Síntese de um Complexo de Cobalto(II) Transportador de Oxigênio

1. Síntese de Inativos [Co(salen)]₂

1. Carregue um frasco de fundo redondo de 250 mL com 120 mL de 95% EtOH e 2,20 g (0,192 mL, 0,018 mol) de salicyaldeído.
2. Ajuste o pescoço central com um condensador conectado ao N₂. Encaixe os outros dois pescoços com um septo de borracha e um funil de adição equipado com um septo de borracha.
3. Mexa a reação em um banho de água e aqueça a solução para o refluxo (80 °C).
4. Adicione diamina de etileno (0,52 g, 0,58 mL, 0,0087 mol) através da seringa através do septo de frasco de fundo redondo.
5. Em um frasco de fundo redondo de 50 mL, prepare uma solução de Co(OAc)₂·4H₂O (2,17 g, 0,0087 mol) em 15 mL de água destilada. Aqueça a solução no mesmo banho de água contendo o frasco de 3 pescoços para garantir que todo o acetato de cobalto se dissolva.
6. Adicione a solução de acetato de cobalto ao funil de adição.
7. Degas a solução de acetato de cobalto borbulhando N₂ através do líquido no funil de adição por 10 minutos (ver "Síntese de um Ti(III) Metalloceno Usando Schlenk Line Technique" vídeo para um procedimento mais detalhado sobre a purga de líquidos). O adaptador condensador N₂ pode precisar ser fechado para permitir que o N₂ borbulhe através da solução de acetato de cobalto.
   NOTA: Nunca aqueça um sistema fechado! Certifique-se de ventilar o sistema durante a desgaseamento.
8. Adicione lentamente a solução de acetato cobalto (II) (~ 1 gota/s), enquanto mexe vigorosamente a mistura de etanol. Sem agitação suficiente, um precipitado volumoso se formará que pode emperrar a barra de agitação.
9. Uma vez que todo o acetato de cobalto tenha sido adicionado, mexa a reação no refluxo por 1h.
10. Desligue a placa quente e remova o frasco de fundo redondo de 3 pescoços do banho de água.
11. Remova o condensador e o funil de adição do frasco. Submergir o frasco em um banho de gelo para facilitar a precipitação do [Co(salen)]₂.
12. Filtre a solução sob vácuo para isolar o sólido e lavar o sólido vermelho resultante com etanol frio.
13. Isolar o sólido. Calcule o rendimento da reação e colete um IR do [Co(salen)]₂. Certifique-se de que o [Co(salen)]₂ esteja seco antes de usá-lo na reação de absorção de O_2.

2. Configuração do aparelho para O₂ Captação (Figura 5)¹

Nota: É muito importante que o sistema não vaze. Um vazamento no sistema levará a uma relação co:O₂ menor do que o esperado.

1. Conecte uma agulha a um cilindro de gás O₂ (pureza ultra-alta) com a tubulação Tygon. Bolha suave O₂ a 5 mL de DMSO por pelo menos 10 min.
2. Enquanto o DMSO está sendo saturado com O_2,ajuste as duas extremidades de uma pipeta de vidro graduada de 10 mL com tubos de Tygon (cada 1,5 pés de comprimento).
3. Coloque um funil de vidro em uma das peças de tubos Tygon.
4. Aperte a pipeta de vidro e o funil em um suporte de anel para que o funil esteja voltado para cima e a tubulação forme uma forma de U (Figura 5).
5. Encha a pipeta e o funil com óleo mineral. Adicione o óleo através do funil, certificando-se de que o óleo também encha o tubo conectado à pipeta. Continue adicionando o óleo até que o funil esteja cheio a meio caminho do funil. Não deixe que o óleo se aproxime muito do topo do funil, pois o O₂ borbulhando pelo funil pode causar respingos se o funil estiver muito cheio.
6. Na extremidade aberta da tubulação, conecte um tubo de ensaio de braço lateral (tubo de ensaio A).
7. Adicione 50 mg (0,077 mmol) do inativo [Co(salen)]₂ ao tubo de ensaio do braço lateral A conectado à pipeta de vidro.
8. Adicione 2 mL do DMSO saturado com O₂ a um tubo de ensaio de 3 mL (tubo de ensaio B).
9. Use um par de pinças para baixar suavemente o tubo de ensaio B no tubo de ensaio A, tomando cuidado para não derramar nenhum do DMSO. É importante não expor o [Co(salen)]₂ ao DMSO neste momento.
10. Tubo de ensaio de vedação A com um septo de borracha. Ligue o septo para evitar vazamentos.
11. Insira a agulha conectada ao tanque de gás O₂ no septo e purgue o sistema com O₂ por 10 minutos.
12. Retire a agulha O₂ e unte a parte superior do septo de borracha para evitar vazamentos.
13. Parte da pressão dentro da configuração pode precisar ser liberada para colocar óleo na pipeta de vidro. Para isso, insira uma agulha livre no septo de borracha no tubo de ensaio A. Cubra a abertura com um dedo e solte lentamente a pressão dentro da configuração. Não se esqueça de cobrir o novo orifício com graxa para evitar vazamentos.
14. Mova a pipeta de vidro e o funil para que os níveis de óleo se alinem em ambos os pedaços de vidro.
15. Regisso nível de volume de óleo dentro da pipeta de vidro.

Figura 5. Configuração do aparelho de captação_{O 2.}

3. O₂ Reação de captação

1. Adicione o DMSO ao sólido [Co(salen)]_2, inclinando suavemente os tubos de ensaio, certificando-se de que nenhuma solução entre no braço lateral do tubo de ensaio A.
2. Uma vez que todo o DMSO tenha sido adicionado, segure a parte superior do tubo de ensaio e misture suavemente a solução agitando o tubo de ensaio para frente e para trás.
   NOTA: Não use um movimento de agitação para cima e para baixo. Bater os dois tubos de ensaio juntos muito violentamente pode levar à quebra do tubo de ensaio A.
3. Continue a apertar suavemente os tubos de ensaio manualmente até que o nível de óleo na pipeta pare de subir (cerca de 15-20 min).
4. Uma vez que o consumo de O₂ cesse, mova a pipeta e o funil para que os níveis de óleo se alinhem.
5. Regisso novo nível de volume do óleo na pipeta de vidro. A diferença de volume é o volume de O₂ consumido durante a reação à pressão atmosférica (1 atm).
6. Regissua a temperatura da sala.

4. O₂ Libertação de [Co(salen)]₂ - O₂ Adduct

1. Transfira a solução DMSO resultante da etapa 3 para um tubo de centrífuga de 15 mL.
2. Encha um segundo tubo de ensaio com uma quantidade equivalente de água.
3. Insira os tubos de ensaio em frente um do outro em uma centrífuga.
4. Centrifugar a amostra por pelo menos 15 minutos. A qualidade de pelota sólida resultante melhora com o aumento do tempo de centrífuga.
5. Remova suavemente o tubo de ensaio com a amostra de aduto [Co(salen)]₂-O_2, para não perturbar a pelota.
6. Decante cuidadosamente a solução DMSO acima da pelota.
7. Segurando o tubo de centrífuga em um ângulo de 45 ° com a pelota voltada para cima, adicione lentamente 1 mL de CHCl₃ com uma pipeta, permitindo que a solução escorra pelo lado do tubo de centrífuga. Tome muito cuidado para não perturbar o sólido [Co(salen)]₂-O₂ aduto.
8. Observe quaisquer alterações físicas que ocorram.