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

Les auteurs souhaitent reconnaître des fonds de démarrage de l’Université de Toledo, ainsi que des fonds de la Fondation de l’American Chemical Society Herman Frasch dans la prise en charge partielle de cet ouvrage. M. Thomas Kina est reconnu pour son aide à l’élaboration d’un manomètre adapté pour mesurer les pressions de la réaction. M. Steve Modar est remerciée pour des discussions fructueuses.

ATTENTION : 1) les protocoles suivants ont été jugés sûrs par essais répétés. Toutefois, la prudence s’impose lorsque le scellage des flacons, tout au long de la réaction, et surtout lors de l’ouverture des réactions, comme le manque d’homogénéité dans la réaction flacons peuvent conduire à la défaillance de l’équipement. Les flacons doivent être inspectés pour avant l’utilisation des défauts physiques. Les flacons doivent être placées derrière une forme de bouclier blast ou ceinture de c...

À l’aide de van der Waals équation d’État, la pression approximative de ces systèmes peut être calculée45
Équation 1 :<img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58281/58281eq1.jpg">
Dans les conditions dans le protocole 1, nous pouvons supposer 26,3 mg de CO2 donne n = 5,98 x 10-4 mols
<img alt="Equation 1b" src="/files/ftp_upload/58281/58281eq2.jpg">
<p class...

L’utilisation de composés gazeux dans les réactions chimiques nécessite généralement un équipement spécialisé et procédures1,2. À l’échelle de banc, certains gaz peut être ajoutés directement d’un réservoir à l’aide d’un régulateur de haute pression3. Une autre méthode consiste à condenser le gaz sous conditions cryogéniques4,5. Bien qu’utiles, ces stratégies nécessitent l’utilisation de réacteurs de pression spécialisés avec des soupapes, ce qui peuvent représenter un coût prohibitif pour l’exécution en parallèle de nombreuses réactions. Cela peut donc considérablement ralentir la vitesse à laquelle réaction dépistage peut procéder. En conséquence, les chimistes ont trouvé souhaitable d’introduire ces composés en utilisant des méthodes alternatives. L’ammoniac peut être ajouté aux réactions à l’aide de sels de carboxylate de différentes d’ammonium, en profitant de la faible équilibre entre ces sels et l’ammoniac libre6. Hydrogénation de transfert est une stratégie importante pour des réactions de réduction des oléfines, carbonyle et groupes nitro qui contourne l’utilisation du gaz d’hydrogène inflammable avec des composés tels que le formiate d’ammonium ou l’hydrazine comme transporteurs de H27. Un autre gaz d’intérêt dans ce domaine est le monoxyde de carbone8 – CO peut être généré in situ par libération de carbonyles métalliques complexes9,10, ou alternativement, il peut être généré par décarbonylation de sources telles que les formates et formamides11,12,13 ou chloroforme14,15.
Un gaz qui ne connaît pas de développement significatif à cet égard est le dioxyde de carbone,16. Une raison à cela est que les nombreuses transformations qui impliquent de CO2 exigent également des pressions et des températures élevées et donc sont automatiquement reléguées aux réacteurs spécialisés17,18. Efforts récents pour élaborer des catalyseurs plus réactifs, cependant, ont facilité l’exécution de bon nombre de ces réactions sous pressions atmosphériques de CO219,20,21,22. Nous avons récemment découvert une réaction dans laquelle le dioxyde de carbone pourraient servir d’arbitrer la γ-C (sp3) – H arylation des amines aliphatiques23. Cette stratégie devait combiner les avantages d’une approche statique groupe dirigeant dont amide24,25,26,27,28, sulfonamide 29 , 30 , 31 , 32,33,de thiocarbonyle34ou hydrazone35-base de diriger des groupes (robusticity chimique), avec la facilité d’un groupe dirigeant transitoire (étape une diminution économie)36, 37,38,,39.
Bien que la réaction peut se produire sous une pression atmosphérique de CO2, la nécessité d’une mise en place de Schlenk aux réactions d’écran s’est avérée beaucoup trop lent. En outre, augmentant la pression légèrement conduite à améliore les rendements des réactions, mais ne pouvait être facilement réalisé à l’aide d’une ligne de Schlenk. Nous avons donc cherché une autre stratégie, et par la suite identifié cette glace carbonique pourrait être facilement utilisé comme une source solide de CO2 qui pourraient être ajoutées à une variété de récipients d’introduire la quantité nécessaire de dioxyde de carbone pour atteindre modérée pressions (Figure 1). Bien que sous-utilisé dans la synthèse, une stratégie similaire est assez courante comme une méthode permettant de générer des liquides de CO2 d’extraction et chromatographie demandes40,41,42,43, 44. Utilisant cette stratégie a permis que notre groupe rapidement écran un grand nombre de réactions en parallèle, tandis que la capacité d’accès CO2 pressions modérées d’entre 2 à 20 atmosphères était essentiel pour améliorer les rendements des réactions. Dans ces conditions, les primaires (1°) et les amines secondaires (2°) peuvent être accès avec riche en électrons et halogénures d’aryles pauvre électron.

<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

Ici est présenté une stratégie générale pour effectuer des réactions sous légère à modérée CO2 pressions à la glace sèche. Cette technique élimine le besoin d’équipement spécialisé atteindre des pressions modestes et peut même être utilisée pour atteindre des pressions plus élevées dans l’équipement plus spécialisé et cuves de réaction plus robustes. À la fin de la réaction, les flacons peuvent facilement être dépressurisés par ouverture à température ambiante. Dans l’exemple présent CO2 est aussi bien un groupe dirigeant présumé comme un moyen pour passiver les substrats amine, empêchant ainsi l’oxydation au cours de la réaction organométallique. En plus d’être facilement ajoutés, le groupe dirigeant est également supprimé sous vide, qui éviterait la purification Poussée à supprimer le groupe dirigeant. Cette stratégie permet l’arylation γ-C(sp3)-H facile des amines aliphatiques et a le potentiel pour être appliqué à une variété d’autres réactions à base d’amines.

Suite à ces protocoles, il est possible de charger un flacon de réaction à une quantité appropriée de dioxyde de carbone pour réaliser des réactions chimiques qui nécessitent de CO2 atmosphères. La pression obtenue à l’étape 1 est évaluée à environ 3 atmosphères (voir la discussion pour la détermination de cette valeur), bien qu’en raison de la solvatation partielle, la pression observée se trouve à proximité de 2 atmosphères à température ambiante et ...

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

Nous présentons ici un protocole permettant d’effectuer des réactions dans les cuves de réaction simple sous des pressions de faible à modéré de CO2. Les réactions peuvent être effectuées dans une variété de navires simplement en administrant le dioxyde de carbone sous forme de glace sèche, sans besoin de matériel coûteux ou élaboré ou Set-up.

Atteindre des pressions modérées dans des récipients fermés hermétiquement à l’aide de neige carbonique comme Source solide 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

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