CN112209820B - 一种醋酸钯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种醋酸钯的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将海绵钯与甲酸水溶液混合，于100℃～105℃温度条件下煮沸10min～30min，得到体系A；步骤二、去除体系A中液体，加入硝酸，得到硝酸钯溶液；步骤三、在50℃～80℃温度条件下，向硝酸钯溶液中加入水，陈化2h～5h，得到体系B；步骤四，离心分离体系B，得到固相；步骤五、将步骤四所述固相与冰醋酸混合，于100℃～120℃温度条件下回流5h～8h，浓缩，得到醋酸钯。该方法以海绵钯为原料，经甲酸水溶液活化、硝酸溶解、水解和在冰醋酸条件下回流，制备得到醋酸钯，产品纯度达99％，产率高于99％，产率高，品质好，无副产物生成。
Description
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种醋酸钯的制备方法。
背景技术
醋酸钯作为一种不含卤素的均相催化剂，主要用于烯烃芳香化反应、交叉偶联反应和烯羰基化反应，同时在环己酮、己二酸和己内酰胺工业和非线性光学材料合成领域也得到广泛应用。
自二十世纪六十年代以来，醋酸钯合成的研究即以见诸报端(Heffer等，Carboxylates of palladium,platinum,and rhodium,and their adducts)；我国研究员张如芬等(化学试剂，1994，醋酸钯合成方法的改进)曾用氯化钯、氢氧化钠和甲酸钠的水溶液直接反应得到的海绵钯与醋酸和硝酸回流反应制得醋酸钯；江敦润等在《[Pd(AC)2]3的合成工艺之改进》一文中也公开通过将改性后的钯粉直接和冰醋酸反应的方法制备醋酸钯的工艺过程，这些方法存在反应效率低下、需要重复进行溶解操作导致最终产品中不可避免的产生Pd(OAc)·NO2副产物的缺陷，最终得到的产品品质较低，而已有技术中利用氢氧化钯和醋酸反应制备醋酸钯的工艺存在反应过程冗长、氢氧化钯不易洗涤干净、碱土金属污染产品和氢氧化钯不易完全转换成产品等缺点。公开日为2010-12-15，申请号为201610653684.4的专利文件《一种醋酸钯化合物的制备方法》和公开日为2016-12-14，申请号为201010266884.7的专利文件《一种醋酸钯三聚体的制备方法》中报道的醋酸钯的制备方法包括先制备钯黑，然后与醋酸反应得到醋酸钯，其中，制备钯黑的过程工艺条件复杂，需要使用含磷试剂、甲醛和水合肼等有毒物质，不可避免的会对水体、环境甚至人体产生危害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种醋酸钯的制备方法。本发明提供一种制备醋酸钯的方法，该方法以海绵钯为原料，经甲酸水溶液活化、硝酸溶解、水解和在冰醋酸条件下回流，制备得到醋酸钯，产品纯度达99％，产率高于99％，产率高，品质好，无副产物生成。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种醋酸钯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将海绵钯与甲酸水溶液混合，于100℃～105℃温度条件下煮沸10min～30min，得到体系A；
步骤二、去除步骤一所述体系A中液体，加入硝酸，得到硝酸钯溶液；
步骤三、在50℃～80℃温度条件下，向步骤二所述硝酸钯溶液中加入水，陈化2h～5h，得到体系B；
步骤四，离心分离步骤三所述体系B，得到固相；
步骤五、将步骤四所述固相与冰醋酸混合，于100℃～120℃温度条件下回流5h～8h，浓缩，得到醋酸钯。
上述的一种醋酸钯的制备方法，其特征在于，步骤一中甲酸水溶液的质量为海绵钯质量的20倍～50倍，步骤一所述甲酸水溶液中甲酸与水的体积比为1:(50～80)。
上述的一种醋酸钯的制备方法，其特征在于，步骤二中硝酸的体积为步骤一海绵钯质量的2倍～10倍，所述硝酸体积的单位为mL，所述海绵钯质量单位为g；步骤二中所述硝酸的质量百分含量为67％。
上述的一种醋酸钯的制备方法，其特征在于，步骤三中向硝酸钯溶液中加入的水的体积为步骤一中海绵钯质量的20倍～50倍，所述水的体积的单位为mL，海绵钯质量的单位为g。
上述的一种醋酸钯的制备方法，其特征在于，步骤五中所述冰醋酸的体积为步骤一中海绵钯质量的30倍～60倍，冰醋酸体积的单位为mL，海绵钯质量的单位为g。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明提供一种制备醋酸钯的方法，该方法以海绵钯为原料，经甲酸水溶液活化、硝酸溶解、水解和在冰醋酸条件下回流，制备得到醋酸钯，产品纯度达99％，产率高于99％，产率高，品质好，无副产物生成。
2、本发明制备醋酸钯的方法，终产物以晶体形式析出，利于放大生产。
3、本发明操作简单，生产过程绿色环保，合成原料易得，成本低。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1制备得到的醋酸钯的红外光谱图。
具体实施方式
本发明的以下实施例中的试剂和材料均为市售可得，下列实施例中未注明具体条件的实验方法均按照常规方法和条件进行。
实施例1
本实施例提供一种制备醋酸钯的方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.5g海绵钯置于烧杯中，向所述烧杯中加入10mL甲酸水溶液，于100℃温度条件下煮沸30min，得到体系A；所述甲酸水溶液中甲酸与水的体积比为1:50；本实施例中的海绵钯优选粒径≤100μm的海绵钯；
步骤二、倾倒以去除步骤一所述体系A中液体，加入1mL质量百分含量为67％硝酸后将所述烧杯置于电炉上加热至沸腾，海绵钯全部溶解，得到硝酸钯溶液；
步骤三、在50℃温度条件下，向步骤二所述硝酸钯溶液中滴加10mL水，生成的红棕色固体即为氧化钯，陈化2h，得到体系B；
步骤四，将步骤三所述体系B置于离心机中，离心分离以除去液体，再用水离心洗涤三次，得到固相，得到的固相即为清洗后氧化钯；
步骤五、将步骤四所述固相与15mL冰醋酸混合，于100℃回流5h，在真空度小于20mbar条件下将溶液浓缩至固相完全干燥，得到1.05g棕黄色固相，该棕黄色固相经元素分析和红外谱图表征，即为醋酸钯，醋酸钯的收率为100％，纯度为99％。
其中元素分析在德国Elementar vario EL cube型元素分析仪上进行，钯含量按照GB/T 23276钯化合物分析方法进行测定，本实施例产品元素分析结果显示C21.34，H2.67，Pd47.39，与理论值C21.39，H2.67，Pd47.41相符，表明本实施例制备得到的产品为醋酸钯。
红外光谱测定在傅里叶变换红外光谱(FT-IR)Nicolet IS5上进行，本实施例产品的红外光谱见图1，从图中可以看出，1600cm-1和1427cm-1出现两个强的吸收峰，前者归属于反对称COO-伸缩振动，后者归属于对称COO-的伸缩振动，表明COO-和钯配位生成了钯配合物Pd(AC)2。
实施例2
本实施例提供一种制备醋酸钯的方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.5g海绵钯置于烧杯中，向所述烧杯中加入25mL甲酸水溶液，于102℃温度条件下煮沸20min，得到体系A；所述甲酸水溶液中甲酸与水的体积比为1:80；本实施例中的海绵钯优选粒径≤100μm的海绵钯；
步骤二、倾倒以去除步骤一所述体系A中液体，加入3mL质量百分含量为67％硝酸后将所述烧杯置于电炉上加热至沸腾，海绵钯全部溶解，得到硝酸钯溶液；
步骤三、在80℃温度条件下，向步骤二所述硝酸钯溶液中滴加15mL水，生成的红棕色固体即为氧化钯，陈化5h，得到体系B；
步骤四，将步骤三所述体系B置于离心机中，离心分离以除去液体，再用水离心洗涤三次，得到固相，得到的固相即为清洗后氧化钯；
步骤五、将步骤四所述固相与30mL冰醋酸混合，于120℃回流8h，在真空度小于20mbar条件下将溶液浓缩至固相完全干燥，得到1.04g棕黄色固相，即为醋酸钯，醋酸钯的收率为99.05％，纯度为99％。
本实施例的产品元素分析结果显示C21.36，H2.69，Pd47.41，与理论值C21.39，H2.67，Pd47.41相符，表明本实施例制备得到的产品为醋酸钯。
本实施例产品的红外光谱图与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种制备醋酸钯的方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.5g海绵钯置于烧杯中，向所述烧杯中加入20mL甲酸水溶液，于105℃温度条件下煮沸10min，得到体系A；所述甲酸水溶液中甲酸与水的体积比为1:60；本实施例中的海绵钯优选粒径≤100μm的海绵钯；
步骤二、倾倒以去除步骤一所述体系A中液体，加入1mL质量百分含量为67％硝酸后将所述烧杯置于电炉上加热至沸腾，海绵钯全部溶解，得到硝酸钯溶液；
步骤三、在75℃温度条件下，向步骤二所述硝酸钯溶液中滴加10mL水，生成的红棕色固体即为氧化钯，陈化3h，得到体系B；
步骤四，将步骤三所述体系B置于离心机中，离心分离以除去液体，再用水离心洗涤三次，得到固相，得到的固相即为清洗后氧化钯；
步骤五、将步骤四所述固相与25mL冰醋酸混合，于110℃回流6h，在真空度小于20mbar条件下将溶液浓缩至固相完全干燥，得到1.05g棕黄色固相，即为醋酸钯，醋酸钯的收率为100％，纯度为99％。
本实施例的产品元素分析结果显示C21.35，H2.67，Pd47.40，与理论值C21.39，H2.67，Pd47.41相符，表明本实施例制备得到的产品为醋酸钯。
本实施例产品的红外光谱图与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供一种制备醋酸钯的方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.5g海绵钯置于烧杯中，向所述烧杯中加入20mL甲酸水溶液，于105℃温度条件下煮沸10min，得到体系A；所述甲酸水溶液中甲酸与水的体积比为1:50；本实施例中的海绵钯优选粒径≤100μm的海绵钯；
步骤二、倾倒以去除步骤一所述体系A中液体，加入5mL质量百分含量为67％硝酸后将所述烧杯置于电炉上加热至沸腾，海绵钯全部溶解，得到硝酸钯溶液；
步骤三、在60℃温度条件下，向步骤二所述硝酸钯溶液中滴加25mL水，生成的红棕色固体即为氧化钯，陈化3h，得到体系B；
步骤四，将步骤三所述体系B置于离心机中，离心分离以除去液体，再用水离心洗涤三次，得到固相，得到的固相即为清洗后氧化钯；
步骤五、将步骤四所述固相与15mL冰醋酸混合，于110℃回流6h，在真空度小于20mbar条件下将溶液浓缩至固相完全干燥，得到1.04g棕黄色固相，即为醋酸钯，醋酸钯的收率为99.05％，纯度为99％。
本实施例的产品元素分析结果显示C21.36，H2.68，Pd47.41，与理论值C21.39，H2.67，Pd47.41相符，表明本实施例制备得到的产品为醋酸钯。
本实施例产品的红外光谱图与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种制备醋酸钯的方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.5g海绵钯置于烧杯中，向所述烧杯中加入25mL甲酸水溶液，于102℃温度条件下煮沸20min，得到体系A；所述甲酸水溶液中甲酸与水的体积比为1:60；本实施例中的海绵钯优选粒径≤100μm的海绵钯；
步骤二、倾倒以去除步骤一所述体系A中液体，加入3mL质量百分含量为67％硝酸后将所述烧杯置于电炉上加热至沸腾，海绵钯全部溶解，得到硝酸钯溶液；
步骤三、在75℃温度条件下，向步骤二所述硝酸钯溶液中滴加25mL水，生成的红棕色固体即为氧化钯，陈化2h，得到体系B；
步骤四，将步骤三所述体系B置于离心机中，离心分离以除去液体，再用水离心洗涤三次，得到固相，得到的固相即为清洗后氧化钯；
步骤五、将步骤四所述固相与25mL冰醋酸混合，于120℃回流5h，在真空度小于20mbar条件下将溶液浓缩至固相完全干燥，得到1.05g棕黄色固相，即为醋酸钯，醋酸钯的收率为100％，纯度为99％。
本实施例的产品元素分析结果显示C21.33，H2.65，Pd47.40，与理论值C21.39，H2.67，Pd47.41相符，表明本实施例制备得到的产品为醋酸钯。
本实施例产品的红外光谱图与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种制备醋酸钯的方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.5g海绵钯置于烧杯中，向所述烧杯中加入10mL甲酸水溶液，于105℃温度条件下煮沸30min，得到体系A；所述甲酸水溶液中甲酸与水的体积比为1:80；本实施例中的海绵钯优选粒径≤100μm的海绵钯；
步骤二、倾倒以去除步骤一所述体系A中液体，加入4mL质量百分含量为67％硝酸后将所述烧杯置于电炉上加热至沸腾，海绵钯全部溶解，得到硝酸钯溶液；
步骤三、在75℃温度条件下，向步骤二所述硝酸钯溶液中滴加15mL水，生成的红棕色固体即为氧化钯，陈化5h，得到体系B；
步骤四，将步骤三所述体系B置于离心机中，离心分离以除去液体，再用水离心洗涤三次，得到固相，得到的固相即为清洗后氧化钯；
步骤五、将步骤四所述固相与30mL冰醋酸混合，于100℃回流8h，在真空度小于20mbar条件下将溶液浓缩至固相完全干燥，得到1.04g棕黄色固相，即为醋酸钯，醋酸钯的收率为99.05％，纯度为99％。
本实施例的产品元素分析结果显示C21.36，H2.68，Pd47.40，与理论值C21.39，H2.67，Pd47.41相符，表明本实施例制备得到的产品为醋酸钯。
本实施例产品的红外光谱图与实施例1相同。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种醋酸钯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将海绵钯与甲酸水溶液混合，于100℃~105℃温度条件下煮沸10min~30min，得到体系A；所述海绵钯粒径≤100μm；步骤一中甲酸水溶液的质量为海绵钯质量的20倍~50倍，步骤一所述甲酸水溶液中甲酸与水的体积比为1:（50~80）；
步骤二、去除步骤一所述体系A中液体，加入硝酸，得到硝酸钯溶液；
步骤三、在50℃~80℃温度条件下，向步骤二所述硝酸钯溶液中加入水，陈化2h~5h，得到体系B；
步骤四，离心分离步骤三所述体系B，得到固相；
步骤五、将步骤四所述固相与冰醋酸混合，于100℃~120℃温度条件下回流5h~8h，浓缩，得到醋酸钯。
2.根据权利要求1所述的一种醋酸钯的制备方法，其特征在于，步骤二中硝酸的体积为步骤一海绵钯质量的2倍~10倍，所述硝酸体积的单位为mL，所述海绵钯质量单位为g；步骤二中所述硝酸的质量百分含量为67%。
3.根据权利要求1所述的一种醋酸钯的制备方法，其特征在于，步骤三中向硝酸钯溶液中加入的水的体积为步骤一中海绵钯质量的20倍~50倍，所述水的体积的单位为mL，海绵钯质量的单位为g。
4.根据权利要求1所述的一种醋酸钯的制备方法，其特征在于，步骤五中所述冰醋酸的体积为步骤一中海绵钯质量的30倍~60倍，冰醋酸体积的单位为mL，海绵钯质量的单位为g。
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