六氨和氯化钴的应用与研究

简述

六氨和氯化钴又名三氯化六氨合钴，化学式[Co(NH₃)₆]Cl₃，常温下表现为橙黄色单斜晶体或粉末，溶于水和盐酸，不溶于乙醇及氨水。关于该化合物，其中心钴(Ⅲ)离子呈低自旋反磁性，热稳定性较高，其氯离子可被硝酸根、溴离子取代生成衍生物。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构将其列为2B类致癌物。

制备方法

以活性炭为催化剂，CoCl₂与氧化剂H₂O₂，过量氨水，NH₄Cl反应即可制备得到六氨和氯化钴^[1]。为进一步提高六氨和氯化钴的产率，实验通过正交设计，应用极差分析和方差分析，探索了实验中4个因素水浴温度，水浴时间，活性炭与反应物的质量比和过氧化氢的质量分数对六氨和氯化钴合成产率的影响，得到了合成的最佳水平组合，其结果为：水浴温度60℃，水浴时间20 min，活性炭与反应物的质量比3.6%，过氧化氢的质量分数6%。在此条件下合成的产品产率为56.79%，达到最大值。其中水浴温度对合成产率的影响最显著，活性炭与反应物的质量比和过氧化氢的质量分数对合成产率无显著影响，二者水平可在实验设计范围内选取^[2]。

应用

有机合成领域

以六氨和氯化钴和氯化亚铜双(氯化锂)络合物为催化剂，以吡啶，氨水和羟胺为原料，采用二氯甲烷和二甲基亚砜混合液重结晶纯化的工艺可以得到一种用于染料调色用的2,6-二氨基吡啶。该方法在75~95℃，常压条件下即可制备得到2,6-二氨基吡啶，产率88.1~91.3%(以吡啶计)，纯度98.41~99.76%^[3]。此外，文献还公开了一种CoSb/NC电催化剂的制备方法：将三聚氰胺和半胱氨酸加入水中，搅拌至均匀分散。三氯化锑和六氨和氯化钴加入水中，搅拌至均匀。将两者混合均匀后放入冰箱冷冻，然后冷冻干燥得到的粉体研磨均匀，并放置于管式炉中，在惰性气氛中高温热解得到新型CoSb/NC电催化剂。该催化剂具有优异的电催化氧还原活性和稳定性等优点^[4]。

生物医用材料领域

将六氨和氯化钴，鞣花酸充分混匀后，加入氨水和盐酸多巴胺，通过水热反应得到ZEF聚多巴胺纳米颗粒；将ZEF聚多巴胺纳米颗粒和过碳酸钠，二氧化锰掺入PLGA/PCL纺丝液，电纺即可得到一种高氧合创面敷料。该敷料能够持续释放分子氧和鞣花酸衍生物，前者提高创面的氧合指数，促进细胞有氧呼吸，后者能够提供抗氧化活性，防止创面的过度氧化应激，还有Co²⁺能够促进低氧诱导因子表达，促进细胞因子释放，有利于细胞增殖和血管再生^[5]。

电极材料领域

文献公开了一种高容量钴离子插层多孔氧化锰电极材料及其制备方法。该方法是将二维层状氧化锰纳米片与六氨和氯化钴混合后在pH为1～4的酸性条件下进行加热回流，得到钴插层的多孔氧化锰纳米材料。该方法利用六铵合钴插层离子会失去部分氨分子配体，形成一种强氧化剂，在酸性条件下，原位将部分氧化锰主体层板氧化为可溶性高锰酸根离子，形成孔洞结构，自身还原为钴离子，得到钴离子插层多孔氧化锰纳米材料。该方法可调控氧化锰纳米片层上孔的密度，进而改善电解质离子传输性能。所得材料，其比电容高达322～456F·g^-1，可作为组装高能量密度用超级电容器电极材料。该方法反应条件温和，时间短，原料易得，可操作性强，制备成本低^[6]。

有关研究

土壤阳离子交换量(Cation exchange capacity，以下简称CEC)指的是土壤胶体能吸附各种阳离子的总量，在农业生产上应用广泛。传统测试方法测试繁琐，重现性差，资源浪费较为严重。六氨合钴离子具有与粘土中主要阳离子 (Ca²⁺，Mg²⁺，K⁺，Na⁺，H⁺等 )交换的能力，稳定性好，并在 474nm处有最大吸收。利用分光光度法，以六氨合钴离子作为交换离子可以测定阳离子交换容量^[7]。研究人员在六氨和氯化钴交换-分光光度法的使用基础上，优化得到一种快速测定土壤阳离子交换量的方法：将待测土壤和磁力搅拌子放入离心管中，加入六氨和氯化钴溶液，不加密封盖，将离心管置于磁力搅拌器上，于20±2℃条件下进行磁力搅拌，搅拌过程中保持液面有漩涡存在，搅拌时间为30-60s，离心并收集上清液，进行分析。该发明将磁力搅拌法用于六氨和氯化钴法测定土壤阳离子中的交换反应过程，发挥二者的协同作用。采用本发明交换反应时间仅需0.5min，可以较相应国际标准中用时节约59.5min，节约99.2%的时间，大幅度提高了工作效率。因此，该发明的方法适用于六氨和氯化钴法测定土壤阳离子交换量的交换反应过程，具有极显著提高土壤阳离子交换量测定效率的作用^[8]。

参考文献

[1]王周,石建新,彭敏,et al.三氯化六氨合钴(Ⅲ)实验式确定实验的改进研究——电位滴定法测定氯含量[J].大学化学, 2019, 034(002):49-54.DOI:CNKI:SUN:DXHX.0.2019-02-008.

[2]刘晓红,唐家璇,田乐.三氯化六氨合钴制备条件的优化[J].延安大学学报：自然科学版, 2020, 39(1):4.DOI:CNKI:SUN:YSZR.0.2020-01-020.

[3]张青,韩峰,曹家瑞,等.一种用于染料调色用的2,6-二氨基吡啶的合成方法:CN202111323048.2[P].

[4]孙盼盼,龚涛,谢幸,等.一种CoSb/NC电催化剂的制备方法及应用:CN202011487145.0[P].

[5]汤佳鹏,李瑞萌,李嘉慧,等.一种高氧合创面敷料及其制备方法:CN202410298380.5[P].

[6]张改妮,任莉君,胡登卫,等.一种高容量钴离子插层多孔氧化锰电极材料及其制备方法:CN201711156819.7[P].

[7]胡秀荣,吕光烈,杨芸.六氨合钴离子交换法测定粘土中阳离子交换容量[J].分析化学, 2000, 28(11):4.DOI:CNKI:SUN:FXHX.0.2000-11-020.

[8]袁金华,俄胜哲,白艳萍,等.一种快速测定土壤阳离子交换量的方法:CN202510226208.3[P].