СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗВОДНОГО АЦЕТИЛАЦЕТОНАТА НИКЕЛЯ Российский патент 2024 года по МПК C07C45/77 C07C49/92 C07F15/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к способу получения безводного ацетилацетоната никеля (II), который применяют в качестве в качестве катализатора реакции при синтезе азотосодержащих гетероциклических систем, а также в органическом синтезе для производства металлоорганических соединений.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ получения безводных ацетилацетонатов тугоплавких металлов, раскрытый RU 2335488 С1, опубл. 10.10.2008. Способ получения безводных ацетилацетонатов тугоплавких металлов осуществляют при взаимодействии в водной среде оксихлорида металла с гидрокарбонатом аммония и ацетилацетоном с последующим охлаждением реакционной смеси, отделением осадка, его промывкой, дегидратацией и сушкой полученного продукта. При этом процесс осуществляют путем введения при непрерывном перемешивании порционно или непрерывным потоком водного раствора оксихлорида металла в водный раствор гидрокарбоната аммония при скорости введения, не превышающей 2,5 мл водного раствора оксихлорида металла в минуту на каждые 100 мл водного раствора гидрокарбоната аммония, последующего введения ацетилацетона при мольном соотношении оксихлорид металла:гидрокарбонат аммония: ацетилацетон от 1,0:2,8:4,4 до 1,0:3,0:4,4, охлаждения реакционной смеси при (-4)-(-6)°С в течение 7-9 ч, последовательной промывки осадка водой и ацетоном, дегидратации и сушки полученного продукта на воздухе при 60-70°С в течение 4-6 ч, причем в качестве водного раствора оксихлорида металла используют водный раствор оксихлорида циркония или оксихлорида гафния.

Недостатком раскрытого выше технического решения является применение коррозионно активных и труднодоступных оксихлоридов металлов, а также получающийся ацетилацетонат никеля по данной технологии будет содержать примеси нерастворимых соединений никеля поскольку в изобретении не описана процедура перекристаллизации или возгонки, что снижает выход целевого продукта.

Кроме того, из уровня техники известен способ получения ацетилацетонатов тугоплавких металлов (например, Cr), раскрытый в US 7282573 В2, опубл. 10.04.2015, прототип. Способ получения металлокомплексов ацетилацетона формулы М(асас)_n, где М представляет собой катион металла, выбранный из группы: Ni, Cu, Zn, Mo, Ru, Re, U, Th, Ce, Na, K, Rb, Cs, V, Cr, and Mn, n представляет собой целое число, соответствующее электровалентности М, включающий взаимодействие источника металла, выбранного из группы, состоящей из соответствующего гидроксида металла, гидратированного оксида металла и оксида металла, со стехиометрическим количеством ацетилацетона в отсутствие органического растворителя, и отделение полученного ацетилацетоната металла, что снижает выход целевого продукта.

Недостатком раскрытого выше технического решения является то, что получающийся ацетилацетонат никеля по данной технологии будет содержать примеси нерастворимых соединений никеля, поскольку в изобретении не описана процедура перекристаллизации или возгонки.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей заявленного изобретения является разработка способа получения ацетилацетоната никеля (II) высокой степени чистоты.

Техническим результатом изобретения является повышение выхода ацетилацетоната никеля.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ безводного ацетилацетоната никеля, включает следующие этапы:

Получение ацетилацетоната никеля дигидрата путем добавления к водному раствору никеля сернокислого 7-водного гидроксида натрия при интенсивном перемешивании и температуре 15-25°С с последующим добавлением ацетилацетона при температуре 15-25°С, при мольном соотношении никеля сернокислого 7-водного гидроксида натрия : гидроксида натрия : ацетилацетона равном 1:2-2,5:2.

Получение кристаллов ацетилацетоната никеля дигидрата при нагреве ацетилацетоната никеля дигидрата при температуре 85-90°С в течение 1-1,5 часов;

получения кристаллов безводного ацетилацетоната никеля при азеотопной отгонке раствора ацетилацетоната никеля дигидрата в толуоле концентрацией 20-25 мас. % с последующей фильтрованием полученного маточного раствора и кристаллизацией осадка при отгонке избытка толуола из маточного раствора;

последующее охлаждение маточного раствора с выпавшим осадком до температуры 10-15°С, последующая выдержка в течение 6-8 часов при указанной температуре и фильтрование осадка.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для получения ацетилацетоната никеля (II) осуществляют следующие операции.

На первом этапе получают ацетилацетонат никеля дигидрата путем добавления к водному раствору никеля сернокислого 7-водного гидроксида натрия при интенсивном перемешивании и температуре 15-25°С, с последующим добавлением ацетилацетона при температуре 15-25°С, при мольном соотношении никеля сернокислого 7-водного : гидроксида натрия : ацетилацетона, равном 1:2-2,5:2.

Затем получают кристаллы ацетилацетоната никеля дигидрата при нагреве ацетилацетоната никеля дигидрата при температуре 85-90°С в течение 1-1,5 часов.

Далее получают кристаллы безводного ацетилацетоната никеля при азеотропной отгонке раствора ацетилацетоната никеля дигидрата в толуоле концентрацией 20-25 мас. %, с последующей фильтрованием полученного маточного раствора и кристаллизацией осадка при отгонке избытка толуола из маточного раствора;

На последнем этапе осуществляют охлаждение маточного раствора с выпавшим осадком до температуры 10-15°С, с последующей выдержкой в течение 6-8 часов при указанной температуре и фильтрование осадка.

Пример 1

В трехгорлую колбу объемом 1 дм³ загружали 50 г сульфата никеля 7-водного и 170 см³ дистиллированной воды. После полного растворения сульфата никеля при интенсивном перемешивании добавляли раствор гидроксида натрия до рН=12 при температуре 15°С. Далее при температуре 15°С добавляли 35,65 г ацетилацетона, в результате получили ацетилацетонат никеля дигидрата, который затем нагревают при температуре 85°С в течение 1 часа. Во время нагрева выпадал кристаллический осадок бирюзового цвета ацетилацетоната никеля дигидрата. После охлаждения реакционной массы до комнатной температуры осадок отфильтровывали. Полученный осадок промывали 100 см³ дистиллированной воды и сушили при 50°С в вакуум-сушильном шкафу в течение 4 ч.

После сушки осадок помещали в круглодонную колбу и добавляли 170 см³ толуола, в результате получали раствор ацетилацетоната никеля дигидрата в толуоле концентрацией 20 мас. %. Далее смесь нагревали до кипения и отгоняли азеотропную смесь толуола с водой в ловушку Дина-Старка. Затем темно-зеленый раствор отфильтровывали, маточный раствор помещали в круглодонную колбу и отгоняли избыток толуола до выпадения осадка. Далее смесь охлаждали до 10°С, после чего выдерживали при перемешивании в течение 6 часов. После выдержки содержимое колбы отфильтровывали.

В результате получили 37 г ацетилацетоната никеля II (см. таблицу 1). Характеристики полученного продукта указаны в таблице 2.

Пример 2

В трехгорлую колбу объемом 1 дм³ загружали 50 г сульфата никеля 7-водного и 170 см³ дистиллированной воды. После полного растворения сульфата никеля при интенсивном перемешивании добавляли раствор гидроксида натрия до рН=12 при температуре 20°С. Далее при температуре 20°С добавляли 35,65 г ацетилацетона, в результате получили ацетилацетонат никеля дигидрата, который затем нагревают при температуре 87°С в течение 1,2 часа. Во время нагрева выпадал кристаллический осадок бирюзового цвета ацетилацетоната никеля дигидрата. После охлаждения реакционной массы до комнатной температуры осадок отфильтровывали. Полученный осадок промывали 100 см³ дистиллированной воды и сушили при 50°С в вакуум-сушильном шкафу в течение 4 ч.

После сушки осадок помещали в круглодонную колбу и добавляли 170 см³ толуола, в результате получали раствор ацетилацетоната никеля дигидрата в толуоле концентрацией 22 мас. %. Далее смесь нагревали до кипения и отгоняли азеотропную смесь толуола с водой в ловушку Дина-Старка. Затем темно-зеленый раствор отфильтровывали, маточный раствор помещали в круглодонную колбу и отгоняли избыток толуола до выпадения осадка. Далее смесь охлаждали до 12°С, после чего выдерживали при перемешивании в течение 7 часов. После выдержки содержимое колбы отфильтровывали.

В результате получили 37 г ацетилацетоната никеля II (см. таблицу 1). Характеристики полученного продукта указаны в таблице 2.

Пример 3

В трехгорлую колбу объемом 1 дм³ загружали 50 г сульфата никеля 7-водного и 170 см³ дистиллированной воды. После полного растворения сульфата никеля при интенсивном перемешивании добавляли раствор гидроксида натрия до рН=12 при температуре 25°С. Далее при температуре 25°С добавляли 35,65 г ацетилацетона, в результате получили ацетилацетонат никеля дигидрата, который затем нагревают при температуре 90°С в течение 1,5 часов. Во время нагрева выпадал кристаллический осадок бирюзового цвета ацетилацетоната никеля дигидрата. После охлаждения реакционной массы до комнатной температуры осадок отфильтровывали. Полученный осадок промывали 100 см³ дистиллированной воды и сушили при 50°С в вакуум-сушильном шкафу в течение 4 ч.

После сушки осадок помещали в круглодонную колбу и добавляли 170 см³ толуола, в результате получали раствор ацетилацетоната никеля дигидрата в толуоле концентрацией 25 мас. %. Далее смесь нагревали до кипения и отгоняли азеотропную смесь толуола с водой в ловушку Дина-Старка. Затем темно-зеленый раствор отфильтровывали, маточный раствор помещали в круглодонную колбу и отгоняли избыток толуола до выпадения осадка. Далее смесь охлаждали до 15°С, после чего выдерживали при перемешивании в течение 8 часов. После выдержки содержимое колбы отфильтровывали.

В результате получили 37 г ацетилацетоната никеля II (см. таблицу 1). Характеристики полученного продукта указаны в таблице 2.

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как оно раскрыто в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.

Изобретение относится к способу получения безводного ацетилацетоната никеля (II), который применяют в качестве катализатора реакции при синтезе азотосодержащих гетероциклических систем, а также в органическом синтезе для производства металлоорганических соединений. Предлагаемый способ включает стадию получения ацетилацетоната никеля дигидрата путем добавления гидроксида натрия к водному раствору никеля сернокислого 7-водного при интенсивном перемешивании и температуре 15-25°С с последующим добавлением ацетилацетона при температуре 15-25°С. Реагенты используют при мольном соотношении никеля сернокислого 7-водного : гидроксида натрия : ацетилацетона, равном 1:2-2,5:2. Далее осуществляют получение кристаллов ацетилацетоната никеля дигидрата при нагреве ацетилацетоната никеля дигидрата при температуре 85-90°С в течение 1-1,5 часов. Затем получают кристаллы безводного ацетилацетоната никеля при азеотропной отгонке раствора ацетилацетоната никеля дигидрата в толуоле концентрацией 20-25 мас.% с последующим фильтрованием полученного маточного раствора и кристаллизацией осадка при отгонке избытка толуола из маточного раствора. Далее осуществляют охлаждение маточного раствора с выпавшим осадком до температуры 10-15°С с последующей выдержкой в течение 6-8 часов при указанной температуре и фильтрованием осадка. Технический результат - повышение выхода ацетилацетоната никеля. 2 табл., 3 пр.

Способ получения безводного ацетилацетоната никеля, включающий следующие этапы:

a) получение ацетилацетоната никеля дигидрата путем добавления к водному раствору никеля сернокислого 7-водного гидроксида натрия при интенсивном перемешивании и температуре 15-25°С с последующим добавлением ацетилацетона при температуре 15-25°С, при мольном соотношении никеля сернокислого 7-водного : гидроксида натрия : ацетилацетона, равном 1:2-2,5:2;

b) получение кристаллов ацетилацетоната никеля дигидрата при нагреве ацетилацетоната никеля дигидрата при температуре 85-90°С в течение 1-1,5 часов;

c) получение кристаллов безводного ацетилацетоната никеля при азеотропной отгонке раствора ацетилацетоната никеля дигидрата в толуоле концентрацией 20-25 мас.% с последующим фильтрованием полученного маточного раствора и кристаллизацией осадка при отгонке избытка толуола из маточного раствора;

d) последующее охлаждение маточного раствора с выпавшим осадком до температуры 10-15°С, последующая выдержка в течение 6-8 часов при указанной температуре и фильтрование осадка.