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In questo articolo

  • Riepilogo
  • Abstract
  • Introduzione
  • Protocollo
  • Risultati
  • Discussione
  • Divulgazioni
  • Riconoscimenti
  • Materiali
  • Riferimenti
  • Ristampe e Autorizzazioni

Riepilogo

La sintesi mirata di nuove strutture metallo-organiche (MOF) è difficile e la loro scoperta dipende dalla conoscenza e dalla creatività del chimico. I metodi ad alto rendimento consentono di esplorare campi di parametri sintetici complessi in modo rapido ed efficiente, accelerando il processo di ricerca di composti cristallini e identificando tendenze sintetiche e strutturali.

Abstract

I metodi ad alta produttività (HT) sono uno strumento importante per lo screening rapido ed efficiente dei parametri di sintesi e la scoperta di nuovi materiali. Questo manoscritto descrive la sintesi di strutture metallo-organiche (MOF) da soluzione utilizzando un sistema di reattori HT, con conseguente scoperta di vari MOF a base di fosfonati della composizione [Al 2 H 12-x(PMP)3]Cl x∙6H2O (H 4 PMP = N,N '-piperazina bis(acido metilenfosfonico)) perx =4, 6, indicato come Al-CAU-60-xHCl, contenente ioni di alluminio trivalenti. Ciò è stato ottenuto in condizioni di reazione solvotermica esaminando sistematicamente l'impatto del rapporto molare del linker al metallo e il pH della miscela di reazione sulla formazione del prodotto. Il protocollo per l'indagine HT comprende sei fasi: a) pianificazione della sintesi (DOE = progettazione dell'esperimento) all'interno della metodologia HT, b) dosaggio e lavoro con reattori HT sviluppati internamente, c) sintesi solvotermica, d) lavoro di sintesi utilizzando blocchi di filtrazione sviluppati internamente, e) caratterizzazione mediante diffrazione a raggi X della polvere HT e f) valutazione dei dati. La metodologia HT è stata utilizzata per la prima volta per studiare l'influenza dell'acidità sulla formazione del prodotto, portando alla scoperta di Al-CAU-60∙xHCl (x = 4 o 6).

Introduzione

Le strutture metallo-organiche (MOF) sono composti porosi e cristallini le cui strutture sono costituite da nodi contenenti metalli, come ioni metallici o cluster metallo-ossigeno, che sono collegati da molecole organiche (linker)1. Variando i nodi contenenti metalli e il linker, è possibile ottenere una varietà di composti che presentano una vasta gamma di proprietà e quindi hanno potenziali applicazioni in diversi campi1.

La stabilità di un materiale è importante per la sua applicazione 1,2,3. Pertanto, i MOF contenenti ioni metallici tri- o tetravalenti, come Al 3+, Cr3+, Ti 4+ o Zr4+, con molecole linker carbossilato2 o fosfonato4 sono stati al centro di molte indagini5,6,7. Oltre alla sintesi diretta di MOF stabili, il miglioramento della stabilità attraverso modifiche post-sintetiche e la formazione di compositi è un campo di interesse2. I MOF a base di fosfonati sono stati segnalati meno spesso rispetto ai MOF a base di carbossilati8. Uno dei motivi è la maggiore flessibilità di coordinamento del gruppo CPO3 2- rispetto al gruppo -CO2-, che spesso porta alla formazione di strutture dense e a una maggiore diversità strutturale 8,9,10,11. Inoltre, gli acidi fosfonici spesso devono essere sintetizzati, poiché sono raramente disponibili sul mercato. Mentre alcuni fosfonati metallici mostrano un'eccezionale stabilità chimica10, l'accesso sistematico ai MOF isoreticolari di fosfonati metallici, che consente la messa a punto delle proprietà, è ancora un argomento di grande rilevanza12,13. Sono state studiate diverse strategie per la sintesi di fosfonati metallici porosi, come incorporare difetti in strati altrimenti densi, ad esempio, sostituendo parzialmente il fosfonato con leganti fosfatici 4,14. Tuttavia, poiché le strutture difettose sono scarsamente riproducibili e i pori non sono uniformi, sono state sviluppate altre strategie. Negli ultimi anni, l'uso di acidi fosfonici stericamente esigenti o ortogonalizzati come molecole linker è emersa come strategia adatta per la preparazione di fosfonati metallici porosi 4,8,10,11,13,15,16,17,18 . Tuttavia, non è stata ancora scoperta una via di sintesi universale per i fosfonati porosi dei metalli. Di conseguenza, la sintesi dei fosfonati metallici è spesso un processo di tentativi ed errori, che richiede l'indagine di molti parametri di sintesi.

Lo spazio dei parametri di un sistema di reazione include parametri chimici e di processo e può essere vasto19. È costituito da parametri quali il tipo di materiale di partenza (sale metallico), i rapporti molari delle materie prime, gli additivi per la regolazione del pH, i modulatori, il tipo di solvente, le miscele di solventi, i volumi, le temperature di reazione, i tempi, ecc.19,20. Un numero moderato di variazioni dei parametri può facilmente portare a diverse centinaia di reazioni individuali, rendendo necessario un piano di sintesi attentamente considerato e uno spazio dei parametri ben scelto. Ad esempio, un semplice studio che utilizza sei rapporti molari del linker al metallo (ad esempio, M: L = 1: 1, 1: 2, ... a 1:6) e quattro diverse concentrazioni di un additivo e mantenendo costante l'altro parametro, porta già a 6 x 4 = 24 esperimenti. L'utilizzo di quattro concentrazioni, cinque solventi e tre temperature di reazione richiederebbe l'esecuzione dei 24 esperimenti 60 volte, risultando in 1.440 reazioni individuali.

I metodi ad alto rendimento (HT) si basano sui concetti di miniaturizzazione, parallelizzazione e automazione, in misura variabile a seconda della questione scientifica affrontata19,20. Come tali, possono essere utilizzati per accelerare lo studio di sistemi multiparametrici e sono uno strumento ideale per la scoperta di nuovi composti, nonché per l'ottimizzazione della sintesi 19,20. I metodi HT sono stati utilizzati con successo in diversi campi, che vanno dalla scoperta di farmaci alla scienza dei materiali20. Sono stati utilizzati anche per lo studio di materiali porosi come zeoliti e MOF in reazioni solvotermiche, come recentemente riassunto20. Un tipico flusso di lavoro HT per la sintesi solvotermica consiste in sei fasi (Figura 1)19,20,21: a) selezione dello spazio dei parametri di interesse (cioè la progettazione dell'esperimento [DOE]), che può essere eseguita manualmente o utilizzando il software; b) dosaggio dei reagenti nei recipienti; c) sintesi solvotermica; d) isolamento e workup; e) caratterizzazione, che viene tipicamente effettuata con diffrazione di raggi X in polvere (PXRD); e f) la valutazione dei dati, che è seguita di nuovo dalla fase uno.

La parallelizzazione e la miniaturizzazione sono ottenute nelle reazioni solvotermiche attraverso l'uso di multiclavi, spesso basati sul consolidato formato di piastre a 96 pozzetti più comunemente usato in biochimica e farmacia 19,20,22,23. Sono stati segnalati vari progetti di reattori e diversi gruppi hanno costruito i propri reattori19,20. La scelta del reattore dipende dal sistema chimico di interesse, in particolare dalla temperatura di reazione, dalla pressione (autogena) e dalla stabilità del reattore19,20. Ad esempio, in uno studio sistematico dei quadri zeolitici di imidazolato (ZIF), Banerjee et al.25 ha utilizzato il formato della lastra di vetro a 96 pozzetti per eseguire oltre 9600 reazioni24. Per le reazioni in condizioni solvotermiche, blocchi personalizzati di politetrafluoroetilene (PTFE), o multiclavi con 24 o 48 singoli inserti in PTFE, sono stati descritti tra gli altri dal gruppo Stock19,20. Sono abitualmente impiegati, ad esempio, nella sintesi di carbossilati metallici e fosfonati. Come tale, Reinsch et al.25 ha riportato i vantaggi della metodologia nel campo dei MOF in alluminio poroso25. I sistemi di reattori HT realizzati internamente (Figura 2), che consentono di studiare simultaneamente 24 o 48 reazioni, contengono inserti in PTFE con un volume totale rispettivamente di 2,655 ml e 0,404 ml (Figura 2A,B). Di solito, non viene utilizzato più di 1 ml o 0,1 ml, rispettivamente. Mentre questi reattori sono utilizzati nei forni convenzionali, è stato segnalato anche il riscaldamento assistito da microonde con blocchi di SiC e piccoli recipienti di vetro26.

L'automazione degli studi porta a un risparmio di tempo e a una migliore riproducibilità, poiché l'influenza del fattore umano è ridotta al minimo20. Il grado di utilizzo dell'automazione varia fortemente19,20. Sono noti sistemi commerciali completamente automatizzati, tra cui il pipettaggio 20 o le capacità di ponderazione20. Un esempio recente è l'uso di un robot per la gestione dei liquidi per studiare gli ZrMOF, riportato dal gruppo di Rosseinsky27. L'analisi automatizzata può essere eseguita da PXRD utilizzando un diffrattometro dotato di uno stadio xy. In un altro esempio, un lettore di piastre è stato utilizzato per lo screening di catalizzatori a stato solido, principalmente MOF, per lo screening HT della degradazione dell'agente nervino28. I campioni possono essere caratterizzati in un'unica esecuzione senza la necessità di campioni manuali o cambi di posizione. L'automazione non elimina l'errore umano, ma riduce la possibilità che si verifichi19,20.

Idealmente, tutte le fasi di un flusso di lavoro HT dovrebbero essere adattate in termini di parallelizzazione, miniaturizzazione e automazione per eliminare possibili colli di bottiglia e massimizzare l'efficienza. Tuttavia, se non è possibile stabilire un flusso di lavoro HT nella sua interezza, può essere utile adottare passaggi / strumenti selezionati per la propria ricerca. L'uso di multiclavi per 24 reazioni è particolarmente utile qui. I disegni tecnici delle attrezzature di fabbricazione interna utilizzate in questo studio (così come in altri) sono pubblicati per la prima volta e possono essere trovati in Supplementary File 1, Supplementary File 2, Supplementary File 3 e Supplementary File 4.

Protocollo

In questo protocollo, viene descritta l'indagine HT dei sistemi chimici per scoprire nuovi materiali cristallini, usando Al-CAU-6029 come esempio.

1. Progettazione dell'esperimento (DOE)

NOTA: Il primo passo consiste nell'impostare un piano di sintesi, che richiede la conoscenza della configurazione del reattore (Figura 2), dei reagenti e dei solventi utilizzati. Questa procedura di pianificazione della sintesi è adattata per eseguire 24 o 48 reazioni nell'ambito di uno specifico programma temperatura-tempo, per il quale vengono utilizzati multiclavi in acciaio fabbricati internamente per eseguire 24 (Figura 2A) o 48 reazioni (Figura 2B) contemporaneamente. I reattori sono inserti in PTFE prodotti internamente con un volume di reagente/solvente utilizzato di 1 mL (reattore PTFE per effettuare 24 reazioni nel multiclave di acciaio) o 100 μL (reattore PTFE per effettuare 48 reazioni nel multiclave di acciaio). I disegni tecnici della configurazione del reattore si trovano rispettivamente nel file supplementare 1 e nel file supplementare 2 .

  1. Innanzitutto, determinare lo spazio dei parametri da esaminare. Pertanto, prendere decisioni su un numero iniziale di reazioni, fonte metallica e molecola linker, nonché sull'uso di additivi e solventi.
    1. Per l'esempio scelto di Al-CAU-60, effettuare 24 reazioni utilizzando AlCl3∙6H2O come fonte metallica e N , N′-piperazina-bis(acido metilenfosfonico) (H4PMP) come molecola linker. Inoltre, utilizzare soluzioni acquose di NaOH e HCl come additivi per studiare l'influenza del pH della miscela di reazione sulla formazione del prodotto.1
      NOTA: La scelta dei parametri si basa solitamente su procedure di sintesi pubblicate o principi basati su conoscenze chimiche fondamentali. Tuttavia, per la scoperta di nuovi materiali, dovrebbe essere applicata una variazione più ampia dei parametri di reazione (vale a dire, dovrebbe essere considerato un certo grado di diversità dei parametri di reazione). Il numero di parametri da variare e il tipo di variazioni possono essere basati su principi diversi. Nella forma più semplice, è necessario modificare un solo parametro alla volta. Ad esempio, una concentrazione fissa di sali metallici in combinazione con concentrazioni variabili di molecole linker può essere utilizzata per studiare diversi rapporti linker-metallo. Tuttavia, l'indagine può anche utilizzare diversi rapporti molari del linker al metallo e ad altri solventi o additivi. Lo spazio dei parametri accessibile è limitato dalla solubilità delle materie prime (quantità e tipo di solvente) nei casi in cui vengono utilizzate solo soluzioni21. Il dosaggio dei solidi estende lo spazio dei parametri accessibile20.
  2. Specificate lo spazio dei parametri. A tale scopo, scegliere e calcolare le quantità di materie prime (rapporti molari) e i volumi di solvente.
    1. Per l'esempio scelto di Al-CAU-60, variare il rapporto molare di H 4 PMP ad Al3+ tra 4:1 e 0,3:1 in sei fasi:4:1, 3:1, 2:1, 1:1, 0,5:1, 0,3:1. Eseguire tutte e sei le sintesi con diversi rapporti additivi; studiare un rapporto molare di NaOH ad Al 3+ (1:1) e due rapporti molari di HCl ad Al3+ (20:1 e 40:1), nonché uno senza alcun additivo. Utilizzare un foglio di calcolo per calcolare le quantità di materie prime necessarie per questo, che possono essere trovate nelle informazioni aggiuntive.

2. Dosaggio e sintesi solvotermica

  1. Preparare le soluzioni madre in una cappa aspirante seguendo il protocollo standard per la preparazione delle soluzioni madre dei reagenti.
    ATTENZIONE: H4PMP, AlCl3∙6 H2O, HCl e NaOH sono sostanze corrosive che causano gravi ustioni cutanee e danni agli occhi al contatto. Indossare dispositivi di protezione individuale quando si lavora con queste sostanze.
    1. Per l'esempio scelto di Al-CAU-60, preparare i seguenti reagenti secondo il foglio di calcolo nelle informazioni di supporto (tabella supplementare 1): soluzione di acido cloridrico con una concentrazione di 10 mol/L, soluzione di idrossido di sodio con una concentrazione di 1 mol/L e una soluzione di AlCl3∙6H2O con una concentrazione di 1 mol/L.
      NOTA: La formazione del prodotto può anche dipendere dallo stato di aggregazione dei reagenti aggiunti. Per i solidi, la dimensione delle particelle può avere un effetto dovuto alla velocità di dissoluzione. All'inizio dello studio si dovrebbe decidere se utilizzare solidi o soluzioni per consentire una valutazione sistematica.
  2. Inserire i dischi nella piastra campione (Figura 3A).
  3. Trasferire reagenti, additivi e solventi negli inserti in PTFE (Figura 3B).
    1. Per l'esempio scelto di Al-CAU-60, aggiungere prima il linker H4PMP come solido agli inserti in PTFE, quindi aggiungere la soluzione di cloruro di alluminio, l'acqua demineralizzata e la soluzione di additivi (NaOH o HCl) con una pipetta in conformità con i valori calcolati nel foglio di calcolo nelle informazioni di supporto (Tabella supplementare 1).
      NOTA: Anche l'ordine in cui vengono riempiti gli inserti in PTFE può influenzare la formazione del prodotto; Pertanto, l'ordine delle materie prime deve essere scelto in anticipo e mantenuto lo stesso durante tutto lo studio per consentire una valutazione sistematica.
  4. Inserire gli inserti in PTFE riempiti nella piastra del campione.
  5. Contrassegnare la piastra di terra del reattore in modo da consentire l'identificazione degli inserti in PTFE in un secondo momento. Inserire la piastra campione con gli inserti di PTFE riempiti nella piastra di massa del reattore (Figura 3C).
  6. Preparare due fogli di PTFE (con uno spessore di 0,1 mm) per coprire le piastre campione.
  7. Posizionare i fogli di PTFE sulla piastra campione (Figura 3D).
  8. Assicurarsi che il foglio di PTFE sia posizionato correttamente e si adatti alla piastra di testa utilizzando i perni di guida (Figura 3E), aggiungere le viti e serrarle a mano.
  9. Sigillare il reattore inizialmente chiuso con l'aiuto, ad esempio, di una pressa meccanica o idraulica (figura 4A), sufficientemente lontano che i pezzi a pressione caricati a molla abbiano ancora 2 mm di spazio libero (figura 4B). Quindi, stringere nuovamente le viti a mano (Figura 4C). Essere consapevoli del fatto che un serraggio eccessivo può danneggiare (piegare) i multiclavi.
  10. Posizionare il multiclave in un forno a convezione forzata programmabile (Figura 4D), quindi impostare e avviare il programma temperatura-tempo selezionato. Si consiglia di utilizzare un forno a convezione per garantire un riscaldamento uniforme.
    1. Per la scoperta di Al-CAU-60, impostare il seguente programma temperatura-tempo: riscaldare il forno a 160 °C in 12 ore, mantenere la temperatura target per 36 ore e raffreddare a temperatura ambiente (RT) in 12 ore.
      NOTA: La scelta del programma temperatura-tempo può influenzare la formazione del prodotto30. Questo include le fasi formate, ma più spesso la dimensione del cristallo e la morfologia30.

3. Isolamento e allenamento

  1. Togliere il multiclave dal forno quando la temperatura raggiunge la temperatura ambiente.
  2. Posizionare il multiclave, ad esempio, in una pressa meccanica o idraulica e comprimerlo delicatamente fino a quando le viti possono essere allentate a mano (Figura 5A).
  3. Collocare il multiclave in una cappa aspirante e rimuovere la piastra di testa del reattore, quindi rimuovere i fogli di PTFE e rimuovere la piastra campione con gli inserti in PTFE dalla piastra di massa del reattore (figura 5B).
  4. Ispezionare gli inserti in PTFE e verificare la presenza di cristalli (Figura 5C). Se presenti, isolarne alcuni insieme a qualche liquore madre.
  5. Quindi, assemblare il blocco filtrante interno ad alta produttività (Figura 6A): collegare il blocco filtro a una pompa per vuoto tramite due flaconi di lavaggio e posizionare due carte da filtro tra due tappetini sigillanti in silicone con le corrispondenti cavità (Figura 6B-D) nel blocco filtro. Posizionare il blocco di riempimento in PTFE sulla parte superiore, assicurandosi che le rientranze appropriate corrispondano ai tappetini di tenuta e al blocco filtrante (Figura 6E). Stringere gli strati utilizzando il telaio di serraggio, che è tenuto in posizione da quattro bulloni di prigionieri. Per sigillare correttamente l'unità, utilizzare i dadi ad alette sui bulloni dei perni e serrare a mano (Figura 6F).
    NOTA: I disegni tecnici del blocco di filtrazione sono riportati nelle informazioni di supporto (file supplementare 3). Se non è disponibile un blocco filtro, i prodotti possono anche essere filtrati singolarmente.
  6. Chiudere le cavità del blocco di riempimento che non devono essere riempite con tappi (Figura 6F).
    1. Più avanti nel processo, sigillare i recessi che sono già stati drenati. Ciò consente di drenare anche gli altri pozzi.
  7. Accendere la pompa per vuoto a membrana e impostarla su una modalità in cui pomperà fino al miglior vuoto possibile (5-12 mbar).
  8. Utilizzando pipette monouso, trasferire il contenuto degli inserti in PTFE nei pozzetti designati del blocco di riempimento (Figura 7A).
    NOTA: Se vengono utilizzati solventi nocivi (ad es. dimetilformammide), i prodotti devono essere lavati con etanolo o un altro solvente meno tossico e più volatile per ridurre il contatto con sostanze nocive durante le fasi successive.
  9. Dopo che tutti gli inserti sono vuoti, dare una seconda occhiata ai cristalli e isolarli se ce ne sono (Figura 7B). NOTA: Si consiglia di utilizzare un microscopio ottico con la possibilità di utilizzare diversi ingrandimenti per determinare la dimensione dei cristalliti.
  10. Smontare con cura il blocco di filtrazione una volta scaricati tutti i pozzetti (Figura 7C).
  11. Una cosiddetta "libreria di prodotti" è ora disponibile sulla carta da filtro (Figura 7D).
  12. Asciugare la libreria di prodotti lasciandola asciugare all'aria in una cappa aspirante; nel caso di solventi non tossici e non corrosivi, le misurazioni PXRD possono essere eseguite con prodotti umidi.

4. Caratterizzazione

NOTA: Per la scoperta di nuovi composti cristallini, i prodotti ottenuti sono caratterizzati da HT-PXRD. Nuove fasi cristalline vengono identificate e utilizzate per un'ulteriore caratterizzazione. Lavorare con il diffrattometro a raggi X a polvere segue una procedura standard, che può essere trovata nel manuale operativo. È inoltre possibile utilizzare un diffrattometro a raggi X a polvere standard, che rende la caratterizzazione più noiosa.

  1. Posizionare la libreria di prodotti tra due piastre metalliche (piastra di base e piastra di copertura; Figura 7E e file supplementare 4) in modo che le cavità nelle piastre corrispondano alle posizioni del prodotto per consentire l'esame da parte del PXRD. Allineare accuratamente le piastre e fissarle con due viti (Figura 7F).
  2. Inserire la libreria del prodotto nel portacampioni del diffrattometro (Figura 8A,B).
    NOTA: altri supporti per campioni potrebbero richiedere parentesi diverse. Fare riferimento al manuale dell'utente per ulteriori informazioni.
  3. Posizionare con cautela il portacampioni caricato nello stadio xy del diffrattometro e chiudere lo strumento (Figura 8C).
  4. Il diffrattometro è controllato tramite il software WinXPOW 31. Nella finestra Controllo diffrattometro , impostare la modalità di misurazione facendo clic sul menu Intervalli e scegliere Modalità scansione. Si apre una nuova finestra; qui, scegli Modalità di scansione: Trasmissione, Modalità PSD: in movimento, Tipo di scansione: 2Theta e Modalità Omega: Fissa e conferma la finestra di dialogo.
  5. Per impostare i parametri di misurazione, fare clic sul menu Intervalli e scegliere Intervallo di scansione.
    1. Si apre una nuova finestra; qui, fai clic sull'icona Plus e modifica le impostazioni standard visualizzate facendo doppio clic su di essa.
    2. Per caratterizzare la libreria di prodotti, eseguire una breve misurazione di 4 minuti di ciascun campione con le seguenti impostazioni: (a) 2Theta(Inizio, Fine): 2, 47 , (b) Passo: 1.5, (c) Tempo/PSD Passo [s]: 2, (d) Omega: 0. Confermare entrambe le finestre di dialogo.
  6. Per scegliere i campioni da misurare sullo stage xy, fare clic sul menu Intervalli e scegliere Utilizzo scansione.
    1. Si apre una nuova finestra; qui, impostare l'utilizzo della scansione su più campioni e selezionare l'opzione Singoli intervalli/file.
    2. Quindi, fai clic sul pulsante Intervalli/File; Si apre una nuova finestra ("HT_Editor") con 48 posizioni campione selezionabili. Selezionare tutte le posizioni con campioni sulla piastra campione facendo clic sulla posizione con il tasto 'control' premuto.
    3. Per attivare le posizioni, fare clic con il tasto destro del mouse su Measure Samples. Confermare entrambe le finestre di dialogo.
  7. Salva i file facendo clic su File nel menu e scegli Salva con nome. Dopo aver scelto una directory e un nome file, fare clic sul pulsante Salva .
  8. Avviare la misurazione facendo clic su Misura nel menu e scegliere la prima voce, Raccolta dati. Si apre una nuova finestra; fare clic sul pulsante Ok per avviare la misurazione.
    NOTA: le impostazioni predefinite e la procedura per la calibrazione del diffrattometro devono essere prese dal manuale dell'utente. La scelta dei parametri di misurazione (angolo di scansione, dimensione del passo, tempo per fase di scansione) dipende anche dalla densità del materiale, dal peso degli atomi diffrattori, ecc. E potrebbe essere necessario regolarli. L'assorbimento dei raggi X può essere un problema se si forma troppo campione e vengono utilizzati elementi pesanti.

5. Valutazione dei dati

NOTA: viene utilizzata una procedura interna per valutare i dati; Sono ipotizzabili altre procedure. I dati PXRD sono ottenuti in formato di file ".raw". Per valutare i diffrattogrammi in altri software, questo formato di file deve essere convertito, ad esempio, nel formato di file ".xyd".

  1. Aprire il software WinXPOW 31. Per aprire i diffrattogrammi a raggi X in polvere, utilizzare il menu Dati grezzi e scegliere Gestione dati grezzi. Si apre una nuova finestra.
  2. Fare clic sull'icona per Batch Open e selezionare tutti i file tramite Aggiungi file. Dopo aver selezionato tutti i file, fare clic su Apri e confermare con Ok.
  3. Normalizzare le intensità a un valore massimo di 10.000 facendo clic su Intervalli e scegliendo Adatta intensità; Si apre una nuova finestra. Scegliete l'opzione Normalizza intensità a max. Int . e scrivete 10000. Fare clic su OK.
    NOTA: WinXPOWsoftware31 sovrascrive i dati grezzi quando i dati vengono modificati; Assicurati di lavorare su copie dei dati.
  4. Esportare i file tramite l'icona Esporta in un formato di file adatto ai programmi di valutazione. Scegli una directory di output e usa il formato di file X/Y . Fare clic su OK per completare l'esportazione.
  5. Visualizzare i dati PXRD in una vista in pila o separata in un programma adatto. Identificare i prodotti più cristallini esaminando il numero di riflessioni, le mezze larghezze (larghezza completa a metà massimo [FWHM]) e il rapporto segnale/rumore.
    NOTA: Per una prima analisi, è possibile utilizzare anche il software WinXPOW31 con la subroutine grafica e la funzione Search and Match.

Risultati

I dati PXRD sono illustrati nella Figura 9. Per la prima valutazione, i risultati ottenuti sono collegati ai parametri di sintesi dello spazio dei parametri indagato. L'indagine è stata condotta utilizzando sei diversi rapporti molari del linker al metallo e quattro diversi rapporti molari di NaOH/HCl ad Al3+. Collegando queste informazioni con i dati PXRD ottenuti (Figura 9), si può vedere che prodotti di bassa cristallinità sono stati ottenuti da...

Discussione

A causa della complessità del metodo HT, i singoli passaggi e il metodo stesso sono discussi nelle sezioni seguenti. La prima parte copre le fasi critiche per ogni fase di lavoro del flusso di lavoro HT (Figura 1), le possibili modifiche e le limitazioni della tecnica, ove applicabile. Al termine, viene presentata una discussione generale che include anche il significato del metodo HT rispetto ai metodi esistenti e alle applicazioni future.

Nella prima fase del ...

Divulgazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Riconoscimenti

Il lavoro è stato sostenuto dalla Christian-Albrechts-University, dallo Stato dello Schleswig-Holstein e dalla Deutsche Forschungsgemeinschaft (in particolare STO-643/2, STO-643/5 e STO-643/10).

Norbert Stock desidera ringraziare gli studenti B.Sc., M.Sc e dottorandi, nonché i partner di cooperazione che hanno realizzato molti progetti interessanti utilizzando la metodologia high-throughput, in particolare il Prof. Bein della Ludwig-Maximilians-Universität di Monaco, che ha svolto un ruolo importante nello sviluppo dei reattori.

Materiali

NameCompanyCatalog NumberComments
AlCl3·6H2OGrüssingN/A99%
Filter block for filtration of max. 48 reaction mixturesIn-house madeN/ATechnical drawings in the supplementary files
Hydrochloric acidHoneywell258148Conc. 37 %, p.a.
Multiclaves with 24 individual Teflon insertsIn-house madeN/ATechnical drawings in the supplementary files
N,N ‘-piperazine bis(methylenephosphonic acidPrepared by coworkersN/AH4PMP,  Prepared by coworkers with the method reported by Villemin et al.: D. Villemin, B. Moreau, A. Elbilali, M.-A. Didi, M.’h. Kaid, P.-A. Jaffrès, Phosphorus Sulfur Silicon Relat. Elem. 2010, 185, 2511.
Sample Plate for PXRDIn-house madeN/ATechnical drawings in the supplementary files
Sodium hydroxideGrüssingN/A99%
Stoe Stadi P CombiSTOEStadi P CombiCu-Kα1 radiation (λ = 1.5406 Å); transmission geometry; MYTHEN2 1K detector; opening angle 18°; curved  monochromator; xy-table
Forced convection ovenMemmertUFP400

Riferimenti

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