Name: achieving moderate pressures in sealed vessels using dry ice as a solid co2 source
Uploaded: 2018-08-17T14:45:00
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Los autores desean reconocer la financiación de puesta en marcha de la Universidad de Toledo, así como los fondos de la Fundación de la sociedad americana de química Herman Frasch en apoyo parcial de esta obra. Sr. Thomas Kina es reconocido por su ayuda con el desarrollo de un adecuado medidor de presión para medir la presión de reacción. Sr. Steve Modar es agradeció a discusiones útiles.

PRECAUCIÓN: 1) los siguientes protocolos han sido consideradas como seguros a través de ensayos repetidos. Sin embargo, se debe ejercer precaución al sellar los frascos, a lo largo de la reacción, y especialmente al abrir las reacciones, como la inhomogeneidad en la reacción frascos pueden llevar a fallas del equipo. Frascos deben inspeccionarse antes de defectos físicos a utilizar. Frascos deben colocarse detrás de algún tipo de escudo blast o marco de la campana inmediatamente después de sellado para evitar in...

Usando el van der Waals ecuación de estado, la presión aproximada de estos sistemas puede ser calculado45
Ecuación 1:<img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58281/58281eq1.jpg">
En las condiciones en el protocolo 1, podemos suponer 26,3 mg de CO2 da n = 5.98 x 10-4 moles
<img alt="Equation 1b" src="/files/ftp_upload/58281/58281eq2.jpg">
Como ...

El uso de compuestos gaseosos en las reacciones químicas normalmente requiere equipo especializado y procedimientos1,2. A escala de banco, algunos gases pueden añadirse directamente de un tanque usando un regulador de alta presión3. Un método alternativo consiste en condensar el gas bajo condiciones criogénicas4,5. Aunque útiles, estas estrategias requieren el uso de reactores de presión especializados con válvulas, que pueden ser costos prohibitivos para el funcionamiento de numerosas reacciones en paralelo. Esto por lo tanto puede reducir grandemente la tasa en que la reacción puede continuar la proyección. Como resultado, químicos han encontrado deseable introducir estos compuestos usando métodos alternativos. Amoníaco puede añadirse a las reacciones con sales de carboxilato de amonio diferentes, aprovechando el débil equilibrio entre estas sales y amoniaco libre6. Transferencia de la hidrogenación es una estrategia importante para las reacciones de reducción de olefinas, carbonilo y grupos nitro que evita el uso de gas de hidrógeno inflamable con compuestos como el formiato de amonio o hidracina como portadores de H27. Otro gas de interés en esta área es monóxido de carbono8 -CO puede ser generado en situ por liberación de complejos de metal carbonilo9,10, o también puede ser generada por decarbonylation de fuentes como la formates y formamides11,12,13 o cloroformo14,15.
Un gas que no ha disfrutado de un desarrollo importante en este sentido es dióxido de carbono16. Una de las razones es que muchas transformaciones que implican CO2 también requieren presiones y altas temperaturas y así son automáticamente relegadas a reactores especializado17,18. Esfuerzos recientes para desarrollar catalizadores más reactivos, sin embargo, han facilitado la ejecución muchas de estas reacciones bajo presión atmosférica de CO219,20,21,22. Recientemente hemos descubierto una reacción en la que dióxido de carbono podría utilizarse para mediar la γ-C (sp3) – H cetonas Aminas alifáticas23. Esta estrategia se esperaba que combinan los beneficios de un enfoque de grupo de dirección estática incluyendo amida24,25,26,27,28, sulfamida 29 , 30 , 31 , 32,33,de tiocarbonilo34o hidrazona35-basado dirigir grupos (química robusticity), con la facilidad de un Grupo Directivo transitorio (economía de menor paso)36, 37,38,39.
Aunque la reacción podría ocurrir bajo presión atmosférica de CO2, la necesidad de una configuración de Schlenk pantalla reacciones probó prohibitivo lenta. Además, aumentando la presión ligeramente conducida a mejora rendimiento de la reacción, pero podría no ser fácilmente logrado usando una línea de Schlenk. Por lo tanto buscamos una estrategia alternativa, y posteriormente identificado ese hielo seco podría ser fácilmente utilizado como una fuente sólida de CO2 que se podría añadir a una variedad de recipientes de reacción para introducir la cantidad necesaria de dióxido de carbono para lograr moderada presiones (figura 1). Aunque subutilizado en síntesis, una estrategia similar es bastante común como un método para generar líquido CO2 para cromatografía y extracción aplicaciones40,41,42,43, 44. Utilizando esta estrategia permitió que nuestro grupo rápidamente grandes números de pantalla de las reacciones en paralelo, mientras que la capacidad de acceso moderado CO2 presiones de entre 2-20 atmósferas fueron fundamental para mejorar los rendimientos de las reacciones. En estas condiciones, primaria (1 º) y aminas secundarias (2°) pueden ser arylated con ricos en electrones y electrones pobre aryl halides.

<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

En este documento se presenta una estrategia general para llevar a cabo reacciones bajo leves a moderadas presiones de CO2 con hielo seco. Esta técnica evita la necesidad de equipo especializado para lograr presiones modestas y puede utilizarse incluso para alcanzar presiones más altas en el equipo más especializado y resistentes vasos de reacción. Al final de la reacción, los frascos pueden ser fácilmente despresurizados abriendo a temperatura ambiente. En el ejemplo presente CO2 sirve como un supuesto grupo directivo así como una forma de apaciguar los sustratos amina, previniendo así la oxidación durante la reacción organometálicas. Además de ser fácilmente añadida, el grupo directivo también se quitará al vacío, evitando la necesidad de purificación extensa quitar el grupo directivo. Esta estrategia permite la arilación de γ-C(sp3)-H facile de Aminas alifáticas y tiene el potencial para ser aplicado a una variedad de otras reacciones base de aminas.

Después de estos protocolos, es posible cargar una cubeta de reacción con una cantidad adecuada de dióxido de carbono para lograr reacciones químicas que requieren CO2 atmósferas. La presión alcanzada en el paso 1 se calcula que aproximadamente 3 atmósferas (véase la discusión para la determinación de este valor), aunque debido a la solvatación parcial, la presión observada en las cercanías de 2 atmósferas a temperatura ambiente y debe ser aproximadamente 2,6 atm?...

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

Aquí presentamos un protocolo para la realización de reacciones en los vasos de reacción simple bajo presiones bajas a moderadas de CO2. Las reacciones pueden realizarse en una variedad de recipientes simplemente por administrar el dióxido de carbono en forma de hielo seco, sin necesidad de equipo costoso o elaborado o configuraciones.

Alcanzar presiones moderadas en recipientes sellados usando hielo seco sólido CO2 fuente

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

Metabolómica no focalizados de fuentes biológicas Uso UltraPerformance cromatografía líquida-espectrometría de masas de alta resolución (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 ...

Investigación

Química

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La Determinación De Los Planos De Unión Al Hielo De Las Proteínas Anticongelante Por La Afinidad De Plano De Hielo Basado En Fluorescencia

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

De alta presión de la célula de zafiro para la Fase Equilibrios mediciones de CO<sub&gt; 2</sub&gt; / Orgánicos / Sistemas de Agua

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

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Preparación de células adherentes, por Imágenes de fluorescencia de rayos X por Química Fijación

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

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