Name: 1,3,5-triphenylbenzene and corannulene as electron receptors for lithium solvated electron solutions
Uploaded: 2016-10-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 56 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about 1,3,5-Triphenylbenzene and Corannulene as Electron Receptors for Lithium Solvated Electron Solutions at JoVE.com

Yazarlar bu proje için Eğitim Tier 2 Araştırma Fonu Singapur Bakanlığı (proje MOE2013-T2-2-002) fon kabul.

1,3,5-Triphenylbenzene 1. Hazırlama İşlemi (1) <ol><li> Manyetik karıştırıcı, geri akış kondansatörü, nitrojen girişi, kabarcık, damlatma hunisi ve bir termometre ile donatılmış yuvarlak dipli bir üç boyunlu 250 ml&#39;lik bir şişe içine asetofenon karışımı (4.0 g, 33.3 mmol) ve mutlak etanol 100 ml yerleştirin. damlatma hunisi kullanılarak azot altında 0 ° C&#39;de bir kısım halinde karışıma silikon tetraklorür (11.9 g, 8.0 mi, 70.2 mmol, 2.1 eşd.) eklenir. </li><li> 10 dakika süre ile gaz halinde hidrojen klorür evrimi dikkate alınmalıdır. Daha sonra 20 saat boyunca 40 ° C&#39;de, reaksiyon karışımı karıştırılmıştır. </li><li> 23 ° C&#39;ye kadar, reaksiyon karışımı, soğumaya ve buz ile karıştırılmış su 200 g dökün (1: 1 kütle oranı). </li><li> Bir ekstraksiyon hunisi kullanılarak diklorometan (2 x 100 mi) ile elde edilen karışımın ekstrakte edin. </li><li> Doymuş NaCI çözeltisi (100 mi) ve susuz MgSO 4 kuru 15 gr ile bir kez bir araya suyla yıkayın. kapalı sıvı kısmını filtrelemek ve daha sonra bize konsantreBir dönen buharlaştıncı ing. </li><li> 2.2 g (% 63 verim) 1,3,5-triphenylbenzene elde etmek üzere etanolden tekrar kristalleştirme yoluyla ürünün arıtılması (gece boyunca 6 ° C &#39;de tutarak Çözücünün kısmen buharlaştırılmasından ardından etanol az miktarda çözünmesi, ve hızlı filtrasyon) (1), açık sarı kristaller halinde. Not: 1 &#39;H-NMR (400 MHz, CDCI3). Δ = 7.41 (m, 3H), 7.50 (m, 6H), 7.72 (d, 6H, J = 7.33Hz), 7.80 (s, 3H) 13 Cı-NMR (400 MHz, CDCI3): = 125,21, 127,39, 127.57, 128.88, 141.18, 142,38 δ. </li></ol> 2. LiSES 1,3,5-Triphenylbenzene ile hazırlanmıştır <ol><li> 1,3,5-triphenylbenzene tabanlı LiSES hazırlanması NOT: Bu yazıda kullanılan 1,3,5-triphenylbenzene yukarıda açıklanan prosedüre uygun olarak sentezlendi. Li ile ifade edilir 1,3,5-triphenylbenzene merkezli LiSES X LI gösterir TPB (THF) 24.7 x: PAH mol oranı ve TPB 1,3,5-triphenylbenzene gösterir. Li hazırlayınX TPB (THF), aşağıdaki adımları ile, oda sıcaklığında, argon doldurulmuş eldiven kutusu içinde 24.7: <ol><li> Li hedef molar bileşimi TPB (THF), x = 1, 2, 3 ve 4. 41.6 mg, 83.3 mg, 24.7, 124.9 x elde etmek için ayrı ayrı eldiven kutusu içinde, metalik Li, THF ve TPB iyi tanımlanmış miktarlarının ölçümü mg, X = 1, 2, 3 ve 4 için Li 166.6 mg. </li><li> Dört LiSES numunelerin her hazırlanabilir için, her şişe için TPB (THF) 24.7 renksiz çözeltiler 12 ml oluşturacak şekilde dört ayrı cam şişe içinde, THF 12 ml TPB 1.84 g çözülür. Tüm Çözeltilerin 0.5 M 1,3,5-triphenylbenzene kullanın. </li><li> Dört şişe Li folyolar tartılmış metalik ekleyin ve Parafilm ile şişeleri mühür. </li><li> Metalik Li tam olarak çözünmesini sağlamak için, bir cam kaplı manyetik karıştırıcı kullanılarak, her bir şişe gece boyunca karıştırın. </li></ol></li><li> iletkenlik Ölçümleri <ol><li> taşımakDört elektrot tekniğine dayalı standart iletkenlik hücresi sonda kullanılarak bütün iletkenlik ölçümleri. Bir metre hücre probu takın. prob aynı anda çözeltinin sıcaklığını ölçmek ve hem iletkenlik ve sıcaklık ölçümlerini görüntülemek için ikincil bir işlevi vardır. </li><li> Önceki ölçümlere, torpido gözü dışarıda iletkenlik sondanın üreticisi tarafından sağlanan standart 0.01 M sulu KCl çözeltisi 50 ml kullanılarak kalibre. </li><li> 1,3,5-triphenylbenzene tabanlı LiSES için tüm iletkenlik ölçümleri yürütmek, Li TPB (THF) torpido gözünün içine x = 1, 2, 3, 4 için 24.7 x. </li><li> Bu LiSES her biri için, kısa bir cam silindir içine örneği dökmek ve çözüm içine probu batırmayın. ortam sıcaklığında, her örnek döner kadar bir ila iki saat arasında bir süre boyunca iletkenlik ölçümü kaydedin. oda sıcaklığına gelmesi için her bir örnek için geçen süre ~ 1-2 saattir. sonda wHasta iletkenlik ölçüm süresi boyunca numune içine batırılmış durumda tutulabilir. </li></ol></li></ol> 3. Corannulene <ol><li> corannulene bazlı LiSES hazırlanması NOT:. PAH molar: Bu çalışmada kullanılan corannulene çok aşamalı literatür prosedürü kullanılarak fiziksel Okulu ve Matematik Bilimleri, NTU sentezlenmiştir 9 corannulene tabanlı LiSES Li ile gösterilir x Li gösterir Kor (THF) 247 x oranı ve Kor corannulene gösterir. Hazırlama Li, aşağıdaki adımları ile, oda sıcaklığında, argon doldurulmuş eldiven kutusu içinde 247 Kor (THF) x: <ol><li> Li Cor X&#39;in kullanımı 4.2 mg, 8.3 mg, x = 1, 2, 3, 4 ve 5 için 247 (THF), hedef molar bileşimi elde etmek için ayrı ayrı eldiven kutusu içinde, metalik Li, THF ve Kor iyi tanımlanmış miktarlarının ölçümü, 12.5 mg, 16.6 mg ve X = 1, 2, 3, 4 ve 5 için Li 20.8 mg. </li><li> Next, beş LiSES örnekleri de (x = 1, 2, 3, 4 ve 5), beş farklı cam şişe içinde, THF, 12 ml kor 0.15 g çözülür hazırlanacak her biri için Kor renksiz bir çözelti 12 ml oluşturacak şekilde her şişe (THF) 247. ), 0.05 M bir corannulene konsantrasyonu kullanın. </li><li> Sonraki Li Kor (THF) 247 beş şişe folyolar tartılmış metalik ekleyebilir ve Parafilm ile şişeleri mühür. </li><li> metalik lityum tamamen çözülmesini sağlamak için bir cam kaplı manyetik karıştırıcı kullanılarak, her bir şişe gece boyunca karıştırın. </li></ol></li><li> iletkenlik Ölçümleri <ol><li> Sıcaklık ölçümleri karşı iletkenlik sağlamak için, Li Cor (THF), x = 1, 2, 3, 4 ve tek tek eldiven kutusundan 5 için 247 X içeren beş şişe her kaldırma, para-film ile ikinci kat sarın ve batırmak kuru buz dolu yalıtılmış bir Strafor konteyner içinde. NOT: LiSES örnekleri cont gelmedişişeler mühürlü çünkü torpido gözü dışarıda iken nem veya oksijen ya hareket. </li><li> iletkenlik ölçümleri için izolasyon kutusu içine geri aktarılır önce yaklaşık 30 dakika boyunca kuru buz batırılır, her şişe tutarak, yaklaşık 10 ° C&#39;ye kadar, her şişe soğutun. </li><li> Her biri için en az 5 kez yoğunlaşma suyunun hiçbir iz geri torpido gözünün içine şişe eşlik sağlamak için örnek soğutmalı torpido gözünün ön-odasına temizleyin. </li><li> Sıcaklık ölçümleri karşı iletkenliği naftalen tabanlı LiSES örnek 1 için toplanan edildiği şekilde, Li iletkenliğini ölçmek için benzer 247 (x = 1, 2, 3, 4, 5) birinin bir süre boyunca kor (THF) x her numune kadar iki saat çevre sıcaklığında geri döndü. prob iletkenlik ölçüm süresi boyunca numune dalmış kalacaktır. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Tan, K. S., Yazami, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical-Chemical+and+Electrochemical+Studies+of+the+Lithium+Naphthalenide+Anolyte.">Physical-Chemical and Electrochemical Studies of the Lithium Naphthalenide Anolyte.</a> Electrochim Acta. 180, 629-635 (2015).</li><li>Tan, K. S., Grimsdale, A. C., Yazami, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Characterisation+of+Biphenyl-Based+Lithium+Solvated+Electrons+Solutions.">Synthesis and Characterisation of Biphenyl-Based Lithium Solvated Electrons Solutions.</a> J Phys Chem B. 116, 9056-9060 (2012).</li><li>Rinaldi, A., Tan, K. S., Wijaya, O., Wang, Y., Yazami, R., Menictas, C., Skyllas-Kazacos, M., Lim, T. M., Hughes, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+11.">Ch. 11.</a> Advances in batteries for large- and medium-scale energy storage applications in power systems and electric vehicles. , (2014).</li><li>Wang, Y., Tan, K. S., Yazami, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Materials Challenges In Alternative &amp; Renewable Energy (MCARE 2014). , (2014).</li><li>Yazami, R., Tan, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> in 8th annual Li Battery Power. , (2012).</li><li>Yazami, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hybrid+Electrochemical+Generator+With+A+Soluble+Anode.">Hybrid Electrochemical Generator With A Soluble Anode.</a> US patent. , (2010).</li><li>Yazami, R., Tan, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid+Metal+Battery.">Liquid Metal Battery.</a> US patent. , (2015).</li><li>Lim, Z. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+assessment+of+new+cyclopenta-2,4-dienone+derivatives+for+energy+storage+applications.">Synthesis and assessment of new cyclopenta-2,4-dienone derivatives for energy storage applications.</a> Synthetic Met. 200, 85-90 (2015).</li><li>Butterfield, A. M., Gilomen, B., Siegel, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kilogram-Scale+Production+of+Corannulene.">Kilogram-Scale Production of Corannulene.</a> Org. Process Res. Dev. 16, 664-676 (2012).</li><li>Elmorsy, S. S., Pelter, A., Smith, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+direct+production+of+tri-+and+hexa-substituted+benzenes+from+ketones+under+mild+conditions.">The direct production of tri- and hexa-substituted benzenes from ketones under mild conditions.</a> Tetrahedron Lett. 32, 4175-4176 (1991).</li><li>Zabula, A. V., Filatov, A. S., Spisak, S. N., Rogachev, A. Y., Petrukhina, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Main+Group+Metal+Sandwich:+Five+Lithium+Cations+Jammed+Between+Two+Corannulene+Tetraanion+Decks.">A Main Group Metal Sandwich: Five Lithium Cations Jammed Between Two Corannulene Tetraanion Decks.</a> Science. 333, 1008-1011 (2011).</li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

1,3,5-triphenylbenzene tabanlı LiSES için, hafif bir rengi olan bir örnek, solvatlanmış elektronlar düşük bir konsantrasyonuna sahip olduğu görülmektedir. Li TPB (THF) 24.7 (x = 1, 2, 3, 4) bifenil ve naftalen 1 yapılan LiSES için görülene benzer X karşı iletkenliğinden bir davranışı gösterir, 2 .Orada&#39;da iletkenlikte bir ilk artışın ile x 1 ila 2 PAH oranı ve daha Li 1 TPB (THF) 24.7 için daha düşük bir Li ...

Lityum solvate elektron çözeltiler (LiSES) bu tür bifenil ve naftalen gibi basit iki halkalı poliaromatik hidrokarbonlar (PAH), potansiyel olarak Yakıt ikmali lityum hücreler 1-7 sıvı anot olarak kullanılabilir kullanılarak hazırlandı. LiSES, bu basit PAH moleküllerinin çözünmüş metalik lityum çözülmüş elektronların elektron reseptörleri olarak görev yaptı. Bu, iki halka sistemleri arasında ilerleyen yazarları, daha sonra daha karmaşık PAH&#39;ları kullanılarak siklopenta-2,4-dienon türevleri 8 grubundan başlayarak hazırlanır LiSES üzerine iletkenlik ölçme çalışmalar yapmışlardır yana. Bu PAH da aromatik halkalar dahil ikame edici ile büyük PAH (&gt; iki benzen halkası) ve PAH bulunmaktadır. İkiden fazla halkalı bir büyük PAH molekülü böylece daha yüksek bir enerji yoğunluğuna sahip LiSES elde bifenil ya da naftalin ya da daha PAH molekül başına lityum atomu yerleştirilmesi beklenmektedir. Girix amacıPAH içine ikame ediciler ing PAH daha kolay elektron kabul ve LiSES de polianyonlar olarak daha istikrarlı hale getirmek olduğunu. Yüksek enerji yoğunluğuna sahip LiSES geliştirmek için süregelen çabalarının bir parçası olarak, bu kağıt literatür prosedürüne 9 yanı sıra 1,3,5-triphenylbenzene tarafından yapılan corannulene hazırlanan LiSES karakterizasyonu hakkında rapor verecektir, TPB biraz değiştirilmiş literatürde 10 tarafından sentezlenen . Şekil 1 (1) &#39;de gösterildiği gibi 1,3,5-triphenylbenzene, iki ek fenil pozisyonlar 3 halkalar aynı halkanın 5 ile bir bifenil türevi olarak sınıflandırılabilir. bu molekül, dört benzen halkası olduğu için, daha bifenil daha molekül başına Li, 4 atomuna çekmesi gerekir ve naftalen (0.5 M çözelti, PAH başına Li maksimum 2.5 mol eşdeğer) (&lt;molekül başına lityumun 2.5 mol eşdeğer) . Corannulene Şekil 1 &#39;de gösterildiği gibi, PAH kase şekli halinde düzenlenmiş beş halkalı (2). Zabula ve ark., 11 corannulene iki kalıcı tetraanions arasına yerleştirilmiş beş Li + iyonları ile bir çözelti oluşturmak üzere corannulene / tetrahidrofuran (THF) içindeki bir çözeltisi içinde metalik lityum eritilmesi uygulanabilirliğini ortaya koymuştur. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/54366/54366fig1.jpg" /> Şekil 1:. 1,3,5-triphenylbenzene aynı halkanın konum 3 ve 5 de iki ilave fenil halkalı bir bifenil türevi olarak sınıflandırılır (1) ve corannulene (2) 1,3,5-triphenylbenzene moleküler yapıları . Corannulene bir kase şekline düzenlenmiş beş benzen halkaları ile beş halka PAH olduğunu. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54366/54366fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Dolayısıyla, 1,3,5-triphenylbenzene ve corannulene hem de yüksek bir enerji için potansiyel adaylardıryoğunluk LiSES.

<table><tbody><tr><td>Tetrahydrofuran Anhydrous, &amp;#8805;99.9%, Inhibitor-free</td><td>Sigma Aldrich</td><td>401757-100ML</td><td></td></tr><tr><td>Lithium Foil&amp;nbsp;</td><td>Alfa Aesar</td><td>010769.14</td><td></td></tr><tr><td>Cond 3310 Conductivity Meter</td><td>WTW</td><td>Not Applicable</td><td></td></tr><tr><td>1,3,5-triphenylbenzene</td><td></td><td></td><td>Synthesized from acetophenone according to procedure described in literature</td></tr><tr><td>Silicon tetrachloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>215120-100G</td><td></td></tr><tr><td>acetophenone</td><td>TCI</td><td>A0061-500g</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Merck Millipore</td><td>1.00983.2511</td><td></td></tr><tr><td>Corannulene</td><td></td><td></td><td>Synthesized by literature procedure</td></tr></tbody></table>

1,3,5-triphenylbenzene and corannulene as electron receptors for lithium solvated electron solutions

Yazarlar, lityum solvatlanmış elektron çözeltiler (LiSES) üzerinde gerçekleştirilen iletkenlik çalışmaları rapor elektron reseptör olarak, poliaromatik hidrokarbonlar iki tip (PAH), yani 1,3,5-triphenylbenzene ve corannulene kullanılarak hazırlandı. Katı PAH önce bir çözelti oluşturmak üzere, tetrahidrofuran (THF) içinde çözüldü. Metalik lityum daha sonra mavi veya yeşil, mavi çözeltiler, solvatlanmış elektronlar varlığının göstergesidir renge vermek üzere PAH / THF çözeltileri içinde çözülmüştür. Li ile ifade 1,3,5-triphenylbenzene tabanlı LiSES üzerinde gerçekleştirilmiştir, oda sıcaklığında, önceki iletkenlik ölçümleri TPB (THF) x 24.7 (x = 1, 2, 3, 4), Li artması ile iletkenlik bir artış gösterdi: X = 1&#39;den 2&#39;ye kadardır PAH oranı Ancak, iletkenlik giderek daha oranının artırılması sonra azalmıştır. Nitekim Li iletkenlik TPB (THF) x = 4 için 24.7 x daha düşüktür x </em&gt; = 1 Böyle bir davranış bifenil ve naftalinden hazırlanmıştır önce rapor LiSES ile verilene benzer. Li ile ifade corannulene tabanlı LiSES sıcaklık ölçümleri, karşılık iletkenlik Cor (THF) 247 (x = 1, 2, 3, 4, 5) gösterdi bifenil benzer bir metal davranışı gösteren negatif eğimli doğrusal ilişkiler ve naftalen-x tabanlı LiSES.

Şekil 2&#39;de gösterildiği gibi çeşitli lityum miktarları ve THF ile 1,3,5-triphenylbenzene karışımları arasındaki reaksiyon, yeşilimsi mavi veya koyu mavi renkli bir çözüm sunar. Bir açık renkli LiSES özel örneği solvatlanmış elektronlar düşük bir konsantrasyonuna sahip olduğunu gösterir. 0.5 M THF çözeltisi (Tablo 1) 1 ila 2 PAH oranı: 1,3,5-triphenylbenzene Li artması ile iletkenlik artışı göstermektedir. Bununla birlikte, iletkenlik değeri gidere...

Watch this Scientific Journal Video about 1,3,5-Triphenylbenzene and Corannulene as Electron Receptors for Lithium Solvated Electron Solutions at JoVE.com

1,3,5-Triphenylbenzene and Corannulene as Electron Receptors for Lithium Solvated Electron Solutions

The authors report on conductivity studies carried out on lithium solvated electron solutions (LiSES) prepared using 1,3,5-triphenylbenzene (TPB) and corannulene as electron receptors.

Lityum Solvate Elektron Çözümleri Elektron Reseptör olarak 1,3,5-Triphenylbenzene ve Corannulene

The authors report on conductivity studies carried out on lithium solvated electron solutions (LiSES) prepared using two types of polyaromatic ...

135-triphenylbenzene-corannulene-as-electron-receptors-for-lithium

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Organic Chemistry

Chemistry

Unit 1

Reactions of Aromatic Compounds

SCIENTISTS IN ACTION

7.7K Görüntüleme.  Nanyang Technological University. The authors report on conductivity studies carried out on lithium solvated electron solutions (LiSES) prepared using 1,3,5-triphenylbenzene (TPB) and corannulene as electron receptors.

Video: 1,3,5-Triphenylbenzene and Corannulene as Electron Receptors for Lithium Solvated Electron Solutions

Characterization of Electrode Materials for Lithium Ion and Sodium Ion Batteries Using Synchrotron Radiation Techniques

Intercalation compounds such as transition metal oxides or phosphates are the most commonly used electrode materials in Li-ion and Na-ion batteries. During insertion or removal of alkali metal ions, the redox states of transition metals in the compounds change and structural transformations such as phase transitions and/or lattice parameter increases or decreases occur. These behaviors in turn determine important characteristics of the batteries such as the potential profiles, rate capabilities, and cycle lives. The extremely bright and tunable x-rays produced by synchrotron radiation allow rapid acquisition of high-resolution data that provide information about these processes. Transformations in the bulk materials, such as phase transitions, can be directly observed using X-ray diffraction (XRD), while X-ray absorption spectroscopy (XAS) gives information about the local electronic and geometric structures (e.g.&#160;changes in redox states and bond lengths). In situ experiments carried out on operating cells are particularly useful because they allow direct correlation between the electrochemical and structural properties of the materials. These experiments are time-consuming and can be challenging to design due to the reactivity and air-sensitivity of the alkali metal anodes used in the half-cell configurations, and/or the possibility of signal interference from other cell components and hardware. For these reasons, it is appropriate to carry out ex situ experiments (e.g.&#160;on electrodes harvested from partially charged or cycled cells) in some cases. Here, we present detailed protocols for the preparation of both ex situ and in situ samples for experiments involving synchrotron radiation and demonstrate how these experiments are done.

We describe the use of synchrotron X-ray absorption spectroscopy (XAS) and X-ray diffraction (XRD) techniques to probe details of intercalation/deintercalation processes in electrode materials for Li-ion and Na-ion batteries. Both in situ and ex situ experiments are used to understand structural behavior relevant to the operation of devices

Sinkrotron Radyasyon Teknikleri Kullanarak Lityum İyon ve Sodyum iyon piller için elektrot Malzemelerin Karakterizasyonu

Intercalation compounds such as transition metal oxides or phosphates are the most commonly used electrode materials in Li-ion and Na-ion batteries. ...

Mühendislik

Highly Stereoselective Synthesis of 1,6-Ketoesters Mediated by Ionic Liquids: A Three-component Reaction Enabling Rapid Access to a New Class of Low Molecular Weight Gelators

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form catalytically active N-Heterocyclic Carbenes (NHCs). Here we have used ILs as precatalysts in the addition of &#945;,&#946;-unsaturated aldehydes to chalcones to form 1,6-ketoesters, incorporating an anti-diphenyl moiety in a highly stereoselective fashion. The reaction has a broad substrate scope and several functional groups and heteroaromatics can be integrated into the ketoester backbone in generally good yields with maintained stereoselectivity. The reaction protocol is robust and scalable. The starting materials are inexpensive and the products can be obtained after simple filtration, avoiding solvent-demanding chromatography. Furthermore, the IL can be recycled up to 5 times without any loss of reactivity. Moreover, the 1,6-ketoester end product is a potent gelator in several hydrocarbon based solvents. The method enables rapid access to and evaluation of a new class of low molecular weight gelators (LMWGs) from recyclable and inexpensive starting materials.

Ionic liquids (ILs) mediate fast, simple and cheap access to 1,6-ketoesters in high diastereoselectivities and good yields. The reaction protocol is robust and the 1,6-ketoesters can be obtained in gram scale after a simple filtration protocol. Moreover, the 1,6-ketoesters are potent gelators in hydrocarbon solvents.

İyonik Sıvılar ARACILI 1,6-Ketoester son derece Stereoseçici Sentezi: Düşük Molekül Ağırlıklı Gelators Yeni Bir Sınıf Rapid Erişim etkinleştirilmesi A Üç bileşenli Tepki

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form ...

Kimya

Preparation of a Corannulene-functionalized Hexahelicene by Copper(I)-catalyzed Alkyne-azide Cycloaddition of Nonplanar Polyaromatic Units

The main purpose of this video is to show 6 reaction steps of a convergent synthesis and prepare a complex molecule containing up to three nonplanar polyaromatic units, which are two corannulene moieties and a racemic hexahelicene linking them. The compound described in this work is a good host for fullerenes. Several common organic reactions, such as free-radical reactions, C-C coupling or click chemistry, are employed demonstrating the versatility of functionalization that this compound can accept. All of these reactions work for planar aromatic molecules. With subtle modifications, it is possible to achieve similar results for nonplanar polyaromatic compounds.

Preparation of a Corannulene-functionalized Hexahelicene by CopperI-catalyzed Alkyne-azide Cycloaddition of Nonplanar Polyaromatic Units

Here, we present a protocol to synthesize a complex organic compound comprised of three nonplanar polyaromatic units, assembled easily with reasonable yields.

Bakır (I) &#39;in bir Corannulene-işlevselleştirilmiş Hexahelicene hazırlanması düzlemsel olmayan Poliaromatik Birimleri alkin azid siklo, paladyum

The main purpose of this video is to show 6 reaction steps of a convergent synthesis and prepare a complex molecule containing up to three nonplanar ...

A Protocol for Safe Lithiation Reactions Using Organolithium Reagents

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents warrants proper technique, thorough training, and proper personal protective equipment. To aid in the training of researchers using organolithium reagents, a thorough, step-by-step protocol for the safe and effective use of tert-butyllithium on an inert gas line or within a glovebox is described. As a model reaction, preparation of lithium tert-butyl amide by the reaction of tert-butyl amine with one equivalent of tert-butyl lithium is presented.

The safe and proper use of organolithium reagents is described.

Organolityum Reaktifleri kullanarak Güvenli litiasyon Reaksiyonlar için Protokol

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents ...

Palladium N-Heterocyclic Carbene Complexes: Synthesis from Benzimidazolium Salts and Catalytic Activity in Carbon-carbon Bond-forming Reactions

Detailed and generalized protocols are presented for the synthesis and subsequent purification of four palladium N-heterocyclic carbene complexes from benzimidazolium salts. Detailed and generalized protocols are also presented for testing the catalytic activity of such complexes in arylation and Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions. Representative results are shown for the catalytic activity of the four complexes in arylation and Suzuki-Miyaura type reactions. For each of the reactions investigated, at least one of the four complexes successfully catalyzed the reaction, qualifying them as promising candidates for catalysis of many carbon-carbon bond-forming reactions. The protocols presented are general enough to be adapted for the synthesis, purification and catalytic activity testing of new palladium N-heterocyclic carbene complexes.

Palladium N-Heterocyclic Carbene Complexes: Synthesis from Benzimidazolium Salts and Catalytic Activity in Carbon-carbon Bond-forming Reactions

Detailed and generalized protocols are presented for the synthesis and subsequent purification of four palladium N-heterocyclic carbene complexes from benzimidazolium salts. The complexes were tested for catalytic activity in arylation and Suzuki-Miyaura reactions. For each reaction investigated, at least one of the four complexes successfully catalyzed the reaction.

palladyum<em&gt; K</em&gt; -Heterosiklik Karben Kompleksleri: Benzimidazolyum Tuzlarından Sentez ve Karbon-karbon Bağ Oluşturma Reaksiyonlarında Katalitik Aktivite

Detailed and generalized protocols are presented for the synthesis and subsequent purification of four palladium N-heterocyclic carbene complexes from ...

Accessing Valuable Ligand Supports for Transition Metals: A Modified, Intermediate Scale Preparation of 1,2,3,4,5-Pentamethylcyclopentadiene

A reliable, intermediate scale preparation of 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene (Cp*H) is presented, based on modifications of existing protocols that derive from initial 2-bromo-2-butene lithiation followed by acid mediated dienol cyclization. The revised synthesis and purification of the ligand avoids the use of mechanical stirring while still permitting access to significant quantities (39 g) of Cp*H in good yield (58%). The procedure offers other additional benefits, including a more controlled quench of excess lithium during the production of the intermediate heptadienols and a simplified isolation of Cp*H of sufficient purity for metallation with transition metals. The ligand was subsequently used to synthesize [Cp*MCl2]2 complexes of both iridium and ruthenium to demonstrate the utility of the Cp*H prepared and purified by our method. The procedure outlined herein affords substantial quantities of a ubiquitous ancillary ligand support used in organometallic chemistry while minimizing the need for specialized laboratory equipment, thus providing a simpler and more accessible entry point into the chemistry of 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene.

Reliable, intermediate scale preparation of 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene (Cp*H) is presented. The revised protocol for the synthesis and purification of the ligand minimizes the need for specialized laboratory equipment while simplifying reaction workups and product purification. Use of Cp*H in the synthesis of [Cp*MCl2]2 complexes (M = Ru, Ir) is also described.

Değerli Ligand Erişme Geçiş Metaller için altlıklar: 1,2,3,4,5-Pentamethylcyclopentadiene bir Modifiye, Ara Ölçeği Hazırlık

A reliable, intermediate scale preparation of 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene (Cp*H) is presented, based on modifications of existing protocols that ...

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of lithium-ion (Li-ion) batteries. However, a number of setbacks prevent their integration into commercial devices. The main limiting factor is due to nanoscale phenomena occurring at the electrode/electrolyte interfaces, ultimately leading to degradation of battery operation. These key problems are highly challenging to observe and characterize as these batteries contain multiple buried interfaces. One approach for direct observation of interfacial phenomena in thin film batteries is through the fabrication of electrochemically active nanobatteries by a focused ion beam (FIB). As such, a reliable technique to fabricate nanobatteries was developed and demonstrated in recent work. Herein, a detailed protocol with a step-by-step process is presented to enable the reproduction of this nanobattery fabrication process. In particular, this technique was applied to a thin film battery consisting of LiCoO2/LiPON/a-Si, and has further been previously demonstrated by in situ cycling within a transmission electron microscope.

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

A protocol for the fabrication of electrochemically active LiPON-based solid-state lithium-ion nanobatteries using a focused ion beam is presented.

LiPON tabanlı katı hal lityum-iyon Nanobatteries in Situ test etmek için odaklı iyon kiriş imalatı

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of ...

Synthesis of a Thiol Building Block for the Crystallization of a Semiconducting Gyroidal Metal-sulfur Framework

We present a method for preparing thioester molecules as the masked form of the thiol linkers and their utilization for accessing a semiconducting and porous metal-dithiolene network in the highly ordered single crystalline state. Unlike the highly reactive free-standing thiols, which tend to decompose and complicate the crystallization of metal-thiolate open frameworks, the thioester reacts in situ to provide the thiol species, serving to mitigate the reaction between the mercaptan units and the metal centers, and to improve crystallization consequently. Specifically, the thioester was synthesized in a one-pot procedure: an aromatic bromide (hexabromotriphenylene) reacted with excess sodium thiomethoxide under vigorous conditions to first form the thioether intermediate product. The thioether was then demethylated by the excess thiomethoxide to provide the thiolate anion that was acylated to form the thioester product. The thioester was conveniently purified by standard column chromatography, and then used directly in the framework synthesis, wherein NaOH and ethylenediamine serve to revert in situ the thioester to the thiol linker for assembling the single-crystalline Pb(II)-dithiolene network. Compared with other methods for thiol synthesis (e.g., by cleaving alkyl thioether using sodium metal and liquid ammonia), the thioester synthesis here uses simple conditions and economical reagents. Moreover, the thioester product is stable and can be conveniently handled and stored. More importantly, in contrast to the generic difficulty in accessing crystalline metal-thiolate open frameworks, we demonstrate that using the thioester for in situ formation of the thiol linker greatly improves the crystallinity of the solid-state product. We intend to encourage broader research efforts on the technologically important metal-sulfur frameworks by disclosing the synthetic protocol for the thioester as well as the crystalline framework solid.

Here, we present a one-pot, transition-metal-free synthesis of thiols and thioesters from aromatic halides and sodium thiomethoxide, followed by the preparation of single crystals of a metal-dithiolene network using thiol species generated in situ from the more stable and tractable thioester.

Bir yarıiletken Gyroidal Metal-kükürt çerçeve kristalleşme için Thiol yapı taşı sentezi

We present a method for preparing thioester molecules as the masked form of the thiol linkers and their utilization for accessing a semiconducting and ...

Isolating Free Carbenes, their Mixed Dimers and Organic Radicals

Protocols for the isolation of the commonly employed cyclic (alkyl)(amino) carbene (CAAC) and N-heterocyclic carbene (NHC) are reported. Furthermore, the synthesis of their mixed CAAC&#8211;NHC &#8220;Wanzlick&#8221; dimer and the synthesis of the related stable organic &#8220;olefin&#8221; radical are presented. The main goal of this manuscript is to give a detailed and general protocol for the synthetic chemist of any skill level on how to prepare free heterocyclic carbenes by deprotonation using filter cannulas. Due to the air-sensitivity of the synthesized compounds, all experiments are performed under inert atmosphere using either Schlenk technique or a dinitrogen filled glovebox. Controlling Wanzlick&#8217;s equilibrium (i.e., the dimerization of free carbenes), is a crucial requirement for the application of free carbenes in coordination chemistry or organic synthesis. Thus, we elaborate on the specific electronic and steric requirements favoring the formation of dimers, heterodimers, or monomers. We will show how proton catalysis allows for the formation of dimers, and how the electronic structure of carbenes and their dimers affects the reactivity with either moisture or air. The structural identity of the reported compounds is discussed based on their NMR spectra.

We present protocols for the isolation of stable heterocyclic carbenes. The synthesis of a cyclic (alkyl)(amino) carbene (CAAC) and an N-heterocyclic carbene (NHC) is demonstrated using filter cannulas and Schlenk technique. We furthermore present the synthesis of the related oxygen-sensitive, electron-rich mixed &#8220;Wanzlick dimer&#8221; and the reduced stable organic radical.

Ücretsiz Carbenes, karışık dimer ve organik radikaller yalıtma

Protocols for the isolation of the commonly employed cyclic (alkyl)(amino) carbene (CAAC) and N-heterocyclic carbene (NHC) are reported. Furthermore, the ...

Redoks Aktif MOF'ların Manyetometrik Karakterizasyonu Katı Hal Elektrokimyası

Magnetometric Characterization of Intermediates in the Solid-State Electrochemistry of Redox-Active Metal-Organic Frameworks

Electrochemical energy storage has been a widely discussed application of redox-active metal-organic frameworks (MOFs) in the past 5 years. Although MOFs show outstanding performance in terms of gravimetric or areal capacitance and cyclic stability, unfortunately their electrochemical mechanisms are not well understood in most cases. Traditional spectroscopic techniques, such as X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and X-ray absorption fine structure (XAFS), have only provided vague and qualitative information about valence changes of certain elements, and the mechanisms proposed based on such information are often highly disputable. In this article, we report a series of standardized methods, including the fabrication of solid-state electrochemical cells, electrochemistry measurements, the disassembly of cells, the collection of MOF electrochemical intermediates, and physical measurements of the intermediates under the protection of inert gases. By using these methods for quantitatively clarifying the electronic and spin state evolution within a single electrochemical step of redox-active MOFs, one can provide clear insight into the nature of electrochemical energy storage mechanisms not only for MOFs, but also for all other materials with strongly correlated electronic structures.

Yazar Spotlight: Redoks Aktif Metal-Organik Çerçevelerin Katı Hal Elektrokimyasında Ara Ürünlerin Manyetometrik Karakterizasyonu  

Ex situ magnetic surveys can directly provide bulk and local information on a magnetic electrode to reveal its charge storage mechanism step by step. Herein, electron spin resonance (ESR) and magnetic susceptibility are demonstrated to monitor the evaluation of paramagnetic species and their concentration in a redox-active metal-organic framework (MOF).

Redoks-Aktif Metal-Organik Çerçevelerin Katı Hal Elektrokimyasında Ara Ürünlerin Manyetometrik Karakterizasyonu

Electrochemical energy storage has been a widely discussed application of redox-active metal-organic frameworks (MOFs) in the past 5 years. Although MOFs ...

Lityum Solvate Elektron Çözümleri Elektron Reseptör olarak 1,3,5-Triphenylbenzene ve Corannulene

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler