के संश्लेषण [एस.एन.<sub> 10</sub> (सी (साइम<sub> 3</sub>)<sub> 3</sub>)<sub> 4</sub>]<sup> 2</sup<sup> -</sup> एक metastable एस.एन. (आई) Halide समाधान एक सह-संक्षेपण तकनीक के माध्यम से संश्लेषित का उपयोग
Summary
The disproportionation reaction of a metastable Sn(I) chloride solution, obtained via the preparative co-condensation technique, is used for the synthesis of a metalloid tin cluster compound.
Abstract
अच्छी तरह से विशेषता metalloid टिन समूहों, एक metastable एस.एन. (मैं) एक sterically की मांग ligand की उपस्थिति में halide की disproportionation लगाने से संश्लेषित की संख्या, हाल के वर्षों में वृद्धि हुई है। metastable एस.एन. (आई) halide प्रारंभिक सह संक्षेपण तकनीक के माध्यम से "बाह्य अंतरिक्ष की स्थिति" पर संश्लेषित है। इस प्रकार, subhalide, उच्च तापमान पर एक ओवन में संश्लेषित है चारों ओर 1,300 डिग्री सेल्सियस, और हाइड्रोजन halide गैस (जैसे, एचसीएल) के साथ मौलिक टिन की प्रतिक्रिया से कम दबाव पर। Subhalide (जैसे, SnCl) -196 डिग्री सेल्सियस पर टोल्यूनि की तरह, एक निष्क्रिय विलायक की एक मैट्रिक्स के भीतर फंस गया है। -78 डिग्री सेल्सियस के लिए ठोस मैट्रिक्स ताप subhalide की एक metastable समाधान देता है। metastable subhalide समाधान उच्च प्रतिक्रियाशील है लेकिन कई हफ्तों के लिए -78 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहित किया जा सकता है। कमरे के तापमान का हल गर्म करने पर एक disproportionation प्रतिक्रिया होती है, मौलिक टिन के लिए अग्रणी और इसीdihalide। सी (साइम 3) 3 तरह भारी ligands लागू करके, मध्यवर्ती metalloid क्लस्टर यौगिकों मौलिक टिन के लिए पूरा disproportionation पहले फंस जा सकता है। इसलिए, एक metastable एस.एन. (आई) ली-सी के साथ सीएल समाधान (साइम 3) 3 की प्रतिक्रिया देता है [एस.एन. 10 (सी (साइम 3) 3) 4] 2 – 1 उच्च उपज। 1 में के रूप में काले क्रिस्टल नमक metathesis, disproportionation, और बड़े समूहों की गिरावट सहित एक जटिल प्रतिक्रिया अनुक्रम के माध्यम से ही बना है। इसके अलावा, 1 एनएमआर या एकल क्रिस्टल एक्स-रे संरचना विश्लेषण जैसे विभिन्न तरीकों से विश्लेषण किया जा सकता है।
Introduction
नैनो के क्षेत्र में हाल ही में हुई प्रगति के कारण, अणुओं और ठोस राज्य के बीच nanoscale आकार सीमा अधिक से अधिक महत्वपूर्ण बन गया है और विभिन्न अनुसंधान प्रयासों 1 का ध्यान केंद्रित है। Nanoscaled यौगिकों के साथ अनुसंधान, विशेष रूप से धातु या semimetals के लिए ब्याज की है के रूप में भारी बदलाव छोटे आणविक प्रजातियों से परिवर्तन के दौरान जगह ले (जैसे, आक्साइड, halides: गैर का आयोजन, जैसे, AlCl 3, AuCl 3, भू 2, आदि) सामान्य फार्मूले एम एन आर एम के metalloid समूहों 2 (n करने के लिए> मीटर; एम = ऐसी आदि अल, Au, एस.एन., के रूप में धातु, आर = इस तरह अनुसूचित जाति के रूप में 6 ligand एच 4 -COOH, एन (साइम 3) 2, आदि), अंतिम थोक मौलिक चरण (धातु के लिए: आयोजन; semimetal: semiconducting, जैसे, मौलिक अल, Au, या जीई) 3।
एक निश्चित आणविक nanoscaled compou के संश्लेषणएन डी इसकी metastable चरित्र के कारण चुनौतीपूर्ण है। कई सिंथेटिक प्रक्रियाओं विभिन्न आकार के metalloid क्लस्टर यौगिकों का एक मिश्रण है, जिसका अर्थ है, एक निश्चित आकार के वितरण 4 के साथ धातु नैनोकणों दे। नतीजतन, nanoscaled सामग्री की एक संरचना-संपत्ति रिश्ते के लिए एक आधार स्थापित करने के लिए, सिंथेटिक प्रक्रियाओं निश्चित nanoscaled आणविक यौगिकों का उपयोग करने के लिए विकसित किया जाना चाहिए। ये निश्चित आणविक यौगिकों (धातुओं 5, 6, 7 के मामले में metalloid समूहों, 8) जटिलता और इस तरह के विघटन और धातुओं 9 के गठन के रूप में deceptively सरल रसायन विज्ञान के मूलभूत सिद्धांतों पर प्रकाश डाला जाएगा।
विभिन्न धातुओं के metalloid समूहों का उपयोग करने के लिए एक सिंथेटिक मार्ग स्थिर व्यापारियों की कमी है कि एस.एन. 15 की तरह 14 क्लस्टरों एक metalloid क्लस्टर, ज्यादातर कम उपज (जैसे, उपधातु समूह में फार्म के लिए कम कर रहे हैं से शुरू होता है </sub> (DippNSiMe 3) 6 (डीआईपीपी = 2,6-आईपीआर 2 सी 6 एच 3) 10, पंजाब 10 (नितंब) 6 (नितंब = एसआई (साइम 3) 3) 11, या जीई 5 (सीएच (3 साइम ) 2) 4 12)। इसके अतिरिक्त, सिक्का धातुओं के metalloid समूहों की संख्या बढ़ रही है जैसे एक फँसाने ligand की मौजूदगी में व्यापारियों की कमी के माध्यम से संश्लेषित कर रहे हैं [एजी 44 (पी-एमबीए) 30] 4 – (पी-एमबीए = पी-mercaptobenzoic एसिड) 13 और Au 102 (पी-एमबीए) 44 14। Reductive dehalogenation लागू करने, Schnöckel एट अल का सिंथेटिक मार्ग के बगल में। इसी तत्व की उच्च प्रतिक्रियाशील metastable monohalides की disproportionation प्रतिक्रिया को लागू करने से metalloid समूह 13 समूहों के लिए एक कृत्रिम मार्ग शुरू की है (जैसे, 3AlCl → 2AL + AlCl 3)।
के संश्लेषणजरूरत monohalides जिससे एक प्रारंभिक सह संक्षेपण तकनीक, जहां उच्च तापमान, Alx और GaX की गैस चरण अणुओं में (एक्स = सीएल, बीआर, मैं) संश्लेषित कर रहे हैं और बाद में (जमे हुए सॉल्वैंट्स के एक मैट्रिक्स चित्रा 1 में फंस के माध्यम से किया जाता है ) 15। इस तकनीक को इस प्रकार उपन्यास अभिकर्मकों के लिए पहुँच देता है, (रसायन विज्ञान के उपन्यास क्षेत्रों के लिए रास्ता खोलने जैसे, metastable monohalides से शुरू, जैसे नैनोमीटर रेंज में व्यास के साथ metalloid समूहों [अल 77 (एन (साइम 3) 2) 20] 2 – या [ga 84 (एन (साइम 3) 2) 20] 4 -) 16, 17 प्राप्त किया जा सकता है।
disproportionation प्रतिक्रिया के माध्यम से सिंथेटिक मार्ग नैनोमीटर रेंज में व्यास के साथ समूहों के लिए अग्रणी है, इस प्रकार सबसे अधिक उत्पादक है। हालांकि, इस सिंथेटिक मार्ग तभी संभव है यदि एक metastable subhalide के हाथ में है कि DISPRO(आम तौर पर अब तक 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे) कम तापमान पर portionates। फिर, समूह 14 के मामले में, monohalides की जरूरत है, subvalent dihalides एमएक्स 2 (एम = जीई, एस.एन., पंजाब) के रूप में भी स्थिर और अच्छी तरह से ऊपर 100 डिग्री सेल्सियस तापमान पर आय से अधिक कर रहे हैं। metastable समूह 14 monohalide समाधान के संश्लेषण के प्रारंभिक सह संक्षेपण तकनीक के माध्यम से संभव है। हालांकि, समूह 14 monohalides समूह 13 monohalides है, जो 1,000 डिग्री सेल्सियस पर गैस चरण प्रजाति के रूप में आसानी से उपलब्ध हैं के संबंध में बहुत अधिक तापमान पर प्राप्त कर रहे हैं। इसलिए, SnBr 1,250 डिग्री सेल्सियस 18 पर अधिकतम उपज में प्राप्त की है, जबकि Gebr 19, साथ ही SiCl 2 20, 1600 डिग्री सेल्सियस तक, यहां तक कि उच्च तापमान पर प्राप्त कर रहे हैं। Monohalides एक प्रारंभिक सह संक्षेपण तकनीक (चित्रा 1) के माध्यम से "फंस" कर रहे हैं, metastable monohalide समाधान के लिए अग्रणी। इन metastable समाधान से शुरू, हम हाल ही में ओ एक किस्म के संश्लेषण के लिए सक्षम थेएफ जर्मेनियम और टिन, अर्थात् [ली (THF) 2] 3 [जीई 14 (नितंब) 5] (नितंब = एसआई (साइम) 3) 21, एस एन 10 (नितंब) 6 22, और के उपन्यास metalloid समूह 14 क्लस्टर यौगिकों { [ली ([12] मुकुट-4) 2]} 2 [एस.एन. 10 (नितंब) 4] 23। यहाँ, हम एक घर का बना सह संक्षेपण तंत्र के भीतर एक metastable एस.एन. (आई) सीएल समाधान के संश्लेषण के वर्तमान और LiHyp के साथ अपने जेट का वर्णन metalloid क्लस्टर [एस.एन. 10 (नितंब) 4] 2 देने के लिए – 1 उच्च उपज में।
Protocol
Representative Results
Discussion
प्रारंभिक सह संक्षेपण तकनीक (चित्रा 1), 25 को लागू करके, अणुओं पर आधारित उपन्यास सामग्री SnBr तरह प्राप्त कर रहे हैं। तापमान, दबाव, धातु, और प्रतिक्रियाशील गैस में उच्च लचीलापन के कारण, उच्च प्रतिक?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम वित्तीय सहायता के लिए ड्यूश Forschungsgemeinschaft (DFG) के आभारी हैं, और हम उपयोगी विचार विमर्श के लिए डॉ डैनियल वर्नर धन्यवाद।
Materials
| Tin 99.999% | ABCR | AB122397 | |
| HydrogenchlorideN28 99.8% | Air Liquide | P0820S10R0A001 | Toxic |
| Toluene anhydrous 99.8% | Sigma Aldrich | 244511 | |
| Tri-n-butylphosphine >93.5% | Sigma Aldrich | 90827 | Toxic |
| TMEDA, >99.5% | Sigma Aldrich | 411019 | |
| 12-crown-4 | Sigma Aldrich | 194905 | Toxic |
| THF anhydrous, >99.9% | Sigma Aldrich | 401757 | |
| Sodium, 99.95% | Sigma Aldrich | 262715 | |
| Benzophenone, >99% | Sigma Aldrich | 427551 | |
| Differential pressure manometer | MKS | MKS Baratron 223B | |
| Mass flow controller | Bronckhorst | Low Δp flow mass flow controller | |
| High frequency generator | Trumpf Hüttinger | TruHeat MF 5020 | |
| NMR spectrometer | Bruker | Bruker DRX-250 | |
| Glovebox | GS Systemtechnik | ||
| Argon 5.0 | Westfalen | ||
| Nitrogen 4.8 | Westfalen | ||
| Graphite | SGL | ||
| Quartz glass tube | Gebr. Rettberg GmbH | ||
| Steel transferring cannula | Rohre Ketterer | ||
| Balance | Kern | Kern PFB200-3 | |
| Oil diffusion pump | Balzers | Balzers Diff900 | |
| Rotary vane pump | Balzers | Balzers QK100L4D | |
| Pyrometer | Sensotherm | 6285 | |
| Schlenk tubes with glassy stopcocks | Gebr. Rettberg GmbH | J.-Young-type valve with glassy stopcock |
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