金属钛菁表征报告.doc

金属钛菁的合成与表征摘要：本实验一邻笨二甲酸酐、无水氯化钴、尿素为原料，以钼酸铵为催化剂，采用金属模板合成钛菁钴。经提纯并对其进行紫外光谱测定，紫外光谱测定表明其有特征吸收峰之处。关键词：酞菁，钼酸铵，邻苯二甲酸酐，尿素，紫外光谱。前言： 钛菁类化合物是斯氮大环配体的重要种类，具有高度共轭体系，它能与金属离子形成金属钛菁配合物，分子结构式如图。 这类配合物具有半导体、光电体、光反应活性、萤光、光记忆等特性。是近年来广泛研究的经典金属类大环配合物的一类，起基本结构和天然金属卟啉相似，具有良好的热稳定性和化学稳定性，因金属钛菁在光电转换、催化活性小分子、信息储存、生物模拟及工业污染等方面有重要的应用。合成一般有以下两种方法：通过金属离子模板反应来合成，即通过简单配体单元与中心金属离子的配位作用，然后再结合形成金属大环配合物。这里的金属离子起模板作用；与配合物的经典合成方法相似，即先采用有机合成的方法制得并分离出自由的有机大环配体，然后在于金属离子配位，合成得到金属大环配合物。其中模板反应是主要的合成方法。其反应途径如下（以邻苯二甲酸酐为原料）钛菁类化合物的提纯比较困难。反应产物中有大量的杂质，包括原料及其它一些高分子聚合物。常用的提纯方法有微热索氏萃取除杂，真空升华，浓硫酸在沉淀或色谱柱提纯。通过学习合成钛菁金属配合物，掌握这类大环配合物的一般合成方法，了解金属模板反应在无机合成中的应用。更进一步熟悉掌握合成中的常规操作方法和技能，了解钛菁纯化方法。运用红外光谱、紫外可见光谱、电子光谱、差热热重等法对配合物进行表征，加深对配合物的认识。实验部分：一、实验仪器： 台秤，研钵，三颈瓶（250ml），空气冷凝管，原底烧瓶（100ml），铁架台，玻璃棒，可控温电热套（250ml），电炉，温度计，抽滤瓶，布氏漏斗，恒温水浴锅，烧杯，量筒（50ml）,试管，水泵，真空干燥箱。二、实验试剂： 邻苯二甲酸酐，尿素，钼酸铵，无水氯化钴，煤油，无水乙醇，丙酮，2%盐酸，浓硫酸，蒸馏水，氯化钡溶液。三、实验步骤：1、酞菁钴粗产品的制备： 称取邻苯二甲酸酐5.6g、尿素9.0g和钼酸铵0.5g与研钵中研细后加入0.9g无水氯化钴混匀后马上移入250ml三颈瓶中，加入60ml煤油，加热（200）回流2h左右，在溶液由蓝色变为紫红色时停止加热，冷却至70左右，加入1015ml无水乙醇稀释后趁热抽滤，依次用丙酮和2%盐酸洗涤23次，的粗产品2、粗产品提纯： 向粗产品中加入15ml 2% HCl左右煮沸，趁热抽滤。接着用去15ml左右离子水煮沸过滤，在用2% NaOH 溶液煮沸抽滤。重复23次，直至滤液基本无色。3、干燥： 将产品置于表面皿中，放入真空干燥箱中（温度70）干燥12h。4、样品的表征与分析： 取纯品产品适量进行分析，用KBr压片法测定IR谱，指认金属酞菁的特征吸收峰，并找出金属酞菁和自由酞菁特征吸收峰频率的变化规律；配制0.000001mol/l的酞菁钴浓硫酸溶液50ml，测定其紫外可见光谱，寻找金属酞菁的特征吸收峰位置（250350nm,700800nm）;测定TG-DTG曲线，正确分析金属酞菁热分解温度变化规律及晶型转变。结果与讨论： 一、现象：加入无水氯化钴后溶液变为为深紫色；加热过程中溶液呈现蓝黑色；所接的六瓶滤液呈黄色，且颜色依次变浅；抽滤所得的产品为深紫色。 二、样品质量：最后称量质量为：m=2.1g 三、分析图：由紫外吸收图可知，在330nm波长处有一个不太明显的峰，此峰为溶剂的吸收峰。在660nm波长处，有一个明显的吸收峰，此峰才为酞菁配合物的吸收峰。即说明酞菁配合物的特征吸收峰在660nm波长左右。 四、思考题：1、在合成产物过程中应注意哪些操作问题？答：尿素现用现称，尿素易升华、分解，在溶液由蓝色变为紫红色的时候人容易视觉疲劳，转变缓慢，需要对比，在加热的过程中要严格控制温度，抽滤时要趁热过滤，注意用丙酮和盐酸的洗涤。2、 在用乙醇处理粗产品时主要能除掉那些杂质？产品的提纯中你认为是否有更优的方法？答：主要出去多余的邻苯二甲酸酐，尿素和钼酸铵，以及煤油。 3、如何处理实验过程中产生的废液？不经处理的废液直接倒入水槽后将会造成哪些危害？答：首先在废液缸中先用烧碱溶液中和酸性物质，用有机溶剂将可以回收的有机试剂溶解萃取回收，将不可回收的试剂及无机物使其沉淀或使其反应为无害物质再排放。不经处理的废液中有重金属离子和有毒有害有机物，直接排放会影响水质，使水体富营养化等一些很难处理的问题。4、 从酞菁钴的红外光谱及紫外可见光谱可以得出那些信息？答：酞菁钴为蓝黑色粉末，不溶于常见的溶剂，但可溶于浓硫酸形成黄色溶液，在600-700nm范围内有两个酞菁类化合物所具有的特征吸收带，金属酞菁是以自由酞菁为自由配体的金属配合物，在配位前后自由酞菁红外光谱发生变化，一方面N-H红外吸收带小时，同时出现新的N-H红外振动光谱。具有很高的热稳定性，在受热时发生晶型转换槐米中芦丁的提取与分离摘要： 本实验以槐米为主要原料，通过沸水提取，并用以聚酰胺为固定相，无水乙醇为流动相的层析柱分离芦丁和槲皮素（其中用硅胶G板来检测溶液中是否含有芦丁）。将含有芦丁的洗脱液蒸馏去无水乙醇，冷却后即得芦丁纯品。关键词： 芦丁，槲皮素，层析，蒸馏。前言：通过对芦丁的提取，能学习天然产物的简单提前方法，及了解色谱柱的装填及使用方法，有很大帮助。本实验充分体现天然产物的提取方法和色谱柱的装填和使用。芦丁亦称芸香甙，广泛存在于植物中，其中以槐米和荞麦叶内含量最多，槐米中含量达1216%。芦丁为维生素P类药物，有助于保持毛细血管的渗透作用，临床上用于治疗高血压和毛细血管性止血药。此外，对放射性伤害所引起的出血也是有一定的治疗作用。芦丁在沸水中的溶解度相当大（1:200），所以可用沸水提取。芦丁于其他水溶性化合物可借助聚酰胺柱色谱予以分离。在提取芦丁过程中，少量芦丁发生水解，其水解产物主要有甙元槲皮素、鼠李糖和葡萄糖。为淡黄色针状结晶，含3分子结晶水，其熔点为174178。不含水的芦丁熔点为188.含2分子的结晶水，其熔点为313314.不含结晶水的槲皮素熔点为316，它们的结构如下： 层析是通过物质不同组分在两相中的分布不同而使混合物分离的方法。过程中的一相为固相，另一相为流动相。其基本原理是不同物质在固定相和流动相中有着不同的分配系数。如果一个化合物和固定相的作用较弱，那么它在流动相的冲洗下较快地从层析体系中流出来，反之较强，则较慢洗出。在理想的情况下，混合物的每个组分在流动相和固定相之间有着不同的分配系数，因此以不同的流速流经层析体系，从而达到完全分离的目的。层析依流动相物理状态的不同可以分为气相层析和液相层次两种，其中液相层次用途较广，它又依分配体系的形状不同分为柱层析、板层析和纸层析。在装填层析柱时，层析柱要填的平整，中间没有气泡和空隙。搅拌时应轻轻搅拌，不要搅拌太剧烈。实验部分：一、仪器与试剂：紫外灯、蒸馏装置一套、250ml烧杯（一只）、1000ml烧杯（一只）、圆锥瓶（6个）、纱布、色谱柱（1.530cm)、玻璃板（2.57.5cm，8片）、硅胶G、层析用聚酰胺（60100目）、甲醇、70%工业乙醇、槐米、芦丁标准样二、实验内容与步骤：1、芦丁的提取：将粉碎好的槐米14g倒入250ml烧杯中，加沸水150ml，煮沸1小时（在煮的工程中可加水），趁热用纱布过滤，残渣中加入100ml水，再煮沸30min，共进行两次，将两次滤液合并，放置，冷却，即用大量黄色沉淀生成，抽滤。2、芦丁的提纯：将以上得到的芦丁的粗品芦丁约0.8g，加甲醇34ml，使之溶解，再加柱层析硅胶1g，用玻璃棒搅拌，在通风处内赶去甲醇，待用。3、将6g聚酰胺倒在烧杯中，加蒸馏水50ml，轻轻搅拌均匀（不要太细），然后倒入竖直固定在铁架台上的色谱柱内，打开旋塞使柱内水流出的同时，将烧杯内的聚酰胺缓缓加入，确保填料装填均匀，无气泡。当色谱柱顶部下降到距聚酰胺层高约1.5cm时，关闭旋塞。将上述拌好硅胶的芦丁样品倒入柱内，尽量铺平无气泡。用70%的工业乙醇洗脱，当有淡黄色的液体出柱下流出时开始收集洗脱液，每次约25ml，共6瓶，依次编好接收瓶号。4、称取3g硅胶，放入研钵内加9mlCMC混匀研细，再用刮刀取少量将2.57.5cm的玻璃板覆盖均匀，干燥之后便得到硅胶G板。再在硅胶G板上分别点上芦丁标准样品和接收瓶中的溶液（标准洋品在左边），放入层析缸，加盖，进行展开（展开剂为：乙酸乙酯：丁酮：甲酸：水=5:3:1:1），当展开剂前沿距板端约1cm时，拿出晾干。5、在紫外灯下观察斑点，将只含芦丁的接收瓶合并入一圆底烧瓶中，蒸馏，蒸馏去大部分溶剂后（约留25ml溶液），趁热倒入一只100ml的三角瓶中，冷却即有芦丁析出，抽滤，晾干计算收率。结果与讨论：一、 现象： 填充柱子的聚酰胺为白色颗粒状；其上部的混合物呈现深灰色；待扩散开始，有淡黄色的液体缓慢从柱下流出；在紫外灯下观察备好的样时，发现板上不同位置出现的暗斑，部分样本在标样处也存在暗斑，说明此样有所需产物芦丁；所得到的产物芦丁为淡黄色针状结晶物二、粗产品质量：m=2.94g 三、提取纯品质量：m=0.51g四、产率：=（0.51 / 0.8）100%=6