Name: from molecules to materials: engineering new ionic liquid crystals through halogen bonding
Uploaded: 2018-03-24T13:00:00
Duration: 6 min 44 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about From Molecules to Materials: Engineering New Ionic Liquid Crystals Through Halogen Bonding at JoVE.com

ونعترف مع الامتنان الدعم من المنحة، منسق الإغاثة الطارئة-2012-StG_20111012 "فولدالو" (اتفاق المنحة رقم 307108).

ملاحظة: أجريت ردود الفعل في الأواني تجفف في فرن تحت النيتروجين الغلاف الجوي. يرجى اتباع تدابير السلامة الموصوفة في العظمية لكل مادة كيميائية.
1-تجميع الأملاح يوديد 1-الألكيل-3-ميثيليميدازوليوم (1 م، الرقم 3)
<ol><li>في قارورة العنق ثلاثة، والقاع المستديرة مجهزة بارتداد مكثف مزودة مدخل نيتروجين، حرارة، وبار إثارة مغناطيسية، وزيت تدفئة حمام، حل ز 1.5 (مول 0.018، يعادل 1) طازجة المقطر 1-الميثيل-ايميدازول و 1.3 equiv من 1-إيودوالكاني (طول السلسلة من C2 إلى C12) في 10 مل من الاسيتو الانيتريل.</li>
	<li>حرارة الخليط رد فعل لارتداد (75-80 درجة مئوية درجة الحرارة الداخلية) بين عشية وضحاها تحت النيتروجين الغلاف الجوي وبارد ثم الخليط وصولاً إلى درجة حرارة الغرفة.</li>
	<li>إزالة المواد المتطايرة من المخلوط الناتج تحت ضغط انخفاض عند 50 درجة مئوية، باستخدام مبخر الدنمارك. ملاحظة: إيميدازوليوم أملاح عالية بلوري وأنها تستوعب بسرعة المياه من الجو. وهكذا، من المستحسن أن تقوم بتخزينها في مجفف حتى استخدام.</li>
</ol>2-تجميع مجمعات • 1-م ن 2 الموارد الخارجة عن الميزانية
<ol><li>
الإجراء 1: من حل (فقط من أجل 1-2 • 2-8 في الشكل رقم 1)
	<ol>
<li>إعداد حل يوديد 1-إيثيل-3-ميثيليميدازوليوم (1-2، MW = 238.07 g/mol) بإذابة 50 ملغ (ملمول 0.21، يعادل 1) 1-2 في 0.5 مل من الاسيتو الانيتريل.</li>
		<li>إعداد حل يوديد بيرفلوروكتيل (2-8، MW = 545.96 g/mol) بتذويب مغ 229 (ملمول 0.42، يعادل 2) 2-8 في 0.5 مل من الاسيتو الانيتريل.</li>
		<li>مزيج الحلين في قنينة وإبقاء القنينة في جرة مملوءة بزيت البارافين.</li>
		<li>واسمحوا المذيب منتشر ببطء في زيت البارافين في درجة حرارة الغرفة. وبعد فترة تتراوح من 3 إلى 7 أيام، وتم الحصول على بلورات ذات النوعية الجيدة واحدة مناسبة لتحليل حيود الأشعة السينية.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
الإجراء 2: تذوب المنهجية ملاحظة: هذه المنهجية يتطلب وجود نظام الهواء مختومة للتخفيف من حدة ضد التقلبات إيودوبيرفلوروالكانيس.<ol>
<li>خلط كل يوديد 1-الألكيل-3-ميثيليميدازوليوم (1-م) مع إيودوبيرفلوروالكانيس المناسبة (2-n) بنسبة 1:2 مولى في قنينة زجاج البورسليكات واضحة مزودة بشريط إثارة مغناطيسية.</li>
		<li>أغلق القنينة ووضعه في حمام زيت تحت إثارة قوية.</li>
		<li>الحرارة عند 70 درجة مئوية باستخدام صفيحة ساخنة لمدة 15 دقيقة ثم تبريد الخليط وصولاً إلى درجة حرارة الغرفة.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3- 1ح و 19و تجارب الرنين المغناطيسي النووي
ملاحظة: 1"ح الرنين المغناطيسي" وأطياف "الرنين المغناطيسي النووي و" 19سجلت عند 25 درجة مئوية في مطياف الرنين المغناطيسي النووي التشغيل في ميغاهرتز 499.78 ل 1ح وميغاهرتز 470.21 19و، واستخدام كدكل3 المذيب. مركز التقنيات التربوية وكفكل3 تستخدم كمعايير داخلية لمعايرة التحولات الكيميائية في 1"ح الرنين المغناطيسي النووي" و 19"و الرنين المغناطيسي النووي"، على التوالي. Bis-(2,2,2-trifluoroethyl) خماسي البروم ثنائي الفينيل الذي يحتوي على نويات الهيدروجين والفلور، كالمعايير الداخلية لإنشاء النسبة بين 1-m و 2-n في كوكريستالس.
<ol><li>
إعداد النموذج لمعايرة التحليل وأطياف الرنين المغناطيسي النووي
	<ol>
<li>حل حوالي 10 ملغ لكل مجمع • 1-م 2-ن في 0.5 مل من كدكل3.</li>
		<li>أضف 1 ميليلتر 2,2,2-تريفلوروثيل خماسي البروم ثنائي الفينيل باستخدام ميكروبيبيتي.</li>
		<li>قفل العينة، وتعيين معلمات اقتناء حسبما ورد في الجدول 1، و سجل 1ح و 19"و الرنين المغناطيسي" الأطياف على التوالي، دون إزالة أنبوب الرنين المغناطيسي من المغناطيس، كي تعمل تحت نفس ظروف التشغيل.</li>
		<li>معايرة المعلمات التكامل حتى في اللجنة الرباعية2س 1"ح الرنين المغناطيسي" الأطياف CH bis(2,2,2-trifluoroethyl) خماسي البروم ثنائي الفينيل (δ = 4.3 جزء في المليون) يتوافق مع أربعة، وفي أطياف "الرنين المغناطيسي النووي و" 19الثلاثي3 CF (δ = −74.5 جزء من المليون) 2,2,2- يتوافق مع البروم ثنائي الفينيل تريفلوروثيل إلى ستة.</li>
		<li>حساب نسبة-CF2-أنا إشارة منطقة المستمدة من 2-n (δ = −61.2 جزء في المليون في أطياف "الرنين المغناطيسي النووي و" 19) ومنطقة إشارة3 -CH المستمدة من 1-m (≈ δ 4.0 جزء في المليون في أطياف "الرنين المغناطيسي ح" 1)، ومن أجل تقييم النسبة بين 2-n و 1-m في كل مجمع.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4-إعداد العينة للمرحلة الساخنة الاستقطاب المجهر الضوئي (بوم)
<ol><li>إعداد طبقة رقيقة من العينة بوضع كمية ملعقة نصيحة من مجمع سوبراموليكولار 1-m• 2-n بين اثنين النظارات الغطاء الجزئي (18 ملم × 18 ملم).</li>
	<li>ضع العينة في مرحلة ساخنة بين اثنين من المستقطبات متقاطعة، وحرارة العينة تذوب.</li>
	<li>تقديم عينة لدورات متكررة التدفئة/التبريد وتعزيزا للمرحلة الانتقالية. مراحل البلورية البلورية السائلة، وسوف تتفاعل مع الضوء المستقطب المؤدية إلى السطوع وتدرج اللون، بينما تظهر مرحلة الخواص الظلام.</li>
</ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

وقد أبلغنا بروتوكولا سهلة ومرنة لتجميع الموارد الخارجة عن الميزانية المفلورة اتفاقيات العمل الدولية التي تحركها ميسومورفيسيتي الأنيونات supramolecular [جنو2n + 1-I∙∙∙I∙∙∙I-جنو2n + 1]–.
أنها راسخة أن السوائل الأيونية استناداً إلى أملاح 1-الألكيل-3-ميثيليميدازوليوم يمكن أن يحمل السلوك البلورية السائلة. ومع ذلك، أيا كان الانيون، لوحظت لا ميسوفاسيس لمركبات ذات سلاسل مشبعة أقصر من ذرات الكربون 12. ولذلك، هو الجانب الأكثر لفتا للنظر في المواد التي تم الإبلاغ عنها فإن تباين شاردة الموارد الخارجة عن الميزانية التي تحدد تشكيل ميسوفاسي. في الواقع، يفرض قيودا هندسية صارمة من الموارد الخارجة عن الميزانية أن يحدث تفاعل الجزيئات على طول الملحق ج-أنا السندات، في حفرة سيغما، مع زوايا ما يقرب من 180 °. بمثابة الأنيونات يوديد bidentate متقبلون الموارد الخارجة عن الميزانية، ملزمة المشبعة بالفلور الوحدتين إظهار الترتيب الخطي حول شاردة يوديد المركزية. وعلاوة على ذلك، حقيقة أن سلاسل مشبعة بالفلور الكيل هي أقسى مما يعادل HC سلاسل، واعتماد بنية حلزونية ملتوية بسبب التنافر بين التخلص من 1، 3 CF2 المجموعات9،52، كذلك يساهم في توليد سوبيرانيونس جامدة، مثل قضيب.
ويتفق هذا تماما مع ملاحظة أن المجمعات التي تحتوي على إيودوبيرفلوروديكاني (2-10) إظهار الانتقال درجات حرارة أعلى من تلك التي تحتوي على إيودوبيرفلوروكتاني (2-8) كما السابق أكثر متباين. وعلاوة على ذلك، يحدد45،ميل معروفة53 من فلوروالكانيس حزمة إلى مراحل رقائقي الحصول على الشركات الصغيرة والمتوسطة ومراحل SmA.
بيان سوبيرفلوريناتيد اتفاقيات العمل الدولية ذكرت في هذه الورقة لأول مرة تطبيق الموارد الخارجة عن الميزانية في بناء اتفاقيات العمل الدولية استناداً إلى أملاح إيميدازوليوم. وبفضل تصميم supramolecular دقيقة استناداً إلى اتجاه عالية من الموارد الخارجة عن الميزانية وأثر فلوروفوبيك، فمن الممكن الحصول على بلورات سائلة انانتيوتروبيك استناداً جامدة، غير العطرية، الموارد الخارجة عن الميزانية سوبراموليكولار سينثون كنواة ميسوجينيك. سلوك البلورية السائلة مستقلة عن طول سلاسل الكيل.
النهج سوبراموليكولار الذي قدم هنا يمثل منصة جذابة لتصميم المواد البلورية السائلة الجديدة، ويمكن أن توفر فرصاً جديدة لتطوير مواد فنية متطورة مثل درجة حرارة الغرفة الأيونية الموصلات واتفاقيات العمل الدولية فوتوريسبونسيفي والشوارد البلورية السائلة للتطبيق في أجهزة الطاقة.

جزيئية تلعب دوراً بالغ أهمية في تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد السائبة. عندما يصبح هناك تفاعل جديد الهياكل المتاحة، والجديدة، إلا وهي وظائف جديدة، تصبح متاحة. ولذلك، تستكشف الرواية، التفاعلات غير التساهمية المحددة الكامنة وراء عملية التعرف على الجزيئات قد فتح آفاقاً جديدة في مجالات مختلفة مثل علوم المواد والحفز، وتصميم الأدوية، والكيمياء سوبراموليكولار وكريستال هندسة. وهذا هو الحال بالنسبة للموارد الخارجة عن الميزانية التي أصبحت مؤخرا أداة روتينية لمراقبة التجميع والتجميع الذاتي الظواهر1،2،3،،من45.
وفقا لتعريف IUPAC6: "سند هالوجين يحدث عندما يكون هناك دليل على وجود تفاعل جذابة الصافي بين منطقة electrophilic المرتبطة من ذرة هالوجين في كيان جزيئية ومنطقة تفاعلات في بلد آخر، أو نفس، الكيان الجزيئية ". ويرد تمثيل تخطيطي للموارد الخارجة عن الميزانية في الشكل 1، حيث X هو ذرة الهالوجين electrophilic (لويس حمض، المانحة الموارد الخارجة عن الميزانية) و Y مانح الإلكترون الكثافة (لويس الأساس، يقبلون الموارد الخارجة عن الميزانية).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig1.jpg"> الشكل 1: التمثيل التخطيطي للسندات الهالوجين. أن ذرات الهالوجين electrophilic (الموارد الخارجة عن الميزانية-الجهات المانحة) تساهمي ترتبط بمجموعة متنوعة واسعة من السقالات الجزيئية (R)، بينما الموارد الخارجة عن الميزانية-المتقبلين (Y) يمكن أن تكون محايدة أو أنيونى الأنواع. وقد أعيد طبع هذا الرقم من مرجع2. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55636/55636fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
قد يبدو للوهلة الأولى، أن هذا التعريف يتناول جوانب الحيرة إلى حد ما، نظراً لذرات الهالوجين، بسبب ما كهربية عالية، عادة ما تعتبر المواقع الإلكترون عالية الكثافة. ومع ذلك، سلوك ذرات الهالوجين اليكتروفيليس عامة جداً وقد تم ترشيد أناقة بولتيزر et al. ، مع الأخذ بمفهوم "حفرة σ"7.
فيها ذرة هالوجين في رابطة تساهمية، يحدث إعادة توزيع الإلكترونات والكثافة الإلكترونية يصبح متباين8،9،،من1011. يصبح شكل الذرة مفلطح ومنطقة الإمكانات الإيجابية الالكتروستاتيكي (ما يسمى σ-هول) يطور على طول امتداد رابطة تساهمية، على سطح الأبعد من ذرة الهالوجين (الشكل 2A). هذه المنطقة إيجابية محاط بحزام من السلبية المحتملة الالكتروستاتيكي، متعامد إلى رابطة تساهمية. ويبدو هذا النموذج حل "لغز" من الموارد الخارجة عن الميزانية حيث يفسر نمط التفاعل غير التساهمية ذرات الهالوجين المستعبدين تساهميا، وتفضيلات الاتجاهات المرتبطة بها، أي.، التفاعلات الخطية مع نوكليوفيليس وجانبية التفاعل مع اليكتروفيليس.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig2.jpg"> رقم 2: توزيع متباين من كثافة الإلكترونات حول ذرات الهالوجين. (A) حوالي التمثيل التخطيطي لتوزيع متباين من كثافة الإلكترونات تساهمي ملزمة ذرات الهالوجين ونمط التفاعلات الناتجة عن ذلك. (ب) خرائط الإمكانات الالكتروستاتيكي الجزيئية على سطح إيسودينسيتي مع 0.001 الاتحاد الأفريقي CF4CF3Cl، CF Br3و CF3نطاقات "اللون أولاً": أحمر، أكبر من 27 سعر حراري/مول؛ الأصفر، بين 14 و 20 سعر حراري/مول؛ الأخضر، بين 12 و 6 سعر حراري/مول؛ الأزرق، سلبية. لقد تم تعديل هذا الرقم من مرجع2. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55636/55636fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
الموارد الخارجة عن الميزانية نمت بسرعة من فضول علمي لواحد من التفاعلات نونكوفالينت الأكثر إثارة للاهتمام في تصميم المواد supramolecular الوظيفية12،13،،من1415،16 ، وذلك بفضل ميزات فريدة من نوعها، أي ارتفاع اتجاهية، قوتها التفاعل الانضباطي، هيدروفوبيسيتي، و أبعاد الذرة المانحة1. يمكن بسهولة فهم اتجاهية عالية من الموارد الخارجة عن الميزانية بالنظر في طبيعة مركزة σ حفرة، بينما قوة التفاعل غالباً ما يرتبط بحجم حفرة σ. الحجم (النطاق المكاني) والحجم (قيمة الخامس المحتملة الحد الأقصى الالكتروستاتيكيS، كحد أقصى) σ حفرة تتأثر الاستقطابية وكهربيه ذرة الهالوجين وقدرة إلكترون سحب من سوبستيتوينتس في حي الهالوجين17 (الشكل 2). وكاتجاه عام، ذرة الهالوجين يصبح أكثر بولاريزابل وسوبستيتوينتس في الجزيء تصبح أكثر سحب الإلكترون، الهالوجين σ حفرة يصبح أكثر إيجابية. ولذلك، يزيد الخامسS، الحد الأقصى ل آر معين، بالترتيب و < Cl S، ماكس أكثر إيجابية عندما يتم زيادة قدرة إلكترون سحب R. ولذلك، هالوبيرفلوروكاربونس، على وجه التحديد عودة-بيرفلوروالكانيس و arenes، يمكن أن تعمل كقوة الموارد الخارجة عن الميزانية-الجهات المانحة تشكيل خاصة التفاعلات القوية18،،من1920 ولا سيما مسعور adducts.
قد تم الإبلاغ عن حالة PFC-HC التجميع الذاتي لإعطاء كوكريستالس في أواخر التسعينات21. عند خلط مقادير اكويمولار من دييودوتيترافلوروثاني 1 و 2 و N،N،ن '،ن'-ميثيل-الإيثيلنديامين في كلوروفورم، مجمع سوبراموليكولار كانت معزولة كبلورات بيضاء مستقرة في الهواء في درجة حرارة الغرفة. وكشف تحليل الأشعة السينية البلورة الأحادية أن عنصرين هما البديل في سلسلة لانهائية 1-ديمينشونال (1-د)، والتفاعل بين ذرات النيتروجين واليود مسؤولة إلى حد كبير لحفظ المشبعة بالفلور مكررا-يوديد في مكان. هذا أثبتت أن تفاعل الموارد الخارجة عن الميزانية النيتروجين-اليود قوية بما يكفي للتغلب على تقارب منخفضة القائمة بين مركبات الهيدروكربون المشبع بالفلور، والمفوض السامي، واقترح أنه يمكن استغلال الموارد الخارجة عن الميزانية بنجاح اعتباره طريقا سهلاً لإدخال مويتيس المفلورة في أي جديد مواد سوبراموليكولار22،،من2324، بما في ذلك المواد البلورية السائلة.
سوبستيتوينتس المفلورة، في الواقع، بنجاح أدمجت في الجزيئات البلورية السائلة بسبب استقرار الممتازة التي تتيحها السند ج-F، فضلا عن صغر حجم والاستقطابية منخفضة من ذرة الفلور، مما يثير تشتت الجزيئات منخفضة جداً التفاعلات25،،من2627. علاوة على ذلك يسمح الفصل التي تقع بين سلاسل الهيدروكربون المشبع بالفلور والمفوض السامي السيطرة على مراحل البلورية السائلة سوبراموليكولار، تعزيز طابع سميكتيك المادية ميسومورفيك28،،من2930. ومن المفهوم عموما أن الخصائص الفيزيائية الكيميائية وميسومورفيسم تتأثر بشدة ب هندسة جزيئية29،31. وهكذا، تصميم جزيئية ملائمة أمر أساسي لتوليد البلورات السائلة سوبراموليكولار جديدة مع خصائص مخصصة. يكمن الحافز الأساسي لهذه المواد اللينة في نوعا ما جامدة، قضيب مثل مجموعة مرتبطة بواحد أو اثنين السلاسل الاليفاتيه مرنة32،،من3334. أنجز تصميم المركبات mesomorphic التقليدية أساسا مع الأنواع محايدة ولكن الدراسات أظهرت أن أيضا أزواج الأيونية يمكن أن يحمل سلوكاً ميسومورفيك، مما أسفر عن مواد ذات خصائص التفاعل بين السوائل الأيونية والسائل بلورات35،،من3637.
مع مراعاة حساب النتائج الأخيرة على الموارد الخارجة عن الميزانية البلورات السائلة24،،من3839، وقدرة محددة من الأنيونات بمثابة متقبلون الموارد الخارجة عن الميزانية، فإنه يبدو مثيرة للاهتمام لا سيما لاستغلال هذا التفاعل غير التساهمي في تصميم أنواع جديدة من اتفاقيات العمل الدولية.
1-الألكيل-3-ميثيليميدازوليوم اليود (1-m) من طول السلسلة المختلفة، التي تعرف باسم السوائل الأيونية40، واستخدمت لتركيب41،المجمعات (الشكل 3)42. علما بأن فقط 1-12، وإذ تضع سلسلة الكيل C12، يسلك السائل كريستالينيتي مع سميكتيك (أ خ) المرحلة (كريستال (Cr) إلى درجة حرارة التحول SmA = 27 درجة مئوية؛ أ ن خ إلى الخواص درجة حرارة التحول (ISO) السائل = 80 درجة مئوية؛ Cr • 27 • SmA • 80 • إيزو)43. كانت ردت أملاح إيميدازوليوم مع إيودوبيرفلوروكتاني (2-8) وإيودوبيرفلوروديكاني (2-10)، وهي معروفة جيدا الموارد الخارجة عن الميزانية-الجهات المانحة44،45.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig3.jpg"> الشكل 3: مخطط الاصطناعية. الصيغ الكيميائية لبدء السوائل الأيونية (1-م)، إيودوبيرفلوروالكانيس (2-n)، والمتصلة بالموارد الخارجة عن الميزانية-مجمعات 1-m•2-نون <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55636/55636fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
ويتوقع الأنيونات يوديد المشاركة سهولة بالموارد الخارجة عن الميزانية-يقبلون في تشكيل هياكل سوبراموليكولار مع هالوبيرفلوروالكانيس44. بيد أنها لا تزال تمثل تحديا التنبؤ بعدد وطوبولوجيا أنواع الموارد الخارجة عن الميزانية والمانحين منسقة. وفي الواقع، الأنيونات هاليد تشارك عادة في اثنين أو ثلاثة XBs46،،من4748، ولكن لوحظت أعلى تنسيق الأرقام أيضا إلى49،50.
وهنا، نحن تصف إجراء للحصول على درجة عالية المفلورة "الموارد الخارجة عن الميزانية اتفاقيات العمل الدولية" وإجراءات مفصلة لتحديد وتوصيف لحدوث الموارد الخارجة عن الميزانية. ويمكن اعتبار إجراء عام تسلسل تحليل ذكرت هنا، وتستخدم للتعرف الموارد الخارجة عن الميزانية ويمكن تطبيقها لوصف أي نوع من النظام الموارد الخارجة عن الميزانية.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="819">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1-Methyl-imidazole&#160;</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">M50834-500G</td>
			<td style="width:299px;">liquid reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1-Iodoethane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">I7780-100G</td>
			<td>liquid reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1-Iodobutane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">167304-100G</td>
			<td>liquid reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1-Iodohexane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">238287-100G</td>
			<td>liquid reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1-Iodooctane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">238295-25G</td>
			<td>liquid reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1-Iododecane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">238252-100G</td>
			<td>liquid reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1-Iodododecane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">238260-100G</td>
			<td>liquid reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acetonitrile</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">271004-1L</td>
			<td>organic solvent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Perfluorooctyl iodide&#160;</td>
			<td>Apollo Scientific</td>
			<td style="width:139px;">PC6170</td>
			<td>fluorinated reagent/halogen-bond donor&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Perfluorodecyl iodide</td>
			<td>Apollo Scientific</td>
			<td style="width:139px;">PC5970</td>
			<td>fluorinated reagent/halogen-bond donor&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bis(2,2,2-trifluoroethyl) ether&#160;</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">287571-5G</td>
			<td>Internal standard for NMR</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Chloroform-d</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">151823-100G</td>
			<td>Solvent for NMR</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

from molecules to materials: engineering new ionic liquid crystals through halogen bonding

وهنا، علينا أن نظهر أن اتباع نهج تصاعدي، استناداً إلى الهالوجين الترابط (الموارد الخارجة عن الميزانية)، يمكن أن تطبق بنجاح في تصميم نوع جديد من البلورات السائلة الأيونية (اتفاقيات العمل الدولية). مزايا أخذ خصوصية عالية من الموارد الخارجة عن الميزانية هالوبيرفلوروكاربونس وقدرة الأنيونات بمثابة متقبلون الموارد الخارجة عن الميزانية، حصلنا على مجمعات supramolecular استناداً إلى اليود 1-الألكيل-3-ميثيليميدازوليوم وإيودوبيرفلوروكاربونس، التغلب على المعروفة إيميسسيبيليتي بين المواد الهيدروكربونية (HCs) والمركبات الكربونية الفلورية المشبعة (PFCs). اتجاهية عالية من الموارد الخارجة عن الميزانية جنبا إلى جنب مع تأثير فلوروفوبيك، سمح لنا بالحصول على بلورات سائلة انانتيوتروبيك حيث شاردة supramolecular الموارد الخارجة عن الميزانية جامدة، غير العطرية، بمثابة الأساسية ميسوجينيك.
الأشعة السينية تحليل هيكل المجمع بين يوديد 1-إيثيل-3-ميثيليميدازوليوم وإيودوبيرفلوروكتاني وأظهرت وجود هيكل الطبقات، الذي مظهر من مظاهر الميل معروفة لفصل سلاسل مشبعة بالفلور الكيل. وهذا يتسق مع ملاحظة ميسوفاسيس سميكتيك. وعلاوة على ذلك، تذوب جميع المجمعات المبلغ عنها أقل من 100 درجة مئوية، ومعظم ميسومورفيك حتى في درجة حرارة الغرفة، وعلى الرغم من أن المواد البداية كانت غير ميسومورفيك في الطبيعة.
وتوفر الاستراتيجية supramolecular ذكرت هنا مبادئ التصميم الجديد لتصميم ميسوجين السماح لفئة جديدة تماما من المواد الفنية.

فرق المسح القياس (DSC)، بوم، وتحليل ثيرموجرافيميتريك (TGA)، فضلا عن 1ح و 19"و الرنين المغناطيسي" استخدمت لوصف المجمعات التي تم الحصول عليها. بلورات مفردة ذات النوعية الجيدة من 1-2•2-8 تم الحصول عليها من حل 1:2 من مكونات الانطلاق في الاسيتو الانيتريل ببطء تبخر من المذيب في درجة حرارة الغرفة.
تحليلات DSC على خليط من 1-2 و 2-8 مع نسب مختلفة المقايسة، سمحت لنا باستخلاص أن stoichiometry التنسيق الصحيح بين الملح إيميدازوليوم وإيودوبيرفلوروالكاني هي 1:2. في الواقع، الشخصية DSC المعقدة في الشكل 4A 1:1 يبين وجود أونكومبليكسيد إيميدازوليوم الملح 1-2 (الذروة في 57 درجة مئوية)، بينما في 1:3 المعقدة محض زائدة 2-8 (نقطة انصهار 24 درجة مئوية). من ناحية أخرى، يظهر الشخصية المعقدة 1:2 ذروة واحدة متميزة عن تلك المركبات الانطلاق، مما يدل على أن أنواع بلورية نقية جديدة تشكلت.
وأكدت التحليلات TGA هذه النتيجة. وفي الواقع، فقط عند خلط 1-12 و 2-10 بنسبة 1:2، عينة متجانسة تم الحصول عليها، الذي صدر كمياً لبنة المشبعة بالفلور عند درجة حرارة أعلى من إيودوبيرفلوروديكاني أونكومبليكسيد (الشكل 5A و 5B).
19 الرنين المغناطيسي النووي و قد طبقت وصفه بسيطة وفعالة، و adducts أداة حساسة للكشف عن تكوين الموارد الخارجة عن الميزانية. الموارد الخارجة عن الميزانية بين اليود ناقصة إلكترون من إيودوبيرفلوروالكانيس وأنا– شاردة يؤثر بشدة الإشارات من قوات التحالف--2--أنا في المجموعة (δ = −60، 0 جزء في المليون) ويثير تحولات أول يمكن كشفها من الأصداء "الرنين المغناطيسي النووي و" 19. وتم قياس قيمة Δδ 1.2 جزء في المليون ل مجمع 1-2•2-8، يؤكد حدوث تفاعلات نونكوفالينت جذابة تشمل ذرات الهالوجين مثل الأنواع electrophilic (الشكل 6). وعلاوة على ذلك، وحدات تم زيادة عن طريق تسجيل على التوالي 1ح وتحليلات "الرنين المغناطيسي النووي و" 19حضور الاثير 2,2,2-تريفلوروثيل كمعيار تكامل الإشارات الداخلية، ستويتشيوميتري 1:2 بين الموارد الخارجة عن الميزانية-يقبلون والجهات المانحة وأكد.
واحد كريستال تحليل الأشعة السينية من 1-2•2-8 وأكد أن الموارد الخارجة عن الميزانية محركات تشكيل مجمع سوبراموليكولار تريميريك حيث شاردة يوديد بمثابة يقبلون الموارد الخارجة عن الميزانية bidentate، ربط سلسلتين المفلورة. I··· أنا– المسافات هي نفسها تقريبا [3.4582(9) Å و 3.4625(10) Å] وتتطابق تقريبا إلى 27% تقصير فيما يتعلق بمجموع vdW وإنصاف أقطار باولينغ لليود ذرة ويوديد الانيون، على التوالي51. ويتأكد اتجاهية عالية من الموارد الخارجة عن الميزانية من ج-I··· أنا– زوايا درجة 174.1(1) ودرجة 175.4(2)، على التوالي(الشكل 7 أ). ولوحظت اثنين والتشكلات المأهولة بنفس القدر للاتصالات إيميدازوليوم، التي تقع تقريبا على نفس الطائرة، وترتبط بمحور غير بلورية ذات شقين. 7B الرقم يظهر الفصل بين أجزاء الأيونية ومحايدة، وكذلك بين السلاسل المفوض السامي والهيدروكربون المشبع بالفلور، داخل البلورة (اضطراب إزالة).
كشفت دراسات DSC وبوم أن جميع المجمعات ذاب في درجات حرارة أقل من 100 درجة مئوية (الشكل 8 أ)، كنموذجي للسوائل الأيونية. وعلاوة على ذلك، أنهم جميعا تظهر انانتيوتروبيك سائلة بلورية سلوك، بعضها في درجة حرارة الغرفة، مع الشركات الصغيرة والمتوسطة ومراحل SmA (الشكل 8 أ). وحددت التصدعات مميزة في التبريد، الانتقال SmA-SmB عبر الجزء الخلفي المشجعين (8B الشكل، اليسار). اختفت التصدعات في التبريد أدناه مرحلة انتقالية.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig4.jpg"> الشكل 4: فرق المسح القياس. ثيرموجرامس DSC من العينات التي أعدت عن طريق خلط 1-2 و 2-8 في نسب المقايسة مختلفة: 1:3 عينة (أعلى) ونموذج 1:2 (متوسط)، ونموذج 1:1 (أسفل). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55636/55636fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig5.jpg"> الشكل 5:التحليل الحراري. دورات التدفئة/التبريد DSC (A) وتحليل السلع العلاجية (ب) على عينة أعدتها خلط 1-12 و 2-10 بنسبة 1:2 مولى. لقد تم تعديل هذا الرقم من مرجع37. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55636/55636fig5large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig6.jpg"> الرقم 6 : 19 تحليل الرنين المغناطيسي و. 19 أطياف "الرنين المغناطيسي النووي و" في كدكل3 من 2-8 (أعلى) والمتصلة المستعبدين من الهالوجين المعقدة 1-2•2-8 (أسفل). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55636/55636fig6large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig7.jpg"> الشكل 7 : الأشعة السينية تحليل البلورة الأحادية. (أ) الوحدة غير المتناظر للمجمع 1-2•2-8 عرض تشكيل سوبيرانيون تريميريك حيث سلسلتي المفلورة مستعبدين المركزية أنا شاردة– (والامتثال واحد من الأيونات الموجبة اضطرابه يقال)؛ (ب) إيميدازوليوم الملح 1-2 وفي إيودوبيرفلوروكتاني 2-8 فصل على طول بلورية ب-المحور؛ (ج) الجانب عرض إظهار الأيونية ومجالات المواد الكربونية الفلورية للهيكل. رمز اللون: رمادي، الكربون؛ الأزرق، النيتروجين؛ أرجواني، اليود؛ الأخضر، الفلور؛ الأبيض والهيدروجين. سندات الهالوجين يصور كخطوط رمادية. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55636/55636fig7large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig8.jpg"> الشكل 8 : الاستقطاب المجهر الضوئي. (A) المخطط للتحولات ثيثيرمال من مجمعات المستعبدين من الهالوجين 1-تقاس m•2-n المرحلة الساخنة بوم (أزرق الصلبة، الأحمر هو SmB، والبرتقالي مراحل SmA). (ب) لاحظ القوام الضوئية من مراحل سميكتيك 1-12•2-10 في التبريد من الدولة الخواص. اليسار: SmB المرحلة في 77 درجة مئوية؛ حق: SmA المرحلة في 83 درجة مئوية. شريط الحجم: 100 ميكرومتر. لقد تم تعديل هذا الرقم من مرجع37. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55636/55636fig8large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>عرض الطيفية (كيلو هرتز)</td>
			<td>عدد عمليات التفحص</td>
			<td>نبض التأخير (s)</td>
		</tr>
<tr>
<td>1 ح</td>
			<td>7</td>
			<td>16</td>
			<td>1</td>
		</tr>
<tr>
<td>19 و</td>
			<td>95</td>
			<td>16</td>
			<td>1</td>
		</tr>
</tbody></table>الجدول 1: اكتساب معلمات 1 ح و 19 تجارب "و الرنين المغناطيسي"

Watch this Scientific Journal Video about From Molecules to Materials: Engineering New Ionic Liquid Crystals Through Halogen Bonding at JoVE.com

From Molecules to Materials: Engineering New Ionic Liquid Crystals Through Halogen Bonding

بروتوكول تخليق نوع جديد من ميسوجينس، استناداً إلى الانيون supramolecular المستعبدين من الهالوجين [جنو2n + 1-I··· I··· -جنو2n + 1]−، يقال.

من جزيئات المواد: هندسة البلورات السائلة الأيونية الجديدة من خلال الربط هالوجين

Herein, we demonstrate that a bottom-up approach, based on halogen bonding (XB), can be successfully applied for the design of a new type of ionic liquid ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Chemistry

Periodic Properties of the Elements

SCIENTISTS IN ACTION

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

Diffuse Reflectance Infrared Spectroscopic Identification of Dispersant/Particle Bonding Mechanisms in Functional Inks

نشر الانعكاس الطيفي بالأشعة تحت الحمراء تحديد مشتتة / الجسيمات الربط آليات في الأحبار وظيفية

In additive manufacturing, or 3D printing, material is deposited drop by drop, to create micron to macroscale layers.  A typical inkjet ink is a colloidal ...

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

توليف فراغي للغاية من 1،6-Ketoesters وساطة من قبل أيوني السوائل: رد فعل ثلاثي مكون تمكين الوصول السريع إلى فئة جديدة من الاسعار المنخفضة الوزن الجزيئي 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 ...

From Constructs to Crystals &#8211; Towards Structure Determination of &#946;-barrel Outer Membrane Proteins

From Constructs to Crystals ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â‚¬Å“ Towards Structure Determination of ÃƒÅ½Ã‚Â²-barrel Outer Membrane Proteins

من التركيبات لبلورات - نحو تحديد هيكل β برميل الخارجي بروتينات الغشاء

Membrane proteins serve important functions in cells such as nutrient transport, motility, signaling, survival and virulence, yet constitute only ~1% ...

Synthesis and Exfoliation of Discotic Zirconium Phosphates to Obtain Colloidal Liquid Crystals

التوليف وتقشير من Discotic الزركونيوم الفوسفات للحصول على بلورات الغروية السائل

Due to their abundance in natural clay and potential applications in advanced materials, discotic nanoparticles are of interest to scientists and ...

Characterizing Electron Transport through Living Biofilms

وصف الإلكترون النقل عبر الأغشية الحيوية الحية

Here we demonstrate the method of electrochemical gating used to characterize electrical conductivity of electrode-grown microbial biofilms under ...

The Effect of Interfacial Chemical Bonding in TiO2-SiO2 Composites on Their Photocatalytic NOx Abatement Performance

The Effect of Interfacial Chemical Bonding in TiO2-SiO2 Composites on Their Photocatalytic NOx Abatement Performance

تأثير الترابط الكيميائي بين السطوح في تيو<sub&gt; 2</sub&gt; -SiO<sub&gt; 2</sub&gt; المركبات على أدائها لأداء أكاسيد النيتروجين

The chemical bonding of particulate photocatalysts to supporting material surfaces is of great importance in engineering more efficient and practical ...

Determination of Thermodynamic Properties of Alkaline Earth-liquid Metal Alloys Using the Electromotive Force Technique

تحديد الخواص الحرارية للسبائك المعدنية الأرض قلوية السائل باستخدام تقنية القوة الدافعة الكهربائية

A novel electrochemical cell based on a CaF2 solid-state electrolyte has been developed to measure the electromotive force (emf) of binary alkaline ...

Elemental-sensitive Detection of the Chemistry in Batteries through Soft X-ray Absorption Spectroscopy and Resonant Inelastic X-ray Scattering

الكشف عن عنصري المراعية لمادة الكيمياء في البطاريات عن طريق التحليل الطيفي امتصاص الأشعة السينية اللينة، وتبعثر الأشعة السينية غير مرن رنانة

Energy storage has become more and more a limiting factor of today's sustainable energy applications, including electric vehicles and green electric grid ...

Novel Techniques for Observing Structural Dynamics of Photoresponsive Liquid Crystals

تقنيات الرواية لمراقبة ديناميات الهيكلية من بلورات سائلة فوتوريسبونسيفي

We discuss in this article the experimental measurements of the molecules in liquid crystal (LC) phase using the time-resolved infrared (IR) vibrational ...