Synthèse d'un complexe de cobalt(II) porteur d'oxygène

1. synthèse des inactifs [Co(salen)]₂

1. Charger un ballon à fond rond 250 mL 3-cou avec 120 mL de 95 % EtOH et 2,20 g (0,192 mL, mol 0,018) du salicylaldéhyde.
2. Monter le cou de centre avec un condensateur connecté au N₂. Monter les deux autres cols avec un septum en caoutchouc et d’un entonnoir de plus muni d’un septum en caoutchouc.
3. Agiter la réaction dans un bain-marie et chauffer la solution à reflux (80 ° C).
4. Ajouter l’éthylène diamine (0,52 g, mL 0,58, mol 0.0087) par l’intermédiaire de seringue à travers le septum de ballon à fond rond.
5. Dans un ballon à fond rond 50 mL, préparer une solution de Co(OAc)₂·4H₂O (2,17 g, 0.0087 mol) dans 15 mL d’eau distillée. Chauffer la solution dans le même bain de l’eau contenant le ballon 3-cou pour s’assurer que l’ensemble de l’acétate de cobalt se dissout.
6. Ajouter la solution d’acétate de cobalt à l’entonnoir de l’addition.
7. Dégazer la solution d’acétate de cobalt par propagation N₂ à travers le liquide dans l’entonnoir d’addition pour 10 min (voir la vidéo de « Synthèse d’un TI métallocène utilisant Schlenk ligne Technique » pour une procédure plus détaillée sur la purge des liquides). L’adaptateur de₂ condensateur N doive être fermé afin de permettre la N₂ à bouillonner à travers la solution d’acétate de cobalt.
   Remarque : Ne jamais chauffer un système fermé ! S’assurer d’évacuer le système au cours de dégazage.
8. Ajouter lentement la solution d’acétate de cobalt (II) (~ 1 goutte/s), en remuant vigoureusement le mélange d’éthanol. Sans remuer, suffisant, un précipité chunky formera qui peut se bloquer la barre de remuer.
9. Une fois que tout l’acétate de cobalt a été ajouté, remuer la réaction à reflux pendant 1 h.
10. Éteindre la plaque chauffante et enlever le ballon à fond rond 3-col du bain-marie.
11. Enlever l’entonnoir condenseur et ajout du flacon. Plongez la fiole dans un bain de glace afin de faciliter la précipitation des [Co(salen)]₂.
12. Filtrer la solution sous vide pour isoler le solide et laver le solide résultant rouge avec de l’éthanol froid.
13. Isoler le solide. Calculer le rendement de la réaction et de recueillir un IR de la [Co(salen)]₂. Assurez-vous que le [Co(salen)]₂ est sec avant de l’utiliser dans la réaction d’absorption₂ O.

2. matériel et installation pour O₂ absorption (Figure 5)¹

Remarque : Il est très important que le système ne fuit pas. Une fuite dans le système conduira à une plus faible que prévu Co:O₂ ratio.

1. Connecter une aiguille à une bouteille de gaz O₂ (ultra haute pureté) avec tuyau Tygon. Doucement des bulles O de₂ à 5 mL de DMSO pendant au moins 10 min.
2. Tandis que le DMSO étant saturé d’O₂, insérer les deux extrémités d’une pipette jaugée de 10 mL en verre avec Tygon tube (chaque 1,5 pi de long).
3. Attacher un entonnoir de verre à l’un des morceaux de tuyaux Tygon.
4. Fixer la pipette de verre et l’entonnoir à un support de bague de sorte que l’entonnoir est vers le haut et le tube forme un U ( Figure 5).
5. Remplir la pipette et entonnoir à huile minérale. Ajouter l’huile dans l’entonnoir, en s’assurant que l’huile remplit également le tube relié à la pipette. Continuez à ajouter de l’huile jusqu'à ce que l’entonnoir est rempli à mi-chemin vers le haut de l’entonnoir. Ne laissez pas l’huile trop étroite vers le haut de l’entonnoir, comme l’O₂ barbotage de l’entonnoir peut causer aux éclaboussures si la cheminée est trop pleine.
6. Attacher l’extrémité ouverte du tube, un tube à essai côté-bras (test tube A).
7. Ajouter 50 mg (0,077 mmol) de l’inactif [Co(salen)]₂ dans l’éprouvette tige latérale, un contact avec la pipette de verre.
8. Ajouter 2 mL du DMSO saturé d’O₂ dans une éprouvette de 3 mL (éprouvette B).
9. Utiliser une paire de pince à épiler pour tube à essai légèrement inférieur B dans le tube à essai A, en veillant à ne pas se répandre tout le DMSO. Il est important de ne pas exposer le [Co(salen)]₂ le DMSO à ce stade.
10. Sceller le test tube A avec un septum en caoutchouc. Câbler le septum pour empêcher les fuites.
11. Insérer l’aiguille reliée au réservoir de gaz O₂ dans le septum et purger le système avec O₂ pendant 10 min.
12. Retirer l’aiguille de₂ O et graissez la partie supérieure du septum en caoutchouc pour éviter les fuites.
13. Certains de la pression dans l’installation devront être libéré pour obtenir l’huile dans la pipette de verre. Pour ce faire, insérez une aiguille libre dans le septum en caoutchouc sur le tube à essai A. couvrir l’ouverture avec un doigt puis relâcher lentement la pression dans l’installation. N’oubliez pas de couvrir le nouveau trou avec de la graisse pour éviter les fuites.
14. Déplacer la pipette de verre et de l’entonnoir afin que les niveaux d’huile s’alignent dans les deux pièces de verrerie.
15. Enregistrer le niveau de volume d’huile dans la pipette de verre.

Figure 5. O installation d’appareil de capture₂ .

3. réaction de l’absorption de₂ O

1. Ajouter le DMSO à la solide [Co(salen)]₂ en inclinant doucement les tubes à essai, en vous assurant qu’aucun de la solution ne pénètre dans le bras de coté du tube à essai A.
2. Après avoir ajouté tous le DMSO, tenir le haut du tube à essai et mélanger doucement la solution en secouant le tube à essai en arrière.
   NOTE : Ne pas utiliser l’accumulation sur et bas mouvement secouant. Entrechoquent trop violemment les deux tubes à essai peut conduire à la rupture de l’éprouvette A.
3. Continuer à agiter doucement les tubes à essai à la main jusqu'à ce que le niveau d’huile dans la pipette s’arrête la hausse (environ 15-20 min).
4. Une fois que la consommation de₂ O cesse, passer la pipette et entonnoir de telle sorte que l’huile de la ligne vers le haut.
5. Enregistrer le nouveau niveau de volume de l’huile dans la pipette de verre. La différence de volume représente le volume d’O₂ consommés au cours de la réaction à l’atmosphère (1 atm) pression.
6. Noter la température de la pièce.

4. O₂ libération de [Co(salen)]₂ - O₂ adduit

1. Transférer la solution de DMSO résultante de l’étape 3 dans un tube à centrifuger 15 mL.
2. Remplir un deuxième tube à essai avec une quantité équivalente d’eau.
3. Insérer les tubes à essai en face de l’autre dans une centrifugeuse.
4. Centrifuger l’échantillon pendant au moins 15 minutes. La qualité de granulés solides qui en résulte s’améliore avec le temps de centrifugation.
5. Retirez doucement le tube à essai avec le [Co(salen)]₂- O₂ adduit échantillon, donc à ne pas déranger le culot.
6. Éliminer délicatement la solution DMSO au-dessus du culot.
7. Le tube à centrifuger en tenant à un angle de 45 ° avec le culot vers le haut, lentement ajouter 1 mL de CHCl₃ avec une pipette, en permettant la solution au goutte à goutte sur le côté de la tube à centrifuger.

Faire extrêmement attention ne pas déranger le solide [Co(salen)]₂- O₂ adduit.

Observer les changements physiques qui se produisent.