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Atingir pressões moderadas em vasos selados usando gelo seco como uma sólido CO2 fonte

DOI:

10.3791/58281

August 17th, 2018

In This Article

Summary

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Aqui nós apresentamos um protocolo para a realização de reações em vasos simples reação sob pressões de baixa a moderada de CO2. As reações podem ser executadas em uma variedade de navios simplesmente através da administração de dióxido de carbono na forma de gelo seco, sem a necessidade de equipamento caro ou elaborado ou set-ups.

Abstract

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Neste documento é apresentada uma estratégia geral para realizar reações sob ligeira a moderada CO2 pressões com gelo seco. Esta técnica elimina a necessidade de equipamento especializado alcançar pressões modestas e ainda pode ser usada para atingir altas pressões em equipamentos mais especializados e mais resistentes navios de reação. No final da reação, os frascos podem facilmente ser despressurizados pela abertura à temperatura ambiente. No presente exemplo CO2 serve como um putativo grupo diretor, bem como uma maneira de passivate substratos de amina, evitando a oxidação durante a reação de organometálica. Além de ser facilmente adicionados, o grupo diretor é removido também sob vácuo, obviating a necessidade para a purificação extensiva remover o grupo diretor. Esta estratégia permite a facile γ-C(sp3)-H arylation de aminas alifáticas e tem potencial para ser aplicado a uma variedade de outras reações baseadas em amina.

Introduction

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O uso de compostos gasosos em reações químicas, normalmente, requer equipamento especializado e procedimentos1,2. Em escala de bancada, alguns gases podem ser adicionados diretamente a partir de um tanque usando um regulador de alta pressão3. Um método alternativo é condensar o gás sob condições criogênicas4,5. Embora úteis, essas estratégias requerem o uso de reatores de pressão especializados com válvulas, que podem ser o custo proibitivo para a execução de diversas reações em paralelo. Isto pode, portanto, extremamente lento ....

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Protocol

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Atenção: 1) os seguintes protocolos têm sido considerados seguros através de ensaios repetidos. No entanto, o cuidado deve ser exercitado quando selar frascos, em toda a reação, e especialmente ao abrir as reações, como homogeneidade na reação de frascos podem levar a falha do equipamento. Os frascos devem ser inspecionados para usar antes da defeitos físicos. Os frascos devem ser colocados atrás de alguma forma de viseira ou faixa capô imediatamente após selagem para evitar incidentes deve os frascos falhar. 2) apesar de haver pouca chance para asfixia devido as pequenas quantidades de CO2 usado, reações devem ser armação bem como aberta em um local bem ve....

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Results

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Na sequência destes protocolos, é possível carregar um frasco de reação com uma quantidade adequada de dióxido de carbono para atingir as reações químicas que requerem CO2 atmosferas. A pressão conseguida na etapa 1 é calculada para ser aproximadamente 3 atmosferas (veja a discussão para determinação desse valor), embora devido à solvatação parcial, a pressão observada é na proximidade de 2 atmosferas à temperatura ambiente e deve ser aproximadamente 2,6 atmosferas sob as condi.......

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Discussion

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Usando o van der Waals, equação de estado, a pressão aproximada destes sistemas pode ser calculado45

EQ. 1:figure-discussion-1

Nas condições no protocolo 1, podemos assumir 26,3 mg de CO2n = 5.98 x 10-4 mols

figure-discussion-2

Como uma estimativa aproxim.......

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Disclosures

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O uso de CO2 como um grupo diretor para a ativação do C-H de substratos básicos de Lewis é atualmente o foco de patente provisória dos Estados Unidos #62/608, 074.

Acknowledgements

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Os autores desejam reconhecer o financiamento de start-up da Universidade de Toledo, bem como os fundos da Herman Frasch Foundation do American Chemical Society em suporte parcial deste trabalho. Sr. Thomas Kina é reconhecida por sua ajuda com o desenvolvimento de um calibre de pressão adequado para medir as pressões de reação. Mr. Steve Modar é agradeceu por discussões úteis.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Frasco de amostra de 7,5 mL com tampa de rosca (termofixo)QorpakGLC-00984Pode ser reutilizado.
Frasco de amostra de 40 mL com tampa de rosca (termofixo)QorpakGLC-01039Pode ser reutilizado.
Tubo de pressão, rosca #15, 7" de comprimento, 25,4 mm de diâmetro externoAce Glass8648-06Pode ser reutilizado.
Pie-Block para 2 Frascos DramChemGlassCG-1991-P14Pode ser reutilizado.
Pie-Block para frascos de 10 DramChemGlassCG-1991-P12Pode ser reutilizado.
Barras de agitação descartáveis de PTFE de 3,2 mmFisher14-513-93Pode ser reutilizado.
C-MAG HS 7 Placa de Aquecimento de ControleIKA20002695
Balança de Pesagem AnalíticaSartoriusQUINTIX2241S
Espátula Micro-Cônica de Dupla ExtremidadeFisher Scientific21-401-10
Vantagem Hei-VAP - Modelo de Elevação Manual com Condensador de Gelo Seco G5 Evaporador RotativoHeidolph561-01500-00
Bump Trap 14/20 JointChemGlassCG-1322-01
tert-AmilaminaAlfa AesarB24639-14Usado como recebido.
2-Metil-N-(3-metilbenzil)butan-2-aminaN/AN/A Preparadoa partir da aminação redutora de terc-amila amina e 3-tolualdeído na presença de borohidreto de sódio em metanol.
Acetato de paládioChem-Impex International, Inc.4898Usado como recebido.
Trifluoroacetato de prataOakwood Chemicals007271Usado como recebido.
de iodeto de fenilaOakwood003461usados conforme recebidos.
Ácido acéticoFisher ChemicalA38Usado como recebido.
1,1,1,3,3,3-HexafluoroisopropanolOakwood Chemicals003409Usado como recebido.
deionizadaObtida do sistema de água deionizada in-house.
Empresas Carbônicas de Gelo SecoGelo Seco Inc. Gelo seco de grau não alimentício.
Ácido clorídrico concentradoFisher ChemicalA144SIDiluído em uma solução de 1,2 M antes do uso.
Éter dietílico, CertificadoFisher ChemicalE138Usado como recebido.
Hexanos, Certificado ACSFisher ChemicalH292Usado como recebido.
Hidróxido de amônio saturadoFisher ChemicalA669Usado como recebido.
DiclorometanoFisher ChemicalD37Usado como recebido.
Sulfato de sódio,produtos químicos anidros de madeira de carvalho044702Usado como recebido.
Separatório de 250 mLPreparado in-house pelo soprador de vidro da equipe.
de fundo redondo de 100 mLPreparado in-house pelo soprador de vidro da equipe.
Funil Descartável CientíficoCaplugs2085136030
Frascos de Cintilação de Vidro Borosilicato, 20 mLFisher Scientific03-337-15
Tubos de RMN de Precisão de Parede Fina de 5 mm de diâmetro externoWilmad666000575
Clorofórmio-dCambridge Isotope Laboratories, Inc.DLM-7Usado como recebido.
Os produtos químicos Água Funil Balão

References

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Verboom, W. Selected Examples of High-Pressure Reactions in Glass Microreactors. Chemical Engineering and Technology. 32 (11), 1695-1701 (2009).
  2. Schettino, V., Bini, R. Constraining Molecules at the Closest Approach: Chemistry at High Pres....

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Dry Ice CO2 SourceModerate Pressure ReactionsCarbon Dioxide AtmosphereSealed Vessel TechniquePalladium Acetate CatalystSilver Trifluoroacetate ReagentPTFE Lined CapRoom Temperature StirringOvernight Incubation 110 CPressure Vessel Safety

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