三甲苯羰基钼的制备与表征

1、1，3，5-三甲苯三羰基钼的苏杭化学与分子与表征实验目的、了解金属羰基化合物的基本性质和结构特点；2、学习用惰性气体保3、运用红外光谱、核磁空气敏感化合物；和质谱等方法表征金属羰基化合物实验原理羰基化合物是金属有机化合物的一类，化合物中，金属原子处于零价或低价，CO 的分子轨道为(1)2(2)2(1)2(3)2。由分子轨道可见，CO 有空的反键轨道，所以当它与金属M 络合时，一方面形成 COM 的键，另一方面，CO 空的反键轨道接受 d 轨道电子形成反馈键，从而加强了MC 键的强度。烯烃能以键与过渡金属形成络合物，包括苯及其衍生物，苯能够置换 3 个给电子配体，本实验中为 3 个羰基，反应式如

2、下所示：Mo(CO)6 + 1,3,5-C6H3(CH3)3 1,3,5-C6H3(CH3)3Mo(CO)3生成物中的苯环与三个 CO 形成的平面平行。+ 3CO仪器及试剂仪器变换红外光谱仪（岛津 IR Affinity-1）、氮气钢瓶、吸量管（5ml）、洗耳球、支管试管、橡胶塞、电热套及温度控制仪、支管圆底烧瓶（20ml）、直型空气冷凝管（300mm）、液体石蜡封管、烧杯（50ml2）、锥形瓶（5ml2）、抽滤瓶（100ml）、砂芯漏斗、玻璃漏斗、滴管、不锈钢药勺试剂Mo(CO)6(A.R.)、1,3,5-C6H3(CH3)3(A.R.)、石油醚(A.R.,B.P.3060 摄氏度)、CH2

3、Cl2(A.R.)、浓硝酸、沸石实验步骤注：所有用量以具体实验中用量为准1、1,3,5-C6H3(CH3)3Mo(CO)3在支管圆底烧瓶中加入 96mg Mo(CO)6 和 2ml 均三甲苯及半小勺沸石，接好反应装置。将烧瓶的直观通过一段乳胶管与氮气源相连，以液封管中每秒产生 4 个气泡的速度通 5 分钟氮气。开启加热，设定加热温度上限为 340，调节氮气流速为每秒产生 1 个气泡，通 5 分钟氮气后关闭氮气源，盖上保温棉。回流 30 分钟后停止加热，以每秒产生 1 个气泡的速度通入氮气，冷却至室温。向烧瓶中加入 3ml 石油醚，倾析分离出反应液，用 3ml 石油醚分三次洗涤沉淀，倾析出洗涤液

4、。2、1,3,5-C6H3(CH3)3Mo(CO)3 的重结晶将粗品溶于约 1.5mlCH2Cl2 中，用滤纸常压过滤，瓶中剩余的固体也用少量CH2Cl2 溶解后过滤。向滤液中加入 2ml 石油醚，放置结晶。抽滤液放置一段时间，抽滤，合并两份固体，用 2ml 石油醚分两次洗涤，抽干，得到产品。3、测定1,3,5-C6H3(CH3)3Mo(CO)3 的红外光谱将约 1mg 产物和约 300mgKBr 混合均匀 ，研磨后压片，在红外光谱仪上外光谱。红数据及现象1、用量及产品质量29产率为= 27%；96(95.94+328.00+912.00+1.00812)95.94+628.002、实验现象过

5、程中实验现象：重结晶过程中实验现象：结果1、在刚开始加热时，可以观察到侧壁上有白色晶体，这是由于反应物 Mo(CO)6的升华温度低造成的，而随着反应的进行，通过均三甲苯的回流，可将这些晶体重新带回烧瓶底部，在实验操作中证实，如果回流液滴上升的高度足够，不需要做特殊的处理就能基本回收这些升华的反应物。操作实验现象冷却溶液至室温有细棒状晶体产生加入石油醚，倾析晶体略微长大，侧壁上产生大量细小的晶粒，溶液呈黄色用石油醚洗涤，倾析溶液颜色很浅加入二氯甲烷沉淀溶解，颜色为略暗的黄色过滤后加入石油醚过滤后溶液显亮黄色，加入石油醚后瓶底有沉淀生成，随着溶剂挥发，沉淀量逐渐增加抽滤母液呈浅黄色，得到黄色的针状

6、晶体时间点实验现象12:19开始加热，固体还未溶解12:24关闭氮气源，液封管中有气泡产生，溶液开始变黄，侧壁上有一些白色晶体，可看到回流现象12:27溶液黄色变深，有明显的回流现象12:32溶液变为亮黄色12:36溶液中出现少量黑色固体12:44烧瓶侧壁略显黑色，液封管中缓慢有气泡产生12:49烧瓶壁上晶体明显减少12:59液封管中出气泡速度明显减慢，大约 20s 一个气泡13:01停止加热后，通入氮气，有白烟产生，控制氮气流速为 1 个泡/s，侧壁上变黑项目m(Mo(CO)6)/m g均三甲苯/mlm(空瓶)/gm(产物+空瓶)/gm(产物)/mg数据962.09.3669.39529在过

7、程中会看到烧瓶壁上有黑色的颗粒或有一层钼镜，说明反应物有少量分解。Mo(CO)6 的分解温度为 150，而控制的反应温度约为 165，两者差异不是很大，所以在实验操作中如果不断地将保温棉掀开，容易造成温度的浮动导致产物的分解，浪费原料，对产率可能有一定影响。而在降温过程中，还出现了较大面积的钼镜，这说明了实验中反应物并未完全消耗，即反应很难进行完全。但这一分解过程可以与产物的分解过程发生一定的竞争，也能够防止产物被分解。所以综合来看，在保持产物不发生分解的状况下，可适当延长反应时间以提高产率，但若发现产物有明显减少（溶液颜色变浅），则需要立刻停止反应。2、本实验中最主要的损失来源是反应进行的完

8、全程度较低，而在实验中，可以观察到液封管中仍在缓慢地产生气泡，说明反应仍在平稳地进行，所以可以考虑延长回流的时间以使反应进行得更完全。另一个主要的损失来自于重结晶的步骤，使用的良溶剂和不良溶剂始终能够溶解一部分产物，导致产率的下降。为了防止在重结晶过程中损失过多的产物，需要注意以下几点：（1）使用的二氯甲烷量不能过多，否则最后得到的溶液溶解度大，产物难以析出。在加入时先加 0.5ml，后一滴一滴缓慢加入，并在加入后不断摇晃，确认仍有不溶的晶体后再补加二氯甲烷，直至完全溶解后再补加几滴防止过滤时在滤纸上析出。在结晶时，尽量使溶剂挥发一部分再抽滤。若母液量仍较多，可以在抽滤后再抽去一部分溶剂，再次

9、抽滤。但需要避免溶剂完全挥发导致产物中可能有反应物混杂。抽滤时，为了使母液能够回收，抽滤时需要控制负压，否则容易抽干母液导致有大量产物损失。此外，在转移时，原瓶上剩余的固体也有一定的影响，可以用二氯甲烷少量多次冲洗、转移。3、红外光谱的分析所得红外光谱及相应峰标注见附图。对比原料谱图可以看出，CO 的吸收峰有一定的偏离，在产物中 CO 的吸收峰红移，可以从谱图中得到苯环对 CO 振动的影响。除此之外，红外光谱中基本没有出现原料峰，说明重结晶过程已有效地除去了原料。综上所述，红外谱图除了提供官能团的信息之外，能够提供一部分结构和基团间相互作用的信息，还能定性地判断被测物质的组成。4、NMR 图的

10、分析均三甲苯和产物的 NMR 图十分相似，2.26ppm 左右的峰为甲基峰，两者基本没有区别。主要的区别在苯环上 H 峰的位置。苯环上 H 峰在均三甲苯谱图中在 6.792ppm处，在产物谱图中位于 5.240ppm 处，这是因为 Mo 与苯环配位后，使苯环上的电子云密度降低，在磁场中形成的次生磁场强度降低，使苯环外氢感受到的磁场强度下降，向高场移动。5、质谱分析质谱图中的峰是同位素产生的峰，具体的分析如下表所示：对应丰度来看，虽然部分峰有一定的偏离，但考虑到 C 的同位素效应会导致某些峰合并，可以认为质谱图的峰积分高度与自然界中 Mo 各种同位素的丰度具有对应关系，所以质谱图能够提供 Mo 的同位素分布的信息。质荷比含同位素情况峰高相对峰高丰度/%296.992992Mo1.5111.99297.996492Mo+13C0.2298.991194Mo1.10.657.81299.991694Mo+13C/95Mo2.01.214.39300