Síntesis de Complejos de Cobre Con Trifenilfosfina

 

INTRODUCCION.

en presencia del otro.

La preparación de compuestos ha sido siempre uno de los aspectos más importantes de la química. La investigación

RESULTADOS OBTENIDOS

en la industria química está orientada hacia la síntesis de materiales nuevos y útiles. Los químicos están muy interesados en preparar compuestos nuevos porque constituye una excelente forma de aumentar los conocimientos de la química. Para la preparación de los complejos metálicos se pueden emplear varios métodos, el método más empleado es el de las reacciones de sustitución en disolución acuosa. Este método consiste en la reacción de una sal del metal en disolución acuosa y un agente coordinante. Casi siempre, las reacciones de los complejos metálicos se llevan a cabo en solución. Las moléculas del solvente compiten por el ion central, siendo la formación del complejo con otro ligante es una reacción de sustitución, en la cual un grupo entrante desplaza un ligante ya presente (una molécula de solvente). La termodinámica y la cinética de formación de los complejos  juegan un papel importante en la comprensión de sus reacciones. Las aplicaciones de los compuestos de coordinación son numerosas, pues se utilizan como colorantes, medicamentos, catalizadores, secuestradores metálicos, quelatantes, vitaminas, conductores, en analítica etc. La formación de compuestos de coordinación, y en especial de quelatos, tiene gran aplicación en la determinación cualitativa y cuantitativa de diversos iones metálicos debido a la gran estabilidad que presentan los compuestos formados. Uno de los agentes quelatantes más utilizado es el EDTA, que se usa para determinaciones volumétricas de iones tales como Ca2+ y Mg2+ , los cuales pueden determinarse uno

1.  Datos experimentales para la Síntesis del [Cu(PPh3)Cl]4

Compuesto

Cantidad (g)

CuCl2*6H2O

0,57

PPH3

1,3

[Cu(PPh3)Cl]4 CuCl2.6H2O = A

1,24

[Cu(PPh3)Cl]4= B

[Cu(PPh3)Cl]4 Teórico: 0.57gA *

  

.

   .

*

*

  

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= 0.8536 g [Cu(PPh3)Cl]4 % Rendimiento para la síntesis del [Cu(PPh3)Cl]4: .  . 

* 100% = 145.36%

2.  Datos experimentales para la Síntesis del [Cu(PPh3)SCN]

 

Compuesto

[Cu(PPh3)NO2] Teórico:

Cantidad (g)

[Cu(PPh3)Cl]4

0,46

[Cu(PPh3)SCN]

0,47

0.39gB *

  

   .

.

*

*

  

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= 0.4070 g [Cu(PPh3)NO2] [Cu(PPh3)Cl]4= B

% Rendimiento para la síntesis del [Cu(PPh3)(NO2)]:

[Cu(PPh3)SCN] = C

.

 * 100= 78.5%

. 

[Cu(PPh3)SCN] Teórico: 0.46gB *

  

.

*

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*

  

  

 

= 0.4817 g [Cu(PPh3)SCN]

El cobre en estado de oxidación 2+ forma

% Rendimiento para la síntesis del [Cu(PPh3)(SCN)]: .

DISCUSION DE RESULTADOS

una

gran

cantidad

de

compuestos

de

coordinación, muchos de los cuales son quelatos. El cobre (II) presenta mayor diversidad

 * 100= 96.52%

. 

en

estereoquímico

3.  Datos experimentales para la Síntesis del [Cu(PPh3)NO2]

comportamiento

que

cualquier

otro

elemento. Con cuatro ligandos presenta configuración

cuadrada

y

tetraédrica

distorsionada (no se observa coordinación tetraédrica regular). Con cinco enlaces da configuración de pirámide tetragonal y en raras ocasiones bipirámide trigonal. Con seis ligantes

presenta

geometría

octaédrica

distorsionada.

Compuesto

Cantidad (g)

[Cu(PPh3)Cl]4

0,39

[Cu(PPh3)NO2]

0,32

Las

configuraciones

geométricas

que

presenta cobre (II) con mayor frecuencia son aquellas en las cuales tiene un grupo de cuatro ligantes coplanares con geometría cuadrada con uno o dos vecinos más

[Cu(PPh3)Cl]4= B

distantes

completando

una

pirámide

tetragonal o un octaedro distorsionado.

[Cu(PPh3)NO2] = D El cobre (II) forma una gran cantidad de compuestos quelatos en los cuales el cobre está enlazado a átomos de oxígeno y nitrógeno presentando una gran estabilidad.

 

En

la

síntesis

del

tetrámeroclorotrifenilfosfinocobre

(I)

[Cu(PPh3)Cl ]4, se partió del cloruro de cobre (II) en un medio no acuoso como etanol, la reacción procede procede por la formación de

un

complejo con el etanol tetraédrico. La trifenilfosfina reduce el cobre (II) a cobre (I) mediante una reacción de eliminación reductiva como lo muestra la reacción:

En

la

síntesis

de

los

tiocianatotrifenilfosfinocobre

complejos (I)

Cu(PPh3)(SCN) y nitrotrifenilfosfinocobre (I) Cu(PPh3)(NO2) la reacción característica es una sustitución nucleofílica del ligando cloro siendo sustituido por el nitro y el tiocianato

ESPECTROSCOPIA INFRARROJA

[Cu(PPh3)Cl]4 

como lo muestran las siguientes reacciones:

 

  Infrarrojo o del [Cu(PPh3)Cl]4 Imagen 1. Espectro Infrarroj EXPERIMENTALES (Cm-1) 

TEORICAS (Cm-1) 

3049.62 

3100-300 

744.88-692.82 

900-676 

1093.75 

1275-960 

1478.59-1431.37 

1600-1400 

Tension Cu-Cl 

-------------------  

350-306 

Tension Cu-P 

-------------------  

190-160 

TIPO DE VIBRACION  Tension C-H aromatico  Deformacion C-H aromatico fuera del plano  Deformcaion C-H aromatico en el plano  

Tension C=C aromatico 

Tabla 1. Bandas espectroscópicas infrarrojas correspondientes al [Cu(PPh 3)Cl]4. (NAKAMOTO.K infrarred and raman spectra of inorganic and coordination compounds). 

POSIBLE ESTRUCTURA DE LA MOLECULA

 

 

TIPO DE VIBRACION 

EXPERIMENTALES (Cm-1) 

TEORICAS (Cm-1) 

-No

-Tie

-No pri -Po

[Cu(PPh3)NCS]

Imagen 2. Espectro Infrarrojo del [Cu(PPh3)NCS]

 

3049.54 

3100-3000  

1069.17 

1000-800  

Tensión C≡C 

2093.75 

2050 

Tensión NCS 

496.91 

480 

Tensión C=C 

1478.23-1431.21  

1600-1400  

Tensión CS 

692.37 

720-690 

Tensión H2O 

3450.58 

4000-3500  

Flexión H2O 

1621.81 

1600 

Tensión C-H

 

aromatico  Deformación C-H fuera del plano  

Tabla 2. Bandas espectroscópicas infrarrojas correspondientes al [Cu(PPh3)NCS] . (NAKAMOTO.K infrarred and raman spectra of inorganic and coordination compounds).

POSIBLE ESTRUCTURA -No es una molécula de alta simetría. -Tiene un eje principal C2. -No posee ejes C2 perpendiculares al eje principal. -Posee en espejo vertical σv 

  Por lo tanto su grupo puntual es un



C2V

 

[Cu(PPh3)(NO2)] 

Imagen 3. Espectro Infrarrojo del [Cu(PPh3)(NO 2)] TIPO DE VIBRACION

Tensión C-H aromático  Deformación CH fuera del plano  Deformación CH aromático en el plano  Tensión C=C aromático  Tensión asimétrica NO2  Tensión simétrica NO2  Pw NO2  Pr NO2  Tensión Cu-N  Tensión H2O  Flexión H2O 

EXPERIMENTALES (Cm -1)

TEORICAS (Cm-1)

3050.96 

3100-3000 

924.78-852.90 

900-675 

1025.98 

1275-960 

1480.481433.71  1392.74-

1600-1400  1470-1370 

1333.18  1310.44 

1340-1320 

539.46 

440-637  300-280 

439.81  3503.053470.21  1668.08 

280-450  4000-3500  1600 

Tabla 3. Bandas espectroscópicas infrarrojas correspondientes al [Cu(PPh3)(NO2)] . (NAKAMOTO.K infrarred and raman spectra of inorganic and coordination compounds).

 

POSIBLE ESTRUCTURA -No es una molécula de alta simetría. -Tiene un eje principal C2. -No posee ejes C2 perpendiculares al eje principal. -Posee en espejo vertical vertical σv 

  Por lo tanto su grupo puntual es un



C2V

CONCLUSIONES  



Se realizó satisfactoriamente la síntesis de diferentes complejos ([Cu(PPh3)Cl]4, [Cu(PPh3)NCS], [Cu(PPh3)(NO2)]), partiendo del cloruro de cobre (II).

 



Se determinó por medio de espectroscopia infrarroja que en el complejo [Cu(PPh3)NCS]el [Cu(PPh3)N CS]el tiocianatose une por medio del nitrógeno y no del azufre formando el complejo Isotiocianatotrifenilfosfina de Cobre (I), con una tensión NCS correspondiente a 496.91 cm-1.

 



Mediante las pruebas de “determinación de cobre”  se logró confirmar la presencia de cobre (Cu) en cada uno de los diferentes complejos.

 



A pesar de que el Cu forma compuestos más estables cuando se une a través del nitrógeno y no del azufre se deben tener en cuenta otros factores como estado de oxidación del metal, naturaleza de otros ligandos presentes en el complejo o factores estéricos que influyan en la isomería de enlace.

 



En el complejo [Cu(PPh3)SCN], se logró identificar por espectroscopia infrarroja que el enlace metal con el SCN se da por el azufre, presentando una frecuencia de 720.32 cm-1.

 



En el complejo [Cu(PPh3)NO2], se logró identificar por espectroscopia infrarroja que el enlace metal con el NO2 se da por el nitrógeno, presentando una frecuencia de 568.68 cm-1.

 

Se confirmó la presencia de cobre en los complejos sintetizados ya que se observó la coloración azul de [Cu(NH3)4 ]2-

 

y un color café característico de los complejos de sulfuro de cobre (II).

 

BIBLIOGRAFIA (1)  UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA-SEDE BOGOTÁ, “REACCIONES DE FORMACIÓN DE

COMPLEJOS”. Consulado on -line,22 de Agosto 2011. (2)  CENTRO DE ARTIGO “ARTICULO INFORMATIVO CLORURO DE COBRE, PROPIEDADES Y RECCIONES,

PREPACIÓN, SEGURIDAD Y UTILIDADES “.Consulado on -line,01 de Octubre 2010. (3)  NAKAMOTO,K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds. Part B:Applications in Coordination, Organometallic and Bioinorganic Chemistry. Wiley 5ª Edición, New York, 1997.p 220-224.270-271.