NMR 튜브나 플라스크에 파라필름/테이프를 감는다고 도움이 될까?

우리가 보통 글러브박스 같은 곳에서 샘플을 만들고 바깥으로 꺼내면 공기와의 접촉을 막으려고 만들어둔 NMR 샘플이나 Schlenk flask에 테이프나 파라필름을 추가로 감아서 혹시모를 경우를 대비하곤 하는데, 과연 이게 얼마나 더 좋은지에 대해서는 사실 확인된 바가 없다. 근데 얼마전 이런 행위들을 비롯한, 어떤 glassware가 가장 air-free technique에 도움이 되는지 정량적으로 확인한 결과를 보고한 논문을 보게 되었다.

Dalton Trans., 2020, 49, 15213–15218

 

이 논문에서는 Schlenk flask, NMR tube (normal, J.Young Tube)등을 적절하게 air-free로 만든 다음 Ketyl radical experiment를 통해서 얼마나 air-free 상태가 오래 지속되는지 확인했다. Ketyl test는 Benzophenone radical을 생성하면 만들어지는 보라색 용액이 산소, 물과 반응해서 색이 없어지는 반응을 이용한 실험이다. 산소, 물이 계속 유입되면 만들어졌던 라디칼이 이와 반응해서 사라지므로 색이 옅어지게 된다.

결과는 아래와 같았다

x 축은 테스트한 glassware, y축은 colorless가 되는 데까지 걸린 시간

 

보다시피 J,Young tube가 가장 air-free technique에 적합한 glassware라는 것을 알 수 있고, 나머지는 고만고만했다. 놀라운 점은, 파라필름, 테이프를 기존 cap에 둘러서 하더라도 colorless가 되기까지의 시간이 차이가 그다지 없었다는 점이다. 마음의 안정인거지 굳이 안둘렀어도 차이가 없었을 거란 얘기. (Techniques that are sometimes used to improve the air-free performance of standard NMR tubes were tested with three trials each, including parafilm over standard caps, electrical tape over standard caps, and septa in place of standard caps. In each case, no significant difference was observed in time until colorless compared to NMR tubes with standard caps).

 

그리고 우리가 흔히 쓰는 Scintillation vial에 대해서도 정성적인 분석을 했는데, 테이프를 감는 것이 때로는 효과가 있었으나 항상 효과가 있는 것은 아니었다고 한다 (Scintillation vials with foillined caps maintained color for about 1 min outside of the glovebox, while those with PTFE-lined and plastic cone caps maintained color for 1–60 min. Added electrical tape for vials with PTFE-lined caps resulted in an increase in variability, with both shorter (a few minutes) and longer (6 h) times until colorless observed).

 

이 논문을 토대로 볼 때 굳이 시간 더 써가면서 nmr 튜브나 바이알에 테이프 감을바에 애초에 뚜껑 잘 관리해서 야무지게 닫고 실험하는 것이 더 이득이 아닐까 하는 생각이 든다. 물론 이걸 보더라도 심리적으로 테이프를 감고싶고 파라필름으로 바이알을 오므리고 싶은 마음이 들기야 하겠지만 말이다. 결론적으로 가장 좋은건 J.Young tube였고, PTFE stopper가 있는 Schlenk flask가 Glass stopper보다 좋았다는 것을 확인할 수 있었다.