Laboratorio de Química de Coordinación

SÍNTESIS DE ISÓMEROS ÓPTICOS

OBJETIVO Preparar un complejo de coordinación con ligantes bidentados que presenta

actividad óptica.

INTRODUCCIÓN Los estados de oxidación más importantes para el cobalto son: Co(I), Co(II)

y Co(III). El Co(II) forma numerosos complejos, pero menos y más lábiles que los

de Co(III); así, por ejemplo, existen aproximadamente diez veces más aminas

complejas de cobalto(III) que de Co(II). El Co(II) forma sales sexahidratadas que

son estables al aire, pero sus complejos en disolución se oxidan fácilmente a

Co(III), y por esta razón las sales de Co(II) se usan frecuentemente como

materiales de partida en la preparación de complejos de Co(III)

Los complejos de Co(III) siempre presentan un número de coordinación

seis. Entre los ligantes que forman complejos estables de Co(III) están los haluros,

el grupo NO2-, todos los tipos de compuestos orgánicos que contienen nitrógeno

trivalente, los grupos hidróxido, carbonato, oxalato, nitrato, sulfato, diversas

especies formadoras de quelatos, etc.

Las aminas de Co(III) son muy estables en disolución acuosa ya que, en

general, los ligantes con nitrógeno como átomo donador forman con el cobalto

complejos más estables que los que se forman con ligantes que poseen oxígeno.

En algunos casos un complejo de Co(III) se puede preparar a partir de otro

complejo del mismo ion metálico por medio de reacciones sobre los ligantes o por

la sustitución de ligantes lábiles por ligantes más fuertes.

En general, el uso de grupos formadores de quelatos conduce a la

formación de complejos muy estables, correspondiendo normalmente la máxima

estabilidad a los casos en que se forman anillos que se unen al metal a través de

cinco o seis átomos. Estos anillos, entre otros casos, se forman cuando el grupo

quelante es orgánico y es mínima la distorsión de los ángulos de enlace.

La etilendiamina, H2N-CH2-CH2-NH2, es un ligante bidentado que forma

complejos muy estables con Co(III). El ion complejo [Co(en)3]3+ (en = Síntesis de un Isómero Óptico

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etilendiamina) es muy estable con respecto al intercambio de ligantes, por lo que

se puede usar como precursor para la formación de complejos con ligantes

macrobicíclicos saturados, los cuales se pueden preparar por una reacción

orgánica sobre ligantes coordinados de etilendiamina.

El espectro electrónico del [Co(en)3]3+ presenta dos máximos, uno a 466 nm

(ε = 75) y otro a 338 nm ((ε = 68).

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL En un vaso de precipitados de 100 mL se colocan 5 g de carbonato de

cobalto y lentamente se agregan 13 mL de ácido bromhídrico concentrado.

Cuando cesa la efervescencia, la solución se filtra usando papel filtro de poro fino

y los residuos de óxido se lavan con 5 mL de agua destilada recibiendo las aguas

de lavado en el mismo matraz. La solución resultante se pasa a un vaso de

precipitados de 250 mL. Por otro lado, en un vaso de precipitados de 50 mL se

prepara una solución de 8.4 mL de etilendiamina anhidra en 26 mL de agua y se

enfría en un baño de hielo. A la solución ya fría se le agregan 2.8 mL de ácido

bromhídrico concentrado. Esta solución se mezcla con la primera en el vaso de

250 mL y entonces, con buena agitación, se agregan 6.5 mL de peróxido de

hidrógeno al 30%. La mezcla se agita durante algunos minutos hasta que cesa la

efervescencia y se coloca en una parrilla dejando que el disolvente se evapore

lentamente. Cuando el volumen de la solución llega a aproximadamente 30 mL,

se agrega un volumen igual de ácido bromhídrico concentrado. Seguido por 60 mL

de etanol. La mezcla se enfría en hielo y se filtra, lavando con dos porciones de 15

mL de etanol y dos porciones de 15 mL de éter. El sólido se deja secar al aire.

MATERIAL REACTIVOS Vasos de precipitados de 50, 100 y 250-mL Carbonato de cobalto(II)

Probeta (o pipeta) de 10-mL Etilendiamina

Probeta de 100-mL Ácido bromhídrico concentrado

Embudo Büchner Peróxido de hidrógeno al 30%

Matraz Kitazato de 250-mL Alcohol etílico grado 95o

Síntesis de un Isómero Óptico

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Síntesis de un Isómero Óptico

Espátula, cristalizador Éter etílico

Agitador de vidrio Hielo

Parrilla con agitación magnética Piceta con agua destilada

REFERENCIAS 1. Z. Szafran, R. M. Pike, M. M. Singh, Microscale Inorganic Chemistry. A

comprehensive laboratory experience, Wiley: New Cork, 1991.

2. G. S. Girolami, T. B. Rauchfuss, R. J. Angelici, Synthesis and Technique in

Inorganic Chemistry. A laboratory manual, 3rd. ed., USB: Sausalito, 1998.