Domanda:
Perché i documenti di ricerca menzionano dettagli sperimentali in modo così dettagliato?
Aniruddha Deb
2020-06-05 15:15:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Il documento Analisi dei prodotti della pirolisi ciclica formati da monomero di amminoacidi ha da dire quanto segue nella sua sezione sperimentale:

Glicina, fenilalanina, tirosina, triptofano, la serina e la valina sono state acquistate da Daejung Chemicals & Metals Co. (Corea). Arginina, acido aspartico, acido glutammico e prolina sono stati acquistati da Samchun Pure Chemical Co. (Corea). Alanina, asparagina, glutammina, istidina, leucina e treonina sono state acquistate da Junsei Chemical Co. (Giappone). Isoleucina e lisina sono state acquistate da Acros Organics (USA) e la cisteina è stata acquistata da Merck Co. (Germania). La metionina è stata acquistata da Yakuri Pure Chemicals Co. (Giappone). La silice fumata è stata acquistata da Merck Co. (Germania) ....

La pirolisi-GC / MS è stata condotta con un pirolizzatore a filamento riscaldato CDS Pyroprobe 1500 (Chemical Data System, Oxford, USA) accoppiato a un Agilent Gascromatografo 6890 dotato di uno spettrometro di massa 5973 di Agilent Technology Inc. (USA)

Perché c'è così tanta enfasi sulle fonti e sul paese di origine dei prodotti chimici / strumenti in queste sezioni? Questo comportamento non è limitato a questo documento; molti altri documenti entrano in livelli simili di dettaglio riguardo alle loro procedure.

Questi dettagli consentono il controllo della riproducibilità e facilitano il controllo della qualità.Nozioni di base di qualsiasi metodo scientifico.Sospetto che ci sia qualcosa di sbagliato nel documento se questi dati * non fossero presentati *.Non pensi che questo sia nazionalistico o in qualche modo discriminante, vero?
Se il controllo di qualità è così importante, non sarebbe meglio se questi fossero presentati in un'appendice con più dati (diciamo, con i loro numeri di lotto)?Non penso che questo sia nazionalistico o discriminante, solo inutile, anche se non sono quello con un dottorato di ricerca;)
Per quanto riguarda il punto che si solleva: in alcune riviste l'intera sezione sperimentale va o può andare su file supplementari pubblicamente disponibili.Quindi a quanto pare il conteggio delle parole non era un problema o il diario è / andava bene con le parti caricate.
Recentemente, correlato: https://academia.stackexchange.com/questions/149989
Non sono molti dettagli.Non forniscono nemmeno il numero di lotto / di serie o la data di acquisto, i mezzi di conservazione, ecc. Ho anche letto studi sugli esseri umani in cui hanno misurato gli ormoni durante tutto l'anno, ma non ho nemmeno menzionato dove si è svolto lo studio o dovegli umani provenivano da.
Mondo diverso - stessa lezione: durante lo sviluppo di prodotti elettronici in una fabbrica in Cina ho scoperto che i prodotti si comportavano in modo diverso quando le batterie a carica solare venivano riciclate.Ricordiamo che le scatole avevano numeri di lotto ma c'erano molti lotti e non era ovvio quali fossero associati.Ho ottenuto delle "bilance digitali" e pesa scatole di batterie.C'erano due gruppi di pesi sovrapposti.Ho quindi pesato tutte le celle da un campione di scatole e ho scoperto che un lotto aveva una singola distribuzione del peso di picco e gli altri avevano una doppia distribuzione del peso di picco.E da lì è passato ......
Le batterie erano della stessa marca e funzionalmente identiche.SE avessimo avuto i codici della data (che POTREBBE essere stato possibile ottenere dal produttore) potrebbe essere stato d'aiuto.
Cinque risposte:
orthocresol
2020-06-05 16:09:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

I dettagli sperimentali sono molto, molto importanti: vengono utilizzati per garantire che i risultati siano riproducibili, o almeno questo è l'obiettivo.

Parliamo di questo esempio specifico di fornitori e fonti. Si potrebbe ingenuamente pensare che una sostanza chimica acquistata dal fornitore X sia la stessa della sostanza chimica dal fornitore Y. In un mondo ideale, sarebbe così. Sfortunatamente, questo non è il caso, a causa di varie considerazioni ad es. metodo di preparazione, confezionamento e così via. Pertanto, anche se la maggior parte del composto può essere la stessa, possono esserci impurità diverse. E sfortunatamente, queste impurità possono provocare reazioni che funzionino o falliscano. Molti chimici sperimentali conosceranno personalmente casi in cui una reazione non funziona finché non viene utilizzato un reagente di un'altra azienda o una reazione che smette di funzionare dopo l'acquisto di una bottiglia diversa di un reagente.

Ci sono molti esempi di questo in letteratura, ma sceglierò il primo che mi è venuto in mente, che è un documento ragionevolmente recente del mio vecchio gruppo (accesso aperto):

Mekareeya, A .; Walker, P. R .; Couce-Rios, A .; Campbell, C. D .; Steven, A .; Paton, R. S .; Anderson, E. A. Analisi meccanicistica sulla cicloisomerizzazione catalizzata dal palladio: uno studio sperimentale e teorico combinato. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139 (29), 10104–10114. DOI: 10.1021 / jacs.7b05436.

Durante queste indagini, abbiamo anche scoperto una dipendenza critica del risultato stereochimico della reazione sul lotto di Pd (OAc) 2 impiegato come catalizzatore. Questa scoperta è stata fatta attraverso l'acquisto casuale di Pd (OAc) 2 da un altro fornitore, che ha portato a un inaspettato rapporto delle geometrie di enammide alchene (( Z ) :( E ) = 80:20), piuttosto che il tipico rapporto di ∼97: 3. Lo screening di ulteriori campioni di Pd (OAc) 2 ha dato risultati variabili, il più estremo dei quali è stato un inversione della stereoselettività a 40:60 a favore della ( E )-isomer.

Il fornitore esatto non è nominato, ma vengono forniti gli spettri NMR di 1 H di vari lotti e le prestazioni nella reazione possono essere correlato con la forma esatta di Pd (II) nel catalizzatore, che assicura che i futuri lettori siano consapevoli di cosa cercare. Questo è molto importante per una buona scienza, perché che senso ha pubblicare il tuo nuovo metodo stravagante se nessuno può replicarlo?

Ovviamente, questo non sempre accade. Tuttavia, è molto meglio includere le informazioni, nel caso in cui siano necessarie.


Come menzionato da Waylander nei commenti, campioni commerciali di diioduro di samario (SmI 2 ) hanno anche la reputazione di essere incoerenti: vedi ad es questo rapporto di Szostak, M .; Spagna, M .; Procter, D. J. J. Org. Chem. 2012, 77 (7), 3049–3059. DOI: 10.1021 / jo300135v.

Ottima risposta, mi è piaciuto l'esempio della vita reale.Se il controllo di qualità fosse così importante, non pubblicherebbero i dettagli in un'appendice con più dati?es. lotto n., età del campione ecc.
Ho esperienza personale della variabilità della soluzione di ioduro di samario di diversi fornitori.La lezione è sempre titolare un campione e non fidarti della concentrazione sull'etichetta.Lo stesso con BuLi
@Aniruddha Deb andare ai dettagli anche oltre non sarà davvero utile.Alla fine un lotto specifico non sarà per sempre.Oltre a ciò che diceva la risposta (più 1), queste cose servono anche come una sorta di garanzia per gli autori.Diciamo che noterei una forte influenza come quella narrata da orthocresol, sottolineerei chiaramente quel punto nel mio articolo.In modo che gli altri non dubitino non appena non potranno replicare esattamente i miei raccolti.Nella maggior parte dei casi un tale elenco di fornitori è ridondante, ma è meglio conformarsi a buoni dettagli che meno o nessun dettaglio.Senza esagerare, se nulla indica una specifica necessità.
@Waylander SmI2 è un ottimo esempio;c'è questo rapporto di David Procter e gruppo che aggiungerò alla risposta.Non ho mai avuto il "piacere" di usare SmI2, ma ho fatto molte titolazioni BuLi ...
Un altro ottimo esempio è la [reazione Nozaki – Hiyama – Kishi] (https://en.wikipedia.org/wiki/Nozaki%E2%80%93Hiyama%E2%80%93Kishi_reaction), dove un'attenta indagine sui fornitori e sui numeri di lotto [alla fine portare alla scoperta] (https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00279a068) che la contaminazione di un campione di cloruro di cromo (II) con ~ 0,5% di nichel era responsabile dei risultati del rapporto originale, tre anni prima ed era necessario per la riproducibilità della reazione.
Simile all'esperienza di Waylander, ho anche problemi con il trialchilalluminio.L'efficienza dipendeva fortemente dal venditore.Lo stesso con l'acetone sulla reazione di formazione del chetale con acido ascorbico.
@AniruddhaDeb, non è sempre il controllo di qualità.A volte sono variazioni che non pensavi fossero importanti.Ad esempio, il carburante per jet Jet A-1 e il carburante per razzi RP-1 soddisfano entrambi lo standard ASTM D1655 per i carburanti per jet, ma l'RP-1 è stato sviluppato dopo che è stato scoperto che i motori a razzo sono più sensibili esattamente a quali idrocarburi fanno parte del carburantemescolare.
M. Farooq
2020-06-05 19:49:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hai già visto una risposta dettagliata da orthocresol. Posso aggiungere un altro esempio estremo, ma non sono solo le sostanze chimiche, ma anche l'apparato può svolgere un ruolo in certe reazioni. A volte, la vetreria può anche alterare la velocità di reazione. Non sono un chimico organico, ma tempo fa stavo studiando l'epimerizzazione di un certo zucchero naturale per sviluppare un metodo analitico per la sua determinazione. I ciarlatani affermano che quel particolare zucchero cura il cancro. Se fai bollire quello zucchero in acqua, i bicchieri di diverse aziende hanno mostrato tassi di conversione diversi.

Se ti capita di analizzare composti commerciali "enantiomericamente puri", vedrai che spesso non è così. Anche la storia dei polimeri commerciali è la stessa.

Se hai la possibilità di leggere documenti più vecchi vedrai passaggi molto lunghi e dettagli molto minuti sono stati forniti spesso con un diagramma schematico dell'apparato di reazione. Oggi questo livello di dettaglio non è ritenuto necessario e le riviste spesso pongono un limite al numero di pagine. Ad esempio, la rivista Analytical Chemistry dell'American Chemical Society spesso restituisce il documento se la lunghezza supera le 8 pagine del giornale.

Una volta che hai preso l'abitudine di leggere i giornali, c'è una sezione online , denominato Informazioni di supporto. I buoni autori scrivono sempre informazioni di supporto dettagliate.

Ricordo vagamente di aver letto diversi anni fa su alcune reazioni che alla fine furono attribuite a tracce di lantanidi presenti nella normale vetreria borosilicato.C'era anche un articolo relativamente recente che discuteva gli effetti del riutilizzo di agitatori magnetici rivestiti in teflon.Tracce di catalizzatore vengono lasciate incorporate nella plastica anche dopo una pulizia aggressiva (ad es. Acqua regia) e possono essere cataliticamente attive nelle reazioni posteriori (anche completamente diverse).Tali risultati mettono in dubbio alcune reazioni "metal-free", che dovrebbero essere più correttamente chiamate "no-metal-esplicitamente aggiunto".
Solo una nota che quelle fiale sono state fatte per il lavoro di analisi delle tracce.Sono sicuro che deve essere un bicchiere di altissima qualità.La mia opinione a quel tempo (4 anni fa) era che sono i detersivi alcalini che rimangono durante il lavaggio, perché quando lavavo la cristalleria con un bagno di base, la velocità di epimerizzazione rallentava.La reazione è stata catalizzata dalle basi.
cbeleites unhappy with SX
2020-06-05 23:57:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

non sarebbe meglio se questi fossero presentati in un'appendice con più dati (diciamo, con i loro numeri di lotto)?

È certamente una questione di giudizio quanto il dettaglio è necessario. A volte le descrizioni sono mantenute molto generali se gli autori ritengono che sia sufficiente per una corretta riproduzione. Il testo citato riporta a livello di fornitore che è molto comune (serve anche in modo conveniente per indicare ai lettori almeno un fornitore dove si possono ottenere i reagenti). I livelli successivi consistono nel fornire anche il

  • brand
  • grade/purity
  • numero dell'articolo
  • e infine il lotto

(A proposito, ho inserito i numeri di lotto in un manoscritto solo poche settimane fa.)

Non penso che questo sia nazionalistico o discriminante, solo inutile , anche se non sono quello con un dottorato di ricerca;)

Nella mia esperienza la quantità di dettagli forniti differisce tra i campi.

  • La chimica è tra le più esigenti in termini di rapporti molto dettagliati. Altre risposte forniscono già esempi in cui tali dettagli erano importanti. Personalmente sospetto che la chimica possa essere un campo in cui in realtà avviene molta riproduzione rispetto, diciamo, agli studi sociologici (almeno questa è la visione del mio chimico analitico sulla sintesi): questa riproduzione della carta è un effetto collaterale del fare la sintesi in ordine per ottenere il prodotto.

  • Come studente di dottorato, ho partecipato a un seminario con partecipanti di tutti i tipi di campi STEM e abbiamo svolto un esercizio in cui, ad es. i chimici leggevano articoli di fisica e viceversa e poi ne discutevano. Un punto davvero importante in quella discussione era che i chimici continuavano a lamentarsi dei documenti di fisica che non erano utili perché la descrizione delle configurazioni sperimentali non era sufficientemente dettagliata e chiara per andare al laboratorio e costruire un simile apparato. I fisici si sono lamentati del fatto che i documenti di chimica fossero pieni di dettagli (il che implica che è pericoloso fornire quel livello di dettaglio poiché qualsiasi concorrente potrebbe venire e praticamente immediatamente raggiungere il livello del tuo laboratorio)

w.r.t.le lamentele dei fisici - potrebbe essere che non fossero abituati perché nella loro pratica (in fisica) tali dettagli sull'impostazione sperimentale non si trovavano di solito a provocare problemi di riproducibilità e non erano consapevoli di quanto i risultati della chimica fossero sensibili alla configurazione sperimentale.(Non so se sia il caso in fisica, solo che è una possibilità.)
AJKOER
2020-06-05 18:01:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Vorrei notare che l'elenco preciso dei reagenti e le descrizioni delle condizioni di reazione possono essere fondamentali per selezionare le reazioni per ottenere un successo e / o evitare reazioni collaterali sfavorevoli. Un esempio estremo di quest'ultimo può includere esplosioni e / o la distruzione del prodotto di interesse creato.

Un esempio illustrato può essere trovato nel campo dei processi di ossidazione avanzata (AOP) comunemente impiegati nella bonifica ambientale e anche disinfezione.

A quanto pare, per esempio, Oxone (ingrediente attivo include perossimonosolfato di potassio) è ampiamente utilizzato come agente ossidante anche per le piscine. L'azione di KHSO5 in presenza di metalli di transizione (come il ferro o alcuni ioni anche in tracce, come il cobalto) può produrre potenti radicali. Infatti una traccia di ioni cobalto in presenza di HSO5- può produrre il potente anione radicale solfato (vedi "COBALTO / PEROSSIMONOSOLFATO E RELATIVI REAGENTI OSSIDANTI PER IL TRATTAMENTO DELL'ACQUA" una tesi di Georgios P. Anipsitakis, disponibile qui). Per citare la dissertazione:

Si è scoperto che quando Co (II), Ru (III) e Fe (II) interagiscono con KHSO5, i radicali solfato liberamente diffusibili sono le specie primarie che si formano.

Inoltre:

$ \ ce {Co (ll) / Fe (ll) + HSO5- → Co (lll) / Fe (lll) + .SO4- + OH -} $ (Eq. 2.1 per Cobalt)

Nota, se HSO5- è in eccesso:

$ \ ce {Co (lll) / Fe (ll) + HSO5- → Co (ll) / Fe (ll) + .SO5- + H + } $ (Eq. 1.11 & 3.8 per Fe]

E, in particolare sulla capacità catalitica degli ioni cobalto:

È anche importante affermare che il cobalto è necessario solo in piccole quantità catalitiche, quindi la sua potenziale tossicità può essere superata. Fino a 72,3 µg / L di cobalto disciolto erano sufficienti per la trasformazione completa di 50 mg / L di 2,4-DCP e per la rimozione di circa il 30% di carbonio organico (Figura 2.9a). Questo valore è compreso tra le concentrazioni di cobalto trovate nell'acqua potabile e inferiori a quelle testate in un recente studio che ha riportato il ruolo del cobalto disciolto come catalizzatore in un processo di ozonizzazione (110).

Il mio punto qui è che i metalli di transizione, anche in tracce, possono essere particolarmente significativi, specialmente quando sono coinvolti in sistemi di reazione ciclica, producendo impatti pronunciati.

In conclusione, le impurità non dovrebbero sempre essere considerate insignificanti.

jovisg
2020-06-08 21:09:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Un punto che non è stato esplicitamente trattato nelle risposte precedenti è il pensiero del lettore del futuro.

Tra 10, 20, 50 anni il reagente / materiale di partenza che date per scontato ora potrebbe non essere disponibile in commercio. La procedura che di solito segui per fare X potrebbe non essere familiare allo studente di dottorato del primo anno che legge il tuo articolo. Quindi affermare esattamente da dove provengono i tuoi materiali / reagenti di partenza offre al futuro lettore un punto di partenza.

Ci sono spesso ipotesi fatte dai ricercatori che i materiali che considerano comuni siano ben noti a tutti. orthocresol menziona i catalizzatori Pd, non ho mai lavorato in un laboratorio dove qualcuno li comprava come prodotti finiti, tutti erano costituiti da PdCl 2 visti i costi relativi di fare la sintesi rispetto all'acquisto del catalizzatore finito, ma il relativo le sintesi non vengono citate tutte le volte che dovrebbero essere! Ho anche scritto un articolo sui comuni composti a mezzo sandwich, non è stato banale trovare una buona preparazione su larga scala pubblicata su Aust. J. Chem. 70 (1), 113-119 nonostante il fatto che un numero ragionevole di laboratori li usi pesantemente.

Come esempio dell'altro estremo mi sono imbattuto in un documento più vecchio che affermava "[non banale, attualmente non disponibile in commercio] il composto X è stato prodotto con il metodo usuale ". Nessuna citazione però! (Non sono stato in grado di trovare il riferimento per questo, sono stato senza chimica da alcuni anni e una ricerca nella mia libreria di documenti non ha rivelato nulla.)



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
Loading...