四苯基卟啉钴的合成方法及回收溶剂的利用

四苯基卟啉钴的合成方法及回收溶剂的利用

摘要：本文探讨了四苯基卟啉钴的合成方法及回收溶剂的利用，N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂，醋酸钴的质量为2 g（即卟啉与醋酸钴的质量投料比为1:2），DMF用量为80 ml时，产品收率可达95%以上。

关键词：Meso-四苯基卟啉钴；合成方法；回收利用

1合成金属卟啉的影响因素

{1}溶剂的影响。在整个体系中，溶剂起到传质传热的作用，溶剂的加入量应适中。溶剂量太大，影响反应物相互接触的面积，不利于充分反应。且有些固体之间的反应需要溶剂的加入，只有这样固体物质才能相互碰撞并达到反应条件。在CoTPP的合成中，卟啉以及醋酸钴都是固体，需要溶剂的参与。{2}投料比的影响。制备金属卟啉的反应，金属盐的加入量应适度。过量的金属盐易与生成的产物混在一起，为后处理带来麻烦，从而影响收率；金属盐量太少又使其与卟啉的接触范围缩小，达不到充分反应的目的，同样影响收率。所以，选择合适的投料比对目标产物的合成至关重要。

2主要药品及试剂

四苯基卟啉分析纯；乙酸钴分析纯；三氯甲烷分析纯；中性氧化铝柱层析用PC；可视石英玻璃反应釜BCF-0.5L。

3试验方法

{1}DMF法制备四苯基卟啉。在装有回流冷凝管、滴液漏斗的四颈瓶中，加入一定量四苯基卟啉和溶剂DMF。搅拌、加热至回流。四苯基卟啉完全溶解后，加入一定量的四水合醋酸钴的DMF溶液，继续回流。用薄层色谱监测反应终点，原料斑点消失后，停止加热（约2.5 hr）。反应结束后蒸掉部分溶剂，冷却至40～50℃趁热慢慢加入6 mol/L的稀盐酸，将反应器壁上的红色固体全部溶解，冷却至室温后抽滤，滤饼去离子水洗涤。将抽滤后的固体溶于少量CHCl3中，用中性A12O3柱层析，氯仿为洗脱剂，收集第一色带（砖红色），水浴蒸干，经薄层分析是纯品后，称重，计算产品收率。{2}溶剂回收处理。本实验除了制备meso-四苯基卟啉钴外，还将实验过程中（DMF法）所蒸出的溶剂以及抽滤所得的滤液进行回收，并将回收的溶剂试验性生产四苯基卟啉钴，考察了溶剂的回收和利用。

4DMF法合成四苯基卟啉钴合成实验结果与分析

4.1实验方案

DMF法合成四苯基卟啉钴的影响因素有投料比和溶剂用量。共两个因素需要考察。本实验采用正交方法对两个因素进行讨论，并采取三水平考察。见表1。

4.2实验结果

根据表1中的因素与水平进行实验，实验结果的直观分析见表2。由表2可知，两个因素影响的顺序为A>B。既影响反应最大的是投料比，然后是溶剂用量。所得到的最优方案为A2B1，即在本实验条件下，卟啉与醋酸钴的质量比为1：2（即醋酸钴的质量为2g），溶剂DMF的用量为80ml，此条件下收率最高。

5溶剂回收与利用

本实验将实验过程中（DMF法）所蒸出的溶剂以及抽滤所得的滤液进行回收，并将回收的溶剂试验性生产四苯基卟啉钴。对溶剂的回收和利用进行了考察，这对实际生产及降低成本有着非常重要的意义。

6结论

①在DMF溶剂中，以无水AlCl3为催化剂，苯甲醛和吡咯直接缩合合成TPP 的工艺条件是：苯甲醛用量为7.7 g（吡咯与苯甲醛的摩尔比为1：1.2），催化剂用量为9.6 g（吡咯与催化剂的摩尔比为1：1.15），溶剂为165 ml，反应时间为120 min。按此工艺条件下合成TPP的最高收率为12.32%。②回收的DMF溶剂可以循环使用。

参考文献：

[1] 雷亚春,张勇,刘滇生,等.卟啉及其配合物在分析化学中应用进展[J].光谱实验室,2003,20(4):479.

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