  56. Ballivet-Tkatchenko, D., Camy, S., Condoret, J. S. Carbon Dioxide, a Solvent and Synthon for Green Chemistry. Environmental Chemistry. Lichtofouse, E., Scwarzbauer, J., Robert, D. , Springer: Berlin. 541-552 (2005).
  57. Hyatt, J. A. Liquid and Supercritical Carbon Dioxide as Organic Solvents. Journal of Organic Chemistry. 49, 5097-5101 (1984).

Tags

الكيمياء، المسألة 138، الكيمياء الخضراء، والكيمياء الفلزية، منهجية الاصطناعية، ثاني أكسيد الكربون، والامينات، ح ج التنشيط، ردود فعل الضغط
تحقيق ضغوط معتدلة في سفن مختومة باستخدام الثلج الجاف كمصدر<sub>2</sub> CO الصلبة
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kapoor, M., Chand-Thakuri, P.,… More

Kapoor, M., Chand-Thakuri, P., Maxwell, J. M., Young, M. C. Achieving Moderate Pressures in Sealed Vessels Using Dry Ice As a Solid CO2 Source. J. Vis. Exp. (138), e58281, doi:10.3791/58281 (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