Karakterisera Lewis par med titrering tillsammans med In Situ Infraröd spektroskopi

Denna metod sonder lösningen interaktioner mellan Lewis syror och karbonyler under syntetiska förhållanden. Denna teknik kan tillämpas för mekanistisk insikt i karbonylcentrerad reaktioner. Vi kan observera Lewis syra karbonylkomplex i realtid under reaktionsförhållanden, vilket möjliggör observation av beteendet hos substrat och produkter med katalysatorn.

Denna metod ger insikt i molekylers fundamentala interaktioner, vilket ger den syntetiska kemisten nödvändig information för att utforma högavkastande förfaranden. Detta system kan tillämpas på alla lösningsinteraktioner som resulterar i en förändring i jämvikt som kan detekteras i det infraröda spektrumet. Till att börja, öppna datainsamlingsprogram, klicka på instrument, under fliken konfigurera, klicka på samla bakgrund, klicka på Fortsätt, ange skannar till 256 och klicka på OK för att samla in en bakgrund.

Sedan, i datainsamlingsprogram, klicka på fil, klicka på ny, klicka på snabbstart. Ställ in varaktigheten på 15 minuter och samplingsintervallet till 15 sekunder. Klicka på skapa för att skapa experimentet.

Sätt en flamtorkad 25 millimeters rundbottenskolv med en rondell laddad med en handskbox. Under den inerta atmosfären, tillsätt 324 milligram järntriklorid. Kapa kolvens halsar med gummisepa och ta ut kolven ur handskfacket.

Fäst en argonfylld ballong på kolven genom en nål i gummisepa. Tillsätt 12 milliliter vattenfritt lösningsmedel DCE via spruta. Därefter avlägsnas en septum och fäst kolven på in situ IR-sonden.

Placera kolven i ett temperaturkontrollerat bad, inställt på önskad temperatur på 30 grader celsius. Starta experimentet i datainsamlingsprogramvaran genom att klicka på startknappen för att börja samla in data för referensspektrumet för lösningsmedel. Efter två minuter, sluta samla in data.

Först, för att skapa en ny titrering experiment i datainsamlingsprogram, klicka på fil, ny, snabbstart. Ställ in varaktigheten på åtta timmar och samplingsintervallet till 15 sekunder. Klicka på skapa för att skapa experimentet.

I datainsamlingsprogramvaran går du till spektrafliken och klickar på Lägg till spektra. Klicka från fil och öppna lämplig lösningsmedel referensspektrum som erhållits tidigare. Markera rutan med tidssignaturen och klicka på OK. Starta experimentet i datainsamlingsprogramvaran genom att klicka på startknappen för att börja samla in data.

Klicka på lösningsmedelsundertraktion och välj det redigera lämpliga referensspektrumet. Rör om i 15 minuter för att nå temperaturen på 30 grader celsius. Använd in situ IR-sonden för att bestämma temperaturen.

Tillsätt 10 mikroliter karbonyl analyt i kolven via en spruta. Observera signalsvaret på datainsamlingen. Systemet skiftar från jämvikt och förändringar med tiden.

När IR-signalen stabiliseras och förblir konstant tillsätts ytterligare karbonylalyt. Tillsätt ytterligare karbonylanalyt i kolven med mängden 10 mikroliter varje gång och vänta tills systemet jämvikt. Om du vill exportera data för dataanskaffningsprogrammet klickar du på fil, export, fil med flera spektrum.

Under format, kontrollera CSV och under data, kontrollera raw. Klicka på export om du vill exportera IR-data till ett kalkylblad eller en programvara för matematisk behandling. Välj data där systemet hade nått jämvikt efter varje tillsats av analyt.

Rita den önskade regionen av IR-spektrumet. Undersök spektrumet för övergångar och isosbestic punkter. Plot data som avser en viss övergångsperiod genom progression separat.

Det bästa sättet att undersöka spektra för övergångsperioder är att rita varje segment av titrering stegvis tills du kan visualisera endast en övergång inträffar. För att analysera komponenten, identifiera lambda max av varje art av intresse. För att ta hänsyn till utspädning multiplicerar du absorbenterna med den totala volymen av lösningen för varje spektrum.

Plotta produkterna av absorbenter gånger volym som en funktion av likvärdighet av analyt. För in situ genererade arter som kan identifieras, rita en Beer-Lambert relation med absorbenter på Y-axeln och koncentration på X-axeln. För kända arter, mäta koncentrationens inverkan på absorbenter vid önskad lambda max och rita en Beer-Lambert-relation.

Med hjälp av de två Beer-Lambert relationer, bestämma de observerade in situ mängder av de arter av intresse. C-max är lika med två millimol enligt definitionen av den mängd järnklorid som finns. C-lägg är mol av aceton till.

C-coord är molen av järnklorid aceton komplex. C-observerad är molen av obundna art ett. C-ND är mol av arter man inte upptäckts.

C-max minus C-coord är molen av art tre som har konsumerats. Plot C-ND kontra C-max minus C-coord att avgöra om det finns en korrelation. I denna studie användes in situ IR-övervakad titrering för att observera samspelet mellan art ett och galliumtriklorid, samt art ett och järnklorid.

Galliumtriklorid och art en bildade en en-till-en komplex två i lösning. Alternativt, när järnklorid och art ett kombinerades, observerades mer komplext beteende. Denna siffra visar råfoder av data som erhållits av in situ IR med hjälp av datainsamlingsprogramvaran för titrering av järnklorid med art ett.

Här visas processen för att extrahera de övergångar som är resultatet av denna titreringsmetod. Extraktion av lambda max data av titrering av galliumtriklorid med art ett och titrering av järnklorid med art ett visar endast en-till-ett komplex två bildades när galliumtriklorid kombineras med art ett, medan en-till-en komplexa tre bildades ursprungligen när de kombineras med järntriklorid men sedan konsumeras. Med dessa protokoll, undersökningen av konkurrenskraftig tillgång till en Lewis syra uppnåddes.

När du utför spektraanalys är det bäst att leta efter övergångar genom att stegvis plotta tidspunkter tills en övergångsperiod hittas. Detta förfarande skulle kunna tillämpas på flera Lewis syra karbonylsystem, främja insikt i grundläggande interaktioner mellan katalysator och karbonyl-centrerad substrat och biprodukter. Vi har använt denna teknik för att få mekanistisk inblick i konkurrensinteraktioner av substrat och biprodukt i metall-katalyserad kolyl-olefinmetatess, vilket ledde oss att revidera vår ursprungliga mekanistiska förslag.

Många Lewis syrakatalysator är fuktkänsliga och kan producera saltsyra. Så, se till att dessa system hålls under inert atmosfär och korrekt skyddsutrustning är sliten.