СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ Er(III) И Yb(III) С 5,5-ДИМЕТИЛ-1,3-ЦИКЛОГЕКСАНДИОНОМ Российский патент 2009 года по МПК C07F5/00 

Изобретение относится к синтезу химических веществ, а именно к синтезу β-дикетонатов металлов, которые находят широкое применение в промышленности, для производства высокотемпературных сверхпроводников, катализаторов, стабилизаторов масел и т.п.

Известен способ получения β-дикетонатов металлов путем механохимического взаимодействия β-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 β-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 β-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-прототипуСоединенияНайдено, %Вычислено, %МеталлDimH₂OМеталл Dim H₂OYbDim₃·H₂O68,352,303,8028,4568,582,96ErDim₃·H₂O71,483,955,6027,7469,262,99

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 ω(Yb)=28,45%; ω(Dim)=68,57%; ω(Н₂O)=2,96.

Определено для YbDim₃·H₂O ω(Yb)=29,17%; ω(Dim)=68,89%; ω(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·H₂O.

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(NO₃)₃·6Н₂O 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 ω(Er)=21,74%; ω(Dim)=69,26%; ω(Н₂O)=2,99.

Определено для ErDim₃·H₂O ω(Er)=28,27%; ω(Dim)=70,15%; ω(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 ErDim₃·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.

Изобретение относится к способам синтеза координационных соединений, а именно β-дикетонатов металлов, которые могут найти применение в промышленности для производства высокотемпературных сверхпроводников. Синтез β-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.

Способ получения координационных соединений Er(III) и Yb(III) с 5,5-диметил-1,3-циклогександионом (Dim) формул ErDim₃·H₂O и YbDim₃·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.