способ получения комплексных соединений циркония или гафния с d-фруктозой

Формула изобретения

Способ получения комплексных соединений циркония или гафния с D-фруктозой общей формулы

Ме₄(ОН)_8-n(С₆Н₉O₅)_n(H₂O)_16-2n] Cl₈

где Me - цирконий или гафний;

n - 1 - 4 целое число, отличающийся тем, что оксихлорид циркония или гафния подвергают взаимодействию с D-фруктозой с последующим выделением целевого продукта в виде водного раствора или сухого порошка известными приемами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению новых комплексных соединений циркония или гафния с органическими лигандами.

Известен способ получения комплексных соединений циркония или гафния с различными органическими лигандами (см. Химическая энциклопедия в 5-ти томах. М. : Советская энциклопедия. T.1, 1988, с.506; М.: Большая Российская энциклопедия. Т.5, 1998, с. 386).

Известен также способ получения комплексных соединений циркония или гафния с аминокислотой, например с -аланином общей формулы 1

Ме(ОН)₂А₂Х₂3Н₂O, (1)

где Me - цирконий или гафний;

А - -аланин,

Х - галоид- или нитрат-ион.

Указанные соединения получают путем взаимодействия оксигалогенида или оксинитрата циркония или гафния с -аланином в водной среде с последующим выделением целевого продукта известными приемами (см. авторское свидетельство 484220 "Способ получения комплексных соединений циркония или гафния с -аланином". Бюл. 34, 1975 г.).

Целью изобретения является расширение ассортимента комплексных соединений циркония или гафния.

Предлагаемое комплексное соединение циркония или гафния с кетоальдегидом D-фруктозой отвечает общей формуле 2

[Me₄(OH)_8-n(C₆H₉O₅)_n(H₂O)_16-2n]Cl₈, (2)

где Me - цирконий или гафний,

n = 1-4, целое число.

Предлагаемое соединение получают путем взаимодействия оксихлорида циркония или гафния, соответствующего общей формуле 3

MeOCl₂8H₂O, (3)

где Me - цирконий или гафний, с D-фруктозой в водной среде с последующим выделением комплексного соединения циркония или гафния в виде водного раствора или порошка известными приемами.

Пример 1. Навеску 99,83 г ZrOCl₂8Н₂О растворяют в 105 мл воды при 40^oС. К полученному раствору прибавляют раствор 55,80 г D-фруктозы в 70 мл воды. Раствор перемешивают при 60^oС в течение 15 мин до появления желтой окраски, фильтруют через бумажный фильтр и продолжают перемешивать при данной температуре в течение еще 120 мин, после чего полученный темно-бурый раствор, представляющий собой высоко концентрированный водный раствор комплексного соединения циркония [Zr₄(OH)₄(С₆Н₉O₅)₄(H₂O)₈] Cl₈, где n= 4, помещают в герметичную емкость на хранение, используют как целевой продукт.

Комплексное соединение циркония в виде коричневого порошка получают путем выпаривания описанного выше водного раствора на роторном испарителе при 85^oС под вакуумом водоструйного насоса. Выход сухого вещества составляет 108,94 г или 75% в пересчете на сухие исходные компоненты. По данным элементного анализа сухого вещества найдено (экспериментально/теоретически): Zr 23,9/24,2%; С 19,3/19,1%, Н 3,6/3,7%; Cl 18,6/18,9%.

Пример 2. Синтез комплексного соединения гафния с D-фруктозой проводят аналогично примеру 1. К раствору 70,3 г HfOCl₂8Н₂О в 100 мл воды прибавляют раствор 6,85 г D-фруктозы в 15 мл воды. Выход сухого вещества [Hf₄(ОН)₄(С₆Н₉О₅)₄(H₂O)₈] Cl₈ составляет 46,29 г или 60% в пересчете на сухие исходные компоненты. По данным элементного анализа сухого вещества найдено (экспериментально/теоретически): Hf 39,1/39,5%; С 15,4/15,6%; Н 3,1/3,0%; Cl 15,1/15,3%.

Пример 3. Синтез комплексного соединения циркония с D-фруктозой, в котором n= 1, проводят аналогично примеру 1. К 99,83 г ZrOCl₂8Н₂О, растворенным в 105 мл воды, добавляют раствор 13,95 г D-фруктозы в 17,5 мл воды. Выход сухого вещества [Zr₄(ОH)₇(С₆Н₉O₅)(Н₂О)₁₄] Cl₈ составляет 91,4 г или 80,3% в пересчете на сухие исходные компоненты. По данным элементного анализа сухого вещества найдено (экспериментально/теоретически): Zr 30,6/30,9%; С 5,9/6,1%; Н 3,8/3,7%; Cl 24,3/24,0%.

Полученные вещества хорошо растворимы в воде и диметилформамиде.

ИК и УФ-спектроскопия, а также элементный анализ показали, что в ходе реакции D-фруктоза превращается в ,-ненасыщенное карбонильное соединение, которое образует с катионами циркония или гафния внутрикомплексное соединение.

Предлагаемые комплексные соединения обладают высокой стабильностью в растворах и пригодны для модификации полимеров путем создания полимерных композиционных материалов.