Chemistry
This content is Open Access.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Imine-meta afhandling af silica-støttede katalysatorer ved hjælp af metodologien for overflade Organometallisk kemi
Chapters
Summary October 18th, 2019
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
En ny gruppe IV metal katalysator for Lindholm meta tese er udarbejdet af podning Amin metal kompleks på dehydroxyleret silica. Overflade metalfragmenter er karakteriseret ved hjælp af FT-IR, elementær mikroanalyse, og solid-state NMR spektroskopi. Yderligere dynamiske nukleare polariserings overflade forbedrede NMR-spektroskopi-eksperimenter supplerer bestemmelsen af koordinations området.
Transcript
Min protokol er vigtig, fordi den giver dig mulighed for at lave meget præcis katalysator, meget selektiv, hvilket kun kan gøre én katalytisk reaktion. Så protokollen er afledt af et begreb om veldefinerede, single-site katalysator, og disse single-site katalysatorer gør fantastiske reaktioner. Denne teknik er udfordrende og tidskrævende, men forbliver uden sidestykke i forberedelsen overflade eller overflade komplekser, der kan bruges som katalysator.
Og overfladeorganometallisk kemi giver mulighed for dybere forståelse af katalysen og udarbejdelse af nye, enkelt-site, veldefinerede katalysator. Katalyse udgør 90 % af processerne i den kemiske industri og den petrokemiske industri. Så katalyse er ekstremt vigtigt for energi, miljø, fine kemikalier.
Og selvfølgelig, nye katalysator er meget aktive på dette område, kan åbne en masse døre i kemi og petrokemi. Fordi i KAUST har vi det mest avancerede udstyr, du kan finde i verden, er vi det mest udstyrede katalyselaboratorium. Og især har du meget stærk infrarød spektroskopi, du har meget stærk NMR, du har meget stærk teknik, der giver dig mulighed for at se katalysator på atomare niveau.
Vi kan se atomer på en overflade, og vi kan sige, hvilken slags atom du ser på overfladen af et elektronmikroskop. Så visualisering er nødvendig for at forstå kompleksiteten af de værktøjer, der er nødvendige for fuldt ud at karakterisere katalysator. Tilslut først en højvakuumbeholder til en højvakuumlinje.
Kontroller, om trykket øges ved at skifte det dynamiske og det statiske vakuum. I tilfælde af lækage skal du scanne forbindelsen med højfrekvensgeneratoren for at lokalisere lækager og huller. Dæk fem gram fumed silica i en 100-milliliter bæger med nok deioniseret vand, indtil det bliver en kompakt gel.
Derefter dække bægerglas med aluminiumsfolie, og varme det i ovnen ved 200 grader Celsius natten over. Den følgende dag skal du slibe den afkølede silica og overføre et gram til en glasreaktor. Luk reaktoren med en hætte, og forsegle den med fedt.
Tilslut glasreaktoren til havnen i højvakuumbeholderen, varm den gradvist op til 700 grader Celsius, og lad den overnatte. Derefter forberedes en diskpel fra den dehydroxyerede silica til en FTIR-måling i handskerummet. Når målingen er afsluttet, skal det isolerede silanolsignal observeres i FTIR-spektret.
Forbered en natrium spejlbelagt opløsningsmiddel bombe udstyret med en Teflon stophane. Overfør ca. 25 til 50 milliliter pentan til opløsningsmiddelbomben. Tilslut opløsningsmiddelbomben til højvakuumlinjen.
Opløsningsmiddelet frys ved hjælp af en flydende nitrogenfyldt Dewar. Evakuer, indtil opløsningsmidlet er færdig med afgasning. Derefter destillere opløsningsmidlet til en anden opløsningsmiddel bombe.
Tør en dobbelt-Schlenk kolbe ved at evakuere den med vakuumlinjen og varme den med en varmepistol. Efter overførsel af den tørre Schlenkkolbe til handskerummet tilsættes 089 milliliter af prækursorkomplekset i ét rum. Tilsæt et gram af dehydroxyeret silica og en røre bar til det andet rum, og forsegle dem med fedt.
Luk dobbelt-Schlenk-kolbens to halse med hætte. Ved hjælp af en T-fuge forbindes højvakuumledningen med opløsningsmidlet Schlenkkolbe på den ene side og dobbelt-Schlenk-kolben på den anden side. Sørg for, at alle tilslutninger er sikret med metalliske clips, og evakuer linjen og dobbelt-Schlenk-kolben, indtil den når et stabilt højt vakuum på 10 til minus fem millibar.
Opløsningsmidlet overføres fra opløsningsmidlet Schlenk-kolben til rumet i dobbelt-Schlenkkolben, der indeholder metalprækursoren ved destillation. Når glasvarerne er under statisk vakuum, skal du bruge en flydende nitrogen Dewar til at afkøle rummet, til at kondensere opløsningsmidlet og opløse prækursoren. Dernæst overføres opløsningen til silicarummet ved gravitation.
Rør i en til tre timer for at fuldføre podning. Derefter filtreres materialet ved at overføre opløsningsmidlet til opløsningsrummen, og opløsningsmidlet destilleres til det faste rum. Affaldsopløsningsmiddelet fjernes ved destillation ved hjælp af en interceptor.
Der klargør en diskpellet af det podede materiale til en FTIR-måling i handskerummet. Tilsæt et gram af det podede materiale til en Schlenk-kolbe, og tilslut den til højvakuumlinjen. Begynd at opvarme det gradvist til 200 grader Celsius, og lad det blive i fire timer.
Når det podede materiale er kølet af under vakuum, klargøres en diskpellet fra 50 til 70 mg af det forberedte materiale til en FTIR-måling i handskerummet. I en ampule rør, tilsæt 12.47 milligram af katalysatoren. Der tilsættes to imineunderlag, 0,5 milliliter toluen og en rørestang.
Tilslut ampulerøret til højvakuumlinjen, og frys det med flydende nitrogen. Dernæst forsegle ampekulerøret med en flammebrænder. Placer det forseglede ampekulerør i et olie- eller sandbad, og varm det op til 80 grader Celsius i op til seks timer.
Når reaktionen er færdig, fryses det afkølede ampulerør, og toppen skæres med en glasskærer. Opløsningen filtreres ind i et GC-hætteglas, og der fortyndes med en milliliter toluen til GC-MS-analyse. Efter podning af komplekset på dehydroxyleret silica forsvandt den karakteristiske FTIR-top for isoleret silanol næsten helt, og der dukkede nye toppe op i alkylregionen.
Efter varmebehandling af det forberedte materiale viste det infrarøde spektrum en ny top for imidofragmentet. Den kulstof kryds polariserede magiske vinkel spinding spektrum af det podede materiale afslørede to overlappende toppe på 37 og 46 ppm, tilskrives den ikke-ækvivalente methylgruppe i methylamin. En lav intensitet peak på 81 ppm blev bestemt til at være korreleret med methylen peak på 2,7 ppm i heteronuclear korrelation spektrum.
Nitrogen NMR-spektret af det podede materiale viste to toppe. Den intense signal downfield blev tildelt kvælstofkerner af metallaaziridin og imido funktionaliteter. Den svage upfield-forskydning peak blev tilskrevet en dimethylamin moiety.
For imido metalfragmentet i katalysatoren, der blev genereret efter varmebehandling, dukkede en bred top op i proton NMR-spektret, der repræsenterer methylengrupperne. Carbon cross-polariseret magiske vinkel spinning spektrum viste to toppe på 37 og 48 ppm. Iminemetase med tre iminforbindelser og massespektre af de resulterende produkter er vist her.
Kontroller altid højvakuumlinjen, og sørg for, at alle glasvarer er forseglet korrekt i hvert trin for at forhindre luftlæk. Denne teknik kan potentielt give en bedre generel forståelse af katalysen ved at forberede en ny, veldefineret, enkelt-site, silica-støttede katalysator.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
