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1、卟啉化合物的合成及物理化学性质卟啉化合物的合成及物理化学性质朱建发(湖北武汉市武汉大学化学与分子科学学院应用化学系 武汉 430072)摘要: 卟啉与四水合乙酸钴反应制得卟啉钴配合物,通过柱层析将其分离.分别用电化学的方法以及红外的方法研究了卟啉钴化合物的电迁移性质,得到了相关的红外谱图.另外,通过紫外的方法研究了该化合物与咪唑反应的动力学性质.加深了对卟啉化合物性质的了解.关键词 卟啉钴 电导率 紫外 红外 最大吸收峰卟啉化合物是一类含氮杂环的共轭化合物,其中环上的各原子处于同一平面内, 环中含有四个吡咯环,每两个吡咯环在 2 位与 5 位之间由一个次甲基桥连,在 5,10,15,20,位上
2、也可键合四个取代苯基,形成 4-取代苯基卟啉.卟啉环中有交替的单键和双键,有 18 个 电子组成的共轭体系,具有芳香性.当两个氮原子上的质子电离后,其形成的空腔中可以容纳 Fe,Co,Mg,Cu,Zn,等金属离子,从而形成金属配合物,并且这些金属配合物都具有一些生理上的作用.卟啉化合物具有对光,热的稳定性.它的这种稳定性以及较大的消光系数,和它在电荷转移过程中的特殊作用,使得它在光电领域中的应用受到高度重视,它们被用于气体传感器.太阳能贮存,生物模拟氧化反应的催化剂,生物大分子探针,还可以作为模拟天然产物的母体,金属卟啉配合物被广泛的应用于微量分析等领域.本实验合成并提纯了卟啉配合物,采用电导
3、仪测定方法金属配合物在溶液中的电迁移,还就其与有机碱的轴向配位反应进行力学的测定.1.1.实验部分实验部分: :1.1.试剂与仪器试剂与仪器:1.1. 1 试剂试剂卟啉;醋酸钴;DMF;无水乙醇;无水乙醚;二氯甲烷;丙酮;环己烷;薄层层析硅胶;柱层析硅胶;氢氧化钠;咪唑; 1.1. 2 仪器仪器紫外-可见分光光度仪;傅立叶变换红外光谱仪;电导率仪;电光分析天平;电磁搅拌器;减压蒸馏装置;旋转蒸发仪;抽滤装置;真空干燥器.1.2.2 实验方法实验方法: :1.2. 1 金属钴卟啉配合物的合成与分离金属钴卟啉配合物的合成与分离 在 25 ml 二口烧瓶中加入 0.12-0.15g 中位-4 对羧基
4、苯基卟啉与 8mlDMF,搅拌加热,至 100C 时加入卟啉量的十倍摩尔量左右的四水和乙酸钴,继续加热回流,并保持回流状态 20-30min.然后将产物倒入 300ml 冰水中,陈化 2-3 小时,抽滤,并将得到的固体在烘箱中烘干.制作薄板层析硅胶板,在 120C 的条件下活化 2 小时.利用薄板层析法选择二氯甲烷:丙酮为 2:1 的比例作为合适的淋洗剂.然后进行柱层析,搜集金属卟啉配合物,旋转蒸发,置于干燥器中干燥,备用.1.2.2 钴卟啉配合物的电迁移性质测定钴卟啉配合物的电迁移性质测定准确称取 4.7mg 的钴卟啉,倒入 10ml 的容量瓶中,用无水乙醇溶解并稀释至刻度,准确配制约 10
5、-2mol/l的氢氧化钠乙醇溶液.调节电导率仪的恒温水槽至 25C,取 4.0ml 钴卟啉溶液于一支干净的试管中,测量其电导率,在逐次加入 10ml 的氢氧化钠溶液,测量其电导率至 30 次,并分别记录每一次的电导率值.然后,用4ml 的无水乙醇溶液作空白实验,依次测量加入 10ml 的氢氧化钠溶液的电导.绘制电导-氢氧化钠的体积曲线图.(1) 1.2.41.2.4 作钴卟啉化合物的红外光谱图作钴卟啉化合物的红外光谱图.2.结果与讨论1.从电导-氢氧化钠溶液体积曲线上可发现有四个拐点,而所制得的卟啉钴上刚好有四个酚羧基,这种对应说明合成的四取代苯基钴卟啉可在碱溶液中成离子态.图图 1 1 卟啉
6、钴的电迁移分析卟啉钴的电迁移分析2. 经红外分析可知在 1600 有几个峰,这说明有苯环存在,另外在 13001400 有峰,表明有 N 杂环存在.这些均可验证卟啉钴化合物的存在 参考文献参考文献1胡宏纹.有机化学.高等教育出版社,19902游效曾.配位化合物的结构和性质,科学出版社,19923JJ Zupancic,S L Pttey Weeks,A Polak.US patent5,018,380,19914R Aroca,H Bolourchi,D Battisti,K Najifi.Langmuir.1993,9,31835A Lmoore,D Gary,G Devens,T A Mo
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