CN102838469A - 一种乙酰丙酮钯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乙酰丙酮钯的制备方法,将高纯度的金属钯或海绵钯放入容器中,加入浓硝酸和双氧水,加热溶解后冷却至室温,加入强碱溶液调节pH值至8~11,再加入过量乙酰丙酮,得到产品乙酰丙酮钯。与现有技术相比,本发明不需以钯盐化合物为起始物,成本大大降低,在以高纯度的金属钯块或海绵钯为起始物时,在溶解过程中加入浓硝酸和双氧水生成过硝酸,增强了对钯的溶解能力,加快了反应速度,减少了双氧水的用量,提高了产品收率、纯度,具有工艺条件温和、步骤简单等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种乙酰丙酮钯的制备方法。
背景技术
乙酰丙酮钯[Pd (acac)2]为黄色结晶粉末,是一种贵金属有机配位化合物,可溶于苯、氯仿、无水乙醇等有机溶剂中,随着化学气相沉积技术(CVD)的日趋成熟,乙酰丙酮钯因其易挥发、易分解、易溶于多种有机溶剂等特点,成为了理想的前驱体,在乙酰丙酮钯溶于有机溶剂中浸渍多孔载体制备的钯催化剂,其金属分散度大大优于由钯的无机化合物制备的钯催化剂,通过CVD可制备钯金属涂镀层、载体催化剂、膜催化剂以及钠米钯和钯合金,同时也是均相催化反应和光催化反应的重要催化剂,在新材料和精细化工领域有着广泛的应用前景。
CN101033182A公开了一种以钯盐为起始物制备乙酰丙酮钯的方法,以可溶性钾盐或钠盐与可溶性钯盐溶于去离子水中,用强碱调节pH值,再加入乙酰丙酮,得到产品,该方法虽然制备条件温和、操作方便,但加入的钾盐或钠盐增加了制备成本。US3960909公开了一种乙酰丙酮钯的制备方法,以氯化钯为起始物,反应条件较为苛刻,成本较高。CN1737006A公开了一种以钯为起始物的制备乙酰丙酮钯的方法,该方法在加热的条件下,用双氧水(浓度为10%~50%,每克钯加入量为60~20ml)溶解金属钯,然后加入乙酰丙酮并用碱溶液将反应溶液 pH 值调节至9~11,在40~80℃回流反应得到乙酰丙酮钯。由该方法制备乙酰丙酮钯的收率较低,仅为95%,且制备过程需用到大量热的双氧水,且双氧水遇热易分解,浓度越高分解越快,而低浓度的双氧水对钯的溶解能力弱,影响对钯的溶解速度,尤其是金属钯块,反应条件较为苛刻。
发明内容
针对现有技术中的不足之处,本发明提供了一种用时较短、操作简便、生产成本低的乙酰丙酮钯的制备方法。
本发明乙酰丙酮钯的制备方法,包括:
(a)把金属钯或海绵钯放入容器中,缓慢加入浓硝酸和双氧水,加热至40~58℃,优选为45~55℃进行溶解,其中浓硝酸的总用量是金属钯或海绵钯重量的2~8倍,双氧水的总用量是金属钯或海绵钯重量的2~8倍;
(b)将步骤(a)得到的溶液冷却至室温置于带回流冷凝器的反应装置中,再缓慢加入可溶性强碱溶液搅拌反应,至溶液的pH值为8~11时停止加入强碱溶液,得到棕色沉淀,继续搅拌反应1~2小时,加入乙酰丙酮,乙酰丙酮与钯的摩尔比为2~9:1,优选为3~5:1,在40~80℃下回流搅拌4~12小时,过滤收集黄色沉淀物,用去离子水洗涤,经干燥,得到乙酰丙酮钯产品。
步骤(a)中所述溶解钯的温度优选为45~55℃。
步骤(a)中所述金属钯或海绵钯的纯度大于99.95wt%。
步骤(a)中所述浓硝酸的重量浓度为65%~68%,所述双氧水的重量浓度为28%~30%。
步骤(a)中,采用海绵钯时,浓硝酸的总用量优选为海绵钯重量的2~5倍,双氧水总用量优选为海绵钯重量的2~4倍。采用金属钯时,浓硝酸的总用量优选为金属钯重量的4~7倍,双氧水总用量优选为金属钯重量的4~6倍。
步骤(b)中所述强碱溶液为氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液。
步骤(b)中所述的加入强碱溶液的摩尔浓度优选2~5mol/L。
步骤(b)中所述的干燥条件如下:40~80℃干燥4~12小时。
步骤(b)所述的黄色沉淀物最好用去离子水洗涤至中性为止。
本发明直接以金属钯为起始物,不需要以钯盐无机化合物为反应物,省掉了制备中间体钯盐的繁琐步骤,原料易得,采用浓硝酸和双氧水溶解金属钯,使浓硝酸和双氧水生成过硝酸,增强了溶解能力,其溶解速度大大提高,无论是海绵钯还是金属钯都可以在较短的时间内溶解,缩短了制备时间, 大大减少了已有专利单纯使用双氧水的用量,且比其溶解速度快。本发明操作条件温和,简化了合成方法,合成产率、效率高,成本大大降低。所得的乙酰丙酮钯产品性质均一,纯度接近100%,是优质的乙酰丙酮钯产品。
本发明方法适于以金属钯或海绵钯为起始物制备乙酰丙酮钯,特别适于难以溶解的金属钯为起始物制备乙酰丙酮钯。
具体实施方式
下面通过实施例详细说明本发明方法,但并不限制本发明方法。本发明中,wt%表示质量分数。
实施例1
取10克纯度>99.95wt%的海绵钯粉,放入1升烧杯中,将重量浓度为65%的浓硝酸30克和重量浓度为30%的双氧水25克缓慢加入,将溶液在电热器上加热至45℃,完全溶解后,冷却至室温,置于1000ml带回流冷凝器的三口烧瓶反应装置中搅拌反应,再缓慢加入浓度为3mol/L氢氧化钠溶液,至溶液的pH值为9时停止加入,得到棕色沉淀,继续搅拌反应1小时,加入37.61g乙酰丙酮,在60℃下回流搅拌8小时,过滤收集黄色沉淀物,用去离子水洗涤至中性,于70℃干燥9小时,得到产品A,经元素分析、质谱分析(MS)测定,该化合物为目的产物乙酰丙酮钯。
实施例2
取15克纯度>99.95wt%的海绵钯粉,放入1升烧杯中,将重量浓度为65%的浓硝酸60克和重量浓度为30%的双氧水30克缓慢加入,将溶液在电热器上加热至50℃,完全溶解后,冷却至室温,置于1000ml带回流冷凝器的三口烧瓶反应装置中搅拌反应,再缓慢加入浓度为4mol/L氢氧化钾溶液,至溶液的pH值为8时停止加入,得到棕色沉淀,继续搅拌反应1.5小时,加入42.31g乙酰丙酮,在65℃下回流搅拌8小时,过滤收集黄色沉淀物,用去离子水洗涤至中性,于80℃干燥8小时,得到产品B ,经元素分析、质谱分析(MS)测定,该化合物为目的产物乙酰丙酮钯。
实施例3
取10克纯度>99.95wt%金属钯块,放入1升烧杯中,将重量浓度为65%的浓硝酸70克和重量浓度为30%的双氧水60克缓慢加入,将溶液在电热器上加热至55℃,完全溶解后,冷却至室温,置于1000ml带回流冷凝器的三口烧瓶反应装置中搅拌反应,再缓慢加入浓度为5mol/L氢氧化钾溶液,至溶液的pH值为9时停止加入,得到棕色沉淀,继续搅拌反应2小时,加入47.02g乙酰丙酮,在70℃下回流搅拌8小时,过滤收集黄色沉淀物,用去离子水洗涤至中性,于80℃干燥12小时,得到产品C,经元素分析、质谱分析(MS)测定,该化合物为目的产物乙酰丙酮钯。
对比例1
取15克纯度>99.95wt%的海绵钯粉,放入2升烧杯中,将重量浓度为65%的浓硝酸100克缓慢加入,将溶液在电热器上加热至50℃,溶解后,冷却至室温,置于1000ml带回流冷凝器的三口烧瓶反应装置中搅拌反应,再缓慢加入浓度为4mol/L氢氧化钾溶液,至溶液的pH值为8时停止加入,得到棕色沉淀,继续搅拌反应1.5小时,加入42.31g乙酰丙酮,在65℃下回流搅拌8小时,过滤收集黄色沉淀物,用去离子水洗涤至中性,于80℃干燥8小时,得到产品D ,经元素分析、质谱分析(MS)测定,该化合物为乙酰丙酮钯。
对比例2
取10克纯度>99.95wt%的金属钯块,放入2升烧杯中,将重量浓度为65%的浓硝酸150克缓慢加入,将溶液在电热器上加热至55℃,溶解后,冷却至室温,置于1000ml带回流冷凝器的三口烧瓶反应装置中搅拌反应,再缓慢加入浓度为5mol/L氢氧化钾溶液,至溶液的pH值为9时停止加入,得到棕色沉淀,继续搅拌反应2小时,加入47.02g乙酰丙酮,在70℃下回流搅拌8小时,过滤收集黄色沉淀物,用去离子水洗涤至中性,于80℃干燥12小时,得到产品E,经元素分析、质谱分析(MS)测定,该化合物为乙酰丙酮钯。
实施例和对比例所得产品的性质见下表1。
表1
产品编号 | 钯原料 | 钯重量,g | 溶解时间,h | 乙酰丙酮钯产品,g | 成品率,wt% | 产品含钯量,wt% |
A | 海绵钯 | 10 | 0.3 | 28.53 | 99.71 | 34.92 |
B | 海绵钯 | 15 | 0.5 | 42.83 | 99.79 | 34.91 |
C | 金属钯 | 10 | 1.6 | 28.56 | 99.81 | 34.93 |
D | 海绵钯 | 15 | 1.2 | 42.81 | 99.75 | 34.90 |
E | 金属钯 | 10 | 2.8 | 28.55 | 99.78 | 34.92 |
Claims (10)
1.一种乙酰丙酮钯的制备方法,包括:
(a)把金属钯或海绵钯放入容器中,然后缓慢加入浓硝酸和双氧水,加热至40~58℃进行溶解,其中浓硝酸的总用量是金属钯或海绵钯重量的2~8倍,双氧水的总用量是金属钯或海绵钯重量的2~8倍;
(b)将步骤(a)得到的溶液冷却至室温置于带回流冷凝器的反应装置中,再缓慢加入摩尔浓度1~8 mol/L强碱溶液搅拌反应,至溶液的pH值为8~11时停止加入强碱溶液,得到棕色沉淀,继续搅拌反应1~2小时,加入乙酰丙酮,乙酰丙酮与钯的摩尔比为2~9:1,在40~80℃下回流搅拌4~12小时,过滤收集黄色沉淀物,用去离子水洗涤,然后经干燥,得到乙酰丙酮钯产品。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于步骤(a)中,所述的加热溶解温度为45~55℃。
3.按照权利要求1所述的方法,其特征在于步骤(a)中所述金属钯或海绵钯的纯度大于99.95wt%。
4.按照权利要求1所述的方法,其特征在于步骤(a)中所述浓硝酸的重量浓度为65%~68%,所述双氧水的重量浓度为28%~30%。
5.按照权利要求1所述的方法,其特征在于步骤(a)中所述强碱溶液为氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液。
6.按照权利要求1、3或4所述的方法,其特征在于步骤(a)中,采用海绵钯时,浓硝酸的总用量为海绵钯重量的2~5倍,双氧水总用量为海绵钯重量的2~4倍。
7.按照权利要求1、3或4所述的方法,其特征在于步骤(a)中,采用金属钯时,浓硝酸的总用量为金属钯重量的4~7倍,双氧水总用量为金属钯重量的4~6倍。
8.按照权利要求1所述的方法,其特征在于步骤(b)所述的强碱溶液的摩尔浓度为2~5mol/L。
9.按照权利要求1所述的方法,其特征在于步骤(b)所述的乙酰丙酮与钯的摩尔比为3~5:1。
10.按照权利要求1所述的方法,其特征在于步骤(b)所得的黄色沉淀物用去离子水洗涤至中性为止;步骤(b)所述的干燥条件如下:40~80℃干燥4~12小时。
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