Nghiên cứu tổng hợp phức Cu(CH3CN)4PF6

Bài báo nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo phức [Cu(CH3CN)4]PF6 bao gồm: tỉ lệ Cu2O, HPF6 và CH3CN thể tích dung môi (C2H5)2O; nhiệt độ, thời gian phản ứng tạo phức và thời gian kết tinh. Từ đó, tìm điều kiện cho phản ứng tạo phức Cu(CH3CN)4PF6
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tổng hợp phức Cu(CH3CN)4PF6 ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018 83 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP PHỨC [Cu(CH3CN)4]PF6 RESEARCHING INTO THE SYNTHESIS OF THE [Cu(CH3CN)4]PF6 COMPLEX Đinh Văn Tạc, Nguyễn Trần Nguyên, Vũ Thị Duyên Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng; dvtac@ued.udn.vn Tóm tắt - Bài báo nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo phức [Cu(CH3CN)4]PF6 bao gồm: tỉ lệ Cu2O, HPF6 và CH3CN; thể tích dung môi (C2H5)2O; nhiệt độ; thời gian phản ứng tạo phức và thời gian kết tinh. Từ đó, tìm điều kiện cho phản ứng tạo phức [Cu(CH3CN)4]PF6 với hiệu suất cao nhất là: m(Cu2O) = 1,000 g; V(HPF6) = 2,9 mL; V(CH3CN) = 11 mL; V((C2H5)2O) = 40 mL; nhiệt độ trong quá trình khuấy là 40oC; thời gian khuấy là 25 phút và thời gian kết tinh là 30 phút. Khi đó hiệu suất thu được là 61,45 %. Đặc tính hóa lý của phức [Cu(CH3CN)4]PF6 được tổng hợp và mua trên thị trường được đánh giá qua phổ hồng ngoại (IR), phổ XRD và phổ EDX. Kết quả cho thấy, đã tổng hợp thành công phức [Cu(CH3CN)4]PF6. Abstract - Various parameters affecting the synthesis of [Cu(CH3CN)4]PF6 were investigated: the ratio of Cu2O, HPF6 and CH3CN; the volume of the solvent (C2H5)2O; temperature; reaction time and crystallization time. These formed a basis for finding out conditions for the reaction to create the complex [Cu(CH3CN)4]PF6 with the highest yield as follows: [Cu(CH3CN)4]PF6, 61.45%: m(Cu2O) = 1.000g; V(HPF6) = 2.9mL; V(CH3CN) = 11mL; V((C2H5)2O) = 40mL; the reaction temperature was 40oC; the reaction time 25 minutes and the time for crystallization 30 minutes. As a result, the yield was 61.45%. Chemical and physical properties of the complex [Cu(CH3CN)4]PF6, which had either been synthesized or purchased from the market, were evaluated by means of the infrared spectrum (FTIR), XRD and EDX spectra. These spectra showed that the [Cu(CH3CN)4]PF6 complex had been successfully synthesized. Từ khóa - phức chất; xúc tác; đồng (I) oxit; axit hexaflorophotphoric (HPF6); acetonitrile (CH3CN); đietyl ete ((C2H5)2O) Key words complex; catalysis; copper(I) oxide; hexafluorophosphoric acid ((HPF6); acetonitrile (CH3CN); diethyl ether ((C2H5)2O). 1. Đặt vấn đề Trong những năm gần đây, hoá học phức chất phát triển một cách mạnh mẽ không những trong nghiên cứu hàn lâm mà cả trong nghiên cứu ứng dụng vào công nghiệp. Trong công nghiệp hoá học, xúc tác phức chất đã làm thay đổi cơ bản quy trình sản xuất nhiều hoá chất như anđehit, axit axetic, dược liệu và nhiều loại vật liệu như chất dẻo, cao su [1]. Hiện nay xúc tác [Cu(CH3CN)4]PF6 đang được sử dụng phổ biến trong các phòng thí nghiệm tổng hợp hữu cơ và ngành công nghiệp hóa dược ở các quốc gia tiên tiến trên thế giới, như trong phản ứng Click. Năm 2002, Sharpless và Meldal đã phát hiện ra rằng việc sử dụng xúc tác [Cu(CH3CN)4]PF6 đã làm tăng tốc độ phản ứng đóng vòng giữa azide và ankin-1 (một loại phản ứng Click) lên gấp 107 lần và phản ứng có thể tiến hành ở nhiệt độ phòng. Khi đó, chỉ tạo duy nhất một sản phẩm chứa vòng 1,2,3-triazole thế ở vị trí 1,4, điều này là rất quan trọng trong hóa học [2], [3]. Ở nước ta xúc tác này chưa được nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng. Vì vậy, nếu muốn nghiên cứu xúc tác này, chúng ta phải nhập khẩu [Cu(CH3CN)4]PF6 với giá thành rất đắt và phải mất thời gian khá lâu để nhận sản phẩm này từ nhà cung cấp. Mặt khác, khi tổng hợp các tác giả ngoài nước chưa đưa ra được các biện pháp tối ưu nhằm hạ giá thành sản phẩm [4]. Vì vậy việc nghiên cứu và tối ưu hóa quá trình tổng hợp xúc tác [Cu(CH3CN)4]PF6 để có thể chủ động được nguồn xúc tác quan trọng này tại các phòng thí nghiệm trong nước là điều vô cùng cần thiết. từ gia nhiệt ở ToC, sau đó cho vào bình V1 mL CH3CN. Tiếp đến nhỏ từ từ từng giọt V2 mL HPF6 60% (d = 1,65 g/cm3). Sau khi nhỏ xong HPF6 tiếp tục khuấy trong thời gian t1 phút. Dung dịch thu được đem lọc trên giấy lọc qua phễu Buchner để loại bỏ tạp chất màu đen. Cho V3 mL (C2H5)2O vào dung dịch thu được sau khi lọc, sau đó làm lạnh ở nhiệt độ 0oC trong thời gian t2 phút. Lọc sản phẩm thu được chất rắn màu trắng hơi xanh là [Cu(CH3CN)4]PF6. Sau đó sấy chân không ở 40oC trong 2 h. Cân sản phẩm và tính hiệu suất điều chế phức. Từ hiệu suất chọn ra quy trình tổng hợp tối ưu nhất. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo phức cần khảo sát là: lượng các tác nhân, nhiệt độ và thời gian. Đặc tính của sản phẩm và mẫu bán trên thị trường (singapore) được xác định bằng các phương pháp phân tích hóa lý như: phổ IR, phổ XRD và phổ EDX. Các phổ của mẫu tổng hợp được được so sánh với mẫu có bán trên thị trường nước ngoài (Singapore). Hóa chất sử dụng: Cu2O (Sigma-Aldrich), CH3CN (Trung Quốc), HPF6 (Trung Quốc), (C2H5)2O (Trung Quốc). Phổ hồng ngoại (FT-IR) được ghi trên máy Nicolet 6700, Thermo, USA, trường Đại học Bách khoa, Đà Nẵng. Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu được ghi trên máy Bruker D4 sử dụng bức xạ Cu-Kα, trường Đại học Bách khoa, Đà Nẵng. Thành phần các nguyên tố trong mẫu được xác ...