Sintesi del Co(dinosar)Br3
Sintesi del (1,8-dinitro-3,6,10,13,16,19-esaazabiciclo[6,6,8]eicosane)Co(III)


Premessa teorica
Questa sintesi porta alla formazione di un sistema macrociclico, il dinosar, che appartiene alla categoria dei criptandi.
I criptandi sono dei particolari sistemi macrociclici tridimensionali che presentano una specifica cavità per il metallo. Questo rende la sintesi di complessi metallici con criptandi molto selettiva.
I sistemi prodotti dalle sintesi con criptandi risultano molto stabili anche grazie al fatto che lo ione metallico è nascosto all'interno del macrociclo.
La sintesi del Co(dinosar)Br3 si basa sul meccanismo delle sintesi template, cioè un assembling di un macrociclo a partire da molecole semplici, guidato da uno ione metallico (Co3+).

La procedura sperimentale si basa su due steps:
• sintesi del Co(en)3Br3
[Immagine: reazione1.th.jpg]

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• sintesi del Co(dinosar)Br3
[Immagine: reazione2.th.jpg]

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Nel primo step si sfrutta l'effetto templato termodinamico che favorisce la forma ciclica del complesso con etilendiammina rispetto a quella aperta.
Nella seconda parte si induce la chiusura del macrociclo in un struttura tridimensionale.

Procedura sperimentale
Nel pallone a tre colli da 1L, munito di imbuto sgocciolatore, refrigerante a bolle e agitatore meccanico, abbiamo introdotto 1,78 g di CoCO3 e 5 mL di HBr al 48%.
[Immagine: immagine1cli.th.jpg]
La dissoluzione del sale di cobalto non avviene in acqua perché si forma il Co(OH)2 che precipita; in HBr, invece, si forma il CoBr2 che rimane in soluzione.
Quando tutto il sale di cobalto si è solubilizzato abbiamo aggiunto 375 mL di EtOH assoluto e abbiamo scaldato a riflusso per 15 minuti, ottenendo una soluzione blu elettrico, a cui sono stati aggiunti 4,1 mL di etilendiammina, goccia a goccia.
Poi abbiamo sciolto 0,4 mL di Br2 in 50 mL di EtOH assoluto e abbiamo aggiunto la soluzione ottenuta goccia a goccia nel pallone, in circa 20 minuti. Nel corso dell'aggiunta la soluzione è diventata di colore arancione per la formazione del complesso del cobalto con l'etilendiammina. Una volta terminata l'aggiunta abbiamo filtrato velocemente a caldo sotto vuoto la soluzione e lavato il precipitato con etanolo e acetone.
[Immagine: immagine2nf.th.jpg]

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Sono stati ottenuti 6,56 g di Co(en)3Br3 (resa del 92%) che sono stati seccati in stufa. Il peso del prodotto secco è risultato di 5,01 g (resa del 70%).
2,5 g di Co(en)3Br3 ottenuto sono stati sciolti in un beker da 200 mL con 90 mL di H2O e 1.5 g di Na2CO3 anidro. Alla soluzione ottenuta abbiamo aggiunto, sotto agitazione magnetica, 5 mL di nitrometano e 40 mL di aldeide formica al 37%. Dopo aver agitato per qualche minuto, abbiamo posto la soluzione in un bagno ad acqua a 40° per 90 minuti.
La soluzione è passata dall'arancione al colore bruno e dopo un'ora si sono formati dei cristalli gialli.
Dopo aver raffreddato velocemente a 5° in un bagno di ghiaccio abbiamo filtrato sotto vuoto il precipitato, che aveva una consistenza melmosa che ha reso difficoltosa la filtrazione ed impedito un recupero totale del prodotto.
Il solido ottenuto è stato ricristallizzato in 35 mL di acido acetico 1 M, precedentemente preparato. Quanto tutto il sale si è solubilizzato abbiamo aggiunto a caldo 15 mL di HBr concentrato, ottenendo un precipitato giallo cristallino.
In seguito al raffreddamento a temperatura ambiente, abbiamo filtrato sotto vuoto e lavato il solido con una miscela acqua/MeOH 1/1, MeOH ed etere etilico.
Abbiamo ottenuto 0,50 g di Co(dinosar)Br3 (resa del 14%) che è stato lasciato in essiccatore per 1 settimana.
La resa finale è stata di 0,43 g (resa del 13%).
oO° elena [pink_chemist] °Oo
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al-ham-bic, Beefcotto87, quimico, Max Fritz
Ma che bello questo dinosauro! E' giallo amorfo anche il prodotto finito?
Avendo i reagenti azz! azz! , da fare immediatamente per seppellire quel cobalto laggiù in fondo!
Brava!
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Già davvero bello! Molto bene, ma queste sintesi le fai tu all'Università?
"La Chimica è un mondo da scoprire, credi di sapere tutto e non sai niente, apri un libro ne apri un altro ne apri 1000 e ancora non basta, la Chimica è la Vita!"
[radioattivo]
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la resa così bassa è dovuta alla difficoltà di filtraggio a vuoto?
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eccellente sintesi
adoro queste molecole
i criptandi sono i miei preferiti
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
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Bella sintesi Rock! Al cosa ti manca??
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L'etilendiammina è quella che mi preoccupa di più... azz! asd
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Il prodotto finale è di un giallo più tenue, tendente al beige ma purtroppo, visto la resa, non l'ho potuto fotografare.

Le sintesi le faccio io all'università nei lab. didattici. Questo è un lab del terzo anno e si comincia a fare abbastanza sul serio! Uno spasso...

La resa così bassa è dovuta sia alle difficoltà di filtrazione sia al fatto che la cristallizzazione l'ho fatta un po' veloce perchè erano le 9 di sera e volevo andare via :-P.
Comunque anche la resa del grezzo era pessima.
Io ho usato un bukner grande per aumentare la superficie di filtrazione ed evitare che si intasassero i pori ma è servito a poco... A dei miei compagni che hanno usato il bukner piccolo si è intasato tutto e non riuscivano più a filtrare nulla! Un disastro!
Comunque la sintesi è bella e molto didattica, belle anche le variazioni di colore delle soluzioni!
oO° elena [pink_chemist] °Oo
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per favore elena, visto che sei al 3° anno e mi pare tu sia un chimico serio, scrivi Büchner giusto.
gliene saresti grato...
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
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