CZ2010258A3 - Self-organizing mononuclear layer and process for preparing thereof - Google Patents
Self-organizing mononuclear layer and process for preparing thereof Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2010258A3 CZ2010258A3 CZ20100258A CZ2010258A CZ2010258A3 CZ 2010258 A3 CZ2010258 A3 CZ 2010258A3 CZ 20100258 A CZ20100258 A CZ 20100258A CZ 2010258 A CZ2010258 A CZ 2010258A CZ 2010258 A3 CZ2010258 A3 CZ 2010258A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- trialkyltin
- substrate
- salt
- self
- monomolecular layer
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 46
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical class [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 22
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical class OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 8
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N triflic acid Chemical class OS(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 18
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 15
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-M triflate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- -1 carboxylic acid nitrile Chemical class 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 9
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-M Trifluoroacetate Chemical compound [O-]C(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 229910021626 Tin(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical class CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- 229910020997 Sn-Y Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910008859 Sn—Y Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 2
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002828 nitro derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 37
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 31
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 9
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 abstract 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 82
- QJAOYSPHSNGHNC-UHFFFAOYSA-N octadecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCS QJAOYSPHSNGHNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 32
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000013545 self-assembled monolayer Substances 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N Trichloro(2H)methane Chemical compound [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 12
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 12
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 12
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 11
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 7
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 125000005490 tosylate group Chemical group 0.000 description 5
- WSULSMOGMLRGKU-UHFFFAOYSA-N 1-bromooctadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCBr WSULSMOGMLRGKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003570 air Substances 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical class [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 3
- CCEHBSUEXCVJCW-UHFFFAOYSA-N tetraoctadecylstannane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn](CCCCCCCCCCCCCCCCCC)(CCCCCCCCCCCCCCCCCC)CCCCCCCCCCCCCCCCCC CCEHBSUEXCVJCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000002827 triflate group Chemical group FC(S(=O)(=O)O*)(F)F 0.000 description 3
- WCUFJNSMGXUEGL-UHFFFAOYSA-J 4-methylbenzenesulfonate tin(4+) Chemical class [Sn+4].Cc1ccc(cc1)S([O-])(=O)=O.Cc1ccc(cc1)S([O-])(=O)=O.Cc1ccc(cc1)S([O-])(=O)=O.Cc1ccc(cc1)S([O-])(=O)=O WCUFJNSMGXUEGL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000532838 Platypus Species 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000005102 attenuated total reflection Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 2
- 238000000572 ellipsometry Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 2
- 238000005442 molecular electronic Methods 0.000 description 2
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 150000008648 triflates Chemical class 0.000 description 2
- UTAGFAZNZQIQFR-UHFFFAOYSA-M 2,2,2-trifluoroacetate;trioctadecylstannanylium Chemical compound [O-]C(=O)C(F)(F)F.CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn+](CCCCCCCCCCCCCCCCCC)CCCCCCCCCCCCCCCCCC UTAGFAZNZQIQFR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- MWDVCHRYCKXEBY-LBPRGKRZSA-N 3-chloro-n-[2-oxo-2-[[(1s)-1-phenylethyl]amino]ethyl]benzamide Chemical compound N([C@@H](C)C=1C=CC=CC=1)C(=O)CNC(=O)C1=CC=CC(Cl)=C1 MWDVCHRYCKXEBY-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 1
- BBJNAHWLSNTGCK-UHFFFAOYSA-M 4-methylbenzenesulfonate;methyl(dioctadecyl)stannanylium Chemical compound CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1.CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn+](C)CCCCCCCCCCCCCCCCCC BBJNAHWLSNTGCK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004483 ATR-FTIR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- CZJASHFZOAPREC-UHFFFAOYSA-N C(CCCCCCCCCCCCCCCCC)[Sn](CCCCCCCCCCCCCCCCCC)CCCCCCCCCCCCCCCCCC Chemical compound C(CCCCCCCCCCCCCCCCC)[Sn](CCCCCCCCCCCCCCCCCC)CCCCCCCCCCCCCCCCCC CZJASHFZOAPREC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGVOBCUMPZEUES-UHFFFAOYSA-N CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn](C)C Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn](C)C OGVOBCUMPZEUES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AQABYDOECVMXJG-UHFFFAOYSA-N CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn](C)CCCCCCCCCCCCCCCCCC Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn](C)CCCCCCCCCCCCCCCCCC AQABYDOECVMXJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100219392 Caenorhabditis elegans cah-3 gene Proteins 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 102100036250 GPI mannosyltransferase 4 Human genes 0.000 description 1
- 239000007818 Grignard reagent Substances 0.000 description 1
- 101001074618 Homo sapiens GPI mannosyltransferase 4 Proteins 0.000 description 1
- 101000713585 Homo sapiens Tubulin beta-4A chain Proteins 0.000 description 1
- 102100036788 Tubulin beta-4A chain Human genes 0.000 description 1
- ONGPEEAFRDJGHJ-UHFFFAOYSA-F [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[Sn+4].[Sn+4].[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F Chemical class [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[Sn+4].[Sn+4].[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F ONGPEEAFRDJGHJ-UHFFFAOYSA-F 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical group 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N benzophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012965 benzophenone Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012954 diazonium Substances 0.000 description 1
- 150000001989 diazonium salts Chemical class 0.000 description 1
- BIYFFZQCGPKQGU-UHFFFAOYSA-N dimethyl(dioctadecyl)stannane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn](C)(C)CCCCCCCCCCCCCCCCCC BIYFFZQCGPKQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NZALVLLAEFKWHK-UHFFFAOYSA-M dimethyl(octadecyl)stannanylium;2,2,2-trifluoroacetate Chemical compound [O-]C(=O)C(F)(F)F.CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn+](C)C NZALVLLAEFKWHK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UENGHHZHLJWGKY-UHFFFAOYSA-M dimethyl(octadecyl)stannanylium;4-methylbenzenesulfonate Chemical compound CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1.CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn+](C)C UENGHHZHLJWGKY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WBSNLWCKJJYBEW-UHFFFAOYSA-M dimethyl(octadecyl)stannanylium;trifluoromethanesulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn+](C)C WBSNLWCKJJYBEW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000004795 grignard reagents Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical group [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GFXWPRCUKSHCJC-UHFFFAOYSA-M methyl(dioctadecyl)stannanylium;2,2,2-trifluoroacetate Chemical compound [O-]C(=O)C(F)(F)F.CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn+](C)CCCCCCCCCCCCCCCCCC GFXWPRCUKSHCJC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- TVTFAJNCJMQDIJ-UHFFFAOYSA-M methyl(dioctadecyl)stannanylium;trifluoromethanesulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn+](C)CCCCCCCCCCCCCCCCCC TVTFAJNCJMQDIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 125000003748 selenium group Chemical group *[Se]* 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 1
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003567 thiocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 150000007944 thiolates Chemical class 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- IUTCEZPPWBHGIX-UHFFFAOYSA-N tin(2+) Chemical class [Sn+2] IUTCEZPPWBHGIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SYRHIZPPCHMRIT-UHFFFAOYSA-N tin(4+) Chemical class [Sn+4] SYRHIZPPCHMRIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical class Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- FVCWKZLTIMGIDU-UHFFFAOYSA-N tin;trimethyltin Chemical class [Sn]C.C[Sn]C FVCWKZLTIMGIDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N triacetic acid Chemical class CC(=O)CC(=O)CC(O)=O ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLOZLOBSVJMRNQ-UHFFFAOYSA-M trifluoromethanesulfonate;trioctadecylstannanylium Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn+](CCCCCCCCCCCCCCCCCC)CCCCCCCCCCCCCCCCCC VLOZLOBSVJMRNQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NLSBDCZBKABABN-UHFFFAOYSA-N trimethyl(octadecyl)stannane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Sn](C)(C)C NLSBDCZBKABABN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KHTAYLMMUYJVKD-UHFFFAOYSA-J tris[(2,2,2-trifluoroacetyl)oxy]stannyl 2,2,2-trifluoroacetate Chemical class [Sn+4].[O-]C(=O)C(F)(F)F.[O-]C(=O)C(F)(F)F.[O-]C(=O)C(F)(F)F.[O-]C(=O)C(F)(F)F KHTAYLMMUYJVKD-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/18—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
- B05D1/185—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping applying monomolecular layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2202/00—Metallic substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Popsána je usporádaná samoorganizující se monomolekulární vrstva organické slouceniny na substrátu, jehož povrch je pokrytý kovem zlatem, tvorená molekulami trialkylcínu. Tato vrstva vykazuje stálost v prostredí organických rozpouštedel jako jsou n-hexan nebo ethanol a odolnost vuci oxidacním i silným redukcním cinidlum. Dále je popsán zpusob prípravy zmínené samoorganizující se monomolekulární vrstvy organické slouceniny adsorpcí trialkylcínicitých solí kyseliny trifluoromethansulfonové, trifluoroctové a/nebo paratoluensulfonové na zmínený povrch, pricemž pocet atomu uhlíku v alkylu použitých solí je v rozmezí od 1 do 36.Described is an ordered self-organizing monomolecular layer of an organic compound on a substrate whose surface is coated with gold metal, formed by trialkyltin molecules. This layer exhibits stability in organic solvent environments such as n-hexane or ethanol and resistance to both oxidizing and strong reducing agents. Further described is a method for preparing said self-organizing monomolecular layer of an organic compound by adsorption of trialkyl tin salts of trifluoromethanesulfonic acid, trifluoroacetic acid and / or paratoluenesulfonic acid on said surface, wherein the number of carbon atoms in the salts used is in the range of 1 to 36.
Description
Samoorganizující se monomolekulámí vrstva a způsob její přípravySelf-organizing monomolecular layer and process for its preparation
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká obecně nového typu tenkého organického filmu na anorganickém povrchu a konkrétně specifické samoorganizující se monomolekulámí vrstvy a způsobu její přípravy.The invention relates generally to a new type of thin organic film on an inorganic surface and in particular to a specific self-organizing monomolecular layer and to a process for its preparation.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Malé molekuly organických látek jsou v současné době stále častěji využívány v odvětví, nazývaném molekulární elektronika, jako aktivní složky elektronických součástek. Základní organizační strukturou organických molekul, používanou pro podobná zařízení, jsou dobře uspořádané samoorganizující se monomolekulámí vrstvy (SAM, self-assembled monolayers). Ty jsou tvořeny uspořádanou vrstvou amfifilních molekul, jejichž jeden konec, představovaný „hlavou“ molekuly, vykazuje specifickou afinitu k substrátu. Na opačný konec molekuly, většinou dlouhý alifatický řetězec, bývá připojena funkční skupina (například OH, NH3, COOH). Nejčastěji používanými molekulami jsou alkanthioly s alkylovým řetězcem a připojené prostřednictvím hlavové skupiny S-H na substrát z ušlechtilého kovu, k němuž má atom síry silnou afinitu. Velmi často jde o interakci síry s atomem zlata, jež je zprostředkována <V semikovalentní vazbou (viz např. Love a spol., Chem. Rev. 2005, 105, 1103x1170). Thiolové molekuly se na atomy zlata velmi snadno adsorbují z roztoku (například ethanolu) a vzniklé hustě uspořádané monomolekulámí vrstvy mohou vykazovat i velmi odlišné chemické vlastnosti podle použitých funkčních skupin na koncích řetězců, orientovaných vně směrem od substrátu.Small molecules of organic matter are currently increasingly used in the industry called molecular electronics as the active components of electronic components. The basic organizational structure of organic molecules used for similar devices is well-ordered self-assembling monomolecular layers (SAMs). They consist of an ordered layer of amphiphilic molecules, one end of which, represented by the 'head' of the molecule, exhibits a specific affinity for the substrate. A functional group (e.g. OH, NH 3 , COOH) is attached to the opposite end of the molecule, usually a long aliphatic chain. The most commonly used molecules are alkyl chain alkanethiols and attached through the SH head group to a noble metal substrate to which the sulfur atom has a strong affinity. Very often, it is an interaction of sulfur with a gold atom that is mediated by a <semi-covalent bond (see, eg, Love et al., Chem. Rev. 2005, 105, 1103x1170). Thiol molecules adsorb very readily to the gold atoms from solution (e.g. ethanol), and the formed densely ordered monomolecular layers may exhibit very different chemical properties depending on the functional groups used at the chain ends outside the substrate.
Takové navázání atomu Z, nesoucího jednu organickou skupinu R jako je alkyl, na povrch substrátu poskytuje povrchové struktury typu RZMn, kde Mn označuje jeden nebo více atomů kovu. Příkladem atomu Z jsou prvky skupiny VI A periodické tabulky prvků a zejména síra.Such bonding of the Z atom bearing one organic R group such as alkyl to the surface of the substrate provides surface structures of the RZM n type, where M n denotes one or more metal atoms. An example of a Z atom is elements of Group VI A of the Periodic Table of the Elements, and in particular sulfur.
Jako alternativa k navázání jednotlivých organických molekul na zlacené substráty prostřednictvím atomu síry v thiokyanátech (Ciszek a spol., J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13172) bylo vyzkoušeno vytváření SAM (adsorpcí z roztoku či z páry rozpouštědla)As an alternative to the binding of individual organic molecules to gilded substrates via the sulfur atom in the thiocyanates (Ciszek et al., J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13172), SAM formation has been tried (adsorption from solution or solvent vapor)
-2prostřednictvím atomů selenu (Huang a spol., Langmuir 1998,14, 4802; Shaporenko a spol., J. Phys. Chem. B 2005, 109, 3898; Monnell a spol., J. Phys. Chem. B 2004, 108, 9834; Clark a spol., Surface Science 2002, 498, 285; Protsailo a spol., Langmuir 2002,18, 9342; Han, S. W. a Kim, K., J. Colloid Interface Sci. 2001, 240, 492), teluru (Weidner a spol., J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11627) a křemíku (Owens a spol., J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3177 a J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6800; Katsonis a spol., Chem. Eur. J. 2003, 9, 2574), či uhlíkových atomů v acetylenových sloučeninách (Zhang a spol., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 4876), diazoniových solích (Shewchuk a McDermott, Langmuir 2009, 25, 4556; Laforgue a spol., Langmuir 2005, 21,6855) a isokyanátech (Stapleton a spol., Langmuir 2005, 21, 11061).Through selenium atoms (Huang et al., Langmuir 1998,14, 4802; Shaporenko et al., J. Phys. Chem. B 2005, 109, 3898; Monnell et al., J. Phys. Chem. B 2004, 108 Clark et al., Surface Science 2002, 498, 285; Protsailo et al., Langmuir 2002, 18, 9342; Han, SW and Kim, K., J. Colloid Interface Sci. 2001, 240, 492), tellurium (Weidner et al., J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11627) and silicon (Owens et al., J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3177 and J. Am. Chem. Soc. 2002 , 124, 6800; Katsonis et al., Chem. Eur. J. 2003, 9, 2574), or carbon atoms in acetylene compounds (Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 4876) , diazonium salts (Shewchuk and McDermott, Langmuir 2009, 25, 4556; Laforgue et al., Langmuir 2005, 21,6855) and isocyanates (Stapleton et al., Langmuir 2005, 21, 11061).
Vazba jednotlivých molekul za vzniku SAM na zlaté i jiné kovové povrchy prostřednictvím dvoj vazného atomu síry je snadno uskutečnitelná a dobře doložená (Love a spol., Chem. Rev. 2005, 105, 1103; Ulman, Chem Rev. 1996, 96, 1533 a Ultrathin Organic Films, Academie Press: San Diego, 1991). Tento typ vazby má mnohé výhody, jakými je například snadný vznik za standardních laboratorních podmínek (za podmínek běžného atmosférického tlaku a teploty místnosti), ale i nevýhody. K. nim patří omezená dlouhodobá odolnost thiolátů vůči oxidaci vzduchem (Joseph a spol., Chem Mater. 2009, 21, 1670; Willey a spol., Surface Science 2005, 576, 188; Huang, a spol., Langmuir 1998, 14, 4802) a dosti slabý přenos elektronů přes částečně polární vazbu (elektronegativního) atomu síry a kovu, který omezuje použití takto vázaných SAM například v molekulární elektronice, založené na vazbě jednotlivých molekul na kovové povrchy (substráty).Binding of individual molecules to form SAM on gold and other metal surfaces via a divalent sulfur atom is readily feasible and well documented (Love et al., Chem. Rev. 2005, 105, 1103; Ulman, Chem Rev. 1996, 96, 1533; Ultrathin Organic Films, Academic Press: San Diego, 1991). This type of bond has many advantages, such as ease of formation under standard laboratory conditions (under normal atmospheric pressure and room temperature), but also disadvantages. These include the limited long term resistance of thiolates to air oxidation (Joseph et al., Chem Mater. 2009, 21, 1670; Willey et al., Surface Science 2005, 576, 188; Huang, et al., Langmuir 1998, 14, 4802) and fairly poor electron transfer through a partially polar bond of an (electronegative) sulfur and metal atom that limits the use of such bonded SAMs, for example, in molecular electronics based on the binding of individual molecules to metal surfaces (substrates).
Sterické požadavky na jednoduché alkylové řetězce umožňují, po jejich navázání na substrát prostřednictvím atomu síry nebo křemíku, vytvoření širokých domén v podstatě neprostupných, těsně uspořádaných vrstev dlouhých alkanových řetězců, poněkud vychýlených z normály povrchu. Popsané navázání organické skupiny prostřednictvím křemíkového atomu (Owens a spol., J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3177 a J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6800; Katsonis a spol., Chem. Eur. J. 2003, 9, 2574) pracuje s monoalkylsilany a vyžaduje k depozici použití par rozpouštědla.The steric requirements for simple alkyl chains allow, after binding to the substrate via a sulfur or silicon atom, the formation of broad domains of substantially impermeable, tightly arranged layers of long alkane chains somewhat deflected from the surface normal. Described coupling of an organic group via a silicon atom (Owens et al., J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3177 and J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6800; Katsonis et al., Chem. Eur. J 2003, 9, 2574) works with monoalkylsilanes and requires solvent vapor deposition.
V nedávné době byla popsána také adsorpce trifluoracetátových solí určitých organortuťnatých kationtů na zlato, doprovázená uvolněním trifluoracetátového aniontu (Zheng a spol,, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4540; Mulcahy a spol., J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20698; Mulcahy a spol., přijato kc zveřejnění). Infračervená i rentgenová fotoelektronováRecently, the adsorption of the trifluoroacetate salts of certain organomercury cations to gold has been described, accompanied by the release of the trifluoroacetate anion (Zheng et al., J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4540; Mulcahy et al., J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20698; Mulcahy et al., Adopted for publication). Infrared and X-ray photoelectron
-3spektroskopie potvrdila, že adsorpce komplexů je zprostředkována interakcí atomů rtuti se zlatým substrátem (povrchem). IJ jiných organokovových solí nebyla podobná adsorpce testována.-3 spectroscopy confirmed that adsorption of complexes is mediated by the interaction of mercury atoms with the gold substrate (surface). Other organometallic salts were not tested for similar adsorption.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Předkládaný vynález se týká uspořádané samoorganizující se monomolekulámí vrstvy na substrátu, jehož povrch je pokrytý zlatém, jejíž podstata spočívá v tom, že uvedená monomolekulámí vrstva je tvořena molekulami trialkylcínu, odpovídajícími obecnému vzorci vzorci (CnH2n+1)3Sn, kde n je v rozmezí 1 až 36, přičemž atom cínu je přilehlý směrem k substrátu a alkylové řetězce jsou orientovány směrem od substrátu.The present invention relates to an ordered self-organizing monomolecular layer on a substrate, the surface of which is coated with gold, characterized in that said monomolecular layer consists of trialkyltin molecules corresponding to the general formula of formula (C n H 2 n + 1 ) 3 Sn, where n is in the range of 1 to 36, wherein the tin atom is adjacent to the substrate and the alkyl chains are oriented away from the substrate.
Význakem vynálezu je to, že trialkylcín s výhodou odpovídá obecnému vzorci (CH3)xSn(Ci8H37)y, kde x je v rozmezí 0 až 2, y je v rozmezí 1 až 3, přičemž x + y = 3.It is a feature of the invention that the trialkyltin preferably corresponds to the general formula (CH 3 ) x Sn (C 18 H 37 ) y , wherein x is from 0 to 2, y is from 1 to 3, wherein x + y = 3.
S výhodou má uspořádaná samoorganizující se monomolekulámí vrstva molekul trialkylcínu tloušťku 0,1 až 5 nm.Preferably, the ordered self-organizing monomolecular layer of trialkyltin molecules has a thickness of 0.1 to 5 nm.
Výhodou samoorganizující se monomolekulámí vrstvy podle předkládaného vynálezu oproti samoorganizujícím se monomolekulámím vrstvám známým ze stavu techniky je zejména to, že je stálá v prostředí organických rozpouštědel, jako jsou n-hexan nebo ethanol a odolná vůči redukčním i oxidačním činidlům.An advantage of the self-organizing monomolecular layers of the present invention over the prior art self-organizing monomolecular layers is that it is stable in the environment of organic solvents such as n-hexane or ethanol and resistant to both reducing and oxidizing agents.
Předmětem předkládaného vynálezu je dále způsob přípravy uspořádané samoorganizující se monomolekulámí vrstvy na substrátu, jehož povrch je zlatém, přičemž uvedená monomolekulámí vrstva je tvořena molekulami trialkylcínu, kdy atom cínu je přilehlý směrem k substrátu a alkylové řetězce jsou orientovány směrem od substrátu, jehož podstata spočívá v tom, že se na povrch substrátu pokrytý kovem adsorbuje trialkylciničitá sůl, mající počet atomů uhlíku v alkylu v rozmezí od 1 do 36.The present invention further provides a process for preparing an ordered self-organizing monomolecular layer on a substrate having a gold surface, said monomolecular layer consisting of trialkyltin molecules wherein the tin atom is adjacent to the substrate and the alkyl chains are oriented away from the substrate. by adsorbing a trialkyl tin salt having a number of carbon atoms in the alkyl range of 1 to 36 to adsorb onto the metal-coated substrate surface.
Význakem způsobu podle předkládaného vynálezu je to, že trialkylciničitá sůl odpovídá obecnému vzorci (CnH2n+i)3Sn -Y, kde n je v rozmezí 1 až 36 a Y je vybráno ze skupiny solí silných kyselin, zahrnující triflát (OTf, sůl kyseliny trifluormethansulfonové), trifluoracelát (OCOCF3, sůl kyseliny trifluoroctové) a tosylát (OTs, sůl kyseliny p-toluensulfonové).A feature of the process of the present invention is that the trialkylcinta salt corresponds to the general formula (C n H 2 n + 1) 3 Sn -Y, where n is between 1 and 36 and Y is selected from the group of strong acid salts including triflate (OTf). , trifluoromethanesulfonic acid salt), trifluoroacetate (OCOCF 3 , trifluoroacetic acid salt) and tosylate (OTs, p-toluenesulfonic acid salt).
Význakem způsobu podle předkládaného vynálezu je to, že trialkylcíničitá sůl s výhodou odpovídá obecnému vzorci (CH3)x(ClsH37)ySn-Y, kde x je v rozmezí 0 až 2, y je v rozmezí 1 až 3, přičemž x + y = 3,aYje vybráno ze skupiny zahrnující triflát (OTf, sůl kyseliny trifluormethansulfonové), trifluoracetát (OCOCF3, sůl kyseliny trifluoroctové) a tosylát (OTs, sůl kyseliny p-toluensulfonové).An aspect of the present invention is that the trialkyl tin salt preferably has the formula (CH3) x (C ls H 3 7) y Sn y where x ranges from 0 to 2, y is from 1-3, wherein x + y = 3, and Y is selected from the group consisting of triflate (OTf, trifluoromethanesulfonic acid salt), trifluoroacetate (OCOCF 3 , trifluoroacetic acid salt) and tosylate (OTs, p-toluenesulfonic acid salt).
Ve výhodném provedení způsob přípravy samoorganizující se monomolekulámí vrstvyIn a preferred embodiment, a process for preparing a self-organizing monomolecular layer
a) ponoření substrátu do roztoku trialkylcíničité soli, mající počet atomů uhlíku v alkylu v rozmezí od 1 do 36, v organickém rozpouštědle,a) immersing the substrate in a solution of a trialkyltin tin salt having a number of carbon atoms in the alkyl range of 1 to 36 in an organic solvent;
b) následné omytí substrátu organickým rozpouštědlem a vysušení substrátu s adsorbovanou vrstvou molekul trialkylcínu.b) subsequently washing the substrate with an organic solvent and drying the substrate with an adsorbed layer of trialkyltin molecules.
S výhodou se v kroku a) použije roztok trialkylcíničité soli kyseliny trífluormethansulfonové, trifluoroctové a/nebo paratoluensulfonové v rozmezí koncentrace 1 mol.!'1 až 1.10 molT1, mající počet atomů uhlíku v alkylu v rozmezí od 1 do 36.Preferably, in step a) a solution of the trialkyltin tin salt of trifluoromethanesulfonic acid, trifluoroacetic acid and / or paratoluenesulfonic acid is used in a concentration range of 1 mol. 1 to 1.10 MOLT 1, having a number of carbon atoms in the alkyl moiety ranges from 1 to 36th
Výhodně se použité organické rozpouštědlo v kroku a) zvolí ze skupiny, zahrnující rozpouštědla na bázi uhlovodíku, etheru, halogenalkanového derivátu, nitrilu karboxylové kyseliny či nitrolátky a rozpouštědlo zvolené ze stejné skupiny látek se použije i k omytí v kroku b).Preferably, the organic solvent used in step a) is selected from the group consisting of hydrocarbon, ether, haloalkane derivative, carboxylic acid nitrile or nitro compounds and the solvent selected from the same group of substances is also used for washing in step b).
Předkládaný vynález se obecně týká navázání alkylových zbytků na substrát s povrchem pokrytým zlatém, prostřednictvím atomu cínu. Elektropositivní povaha ligandového atomu je takovém případě výhodou pro přenos elektronů, ovlivňující i vlastnosti vzniklé SAM.The present invention generally relates to the attachment of alkyl residues to a substrate with a gold-coated surface via a tin atom. The electropositive nature of the ligand atom is such an advantage for electron transfer, which also affects the properties generated by SAM.
Syntetizovány byly kovalentní trialkylcíničité soli kyseliny trifluoromethansulfonové (trifláty), trifluoroctové (trifluoroacetáty) a paratoluensulfonové (tosyláty), obsahující v molekule tři alkylové substituenty, tvořené 1 až 3 řetězci CI8II37 a 0 až 2 methylovými skupinami. Tyto soli vykázaly schopnost adsorbovat se z roztoku na zlato při teplotě místnosti a atmosférickém tlaku za vzniku uspořádané samoorganizující se vrstvy na zlaceném povrchu. Tato schopnost byla charakterizována za použití elipsometrie, FT1R spektroskopie, měření kontaktního úhlu a měření blokování přenosu elektronů.Were synthesized covalent trialkylstannyl trifluoromethanesulfonic acid salts (triflates), trifluoroacetic acid (trifluoroacetates) and paratoluenesulfonic (tosylates), containing per molecule three alkyl substituents consisting of 1 to 3 chain C I8 II 3 and 7 0 to 2 methyl groups. These salts showed the ability to adsorb from solution to gold at room temperature and atmospheric pressure to form an ordered self-organizing layer on the gilded surface. This capability was characterized using ellipsometry, FT1R spectroscopy, contact angle measurement and electron blocking measurement.
-5Všechny syntetizované trialkylcíničité soli vytvářely po odštěpení zbytku kyseliny podobnou stálou samoorganizující se monomolekulární vrstvu a v žádném případě nebyl pozorován vznik vícenásobné vrstvy (multivrstvy). Monomolekulární vrstvy připravené uvedeným způsobem se odlišovaly od podobných samoorganizujících se vrstev, tvořených alkanthioly. Postupem podle předloženého vynálezu připravené monomolekulární vrstvy byly tenčí, méně organizované, méně hydrofobní ajen slabě blokující přenos elektronů. Jejich stálost vůči některým rozpouštědlům, zásadám a kyselinám byla poněkud nižší, než je tomu u 1oktadekanthiolových monomolekulámích vrstev, ovšem jejich odolnost vůči zvýšené teplotě, silným redukčním činidlům i oxidačním činidlům, včetně vzduchu, byla vyšší.All of the synthesized trialkyltin salts formed upon cleavage of the acid residue similar to a stable self-organizing monomolecular layer and in no case the formation of a multilayer (multilayer) was observed. The monomolecular layers prepared in this way differed from similar self-organizing layers formed of alkanethiols. The monomolecular layers prepared according to the invention were thinner, less organized, less hydrophobic and weakly blocking electron transfer. Their stability to some solvents, bases and acids was somewhat lower than that of 1-octadecanethiol monomolecular layers, but their resistance to elevated temperature, strong reducing agents and oxidizing agents, including air, was higher.
Trialkylkfemičité soli, připravené pro srovnání podobným způsobem, nevykázaly za stejných podmínek žádný sklon k adsorpci na zlato.The trialkyl silicate salts prepared for comparison in a similar manner showed no tendency for adsorption to gold under the same conditions.
Žádné důkazy nenasvědčují tomu, že by odstranitelná skupina Y zůstala navázána v monomolekulární vrstvě, viz infračervená spektra jednotlivých SAM, př. 8. Nejpravděpodobněji je odstraněna během adsorpce jako anion Y‘ a její typ neovlivňuje vlastnosti vzniklé monomolekulární vrstvy, jejíž struktura může mít formu (CKOXCigl-^jySnAu nebo (CH3)x(CisH37)ySn-AUo, kde o je větší než 1. Pokud se skupina Y uvolňuje jako anion, lze předpokládat, že elektron nezbytný k vytvoření aniontu pochází z kovu, což však dosud nebylo přímo prokázáno.No evidence suggests that the removable group Y remains bound in the monomolecular layer, see infrared spectra of individual SAMs, Ex8. Most likely it is removed during adsorption as the Y 'anion, and its type does not affect the properties of the resulting monomolecular layer, CCOXCig1-4JySnAu or (CH3) x (C18H37) ySn-AUo, where o is greater than 1. If the group Y is released as an anion, it can be assumed that the electron necessary to form the anion originates from a metal, but this has not been directly demonstrated .
Monomolekulární samoorganizující se vrstvy podle tohoto vynálezu jsou mnohem tenčí než obdobné vrstvy, vytvořené z 1-oktadekanthiolu a méně uspořádané, jak bylo prokázáno menším naměřeným kontaktním úhlem pro vodu (př. 7), slabším blokováním přenosu elektronů (př. 9), menší odolností vůči odstraněni takových vrstev pomocí soíventů (př. 4), elipsometrickým měřením tloušťky vytvořené vrstvy (př. 6) a měřením infračervených spekter, viz př. 8.The monomolecular self-organizing layers of the present invention are much thinner than similar layers made of 1-octadecanthiol and less aligned as evidenced by a smaller measured contact angle for water (ex. 7), weaker electron blocking (ex. 9), less resistance against removal of such layers by the use of additives (ex. 4), by ellipsometric measurement of the thickness of the formed layer (ex. 6) and by measuring infrared spectra, see ex. 8.
-6Permeabilita monomolekulámích vrstev, připravených podle tohoto vynálezu, je vyšší ve srovnání s permeabilitou obdobné vrstvy vytvořené z 1-oktadekanthiolu, jak jc patrné zejména z příkladu 9, kde byla měřeno blokování přenosu elektronů (Obr. 4 (1)).The permeability of the monomolecular layers prepared according to the invention is higher compared to the permeability of a similar layer made of 1-octadecanethiol, as seen in particular from Example 9, where the electron transfer blocking was measured (Fig. 4 (1)).
Monomolekulámí samoorganizující se vrstvy podle tohoto vynálezu vykazují vyšší stálost vůči rozpouštědlům jako jsou n-hexan a ethanol, nikoli však vůči methylenchloridu, vodě (Obr. 5(2)) nebo bazickým činidlům. Překvapivě nedochází k jejich desorpci po vystavení 80 κ 90% kyselinám. Lepší odolnost než u vrstev, vytvořených z 1-oktadekanthiolu, byla doložena i vůči oxidačním činidlům, zejména peroxidu vodíku, ale částečně i vůči působení okolního vzduchu. Monomolekulámí vrstvy podle vynálezu jsou odolné vůči silným redukčním činidlům, jako například borohydridu sodnému (př. 4).The monomolecular self-organizing layers of the present invention exhibit greater stability to solvents such as n-hexane and ethanol, but not to methylene chloride, water (Fig. 5 (2)) or basic agents. Surprisingly, they are not desorbed upon exposure to 80 to 90% acids. Better resistance than 1-octadecanethiol layers has also been demonstrated against oxidizing agents, especially hydrogen peroxide, but also partially to ambient air. The monomolecular layers of the invention are resistant to strong reducing agents such as sodium borohydride (ex. 4).
Sledované vlastnosti samoorganizujících se trialkylcíničitých monomolekulámích vrstev, vytvořených z molekul, obsahujících jeden, dva nebo tři dlouhé řetězce, jsou téměř identické, pouze blokování přenosu elektronů vykazuje určité rozdíly (př. 9). Podobnost se vztahuje i na toušťku vrstev, měřenou elipsometricky (př. 6). Výsledky mohou být mírně zavádějící vzhledem k tomu, že index lomu pravděpodobně slabě vzrůstá v pořadí vrstev vzniklých ze solí 7, 6, 5 (oktadecyldimethylcíničitá, dioktadecylmethylcíničitá, trioktadecylcíničitá SAM), ale obecně naměřená tloušťka v rozmezí 0,6 až 0,7 nm představuje pouhou 1/3 tloušťky vrstvy, vytvořené z 1-oktadekanthiolu a nasvědčuje tomu, že alkylové řetězce leží na povrchu zlata.The endpoints of self-organizing trialkyltin tin monomolecular layers formed from molecules containing one, two or three long chains are almost identical, only the blocking of electron transfer shows some differences (ex. 9). The similarity also applies to the layer thickness measured by ellipsometry (ex. 6). The results may be slightly misleading since the refractive index is likely to slightly increase in the order of layers formed from salts 7, 6, 5 (octadecyldimethyltin, dioctadecylmethyltin, trioctadecyltin SAM), but generally measured thickness in the range 0.6 to 0.7 nm represents a mere 1/3 of the thickness of the layer formed from 1-octadecanethiol and suggests that the alkyl chains lie on the gold surface.
Jako substrát byly použity komerčně dostupné skleněné destičky pokryté vrstvou zlata v tloušťce 200 nm od firmy Platypus Technologies, obdobné výsledky byly získány i s dalšími materiály, jako jsou zlato na slídě, platina a stříbro na skle, měď na skle.As a substrate, commercially available 200 nm gold coated platelets from Platypus Technologies were used, and similar results were obtained with other materials such as gold on mica, platinum and silver on glass, copper on glass.
Kromě povlečení substrátu tenkou vrstvou zlata lze uvažovat i o alternativním použití tenké vrstvy stříbra, palladia a platiny.In addition to coating the substrate with a thin layer of gold, alternative use of a thin layer of silver, palladium and platinum may also be considered.
-7Přehled obrázků na výkresech-7Overview of figures in drawings
Obr. 1: Cyklický voltamogram při ÍOOmV/s, Fe(CN)6] 3'/4 na čisté zlaté elektrodě (tečkované) a na elektrodě s adsorbovanou vrstvou sloučenin 1 (černě), 5c (šedivě), 6c (světlešedivě) a 7c (tmavošedivě) po dvouhodinovém ponoření do roztoku příslušné látky. Na ose x je vynesenao napětí pracovní elektrody v mV vůči elektrodě Ag/AgCl, na ose y je vynesen proud v mikroampérech.Giant. 1: Cyclic voltammogram at 100mV / s, Fe (CN) 6 ] 3 ' / 4 on a pure gold electrode (dotted) and on an electrode with adsorbed layer of compounds 1 (black), 5c (gray), 6c (light gray) and 7c ( dark gray) after two hours immersion in a solution of the substance. The x-axis shows the working electrode voltage in mV relative to the Ag / AgCl electrode, and the y-axis shows the current in the micro-amperes.
Obr. 2: Stabilita adsorbovaných monomolekulámích vrstev sloučenin 1 (černě), 5 (šedivě), 6 (světlešedivě) a 7 (tmavošedivě) po ponoření do různých roztoků pres noc, vždy po opláchnutí a vysušení. Na ose y je vynesena hodnota R, udávající procenta monomolekulámí vrstvy, zůstávající na zlaceném povrchu, vypočítaná z integrální intenzity pásů IR spekter v oblasti 2800 až 3000 cm’1. Na ose x jsou uvedena použité roztoky. A: suchý CH2CI2; B: vlhký CH2CI2; C: «-hexan; D: ethanol; E: voda; F: 0,1 mol.l1 H2SO4; G: 0,1 mol.1’1 NaOH; Η: 1 mmol.l'1 KMnOc I: 30% (obj./obj.) H2O2; J: 10 mmol.T1 NaBH< K: sedmidenní vystavení vzduchu v laboratoři.Giant. 2: Stability of adsorbed monomolecular layers of compounds 1 (black), 5 (gray), 6 (light gray) and 7 (dark gray) after immersion in various solutions overnight, always after rinsing and drying. On the y-axis, the value of R is plotted, indicating the percentage of monomolecular layer remaining on the gilded surface, calculated from the integral intensity of the IR spectra bands in the region of 2800 to 3000 cm -1 . The x-axis shows the solutions used. A: dry CH 2 Cl 2; B: wet CH 2 Cl 2; C: n-hexane; D: ethanol; E: water; F: 0.1 mol.1 H 2 SO 4; G: 0.1 mol / l NaOH; Mmol: 1 mmol.l -1 KMnOc I: 30% (v / v) H2O2; J: 10 mmol.T 1 NaBH <K: Seven-day exposure to air in the laboratory.
Obr. 3: Částečná degradace monomolekulámí vrstvy sloučeniny 7c během vystavení účinku následujících činidel: CH2CI2 (A, ), ethanol (D, ▼); voda (E,· ) a 30 % (obj./obj.) peroxid vodíku (I, Φ). Na ose y je vynesena hodnota R, udávající procenta monomolekulámí vrstvy, zůstávající na zlaceném povrchu, vypočítaná z integrální intenzity pásů IR spekter v oblasti 2800 až 3000 cm'1. Na ose x je uveden čas v hodinách.Giant. 3: Partial degradation of the monomolecular layer of compound 7c during exposure to the following agents: CH 2 Cl 2 (,), ethanol (D,)); water (E, ·) and 30% (v / v) hydrogen peroxide (I, Φ). On the y-axis, the value of R is plotted, indicating the percentage of monomolecular layer remaining on the gilded surface, calculated from the integral intensity of the IR spectra bands in the region of 2800 to 3000 cm -1 . The x-axis shows the time in hours.
Obr. 4 A, B: Teplotní desorpce monomolekulámích vrstev sloučenin 1 (černě), 5c (šedivě ), 6c (světle šedivě) a 7c (tmavě šedivě), na povrchu substrátu pokrytého zlatém po 1 hodině při teplotě 20, 80, 140 a 200 °C. Část A předkládá v horní části obrázku IR spektra adsorbované vrstvy (1, černě) a ve spodní části 7c (tmavě šedivě); část B udává procenta monomolekulámí vrstvy, zbývající na zlaceném povrchu, vypočítaná z integrální intenzity pásů IR spekter v oblasti 2800 až 3000 cm'1 (vyneseno na ose y) vzhledem k použité teplotě, vynesené ve stupních na ose x.Giant. 4 A, B: Thermal desorption of monomolecular layers of compounds 1 (black), 5c (gray), 6c (light gray) and 7c (dark gray), on the surface of the gold-coated substrate after 1 hour at 20, 80, 140 and 200 ° C. Part A presents at the top of the figure IR spectra of the adsorbed layer (1, black) and at the bottom 7c (dark gray); Part B gives the percent of the monomolecular layer remaining on the gilded surface, calculated from the integral intensity of the IR spectra bands in the region of 2800 to 3000 cm -1 (plotted on the y-axis) relative to the temperature used plotted in degrees on the x-axis.
a:'and:'
Obr. 5 A,B : Kinetika tvorby monovrstvy při teplotě místnosti (20 °C) pro látky 5*7 ve srovnání s 1-oktadekanthiolem (1, ▼). (A) Vliv odstupující skupiny: triflát (7a, ♦ ).Giant. 5 A, B: Kinetics of monolayer formation at room temperature (20 ° C) for 5 * 7 substances as compared to 1-octadecanethiol (1, ▼). (A) Effect of the leaving group: triflate (7a, ♦).
trifluoroacetát (7b, ►), a tosylát (7c ,·). (B) Vliv počtu dlouhých řetězců na atomu Sn vtrifluoroacetate (7b,?), and tosylate (7c,?). (B) Effect of the number of long chains on the Sn atom
-8tosylátu 5c (A), 6c (·), 7c (). Na ose x je vynesen čas v minutách, na ose y je vynesena tloušťka vzniklé monomolekulámí vrstvy v nm.-8 tosylate 5c (A), 6c (·), 7c (). On the x-axis the time in minutes is plotted, on the y-axis the thickness of the resulting monomolecular layer is plotted in nm.
Obr. 6A,B: Eiipsometricky změřená tloušťka (A) a statický kontaktní úhel vody (B) adsorbovaných monomolekulámích vrstev sloučenin I a 5 až 7 na zlaceném substrátu po 2 hodinovém ponoření do roztoku příslušné látky.Giant. 6A, B: Eipsometrically measured thickness (A) and static water contact angle (B) of the adsorbed monomolecular layers of compounds I and 5 to 7 on the gilded substrate after 2 hours immersion in a solution of the substance.
Obr. 7: ATR-FTIR spektra monomolekulámích vrstev sloučenin 1 (černě), 5 (šedivě), 6 (světlešedivě) a 7 (únavo šedivě), adsorbovaných na povrch substrátu pokrytý zlatém. Na ose x je vynesena vlnová délka v cm'1, na ose y absorbance. Shora dolů jsou sestupně znázorněny křivky spekter vrstvy vzniklé ze sloučenin 1, 7a, 7b, 7c, 6a, 6b, 6c, 5a, 5b, 5c, posunuté o 0,01 jednotky absorbance.Giant. 7: ATR-FTIR spectra of the monomolecular layers of Compounds 1 (black), 5 (gray), 6 (light gray) and 7 (fatigue gray) adsorbed onto a gold-coated substrate surface. On the x-axis is wavelength in cm -1, the absorbance on the y axis. Top down are the spectra of the layer spectra formed from compounds 1, 7a, 7b, 7c, 6a, 6b, 6c, 5a, 5b, 5c, shifted by 0.01 absorbance units, in descending order.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Příklad 1Example 1
Syntéza trialkylcíniČitých solíSynthesis of trialkyltin salts
Tetraalkylcíničité sloučeniny 2 (Meals, J. Org. Chem. 1944, 9. 211), 3 a 4 byly syntetizovány z komerčně dostupných chloridů cínu a odpovídajícího Grignardova činidla.Tetraalkyl tin (II) compounds (Meals, J. Org. Chem. 1944, 9 211), 3 and 4 were synthesized from commercially available tin chlorides and the corresponding Grignard reagent.
SH x = 0. v = 4 (CH3hSn(C18H3Z)y 3 x = 2, y = 2 x “ 1, y = 3 = 1-oktadekanthiolSH = 0 at x = 4 (CH 3 HSN (C 18 H 3Z) y 3 x = 2, y = 2 x "1, y = 3 = 1 -octadecanethiol
Trifláty cínu (5a, 6a, 7a), trifluoroacetáty cínu (5b, 6b, 7b) a tosyláty cínu (5c, 6c a 7c) byly připraveny udržováním tetraalkylcíničitanů 2 až 4 při varu pod zpětným chladičem (při refluxu) s odpovídající kyselinou v roztoku dichlormethanu (Sasin a spol., J. Org. Chem. 1958, 23, 1366), viz Schéma 1. Pro kompenzování těkavosti byla kyselina trifluoroctová použita v mírném nadbytku.Tin tin triflates (5a, 6a, 7a), tin trifluoroacetates (5b, 6b, 7b) and tin tosylates (5c, 6c and 7c) were prepared by keeping tetraalkyltin (II) tin refluxing with the corresponding acid in solution. dichloromethane (Sasin et al., J. Org. Chem. 1958, 23, 1366), see Scheme 1. Trifluoroacetic acid was used in a slight excess to compensate for volatility.
-9Schéma 1. Syntéza trialkylcíničitých solíScheme 1. Synthesis of trialkyltin salts
Materiály pro syntézu byly získány od firmy Sigma-Aldrich či Alfa-Aesar a pokud není uvedeno jinak, byly použity nezměněné. 1-Bromoktadekan byl destilován přes CaCh, tetrahydrofuran (THF), toluen a pentan byly destilovány z ketylu benzofenonu, dichlormethan (DCM) a acetonitril (ACN) byly čerstvě destilovány přes CaHj nebo P2O5, trifluoromethansulfonová kyselina byla destilována přes malé množství P2O5. Vzniklé soli byly charakterizovány následovně: NMR spektra byla měřena na přístrojích Bruker 400 MHz Ultrashield, Bruker Avance II 500 MHz a Bruker Avance II 600 MHz; poté byla vztažena k signálu rozpouštědla. FTIR spektra byla naměřena na přístroji Bruker Equinox 55. Teploty tání byly stanoveny za použití přístroje Stuart SMP3 nebo Koflerova bloku a nebyly dále upravovány, údaje hmotnostní spektrometrie byly získány za použití přístrojů LTQ Orbitrap XL nebo LCQ Fleet (obojí firmy Thermo Fisher Scientific), nebo na zařízení Q-TOF micro (firmy Waters), či Reflex IV (firmy Bruker Daltonics). Elementární analýzy byly naměřeny na přístroji Perkin Elmer 2400 II.Synthetic materials were obtained from Sigma-Aldrich or Alfa-Aesar and were used unchanged unless otherwise indicated. 1-Bromoctadecane was distilled over CaCl 2, tetrahydrofuran (THF), toluene and pentane were distilled from ketyl benzophenone, dichloromethane (DCM) and acetonitrile (ACN) were freshly distilled over CaH 3 or P 2 O 5, trifluoromethanesulfonic acid was distilled over a small amount of P 2 O 5. The resulting salts were characterized as follows: NMR spectra were measured on Bruker 400 MHz Ultrashield, Bruker Avance II 500 MHz and Bruker Avance II 600 MHz; then it was related to the solvent signal. FTIR spectra were recorded on a Bruker Equinox 55. Melting points were determined using a Stuart SMP3 or Kofler block and were not further adjusted, mass spectrometry data was obtained using LTQ Orbitrap XL or LCQ Fleet (both from Thermo Fisher Scientific), or on Q-TOF micro (Waters) or Reflex IV (Bruker Daltonics). Elemental analyzes were performed on a Perkin Elmer 2400 II.
Příklad 1AExample 1A
Methyltrioktadecyícín (2), viz citace Mulcahy a spol., přijato ke zveřejnění. Hořčíkové hobliny (0,96 g, 0,04 mol) a katalytické množství I2 byly vloženy do baňky se třemi hrdly a kulatým dnem, opatřené zpětným chladičem. Baňka byla zahřívána do objevení se fialových parMethyltrioctadecycin (2), cited by Mulcahy et al., Accepted for publication. Magnesium shavings (0.96 g, 0.04 mol) and a catalytic amount of I2 were charged to a three neck round bottom flask equipped with a reflux condenser. The flask was heated until violet vapors appeared
I2. Poté byl přidán THF (20 ml), následně 1 -bromoktadekan (13,6 ml, 0,04 mol) a směs byla zahřívána k refluxu pod argonovou atmosférou po dobu 5 hodin. Po ochlazení na teplotu místnosti byl po kapkách přidán SnCb (0,7 ml, 0,006 mol). Směs byla udržována pod refluxem 5 h a následně míchána přes noc při teplotě místnosti. Poté byl přidán hexan (50 ml) a reakční směs byla promyta nasyceným roztokem NH4CI (15 ml), vodou (3 * 25 ml) a nasyceným roztokem NaCl (15 ml). Vrstva hexanu byla sušena nad bezvodým Na2SCh, zfiltrována aI2. THF (20 mL) was then added, followed by 1-bromoctadecane (13.6 mL, 0.04 mol) and the mixture was heated to reflux under argon for 5 hours. After cooling to room temperature, SnCl 3 (0.7 mL, 0.006 mol) was added dropwise. The mixture was kept under reflux for 5 h and then stirred overnight at room temperature. Hexane (50 mL) was then added and the reaction mixture was washed with saturated NH 4 Cl solution (15 mL), water (3 × 25 mL) and saturated NaCl solution (15 mL). The hexane layer was dried over anhydrous Na 2 SO 4, filtered and
-10zahuštěna za sníženého tlaku k získání pevné bílé látky, krystalizované z ethylacetátu (6,0 g, 90% výtěžek). Teplota tání byla 47 * 49 °C (dle citace 25: 47° C). IR (KBr, cm’1): 2956, 2918, 2873, 2850, 1468, 1455, 1418, 1378, 1342, 721,598, 513, 501. 'Η NMR (499,8 MHz, CDCb): δ 0,72 (m, 8H), 0,81 (t, J= 7Hz, 12H), 1,05 1,35 (m, 120H), 1,41 (m, 8H). ,3C NMR (125,7-10 concentrated under reduced pressure to give a white solid crystallized from ethyl acetate (6.0 g, 90% yield). The melting point was 47 * 49 ° C (according to reference 25: 47 ° C). IR (KBr, cm -1 ): 2956, 2918, 2873, 2850, 1468, 1455, 1418, 1378, 1342, 721,598, 513, 501. 1 H NMR (499.8 MHz, CDCl 3): δ 0.72 ( m, 8H), 0.81 (t, J = 7 Hz, 12H), 1.05 1.35 (m, 120H), 1.41 (m, 8H). 13 C NMR (125.7
MHz, CDCb): δ 9,17, 14,13, 22,72, 27,02, 29,32, 29,41, 29,71, 29,74, 29,77, 31,97, 34,49. 119Sn NMR (186,4 MHz, CDCb): δ -13,45. Elementární analýza: vypočteno pro C72Hi4gSn: C 76,35; H 13,17, nalezeno: C 77,03; H 13,45.MHz, CDCl3): δ 9.17, 14.13, 22.72, 27.02, 29.32, 29.41, 29.71, 29.74, 29.77, 31.97, 34.49. 119 1 H NMR (186.4 MHz, CDCl 3): δ -13.45. Elemental analysis: calculated for C72H14gSn: C 76.35; H, 13.17. Found: C, 77.03; H, 13.45.
Příklad 1BExample 1B
Dioktadecyldimethylcín (3). Hořčíkové hobliny (0,76 g, 0,031 mol) a katalytické množství U byly vloženy do baňky se třemi hrdly a kulatým dnem, opatřené zpětným chladičem a zahřívány do objevení se fialových par I2. Poté byl přidán THF (20 ml) a následně 1bromoktadekan (10,84 ml, 0,03 mol). Směs byla zahřívána k refluxu po dobu 5 hodin a poté byl po kapkách přidán roztok MeaSnCb ( 2,5 g, 0,011 mol) (Me = methyl) v THF (5 ml). Směs byla udržována pod refluxem po dobu 5 h a následně míchána přes noc při teplotě místnosti. Poté byl přidán hexan (50 ml) a reakční směs byla promyta nasyceným roztokem NHíCl (15 ml), vodou (3 x 25 ml) a nasyceným roztokem NaCl (15 ml). Vrstva hexanu byla sušena nad bezvodým NazSCů, zfiltrována a zahuštěna za sníženého tlaku k získání pevné bílé látky, krystalizované z ethylacetátu (6.92 g, 93% výtěžek). Teplota tání byla 39 * 41 °C. IR (KBr, cm’ ’): 2955, 2917, 2871, 2849, 1472, 1463, 1452, 1440, 1421, 1413, 1377, 1193, 1186, 761, 729, 720, 526, 518. 'H NMR (499.8 MHz, CDCb); δ 0,01 (s, 6H), 0,81 (m, 4H), 0,89 (t, J= 7 Hz, 6H), l,2Hl,35(m, 60H), 1,49 (m, 4H). ,3C NMR (125,7 MHz, CDCb): δ 11,14, 10,50, 14,13, 22,72, 26,80, 29,31, 29,40, 29,68, 29,70, 29,75, 31,96, 34,18. ,l9Sn NMR (186,4 MHz, CDCb): δ 2.98. HRMS-EI (hmotnostní spektrum vysokého rozlišení) vypočteno pro CMI-Sn (M CH3): 641,5047, nalezeno: 641,5063.Dioctadecyldimethyltin (3). Magnesium shavings (0.76 g, 0.031 mol) and catalytic amount of U were placed in a three neck round bottom flask equipped with a reflux condenser and heated until violet vapors I2 appeared. THF (20 mL) was added followed by 1-bromooctadecane (10.84 mL, 0.03 mol). The mixture was heated to reflux for 5 hours and then a solution of MeaSnCl 2 (2.5 g, 0.011 mol) (Me = methyl) in THF (5 mL) was added dropwise. The mixture was kept under reflux for 5 h and then stirred overnight at room temperature. Hexane (50 mL) was then added and the reaction mixture was washed with saturated NH 4 Cl solution (15 mL), water (3 x 25 mL) and saturated NaCl solution (15 mL). The hexane layer was dried over anhydrous Na 2 SO 4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a white solid crystallized from ethyl acetate (6.92 g, 93% yield). The melting point was 39 * 41 ° C. IR (KBr, cm -1): 2955, 2917, 2871, 2849, 1472, 1463, 1452, 1440, 1421, 1413, 1377, 1193, 1186, 761, 729, 720, 526, 518. 1 H NMR (499.8)? MHz, CDCl3); δ 0.01 (s, 6H), 0.81 (m, 4H), 0.89 (t, J = 7Hz, 6H), 1.2H1, 35 (m, 60H), 1.49 (m, 4H). 13 C NMR (125.7 MHz, CDCl 3): δ 11.14, 10.50, 14.13, 22.72, 26.80, 29.31, 29.40, 29.68, 29.70, 29.75, 31.96, 34.18. 19 Sn NMR (186.4 MHz, CDCl 3): δ 2.98. HRMS-EI (high resolution mass spectrum) calculated for CMI-Sn (M CH 3): 641.5047, found: 641.5063.
Příklad 1CExample 1C
Oktadecyltrimethylcín (4). Hořčíkové hobliny (0,18 g, 7,53 x 10’3mol) a katalytické množství h byly vloženy do baňky se třemi hrdly a kulatým dnem, opatřené zpětným chladičem. Baňka byla zahřívána do objevení se fialových par I2. Poté byl přidán THF (20 ml), následně 1-bromoktadekan (2,57 ml, 7,53 x 10’3 mol) a směs byla zahřívána k refluxu po dobu 5 hodin. Poté byl po kapkách přidán roztok MejSnCl (1,0 g, 5,02 χ 10'3mol) v THF (5 ml). Směs byla udržována pod refluxem po dobu 5 h a následně míchána přes noc při teplotě místnosti. Poté byl přidán hexan (50 ml) a reakční směs byla promyta nasyceným roztokemOctadecyltrimethyltin (4). Magnesium shavings (0.18 g, 7.53 x 10 -3 moles) and a catalytic amount of h were charged to a three neck round bottom flask equipped with a reflux condenser. The flask was heated until I2 vapors appeared. THF (20 mL) was then added, followed by 1-bromooctadecane (2.57 mL, 7.53 x 10 -3 mol) and the mixture was heated to reflux for 5 hours. Then a solution of MeSnCl (1.0 g, 5.02 χ 10 -3 mol) in THF (5 mL) was added dropwise. The mixture was kept under reflux for 5 h and then stirred overnight at room temperature. Hexane (50 mL) was then added and the reaction mixture was washed with a saturated solution
-11NH4C1 (15 ml), vodou (3 * 25 ml) a nasyceným roztokem NaCI (15 ml). Vrstva hexanu byla sušena nad bezvodým NaíSCh, zfiltrována a zahuštěna za sníženého tlaku k získání polopevné látky. Vyčištěním chromatografíí na sloupci byl získán produkt (1,66 g, 79% výtěžek).-11NH 4 Cl (15 mL), water (3 × 25 mL) and saturated NaCl solution (15 mL). The hexane layer was dried over anhydrous Na 2 SO 4, filtered, and concentrated under reduced pressure to give a semi-solid. Purification by column chromatography gave the product (1.66 g, 79% yield).
IR (KBr, cm’1): 2956, 2923, 2852, 1466, 1455, 1444, 1433, 1417, 1378, 1200, 1188, 764, 731, 720, 525, 510. H NMR (499,8 MHz, CDCh); 5 0,06 (s, 9H), 0,85 (m, 2H), 0,90 (t, J=7,l Hz, 3H), 1,23:- 1,37 (m, 30H), 1,52 (m, 2H). 13C NMR (125,7 MHz, CDCh): δ -10,32, 11,15, 14,17, 22,78, 26,78, 29,38, 29,48, 29,74, 29,77, 29,80, 29,82, 32,04, 34,12. IÍ9Sn NMR (186,4 MHz, CDCh): δ - 1.21. HRMS-APC1 vypočteno pro CnH46SnNa (M + Na): 441,2525, nalezeno: 441,2647.IR (KBr, cm -1 ): 2956, 2923, 2852, 1466, 1455, 1444, 1433, 1417, 1378, 1200, 1188, 764, 731, 720, 525, 510. 1 H NMR (499.8 MHz, CDCl 3) ); Δ 0.06 (s, 9H), 0.85 (m, 2H), 0.90 (t, J = 7.1 Hz, 3H), 1.23 : -1.37 (m, 30H), 1 52 (m, 2H). 13 C NMR (125.7 MHz, CDCl 3): δ -10.32, 11.15, 14.17, 22.78, 26.78, 29.38, 29.48, 29.74, 29.77, 29.80, 29.82, 32.04, 34.12. 19 C NMR (186.4 MHz, CDCl 3): δ - 1.21. HRMS-APCl calculated for C11H46SnNa (M + Na): 441.2525, found: 441.2647.
Příklad IDExample ID
Triflát trioktadecylcínu (5a). Tetraoktadecylcín (1 g, 8,85 x 10-4 mol) byl rozpuštěn v horkém vysušeném DCM a po kapách byl přidán roztok CF3SO3H (0,025 g, 0,18 x 10'3mol) ve vysušeném DCM (1 ml); následně byl výsledný roztok udržován 48 hodin pod refluxem. DCM byl odpařen na rotační odparce k získání bílé pevné látky, která byla krystalizována ze směsi DCM/ACN (0,82 g, 90% výtěžek.). Teplota tání byla 77^78 °C. IR (KBr, cm'1): 2956, 2918, 2872, 2850, 1468, 1378, 1321,1261, 1203, 1097, 1025, 804, 721, 656, 632, 582, 518. ’H NMR (499,8 MHz, THF-í/b): δ 0,89 (t, J = 7 Hz, 9H), 1,29 (bs, 92H), 13C NMR (125,7 MHz, THF-Jb): δ - 14,63, 20,78, 23,73, 26,56, 30,35, 30,49, 30,79, 30,80, 30,83, 30,85, 30,86, 35,15, 121,07, (q, Jc-f=319,1). 19F NMR (470,3 MHz, THF-íA): δ - 75.16. 119Sn NMR (186,4 MHz, CDCh): δ -15.75. HRMS-ESI vypočteno pro CsdiinSn (M - OTf): 879,7702, nalezeno: 879,7713. Elementární analýza: vypočteno pro CssHniFíChSSn: C 64,24; H 10,88; F 5,54; S 3,12, nalezeno C 64,33; H 10,76, F 5,97, S 3,47.Trioctadecyltin triflate (5a). Tetraoctadecyltin (1 g, 8.85 x 10 -4 mol) was dissolved in hot dried DCM and a solution of CF 3 SO 3 H (0.025 g, 0.18 x 10 -3 mol) in dried DCM (1 mL) was added dropwise; subsequently, the resulting solution was kept under reflux for 48 hours. The DCM was evaporated on a rotary evaporator to give a white solid which was crystallized from DCM / ACN (0.82 g, 90% yield). Melting point: 77-78 ° C. IR (KBr, cm -1 ): 2956, 2918, 2872, 2850, 1468, 1378, 1321, 1261, 1203, 1097, 1025, 804, 721, 656, 632, 582, 518. 1 H NMR (499.8) MHz, THF-1 / b): δ 0.89 (t, J = 7 Hz, 9H), 1.29 (bs, 92H), 13 C NMR (125.7 MHz, THF-Jb): δ - 14 , 63, 20.78, 23.73, 26.56, 30.35, 30.49, 30.79, 30.80, 30.83, 30.85, 30.86, 35.15, 121.07 , (q, J C-F = 319.1). 19 F NMR (470.3 MHz, THF-1A): δ - 75.16. 119 1 H NMR (186.4 MHz, CDCl 3): δ -15.75. HRMS-ESI calcd for C 8 H 18 Cl (M - OTf): 879.7702, found: 879.7713. Elemental analysis: calculated for C5H11FiClSSS: C, 64.24; H, 10.88; F 5.54; S 3.12, found C 64.33; H, 10.76; F, 5.97; S, 3.47.
Příklad 1EExample 1E
Trifluoroacetát trioktadecylcínu (5b). tetraoktadecylcín (lg, 8,83 x 10~’ mol) byl rozpuštěn v horkém DCM (10 ml). Z injekční stříkačky byl po kapkách přidán roztok trifluoroctové kyseliny (0,15 g, 1,33 x 10‘3 mol) a následně byla výsledná směs udržována 48 hodin pod refluxem. Poté byla odebrána alikvotní část a produkt byl krystalizován ze soustavy DCM/ACN. ll9Sn NMR spektrum prokázalo stálou přítomnost určitého množství výchozího materiálu. Celá operace byla opakována tak dlouho, dokud výchozí materiál zcela nezreagoval (obvykle bylo potřeba přidat dalších 0,5 ekvivalentu trifluoroctové kyseliny). Reakční směs byla poté zahuštěna za sníženého tlaku, získaný zbytek byl rozpuštěn v DCM a následně bylTrioctadecyltin trifluoroacetate (5b). tetraoctadecyltin (1g, 8.83 x 10 -1 mol) was dissolved in hot DCM (10 mL). Trifluoroacetic acid solution (0.15 g, 1.33 x 10 -3 mol) was added dropwise from the syringe, and the resulting mixture was then kept under reflux for 48 hours. An aliquot was then removed and the product was crystallized from DCM / ACN. The 19 H NMR spectrum showed a constant presence of some starting material. The whole operation was repeated until the starting material had completely reacted (usually an additional 0.5 equivalents of trifluoroacetic acid was needed). The reaction mixture was then concentrated under reduced pressure, and the obtained residue was dissolved in DCM, and was then concentrated
Λ.’ přidán ACN k získání tmavě žluté pevné látky (0,81 g, 92% výtěžek.). Teplota tání byla 70 f 72Přidán 'added ACN to give a dark yellow solid (0.81 g, 92% yield.). The melting point was 70 DEG-72 DEG
-12°C. IR (KBr, cm1): 2956, 2919, 2850, 1670, 1650, 1468, 1379, 1213, 1191, 1159, 852, 840, 795, 728, 696, 675, 605, 523, 475. ‘H NMR (499,8 MHz, CDCb): δ 0.88 (t, J = 7,0 Hz, 9H),5 ° C. IR (KBr, cm @ -1 ): 2956, 2919, 2850, 1670, 1650, 1468, 1379, 1213, 1191, 1159, 852, 840, 795, 728, 696, 675, 605, 523, 475. 499.8 MHz, CDCl3): δ 0.88 (t, J = 7.0 Hz, 9H),
I, 201,36 (m, 90H), 1,40 (m, 6H), 1,67 (m, 6H). 13C NMR (125,7 MHz, CDCb): δ 14,11, 17,71, 22,70, 25,36, 29,14, 29,39, 29,52, 29,65, 29,68, 29,72, 29,73, 31,94, 33,99, 115,18, (q, Jc-f = 288,1), 161,33, (q, Jc-f = 39,9). ,9F NMR (470,3 MHz, CDCb): δ - 71.02. 1,9Sn NMR (186,4 MHz, CDCb): δ 172,31. HRMS-APCI vypočteno pro Cs4H77Sn (M - CCOCF3): 879,7702, nalezeno: 879,7719. Elementární analýza: vypočteno pro CsůHinFsOzSn: C 67,79; HI, 201.36 (m, 90H), 1.40 (m, 6H), 1.67 (m, 6H). 13 C NMR (125.7 MHz, CDCl 3): δ 14.11, 17.71, 22.70, 25.36, 29.14, 29.39, 29.52, 29.65, 29.68, 29 , 72, 29.73, 31.94, 33.99, 115.18, (q, J C-F = 288.1), 161.33, (q, J C-F = 39.9). . 9 F NMR (470.3 MHz, CDCl 3): δ - 71.02. 1.9 Sn NMR (186.4 MHz, CDCl 3): δ 172.31. HRMS-APCI calcd for C 44 H 77 Sn (M - CCOCF 3): 879.7702, found: 879.7719. Elemental analysis: calculated for C 6 H 11 F 5 O 2 Sn: C 67.79; H
II, 28; F 5,74; nalezeno C 68,16; Η 11,56; F 6,11.II, 28; F, 5.74; Found: C, 68.16; Η 11.56; F, 6.11.
Příklad 1FExample 1F
Tosylát trioktadccylcínu (5c). Směs tetraoktadecylcínu (1 g, 0,88 χ 10’3 mol) a kyseliny paratoluensulfonové (0,152 g, 0,88 χ 10‘3 mol) byla udržována pod refluxem v DCM (10 ml) po dobu 48 hodin. Reakční směs byla zahuštěna za sníženého tlaku k získání husté kapaliny, která byla rozpuštěna v horkém ethylacetátu a ponechána stát přes noc. Vysrážená bílá pevná látka byla odfiltrována a sušena přes noc za sníženého tlaku při teplotě 60 °C. Získána byla bílá pevná látka (0,90 g, 98% výtěžek), vykazující teplotu tání 56 « 58 °C.Trioctadccyltin tosylate (5c). A mixture of tetraoctadecyltin (1 g, 0.88 χ 10 -3 mol) and paratoluenesulfonic acid (0.152 g, 0.88 χ 10 -3 mol) was refluxed in DCM (10 mL) for 48 hours. The reaction mixture was concentrated under reduced pressure to give a thick liquid which was dissolved in hot ethyl acetate and allowed to stand overnight. The precipitated white solid was filtered and dried overnight under reduced pressure at 60 ° C. A white solid was obtained (0.90 g, 98% yield), m.p. 56-58 ° C.
IR (KBr, cm1): 2955, 2919, 2850, 1601, 1497, 1468, 1378, 1194, 1131, 1044, 1015, 815, 721, 694, 569. ‘H NMR (499,8 MHz, CDCb): δ 0,89 (t, J= 6,8 Hz, 9Hz), 1,10 *1,35 (m, 96H), 1,49 (bm, 6H), 2,36 (s, 3H), 7,16 (m, 2H), 7,60 (m, 2H). 13C NMR (125,7 MHz,CDCb): δ 14,11, 20,55, 21,37, 22,70, 25,53, 29,41, 29,70, 29,71, 29,78, 29,79, 29,82, 29,84, 29,86, 29,89, 31,95, 34,12, 126,06, 128,98, 139,46, 141,61. HRMS-APCI vypočítáno pro CsíHmSn (M - OTs): 879,7702, nalezeno: 879,7697. Elementární analýza: vypočteno pro CóiHnsChSSn: C 69,75; H 11,32; S 3,05; nalezeno C 70,16; H 11,76; S 2,83.IR (KBr, cm -1 ): 2955, 2919, 2850, 1601, 1497, 1468, 1378, 1194, 1131, 1044, 1015, 815, 721, 694, 569. 1 H NMR (499.8 MHz, CDCl 3): δ 0.89 (t, J = 6.8 Hz, 9Hz), 1.10 * 1.35 (m, 96H), 1.49 (bm, 6H), 2.36 (s, 3H), 7, 16 (m, 2H); 7.60 (m, 2H). 13 C NMR (125.7 MHz, CDCl 3): δ 14.11, 20.55, 21.37, 22.70, 25.53, 29.41, 29.70, 29.71, 29.78, 29 , 79, 29.82, 29.84, 29.86, 29.89, 31.95, 34.12, 126.06, 128.98, 139.46, 141.61. HRMS-APCI calcd for C 18 H 18 Sn (M - OTs): 879.7702, found: 879.7697. Elemental analysis: calculated for C 16 H 18 Cl 2 SS 5: C 69.75; H, 11.32; S, 3.05; Found: C, 70.16; H, 11.76; S, 2.83.
Příklad 1GExample 1G
Triflát dioktadecylmethylcínu (6a). Postupem popsaným v příkladu ID byl získán 73% výtěžek. Teplota tání 56°κ 58 °C. IR (KBr, cm'1): 2954, 2917, 72850, 1468, 1414, 1378, 1257, 1179, 1034, 769, 721, 654, 644, 581, 523. *H NMR (600,1 MHz, CDCb): δ 0,70 (s, 3H), 0,88 t, 7,0 Hz, 6H), 1,22-1,38 (m, 60H), 1,41 (m, 4H), 1,68 (m,4H). 13C NMR (150.9 MHz, CDCb): δ - 0,20, 14,12, 21,39, 22,70, 25,14, 29,22, 29,39, 29,65, 29,69, 29,75, 29,76, 29,77, 29,78, 31,94, 33,72, 118,80, (q, Jc-f 317.8). 19F NMR (376,5 MHz, CDCb): δ - 78.25. ll9Sn NMR (186,4 MHz, CDCb): δ 160,74. HRMS-ESI vypočteno pro CstHttSo (M - OTf): 641,5042, nalezeno: 641,5049. Elementární analýza: vypočteno pro CjsHjvFsChSSn: C 57,79; Η 9,83; F 7,22; S 4,06; nalezeno C 57,74; H 10,11; F 7,30; S 4,02.Dioctadecylmethyltin triflate (6a). The procedure described in Example 1D yielded 73% yield. Mp 56 ° and 58 ° C. IR (KBr, cm -1 ): 2954, 2917, 72850, 1468, 1414, 1378, 1257, 1179, 1034, 769, 721, 654, 644, 581, 523. 1 H NMR (600.1 MHz, CDCl 3) δ 0.70 (s, 3H), 0.88 t, 7.0 Hz, 6H), 1.22-1.38 (m, 60H), 1.41 (m, 4H), 1.68 ( m, 4H). 13 C NMR (150.9 MHz, CDCl 3): δ - 0.20, 14.12, 21.39, 22.70, 25.14, 29.22, 29.39, 29.65, 29.69, 29, 75, 29.76, 29.77, 29.78, 31.94, 33.72, 118.80, (q, J C-F 317.8). 19 F NMR (376.5 MHz, CDCl 3): δ - 78.25. 19 H NMR (186.4 MHz, CDCl3): δ 160.74. HRMS-ESI calcd for C 18 H 30 S 6 (M - OTf): 641.5042, found: 641.5049. Elemental analysis: calculated for C 18 H 21 F 5 Cl 2 S 1 S: C 57.79; Η 9.83; F, 7.22; S 4.06; Found: C, 57.74; H, 10.11; F, 7.30; S, 4.02.
-13Příklad 1HExample 13 1H
Trifluoroacetát dioktadecylmethylcínu (6b). Postupem popsaným v příkladu 1E byl získán 82% výtěžek. Teplota tání 60 * 62 °C. IR (KBr, cm'1): 2955, 2919, 2850, 1670, 1650, 1468, 1378, 1194, 1158, 854, 840, 796, 728, 672, 604, 536, 473. 'H NMR (499,8 MHz, CDCh): δ 0,62 (s, 3H), 0,88 t, J= 7,1 Hz, 6H), 1,21 $ 1,35 (m, 60H), 1,42 (m, 4H), 1,67 (m, 4H). I3C NMR (125,7 MHz, CDCh): δ - 3.88, 14,11, 18,17, 22,70, 25,23, 29,11, 29,37, 29,49, 29,63, 29,65, 29,67, 29,71, 31,93, 33,79, 115,12, 161,24. 19F NMR (470,3 MHz, CDCh): δ - 71.05. ll9Sn NMR (186,4 MHz, CDCh): δ 183,89. HRMS-EI vypočteno pro CasHvšFsOíSn: 739,4663, nalezeno: 739,4639. Elementární analýza: vypočteno pro CM^FjChSn: C 62,15; H 10,30; F 7,56; nalezeno C 62,31; H 10,55; F 7,27.Dioctadecylmethyltin trifluoroacetate (6b). The procedure described in Example 1E yielded 82% yield. Mp 60 ° -62 ° C. IR (KBr, cm -1 ): 2955, 2919, 2850, 1670, 1650, 1468, 1378, 1194, 1158, 854, 840, 796, 728, 672, 604, 536, 473. 1 H NMR (499.8) MHz, CDCl 3: δ 0.62 (s, 3H), 0.88 t, J = 7.1 Hz, 6H), 1.21 $ 1.35 (m, 60H), 1.42 (m, 4H) 1.67 (m, 4H). I3 C NMR (125.7 MHz, CDCl₃): δ - 3.88, 14.11, 18.17, 22.70, 25.23, 29.11, 29.37, 29.49, 29.63, 29, 65, 29.67, 29.71, 31.93, 33.79, 115.12, 161.24. 19 F NMR (470.3 MHz, CDCl 3): δ - 71.05. 19 H NMR (186.4 MHz, CDCl3): δ 183.89. HRMS-EI calcd for Cas H5 F5 O5 Si: 739.4663, found: 739.4639. Elemental analysis: calculated for C 19 H 20 FN 2 O 2 S: C 62.15; H, 10.30; F, 7.56; Found: C, 62.31; H, 10.55; F, 7.27.
Příklad IIExample II
Tosylát dioktadecylmethylcínu (6c). Postupem popsaným v příkladu 1F byl získán 85% výtěžek. Teplota tání 397’41 °C. IR (KBr, cm'1): 2954, 2917, 2850, 1601, 1468, 1378, 1192,1132,1045,1015,815,720,695,607, 568, 525. ]H NMR (499,8 MHz, CDCh): δ 0,56 (s, 3H), 0,89 (t, J = 6,9 Hz, 6H), 1,1θ71,35 (m, 64H), 1,48 (m, 4H), 2,37 (s, 3H), 7,17 (m, 2H), 7,56 (m, 2H). 13C NMR (125,7 MHz, CDCh) δ - 0,32, 14,11, 21,10, 21,38, 22,70, 25,43, 29,39, 29,70, 29,76, 29,78, 29,80, 29,82, 29,84, 29,86, 31,94, 33,91, 125,95, 129,05, 139,38, 141,77. HRMS-APCI vypočteno pro C37H?7Sn (M - OTs): 641,5042, nalezeno: 641,5042. Elementární analýza: vypočteno pro CídltuChSSn: C 65,09; H 10,43; S 3,95; nalezeno C 65,27; H 10,68; S 3,65.Dioctadecylmethyltin tosylate (6c). The procedure described in Example 1F yielded 85% yield. Mp 397'41 ° C. IR (KBr, cm -1 ): 2954, 2917, 2850, 1601, 1468, 1378, 1192, 1132, 1045, 1015,815,720,695,607, 568, 525. 1 H NMR (499.8 MHz, CDCl 3): δ 0, 56 (s, 3H), 0.89 (t, J = 6.9 Hz, 6H), 1.1 / 71.35 (m, 64H), 1.48 (m, 4H), 2.37 (s, 3H) 7.17 (m, 2H); 7.56 (m, 2H). 13 C NMR (125.7 MHz, CDCl 3) δ - 0.32, 14.11, 21.10, 21.38, 22.70, 25.43, 29.39, 29.70, 29.76, 29 , 78, 29.80, 29.82, 29.84, 29.86, 31.94, 33.91, 125.95, 129.05, 139.38, 141.77. HRMS-APCI calculated for C37H17Sn (M-OTs): 641.5042, found: 641.5042. Elemental analysis: calculated for C ClClSSSSn: C, 65.09; H 10.43; S, 3.95; Found: C, 65.27; H, 10.68; S, 3.65.
Příklad 1JExample 1J
Triflát oktadecyldimethylcínu (7a). Postupem popsaným v příkladu ID byl získán 75% výtěžek. Teplota .tání 49.7 51 °C. IR.(KBr, cm'1): 2952, 2915, 2849, 1470, 1376, 1258, 1179, 1039, 1034, 840, 768, 718, 655, 644, 580, 544, 520. Tl NMR (499,8 MHz, CDCh): δ 0,75 (s, 6H), 0,88 (t, 7 Hz, 3H), 1,217 ],38 (m, 30H), 1,42 (m, 2H), 1,68 (m, 2H). 13C NMR (125,7 MHz, CDCh): δ 0,82, 14,11, 21,56, 22,69, 24,99, 29,15, 29,37, 29,58, 29,67, 29,70, 29,72, 29,73, 31,93, 33,47, 118,67 (q, Jc-r= 317,5). 19F NMR (470,3 MHz, CDCh): δ - 74,04. HRMS-ES1 vypočítáno pro C2oH«Sn (M - OTf): 403,2381, nalezeno: 403,2383. Elementární analýza: vypočteno pro CííHnFíChSSn: C 45,75; H 7,86; F 10,34; S 5,82; nalezeno C 45,60; H 7,99; F 10,32; S 5,69.Octadecyldimethyltin triflate (7a). The procedure described in Example 1D yielded 75% yield. Mp 49.7 51 ° C. IR (KBr, cm -1 ): 2952, 2915, 2849, 1470, 1376, 1258, 1179, 1039, 1034, 840, 768, 718, 655, 644, 580, 544, 520. 1 H NMR (499.8) MHz, CDCl 3: δ 0.75 (s, 6H), 0.88 (t, 7 Hz, 3H), 1.217], 38 (m, 30H), 1.42 (m, 2H), 1.68 ( m, 2H). 13 C NMR (125.7 MHz, CDCl 3): δ 0.82, 14.11, 21.56, 22.69, 24.99, 29.15, 29.37, 29.58, 29.67, 29 70, 29.72, 29.73, 31.93, 33.47, 118.67 (q, J C-R = 317.5). 19 F NMR (470.3 MHz, CDCl 3): δ - 74.04. HRMS-ES1 calcd for C 20 H 17 Sn (M-OTf): 403.2381, found: 403.2383. Elemental analysis: calculated for C 11 H 11 F 3 Cl 2 S 2: C 45.75; H, 7.86; F 10.34; S, 5.82; Found: C, 45.60; H, 7.99; F 10.32; S, 5.69.
-14Příklad 1K-14Example 1K
Trifluoroacetát oktadecyldimethylcínu (7b). Postupem popsaným v příkladu 1E byl získán 89% výtěžek. Teplota tání 79 > 81 °C. IR (KBr, cm'1): 2953, 2921, 2851, 1678, 1652, 1467, 1453, 1379, 1215, 1201, 1191, 1154, 854, 839, 796, 770, 726,667, 605, 555, 526, 476. ’H NMR (499,8 MHz, CDCb): δ 0,63 (s, 6H), 0,84 (t, J= 7,0 Hz, 3H), 1,20 ΐ 1,30 (m, 30H), 1,41 (m, 2H), 1,65 (m, 2H). 13C NMR (125,7 MHz, CDCb): δ - 2,69, 14,12, 18,52, 22,69, 25,14, 29,08, 29,36, 29,46, 29,60, 29,63, 29,66, 29,69, 31,92, 33,63, 115,04, 161,18. 19F NMR (470,3 MHz, CDCb): δ - 71.09, 119Sn NMR (186,4 MHz, CDCb): δ 191,57. HRMS-EI vypočteno pro C2iH4op302Sn: 501,2002; nalezeno: 501,2001. Elementární analýza: vypočteno pro C22H43F3O2Sn: C 51,28; H 8,41; F 11,06, nalezeno C 51,29; H 8,53; F 10,89.Octadecyldimethyltin trifluoroacetate (7b). The procedure described in Example 1E yielded 89% yield. Mp 79> 81 ° C. IR (KBr, cm -1 ): 2953, 2921, 2851, 1678, 1652, 1467, 1453, 1379, 1215, 1201, 1191, 1154, 854, 839, 796, 770, 726,667, 605, 555, 526, 476; 1 H NMR (499.8 MHz, CDCl 3): δ 0.63 (s, 6H), 0.84 (t, J = 7.0 Hz, 3H), 1.20 ΐ 1.30 (m, 30H) 1.41 (m, 2H), 1.65 (m, 2H). 13 C NMR (125.7 MHz, CDCl 3): δ - 2.69, 14.12, 18.52, 22.69, 25.14, 29.08, 29.36, 29.46, 29.60, 29.63, 29.66, 29.69, 31.92, 33.63, 115.04, 161.18. 19 F NMR (470.3 MHz, CDCl 3): δ - 71.09, 119 Sn NMR (186.4 MHz, CDCl 3): δ 191.57. HRMS-EI calcd for C 21 H 41 O 3 S 2 S: 501.2002; found: 501.2001. Elemental analysis: calculated for C 22 H 41 F 3 O 2 S 2: C 51.28; H, 8.41; F 11.06, found C 51.29; H, 8.53; F, 10.89.
Příklad 1LExample 1L
Tosylát oktadecyldimethylcínu (7c). Postupem popsaným v příkladu 1F byl získán 74% výtěžek. Teplota tání 64 °C. IR (KBr, cm'1): 2953, 2919, 2850, 1600, 1497, 1470, 1397, 1378, 1191, 1131, 1044, 1014, 815, 781, 761 719, 695, 568, 542, 521, 496. *H NMR (499,8 MHz, CDCb): δ 0,56 (s, 6H), 0,88 (t, J= 6,8 Hz, 3H), l,10%?l,33 (m, 32H), 1,46 (bm, 2H), 2,38 (s, 3H), 7,19 (m, 2H), 7,55 (m, 2H). 13C NMR (125,7 MHz, CDCb) δ 0,77, 14,10, 21,24, 21,39, 22,68, 25,29, 29,31, 29,37,29,64, 29,68, 29,73, 29,75, 29,76, 29,78, 31,92, 33,67, 125,30, 129,14, 139,09, 142,00. 1,9Sn NMR (186,4 MHz, CDCb): δ 83,08. HRMS-EI vypočteno pro CtoHsoOiSSn: 574,2503; nalezeno: 574,2493. Elementární analýza: vypočteno pro CrHsoOsSSn: C 56,55; H 8,79; S 5,59; nalezeno C 56,26; H 8,74; S 5,20.Octadecyldimethyltin tosylate (7c). The procedure described in Example 1F yielded 74% yield. Mp 64 ° C. IR (KBr, cm -1 ): 2953, 2919, 2850, 1600, 1497, 1470, 1397, 1378, 1191, 1131, 1044, 1014, 815, 781, 761, 719, 695, 568, 542, 521, 496. 1 H NMR (499.8 MHz, CDCl 3): δ 0.56 (s, 6H), 0.88 (t, J = 6.8 Hz, 3H), 1.10% ? 1.33 (m, 32H), 1.46 (bm, 2H), 2.38 (s, 3H), 7.19 (m, 2H), 7.55 (m, 2H). 13 C NMR (125.7 MHz, CDCl 3) δ 0.77, 14.10, 21.24, 21.39, 22.68, 25.29, 29.31, 29.37, 29.64, 29, 68, 29.73, 29.75, 29.76, 29.78, 31.92, 33.67, 125.30, 129.14, 139.09, 142.00. 1.9 Sn NMR (186.4 MHz, CDCl 3): δ 83.08. HRMS-EI calcd for C 10 H 50 O 15 SSn: 574.2503; found: 574.2493. Elemental analysis: calculated for C 10 H 50 O 5 SSn: C 56.55; H, 8.79; S 5.59; Found: C, 56.26; H, 8.74; S, 5.20.
Příklad 2Example 2
Struktura produktuProduct structure
Jedna z tetraalkylcíničitých solí byla již známá (2, cit. Mulcahy a spol., přijato ke zveřejnění) a analytické údaje, získané pro sloučeniny 3 a 4, potvrdily tetraedrické uspořádání řetězců kolem atomu cínu.One of the tetraalkyl tin salts was already known (2, cited by Mulcahy et al., Accepted for publication) and the analytical data obtained for compounds 3 and 4 confirmed the tetrahedral arrangement of the chains around the tin atom.
U solí 5 až 7 se chemický posun 119Sn NMR pro roztoky CDCI3 pohyboval v rozmezí hodnot 75 až 165 ppm, které lze považovat za typické pro kvazitetraedrické uspořádání u trimethylcíničitých sloučenin se čtvrtým koordinačním atomem cínu (Kapoor, a spol., Polyhedron 1995, 14, 489). Všechny triacetátové sloučeniny (5b, 6b, 7b), triflát 6a a tosylát 7c patřily do stejné kategorie. U triflátu 5a byl v tetrahydrofuranu naměřen silný posun směremFor salts 5-7, the chemical shift of 119 Sn NMR for CDCl 3 solutions ranged from 75 to 165 ppm, which can be considered typical of the quasitetraedric arrangement of trimethyltin tin compounds with the fourth tin coordinating atom (Kapoor, et al., Polyhedron 1995, 14). 489). All triacetate compounds (5b, 6b, 7b), triflate 6a and tosylate 7c were in the same category. For triflate 5a, a strong shift was measured in tetrahydrofuran
-15k vyšším hodnotám (cca 200 ppm), který charakterizuje tvorbu pětičetného koordinačního komplexu sdonorovými molekulami roztoku (Chandrasckhar a Thirumoorthi, Eur. J. lnorg. Chem. 2008,4578).-15k higher values (about 200 ppm), which characterizes the formation of a five-fold coordination complex with solution molecules (Chandrasckhar and Thirumoorthi, Eur. J.Inorg. Chem. 2008, 4578).
Údaje týkající se spekter sloučenin 5 až 7 jsou shrnuty v Tabulce 1. Signály pro l!9Sn u tosylátů 5c a 6c a u triflátu 7a nebylo možné změřit.The data for the spectra of compounds 5 to 7 are summarized in Table 1. The signals for 19 Sn for tosylates 5c and 6c and for triflate 7a could not be measured.
Tabulka 1. Údaje NMR pro cíničité soli 5*7' £ tiTable 1. NMR data for tin (IV) salts of 5 * 7 '
B(B)
O r<i <©O r <i <©
o\ r-·o \ r- ·
cd Γ*| o\cd Γ * | O\
¢7-. O rg ri¢ 7-. O rg ri
ed *·«ed * · «
ΌΌ
ΙΛ i—· ·-»ΙΛ i— · · -
Ξ.Ξ.
ΌΌ
4/Ί r<4 / Ί r <
<><>
o íNo íN
O toAbout it
σ\ cr.σ \ cr.
1/Ί1 / Ί
LTl r-‘ o 'O rt triZi rj ChLT1 r-o 'O rt triZi rj Ch
cn p řf wcn p f w
C .2 £C .2 £
N ^5N ^ 5
II a,II a,
-18Příklad 3-18Example 3
Vytvoření adsorbované monomolekulámí vrstvyCreation of adsorbed monomolecular layer
Skleněné substráty pokryté vrstvou zlata v tloušťce 200 nm byly získány od firmy Platypus Technologies. Před použitím byly čištěny v roztoku tvořeném kyselinou sírovou a peroxidem vodíku v poměru 3:1 při teplotě 90°C, poté byly bohatě promyty vodou (18,2 ΜΩ) a absolutním etanolem a osušeny v proudu dusíku. Trialkylcíničité monomolekulámí vrstvy byly vytvořeny ponořením týchž zlacených substrátů do roztoku trialkylcíničitých solí v koncentraci 1 * 10'5 mol.l'1 ve vysušeném CřfcChpo dobu přibližně dvou hodin. . Po vyjmutí z tohoto roztoku byly zlacené substráty důkladně promyty buď absolutním etanolem, nebo CH2CI2 a před analyzováním vysušeny v proudu dusíku.Glass substrates coated with 200 nm gold were obtained from Platypus Technologies. Before use, they were purified in a 3: 1 solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide at 90 ° C, then washed extensively with water (18.2 ΜΩ) and absolute ethanol and dried in a stream of nitrogen. Trialkyltin tin monomolecular layers were formed by immersing the same gilded substrates in a solution of trialkyltin tin salts at a concentration of 1 * 10 < -5 & gt ; mol / l in dried Cr2O for about two hours. . After removal from this solution, the gilded substrates were thoroughly washed with either absolute ethanol or CH 2 Cl 2 and dried in a stream of nitrogen prior to analysis.
Monomolekulámí vrstvy 1-oktadekanthiolu (1) byly na zlacených substrátech vytvořeny ponořením substrátů do roztoku oktadekanthiolu v koncentraci 1 χ 10'5 mol.l'1 v absolutním ethanolu po dobu přibližně 2 hodin. Po vyjmutí z tohoto roztoku byly zlacené substráty důkladně promyty buď absolutním etanolem, nebo CH2CI2 a před analyzováním vysušeny v proudu dusíku.The monomolecular layers of 1-octadecanethiol (1) were formed on gilded substrates by immersing the substrates in a solution of octadecanethiol at a concentration of 1 × 10 -5 mol / l in absolute ethanol for approximately 2 hours. After removal from this solution, the gilded substrates were thoroughly washed with either absolute ethanol or CH 2 Cl 2 and dried in a stream of nitrogen prior to analysis.
Příklad 4Example 4
Stálost monomolekulámí vrstvyStability of monomolecular layers
Samoorganizující se monomolekulámí vrstvy (SAM, self-assembled monolayers) vzniklé ze solí 5 až 7 byly připraveny tak, jak je popsáno v Příkladu 2. Pro měření jejich stálosti byl skleněný substrát se SAM navázanou na tenké vrstvě zlata ponořen na 15 až 18 hodin při teplotě místnosti alternativně do vysušeného CH2CI2, zvlhčeného CH2CI2, w-hexanu, ethanolu, vody, 0.1 moLIl·1 ILSOj. 0,1 mol.l'1. NaOH, 1 mmol.1’1 ΚΜπΟί, 30% (obj./obj.) H2O2, nebo 10 mmol.r1 NaBHi, poté byl z roztoku vyjmut, důkladně opláchnut buď příslušným rozpouštědlem (CH2CI2, hexan, ethanol), nebo v případě vodných roztoků většími množstvími vody (18.2 ΜΩ) a absolutního ethanolu a před měřením IR spektra vysušen v proudu dusíku.Self-assembled monolayers (SAMs) formed from salts 5-7 were prepared as described in Example 2. To measure their stability, a glass substrate with a SAM bound to a thin layer of gold was immersed for 15-18 hours at alternatively to dry CH 2 Cl 2, moistened with CH 2 Cl 2, n-hexane, ethanol, water, 0.1 molar · 1 ILSO 3. 0.1 mol.l -1 . NaOH, 1 mmol · 1 ΚΜπΟί, 30% (v / v) H 2 O 2, or 10 mmol.r 1 NaBH 1 , then removed from the solution, rinsed thoroughly with either the appropriate solvent (CH 2 Cl 2, hexane, ethanol) or in the case of aqueous solutions with larger amounts of water (18.2 ΜΩ) and absolute ethanol and dried in a stream of nitrogen before measuring the IR spectrum.
Vzorky byly rovněž vystaveny působení okolní laboratorní atmosféry po dobu 7 dnů. Pak byly omyty absolutním etanolem a před měřením IR spekter vysušeny. Měřena byla ztráta IR absorbance vrstev v oblasti mezi 2800 a 3000 cm'1 jako funkce času po vystavení buďThe samples were also exposed to ambient laboratory atmosphere for 7 days. They were then washed with absolute ethanol and dried before measuring IR spectra. IR was measured by the loss of absorbance in the region between layers 2800 and 3000 cm -1 as a function of time after exposure to either
-19laboratomí atmosféře (1 týden).nebo různým reagenciím (rozpouštědlům) po dobu 15 až 18 hodin po promytí a vysušení.-19 laboratory atmosphere (1 week) or various reagents (solvents) for 15-18 hours after washing and drying.
Výsledky získané pro monomolekulární vrstvy trialkylcínu byly srovnány s výsledkem získaným pro SAM, tvořenou 1-oktadekanthiolem (1). Početná stanovení provedená za použití všech tří odstranitelných skupin poskytla identické výsledky a Obr. 2 znázorňuje výsledky získané pro tosylátové sloučeniny jako průměry nejméně tří měření.The results obtained for the trialkyltin monomolecular layers were compared with those obtained for SAM consisting of 1-octadecanethiol (1). Numerous determinations using all three removable groups yielded identical results and FIG. 2 shows the results obtained for tosylate compounds as averages of at least three measurements.
Rovněž v případech, kdy byly monomolekulární vrstvy Částečně nebo i plně desorbovány, nepodařilo se nalézt známky nových adsorpčních pásů. Obr. 3 dokládá časovou závislost ztráty IR intensity pro adsorbovanou vrstvu soli 7 ve vodě, etanolu, metylenchlorídu a peroxidu vodíku.Also, in cases where the monomolecular layers were partially or fully desorbed, no signs of new adsorption bands were found. Giant. 3 illustrates the time dependence of the loss of IR intensity for the adsorbed layer of salt 7 in water, ethanol, methylene chloride and hydrogen peroxide.
Příklad 5Example 5
Teplotní desorpceTemperature desorption
Pro stanovení teplotní desorpce monomolekulámích vrstev trialkylcínu byly tyto vrstvy udržovány pod dusíkovou atmosférou po dobu 1 hodiny při teplotě vždy 80, 140 a nakonec 200 °C. Před měřením IR spektra byly pozlacené substráty omyty absolutním alkoholem a vysušeny v proudu dusíku.To determine the temperature desorption of the trialkyltin monomolecular layers, the layers were kept under nitrogen atmosphere for 1 hour at 80, 140 and finally 200 ° C. Before measuring the IR spectrum, the gold-plated substrates were washed with absolute alcohol and dried in a stream of nitrogen.
Pozorovaná snížení celkové intenzity IR signálu jsou znázorněna na Obr. 4. Žádné změny tvaru IR spekter nebyly nalezeny u monomolekulámích vrstev vzniklých ze solí 5 až 7, ovšem spektrum SAM, vzniklé z 1-oktadekanthiolu 1, se změnilo po zahřátí na 80 °C a stalo se v podstatě shodným se spektry SAM, vzniklých ze solí 5 až 7.The observed reductions in total IR signal intensity are shown in FIG. 4. No changes in the shape of the IR spectra were found in the monomolecular layers formed from salts 5 to 7, but the SAM spectrum formed from 1-octadecanthiol 1 changed after heating to 80 ° C and became substantially identical to the SAM spectra formed from salts 5 to 7.
Příklad 6Example 6
Elipsometrické stanovení tloušťky vrstvyEllipsometric determination of layer thickness
Veškerá měření byla provedena za použití přístroje Variable Angle Stokes Ellipsometer (firmy Gaertner Scientific) s 633 nm HeNe laserem při nastavení výchozího úhlu na 70°. Optické konstanty zlacených substrátů byly změřeny pro všechny čerstvě vyčištěné substráty. Pro filmy byl předpokládán index lomu v hodnotě 1,47. Elipsometrická měření byla provedena vždy nejméně v pěti různých oblastech každého vzorku.All measurements were performed using a Variable Angle Stokes Ellipsometer (Gaertner Scientific) with a 633 nm HeNe laser at an initial angle set at 70 °. The optical constants of the gilded substrates were measured for all freshly purified substrates. A refractive index of 1.47 was assumed for the films. Ellipsometric measurements were performed in at least five different areas of each sample.
-20Obrázek 5 znázorňuje postupný nárůst elipsometrické tloušťky povrchové vrstvy při ponořeni zlaceného substrátu do roztoku trialkylcíničitých solí 5 až 7. Adsorpce byla sama se omezující a nárůst adsorbované vrstvy se zastavil v použitých podmínkách přibližně po 1 hodině. Tosyláty zřejmě vytvářejí adsorbovanou vrstvu nejrychleji, ovšem významný rozdíl nebyl nalezen ani v konečné tloušťce, ani jiných vlastnostech vrstev, vzniklých z triflátů, trifluoroacetátů a tosylátů (viz obr. 5A).Figure 5 shows a gradual increase in the ellipsometric thickness of the surface layer as the gilded substrate is immersed in a solution of trialkyltin salts 5-7. The adsorption was self-limiting and the adsorbed layer was stopped under the conditions used after approximately 1 hour. Tosylates appear to form the adsorbed layer most rapidly, but no significant difference was found in the final thickness or other properties of the layers formed from triflates, trifluoroacetates and tosylates (see Figure 5A).
I když sloučeniny, nesoucí pouze jeden dlouhý alkylový řetězec na atomu cínu, se zřejmě adsorbují nej rychleji, počet dlouhých řetězců na atomu cínu má jen malý nebo nulový vliv na konečnou tloušťku vrstvy, stanovenou elipsometricky (obr. 5B).Although compounds carrying only one long alkyl chain on the tin atom appear to adsorb most rapidly, the number of long chains on the tin atom has little or no effect on the final layer thickness, determined ellipsometrically (Figure 5B).
Mezní elipsometricky zjištěné tloušťky adsorbovaných monomolekulámích vrstev alkylcíničitých derivátů 5 až 7 o hodnotě 0,6 až 0,7 nm a 1-oktadekanthiolu 1 o hodnotě přibližně 2,2 nm, znázorněné na obr. 6A, mají jen relativní význam, neboť nebyly známé optické konstanty trialkylcíničitých struktur. Uvedené hodnoty byly stanoveny za použití indexu lomu v hodnotě 1,47, která je typická pro tetraalkylcíničitany s kratšími alkylovými řetězci (cit. Mulcahy a spol., přijato ke zveřejnění).The boundary ellipsometric thicknesses of adsorbed monomolecular layers of alkyl tin derivatives 5 to 7 of 0.6 to 0.7 nm and of 1-octadecanthiol 1 of approximately 2.2 nm, shown in Fig. 6A, are only of relative importance, since optical constants of trialkyltin structures. These values were determined using a refractive index of 1.47, which is typical for shorter alkyl chain tetraalkyltin (cit. Mulcahy et al., Accepted for publication).
Příklad 7Example 7
Kontaktní úhelContact angle
Statický kontaktní úhel H2O (18,2 ΜΩ ) byl stanoven za pomoci přístroje CAM101 (firmy KS V Instruments) za použití kapky vody o objemu 1 r 2 μΐ. Měření byla provedena nejméně v pěti různých oblastech každého vzorku.The static contact angle H2O (18.2 ΜΩ) was determined using a CAM101 (KS V Instruments) using a 1 r 2 μΐ water drop. Measurements were performed in at least five different areas of each sample.
OKontaktní úhly vody na monomolekulámích vrstvách trialkylcínu, vzniklých ze solí 5 + 7, se pohybovaly v rozmezí od 92- do 97°, což jsou zřetelně nižší hodnoty než hodnota 113°, pozorovaná v případě 1-oktadekanthiolové monomolekulámí vrstvy (Obr. 2B). Opět nebyla nalezena žádná významná závislost na povaze odstranitelné skupiny nebo na počtu dlouhých alkylových řetězců na atomu cínu.The water contact angles on the 5 + 7 salts of the trialkyltin monomolecular layers ranged from 92-97 °, which are significantly lower than the 113 ° observed for the 1-octadecanethiol monomolecular layer (Fig. 2B). Again, no significant dependence was found on the nature of the removable group or the number of long alkyl chains on the tin atom.
Příklad 8Example 8
Infračervená spektroskopieInfrared spectroscopy
-21FTIR-ATR spektra (1000 skenů, rozlišení 4 cm'1 ) byla zaznamenána za použití spektrometru Nicolet 6700 FT-IR (firmy Thermo Electron Corporations) s MCT detektorem v rozmezí 650*4000 cm'1, chlazeným kapalným dusíkem. Údaje byly získány na doplňkovém zařízení Seagull variable-angle (firmy Harrick Scientific lne.) a Ge hemisféry o průměru 12,5 mm. Před každým měřením byl Ge krystal vyčištěn etanolem a změřeno referenční spektrum krystalu na styku se vzduchem.-21FTIR-ATR spectra (1000 scans and a resolution of 4 cm-1) were recorded using a Nicolet 6700 FT-IR (from Thermo Electron Corporations) MCT detector in the range of 650 * 4000 cm-1, cooled with liquid nitrogen. Data were obtained on an optional Seagull variable-angle device (Harrick Scientific Inc) and a 12.5 mm Ge hemisphere. Prior to each measurement, the Ge crystal was cleaned with ethanol and the reference spectrum of the crystal in contact with air was measured.
K potvrzeni přítomnosti monomolekulárních vrstev na povrchu substrátu pokrytého zlatém bylo použito Fourierovy transformace infračervené spektroskopie metodou totální reflexe (Single reflection attenuated total reflectance, ATR). Získaná infračervená spektra vrstev vzniklých ze solí 5 až 7 na zlaceném povrchu vykázala pouze vibrace přiřaditelné skupinám Cil· a CH2 (valenční vibrace při 2855, 2926, 2961 cm'*a deformační vibrace při 1378, 1418 and 1468 cm'1) a nebyly nalezeny žádné důkazy typických maxim triflátových, trifluoroacetátových nebo tosylátových zbytků.To confirm the presence of monomolecular layers on the surface of the gold-coated substrate, a Fourier transform of infrared spectroscopy using the Single reflection attenuated total reflectance (ATR) method was used. The obtained infrared spectra of layers formed from salts 5 to 7 on the gilded surface showed only vibrations attributable to the groups Cil · and CH2 (valence vibrations at 2855, 2926, 2961 cm -1) and strain vibrations at 1378, 1418 and 1468 cm -1 ) and were not found no evidence of typical peaks of triflate, trifluoroacetate or tosylate residues.
Zvláště informativní je oblast C-H valenčních vibrací mezi 2800 a 3000 cm'1 a Obr. 7 proto ukazuje srovnání spekter vrstev vzniklých ze solí 5 >= 7 na zlaceném substrátu se spektrem srovnávací monomolekulámí vrstvy 1-oktandekanthiolu (1).Particularly informative is the area CH of the valence vibrations between 2800 and 3000 cm -1 and FIG. 7 therefore shows a comparison of the spectra of layers formed from salts of > = 7 on a gilded substrate with the spectrum of the comparative monomolecular layer of 1-octanecanethiol (1).
U solí 5 až 7 byly pásy v^Cll·), vs(CH2), Vi/CIl·), a vs(CH3) pozorovány při 2926, 2855, 2961, a 2871 cm'1, nezávisle na typu odstranitelné skupiny. Pás VsfCřl·) byl slabý ve spektru 1 -oktadekanthiolu 1 a přítomný pouze jako nevýrazný nákružek ve spektrech vrstev vzniklých ze solí 5 f 7.For salts 5-7 bands were in-Cll ·) in the (CH 2), Vi / destination ·), and with (CH3) observed at 2926, 2855, 2961, and 2871 cm-1, irrespective of the type of the leaving group . The band Vs (1 · 1) was weak in the spectrum of 1-octadecanethiol 1 and present only as a faint shoulder in the spectra of the layers formed from the 5 f 7 salts.
Příklad 9Example 9
Elektrochemické stanoveníElectrochemical determination
K získání údajů o prostupnosti adsorbovaných vrstev byla měřena jejich schopnost blokovat přenos elektronů pomocí cyklické voltametrie (CV), využívající jako redoxní sondu systém [Fe(CN)6]37fFe(CN) e] 4’· Elektrochemická měření byla prováděna na potenciostatu AutoLab PGSTAT302N (Metrohm Autolab) za použití běžné tříelektrodové skleněné cely při teplotě místnosti. Jako pomocná a referenční elektroda byly použity zlatá elektroda (v holé formě nebo nesoucí adsorbovanou vrstvu), platinový drát a elektroda Ag/AgCl (nasycená KC1).The ability to block electron transfer by cyclic voltammetry (CV) using the [Fe (CN) 6] 3 7fFe (CN) e] 4 'system as redox probe was measured to determine the permeability of the adsorbed layers. · Electrochemical measurements were performed on the AutoLab potentiostat PGSTAT302N (Metrohm Autolab) using a conventional three-electrode glass cell at room temperature. A gold electrode (in bare form or carrying an adsorbed layer), platinum wire and an Ag / AgCl electrode (saturated with KCl) were used as the auxiliary and reference electrodes.
-22Pokusy týkající se blokování přenosu elektronů byly prováděny za použití 0,1 mol.l'1 roztoku KC1, obsahujícího 2 mmol.F1 Kj[Fe(CN)<;], pročištěný před měřením prostřednictvím argonu. Při všech měřeních byla používána rychlost skenování 100 mV/s.Electron blocking experiments were performed using a 0.1 mol / L solution of KCl containing 2 mmol.F 1 K i [Fe (CN);], purified prior to measurement with argon. A scanning speed of 100 mV / s was used for all measurements.
Obr. 1 srovnává odpovědi vůči [Fe(CN)6]3_ v 0,1 mol.F1 roztoku KC1, pozorované na zlaté elektrodě, jež byla ponořena po dobu 2 hodin do roztoku tosylátu trialkylcínu. Adsorbovaná vrstva redukovala proudovou odpověď vzhledem kholé elektrodě, zejména v případech, kdy atom cínu nesl tři dlouhé alkylové řetězce, ale blokování přenosu elektronů nebylo úplné ani při ponoření elektrody na celou noc.Giant. 1 compares the responses to [Fe (CN) 6] 3 in 0.1 mol.F 1 of the KCl solution observed on the gold electrode, which was immersed for 2 hours in a trialkyl tin tosylate solution. The adsorbed layer reduced the current response relative to the bare electrode, especially when the tin atom carried three long alkyl chains, but the blocking of electron transfer was not complete even when the electrode was immersed overnight.
Na rozdíl od těchto výsledků SAM, vzniklá z 1-oktadekanthiolu 1, potlačila elektrochemickou odpověď v podstatě úplně, přetrval pouze nabíjecí proud.In contrast to these results, SAM, formed from 1-octadecanethiol 1, suppressed the electrochemical response substantially completely, with only the charging current remaining.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Samoorganizující se monomolekulámí vrstvy trialkylcínu, adsorbované na kovem pokrytý substrát prostřednictvím atomu cínu, jsou použitelné například jako aktivní složky elektronických součástek.Self-organizing trialkyltin monomolecular layers adsorbed onto a metal-coated substrate via a tin atom are useful, for example, as active components of electronic components.
-23Přehled použité literatury:-23Overview of literature:
1. Love, J. C.; Estroff, L. A.; Kriebel, J. K.; Nuzzo, R. G.; Whitesides, G. M. Chem. Rev. 2005, 105, 1103.1. Love, J.C .; Estroff, L.A .; Kriebel, J.K .; Nuzzo, R.G .; Whitesides, G.M. Chem. Roar. 2005, 105, 1103.
2. Ulman, A. Chem Rev. 1996, 96,1533.2. Ulman, A. Chem. 1996, 96.1533.
3. Ulman, A. Ultrathin Organic Films, Academie Press: San Diego, 1991.3. Ulman, A. Ultrathin Organic Films, Academic Press: San Diego, 1991.
4. Joseph, Y.; Guse, B.; Nelles, G. Chem Mater. 2009, 21, 1670.4. Joseph, Y .; Guse, B .; Nelles, G. Chem. Mater. 2009, 21, 1670.
5. Willey, T. M.; Vance, A. L.; van Buuren, T.; Bostedt, C.; Terminello, L. J.; Fadley, C. S. Surface Science, 2005, 576, 188.5. Willey, T.M .; Vance, A.L .; van Buuren, T .; Bostedt, C .; Terminello, L.J .; Fadley, C.S. Surface Science, 2005, 576, 188.
6. Huang, F. K.; Horton, R. C; Myles, Jr, D. C.; Garrell, R. L. Langmuir 1998,14, 4802.6. Huang, F. K .; Horton, R.C .; Myles, Jr., D.C .; Garrell, R.L. Langmuir 1998, 14, 4802.
7. Ciszek, J. W.; Stewart, Μ. P.; Tour, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2004,126, 13172.7. Ciszek, J.W .; Stewart, Μ. P .; Tour, JM Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13172.
8. Shaporenko, A.; Ulman, A.; Terfort, A.; Zhamikov, M. J. Phys. Chem. B 2005,109, 3898.8. Shaporenko, A .; Ulman, A .; Terfort, A .; Zhamikov, M.J. Phys. Chem. B 2005, 109, 3898.
9. Monnell, J. D.; Stapleton, J. J.; Jackiw, J. J.; Dunbar, T.; Reinerth, W. A.; Dirk, S. M.; Tour, J. M.; Allara, D. L.; Weiss, P. S. J. Phys. Chem. B. 2004,108, 9834.9. Monnell, J. D .; Stapleton, J.J .; Jackiw, J.J .; Dunbar, T .; Reinerth, W.A .; Dirk, S.M .; Tour, J.M .; Allara, D.L .; Weiss, P. S. J. Phys. Chem. B. 2004, 108, 9834.
10. Clark, B. K.; Standard, J. M.; Gregory, B. W.; Halí, A. D. Surface Science 2002, 498, 285.10. Clark, B.K .; Standard, J.M .; Gregory, B.W .; Hali, A. D. Surface Science 2002, 498,285.
11. Samant, M. G.; Brown C. A.; Gordon, J. G. II Langmuir 1992, 8, 1615.11. Samant, M.G .; Brown C.A .; Gordon, J.G. II Langmuir 1992, 8, 1615.
12. Protsailo, L. V.; Fawcett, W. R.; Russell, D.; Meyer, R. L. Langmuir 2002,18,9342.12. Protsailo, L.V .; Fawcett, W.R .; Russell, D .; Meyer, R.L. Langmuir 2002, 18,9342.
13. Han, S. W.; Kim, K. J. ColloidInterface Sci. 2001, 240, 492.13. Han, S.W .; Kim, K.J. ColloidInterface Sci. 2001, 240, 492.
14. Weidner, T.; Shaporenko, A.; Mueller, J.; Hoeltig M.; Terfort, A.; Zhamikov, M. J. Phys. Chem. C2007,111, 11627.14. Weidner, T .; Shaporenko, A .; Mueller, J .; Hoeltig M .; Terfort, A .; Zhamikov, M.J. Phys. Chem. C2007, 1111, 11627.
15. Owens, T. M.; Suezer, S.; Banaszak Holi, Μ. M. J. Phys. Chem. B 2003,107, 3177.15. Owens, T.M .; Suezer, S .; Banaszak Holi, Μ. M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3177.
16. Owens, T. M.; Nicholson, K. T.; Banaszak Holi, Μ. M.; Suezer, S. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6800.16. Owens, T.M .; Nicholson, K.T .; Banaszak Holi, Μ. M .; Suezer, S.J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6800.
17. Katsonis, N.; Marchenko, A.; Taillemite, S.; Fichou, D.; Chauraqui, D.; Aubert, C.; Malacria, M. Chem. Eur. J. 2003, 9, 2574.17. Katsonis, N .; Marchenko, A .; Taillemite, S .; Fichou, D.; Chauraqui, D .; Aubert, C .; Malacria, M. Chem. Eur. J. 2003, 9, 2574.
18. Zhang, S.; Chandra, K. L.; Gorman, C. B. J. Am. Chem. Soc. 2007,129, 4876.18. Zhang, S .; Chandra, K.L .; Gorman, C. B. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4876.
19. Shewchuk, D. M.; McDermott, Μ. T. Langmuir 2009, 25, 4556.19. Shewchuk, D.M .; McDermott, Μ. T. Langmuir 2009, 25, 4556.
20. Laforgue, A.; Addou, T.; Belanger, D. Langmuir 2005, 21,6855.20. Laforgue, A .; Addou, T .; Belanger, D. Langmuir 2005, 21.6855.
21. Stapleton, J. J.; Daniel, T. A.; Uppili, S.; Cabarcos, O. M.; Naciri, J.; Shashidhar, R.; Allara, D. L. Langmuir 2005, 21, 11061.21. Stapleton, J.J .; Daniel, T.A .; Uppili, S .; Cabarcos, O. M .; Naciri, J .; Shashidhar, R .; Allara, D.L. Langmuir 2005, 21, 11061.
22. Zheng, X.; Mulcahy, Μ. E.; Horinek, D.; Galeotti, F.; Magnera, T. F.; Michl, J. J. Am. Chem.22. Zheng, X .; Mulcahy, Μ. E.; Horinek, D .; Galeotti, F .; Magnera, T. F .; Michl, J.J. Am. Chem.
Soc. 2004,126, 4540.Soc. 2004, 126, 4540.
23. Mulcahy, Μ. E.; Magnera, T. F.; Michl, J. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20698.23. Mulcahy, Μ. E.; Magnera, T. F .; Michl, J.J. Phys. Chem. OJ C 2009, 113, 20698.
24. Mulcahy, Μ. E.; Bašti, Z.; Stensrud, K. F.; Magnera, T. F.; Michl, J., přijato ke zveřejnění24. Mulcahy, Μ. E.; Basti, Z .; Stensrud, K.F .; Magnera, T. F .; Michl, J., accepted for publication
25. Meals, R. N. J. Org. Chem. 1944, 9, 211.25. Meals, R. N. J. Org. Chem. 1944, 9,211.
26. Sasin, G. S.; Borror, A. L.; Sasin, R. J. Org. Chem. 1958, 23, 1366.26. Sasin, G.S .; Borror, A.L .; Sasin, R.J. Org. Chem. 1958, 23, 1366.
27. Kapoor, a spol., Polyhedron 1995,14, 489.27. Kapoor, et al., Polyhedron 1995, 14, 489.
28. Chandrasekhar a Thirumoorthi, Eur. J. Inorg. Chem. 2008, 457828. Chandrasekhar and Thirumoorthi, Eur. J. Inorg. Chem. 2008, 4578
Claims (10)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20100258A CZ2010258A3 (en) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Self-organizing mononuclear layer and process for preparing thereof |
| PCT/CZ2011/000027 WO2011124187A1 (en) | 2010-04-06 | 2011-04-05 | Self-assembled monolayer and method of its preparation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20100258A CZ2010258A3 (en) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Self-organizing mononuclear layer and process for preparing thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ302441B6 CZ302441B6 (en) | 2011-05-18 |
| CZ2010258A3 true CZ2010258A3 (en) | 2011-05-18 |
Family
ID=43989615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20100258A CZ2010258A3 (en) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Self-organizing mononuclear layer and process for preparing thereof |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2010258A3 (en) |
| WO (1) | WO2011124187A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014029518A2 (en) | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Sony Corporation | Direct attachment of organic moieties to an inorganic surface |
| CN116715696A (en) * | 2023-06-05 | 2023-09-08 | 江苏大学 | A kind of tin (Ⅳ) long chain alkyl mercaptide and its preparation method and application |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7166327B2 (en) * | 2003-03-21 | 2007-01-23 | International Business Machines Corporation | Method of preparing a conjugated molecular assembly |
| US7763317B2 (en) * | 2007-03-30 | 2010-07-27 | Intel Corporation | High K dielectric growth on metal triflate or trifluoroacetate terminated III-V semiconductor surfaces |
-
2010
- 2010-04-06 CZ CZ20100258A patent/CZ2010258A3/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-04-05 WO PCT/CZ2011/000027 patent/WO2011124187A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ302441B6 (en) | 2011-05-18 |
| WO2011124187A1 (en) | 2011-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11801528B2 (en) | Carbene-functionalized composite materials | |
| Bandyopadhyay et al. | Self-assembled monolayers of small aromatic disulfide and diselenide molecules on polycrystalline gold films: a comparative study of the geometrical constraint using temperature-dependent surface-enhanced Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and electrochemistry | |
| Sabapathy et al. | Electrochemical and spectroscopic characterization of self-assembled monolayers of ferrocenylalkyl compounds with amide linkages | |
| US11008291B2 (en) | Methods of forming carbene-functionalized composite materials | |
| Ng et al. | Comparing the reactivity of alkynes and alkenes on silicon (100) surfaces | |
| Haga et al. | Synthesis and proton-coupled electron-transfer reaction of self-assembled monolayers of a ruthenium (II) complex containing tridentate 2, 6-bis (benzimidazol-2-yl) pyridine on a gold surface: Comparison of acid/base chemistry with bulk solution chemistry | |
| Weidner et al. | Correlation between the molecular structure and photoresponse in aliphatic self-assembled monolayers with azobenzene tailgroups | |
| Smecca et al. | Spectroscopic and theoretical study of the grafting modes of phosphonic acids on ZnO nanorods | |
| Jerman et al. | A structural and corrosion study of triethoxysilyl functionalized POSS coatings on AA 2024 alloy | |
| Rijksen et al. | Hexadecadienyl monolayers on hydrogen-terminated Si (111): faster monolayer formation and improved surface coverage using the enyne moiety | |
| Spruell | Heterogeneous catalysis through microcontact printing | |
| Ishida et al. | Annealing effect of self-assembled monolayers generated from terphenyl derivatized thiols on Au (111) | |
| Amit et al. | N-Heterocyclic Carbene Monolayers on Metal-Oxide Films: Correlations between Adsorption Mode and Surface Functionality | |
| Cormode et al. | Anion sensing porphyrin functionalized nanoparticles | |
| Siemeling et al. | Zwitterionic dithiocarboxylates derived from N-heterocyclic carbenes: coordination to gold surfaces | |
| Atanasova et al. | Adsorption of azide-functionalized thiol linkers on zinc oxide surfaces | |
| CZ2010258A3 (en) | Self-organizing mononuclear layer and process for preparing thereof | |
| Chou et al. | Thermal Stability and Orthogonal Functionalization of Organophosphonate Self-Assembled Monolayers as Potential Liners for Cu Interconnect | |
| Ren et al. | Cooperative use of N-heterocyclic carbenes and thiols on a silver surface: A synergetic approach to surface modification | |
| Zhang et al. | Oxidized titanium tungsten surface functionalization by silane-, phosphonic acid-, or ortho-dihydroxyaryl-based organolayers | |
| Base et al. | Carboranedithiols: building blocks for self-assembled monolayers on copper surfaces | |
| Vitale et al. | Synthesis and characterization of gold nanoparticles stabilized by palladium (II) phosphine thiol | |
| Varughese et al. | XPS study of self-assembly of ruthenium dimers [((acac) 2Ru) 2bptz] 0,+ on hydrophobic and hydrophilic SAMs | |
| JP2002270923A (en) | Optical semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| Azcárate et al. | Surface chemistry of thiomalic acid adsorption on planar gold and gold nanoparticles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20190406 |