鄰苯二酚銅(Ⅱ)配合物的合成及光譜分析①

宋 力周 慧裴衛(wèi)杰苑仁靜

(1.信陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,河南信陽(yáng)464000;2.湖北省武漢鐵路局衛(wèi)生監(jiān)督所,湖北武漢430011)

[生化與農(nóng)業(yè)]

鄰苯二酚銅(Ⅱ)配合物的合成及光譜分析①

宋 力1周 慧1裴衛(wèi)杰1苑仁靜2

(1.信陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,河南信陽(yáng)464000;2.湖北省武漢鐵路局衛(wèi)生監(jiān)督所,湖北武漢430011)

鄰苯二酚銅(Ⅱ);配合物;光譜分析

用半固相反應(yīng)方法合成目標(biāo)化合物鄰苯二酚銅(Ⅱ),用間接碘量法測(cè)定銅的含量,并通過(guò)元素分析、紅外光譜、X-射線粉末衍射、熒光光譜對(duì)鄰苯二酚銅(Ⅱ)配合物進(jìn)行表征.研究表明：鄰苯二酚銅(Ⅱ)配合物屬于單斜晶系,晶胞參數(shù)a=3.598 nm,b=12.910 nm,c=4.343 nm,β=124.406°,V=166.441 nm3;鄰苯二酚銅配合物的激發(fā)光譜中出現(xiàn)2個(gè)激發(fā)峰,分別位于235 nm和290 nm處;發(fā)射峰只有1個(gè),出現(xiàn)在325 nm處.

金屬配合物,特別是多元金屬配合物在生命過(guò)程中起著十分重要的作用,這些配合物的藥理及理化性質(zhì)已經(jīng)引起藥物研究者分析化學(xué)工作者的極大興趣[1～3].銅是人體需要的重要的無(wú)機(jī)鹽和微量元素[4],對(duì)銅配合物的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)性進(jìn)行研究具有重要的理論和實(shí)際意義[5～9].基于此,本文用半固相反應(yīng)方法合成目標(biāo)化合物鄰苯二酚銅(Ⅱ),用間接碘量法測(cè)定了銅的含量,通過(guò)元素分析、紅外光譜、X-射線粉末衍射、熒光光譜表征配合物,以為銅的進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用提供一些新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

主要儀器 D8-advance型X射線粉末衍射分析儀(德國(guó)BRUKER公司);TENSOR27型傅立葉變換紅外光譜儀(德國(guó)BRUKER公司);240B元素分析儀(美國(guó)Perkin-Elmer公司);CARY/Eclipse型熒光光度計(jì).

主要試劑 氧化銅(中國(guó)上海試劑二廠);鄰苯二酚(天津市大茂化學(xué)試劑廠);95%無(wú)水乙醇(天津市凱通化學(xué)試劑有限公司);硫氰酸鉀(天津市博迪化工有限公司);可溶性淀粉(北京紅星化工廠);重鉻酸鉀(天津市科密歐科技有限公司);無(wú)水碳酸鈉(天津市北方無(wú)醫(yī)化學(xué)試劑廠);碘化鉀(中國(guó)醫(yī)藥公司上海采購(gòu)供應(yīng)站);硫代硫酸鈉(天津市博迪化工有限公司);乙二胺四乙酸二鈉、無(wú)水乙醚(北京化工廠).以上試劑均為分析純.

1.2 鄰苯二酚銅(Ⅱ)的制備

稱取一定量的研細(xì)的鄰苯二酚和過(guò)量的氧化銅,先將鄰苯二酚溶于無(wú)水乙醇中,再分批量加入氧化銅,溫度控制在75℃,反應(yīng)時(shí)間為11 h.將反應(yīng)物過(guò)濾,再將濾液蒸發(fā)濃縮得產(chǎn)物,然后用無(wú)水乙醚洗滌3次,置于60℃烘箱內(nèi)干燥,即得配合物鄰苯二酚銅(Ⅱ),產(chǎn)品為淺棕色粉末.

1.3 樣品的組成和結(jié)構(gòu)特性分析

用240B元素分析儀測(cè)定C、H元素的含量.

用間接碘量法測(cè)定銅的含量.

用TENSOR27傅里葉變換紅外光譜儀,用KBr壓片法在4 000～400 cm-1范圍內(nèi)記錄標(biāo)題配合物鄰苯二酚銅(Ⅱ)的紅外光譜.

鄰苯二酚銅(Ⅱ)的X-射線衍射測(cè)定條件為Cu Ka1輻射,管壓40 k V,管流30 m A,掃描速度4℃/min,掃描范圍為3°～90°.

用Cary Eclipse型號(hào)的熒光分光光度計(jì)測(cè)得配合物對(duì)苯二酚銅(Ⅱ)、對(duì)苯二酚鈷(Ⅱ)的熒光吸收曲線.

2 結(jié)果與討論

2.1 鄰苯二酚銅(Ⅱ)的元素分析

鄰苯二酚銅(Ⅱ)配合物的C、H元素分析數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)值(理論值)%為：C41.02(40.97)%;H4.41 (4.55)%.

鄰苯二酚銅(Ⅱ)配合物中銅含量的測(cè)定：在水溶液中,Cu2+與過(guò)量的KI反應(yīng),用Na2S2O3滴定至淺黃色,加入淀粉指示劑,滴定至淺藍(lán)色,再加入KSCN溶液,繼續(xù)滴加Na2S2O3至藍(lán)色剛好消失即為滴定終點(diǎn),測(cè)得銅的含量為18.37%,理論值為18.07%.

以上結(jié)果表明：元素含量的測(cè)定值與計(jì)算值比較吻合,由此得到所合成的產(chǎn)物鄰苯二酚銅(Ⅱ)的化學(xué)式為Cu(C6H4O2)2·4 H2O.

2.2 鄰苯二酚銅(Ⅱ)的紅外光譜分析

圖1為鄰苯二酚銅(Ⅱ)的紅外光譜譜圖,其歸屬列于附表.由紅外光譜數(shù)據(jù)可知：鄰苯二酚銅(Ⅱ)在3 480 cm-1處有1個(gè)寬而強(qiáng)的吸收峰,在3 030 cm-1和1 695 cm-1處有弱的吸收峰,是結(jié)晶水中的羥基振動(dòng)而產(chǎn)生的,表明產(chǎn)品含有結(jié)晶水;在1 474 cm-1、1 366 cm-1附近出現(xiàn)的振動(dòng)吸收峰為苯環(huán)C-C鍵的伸縮振動(dòng)吸收帶;位于750 cm-1附近的吸收峰,說(shuō)明苯環(huán)上有四個(gè)相鄰的氫.在750 cm-1、770 cm-1處有吸收峰,說(shuō)明為鄰位取代;在520 cm-1附近有吸收峰,說(shuō)明產(chǎn)物中含有Cu-O鍵.

2.3 鄰苯二酚銅(Ⅱ)的X-射線粉末衍射分析

鄰苯二酚銅(Ⅱ)的X-射線粉末衍射圖如圖2所示.對(duì)鄰苯二酚銅(Ⅱ)的X-射線粉末衍射數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算和指標(biāo)化可得：鄰苯二酚銅(Ⅱ)配合物的晶胞參數(shù)a=3.598 nm,b=12.910 nm,c=4.343 nm,β=124.406°,V=166.441 nm3,屬單斜晶系.從衍射強(qiáng)度可看出：衍射強(qiáng)度最強(qiáng)(I/I1=100)的衍射面為(010)晶面,其余晶面的衍射強(qiáng)度都比較弱,由此可推測(cè)Cu原子位于(010)晶面,苯環(huán)位于(010)晶面兩側(cè),為層狀結(jié)構(gòu).

圖2 鄰苯二酚銅配合物的XRD圖

2.4 鄰苯二酚銅(Ⅱ)的熒光光譜分析

圖3 鄰苯二酚銅的熒光激發(fā)與發(fā)射光譜

圖3 為水做溶劑的鄰苯二酚銅(Ⅱ)的熒光光譜.激發(fā)光譜中出現(xiàn)2個(gè)激發(fā)峰,分別位于235 nm和290 nm處.發(fā)射峰只有1個(gè),出現(xiàn)在325 nm處,熒光發(fā)射峰只有1個(gè),可以推知235 nm和290 nm的激發(fā)峰是由同一種熒光化合物產(chǎn)生的.

3 結(jié) 論

用半固相法合成鄰苯二酚銅(Ⅱ)配合物Cu(C6H4O2)2·4 H2O,通過(guò)元素分析、間接碘量法、紅外光譜分析、X-射線粉末衍射等對(duì)其組成進(jìn)行表征;用熒光分光光度計(jì)測(cè)得配合物鄰苯二酚銅(Ⅱ)的熒光吸收曲線.測(cè)定結(jié)果表明,該配合物具有熒光性能,有望成為很有前途的發(fā)光材料.

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Synthesis and Spectroscopic Analysis of Pyrocatechol Copper Complex

SONG Li1ZHOU Hui1PEI Weijie1YUAN Renjing2
(1.Department of Chemistry and Chemical Engineering,Xinyang Normal University,Xinyang,Henan 464000,China; 2.Health Supervision Institue of Wuhan Railway Bureau of Hubei province,Wuhan,Hubei 430011,China)

pyrocatechol copper;complex;spectral analysis

Tetrahydrate pyrocatechol copper was synthesized.The content of copper was determined with indirect iodimetry.The complex was characterized by elemental analysis,IR,the X-ray diffraction,and fluorescence spectrum.The results indicate that the complex belongs to a monoclinic,with a=3.598 nm,b=12.910 nm,c=4.343 nm,β=124.406°, V=166.441 nm3;there are two excitation peaks in the spectrum stimulated at 235 nm and 290 nm with only one emission peak at 325 nm.

宋 力,副教授,研究方向：無(wú)機(jī)材料化學(xué)和天然產(chǎn)物提取.

O643.12;O642.3

A

1009-9506(2015)08-0008-04

2015年5月7日

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目,編號(hào)：61405170.