(2) 四羧基苯基卟啉锡的合成
在250mL三口烧瓶中加入20mL丙酸,再加入0.6g对羧基苯甲酸,搅拌均匀,加入0.2257g二水合氯化亚锡,搅拌均匀后加入0.268g新蒸吡咯,搅拌均匀,油浴加热温度140℃,反应回流72h。反应结束,冷却后将产物倒入纯水中陈化2-3h,抽滤,将得到的固体放入烘箱中1-2h。选择合适的溶剂,乙醇,DMF或三氯甲烷等,溶解卟啉锡,过滤,将不溶杂质滤出,通过旋转蒸发仪将溶剂蒸出,将所得固体密封保存备用。
(3) 产物提纯
回流反应结束后,待三口烧瓶中的溶液冷却,溶于纯水中,静置1-3h,抽滤,取出固体,溶于甲醇。产物提纯选用甲醇,金属卟啉钴溶于甲醇,部分副产物和杂质则在甲醇溶液中沉淀。溶于甲醇,抽滤,反复用甲醇洗涤7-10次,取溶于甲醇部分,用旋转蒸发装置蒸发,待甲醇被蒸发,烧瓶底部出现发亮的紫黑色固体即为较纯净的金属卟啉钴。利用甲醇-氯仿(4:1)作为扩展液,用TLC跟踪(薄层板跟踪反应),得到精制产物。
(4) 通氧气法
在100mL三口烧瓶中加入20mL丙酸,再加入0.30g对羧基苯甲酸,搅拌均匀,加入0.241g四水合乙酸钴,搅拌均匀后加入0.134g新蒸吡咯,搅拌均匀,油浴加热温度140℃,反应回流过程中,从冷凝管上端通入氧气,反应6个小时。
3 结果与讨论
3.1 反应现象
将丙酸,吡咯,四羧基金属卟啉钴,四水合乙酸钴加入三口烧瓶中,烧瓶中溶液会经搅拌加热变为红棕色,加热后,烧瓶变为黑色。反应结束后,抽滤得到的粗产物为墨绿色或黑色固体粗颗粒,经提纯后产物为紫黑色细小颗粒,部分为明亮闪光小颗粒。
3.2 反应时间对四羧基苯基卟啉钴生成的影响
通过紫外可见光谱研究了反应时间对目标产物的影响,包括产率和产物的纯度。图5为不同反应时间反应液的紫外可见光谱图。从紫外可见光谱图结果可以看出:反应12h时,反应未完全,副产物较多;反应24h,较12h时峰值更明显,副产物减少;48h,峰值较24h时好,但是仍然有较多未反应的原料;60h时,峰值较48h时好,反应基本完全,原料所剩较少;72h峰值较60h要好很多,反应原料所剩更少,反应副产物较少;87h较72h反应原料所剩较少,但是副产物或杂质明显增多;93h虽有卟啉峰,但是副产物非常多,不利于后期提纯处理。经分析,在该实验条件下回流反应72h反应液中卟啉在约416 nm处的Soret带和500-700nm范围内的Q带最明显,说明反应72h卟啉钴的产率较高,副产物最少。故后续金属羧基苯基卟啉钴的合成中均控制反应时间为72h。反应产率为5%~9%。
图8 四羧基卟啉钴不同时间产物的紫外光谱图
3.3卟啉红外光谱
图9 四羧基卟啉钴的红外光谱
在3420 cm-1左右是吡咯、多聚体的伸缩振动峰;2925 cm-1左右是不饱和烃N-H的伸缩振动;1691-1606 cm-1、731-792 cm-1是苯环骨架振动吸收峰。
波长 对应官能团
3422 cm-1 多聚体,吡咯
2925 cm-1 不饱和烃,N-H
1691 cm-1 羰基
1606 cm-1 苯环
1406 cm-1 苯环
1277 cm-1 羧酸
731-792 cm-1 苯环
3.4四羧基金属卟啉钴核磁图
图9四苯基羧基钴卟啉在CD3OD中核磁图
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