合成一种载氧钴(II)配合物

1. 无活性 [Co(salen)]₂ 的合成

1. 在250 mL三颈圆底烧瓶中加入120 mL 95%乙醇和2.20 g（0.192 mL，0.018 mol）水杨醛。
2. 将冷凝管连接至中心颈口并通入N₂；其余两个颈口分别安装带橡胶隔膜的加料漏斗和橡胶隔膜。
3. 将反应液置于水浴中搅拌并加热至回流（80 °C）。
4. 通过注射器经圆底烧瓶的隔膜缓慢加入乙二胺（0.52 g，0.58 mL，0.0087 mol）。
5. 在50 mL圆底烧瓶中，将Co(OAc)₂·4H₂O（2.17 g，0.0087 mol）溶于15 mL蒸馏水中。将该溶液置于与三颈烧瓶相同的水浴中加热，确保所有乙酸钴完全溶解。
6. 将乙酸钴溶液转移至加料漏斗中。
7. 向加料漏斗中的乙酸钴溶液通入N₂鼓泡10分钟以除去溶解氧（详细操作参见视频“使用施伦克线技术合成Ti(III)茂金属”）。为使N₂顺利通过乙酸钴溶液，可能需要暂时关闭冷凝管上的N₂接头。
   注意：切勿加热密闭体系！脱气过程中务必保持体系通气。
8. 在剧烈搅拌乙醇混合物的同时，缓慢滴加乙酸钴(II)溶液（约1滴/秒）。若搅拌不充分，会形成块状沉淀，可能导致搅拌子卡住。
9. 待乙酸钴溶液全部加完后，继续在回流条件下搅拌反应1小时。
10. 关闭加热板，将三颈圆底烧瓶从水浴中取出。
11. 拆下冷凝管和加料漏斗，将烧瓶浸入冰浴中，促进[Co(salen)]₂沉淀析出。
12. 减压过滤溶液以分离固体产物，并用冷乙醇洗涤所得红色固体。
13. 收集固体产物，计算反应产率，并采集[Co(salen)]₂的红外光谱。在用于O₂吸收反应前，确保[Co(salen)]₂完全干燥。

2. 氧气测定实验装置设置₂ 摄取（图5)¹

注意：系统不得泄漏。系统泄漏将导致 Co:O₂ 比例低于预期值。

1. 用Tygon管将一根针头连接到O₂（超高纯度）气体钢瓶上。将O₂缓慢通入5 mL DMSO中，至少鼓泡10分钟。
2. 在DMSO被O₂饱和的同时，用Tygon管（每段长1.5英尺）连接一支10 mL刻度玻璃移液管的两端。
3. 将一个玻璃漏斗连接到其中一段Tygon管上。
4. 将玻璃移液管和漏斗用夹子固定在铁架台上，使漏斗朝上，管道呈U形（图5）。
5. 用矿物油充满移液管和漏斗。通过漏斗加入油，确保连接移液管的管道也被油充满。持续加油至漏斗约一半高度。不要让油接近漏斗顶部，因为通过漏斗鼓泡的O₂可能导致飞溅，若漏斗过满则风险增加。
6. 在管道的开口端连接一个侧臂试管（试管A）。
7. 向连接玻璃移液管的侧臂试管A中加入50 mg（0.077 mmol）非活性[Co(salen)]₂。
8. 向一支3 mL试管（试管B）中加入2 mL已饱和O₂的DMSO。
9. 用镊子小心地将试管B放入试管A中，注意不要洒出任何DMSO。此时必须避免[Co(salen)]₂接触DMSO。
10. 用橡胶隔垫密封试管A，并用金属丝固定隔垫以防止泄漏。
11. 将连接O₂气瓶的针头插入隔垫，并用O₂吹扫系统10分钟。
12. 移除O₂针头，并在橡胶隔垫顶部涂抹润滑脂以防止泄漏。
13. 可能需要释放部分装置内的压力，以便油进入玻璃移液管。为此，将一根未连接的针头插入试管A的橡胶隔垫中，用手指盖住开口，缓慢释放装置内的压力。切记在新孔上涂抹润滑脂以防止泄漏。
14. 移动玻璃移液管和漏斗，使两者中的油面高度对齐。
15. 记录玻璃移液管内油的体积刻度。

图 5. O₂ 吸收装置示意图。

3. O₂ 摄取反应

1. 通过轻轻倾斜试管，将DMSO加入固体[Co(salen)]₂中，注意确保溶液不进入试管A的侧臂。
2. 待全部DMSO加入后，用手握住试管顶部，通过来回轻轻摇动试管使溶液充分混合。
   注意：切勿采用上下剧烈振荡的方式。过于猛烈地碰撞两支试管可能导致试管A破裂。
3. 继续用手轻轻摇动试管，直至移液管中的油柱液面不再上升（约15–20分钟）。
4. 当O₂消耗停止后，移动移液管和漏斗，使两者的油柱液面齐平。
5. 记录玻璃移液管中油柱的新体积读数。该体积差即为反应过程中在大气压（1 atm）下消耗的O₂体积。
6. 记录室温。

4. [Co(salen)]₂ - O₂ 加合物释放 O₂

1. 将步骤3得到的DMSO溶液转移至15 mL离心管中。
2. 用等量的水填充第二个试管。
3. 将试管对称地插入离心机中。
4. 离心样品至少15分钟。离心时间越长，所得固体沉淀的质量越好。
5. 小心取出含有[Co(salen)]₂-O₂加合物样品的试管，避免扰动沉淀。
6. 小心倾去沉淀上方的DMSO溶液。
7. 将离心管以45°角持握，使沉淀朝上，用移液器缓慢加入1 mL CHCl₃，让溶液沿离心管壁滴下。务必格外小心，避免扰动固体[Co(salen)]₂-O₂加合物。
8. 观察发生的任何物理变化。