Síntese dos compostos: [CuCl(PPh3)]4,

[CuCl(PPh3)3] e [CuCl(SCN)(PPh3)2]2

Resumo

Este relatório descreve a tanto a síntese dos compostos [CuCl(PPh3)3] e

[CuCl(PPh3)]4 a partir do refluxo de uma mistura de CuCl2.2H2O e trifenilfosfina em

meio etanólico quanto a síntese do composto [CuCl(SCN)(PPh3)2]2 através da agitação

de uma mistura de [CuCl(PPh3)3] e KSCN na presença de clorofórmio e metanol. Os

sólidos obtidos foram filtrados à vácuo utilizando solventes orgânicos para remover

possíveis impurezas. Em seguida, tais sólidos foram secos e pesados. Então, calculou-se

o rendimento de cada reação, sendo que o rendimento para a reação do composto

[CuCl(PPh3)3] foi 82,8%, para o composto [CuCl(PPh3)]4 foi 74,5% e para composto

[CuCl(SCN)(PPh3)2]2 foi 52,3%. E por fim, complexos obtidos foram caracterizados

por espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho.

Palavras-chave: [CuCl(PPh3)]4; [CuCl(PPh3)3]; [CuCl(SCN)(PPh3)2]2

Introdução

O cobre é moderadamente abundante, sendo o vigésimo quinto elemento mais

abundante, em peso, na crosta terrestre. Pertence ao grupo 11 da tabela periódica,

portanto como todos os ele elementos deste grupo tem um elétron s externo além de um

nível d completo. O elemento cobre pode ser encontrado nos estados de oxidação +I,+II

e +III. Contudo, o único íon hidratado estável em solução aquosa é o Cu2+

, pois o íon

monovalente Cu+ se desproporciona em água e o íon trivalente Cu

3+ é um agente

oxidante tão forte que oxida até a água, assim só ocorrem quando estabilizados na forma

de complexos ou como compostos insolúveis.

O átomo de cobre possui 1 elétron s no orbital mais externo, semelhante aos

metais do grupo 1. Entretanto, apresentam o orbital 3d completo assim os elétrons deste

orbital podem participar de ligações.

Os compostos, cujo cobre apresenta o número de oxidação (1+), geralmente são

diamagnéticos e incolores. Há poucos compostos coloridos: Cu2O é amarelo ou

vermelho, o Cu2CO3 é amarelo e o CuI é marrom. Nesses casos, a cor se deve as

transições de transferência de carga e não as transições d-d. Já os compostos de cobre

com número de oxidação (2+) são mais estáveis e possuem configuração eletrônica 3d

9

e, portanto, tem um elétron desemparelhado. Seus compostos são geralmente coloridos

(azul ou verde), devido às transições d-d e paramagnéticos. Um exemplo é o sal

hidratado de cobre (II), CuSO4.5H2O , com coloração azulada [1,2].

Os complexos de cobre possuem grande importância biológica, pois apresentam

atividade antitumoral e são usados no tratamento do câncer como agentes

radioterapêuticos.

A trifenilfosfina (Figura 01), um dos reagentes utilizados na síntese de

complexos de cobre, é um derivado da fosfina. À temperatura ambiente surge como um

sólido branco ou ligeiramente amarelado e possui odor característico. É um composto

alergênico e prejudicial ao meio ambiente. A molécula apresenta uma geometria

piramidal de base trigonal, com ângulos C-P-C = 117,8º, 85,6º e 115,2º,

respectivamente.

Figura 01: fórmula estrutural da trifenilfosfina.

O tiocianato é outro ligante que pode utilizado para a síntese de complexos de

cobre. É um ligante que pode se coordenar tanto pelo átomo de enxofre (S) como pelo

átomo de nitrogênio (N). Quando este ligante se coordenar a um metal através do átomo

de enxofre M – SCN é chamado de tiocianato e quando se coordenar através do átomo

de nitrogênio M – NCS é chamado de isotiocianato. Portanto, os nomes sistemáticos

tiocanato e isotiocianato indicam qual dos átomos está ligado ao metal.

Parte Experimental

Síntese do [CuCl(PPh3)3]:

Pesou-se, separadamente, 0,20 g de CuCl2.2H2O e 1,10 g de PPh3 , os quais

foram transferidos para um balão com o auxílio de um funil e em seguida adicionou-se

8 mL de etanol .A mistura reacional ficou sob refluxo por 30 min, o produto obtido foi

transferido para um funil de Bücher e lavado três vezes com 5 mL de etanol e duas

vezes com 5 mL de éter etílico. Depois de realizada a filtração à vácuo, o sólido foi

seco, pesado e reservado para sua posterior utilização como reagente para a síntese do

composto[Cu(SCN)(PPh3)2 ]2.(Figura 02)

Síntese do [Cu(SCN)(PPh3)2 ]2 :

Inicialmente, preparou-se duas soluções: solução A , na qual 0,30 g de

[CuCl(PPh3)3] obtidos na síntese anterior foram solubilizados em 5 mL de clorofórmio e

solução B, na qual 0,036 g de KSCN foram solubilizados em 2 mL de metanol. Em

seguida, a solução B foi vertida sobre a solução A (previamente aquecida). A mistura

reacional ficou sob agitação magnética por 1h, a temperatura ambiente. O produto

formado foi transferido para um funil de Bücher e lavado três vezes com 5 mL de

metanol e duas vezes com 5 mL de éter etílico. E por fim o composto obtido foi seco e

pesado. (Figura 03)

Síntese do [CuCl(PPh3)]4

Pesou-se, separadamente, 0,20 g de CuCl2 .2H2O e 0,45 g de PPh3 , os quais

foram transferidos para um balão e após, adicionou-se 8 mL de etanol. A mistura

reacional ficou sob refluxo por 30 min. O produto obtido foi transferido para um funil

de Bucher e lavado três vezes com 5 mL de etanol e duas vezes com 5 mL de éter

etílico. E por fim o composto obtido foi seco e pesado. (Figura 02)

Figura 02: Sistema de refluxo utilizando na síntese dos compostos CuCl(PPh3)]4

e [CuCl(PPh3)3].

Figura 03

Resultados e discussões.

Na síntese do complexo [CuCl(PPh3)3], ocorre a seguinte reação global:

CuCl2.2H2O + 3 PPh3 [CuCl(PPh3)3] +2Cl-

O complexo obtido, que possui uma estrutura quadrática planar (figura04),

apresenta uma coloração branca (figura 05).

CuCl

PPh3

PPh3

PPh3

Figura 05: estrutura do [CuCl(PPh3)3].

Foto

O complexo obtido é estável, pois obedece a regra dos 18 elétrons (Esquema

01).

Esquema 01: Regra dos 18 elétrons.

Utilizando a reação global de obtenção do complexo, foi possível realizar o

cálculo do rendimento como está demonstrado abaixo:

( ) (

) (

( )

) (

( )

( ) )

Portanto, o rendimento obtido para o [CuCl(PPh3)3] foi de 82,8%.

O composto [CuCl(PPh3)3], foi caracterizado por espectroscopia vibracional de

absorção no IV. No Anexo 1 está representado o espectro vibracional de absorção no IV

do complexo. A partir do espectro foi possível realizar a atribuição das bandas do

complexo, que está representada na tabela 1.

Freqüência (cm-1

) Intensidade Atribuições

3434 Fraca

3044 Fraca

1960 Fraca

1896 Fraca

1816 Fraca

1578 Fraca

1477 Fraca

1429 Média

1317 Fraca

1182 Fraca

1087 Média

985 Fraca

838 Fraca

741 Forte

691 Forte

506 Forte

408 Forte

Tabela 01: Atribuição das bandas do complexo [CuCl(PPh3)3].

Analisando o espectro pode-se concluir que o composto sintetizado no laboratório é o

[Mo(CO)4phen], pois apresenta bandas características referentes ao .........

Na síntese do complexo [Cu(SCN)(PPh3)2]2, ocorre a seguinte reação global:

2[CuCl(PPh3)3] + 2 KSCN [Cu(SCN)(PPh3)2]2 + 2 K+ + 2 Cl

-+ 2 PPh3

O complexo obtido apresenta uma coloração branca (figura 06). E possui

estrutura representada pela figura 07.

Foto

Figura 07: Estrutura do [Cu(SCN)(PPh3)2]2.

Utilizando a reação global de obtenção do complexo, foi possível realizar o

cálculo do rendimento como está demonstrado abaixo:

( )( )

( ( )

) (

( )( )

( ) )(

( )( )

( )( ) )

Portanto, o rendimento obtido para o Cu(SCN)(PPh3)2]2 foi de 52,3%. O baixo

rendimento deve-se a possíveis perdas durante a filtração.

O composto [Cu(SCN)(PPh3)2]2,foi caracterizado por espectroscopia vibracional

de absorção no IV. No Anexo 2 está representado o espectro vibracional de absorção no

IV do complexo. A partir do espectro foi possível realizar a atribuição das bandas do

complexo, que está representada na tabela 2.

Freqüência (cm-1

) Intensidade Atribuições

3751 Fraca

3346 Fraca

3053 Fraca

2848 Fraca

2372 Fraca

2094 Forte

1964 Fraca

1895 Fraca

1817 Fraca

1584 Fraca

1479 Média

1432 Média

1312 Fraca

1181 Fraca

1093 Média

1025 Fraca

918 Fraca

852 Fraca

747 Forte

695 Forte

509 Forte

437 Fraca

Tabela 02: Atribuição das bandas do complexo [Cu(SCN)(PPh3)2]2.

Analisando o espectro pode-se concluir que o composto sintetizado no laboratório é o

[Mo(CO)4phen], pois apresenta bandas características referentes ao .........

Na síntese do complexo [CuCl(PPh3)]4, ocorre a seguinte reação global:

4 CuCl2.2H2O + 4 PPh3 [CuCl(PPh3)]4 +4 Cl-

O complexo obtido apresenta uma coloração branca (figura 08).

Foto

A estrutura do complexo obtido pode ser representada pela figura 09. - Procurar

Utilizando a reação global de obtenção do complexo, foi possível realizar o

cálculo do rendimento como está demonstrado abaixo:

( ) (

) (

( )

) (

( )

( ) )

Portanto, o rendimento obtido para o [CuCl(PPh3)3] foi de 74,5%.

O composto [CuCl(PPh3)]4, foi caracterizado por espectroscopia vibracional de

absorção no IV. No Anexo 3 está representado o espectro vibracional de absorção no IV

do complexo. A partir do espectro foi possível realizar a atribuição das bandas do

complexo, que está representada na tabela 3.

Freqüência (cm-1

) Intensidade Atribuições

3048 Fraca

1477 Fraca

1431 Média

1180 Fraca

1093 Média

997 Fraca

745 Forte

693 Forte

503 Forte

439 Forte

Tabela 03: Atribuição das bandas do complexo [CuCl(PPh3)]4.

Analisando o espectro pode-se concluir que o composto sintetizado no laboratório é o

[Mo(CO)4phen], pois apresenta bandas características referentes ao .........

4- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] LEE, J. D. Química Inorgânica: um novo contexto conciso. 3. ed. São Paulo:

Edgard Blücher, 1980.

[2] ATKINS, P.; LORETTA, J. Princípios de Química. 3.ed.Porto Alegre: Bookmam,

2006. 965 p.