实验 3 [Co(II) Salen] 配合物的制备及载氧作用

一、实验目的

• 通过 [Co(II)Salen] 配合物的制备和对其吸氧测量及放氧的观察

掌握无机合成中的一些基本操作技术

了解一些金属配合物的载氧机理

二、实验原理

•在许多生物体中，一些金属蛋白在一定条件下能够吸收和放出氧气，以供有机体生命活动的需要。

•人们常用由水杨醛与乙二胺反应所生成的配体与醋酸钴作用生成 [Co(II)Salen] 配合物的吸氧、放氧作用来模拟研究一些金属蛋白的载氧机理。

OH

CHO

H2N

NH2

+2 OH

HC

HO

CHN N

O

HC

O

CHN N

Co

Co(CH3COO)2

反应式如下：

在合成该配合物时，首先制得的是棕色粘状物，为活性型 [Co(II)Salen] 。将活性型 [Co(II)Salen] 在无氧及 70 ～ 80℃条件下搅拌 1 小时，则得另一种暗红色结晶，为非活性型 [Co(II)Salen] 。两者都是双聚体配合物

N N

O OCo

N N

O OCo

CoNN

O OCo

NN

O O2.263.45

非活性型活性型

活性型 [Co(II)Salen] 在室温下能迅速吸收氧气。非活性型 [Co(II)Salen] 在室温下稳定，不吸收氧气。

在 DMF 中形成氧加合物的反应式为： 2[Co(II)Salen] + 2DMF + O2

[Co(II)Salen]2(DMF)2O2(s)

在 [Co(II)Salen]2(DMF)2O2 沉淀中加入氯 仿后，暗褐色沉淀将慢慢溶解，在沉淀表面 放出细小的氧气泡，同时生成暗红色的 [Co(II)Salen] 溶液。 [Co(II)Salen]2(DMF)2O2

2[Co(II)Salen] + 2DMF + O2(g)

CHCl3

三、实验步骤：

OH

CHO

H2NNH2

OH

HC

HO

CHN N

O

HC

O

CHN NCoCo(CH3COO)2

95£¥乙醇

N N

O OCo

N N

O OCo

CoNN

O OCo

NN

O O2.26 3.45

非活性型 »î ÐÔÐÍ

ÔÚÎÞÑõ¼°70¡« 80¡æÌõ ¼þϽÁ°è 1Сʱ

1. 非活性型配合物 [Co(II)Salen] 的制备。

接N2钢瓶

接水封

接水龙头

入水槽

制备实验装置图

2. 配合物 [Co(II)Salen] 吸收氧气量的测定

配合物载氧实验装置图

[Co(II)Salen]

DMF

O2

[Co(II)Salen]2(DMF)2O2(s)

3. 加合物 [Co(II)Salen]2(DMF)2O2 在氯仿中

的反应

[Co(II)Salen]2(DMF)2O2

CHCl3

O2(g)

[Co(II)Salen]

DMF

4. 数据记录及结果处理

编号 1 2 3 4 5 6 7 8

时间（min）

0 5 10 15 20 25 30 35

量气管液面读数 (mL)

吸收氧体积（mL）

室温： ℃；大气压力： kPa ；

室温时饱和水蒸气压力： kPa 。

W([Co(II)Salen] 的质量 ) ： g ；

M([Co(II)Salen] 的物质的量 ) ： 325.23 g/mol ；

n[Co(II)Salen] = W/M = W/325.23 mol

nO2 = (p 大气 – p 水 )V 吸氧 /RT

n[Co(II)Salen] / nO2 ＝

1. 水杨醛及乙二胺有气味和腐蚀性，取用时 应在通风橱中进行，切忌滴到皮肤上。 2. 支试管、小试管及离心试管应预先干燥。

四、注释

五 . 思考题

1. 在制备 [Co(II)Salen] 配合物的过程中通氮气有何作用？

2. [Co(II)Salen] 配合物在溶剂 DMF 和 CHC

l3 中有两种性质截然不同的吸氧和放用，试从溶剂的性质来解释其原因。

五、 思考题

1. 在制备 [Co(II)Salen] 配合物的过程中通氮气有何作用？

2. [Co(II)Salen] 配合物在溶剂 DMF 和 CHCl3 中有两种性质截然不同的吸氧和放氧作用，试从溶剂的性质来解释其原因。

六、参考文献

[1] 王伯康，钱文浙等编 . 中级无机化学实验 .

高等教育出版社， 1984

[2] T. G. Appleton. J. Chem. Educ., 54, 443

(1977)

[3] E. I. Ochiai, J. Chem. Educ., 50, 610 (1973)

[4] C. Floriani and F. Calderazzo. J. Chem.

Soc. (A), 946 (1969)