Sintesi del Co(dinosar)Br3

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rock.angel

2011-01-15 23:09

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

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• sintesi del Co(dinosar)Br3

http://img217.imageshack.us/i/reazione2.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%.

http://img97.imageshack.us/i/immagine1cli.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.

http://img535.imageshack.us/i/immagine2nf.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%).

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al-ham-bic

2011-01-15 23:43

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!

**R@dIo@TtIvO**

2011-01-15 23:47

Già davvero bello! Molto bene, ma queste sintesi le fai tu all'Università?

NaClO3

2011-01-16 00:13

la resa così bassa è dovuta alla difficoltà di filtraggio a vuoto?

quimico

2011-01-16 00:26

eccellente sintesi adoro queste molecole i criptandi sono i miei preferiti

Chimico

2011-01-16 11:41

Bella sintesi Rock! Al cosa ti manca??

al-ham-bic

2011-01-16 13:45

L'etilendiammina è quella che mi preoccupa di più... azz! asd

rock.angel

2011-01-17 22:12

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!

quimico

2011-01-18 14:41

per favore elena, visto che sei al 3° anno e mi pare tu sia un chimico serio, scrivi Büchner giusto. gliene saresti grato...

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