Summary

Güvenilir Mechanochemistry: Protokolleri temiz ve sıvı tekrarlanabilir sonuçlar için Top-değirmen öğütme deneyler destekli.

Published: January 23, 2018
doi:

Summary

Biz koşulları freze altında bir katı hal sisteminde çözelti konsantrasyonu faz düzenleme bir işlev olarak deneysel denge eğrileri üretmek için ayrıntılı yordamlar mevcut.

Abstract

Topu değirmen öğütme denge sonuçları önemli ölçüde deneysel koşullar gibi çok küçük miktarlarda eklenen solvent varlığı bile küçük değişimler bir fonksiyonu olarak değiştirebilirsiniz. Bu duyarlılık tekrarlanarak ve doğru bir şekilde yakalamak için deneyci dikkatle izlemeye, taşlama kavanoz için temiz ve kuru kullanmadan, sağlayarak gelen tepki taşlama top mill etkileyebilir her tek faktör göz önünde bulundurun gerekir doğru başlangıç malzemelerin stoichiometry ekleme, validating solvent birimi teslimini solvent ve toz arasındaki etkileşimi iyi sağlamak için doğru olduğunu anladım ve, gerekirse, belirli bir iliklerine zaman eklenir yordam için. Ön Kinetik çalışmalar denge elde etmek için gerekli freze zamanı belirlemek için gereklidir. Ancak o zaman zarif faz kompozisyon eğrileri top mill sıvı yardımlı (LAG) taşlama altında çözelti konsantrasyonu bir fonksiyonu olarak elde edilebilir. Burada sunulan olanlar benzer sıkı ve dikkatli yordamları kullanarak, hemen hemen tüm öğütme sistemleri için böyle freze denge eğrileri elde edilebilir. Bu yordamları göstermek için kullandığımız sistemi nicel heterodimerdir denge elde etmek için iki homodimers ekimolar karışımı başlayarak bir disülfür exchange tepkidir. İkincisi iki farklı polymorphs, Form A ve Form Btaşlama top mill tarafından oluşturulur. Oranı R = [Form B] / ([Form A] + [Form B]) denge freze doğa ve freze kavanoza çözücü konsantrasyonu bağlıdır.

Introduction

Mechanochemistry manuel veya topu değirmen ekipman taşlama kullanarak malzeme sentezi için geleneksel çözüm yöntemlerine bir çekici ve sürdürülebilir alternatif olarak son yıllarda giderek daha popüler olmuştur. 1 için etkili ve kantitatif başarılabilir katı arasında tepki verdiğinden çekici. Az veya hiç solvent gerektiren bir “yeşil” sürdürülebilir tekniği kullanıyor. Freze veya manuel taşlama temiz yapılabilir, yani hiçbir ekledi çözücü veya çözücü destekli: ikinci, “sıvı yardımlı taşlama olarak” bilinen (LAG),2,3,4 çok az miktarda ek sıvı hızlandırmak veya etkinleştir aksi ulaşılmaz mechanochemical reaksiyon katı arasında bile. Mechanochemical yöntemleri farklı kimyasal reaksiyonlar giderek artan sayıda ve inorganik ve organik bileşikler,5,6,7,8,9 immobilizasyonu için kullanılmıştır gelince moleküler co kristalleri,12,13,14 metalorganic çerçeveler, gibi supramolecular mimarileri oluşumu15, ,11 de 16 , 17 ve hatta kafes18 ve rotaxanes19. Görünüşe göre birçok süreçleri çözücü veya çözücü en az substoichiometric miktarlarda mevcut yokluğunda devam edebilirsiniz. 2 , 3 , 4 mekanizmaları ve itici güçlerden söz konusu kimyasal immobilizasyonu ve tartışma konusu supramolecular reaksiyonlar mechanochemical koşullar tarafından indüklenen vardır. 1 , 13 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24

Bizim araştırma süreci ve solvent denge topu değirmen LAG koşullar altında rol taşlama topu değirmen son denge sonuçlar üzerine odaklanmaktadır. Nitekim, reaksiyon taşlama top mill tamamlama ulaştıktan sonra termodinamik denge defa kararlı aşama bileşimi ile sistemimizde araştırdık iki sistem elde edilir. 25 son denge etkileyen faktörler çok sayıda ve çeşitli: Top mill kavanoz boyutu ve şekli ve malzeme, rulman boyut ve ağırlık ve malzeme, freze frekans, sıcaklık ve solvent doğa ve konsantrasyon. Bu açıkça bir ara toplam toz 200 mg başına 1µL gibi düşük olabilen taşlama tepki değişiklikleri önemli ölçüde yanıt olarak bir değişiklik çözelti hacmi, termodinamik sonucunu eklendiğinde karşılaşılan bir durumdur. 25 dikkatli olun ve katı deneysel prosedürler test ve tekrarlanabilir hassasiyet ve doğruluk, pipetting ve ön freze işlemleri karıştırma deneysel sonuçlarının, depodan Reaktanları ve ürünler elde etmek için takip gerekir. Kontrol etmek veya bile freze kavanozda parametrelerini izlemek zordur. Bu nedenle, tekrarlanabilir ve kontrollü freze frekansları ve zamana ilişkin görmenize ve kavanoz freze mühürlü (titreşimli değirmen olarak da bilinir) bir mekanik karıştırıcı değirmen kullanımı önemlidir. Tüm tepkiler öğütme değirmen top sağlanması ulaşmak denge deneysel koşullar bazı ön Kinetik inceleme gerektirir. Burada mevcut Eğriler için kullanılan mekanik karıştırıcı güncellenmiştir. Zımpara, taşlama ön kısmını mühürleme emniyet kapak uzun dönem üzerinde mühürlü odası motor egzoz sürekli akış ile ısınma kavanozları engel için kaldırıldı ve bir dış Emanet ekran onun pla yerleştirildi CE.

Biz bir ilk örnek olarak kullanılan sistem disülfür Satım tepkidir BIS-2-nitrophenyldisulfide ( 1-1adlı) ve temel catalyst 1,8-diazabicyclo [küçük bir miktar huzurunda BIS-4-chlorophenyldisulfide ( 2-2adlı) arasında 5.4.0]undec-7-ene (dbu top mill Bileme (NG) temiz üretmek ve bileşik 4-klorofenil-2-nitrophenyl-( 1-2adlı) disülfür LAG). 26 , 27 ikinci iki farklı polymorphs, Form A ve Form Btaşlama top mill tarafından oluşturulur. Birçok farklı gecikme çözücüler için Form A termodinamik top mill NG koşullar altında veya yetersiz solvent Form B top altında termodinamik ürün olarak elde ederken denge için alınan taşlama tepki olarak kullanıldığında bir üründür değirmen LAG koşulları yeterince solvent freze kavanoz eklendiğinde denge. Form B Form A top mill LAG altında elde edilebilir iken gerçekten Form A Form B topu değirmen NG, altında elde edilebilir. Diğer sistemlerde,28,29 ve o bildirildi önce doğa ve çözücü konsantrasyonu LAG koşullar altında elde polimorf belirlemek deneyler freze içinde böyle doğrudan dönüşüm bildirilmiştir. 30 bizim yayımlanan deneysel sonuçlar denge eğrileri organik çözücüler bir dizi için freze soruşturma içerir. Burada denge faz kompozisyon oranı R = [Form B] / ([Form A] + [Form B]) karşı her deneme için eklendi LAG solvent hacmi çizilir. Denge eğrisi başlangıcı ve eğri netliğini doğa ve molar freze kavanoz eklendi solvent miktarı bağlıdır bulunmuştur.

Figure 1
Resim 1: Reaksiyon şeması deneyler ve solvent denge eğrileri R değeri kullanarak anahtar kavramı taşlama top Mill.
Bu denge eğrileri gösterir grafik olarak birkaç damla çözücü ilavesi etkisi (x ekseni) ürün (y ekseni) faz bileşimi ne zaman uzun süre denge koşulları elde etmek için yeterli öğütme değirmen top. Kantitatif oluşturulmaktadır, Form A grafik Form B çözücü birim aralığı için Form A ve Form B karışımından oluşan iken kantitatif oluşturulmaktadır için üst kısmı grafik hesaplarında alt kısmı grafik sigmoidal bölümü için muhasebe. Bu rakam Kimyasalları FK, 2016, 7, ek bilgiler 6617 (Ref. 25) küçük değişikliklerle yeniden basıldı. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Termodinamik yönleri genel ve herhangi bir verilen değirmen sistemi uygulamalısınız. Gözlemlerimiz genelliği göstermek için başka bir örnek olarak bir benzer denge eğrisi de ikinci bir sistemi için üretildi: 1:1 ortak kristal Teofilin (tp) benzamide (bzm), ben oluşturmak ve formu II, iki polymorphs nerede Taşlama karışımı su hacmi sonucuna bağlı. 25 bu aşama kompozisyon çözelti konsantrasyonu denge eğrileri karşı nanocrystal yüzeyler ve denge reaksiyonları taşlama top mill üzerinde çözücü molekülleri arasındaki etkileşimi araştırma için gerekli. Bazı denge eğrileri çok keskin, parçacıklar adsorpsiyon siteleri çok sayıda ve bağlama işleminin olumlu cooperativity karakteristik bir “ya hep ya hiç” davranış gösteren bizim sonuçlar gösterilmektedir. 31 sığ denge eğrileri cooperativity alt düzey gösterir ve bir üçüncü varlığını denge aşamasında, muhtemelen çözücü içeren amorf bir aşama. Böyle freze denge eğrileri bizim bilgi için başka bir sistemi için üretilmektedir. Biz bu top mill LAG koşullar altında bile çok küçük çevresel değişikliklere katı hal sisteminin doğasında duyarlılık nedeniyle kısmen olacağına inandığımız.

İyi ve güvenilir çözelti konsantrasyonu eğrileri hazırlanması sadece elde edilebilir experimentalists dikkatli bir şekilde eğitim setleri ile pipetting becerilerini doğrulamak ve eğer onlar tamamen Pipetler ve şırınga (i) nasıl çalıştığını anlamak ve (ii) Eğer ekipman onlar Bir çözücü doğru ve hassas hacmi teslim amaçlanan işi gerçekleştirmek uygundur için seçtiniz. Solvent tam bir hacmi teslimini ekipman çeşitli ile gerçekleştirilebilir, bu varlık Pipetler veya batar ve kendi seçtikleri durumu, kullanıcı tercihi ve becerilerine bağlı olabilir, buhar basıncı çözücü, kullanılan ve amaçlanan uygulama için Top mill deneyler taşlama.

Pipetler ticari hava yer değiştirme veya birçok çözücü aralıkları kapsayan pozitif deplasmanlı olarak mevcuttur. Her iki tür Pipetler ticari elle çalıştırılan veya elektronik olarak otomatik olarak mevcuttur. Aspire edin veya bir çözücü belirli bir hızda eşit olarak dağıtmak muktedir deneyci becerileri daha az bağımlı oldukları gibi otomatik Pipetler genellikle tercih edilir. Deneyci Pipetler yeteneğine solvent tam hacmi teslim güvenmek gerekir. Pipetler doğru başlangıç olarak, bakımlı, hizmet ve düzenli olarak kalibre edilmiş ise bu sadece olabilir. Genellikle, dış pipet Kalibrasyon hizmetleri Pipetler solvent su kullanarak ISO 8655 standart kalibre. Bu nedenle, her organik çözücü için deneyci onların doğruluk ve kesinlik reçete için amaçlanan birim aralığında hassas tartı deneyler pipetting, doğrulamak.

En sık kullanılan çözelti teslimat için bir ipucu şırınga varil monte edilebilir gerekiyor hava deplasman Pipetler cihazıdır. Bir hava amortisörüya prensip olarak çalışır; piston yukarı doğru hareketin ayrılır ucunu piston sonundan itibaren hava yastığı tarafından çizilmiş olması için sıvı neden belgili tanımlık uç, kısmi bir vakum oluşturur. Pipetted solvent buharı aşaması içinde hava yastığı equilibrate başlayacak, buharlaşma ölçüde onun buhar basıncı üzerinde bağlıdır. Ön ıslatma sıvı ve potansiyel buharlaşma artar pipet, hacim aralığı üst kısmında ayarlandığında kıyasla önemli ölçüde hava sahasına oranını beri onların en düşük hacim aralığı küme değişken hacimli Pipetler kullanırken önemlidir. Ne zaman aliquot solvent asılı olacak ama sonundan itibaren bir bahar piston, solvent pipet birkaç saniye over Tokyo dikey konumda tutulduğunda sağlam kalan ucu sonundaki ayrılmış gibi bu denge elde deneyci bilecek : içinde belgili tanımlık uç solvent sarkma damla ya da değil. Hava deplasman Pipetler iki modda kullanılabilir; En genel olarak ileri pipetting modunda nerede emişli solvent kantitatif bir tam piston hareketi tarafından reçete kullanılır. Diğer mod ters pipetting modudur; Bu modda pipet tarafından hesaplanan fazlalığı solvent emişli ve bu nedenle nicel dağıtımı sonra kalan hacmi solvent kalır atık bertaraf edilmesi gereken pipet ucu. Ters pipetting modu viskoz ve dağıtım çok küçük hacmi solventler için daha uygun olabilir. Ancak, diklorometan (DCM) veya Dietil eter gibi yüksek buhar basıncı çözücüler için denge içinde hava deplasman pipet kolayca elde edilemez. Pozitif deplasmanlı Pipetler veya şırınga bu durumda daha uygundur.

Önerdiğimiz denge faz kompozisyon çözelti konsantrasyonu eğrileri karşı yeterince iyi tasarlanmış, gerçekleştirilen ve kontrollü top mill LAG koşullar altında herhangi bir sistem için elde edilebilir.

Protocol

1. doğrulama kesin organik çözücüler dağıtım Organik çözücüler ters pipet modunda kesin pipetting doğrulamaNot: Hava deplasman Pipetler ters pipetting modunda bir gecikme aralığı çözücüler için seçildi (aseton, Asetonitril (MeCN), tetrahydrofuran (THF), Etil asetat (EtOAc), kloroform (CHCl3) ve dimethylformamide (DMF)) onlar batırılmış çünkü çok verimli bir şekilde başlangıç materyali (1-1 ve 2-2) tozu. Ters pip…

Representative Results

Bu iletişim kuralı her zaman kendi pipetting becerilerini doğrulanıyor ve kalitesini ve performansını Pipetler veya kullanılan şırınga teftiş deneyci tarafından başlatılır. Bu en iyi deneyler taşlama top mill için kullanılmaya yönelik belirli solvent pipetting doğru birimlerinde eğitim setleri gerçekleştirerek yapılır. Kullanılmış birimleri doğruluğunu çekleri ağırlığında tarafından doğrulanır ve bu doğrulama istenilen doğruluk kadar tekrarlanır v…

Discussion

Edebiyat mechanochemistry odaklanır pragmatik sonuçlar veya reaksiyon mekanizmaları üzerinde çoğu, bu kağıt topu değirmen öğütme termodinamik bitiş noktası giderir. Bu açıdan bakıldığında, Kinetik çalışmalar son denge yaylalar tanımı için gerekli bir adım vardır. Bizim kinetik ve son denge çalışmalar sayesinde, burada tartışılan topu değirmen öğütme reaksiyonlar termodinamik tarafından tahrik edilmektedir verilen freze koşullar altında en istikrarlı polimorf kompozisyon sonuçlan…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

AMB ve JKMS için finansal destek EPSRC için minnettarız. C. A. Bland tasarımı için teşekkür ederiz ve taşlama mekanik kurulum ve P. Donnelly öğütücüler için otomasyon yazılım tasarımı için yineleyin. Biz Richard Nightingale, Ollie Norris ve Simon Dowe taşlama kavanoz üretimi için mekanik atölye ve “Push bir Button” kurulum için Solenoid tutucu ve Keith Parmenter Kimya bölümü için cam atölyesinde dan teşekkür cam örnek PXRD slaytlar imalatı. C. A. Bland bakım ve onarım kavanoz taşlama vida kapatma için teşekkür ederiz. Biz Profesör Bill Jones, Kimya bölümü PXRD ekipman kullanım için ve Profesör Chris Hunter onun laboratuvar olanakları kullanımı için teşekkür ederim. Bölümü, yer bilimleri (GIL) genel destek için teşekkür ediyoruz.

Materials

Bis(2-nitrophenyl) disulfide named 1-1 Aldrich 215228-25G [1155-00-6]
(98%)
Bis(4-chlorophenyl) disulfide named 2-2 TCI D0360 [1142-19-4]
(98+%)
1,8-Diazabicyclo [5.4.0]undec-7-ene (dbu) Acros Organics 160610250 [6674-22-2]
(>97.5 % by GC)
2-nitrophenyl-4-chlorophenyl-disulfide named 1-2 in house synthesis Synthesised by ball mill grinding: 1:1 of 1-1 + 2-2 + 2%M dbu
Form A in house synthesis Polymorph of 1-2 prepared by ball mill neat grinding
Form B in house synthesis Polymorph of 1-2 prepared by ball mill liquid assisted grinding
Formic Acid Scientific Laboratory Supplies 56302-50ML [64-18-6]
Mass spectrometry grade
Trifluoroacetic acid (TFA) ThermoFisher 85183 [76-05-1]
Reagent-Plus 99%
Water (H2O) Rathburn W/0106/PB17 [7732-18-5]
HPLC gradient analysis grade used also for HPLC analysis
Acetonitrile (MeCN), Merck 160610250 [75-05-8]
Hypergrade for LCMS grade LiChrosolv used also for HPLC analysis
Acetone Fisher Scientific A/0606/17 [67-64-1]
HPLC grade
Methanol (MeOH) Fisher Scientific M/4062/17 [67-56-1]
LCMS grade
Ethanol (EtOH) Sigma Aldrich 15727-5L [64-17-5]
laboratory reagent, absolute,
isopropanol (IPA) Fisher Scientific P/7508/17 [67-63-0]
HPLC grade
Tetrahydrofurane (THF) Acros Organics 268290010 [109-99-9]
For HPLC; 99%8, unstabilised
Ethyl acetate (EtOAc) Fisher Scientific E/0906/15 [141-78-6]
Chloroform (CHCl3,) Fisher Scientific C/4966/17 [67-66-3]
HPLC grade, stabilised with amylene
Dichloromethane (DCM) Fisher Scientific D/1857/17 [75-09-2]
HPLC grade, unstabilised
Dimethylformamide (DMF) Alfa Aesar 22915 [68-12-2] very toxic
HPLC grade 99+% pure
Dimethylsulfoxide (DMSO) Alfa Aesar 36480 [67-68-5] very toxic
ACS, 99.9% min
Cyclohexane Fisher Scientific C/8936/15 [110-82-7]
HPLC grade, 99.8+%
Toluene Fisher Scientific Ltd T/2306/15 [108-88-3]
HPLC grade
Benzene Sigma Aldrich 401765 [71-43-2]
puriss pa reagent
5 -120 mL automatic pipette Sartorius Picus eLine systematic error in specification:
for 120mL is ±0.48 mL,
for 60 mL is ±0.36 mL,
for 12 mL is ±0.24 mL
VIAL screw clear 1.5ml + CAP bakelite solid screw PTFE lined for 10mm vial Jaytee Biosciences JW41110 +
JW43927
Capped vial used for validating accuracy and precision of dispensed solvent
Crystal Structural Database The Cambridge Crystallogra-phic Data Centre (CCDC) Cambridge Structural Database (CSD) Containing over 900,000 entries from x-ray and neutron diffraction analyses
powder X-ray diffractometer Panalytical X-Pert PRO MPD Equipped with an X’Celerator detector with Cu Kα radiation
powder X-ray diffractometer data Collector software Panalytical X’Pert HighScore Plus v3.0 solftware package used to adquire the PXRD data
Rietveld refinement software including Scherrer equation BRUKER Version 6 of TOPAS-Academic To prepare phase composition and crystal size from PXRD scans
HPLC equipment Agilent HP1200 Series modular HPLC system HPLC high pressure binary pump, autosampler, Peltier type column oven with 6 µL heat exchanger and Diode Array Detector with a semi-micro flow cell (1.6uL, 6mm pathlength).
HPLC column Agilent 1.8mm Zorbax XDB C18, (4.6mm ID × 50 mm length)
Ball mill grinder Retsch MM400 modified: replaced safety cover for external safety screen
14 mL snap closure stainless steel jars In house manuctured from 316 stainless steel
14 mL screw closure stainless steel jars In house manuctured from 316 stainless steel –
contains a PTFE washer
Stainless steel ball bearings: Dejay Distribution Ltd 7.0 mm (1.37g) Stainless Steel Balls A.I.S.I. 420 Carbon (0.25/0.35%) & Chromium (12/14%)
"Push a Button" software Developed at Department of Chemistry Written in Visual Basic. It activates an electronically controlled switch (relay).
"Push a Button" Solenoid Magnet Schultz Type 609RP
12 Volt DC
609RP (RP stands for)
R – for spring-return
P – for push-rod
"Push a Button"
Solenoid holder
Department of Chemistry To hold solenoid over START button on the MM400
"Push a Button" Relay KM Tronic USB one relay USB Relay Controller – One Channel – HyperTerminal ASCII commands. Connection to a PC's USB port using VCP (Virtual COM port).
re-usable adhesive putty Bostik Blu-Tack Used to hold the jar fixed on the bench.

References

  1. James, S. L., et al. Mechanochemistry: opportunities for new and cleaner synthesis. Chem Soc Rev. 41 (1), 413-447 (2012).
  2. Braga, D., et al. Solvent effect in a “solvent free” reaction. CrystEngComm. 9 (10), 879-881 (2007).
  3. Karki, S., Friscic, T., Jones, W. Control and interconversion of cocrystal stoichiometry in grinding: stepwise mechanism for the formation of a hydrogen-bonded cocrystal. CrystEngComm. 11 (3), 470-481 (2009).
  4. Kaupp, G. Solid-state molecular syntheses: complete reactions without auxiliaries based on the new solid-state mechanism. CrystEngComm. 5 (23), 117-133 (2003).
  5. Biswal, B. P., et al. Mechanochemical synthesis of chemically stable isoreticular covalent organic frameworks. J Am Chem Soc. 135 (14), 5328-5331 (2013).
  6. Garay, A. L., Pichon, A., James, S. L. Solvent-free synthesis of metal complexes. Chem Soc Rev. 36 (6), 846-855 (2007).
  7. Kaupp, G. Mechanochemistry: the varied applications of mechanical bond-breaking. Cryst Eng Comm. 11 (3), 388-403 (2009).
  8. Morris, R. E., James, S. L. Solventless synthesis of zeolites. Angew Chem Int Ed Engl. 52 (8), 2163-2165 (2013).
  9. Stolle, A., Szuppa, T., Leonhardt, S. E., Ondruschka, B. Ball milling in organic synthesis: solutions and challenges. Chem Soc Rev. 40 (5), 2317-2329 (2011).
  10. Suryanarayana, C. Mechanical alloying and milling. Prog Mater Sci. 46 (1-2), 1-184 (2001).
  11. Wang, G. W. Mechanochemical organic synthesis. Chem Soc Rev. 42 (18), 7668-7700 (2013).
  12. Braga, D., Grepioni, F. Reactions between or within molecular crystals. Angew Chem Int Ed Engl. 43 (31), 4002-4011 (2004).
  13. Friscic, T., Childs, S. L., Rizvi, S. A. A., Jones, W. The role of solvent in mechanochemical and sonochemical cocrystal formation: a solubility-based approach for predicting cocrystallisation outcome. Cryst Eng Comm. 11 (3), 418-426 (2009).
  14. Fucke, K., Myz, S. A., Shakhtshneider, T. P., Boldyreva, E. V., Griesser, U. J. How good are the crystallisation methods for co-crystals? A comparative study of piroxicam. New J Chem. 36 (10), 1969-1977 (2012).
  15. Bennett, T. D., et al. Facile mechanosynthesis of amorphous zeolitic imidazolate frameworks. J Am Chem Soc. 133 (37), 14546-14549 (2011).
  16. Braga, D., et al. Mechanochemical preparation of molecular and supramolecular organometallic materials and coordination networks. Dalton Trans. (10), 1249-1263 (2006).
  17. Yuan, W., Friščić, T., Apperley, D., James, S. L. High Reactivity of Metal-Organic Frameworks under Grinding Conditions: Parallels with Organic Molecular Materials. Angew Chem Int Ed Engl. 122 (23), 4008-4011 (2010).
  18. Icli, B., et al. Synthesis of Molecular Nanostructures by Multicomponent Condensation Reactions in a Ball Mill. J Am Chem Soc. 131 (9), 3154-3155 (2009).
  19. Hsu, C. -. C., et al. Solvent-free synthesis of the smallest rotaxane prepared to date. Angew Chem Int Ed Engl. 47 (39), 7475-7478 (2008).
  20. Boldyreva, E. Mechanochemistry of inorganic and organic systems: what is similar, what is different?. Chem Soc Rev. 42 (18), 7719-7738 (2013).
  21. Gracin, D., Štrukil, V., Friščić, T., Halasz, I., Užarević, K. Laboratory Real-Time and In Situ Monitoring of Mechanochemical Milling Reactions by Raman Spectroscopy. Angew Chem Int Ed Engl. 53 (24), 6193-6197 (2014).
  22. Halasz, I., et al. In situ and real-time monitoring of mechanochemical milling reactions using synchrotron X-ray diffraction. Nat. Protocols. 8 (9), 1718-1729 (2013).
  23. Ma, X., Yuan, W., Bell, S. E. J., James, S. L. Better understanding of mechanochemical reactions: Raman monitoring reveals surprisingly simple ‘pseudo-fluid’ model for a ball milling reaction. Chem Commun. 50 (13), 1585-1587 (2014).
  24. Tumanov, I. A., Michalchuk, A. A. L., Politov, A., Boldyreva, E., Boldyrev, V. V. Inadvertent Liquid Assisted Grinding: A Key to “Dry” Organic Mechano-Co-Crystallisation?. CrystEngComm. 19, 2830-2835 (2017).
  25. Belenguer, A. M., Lampronti, G. I., Cruz-Cabeza, A. J., Hunter, C. A., Sanders, J. K. M. Solvation and surface effects on polymorph stabilities at the nanoscale. Chem Sci. 7 (11), 6617-6627 (2016).
  26. Belenguer, A. M., Friscic, T., Day, G. M., Sanders, J. K. M. Solid-state dynamic combinatorial chemistry: reversibility and thermodynamic product selection in covalent mechanosynthesis. Chem Sci. 2 (4), 696-700 (2011).
  27. Belenguer, A. M., Lampronti, G. I., Wales, D. J., Sanders, J. K. M. Direct Observation of Intermediates in a Thermodynamically Controlled Solid-State Dynamic Covalent Reaction. J Am Chem Soc. 136 (46), 16156-16166 (2014).
  28. Evora, A. O. L., et al. Resolved structures of two picolinamide polymorphs. Investigation of the dimorphic system behaviour under conditions relevant to co-crystal synthesis. CrystEngComm. 14 (24), 8649-8657 (2012).
  29. Trask, A. V., et al. Selective polymorph transformation via solvent-drop grinding. Chemical Communications. (7), 880 (2005).
  30. Hasa, D., Miniussi, E., Jones, W. Mechanochemical Synthesis of Multicomponent Crystals: One Liquid for One Polymorph? A Myth to Dispel. Cryst Growth Des. 16 (8), 4582-4588 (2016).
  31. Hunter, C. A., Anderson, H. L. What is cooperativity?. Angew Chem Int Ed Engl. 48 (41), 7488-7499 (2009).
  32. McCusker, L. B., Dreele, R. B. V., Cox, D. E., Louër, D., Scardi, P. Rietveld refinement guidelines. J Appl Crystallogr. 32 (1), 36-50 (1999).
  33. Allen, F. The Cambridge Structural Database: a quarter of a million crystal structures and rising. Acta Crystallogr Sect B. 58 (3 Part 1), 380-388 (2002).
  34. Gražulis, S., et al. Crystallography Open Database-an open-access collection of crystal structures. J Appl Crystallogr. 42 (4), 726-729 (2009).
  35. Cheary, R. W., Coelho, A. A fundamental parameters approach to X-ray line-profile fitting. J Appl Crystallogr. 25 (2), 109-121 (1992).
  36. Tumanov, I. A., Michalchuk, A. A. L., Politov, A., Boldyreva, E., Boldyrev, V. V. Inadvertent Liquid Assisted Grinding: A Key to “Dry” Organic Mechano-Co-Crystallisation?. CrystEngComm. 19, 2830-2835 (2017).
  37. Batzdorf, L., Fischer, F., Wilke, M., Wenzel, K. J., Emmerling, F. Direct In Situ Investigation of Milling Reactions Using Combined X-ray Diffraction and Raman Spectroscopy. Angew Chem Int Ed Engl. 54 (6), 1799-1802 (2015).
  38. Tumanov, N., Ban, V., Poulain, A., Filinchuk, Y. 3D-printed jars for ball-milling experiments monitored in situ by X-ray powder diffraction. J Appl Crystallogr. 50 (4), 994-999 (2017).
check_url/56824?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Belenguer, A. M., Lampronti, G. I., Sanders, J. K. M. Reliable Mechanochemistry: Protocols for Reproducible Outcomes of Neat and Liquid Assisted Ball-mill Grinding Experiments. J. Vis. Exp. (131), e56824, doi:10.3791/56824 (2018).

View Video