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Synthèse d’un complexe de cobalt (II) de transporter l’oxygène
 

Synthèse d’un complexe de cobalt (II) de transporter l’oxygène

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[N,N'-Bis(salicylaldehyde)ethylenediimino]cobalt(II), en abrégé [Co(salen)]2, est un complexe organométallique, qui est utilisé pour étudier les métalloprotéines de transport de l’oxygène.

Métalloprotéines comme l’hémoglobine peut lier réversiblement O2 et pour comprendre ce mécanisme, les complexes tels que [Co(salen)]2 sont étudiés.

[Co(salen)] 2 existe sous deux formes : actifs et inactifs. La forme active compose d’un hétérodimère, où deux cobalt centres forment une très faible interaction de van-der-Waals, offrant suffisamment d’espace pour l’insertion de moléculaire O2 à l’état solide.

Dans la forme inactive de [Co(salen)]2 le cobalt centres de chaque forme de molécule d’une liaison dative avec un atome d’oxygène sur une autre molécule. Cela diminue l’espace entre les unités et moléculaires de O2 ne peut pas tenir plus, sauf si un solvant coordination, comme le DMSO, est utilisé, ce qui facilite la stabilité de l’adduit.

Cette vidéo illustre les principes de [Co(salen)]2, la synthèse de sa forme inactive et l’analyse de la liaison réversible à moléculaire O2.

Moléculaire O2 peut coordonner de complexes de métaux de transition de plusieurs façons : côté, côté pont, fin- et fin pontage. Dans inactif [Co(salen)]2, O2 se coordonne pour les deux centres de cobalt dans une bout de pontage fashion et le DMSO coordination complète la sphère de coordination octaédrique de chaque centre de cobalt générant un complexe, 2:1 qui peut être expliqué en examinant le diagramme d’orbitales moléculaires de O2 et de la d -fendage diagramme d’orbitales [Co(salen)]2.

L’oxygène a deux électrons non appariés dans le π * orbitale moléculaire, ce qui signifie un état triplet, tandis que [Co(salen)]2 possède un électron non apparié dans son orbitale moléculaire σ *.

La liaison d’O2 à2 [Co(salen)] est une réaction d’oxydo-réduction, dans lequel deux centres de cobalt perdent un électron chacun et les gains de molécule de2 O deux électrons, formant un peroxyde (O2-2).

Le rapport Co:O2 dans une réaction peut être déterminé en mesurant le volume d’O2 consommés dans un système fermé. En utilisant la Loi des gaz parfaits, on peuvent calculer les taupes de consommé O2 .

En outre, la réversibilité de la liaison de2 O peut être étudiée par l’addition de CHCl3 au produit. CHCl3 est un solvant non coordinant, qui ne peut pas stabiliser l’O2 adduit. Par conséquent, ajout de CHCl3 à la [Co(salen)]2- O adduit2 conduit à une diminution de concentration de DMSO et exécute un push de la réaction dans le sens inverse, aboutissant à la libération d’O2.

Maintenant que nous avons discuté des principes [Co(salen)]2, nous allons étudier une procédure pour la synthèse de sa forme inactive et son utilisation dans la consommation moléculaire O2.

Sous une hotte, chargez une fiole de trois cou serrée 250 mL avec barre de remuer, éthanol à 95 % et salicylaldéhyde. Attacher un condensateur sur le cou de centre et un entonnoir de plus muni d’un septum sur des cous externes.

Monter le troisième col de la fiole de 3-cou avec un septum et fixer une ligne de2 N vers le condenseur. Sous une atmosphère de2 N, remuer la réaction dans un bain d’eau à 80 ° C et ajouter l’éthylène diamine par seringue.

Dans une fiole de distinct fond rond de 50 mL contenant une barre de remuer, ajoutez Co(OAc)2·4H2O et dissoudre dans 15 mL d’eau distillée.

Une fois complètement dissous, transférer la solution d’acétate de cobalt dans l’entonnoir de l’addition et dégazer par propagation N2 dedans pendant 10 minutes.

Lorsque dégazage est terminée, ajouter lentement la solution d’acétate de cobalt au mélange salicylaldéhyde vigoureusement agité. Puis remuer à reflux pendant 1 heure.

Lorsque vous avez terminé, enlever le ballon de bain chauffant et enlever l’entonnoir du condenseur et de l’addition. Puis plonger le ballon dans un bain d’eau glacée pour faciliter la précipitation des [Co(salen)]2.

Aspirateur filtre le précipité sur un papier filtre l’entonnoir Buchner et laver le rouge solide avec de l’éthanol froid. Sécher le solide, pesez-le et calculer que le pourcentage de rendement.

Connecter une aiguille à une O2-bouteille de gaz avec la tuyauterie de Tygon. Puis doucement bulle O de2 à 5 mL de DMSO pendant 10 minutes.

Joindre deux sections de 18 pouces du tuyau Tygon à chaque extrémité de la pipette graduée 10 mL verre. Serrez la pipette à un support de bague avec l’échelon le plus bas vers le haut. Ensuite, fixez un entonnoir de verre longues tiges à la pièce inférieure de tuyaux et fixer l’entonnoir sur le stand de l’anneau à l’aide de l’entonnoir vers le haut.

Assurez-vous que le tube reliant la pipette et l’entonnoir constituent une forme en U. Ajouter l’huile minérale à l’entonnoir et le tube, jusqu'à ce que l’entonnoir est environ à moitié plein.

Fixez un tube à essai tige latérale à la tubulure sur le dessus de la pipette et y ajouter [Co(salen)]2 .

Transférer 2 mL d’O2-saturé de DMSO dans une éprouvette de 3 mL et, à l’aide d’une paire de pincettes, abaisser le tube à essai B dans test tube A sans renverser.

Joint test tube A avec un septum en caoutchouc renforcé avec du fil de cuivre. Insérer une aiguille attachée au réservoir d’O2 dans le septum et purger pendant 10 minutes. Ensuite, retirer l’aiguille et la partie supérieure du septum pour éviter les fuites de graisse.

Insérer une aiguille libre dans le septum de test tube A permettre à l’huile minérale atteindre la pipette en verre, tout en couvrant l’ouverture avec un doigt et en relâchant lentement la pression. Ensuite, retirer l’aiguille et recouvrir le dessus de la cloison avec de la graisse.

Ajuster la hauteur de l’entonnoir et Pipeter afin que les niveaux d’huile s’alignent dans les deux pièces de verrerie et consigner le niveau d’huile dans la pipette.

Libérez le DMSO de tube à essai B en pêche à la ligne le bras latéral de test tube A vers le plafond. Après avoir ajouté tous le DMSO, tenir le tube à essai à droite et faire tourner doucement.

Continuer à secouer les tubes jusqu'à ce que le niveau d’huile dans les arrêts de la pipette à la hausse, ce qui signifie O2 est n’est plus consommé. Ensuite, réglez la hauteur de l’entonnoir afin que le niveau d’huile il est aligné avec le niveau d’huile dans la pipette. Enregistrer le nouveau niveau d’huile dans la pipette et la température de la pièce.

Retirez le septum de test tube A et transférer le contenu dans un tube à centrifuger de 15 mL.

Maintenant nous allons évaluer les résultats. Le rendement de la synthèse inactif [Co(salen)]2 est 2,4 g, soit 85 %. Le spectre infrarouge montre un pic à 1528 cm-1, qui est révélateur de l’étirement de la CN. En outre, l’absence d’un tronçon de O-H indique qu’aucun ligand libre n’est présent.

59,2 mg [Co(salen)]2, qui est égal à 0,090 mmol, consommé 2 mL d’O2. En utilisant la Loi des gaz parfaits, pression et température enregistrée, le nombre de moles de 2 mL O2 a été établie à 0,082 mmol. Enfin, le nombre de mmol de Co [Co(salen)]2 a été déterminé et divisé par le nombre de mmol d’O2 pour obtenir le rapport de Co:O2, qui est 2:0.91.

Réversibilité de la liaison de2 O a été démontrée en utilisant CHCl3, où lors de l’addition du solvant a diminué la concentration de DMSO, alors que l’équilibre de la réaction aux réactifs, résultant dans la version2 de O, comme a été observée chez propagation de la réaction et le changement de couleur rouge.

Complexes de coordination peut être utilisés dans le domaine de la chimie et chimie bioinorganique afin d’étudier diverses métalloprotéines.

Par exemple, l’hémoglobine protéine se compose de quatre sous-unités de protéine globulaire avec le groupe hème incorporé dans chacun, rendant difficile d’étudier le site actif de la protéine. Les espèces d’usemolecular des chimistes inorganiques synthétiques, tels que [Co(salen)]2, aux sites actifs de modèle dans les métalloprotéines, cependant, la réplication de la structure et la réactivité sont souvent difficile, en raison des différences dans les structures électroniques entre composés simples de coordination et de métal entouré des superstructures de protéine.

L’épichlorhydrine est un réactif chimique consistant en un époxyde et un chlorure d’alkyle. Il est utilisé dans la fabrication de résines époxy et autres élastomères. Cependant, malgré sa polyvalence, il est difficile de produire de l’épichlorhydrine énantiopurs.

Pour séparer des mélanges racémiques d’épichlorhydrine, salen chiraux complexes peuvent être utilisés. Par exemple, dans une résolution cinétique hydrolytique des époxydes, l’épichlorhydrine racémique est traitée avec un ligand salen chiraux polystyrène-prise en charge en présence d’eau, ce qui conduit à l’hydrolyse de l’un des énantiomères. Les énantiomères peuvent être séparés et le catalyseur de polymère-prise en charge peut être filtré hors du mélange réactionnel et réutilisé.

Vous avez juste regardé introduction de JoVE [Co(salen)]2. Vous devez maintenant comprendre ses principes, la procédure et certaines de ses applications. Merci de regarder !

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