Mechanochemistry موثوق بها: البروتوكولات للنتائج استنساخه أنيق والسائل ساعدت التجارب طحن مطحنة الكرة

أصبحت شعبية متزايدة في السنوات الأخيرة كبديل جذاب والمستدامة لأساليب الحل التقليدي لتوليف مواد Mechanochemistry باستخدام دليل أو الكرة مطحنة معدات الطحن. ¹ أنها جذابة لأنها تسمح بالتفاعل بين المواد الصلبة تحقيق فعالية كما وكيفا. وأسلوب مستدامة “خضراء”، التي تتطلب المذيبات قليلاً أو لا. الطحن أو الطحن اليدوي يمكن أن يؤديها نظيفة، أي بدون أي إضافة المذيبات، أو المذيبات ساعد: في الأخير، المعروف باسم “طحن مساعدة السائل” (متخلفة)،^2،،من³⁴ كميات صغيرة جداً من السائل وأضاف يمكن أن يسرع أو حتى تمكين غير قابلة للوصول بين التفاعلات بين المواد الصلبة. استخدمت أساليب بين التزايد المستمر في عدد من التفاعلات الكيميائية المختلفة وتوليفات من المركبات العضوية وغير العضوية،^5،6،،من^{78،9 ،11} ، وكذلك فيما يتعلق بتشكيل أبنية supramolecular مثل بلورات المشارك الجزيئية، أطر ميتالورجانيك^{14 13،12،}،^، من^{15 16 , 17} وحتى أقفاص¹⁸ وروتاكسانيس¹⁹. ويبدو أن العديد من العمليات يمكن أن تمضي قدما في الغياب من المذيبات أو مع المذيب بكميات سوبستويتشيوميتريك الحد الأدنى. ^{2 , 3 , 4} الآليات والقوى المحركة لتشارك في التوليفات الكيميائية و supramolecular التفاعلات الناجمة عن الأوضاع بين موضوع المناقشة. ^{1 , 13 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24}

بحثنا يركز على نتائج التوازن النهائي مطحنة الكرة طحن العملية ودور المذيب في توازن تحت ظروف متخلفة مطحنة الكرة. في الواقع، بعد الكرة مطحنة طحن رد فعل يصل إلى الاكتمال، يتحقق توازن دينامي حراري في النظامين نحن حققت حتى الآن في نظامنا، مع تكوين مرحلة مستقرة. ²⁵ العوامل التي يمكن أن تؤثر في التوازن النهائي عديدة ومتنوعة: الكرة مطحنة جرة الحجم والشكل والمواد، وحجم كروي والوزن والمواد، والتردد الطحن، درجة الحرارة، وطبيعة المذيب وتركيز. هذا ومن الواضح أن القضية عند إضافة دينامي حراري نتيجة التغييرات رد فعل طحن هائلة في استجابة إلى أحداث تغيير في حجم المذيبات، التي يمكن أن تكون في وقت ما منخفضة قدر 1µL الواحدة 200 ملغ مسحوق مجموع. ²⁵ يكون حذراً والإجراءات التجريبية الصارمة لفحصها واتباعها من أجل تحقيق الدقة استنساخه ودقة النتائج التجريبية، من كواشف مختبر ومنتجات التخزين، بيبيتينج والخلط بين عمليات الطحن قبل. من الصعب مراقبة أو رصد حتى المعلمات في جرة طحن. ولذلك، استخدام مطحنة خلاط الميكانيكية (تسمى أيضا مطحنة اهتزازي)، الذي يسمح للترددات الطحن التي تسيطر عليها واستنساخه والأوقات، ومختومة طحن الجرار ضرورية. ضمان أن جميع الكرة مطحنة طحن ردود فعل يتطلب الوصول إلى توازن بعض التحقيقات الحركية الأولية من الشروط التجريبية. تعديل في خلاط الميكانيكية المستخدمة للمنحنيات ونحن الحاضرين هنا. للحيلولة دون الاحماء عن طريق تدفق مستمر من عوادم السيارات في دائرة مغلقة على مدى فترات طويلة من طحن، غطاء السلامة ختم الجزء الأمامي من طاحونة الجرار تمت إزالته، ووضعت على شاشة خارجية سلامة في جيش التحرير الشعبي الصيني، ce.

النظام التي استخدمت كمثال أول هو رد فعل تبادل ثنائي كبريتيد بين مكررا-2-نيتروفينيلديسولفيدي (اسمه 1-1) ومكررا-4-تشلوروفينيلديسولفيدي (المسمى 2-2) وجود كمية صغيرة من الحافز الأساسي [1، 8-ديازابيسيكلو 5.4.0]undec-7-ene (الدنمركي) لإنتاج عند مطحنة الكرة أنيق طحن (الحرس الوطني) ومتخلفة في مجمع 4-كلوروفينيل-2-نيتروفينيل-ثنائي كبريتيد (المسمى 1-2). ^{26 , 27} يتكون هذا الأخير بالكرة مطحنة طحن كاثنين polymorphs مختلفة، نموذج أ و نموذج ب. للعديد من المذيبات متخلفة مختلفة، هو نموذج A المنتج دينامي حراري تحت ظروف نغ مطحنة الكرة أو عند استخدام المذيبات غير كافية في رد فعل طحن المتخذة للتوازن، في حين يتم الحصول على الاستمارة باء كمنتج دينامي حراري تحت الكرة طاحونة ظروف متخلفة في التوازن عند إضافة المذيبات كافية لجره الطحن. الواقع النموذج A يمكن الحصول من النموذج باء تحت مطحنة الكرة نغ، بينما يمكن الحصول على الاستمارة باء من الاستمارة ألف تحت مطحنة الكرة متخلفة. وأبلغ هذا التحول المباشر في طحن التجارب قبل في نظم أخرى،^28،29 وأنه أبلغ عن أن تحدد طبيعة وتركيز المذيب بوليمورف التي تم الحصول عليها في ظروف التخلف. ³⁰ لدينا النتائج التجريبية المنشورة تشمل التحقيق في طحن منحنيات التوازن لمجموعة من المذيبات العضوية. هنا التوازن مرحلة تكوين نسبة R = [نموذج ب]/([نموذج أ] + [ب النموذج]) هو رسم مقابل حجم المذيب تأخر إضافة لكل تجربة. تم العثور على بداية منحنى التوازن والحدة من المنحنى تعتمد على طبيعة ومقدار المولى للمذيبات إضافة إلى جرة الطحن.

الشكل 1: رد فعل مخطط لمطحنة الكرة طحن التجارب والمفهوم الرئيسي لمنحنيات التوازن المذيبات باستخدام قيمة R.
هذه المنحنيات التوازن بيانيا يظهر تأثير إضافة بضع قطرات من المذيبات (المحور) x في مرحلة تكوين المنتج (محور ص) عندما الكرة مطحنة طحن لفترة طويلة كافية لتحقيق شروط التوازن. الجزء السفلي من حسابات الرسم البياني بشكل كمي يجري تشكيلها، الجزء العلوي من الرسم البياني النموذج باء يجري تشكيل كمياً بينما يتكون خليط من نموذج أ و نموذج ب لمجموعة وحدة التخزين من المذيب المحاسبة الخاصة بالجزء سيجمويدال من الرسم البياني. وقد أعيد طبع هذا الرقم مع تغييرات طفيفة من المعلومات التكميلية في الكيمياء عشر، 2016، 7، 6617 (الرقم ²⁵). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

دينامي حراري الجوانب العامة ويجب أن تنطبق على أي نظام معين الطحن. وكمثال آخر لإظهار عمومية ملاحظاتنا، أنتج أيضا منحنى توازن مماثل لنظام ثاني: polymorphs اثنين من 1:1 كريستال المشارك من الثيوفيلين (tp) مع بينزاميدي (بزم) و تشكل أنا و النموذج الثاني، حيث النتيجة تعتمد على حجم المياه في المخلوط طحن. ²⁵ هذه المرحلة تكوين مقابل منحنيات توازن تركيز المذيبات ضرورية للتحقيق في التفاعل بين السطوح نانوكريستال وجزيئات المذيب في التوازن على الكرة مطحنة طحن ردود الفعل. لدينا النتائج تبين أن بعض منحنيات التوازن حادة جداً، عرض سلوك “المتطرفة”، والذي سمة جسيمات مع عدد كبير من مواقع الامتزاز وكوبيراتيفيتي الإيجابية لعملية الربط. ³¹ ضحالة التوازن منحنيات تشير إلى مستوى أقل من كوبيراتيفيتي وتشير إلى وجود ثالث مرحلة في التوازن، وربما مرحلة غير متبلور تنطوي المذيب نفسه. وتم إنتاج هذه منحنيات التوازن الطحن للا نظام آخر لمعرفتنا. ونحن نعتقد أن يعزى ذلك جزئيا إلى حساسية الملازمة لنظام الدولة الصلبة للتغيرات البيئية حتى صغيرة جداً تحت ظروف متخلفة مطحنة الكرة هذا.

إعداد منحنيات تركيز المذيبات جيدة وموثوق بها يتحقق إلا إذا التجريبيون التحقق بعناية من مهاراتهم بيبيتينج بتدريب مجموعات ولو أنهم يفهمون تماما (ط) كيفية عمل ماصات والمحاقن و (ثانيا) إذا كانت المعدات أنهم لقد حددت لإيصال حجم صحيحة ودقيقة من مذيب مناسبة لأداء العمل المقصود. تسليم وحدة تخزين الدقيق للمذيبات يمكن أن يتحقق مع مجموعة متنوعة من المعدات، وهذا يجري الممصات أو المحاقن واختيارهم يمكن أن تعتمد على توافر وتفضيل المستخدم والمهارات، ضغط البخار من المذيبات المستخدمة ويقصد بها التطبيق الكرة مطحنة طحن التجارب.

الممصات متوفرة تجارياً كالهواء التشريد أو التشريد إيجابية تغطي نطاقات كثير من المذيبات. كلا النوعين من الماصات متوفرة تجارياً كما تعمل يدوياً أو آليا إلكترونيا. الممصات التلقائية المفضل عموما كما أقل اعتماداً على المهارات experimentalist ليتمكن من نضح أو الاستغناء عن المذيبات بالتساوي في سرعة معينة. يجب أن تعتمد experimentalist على قدرة الماصات على تسليم الحجم الدقيق للمذيبات. يمكن أن يحدث هذا إلا إذا الممصات دقيقة لتبدأ، صيانة جيدة وخدمتها ومعايرة بشكل دوري. نموذجياً، خدمات المعايرة الماصة الخارجية سوف معايرة الماصات للمعيار إيزو 8655 استخدام المياه المذيب. ولذلك، لكل المذيبات العضوية experimentalist ينبغي التحقق من دقتها والدقة في بيبيتينج من خلال تجارب وزنها دقيقة عبر النطاق المقصود وحدة التخزين يتم الاستغناء عن.

معدات التسليم المذيبات الأكثر استخداماً هو الماصات التشرد الهواء الذي يحتاج نصيحة تركيبها على فوهة المحقن. أنها تعمل على مبدأ وسادة هواء؛ وتنتج الحركة الصعودية للمكبس فراغ جزئي في تلميح، مما تسبب في أن تستدرج إلى التلميح الذي يتم فصله من نهاية المكبس بوسادة الهواء السائل. سوف تبدأ مرحلة البخار المذيب بيبيتيد لحجته داخل وسادة الهواء، ومدى التبخر سيكون مرهونا بضغط البخار. من المهم ترطيب قبل عند استخدام الماصات حجم متغير تعيين في نطاق حجم أدنى، منذ أن نسبة من المجال الجوي للسائل واحتمال التبخر زيادات كبيرة بالمقارنة مع عندما يتم تعيين الماصة في الجزء العلوي من نطاق حجم. سوف نعرف experimentalist عندما يتحقق هذا التوازن، كمذيب الكوة سوف تكون معلقة ولكنهم منفصلون عن نهاية المكبس اعتبارا من فصل ربيع، والمذيبات في نهاية الحافة البقاء الراسخ عندما تجري الماصة في الموضع العمودي على مدى بضع ثوان : لا تبلد المذيب داخل الحافة أو بالتنقيط. يمكن استخدام الهواء التشريد الماصات في وضعي؛ تستخدم الأكثر عموما هو الوضع بيبيتينج إلى الأمام حيث جميع المذيبات يستنشق كمياً تقيمها حركة واحدة كاملة للمكبس. طريقة أخرى هي طريقة بيبيتينج العكسية؛ في هذا الوضع ويستنشق فائض محسوب من المذيبات قبل الماصة، ولذلك تظل كمية متبقية من المذيبات بعد الاستغناء عن الكمية، في تلميح الماصة التي تحتاج إلى يتم التخلص من النفايات. عكس الوضع بيبيتينج يمكن أن يكون أكثر ملاءمة للزج والاستغناء عن حجم صغير جداً للمذيبات. ومع ذلك، لارتفاع ضغط بخار المذيبات مثل الميثان (DCM) أو إثيل الاثير، الموازنة في ماصة التشرد الجوية لا يمكن بسهولة تحقيقه. الممصات الإيجابية التشريد أو الحقن أكثر ملاءمة في هذه الحالة.

ونحن نقترح أن التوازن مرحلة تكوين مقابل منحنيات تركيز المذيبات يمكن الحصول عليها لأي نظام لظروف تأخر مطحنة الكرة مصممة تصميماً جيدا بما فيه الكفاية، وتنفيذه والتي تسيطر عليها.