金属钛菁表征报告

1、金属钛菁的合成与表征摘要:本实验一邻笨二甲酸酐、无水氯化钻、尿素为原料，以钼酸铵为催化剂，采 用金属模板合成钛菁钻。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：具有高度共轭n体系，它能与金钛菁类化合物是斯氮大环配体的重要种类, 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

2、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+MXn+co(NH2. 20Q 30L(NHMoOjMPc + IH?O4-CO?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

3、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、差热一一热 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，无水氯化钻，煤油，无水乙醇，丙酮，2%盐酸，浓硫酸，

4、蒸馏水，氯化钡溶液。三、实验步骤：1、 酞菁钻粗产品的制备：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无水氯化钻混匀后马上移入 250ml三颈瓶中，加入 60ml煤油，加热（200E）回流2h左右，在溶液由蓝色变为紫红色时停止加热， 冷却至70C左右，加入10 15ml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容液煮沸抽滤。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

5、中（温度70C）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的酞菁钻浓硫酸溶液50ml，测定其紫外可见光 谱，寻找金属酞菁的特征吸收峰位置（250 350nm,700-800nm）；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： 加入无水氯化钻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。、样品质量：取后称量质量为： m=2.1g

6、、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

7、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、从酞菁钻的红外光谱及紫外可见光谱可以得出那些信息？答：酞菁钻为蓝黑色粉末，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-

8、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，其中以槐米和养麦叶内含量最多， 槐 米中含量达1216%

9、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174178C。不含水的芦丁 熔点为188C .含2分子的结晶水，其熔点为313314C .不含结晶水的槲皮素熔 点为316C，它们的结构如下：36哎RutinQuercetin层析是通过物质不同组分在两相中的分布

10、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

11、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（1.5 x 30cm卜玻璃板（2.5 x 7.5cm, 8片）、硅胶G 层析用聚酰胺（60100目）、甲醇、70泣业乙醇、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，

12、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%勺工业乙醇洗脱，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 2.5 x 7.5cm的玻璃板覆盖均匀，干燥之后便得

13、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：3=( 0.51 / 0.8)X