способ получения координационных соединений er(iii) и yb(iii) с 5,5-диметил-1,3-циклогександионом
Классы МПК: | C07F5/00 Соединения, содержащие элементы III группы периодической системы Менделеева |
Автор(ы): | Зеленов Валерий Игоревич (RU), Чернова Анна Владимировна (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный университет (КубГУ) (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2007-07-18 публикация патента:
10.01.2009 |
Изобретение относится к способам синтеза координационных соединений, а именно -дикетонатов металлов, которые могут найти применение в промышленности для производства высокотемпературных сверхпроводников. Синтез -дикетонатов проводят путем взаимодействия хлоридов иттербия и эрбия с 5,5-диметил-1,3-циклогександионом в этаноле, используемом в качестве растворителя, в присутствии пиридина, при соотношении соль металла : 5,5-диметил-1,3-циклогександион : этанол : пиридин, равном 1:1:50:0,5, с последующим отделением полученного осадка фильтрованием на воронке Бюхнера, промывкой этанолом и сушкой. Технический результат - получение новых координационных соединений на основе иттербия и эрбия. 1 табл.
Формула изобретения
Способ получения координационных соединений Er(III) и Yb(III) с 5,5-диметил-1,3-циклогександионом (Dim) формул ErDim 3·H2O и YbDim 3·H2O, соответственно, включающий приготовление и смешение растворов соли металла и 5,5-диметил-1,3-циклогександиона в этаноле, добавление к полученной смеси пиридина в соотношении соль металла : 5,5-диметил-1,3-циклогександион : этанол : пиридин, равном 1:1:50:0,5, с последующим отделением, промывкой и сушкой полученного осадка.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к синтезу химических веществ, а именно к синтезу -дикетонатов металлов, которые находят широкое применение в промышленности, для производства высокотемпературных сверхпроводников, катализаторов, стабилизаторов масел и т.п.
Известен способ получения -дикетонатов металлов путем механохимического взаимодействия -дикетоната натрия и хлорида соответствующего металла /Борисов А.П., Петрова Л.А., Карпова Т.В., Махаев В.Д. // Журнал неорганической химии 3, 41, 1996, с. 411-416/. Недостатком механохимического метода является необходимость процедуры разделения полученных соединений и исходных веществ, затраты значительных количеств энергии и использование сложной дорогостоящей аппаратуры.
Для синтеза комплексных соединений циклических -дикетонов используется способ /Палкина К.К., Кочетов А.Н., Совинкина Е.В., Амисберова Л.Ю. Журнал неорганической химии 51, №11, 2006, с.1852-1858/, который заключается в кипячении спиртовых растворов -дикетона и соли металла с последующим охлаждением смеси и отделением образовавшегося вещества. Недостатком данного способа следует считать его длительность для получения целевых веществ (необходимо 2 недели).
Наиболее близким к заявляемому является способ, предусматривающий взаимодействие солей металлов с лигандами в растворе при высоких значениях рН, обусловленных добавкой щелочи /Кузьмина Н.П., Чечерникова М.В., Мартыненко Л.И. Журнал неорганической химии 35, №11, 1990, с.2766-2780/. Однако при применении данного способа для синтеза комплексных соединений 5,5-диметил-1,3-циклогександиона (Dim) образуются осадки, представляющие собой смеси, в состав которых входят гидроксиды соответствующих металлов и незначительные количества целевого комплексного соединения (таблица), что препятствует их дальнейшему практическому использованию.
Таблица Состав веществ, синтезированных по способу-прототипу | ||||||
Соединения | Найдено, % | Вычислено, % | ||||
Металл | Dim | H2O | Металл | Dim | H 2O | |
YbDim3 ·H2O | 68,35 | 2,30 | 3,80 | 28,45 | 68,58 | 2,96 |
ErDim3·H 2O | 71,48 | 3,95 | 5,60 | 27,74 | 69,26 | 2,99 |
Задачей заявляемого технического решения является разработка способа синтеза координационных соединений эрбия и иттербия с 5,5-диметил-1,3-циклогександионом в количествах, обеспечивающих их использование на практике.
Для решения технической задачи предлагается смешивать этанольные растворы солей соответствующих металлов, а именно эрбия и иттербия, и 5,5-диметил-1,3-циклогександиона для получения реакционной смеси с последующим добавлением пиридина. При этом исходные компоненты взяты в соотношении: соль металла : 5,5-диметил-1,3-циклогександион : этанол : пиридин : 1:1:50:0,5 соответственно, с последующим отделением полученного осадка, его промывкой этанолом и сушкой.
Отличительными признаками от наиболее близкого аналога являются использование пиридина и экспериментально подобранные соотношения исходных компонентов, что позволяет избежать образования гидроксидов и увеличить выход целевых продуктов.
Пример 1.
Синтез координационных соединений 5,5-диметил-1,3-циклогександиона с иттербием (III). Для приготовления реакционной смеси в колбу помещаем раствор 0,5 г Yb(NO3) 3·6H2O в 25 г этилового спирта и добавляем раствор 0,5 г 5,5-диметил-1,3-циклогександиона в 25 г этанола, а затем 0,5 г пиридина. После перемешивания выпадает объемный осадок, который отделяют фильтрованием на воронке Бюхнера и промывают этиловым спиртом с последующей сушкой в вакуумном эксикаторе на CaCl2. Полученный осадок анализируют. Результаты анализа следующие.
Вычислено для YbDim3·H2O (Yb)=28,45%; (Dim)=68,57%; (Н2O)=2,96.
Определено для YbDim3·H2O (Yb)=29,17%; (Dim)=68,89%; (Н2О)=3,00.
Выход 81,42%.
Время синтеза 5 часов.
В ИК-спектре синтезированных соединений обнаружены следующие полосы 3270, 1570, 1486, 1162, 955 см-1.
В УФ-спектре обнаружена полоса при 38400 см-1.
Согласно литературным данным наличие этих спектральных полос свидетельствует о том, что полученное вещество - комплексное соединение иттербия с 5,5-диметил-1,3-циклогександионом. Формула соединения YbDim3·H 2O.
Пример 2.
Синтез координационных соединений 5,5-диметил-1,3-циклогександиона с эрбием (III). Для приготовления реакционной смеси в колбу помещаем раствор 0,5 г Er(NO 3)3·6Н2 O в 25 г этилового спирта и добавляем раствор 0,5 г 5,5-диметил-1,3-циклогександиона в 25 г этанола, а затем 0,5 г пиридина. После перемешивания выпадает объемный осадок, который отделяют фильтрованием на воронке Бюхнера и промывают этиловым спиртом с последующей сушкой в вакуумном эксикаторе на CaCl2. Полученный осадок анализируют. Результаты анализа следующие.
Вычислено для ErDim3·Н2O (Er)=21,74%; (Dim)=69,26%; (Н2O)=2,99.
Определено для ErDim3·H2O (Er)=28,27%; (Dim)=70,15%; (H2О)=2,85.
Выход 63,30%.
Время синтеза 7 часов.
В ИК-спектре синтезированных соединений обнаружены следующие полосы: 3240, 1562, 1490, 1160, 958 см-1.
В УФ-спектре обнаружена полоса при 38400 см-1.
Согласно литературным данным наличие указанных спектральных полос свидетельствует о том, что полученное вещество - комплексное соединение эрбия с 5,5-диметил-1,3-циклогександионом. Формула соединения ErDim 3·H2O.
Из приведенных примеров следует, что предлагается способ, позволяющий получить целевые координационные соединения с высоким выходом, при использовании стандартного оборудования и при малых затратах времени.
Класс C07F5/00 Соединения, содержащие элементы III группы периодической системы Менделеева