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Síntesis de ftalocianina de cobre

O H2N O+ 8 H2N O

4

C8H4O3 (148.1)

CH4N2O (60.1)

O + CuCl

N

(NH4)6Mo7O24 . 4 H2O

N

- 8 NH3 - 8 CO2 - 4 H2O - HCl

CuCl (99.0)

H24Mo7N6O24 (1235.9)

N

. 4 H2O

N

N

Cu

N

N

N

C32H16N8Cu (576.1)

Literatura Síntesis clásica: F. H. Moser, A. L. Thomas, Phthalocyanine Compounds, Reinhold, New York 1963; aplicación de microondas: A. Shaabani, J. Chem. Research (S) 1998, 672-673

Clasificación Tipos de reacción y clases de productos reacción del grupo carbonilo en derivados de ácidos carboxílicos, reacción de cierre de anillo anhidrido de ácido carboxílico, derivado de ácido carbónico, heterociclo, colorante Métodos o técnicas de trabajo reacción con ayuda de microondas, agitación con barra de agitación magnética, extracción, filtración, eliminación de gases

Instrucciones (escala 4,5 mmol) Equipo sistema de microondas ETHOS 1600, tubo de vidrio (40 cm, NS 29), matraz de dos bocas de 100 mL, agitador magnético, barra para agitación magnética, refrigerante de reflujo, dos frascos lavadores, adaptador con boca esmerilada y acoplamiento para tubos de goma Productos urea (pf 132.5-134.5 °C) anhidrido ftálico (pf 129-132 °C) cloruro de cobre(I) heptamolibdato amónico ácido clorhídrico conc. (32%)

5,53 g (9,.0 mmol) 2,67 g (18,0 mmol) 500 mg (5,00 mmol) 75 mg (0,061 mmol) 5 mL 1

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etanol (p eb 78 °C)

80 mL

Reacción El montaje de la reacción consiste en un matraz de dos bocas de 100 mL con sensor de temperatura y refrigerante de reflujo. el refrigerante de reflujo se equipa con un adaptador con boca esmerilada y acoplamiento para tubos de goma, que se conecta con un frasco lavador de seguridad vacío, y éste con otro frasco lavador más, lleno con unos 300 mL de agua. En el matraz de reacción se introduce una mezcla de 5,53 g (92,0 mmol) de urea, 2,67 g (18,0 mmol) de anhidrido ftálico, 500 mg (5,00 mmol) de cloruro de cobre(I) y 75 mg (0,061 mmol) de heptamolibdato amónico. Después de añadir dos gotas de agua, el montaje de la reacción se instala en el sistema de microondas con el tubo de vidrio (ver "Instrucciones técnicas. Aparato estándar de reflujo para sistemas de microondas"). No es necesrio homogeneizar la mezcla de reactivos, ya que se consigue su fundición completa en después de unos 2 minutos. La mezcla de reacción se irradia durante 10 minuto a una temperaura de restricción de 250 °C con una potencia de 1000 W. Hacia la mitad del tiempo, la masa fundida solidifica en una masa porosa color violeta. Elaboración El sólido, que se deja enfriar a temperatura ambiente, se machaca en el matraz de reacción, después se añaden 50 mL de agua y 5 mL de ácido clorhídrico conc. y el matraz se instala en el sistema de microondas – como se indicó anteriormente – con barra de agitación magnética, sensor de temperatura y refrigerante de reflujo, pero sin tubo de salida de gases. La mezcla se calienta con agitación a una potencia de 800 W durante 10 minutos a 102 °C, mientras los reactivos en exceso o que no han reaccionad se extraen del sólido. Después de enfriar, el sólido se filtra con un filtro de pliegues, se lava en el filtro con 50 mL de agua y después con un poco de etanol, y luego se seca. El filtrado acuoso marrón amarillento se descarta. rendimiento bruto: 2,40 g, sólido violeta Junto a 50 mL de etanol, el producto bruto se introduce de nuevo en el matraz de dos bocas y se instala en el sistema de microondasthe crude product is filled in the two-neck flask again and installed in the microwave system – como se indicó anteriormente – con barra de agitación magnética, sensor de temperatura y refrigerante de reflujo. Se calienta con agitación y una potencia de 500 W a 80 °C durante 10 minutos, mientras el subproducto dihidroftalocianina debe extrarse del sólido. Después de enfriar a 50 °C se filtra el producto en un filtro de pliegues, se lava con 20 mL de etanol en el filtro y se seca en un desecador a vacío. rendimientp: 2,15 g (3,73 mmol, 83%); brillante, violeta, producto de cristales finos, insoluble en disolventes orgánicos. El comportamiento de fusión del compuesto puede servir como criterio de pureza: Se trata de un compuesto puro si no se detecta fusión o descomposición hasta temperaturas superiores a 200 °C. El producto asilado aquí era estable hasta 360 °C. El subproducto dihidroftalocianina funde con descomposición a 195-197 °C.

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Comentarios La adición de dos gotas de agua antes de comenzar la reacción favorece la captación de la energía microondas en la mezcla sólida. Manejo de resíduos Eliminación de resíduos Resíduo filtrados acuosos

Eliminación neutralizar, luego: mezcla de disoluciones acuosas, conteniendo halógenos, conteniendo metales pesados, mezcla de disoluciones acuosas, libre de halógenos

filtrado etanólico Tiempo 1 a 2 horas

Pausa Entre los tratamientos de microondas Grado de dificultad Fácil

Analíticas Dependencia temperatura-tiempo de los pasos de trabajo en el campo de microondas Síntesis de ftalocianina de cobre(II) 250

1200 1000 800

150 600

T1 [°C] 100 Energie [Watt]

Energie [W]

Temperatur [°C]

200

400

50

200

0 0

200

400

600

800

1000

1200

0 1400

Ze it [s e c]

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120

600

100

500

80

400

60

300

40

200

T1 [°C] Energie [Watt]

20

100

0 0

200

400

600

800

1000

Energie [W]

Temperatur [°C]

Extracción de ftalocianina de cobre(II) bruta con ácido clorhídrico diluido

1200

0 1400

Ze it [s e c]

Extracción de ftalocianina de cobre(II) con etanol 90

600

80 500 60

400

50 300 40 T1 [°C]

30

200

Energie [W]

Temperatur [°C]

70

Energie [Watt]

20

100 10 0 0

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Espectro IR del producto ftalocianina de cobre(II) (KBr)

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