Способ получения координационных соединений меди (ii) с 5,5-диметил-1,3-циклогександионом

Способ получения координационных соединений меди (ii) с 5,5-диметил-1,3-циклогександионом

Реферат

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.Н., Махаев В.Д. // Журнал неорганической химии. 1996. - №3 (41), - 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 Р-дикетонов используется способ (Палкина К.К., Кочетов А.Н., Совинкина Е.В., Алисберова Л.Ю. // Журнал неорганической химии 2006. - №11(51). - 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 аналогом к заявляемому способу является способ, включающий смешение этанольных растворов 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 (патент РФ №2343156, C07F 5/00 (2006.01)).

К недостаткам способа относится образование продукта, в состав которого входит значительное количество азота, а в его УФ-спектре появляются полосы поглощения, характерные для пиридина, что позволяет предположить образование разнолигандного комплексного соединения.

Техническим результатом является получение комплексного соединения, не содержащего примесей пиридина и разнолигандных комплексных соединений,

Для достижения результата предлагается проводить электролиз этанольного раствора 5,5-диметил-1,3-циклогександиона в присутствии хлорида лития в двухэлектродной ячейке с медными электродами при соотношении компонентов 100:5:0,5, плотности тока 2-4 мА/см² и времени импульса 5 секунд. Полученный в результате электролиза осадок отфильтровывают, промывают на фильтре этиловым спиртом и высушивают в вакуумном эксикаторе над хлоридом кальция.

Пример конкретного выполнения. В двухэлектродную бездиафрагменную ячейку снабженную двумя медными электродами (объем ячейки 75 мл) помещали 50 г этилового спирта, 2,5 г 5,5-диметил-1,3-циклогександиона и 0,25 г хлорида лития, через ячейку пропускали импульсный электрический ток; время импульса - 5 с, скважность - 2, плотность тока - 4 мА/см².

Экспериментально установлено, что при плотности тока менее 2 мА/см² синтез практически не протекает, а при значениях выше 5 мА/см² наблюдается заметная эрозия электрода, что вызывает загрязнение полученного целевого продукта порошком меди. Выбор оптимальных условий синтеза может быть проиллюстрирован данными, отраженными в таблицах 1, 2.

В таблице 1 приводится изменение оптической плотности раствора через 30 минут синтеза (оптическая плотность пропорциональна количеству комплексного соединения, накопившегося в растворе).

Таблица 1
Зависимость оптической плотности раствора электролита от плотности электрического тока (λmax=690 нм)
Плотность тока, мА/см2	Оптическая плотность
0,5	0,05
1,0	0,07
1,5	0,08
2,0	0,10
2,5	0,16
3,0	0,23
3,5	0,29
4,0	0,37
4,5	начинается эрозия электрода
5,0	заметная эрозия электрода

Для того чтобы избежать явления солевой поляризации электрода, использовался импульсный ток.

Таблица 2
Влияние времени импульса на выход координационного соединения
Время импульса, с	Выход продукта, %
1	50,6
3	53,2
5	82,0
7	69,3
9	58,0
11	53,5
13	52,0
15	49,6

Выпавший через 1,5 часа на дно ячейки осадок отфильтровали и высушили над хлористым кальцием в вакуумном эксикаторе и анализировали на содержание металла и 5,5-диметил-1,3-циклогександиона. Выход - 82%, результаты анализа на содержание меди и 5,5-диметил-1,3-циклогександиона приведены в таблице 3:

Таблица 3
Состав синтезированного соединения
Найдено, %	Вычислено, %
ωМ	ωL	ωМ	ωL
19,0	80,5	18,6	81,4

ω_М - массовая доля меди, ω_L - массовая доля 5,5-диметил-1,3-циклогександиона

В ИК-спектре синтезированного соединения обнаружены полосы поглощения 1570, 1486, 1372, 955 см^-1, что свидетельствует о енольной форме 5,5-диметил-1,3-циклогександиона, вошедшего в состав синтезированного соединения.

Способ получения комплексного соединения меди с 5,5-диметил-1,3-циклогександионом состава СuL₂ (L - 5,5-диметил-1,3-циклогександион), включающий приготовление раствора 5,5-диметил-1,3-циклогександиона и хлорида лития в этиловом спирте в соотношении 5:0,5:100, электролиз полученного раствора с медными электродами, отделение полученного осадка, промывку осадка и его сушку, отличающийся тем, что синтез проводят электролизом при помощи импульсного электрического тока, время импульса - 5 с, плотность электрического тока 2-4 мА/см².