Name: achieving moderate pressures in sealed vessels using dry ice as a solid co2 source
Uploaded: 2018-08-17T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Achieving Moderate Pressures in Sealed Vessels Using Dry Ice As a Solid CO2 Source at JoVE.com

Forfatterne vil gerne anerkende start-up finansiering fra universitetet i Toledo, samt midler fra American Chemical Society's Herman Frasch Foundation i delvis støtte til dette arbejde. Mr. Thomas Kina er anerkendt for sin assistance med at udvikle en egnet manometer til at måle reaktion pres. Mr. Steve Modar er takkede til nyttige diskussioner.

Forsigtig: 1) de følgende protokoller er blevet erklæret sikkert gennem gentagne forsøg. Men, forsigtighed bør udvises, når forsegling hætteglas, i hele reaktionen, og især når du åbner reaktionerne, som uensartethed i reaktionen hætteglas kan føre til udstyr fiasko. Hætteglassene skal inspiceres for fysiske defekter før brug. Hætteglassene skal placeres bag nogle form for blast skjold eller hætte skærf umiddelbart efter forsegling for at forebygge hændelser bør hætteglassene mislykkes. 2) selv om der ...

Ved hjælp af van der Waals ligning af staten, kan den omtrentlige pres af disse systemer være beregnede45
EQ. 1:<img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58281/58281eq1.jpg">
Under betingelserne i protokol 1, kan vi antage, 26,3 mg af CO2 giver n = 5.98 x 10-4 mols
<img alt="Equation 1b" src="/files/ftp_upload/58281/58281eq2.jpg">
Som et groft s...

Anvendelsen af gasformige forbindelser i kemiske reaktioner kræver typisk specialiseret udstyr og procedurer1,2. På bænken skala, kan nogle gasser tilføjes direkte fra en tank, ved hjælp af et højtryk regulator3. En alternativ metode er at kondensere gas under kryogene betingelser4,5. Selv om nyttige, kræver disse strategier brug af specialiserede pres reaktorer med ventiler, der kan være omkostningseffektivt uoverkommelige for løb mange reaktioner i parallel. Dette kan derfor høj grad bremse hastigheden på hvilken reaktion screening kan fortsætte. Som et resultat, har kemikere fundet det ønskeligt at indføre disse forbindelser ved hjælp af alternative metoder. Ammoniak kan føjes til reaktioner ved hjælp af forskellige carboxylat ammoniumsalte, udnytter de svage ligevægt mellem disse salte og fri ammoniak6. Overførsel hydrogenering er en vigtig strategi for reduktion af reaktioner af olefiner, carbonyl og nitro grupper at omgaas brugen af brandfarlig hydrogengas med forbindelser såsom ammonium formate eller hydrazin som bærere af H27. En anden gas af interesse på dette område er kulilte8 -CO kan være genereret i situ af befrielse fra metal carbonyl komplekser9,10, eller alternativt kan den genereres af decarbonylation fra kilder som formates og formamides11,12,13 eller chloroform14,15.
En gas, som ikke har haft en betydelig udvikling i denne henseende er CO2-16. En af grundene til dette er, at mange forvandlinger, der involverer CO2 også kræver høje temperaturer og tryk, og dermed er automatisk henvist til specialiseret reaktorer17,18. Seneste bestræbelser på at udvikle mere reaktiv katalysatorer, dog, har fremmet kører mange af disse reaktioner under atmosfærisk pres af CO219,20,21,22. Vi har for nylig opdaget en reaktion, hvor CO2 kan bruges til at mægle γ-C (sp3) – H arylation af alifatiske aminer23. Denne strategi var forventet at kombinere fordelene ved en statisk lede gruppen tilgang herunder akrylamid24,25,26,27,28, sulfonamid 29 , 30 , 31 , 32, thiocarbonyl33,34eller hydrazone35-baseret lede grupper (kemiske robusticity), med lethed, hvormed et forbigående lede gruppen (nedsat trin økonomi)36, 37,38,39.
Selv om bagstræv kunne ske under atmosfærisk tryk af CO2, langsom behovet for en Schlenk set-up til skærmen reaktioner viste sig at være uoverkommeligt. Endvidere øge trykket lidt førte til forbedret reaktion udbytter, men kunne ikke blive nemt at opnå ved hjælp af en Schlenk linje. Vi har derfor søgt en alternativ strategi, og efterfølgende identificeret som tøris kunne nemt bruges som en solid kilde til CO2 der kan føjes til en lang række reaktion fartøjer at indføre den nødvendige mængde af kuldioxid at opnå moderat pres (figur 1). Selvom underudnyttede i syntese, er en lignende strategi ret almindelig som en metode til at generere flydende CO2 til kromatografi og udvinding programmer40,41,42,43, 44. Udnytte denne strategi er tilladt vores gruppe til hurtigt skærmen stort tal af reaktioner i parallel, mens evnen hen til adgang moderat CO2 pres af mellem 2-20 atmosfærer var afgørende for at forbedre udbyttet af reaktioner. Disse betingelser kan både primære (1°) og sekundære (2°) aminer være arylated med elektron rige og elektron fattige aryl halogenider.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>7.5 mL Sample Vial with Screw Cap (Thermoset)</td>
			<td>Qorpak</td>
			<td>GLC-00984</td>
			<td>Can be reused.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40 mL Sample Vial with Screw Cap (Thermoset)</td>
			<td>Qorpak</td>
			<td>GLC-01039</td>
			<td>Can be reused.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure Tube, #15 Thread, 7&#34; Long, 25.4 mm O.D.</td>
			<td>Ace Glass</td>
			<td>8648-06</td>
			<td>Can be reused.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pie-Block for 2 Dram Vials</td>
			<td>ChemGlass</td>
			<td>CG-1991-P14</td>
			<td>Can be reused.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pie-Block for 10 Dram Vials</td>
			<td>ChemGlass</td>
			<td>CG-1991-P12</td>
			<td>Can be reused.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3.2 mm PTFE Disposable Stir Bars</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>14-513-93</td>
			<td>Can be reused.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C-MAG HS 7 Control Hotplate</td>
			<td>IKA</td>
			<td>20002695</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analytical Weighing Balance</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>QUINTIX2241S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double-Ended Micro-Tapered Spatula</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>21-401-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hei-VAP Advantage - Hand Lift Model with G5 Dry Ice Condenser Rotary Evaporator</td>
			<td>Heidolph</td>
			<td>561-01500-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bump Trap 14/20 Joint</td>
			<td>ChemGlass</td>
			<td>CG-1322-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tert-Amyl amine</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>B24639-14</td>
			<td>Used as received.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Methyl-N-(3-methylbenzyl)butan-2-amine</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Prepared from reductive amination of tert-amyl amine and 3-tolualdehyde in the presence of sodium borohydride in methanol.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Palladium Acetate</td>
			<td>Chem-Impex International, Inc.</td>
			<td>4898</td>
			<td>Used as received.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver Trifluoroacetate</td>
			<td>Oakwood Chemicals</td>
			<td>007271</td>
			<td>Used as received.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenyl Iodide</td>
			<td>Oakwood Chemicals</td>
			<td>003461</td>
			<td>Used as received.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic Acid</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>A38</td>
			<td>Used as received.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,1,1,3,3,3-Hexafluoroisopropanol</td>
			<td>Oakwood Chemicals</td>
			<td>003409</td>
			<td>Used as received.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deionized Water</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Obtained from in-house deionized water system.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dry Ice</td>
			<td>Carbonic Enterprises Dry Ice Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Non-food grade dry ice.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Concentrated Hydrochloric Acid</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>A144SI</td>
			<td>Diluted to a 1.2 M solution prior to use.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diethyl Ether, Certified</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>E138</td>
			<td>Used as received.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexanes, Certified ACS</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>H292</td>
			<td>Used as received.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saturated Ammonium Hydroxide</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>A669</td>
			<td>Used as received.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>D37</td>
			<td>Used as received.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Sulfate, Anhydrous</td>
			<td>Oakwood Chemicals</td>
			<td>044702</td>
			<td>Used as received.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>250 mL Separatory Funnel</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Prepared in-house by staff glassblower.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 mL Round Bottom Flask</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Prepared in-house by staff glassblower.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scientific Disposable Funnel</td>
			<td>Caplugs</td>
			<td>2085136030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Borosilicate Glass Scintillation Vials, 20 mL</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>03-337-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mm O.D. Thin Walled Precision NMR Tubes</td>
			<td>Wilmad</td>
			<td>666000575</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform-d</td>
			<td>Cambridge Isotope Laboratories, Inc.</td>
			<td>DLM-7</td>
			<td>Used as received.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

achieving moderate pressures in sealed vessels using dry ice as a solid co2 source

Heri præsenteres en generel strategi for at udføre reaktioner under mild til moderat CO2 pres med tøris. Denne teknik overflødiggør behovet for specialiseret udstyr at opnå beskedne belastninger, og kan endda bruges til at opnå højere pres i mere specialiseret udstyr og mere robuste reaktion fartøjer. For enden af reaktionen kan hætteglassene nemt trykfri ved åbning ved stuetemperatur. I det foreliggende eksempel fungerer CO2 som både en formodede ledelse gruppe samt en måde at passivering Amin substrater, derved forhindre oxidation under metalorganiske reaktionen. Ud over at være nemt tilføjet, fjernet lede Gruppen også under vakuum, længere er behov for omfattende rensning at fjerne gruppen lede. Denne strategi giver den facile γ-C(sp3)-H arylation af alifatiske aminer og har potentiale til at blive anvendt til en række andre Amin-baserede reaktioner.

Efter disse protokoller er det muligt at oplade et prøveglas med en passende mængde kuldioxid at opnå kemiske reaktioner, der kræver CO2 atmosfærer. Presset opnåede i trin 1 er beregnet til at være ca 3 atmosfærer (Se diskussion for fastsættelsen af denne værdi), selv om på grund af delvis solvation, den observerede pres er 2 atmosfærer ved stuetemperatur, og bør være cirka 2,6 atmosfærer betingelser reaktion. Derfor, på betingelser i trin 1, 2-Methyl-4-phenyl-b...

Watch this Scientific Journal Video about Achieving Moderate Pressures in Sealed Vessels Using Dry Ice As a Solid CO2 Source at JoVE.com

Achieving Moderate Pressures in Sealed Vessels Using Dry Ice As a Solid CO2 Source

Her præsenterer vi en protokol for at udføre reaktioner i simpel reaktion fartøjer under lav til moderat pres af CO2. Reaktionerne kan udføres i en række forskellige fartøjer blot ved at administrere kuldioxid i form af tøris, uden behov for dyre eller omfattende udstyr eller set-ups.

At opnå moderat pres i lukkede fartøjer, der anvender tøris som en Solid CO2 kilde

Herein is presented a general strategy to perform reactions under mild to moderate CO2 pressures with dry ice. This technique obviates the need for ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Achieving Moderate Pressures in Sealed Vessels Using Dry Ice As a Solid CO2 Source

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry (UPLC-HRMS)

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry UPLC-HRMS

Målrettede Metabolomics fra biologiske kilder Brug Ultraperformance væskekromatografi-højopløsningsmassespektrometri (UPLC-HRMS)

Here we present a workflow to analyze the metabolic profiles for biological samples of interest including; cells, serum, or tissue. The sample is first ...

Determining the Ice-binding Planes of Antifreeze Proteins by Fluorescence-based Ice Plane Affinity

Bestemmelse af isbindende fly af frostvæskeproteiner ved fluorescens-baserede Ice Plane Affinitet

Antifreeze proteins (AFPs) are expressed in a variety of cold-hardy organisms to prevent or slow internal ice growth. AFPs bind to specific planes of ice ...

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

Højtryks-Sapphire Cell til faseligevægte Målinger af CO<sub&gt; 2.</sub&gt; / Organiske / Water Systems

The high pressure sapphire cell apparatus was constructed to visually determine the composition of multiphase systems without physical sampling. ...

Preparing Adherent Cells for X-ray Fluorescence Imaging by Chemical Fixation

Forberedelse vedhæftende celler for X-ray fluorescens Imaging af Chemical Fiksering

X-ray fluorescence imaging allows us to non-destructively measure the spatial distribution and concentration of multiple elements simultaneously over ...

Atom Transfer Radical Polymerization of Functionalized Vinyl Monomers Using Perylene as a Visible Light Photocatalyst

Atom Transfer Radical Polymerisering af Funktionaliserede vinylmosomere Brug perylen som synligt lys Photocatalyst

A standardized technique for atom transfer radical polymerization of vinyl monomers using perylene as a visible-light photocatalyst is presented. The ...

Measurement of Particle Size Distribution in Turbid Solutions by Dynamic Light Scattering Microscopy

Måling af Particle Size Distribution i uklare Solutions af Dynamic Light Scattering Microscopy

A protocol for measuring polydispersity of concentrated polymer solutions using dynamic light scattering is described. Dynamic light scattering is a ...

Quantifying X-Ray Fluorescence Data Using MAPS

Kvantificere X-Ray fluorescens Data ved hjælp af kort

The quantification of X-ray fluorescence (XRF) microscopy maps by fitting the raw spectra to a known standard is crucial for evaluating chemical ...

Minimum Burning Pressures of Water-based Emulsion Explosives

Minimum brændende pres af vandbaseret Emulsion sprængstoffer

This manuscript describes a protocol to measure the minimum pressure required for sustained burning of water-based emulsion explosives. Pumping ...

Solid-phase Synthesis of [4.4] Spirocyclic Oximes

Fast-fase syntese af [4.4] Spirocyclic Oximes

A convenient synthetic route for spirocyclic heterocycles is well sought after due to the molecule&#39;s potential use in biological systems. By means of ...

In situ FTIR Spectroscopy as a Tool for Investigation of Gas/Solid Interaction: Water-Enhanced CO2 Adsorption in UiO-66 Metal-Organic Framework

In situ FTIR Spectroscopy as a Tool for Investigation of Gas/Solid Interaction: Water-Enhanced CO2 Adsorption in UiO-66 Metal-Organic Framework

In situ FTIR Spektroskopi som et værktøj til undersøgelse af gas / solid interaktion: Vand-Forbedret CO2 Adsorption i UiO-66 Metal-Organisk ramme

In situ infrared spectroscopy is an inexpensive, highly sensitive, and selective valuable tool to investigate the interaction of polycrystalline solids ...