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

De auteurs willen erkennen start-up financiering uit de Universiteit van Toledo, alsmede middelen uit de American Chemical Society Herman Frasch Foundation in gedeeltelijke ondersteuning van dit werk. Mr. Thomas Kina is erkend voor zijn hulp met de ontwikkeling van een geschikt manometer voor het meten van de druk van de reactie. Meneer Steve Modar is bedankte voor nuttige discussies.

Let op: 1) de volgende protocollen geacht veilig door middel van herhaalde proeven. Echter, voorzichtigheid moet worden betracht wanneer verzegelen flesjes, gedurende de reactie, en vooral bij het openen van de reacties, flesjes als heterogeniteit in de reactie kunnen leiden tot equipment mislukking. Flesjes moeten worden geïnspecteerd voor fysieke gebreken vóór gebruik. Flesjes moeten worden geplaatst achter een soort explosie schild of kap sash onmiddellijk nadat de flesjes afdichting om te voorkomen dat de incident...

Met behulp van het van der Waals vergelijking van State, kunnen de geschatte druk van deze systemen berekende45
EQ. 1:<img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58281/58281eq1.jpg">
Onder de voorwaarden in Protocol 1, kunnen we aannemen 26,3 mg CO2 geeft n = 5.98 x 10-4 mol
<img alt="Equation 1b" src="/files/ftp_upload/58281/58281eq2.jpg">
Als een ...

Meestal vereist het gebruik van gasvormige verbindingen in chemische reacties gespecialiseerde apparatuur en procedures1,2. Bank duurzaame, kunnen sommige gassen rechtstreeks vanuit een tank met een hoge druk regelaar3worden toegevoegd. Een alternatieve methode is om het gas onder Cryogene omstandigheden4,5te condenseren. Hoewel handig, vereist deze strategieën het gebruik van gespecialiseerde druk reactoren met kleppen, die kosten onbetaalbaar worden kunnen voor vele reacties parallel lopen. Dit kan het tarief op welke reactie screening kunt doorgaan met installeren dus sterk vertragen. Dientengevolge, hebben chemici gevonden het wenselijk om deze verbindingen met alternatieve methodes. Ammoniak kan worden toegevoegd aan reacties met behulp van verschillende carboxylaat ammoniumzouten, profiteren van de zwakke evenwicht tussen deze zouten en vrije ammoniak6. Overdracht hydrogenering is een belangrijke strategie voor de vermindering van de reacties van olefinen, carbonyl en nitro groepen die het gebruik van licht ontvlambaar waterstofgas met verbindingen zoals ammonium formate of hydrazine als dragers van H27 omzeilt. Een ander gas van belang op dit gebied is koolmonoxide8 -CO kan worden gegenereerd in situ door bevrijding van metalen carbonyl complexen9,10, of als alternatief kan het worden gegenereerd door decarbonylatie van bronnen, zoals formates en formamides11,12,13 of chloroform14,15.
Een gas dat belangrijke ontwikkeling in dit verband niet heeft genoten is kooldioxide-16. Een reden hiervoor is dat vele transformaties waarbij CO2 ook hoge temperaturen en druk vereisen, en dus automatisch naar gespecialiseerde reactoren17,18 degraderen. Recente inspanningen voor het ontwikkelen van meer reactieve katalysatoren, echter, hebben vergemakkelijkt lopen veel van deze reacties onder atmosferische druk van CO219,20,21,22. Wij ontdekten onlangs een reactie waarin kooldioxide kan worden gebruikt om het bemiddelen van de γ-C (sp3) – H arylation van alifatische amines23. Deze strategie werd verwacht te combineren de voordelen van een statische leiding groep aanpak, met inbegrip van amide24,25,26,27,28, sulfonamide 29 , 30 , 31 , 32, thiocarbonylhalogeniden33,34of hydrazon35-gebaseerde groepen (chemische robusticity), met het gemak van een voorbijgaande leiding groep (verminderde stap economie)36, leiden 3938, 37,.
Hoewel de reactie kan plaatsvinden onder atmosferische druk van CO2, wordt de behoefte aan een Schlenk set-up scherm reacties bleek onbetaalbaar vertragen. Bovendien verhogen de druk lichtjes geleid tot reactie opbrengsten verbeterd, maar niet gemakkelijk kan worden via een Schlenk-lijn. Daarom proberen we een alternatieve strategie, en nadien heeft vastgesteld dat Droogijs kan gemakkelijk worden gebruikt als een vaste bron van CO2 , dat kan worden toegevoegd aan een verscheidenheid van reactie schepen om de benodigde hoeveelheid kooldioxide tot matig Druk (Figuur 1). Hoewel onderbenut in synthese, is een soortgelijke strategie vrij algemeen als een methode voor het genereren van vloeibare CO2 voor chromatografie en extractie toepassingen40,41,42,43, 44. Met behulp van deze strategie mogen dat onze fractie snel scherm groot aantal reacties in parallel, terwijl de mogelijkheid om toegang gematigde CO2 druk van tussen 2-20 atmosferen waren kritisch aan de verbetering van de opbrengsten van de reacties. Onder deze omstandigheden kunnen zowel primaire (1°) en secundaire (2°) aminen arylated met elektron-rijk en elektron arme aryl-halogeniden.

<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

Hierin wordt voorgesteld een algemene strategie voor het uitvoeren van de reacties onder milde tot matige CO2 druk met droogijs. Deze techniek ondervangt de behoefte aan gespecialiseerde apparatuur om bescheiden druk, en kan zelfs gebruikt worden om hogere druk in de meer gespecialiseerde apparatuur en steviger reactie vaartuigen. Aan het einde van de reactie, kunnen de flesjes gemakkelijk worden depressurized door opening bij kamertemperatuur. In het huidige voorbeeld fungeert CO2 als zowel een vermeende leiding groep als een manier om passivate amine substraten, waardoor het voorkomen van oxidatie tijdens de organometaal reactie. Naast gemakkelijk worden toegevoegd, de leiding groep ook verwijderd onder vacuüm, het wegnemen van de noodzaak voor uitgebreide zuivering de leiding groep te verwijderen. Deze strategie maakt de facile γ-C(sp3)-H arylation van alifatische amines en heeft het potentieel om te worden toegepast op een verscheidenheid van andere amine gebaseerde reacties.

Naar aanleiding van deze protocollen is het mogelijk te laden een reactie flesje met een passend bedrag van kooldioxide tot chemische reacties die CO vereisen2 atmosferen. De druk bereikt in stap 1 wordt berekend te zijn ongeveer 3 atmosferen (zie bespreking voor bepaling van deze waarde), hoewel als gevolg van de gedeeltelijke was, de waargenomen druk in de nabijheid van 2 sferen bij kamertemperatuur is, en moet ongeveer 2.6 atmosferen onder de voorwaarden van de reactie. Daar...

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

Hier presenteren we een protocol voor het uitvoeren van reacties in eenvoudige reactie vaartuigen onder lage tot matige druk van CO2. De reacties kunnen worden uitgevoerd in een verscheidenheid van vaartuigen gewoon door het toedienen van de kooldioxide in de vorm van droogijs, zonder de noodzaak voor dure of ingewikkelde apparatuur of set-ups.

Bereiken van matige druk in verzegelde vaartuigen met behulp van droogijs als een bron van Solid CO2

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

Ongerichte Metabolomics uit biologische grondstoffen gebruiken UltraPerformance Liquid Chromatography-hoge resolutie massaspectrometrie (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

Het bepalen van de IJsbindende Vlakken van Antivries eiwitten door Fluorescentie-gebaseerde Ice Plane Affiniteit

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

Hogedruk Sapphire Cel voor fasenevenwichten Metingen van CO<sub&gt; 2</sub&gt; / Organic / 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

Het voorbereiden hechtende cellen voor X-stralen fluorescentie beeldvorming door Chemical Fixatie

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

Atoomoverdrachtsradicaalpolymerisatie van gefunctionaliseerde vinylmonomeren behulp Perylene als zichtbaar licht 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

Meting van de deeltjesgrootteverdeling in Troebele Solutions van 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

Kwantificeren van Röntgen fluorescentie gegevens met behulp van MAPS

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 druk van watergebaseerde emulsie explosieven branden

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

Solid-phase synthese van [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 Spectroscopie als hulpmiddel voor onderzoek naar gas/vaste interactie: waterversterkte CO2 Adsorptie in UiO-66 Metaal-Organisch Framework

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