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

Författarna vill uppmärksamma startfinansiering från The University of Toledo, samt medel från American Chemical Society's Herman Frasch Foundation i delvis stöd i detta arbete. Mr Thomas Kina erkänns för sin hjälp med att utveckla en passande manometer för att mäta reaktion trycket. Mr Steve Modar är tackade för bra diskussioner.

FÖRSIKTIGHET: (1) följande protokoll har bedömts vara säkra genom upprepade försök. Men försiktighet bör iakttas när tätning injektionsflaskor, hela reaktionen, och särskilt när du öppnar reaktionerna, injektionsflaskor som inhomogenitet i reaktionen kan leda till fel på utrustningen. Injektionsflaskorna ska inspekteras för fysiska defekter före användning. Injektionsflaskor ska placeras bakom någon form av tryckvåg sköld eller huva sash omedelbart efter tätning för att förhindra incidenter bör in...

Med van der Waals ekvation av statligt, kan ungefärliga trycket av dessa system vara beräknade45
Ekv 1:<img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58281/58281eq1.jpg">
De villkor som avses i protokoll nr 1, kan vi anta 26,3 mg CO2 ger n = 5,98 x 10-4 mols
<img alt="Equation 1b" src="/files/ftp_upload/58281/58281eq2.jpg">
Som en grov uppskattning a...

Användningen av gasformiga föreningar i kemiska reaktioner vanligtvis kräver specialutrustning och förfaranden1,2. På bänk skala, kan vissa gaser läggas direkt från en tank som med högt tryck regulator3. En alternativ metod är att kondensera gasen enligt kryogen villkor4,5. Även om det är användbart, kräver dessa strategier användning av specialiserade trycket reaktorer med ventiler, som kan vara kostnadseffektivt oöverkomliga för parallellt många reaktioner. Detta kan därför avsevärt långsammare på vilken reaktion screening kan fortsätta. Kemister har därför funnit det önskvärt att införa dessa föreningar med alternativa metoder. Ammoniak kan läggas till reaktioner med olika bildas ammoniumsalter, utnyttja svaga jämvikten mellan dessa salter och fri ammoniak6. Överföring hydrogenering är en viktig strategi för minskning reaktioner av olefiner, karbonyl och nitrogrupper som kringgår användning av brandfarlig vätgas med föreningar såsom ammonium formate eller hydrazin som bärare av H27. En annan gas av intresse i detta område är kolmonoxid8 – CO kan vara genererade i situ av befrielsen från metall karbonyl komplex9,10, eller alternativt så kan skapas genom decarbonylation från källor såsom formiater och formamides11,12,13 eller kloroform14,15.
En gas som inte har haft betydande utveckling i detta avseende är koldioxid16. En anledning till detta är att många förändringar som involverar CO2 också kräver höga temperaturer och tryck, och således är automatiskt nedflyttad till specialiserade reaktorer17,18. Senaste ansträngningar att utveckla mer reaktiv katalysatorer, emellertid, har underlättat kör många av dessa reaktioner under atmosfäriskt tryck CO219,20,21,22. Vi upptäckte nyligen en reaktion där koldioxid kunde användas att medla den γ-C (sp3) – H arylation av alifatiska aminer23. Denna strategi förväntas kombinera fördelarna med en statisk rikta grupp strategi inklusive amide24,25,26,27,28, sulfonamid 29 , 30 , 31 , 32, thiocarbonyl33,34eller Hydrazon35-baserat leda grupper (kemisk robusticity), med lätthet av en övergående styra gruppen (minskad steg ekonomi)36, 37,38,39.
Även om reaktionen kan uppstå under atmosfäriskt tryck av CO2, behovet av en Schlenk set-up till skärmen reaktioner visade sig vara oöverkomligt långsam. Dessutom ökar trycket något ledde till förbättrad reaktion avkastning, men inte kan lätt uppnås med hjälp av en Schlenk. Vi sökte därför en alternativ strategi, och därefter har fastställt att torr-is kunde enkelt användas som en solid källa till CO2 som kunde läggas till en mängd reaktionskärl att införa den nödvändiga mängden koldioxid att uppnå måttlig Tryck (figur 1). Även om underutnyttjade syntes, är en liknande strategi ganska vanligt som en metod att generera flytande CO2 för kromatografi och utvinning program40,41,42,43, 44. Utnyttja denna strategi får vår grupp att snabbt skärmen stort antal reaktioner parallellt, medan förmågan att tillgång måttlig CO2 pressar av mellan 2-20 atmosfärer var kritiska till att förbättra avkastningarna av reaktionerna. Under dessa förhållanden, kan både primära (1°) och sekundär (2°) aminer vara arylated med electron rich och elektron fattiga 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

Häri presenteras en allmän strategi för att utföra reaktioner under mild till måttlig CO2 pressar med torris. Denna teknik undanröjer behovet av specialutrustning att uppnå blygsamma påtryckningar, och kan även användas för att uppnå högre tryck i mer specialiserad utrustning och robustare reaktionskärl. I slutet av reaktionen, kan injektionsflaskorna vara enkelt trycklös genom öppningen vid rumstemperatur. I det aktuella exemplet fungerar CO2 som en förmodad rikta grupp såväl som ett sätt att passiverande amine substrat, vilket förhindrar oxidation under Metallorganisk reaktionen. Utöver läggs enkelt, bort styra gruppen också under vakuum, undanröja behovet av omfattande rening styra gruppen. Denna strategi gör det lättköpt γ-C(sp3)-H arylation av alifatiska aminer och har potential att användas till en mängd andra amine-baserade reaktioner.

Efter dessa protokoll är det möjligt att ladda en reaktion-injektionsflaskan med en lämplig mängd koldioxid att uppnå kemiska reaktioner som kräver CO2 atmosfärer. Trycket uppnåtts i steg 1 beräknas till cirka 3 atmosfärer (se diskussionen för fastställandet av detta värde), även på grund av partiell utläggning, observerade trycket är i närheten av 2 atmosfärer i rumstemperatur, och bör vara cirka 2,6 atmosfärer på reaktion villkor. Därför, de villkor so...

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

Här presenterar vi ett protokoll för att utföra reaktioner i enkla reaktionskärl under låg till måttlig pressar av CO2. Reaktionerna kan utföras i en mängd fartyg helt enkelt genom att administrera koldioxiden i form av torr-is, utan behovet av kostsamma eller avancerade utrustning eller uppställningar.

Att uppnå måttligt tryck i slutna kärl med torr-is som en Solid CO2 källa

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

Oriktade Metabolomics från biologiska källor Använda Ultraperformance vätskekromatografi-högupplösande masspektrometri (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

Bestämma isbindande plan för frostskyddsproteiner genom fluorescensbaserad isplanstillhörighet

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

Högtrycks Sapphire Cell för fasjämvikter Mätningar av CO<sub&gt; 2</sub&gt; / Ekologisk / 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

Förbereda Vidhäftande Cells för röntgen fluorescens avbildning av Chemical Fixering

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 radikalpolymerisation av Funktion vinylmonomerer Använda perylen som synligt ljus Photocatalysis

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

Mätning av partikelstorleksfördelning i grumliga lösningar genom dynamisk ljusspridning Mikroskopi

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

Kvantifiera X-Ray fluorescens Data med hjälp av kartor

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

Minst Burning pressar av vattenbaserad Emulsion sprängämnen

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

Fasta fasen syntes av [4.4] gröna 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 in situ in situ in s FTIR spektroskopi som ett verktyg för undersökning av gas / solid interaktion: Vattenförstärkt CO2 Adsorption i UiO-66 Metall-Organic Framework

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