甲醇镁的制备及鉴定

背景及概述^[1]

金属醇盐可用“M-O-R 或 M-（O-R）n 表示（其中M表示金属离子，而R 表示烷基）”，是一种介于无机化合物和有机化合物之间的广义金属有机化合物。

金属醇盐已被广泛应用于溶胶-凝胶法中作为前驱物，包括:超细及纳米材料、陶瓷、金属氧化物薄膜等，同时也被广泛用于制备橡胶复合材料、催化剂等方面。甲醇镁属于一种金属醇盐，是一种对水敏感的固体化合物，主要应用于有机合成的选择性底物，无水体系中的中和剂，同时也是制备高纯氧化镁的主要原料。

通过研究发现，甲醇镁可经常被应用到有机合成反应中的催化剂，有相当多的研究者在合成有机化合物时将甲醇镁作为催化剂使用，尤其在酮肟类化合物（选冶药剂）的合成研究中。由于未来一段时期，经济的发展必将推动国内湿法冶金工艺的发展，选冶药剂的需求量将不断增加，作为选矿药剂合成的催化剂甲醇镁的需求量必将迅速增长，因此甲醇镁的应用前景非常好。

制备^[1]

甲醇镁的合成有直接合成法、烷基镁法、醇解法和脂解法等.有许多文献都介绍了利用甲醇镁作为反应中间产物来合成选矿药剂，且大部分都以加入碘作为引发剂，但几乎未有单独报道甲醇镁的合成工艺研究.因此本着“原料简单易得、反应条件温和、工艺路线简单、成本低廉”的合成理念，采用直接法合成甲醇镁，并对合成的甲醇镁进行了差热分析和红外光谱表征，这对甲醇镁的发展应用有重要意义。

实验原理按照如下方程式进行：

实验步骤：将镁带分别用稀盐酸、蒸馏水和甲醇各洗涤1次；把镁带剪成小块后置于三口瓶中；向三口瓶中加入一定量的甲醇溶液，添加甲醇的量以能完全溶解镁为准；设定好反应温度和磁力搅拌器的转速，经一段时间反应后得白色粉末状物质；最后干燥、烘干、称重和计算收率。

鉴定^[1]

1 甲醇镁的差热结果与分析

对实验获得的固体产物做差热实验分析，结果由图 3 所示。

这个范围内该物质发生了相变，从物质的结构分析可知，甲醇镁是一种在低温容易分解的金属有机化合物，所以此处的相变应该是甲醇镁分解形成氧化镁、二氧化碳和水的过程；从整个热重和差热分析曲线的形状可看出，该相变过程应该是吸热过程.根据这些热分析结果可知要将制备的物质进行烘干的后处理实验。

2 甲醇镁的红外结果与分析

对实验获得的固体产物做红外实验分析。将固体产物分成 4 组，分别在 50℃、100℃、200℃、300℃下干燥，得到4个不同温度下干燥的样品，然后分别对 4 个样品做红外光谱实验，实验结果如图4。

从图 4 中甲醇液体样红外谱图看，在 3341 cm-1附近有吸收峰（图 4 中 B 区所示），该峰峰型较宽且钝，是由于形成了部分氢键所致.根据文献可知，饱和碳的碳氢伸缩振动一般可见 4 个吸收峰，其中在2960cm^-1、2870 cm^-1属于CH3，2925 cm^-1、2850 cm^-1属于CH2，饱和碳的C-H 键在小于3000 cm^-1处出现吸收峰，不饱和碳的C-H 键在大于3000 cm^-1处出现吸收峰， 所以从图 4 中可以看出在 2956 cm^-1附近（小于3000 cm^-1）出现了吸收峰（图中C区所示），这是由于饱和的烃基所致；在1380 cm^-1、1460 cm^-1处有吸收峰（图中D区所示），这是 CH3 基团所致.从甲醇镁固体样来看，将制备的甲醇镁经过4种不同方法进行后处理，分别为：在 50 ℃、100 ℃、200 ℃和 300 ℃的条件下烘 1 h 左右. 实验所得的谱图基本相似，但峰型有较大区别。

从图 4 中可以看出，在 50 ℃情况下，在 3341 cm^-1处还有吸收峰，但比液体甲醇的峰值小很多，说明化合物中还有部分的羟基（O-H）存在；当后处理温度 逐 渐 升 高后，在 3341 cm^-1处的峰值越来越小，说明化合物中的羟基也越来越少.这与实验结果和目标产物相符合。从图 4 中还可看出，经过 4 种后处理后，-H所在的2956 cm^-1、1380 cm^-1、1460cm^-1附近的吸收峰一直存在，说明化合物中的 CH3 也一直未变化，这是 CH3 基团所致.这与实验结果和目标产物相符合.经过该 4 种后处理后，在 A 区出现了一个尖锐的吸收峰，这可能是由于 Mg-O 基团所致.通过上述红外分析可知该固体产物与目的产物基本一致；另外，对“经不同后处理的固体产物”的红外谱图分析后，可知该结果与差热分析结果也一致。

参考资料

[1]李立清,王义,彭江华.甲醇镁合成及其表征研究[J].江西理工大学学报,2015,36(05):17-21.