11.2.1. Khảo sát điều kiện tối ưu dé tổng hợp phức đồng glycolat
1. Sơ đồ điều chế
NaOH Axit glycolic
CuSO,SHO ——+ Cu(OH), —©®hức chất
2. Chuẩn bị ion trung tâm và phối tử
a. Điều chế đồng hidroxit: theo tài liệu số [7]
Cân 12,5g CuSO,.5H,O hòa tan trong 187.5ml nước cất. Thêm vào Iml
glyxerin.
Cân 4,0g NaOH hòa tan vào trong 20ml nước cat.
Vừa khuấy, vừa cho từ từ dung địch NaOH vào dung dich CuSO¿. Thêm cho
đến khi màu lục xám ban đầu của kết tủa chuyển thành mau lam tươi.
Dé yên kết tủa rồi gan lấy chất lỏng càng nhanh càng tốt, và lại rót nước cất ấm chiral ml glyxerin vào đến ngập kết tủa. Sau khi để yên lại tiếp tục rửa gan kết
tủa cho đến khi chất lỏng đồ bỏ không bị đục khi thêm BaCh.
Kết tủa đem lọc hút và rửa trên phéu lọc cho đến khi mẫu thử hòa tan trong HCI không có phan ứng của SO,” trong vòng 3-5 phút( cũng them glixerin vào nước rửa như trước). Sau khi rửa sạch hết SO,Ÿ và để yên cho chất lỏng chảy xuống hết thì để khô.
b. Chuẩn bị dung dịch phối tử
Cân chính xác lượng axit glycolic theo bảng 1, hỏa tan trong nước cat tạo
thành 15 ml dung dịch.
3. Điều chế phức chất:
e Đồng hidoxit vừa điều chế chia đều 12 ống phản ứng khô đã rửa sạch.
45
© Cho từtừ 15ml dung dịch axit glycolic vào mỗi ông nghiệm , điều chỉnh nhiệt độ ở 60°C, chỉnh máy khuấy và quay với tốc độ 650 rpm
* Điều chỉnh pH của hỗn hợp trong khoảng từ 5-7.
e© Lọc lay dung dịch thu được, thêm nước cất đến 20ml, kết tinh bằng cách đun
cách thủy , giữ nhiệt độ dưới 80°C.
e Thu được phức đồng glycolat, rửa nhiều lần bằng cồn tuyệt đối, làm khô trong bình hút 4m đến khối lượng không đổi.
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả tổng hợp phức chất:
© Anh hưởng của nhiệt độ: các quá trình tổng hợp được tiến hành ở nhiệt độ từ
60-80°C, đây là nhiệt độ phù hợp đẻ tăng hiệu suất của quá trình.
© Anh hưởng của thời gian: thời gian phản ứng ngắn sẽ tạo ra sản phẩm không
đồng nhất, hiệu suất thấp. Các phản ứng tạo phức kết thúc sau 3h để quá trình
tương tác xảy ra hoản toản.
* .. Ảnh hưởng của môi trường phản ứng: trong môi trường kiểm và trung tinh
thì phức dễ tạo thành và dễ tách ra ở dạng rắn hơn là môi trường axit.
© Anh hưởng của tỉ lệ các chất tham gia phản ứng: với mỗi ti lệ khác nhau sẽ
thu được những phức khác nhau, vẻ khối lượng, hình dạng...
So sánh với tài liệu số [18] phức đồng glycolat được điều chế theo tiến trình như trên có những ưu điểm sau
- Do axit glycolic tan tốt trong nước, tính axit mạnh nên có thé hiệu chinh pH trong quá trình tổng hợp vẫn không lo ngại việc tạo cục bộ pH và phức hidroxo có thé hình thành.
- lon trung tâm là đồng hidroxit vì vậy phức tổng hợp ra khá sạch, ít bị nhiễm bắn.
Phức đồng glycolat theo phương pháp tổng hợp này dé tạo thành, trong suốt
quá trình tổng hợp. Hiệu suất của quá trình tong hợp khá cao.
Dung môi dùng để kết tỉnh lại là nước với độ phân cực lớn và có thể hòa tan được sản phẩm. Dun nóng phức với một ít nước cất, khuấy đều và thêm nước từ từ cho đến khi kết tủa vừa tan hết. Dun cho đến khi xuất hiện váng
tinh thé ta bắt đầu giảm nhiệt độ và tiếp tục dun nhẹ cho đến khi dung dịch gan cạn và tinh thé đã xuất hiện nhiều. Dùng còn tuyệt đối rửa, phức chất sẽ
sạch không còn tạp chất.
Và máy tổng hợp đã khắc phục được những hạn chế mà tải liệu 21 đưa ra là:
©_ Máy khuấy tốc độ vòng quay kém
© Phức tổng hợp chưa tỉnh khiết, lẫn nhiều anion không mong muốn
© Tốn nhiều dung môi để rửa.
¢ Khoảng pH thích hợp là từ 5-7.
e _ Nhiệt độ thích hợp của quá trình tổng hợp là từ 60°C đến 80°C.
- Theo tai liệu [18], sử dụng chất phản ứng là oxit của kim loại và cacbonat
bazơ, không dùng hidroxit. Cụ thé vi Cu(OH); khó điều chế, khả nang giữ kết tủa này không bị mudi là khó khăn, trong khi đó CuO lại khắc
phục được hạn chế này.
Khoảng pH cần hiệu chỉnh thích hợp là từ 5-7.
Nhiệt độ của phản ứng tổng hợp: từ 60°C đến 80°C Tổng hợp bằng máy:
Khi tiền hành tổng hợp phức bằng bộ tổng hợp Heidolph synthesis 1, tôi không đi từ muối hay cacbonat bazo mà đi từ hidroxit đồng. Những hạn chế của cách làm thông thường không sử dụng máy Heidolph synthesis 1 đã phần nào được khắc
phục.
47
e Máy với kha năng lắc rất ôn định, ta có thé chủ động điều chỉnh độ lắc của máy sao cho phối tử và ion trung tâm trộn đều vào nhau, làm tăng khả năng
tạo phức.
e_ Phức tổng hợp khá tinh khiết, lượng tạp chất còn trong phức khá ít.
© Nhiệt độ thích hợp của quá trình tổng hợp là 60-80°C, việc này không khó khi giữ nhiệt độ ôn định trong suốt quá trình phản ứng.
e Với 4 vùng có thể cài đặt với 4 nhiệt độ khác nhau,mỗi vùng có thế khảo sat
3 tỉ lệ khác nhau giữa ion trung tâm và phối tử.
e Một lần vận hành máy dé tổng hợp phức ta có thé làm 12 thí nghiệm nhỏ, vi vậy mà lượng hidoxit đông điều chế ra không phải để lâu, cho nên không
còn lo sợ tình trạng bị biến chất của hidroxit đồng.
Đề khảo sát điều kiện tối ưu để tổng hợp phức đồng glycolat, tôi đã thực hiện 4
loạt phản ứng (48 thí nghiệm) với thời gian phản ứng từ 2,3,5,6 giờ; với các tỉ lệ
ion trung tâm và phối tử 1:1,5; 1:2; 1:2.5; ở các nhiệt độ 50°C, 60°C, 70°C, 80°C. Các kết quả được ghi ở bảng 9, 10, 11, 12 dưới đây
48
Bảng 9: Điều kiện tổng hợp phức đồng trong 2h glycolat khi sử dung máy Heidolph synthesis 1 ATTYge |= ” a |2 =1,02 0.126gL5 15
AS |š = = lễ Ẻ
ae. iz = ~~ |* >2
Oo Im bai ~~ 6m tal