Các phối tử bazơ Schiff tetradentat khá dễ tạo phức với các ion kim loại, trước hết do hiệu ứng chelat. Sự tạo phức thuận lợi khi đảm bảo quy tắc Trugaep tạo thành các vòng chelat 5 hoặc 6 cạnh.
Do tính ít tan trong nước của các phối tử bazơ Schiff, nên các phản ứng tổng hợp thường tiến hành trong dung môi hữu cơ hoặc dung dịch nước- hữu cơ. Dung môi hữu cơ thường dùng là etanol hoặc metanol.
Để hạn chế ảnh hưởng tạo phức cạnh tranh của các anion trong thành phần muối kim loại, các muối peclorat kim loại hay được sử dụng. Tuy nhiên, bất lợi cần chú ý là tính an toàn của các sản phẩm phản ứng không cao vì peclorat có tính oxy hóa rất mạnh đặc biệt là khi được kết tinh trong thành phần với các phối tử hữu cơ trong cầu nội phức chất.
Có thể sử dụng các phương pháp khác nhau để tổng hợp các phức chất của kim loại chuyển tiếp với các phối tử bazơ Schiff. Dưới đây là một số phương pháp thường được sử dụng.
a, Tổng hợp phối tử và phức chất tách rời.
Trong phương pháp này, việc tách và làm sạch các bazơ Schiff được thực hiện trước khi tạo phức.
Phức của chúng được tổng hợp bằng cách cho muối của các kim loại phản ứng với phối tử bazơ Schiff trong điều kiện thích hợp.
- Ưu điểm:
+ Khảo sát được đặc tính quang phổ của phối tử
+ Khảo sát được đặc tính quang phổ của phức chất bằng cách so sánh với quang phổ của các phối tử.
+ Sản phẩm thu được sạch. - Nhược điểm:
+ Lượng thất thoát phối tử và phức chất lớn.
b, Tổng hợp một bước (Phản ứng trên khuôn - matrix reaction)
Trong phương pháp này, tổng hợp các phức chất được thực hiện mà không tách bazơ Schiff trước, bằng cách tương tác andehit, amin và hợp chất kim loại trong một bước phản ứng.
Hiện nay phương pháp tổng hợp trên khuôn được thực hiện tương đối nhanh, dễ dàng thực hiện tuy nhiên phương pháp này thường dẫn đến tạo nhiều sản phẩm bất thường về cấu trúc liên kết, chẳng hạn như rotaxan, helicat, macrocycle và catenan [19] vì vậy cần lựa chọn điều kiện và chất ban đầu phù hợp để hạn chế hướng phản ứng tạo chất không như ý muốn.
Thực hiện phản ứng trên khuôn thường được sử dụng cho các chất hữu cơ tham gia ban đầu phải đáp ứng chứa nhiều chức, nhiều càng có khả năng tạo hệ vòng hoặc càng lớn.
Hiện nay có hai phương pháp tổng hợp chính khi thực hiện phản ứng trên khuôn để tạo phức chất của kim loại mang phối tử bốn càng [3].
- Phương pháp tổng hợp trong đó sử dụng ngay các chất tham gia ban đầu theo tỷ lệ của hợp chất cacbonyl: amin: muối của kim loại = 1:1:1.
Ví dụ: Tổng hợp phức của V(IV) bằng cách trộn hỗn hợp dung dịch gồm axetylaxeton: etylendiamin: VOSO4 theo tỷ lệ 1:1:1 trong dung môi MeOH, kiềm hóa dung dịch và đun hồi lưu một thời gian để thu được phức chất.
- Phương pháp tổng hợp bằng cách ngưng tụ amin chứa 2 nhóm NH2 với phức của kim loại với một trong những tác nhân ban đầu (hợp chất cacbonyl)
Ví dụ: Tổng hợp phức chất của MoO22+ bằng phương pháp ngưng tụ đồng thời 2 nhóm NH2 của thiosemicacbazon với acac trong MoO2(acac)2 trong dung môi MeOH theo tỉ lệ 1:1. Tiến hành đun hồi lưu hỗn hợp một thời gian để được phức.
Nói cách khác thì cả hai phương pháp trên đều có khả năng tạo phức chất của kim loại chuyển tiếp với phối tử 4 càng.
Tuy nhiên một số kim loại lại có sự khác nhau về chất ban đầu dùng để tổng hợp. Ví dụ: Phức chất của các kim loại chuyển tiếp nhóm 3d như Mn (II), Fe (II, III),Co (II), Ni (II), Cu (II) và Zn (II) được tổng hợp bằng cách đun hồi lưu hay khuấy ở nhiệt độ phòng hỗn hợp giữa bazơ Schiff với một trong các muối của các kim loại này như muối halogen, nitrat, axetat, sunfat hoặc perclorat.
Phức chất của các kim loại chuyển tiếp nhóm 4d và 5d được tổng hợp bằng những cách khác nhau, phụ thuộc vào bản chất kim loại. Đối với Mo, Mo2(acac)2 được sử dụng như là chất ban đầu, anion acac- được thay thế bởi phối tử thiosemicacbazon trong phản ứng tạo phức. Đối với W thì các hợp chất cacbonyl như W(CO)6 được sử dụng làm tác nhân của quá trình tổng hợp. Điều chế phức chất của vanadi, thì tiền chất là NH4VO3, [VOCl2(THF)2] và [VO(acac)2], tương tự như vậy phức chất của Cr (III) được hình thành từ phản ứng của CrCl3.6H2O với bazơ Schiff trong sự có mặt của NaHCO3 trong môi trường nước.