סינתזה של קומפלקס קובלט נושא חמצן(II)

1. סינתזה של לא פעיל [Co(salen)]₂

1. טען בקבוקון עגול 3 צווארים 250 מ"ל עם 120 מ"ל של 95% EtOH ו 2.20 גרם (0.192 מ"ל, 0.018 מול) של סליציללדהיד.
2. התאם את הצוואר המרכזי עם מחזק המחובר ל- N₂. להתאים את שני הצווארים האחרים עם מחיצת גומי משפך נוסף מצויד במחיצת גומי.
3. מערבבים את התגובה באמבט מים ומחממים את הפתרון לרפלוקס (80 מעלות צלזיוס).
4. הוסף אתילן דיאמין (0.52 גרם, 0.58 מ"ל, 0.0087 מול) באמצעות מזרק דרך מחיצת הבקבוקון העגולה.
5. בבקבוקון עגול 50 מ"ל, להכין פתרון של Co(OAc)₂·4H₂O (2.17 גרם, 0.0087 מול) ב 15 מ"ל של מים מזוקקים. מחממים את התמיסה באותה אמבטיית מים המכילה את הבקבוקון בעל 3 הצווארים כדי להבטיח שכל הקובלט אצטט יתמוסס.
6. מוסיפים את פתרון קובלט אצטט למשפך התוספת.
7. Degas פתרון קובלט אצטט על ידי מבעבע N 2 דרך הנוזל במשפך תוספת במשך 10 דקות (ראה "סינתזה של Ti(III) Metallocene באמצעות טכניקת קו Schlenk" וידאו עבור_הליך מפורט יותר על טיהור נוזלים). ייתכן שיהיה צורך לסגור את מתאם המרוכז N₂ כדי לאפשר ל- N₂ לבעבע דרך פתרון הקובלט אצטט.
   הערה: לעולם אל תחמם מערכת סגורה! הקפד לפרוק את המערכת במהלך סילוק גיסות.
8. מוסיפים לאט את תמיסת הקובלט(II) אצטט (~ 1 טיפה/s), תוך ערבוב נמרץ של תערובת האתנול. ללא ערבוב מספיק, ייווצר מזרז גושי שיכול לשבש את מוט הערבוב.
9. לאחר כל קובלט אצטט הוסיף, לעורר את התגובה ב reflux במשך 1 שעה.
10. כבה את הצלחת החמה והוציא את הבקבוקון העגול בעל 3 הצווארים מאמבט המים.
11. מוציאים את המנסרה ומשפך התוספת מהבקבוקון. שקועים בבקבוקון באמבט קרח כדי להקל על משקעים של [Co(salen)]₂.
12. מסננים את הפתרון תחת ואקום כדי לבודד את המוצק ולשטוף את אדום מוצק וכתוצאה מכך עם אתנול קר.
13. לבודד את המוצק. חשב את התשואה של התגובה ולאסוף IR של [Co(salen)]₂. ודא כי [Co(salen)]₂ יבש לפני השימוש בו בתגובת ספיגת O_2.

2. הגדרת מנגנון לספיגת O₂ (איור 5)¹

הערה: חשוב מאוד שהמערכת לא תדלוף. דליפה במערכת תוביל ליחס Co:O₂ נמוך מהצפוי.

1. חבר מחט לבלון גז O_{2 (טוהר} גבוה במיוחד) עם צינורות טייגון. בועה בעדינות O₂ עד 5 מ"ל של DMSO לפחות 10 דקות.
2. בעוד DMSO הוא להיות רווי עם O 2 ,_להתאיםאת שני הקצוות של פיפטה זכוכית 10 מ"ל מדורג עם צינורות טייגון (כל 1.5 רגל אורך).
3. חבר משפך זכוכית לאחד מחתיכות הצינורות של טייגון.
4. מהדקים את פיפטת הזכוכית ואת המשפך לעמדת טבעת כך שהמשפך פונה כלפי מעלה והצינורות יוצרים צורת U (איור 5).
5. ממלאים את הפיפטה ומשפך בשמן מינרלי. מוסיפים את השמן דרך המשפך, מוודאים שהשמן גם ממלא את הצינורות המחוברים לפיפטה. ממשיכים להוסיף את השמן עד שהמשפך מתמלא בערך באמצע הדרך במעלה המשפך. אל תתנו לשמן להתקרב יותר מדי לחלק העליון של המשפך, כמו O₂ מבעבע דרך המשפך יכול לגרום להתיז אם המשפך מלא מדי.
6. לקצה הפתוח של הצינורות, חבר מבחן יד צדדית (מבחנה A).
7. הוסף 50 מ"ג (0.077 mmol) של לא פעיל [Co(salen)]₂ למבחנה הזרוע הצדדית A מחובר pipette זכוכית.
8. הוסף 2 מ"ל של DMSO רווי O₂ כדי 3 מ"ל מבחנה (מבחנה B).
9. השתמש זוג פינצטה בעדינות להוריד מבחנה B לתוך מבחנה A, נזהר לא לשפוך כל DMSO. חשוב לא לחשוף את [Co(salen)]₂ ל- DMSO בשלב זה.
10. מבחנה א' עם מחיצת גומי. חוט המחיצה כדי למנוע דליפות.
11. הכנס את המחט מחוברת למיכל הדלק O₂ לתוך המחיצה לטהר את המערכת עם O₂ במשך 10 דקות.
12. הסר את מחט O₂ ולשמן את החלק העליון של מחיצת גומי כדי למנוע דליפות.
13. ייתכן שיהיה צורך לשחרר חלק מהלחץ בתוך ההתקנה כדי להכניס שמן לצינור הזכוכית. כדי לעשות זאת, להכניס מחט חינם לתוך מחיצת גומי במבחנה A. לכסות את הפתח עם אצבע לאט לשחרר את הלחץ בתוך ההתקנה. אל תשכח לכסות את החור החדש עם שומן כדי למנוע דליפות.
14. הזז את פיפטת הזכוכית ואת משפך כך רמות השמן בשורה בשתי חתיכות של כלי זכוכית.
15. הקלט את עוצמת השמן בתוך פיפטת הזכוכית.

איור 5. מערך ספיגת O_2.

3. תגובת ספיגה O₂

1. הוסף את DMSO למוצק [Co(salen)]₂ על ידי בעדינות מפנה את המבחנות, מוודא כי אף אחד מהפתרון נכנס לזרוע הצדדית של מבחנה A.
2. לאחר שכל DMSO נוספה, להחזיק את החלק העליון של המבחנה ולערבב בעדינות את הפתרון על ידי ניעור המבחנה הלוך ושוב.
   הערה: אין להשתמש בתנועת ניעור מעלה ומטה. דפיקות שתי המבחנות יחד באלימות רבה מדי יכול להוביל לשבירת מבחנה A.
3. ממשיכים לנער בעדינות את המבחנות ביד עד שרמת השמן בפיפטה מפסיקה לעלות (כ-15-20 דקות).
4. לאחר צריכת O₂ מפסיק, להזיז את pipette ואת משפך, כך רמות השמן בשורה.
5. להקליט את רמת הנפח החדשה של השמן בצינור זכוכית. ההבדל בנפח הוא הנפח של O₂ הנצרך במהלך התגובה בלחץ אטמוספרי (1 atm).
6. תיעד את טמפרטורת החדר.

4. O₂ שחרור מ [Co(salen)]₂ - O₂ אדוק

1. העבר את פתרון DMSO המתקבל מצינור צנטריפוגה 15 מ"ל.
2. מלא מבחנה שנייה בכמות שווה ערך של מים.
3. הכנס את המבחנות אחד מול השני לתוך צנטריפוגה.
4. צנטריפוגה הדגימה לפחות 15 דקות. איכות הכדור המוצק וכתוצאה מכך משתפרת עם הגדלת זמן הצנטריפוגה.
5. הסר בעדינות את המבחנה עם [Co(salen)]₂-O₂ תוספת מדגם, כדי לא להפריע לכדור.
6. בזהירות decant פתרון DMSO מעל הכדור.
7. מחזיק את צינור הצנטריפוגה בזווית של 45 מעלות עם הכדור פונה כלפי מעלה, לאט להוסיף 1 מ"ל של CHCl₃ עם pipette, על ידי מתן פתרון לטפטף במורד הצד של צינור הצנטריפוגה. הזהירות הקיצונית לא להפריע מוצק [Co(salen)]₂-O₂ להוסיף.
8. שים לב לשינויים פיזיים המתרחשים.