MXPA97009135A - Proceso para la produccion de solucion de acetatode rutenio (iii) - Google Patents

Abstract

Un proceso para la producción de solución de acetato de rutenio (III) que comprende reaccionaróxido de rutenio (IV) con una cantidad estequiométrica de una hidrazina como agente reductor, en presencia deácido acético.

Description

PROCESO PARA LA PRODUCCIÓN DE SOLUCIÓN DE ACETATO DE RUTENIO (III) Campo de la Invención La presente invención se relaciona con mejoras en compuestos de metales preciosos. Más especialmente, la invención se relaciona con mejoras en compuestos de rutenio y con métodos para su producción. El acetato de rutenio (III) es el término que se utilizará aqui para describir [Ru30(OAc)6(H20)n(AcOH)3. OAc en donde n tiene un valor de 0 a 3, y el producto de su desolvación, es decir [Ru30(OAc)6]OAc, y productos que consisten sustancialmente en acetato de rutenio (III), posiblemente en mezcla con cantidades menores de otros acetatos, óxidos y/o hidróxidos de rutenio. El acetato de rutenio (III) es un compuesto conocido per se y comercialmente disponible, aunque no es un compuesto químico que pueda encontrarse a granel o en el mercado. Dicho compuesto se puede emplear como material de partida para otros compuestos de rutenio y se ha sugerido su uso como catalizador o como precursor catalítico. Descripción del Estado de la Técnica Los procesos generalmente aceptados para la producción de acetato de rutenio (III) implican la reacción de RuCl3.xH20 con cualquiera de ácido acético/anhídrido acético o acetato sódico en etanol, pero estas vías tienen los inconvenientes de proporcionar rendimientos bastante pobres y de contaminar el producto con otras especies de rutenio tal co o [Ru2(OAc)4Cl] y con iones cloruro y/o sodio. Una alternativa consistiría en reaccionar óxido de rutenio (VIII) con una mezcla de ácido acético y un reductor tal como acetaldehido o etanol. Esta última reacción es peligrosa debido a la naturaleza explosiva del óxido de rutenio (VIII), aunque cabría esperar que proporcionara un producto de alta pureza. Sería deseable poder disponer de procesos alternativos adecuados para la preparación a gran escala y con altos rendimientos de acetato de rutenio (III) de alta pureza. Los procesos conocidos tienden a producir contaminación en el material con impurezas tales como haluros, las cuales pueden contribuir a la corrosión de la instalación y/o del recipiente de reacción, y con impurezas metálicas indeseables, las cuales pueden contribuir a una pérdida de selectividad en los procesos catalíticos. Otra impureza indeseable es el azufre, el cual es un veneno bien conocido para los catalizadores. Sumario de la Invención La presente invención proporciona un proceso para la producción de solución de acetato de rutenio (III) en alto rendimiento y que comprende reaccionar óxido de rutenio (IV) con la cantidad estequiométrica de hidrazina como agente reductor, en presencia de ácido acético.

Descripción detallada de la Invención El proceso se efectúa convenientemente en dos etapas: la primera, reducción de rutenio (IV) a rutenio (III) mediante la hidrazina usada como agente reductor, en presen-cia de ácido acético, seguido por calentamiento, preferentemente a reflujo, durante un largo período, por ejemplo durante 8-24 horas. El reactivo de ácido acético puede ser ácido acético glacial, pero con preferencia es ácido acético acuoso, preparado diluyendo el ácido acético glacial con una pequeña proporción de agua, lo cual permite fácilmente la producción de solución de acetato de rutenio (III) de la composición de ácido acético preferida. Las proporciones recomendadas de hidrazina son de 95 a 115% de la necesidad estequiométrica. La estequiometría de la reacción requiere 1 mol de hidrazina por 4 moles de rutenio, puesto que la hidrazina actúa como un reductor de 4 electrones. La cantidad de hidrazina usada deberá ser preferentemente lo más próxima posible a la cantidad estequiométrica, para evitar así una sobre- o sub-reducción importe de la especie de rutenio (IV). Durante el proceso, la hidrazina se convierte a gas nitrógeno, el cual escapa. La hidrazina se emplea preferentemente como una solución acuosa, pero se puede emplear como un líquido neto, o como una sal de hidrazina en forma sólida o en solución. La hidrazina reductora puede ser una hidrazina sustituida, por ejemplo metilhidrazina, en cuyo caso se altera la estequiometría. Sin embargo, es probable que ésto generara subproductos indeseados a partir de la hidrazina sustituida, por ejemplo metilamina, que contaminarían al producto final. Para ciertos usos, dicha contaminación puede carecer de importancia. Se cree que la reacción de reducción puede describirse por la siguiente ecuación: 3Ru02. xH20+%N2H4+7AcOH?[Ru30(OAc )6( H20)3] OAc+( 2+3x)H20+%N2 El producto puede ser recuperado adecuadamente como una solución mediante enfriamiento de la mezcla de reacción y separación de cualquier óxido de rutenio (IV) sin reaccionar por filtración o centrifugado. Se puede aislar como un sólido por diversos medios evidentes a los expertos en la materia, tal como concentración de la solución, secado por aspersión o precipitación del compuesto por tratamiento a baja temperatura o por adición de un disolvente adecuado. La invención proporciona además acetato de rutenio (III) disuelto en ácido acético acuoso y que contiene bajos niveles de impurezas tal como nitrógeno (no más de 200 ppm), haluro (no más de 50 ppm). Con preferencia, la solución no contiene más de 50 ppm de azufre ni más de 100 ppm de impurezas metálicas. Más adecuadamente, la concentración de ácido acético está comprendida entre 40 y 80% en peso y la concentración de rutenio entre 4 y 8% en peso. El material de partida, óxido de rutenio (IV) hidratado, es por sí mismo un compuesto conocido, pero para la presente invención se prepara convenientemente mediante reducción de rutenato (VI) sódico usando un alcohol. El rutenato (VI) sódico es un material conocido per se. La presente invención se extiende además a otros carboxilatos de rutenio que pueden ser preparados de manera análoga al acetato. La invención se describe adicionalmente, solo a modo de ejemplo, en el siguiente ejemplo de trabajo. Ejemplo 1 En un vaso de precipitados de 250 ml se transfirió óxido de rutenio (IV) hidratado (43,88 g) preparado como anteriormente y se mezcló bien con ácido acético glacial (42,3 g) y la mezcla se transfirió a un matraz de fondo redondo y de 250 ml equipado con una varilla agitadora revestida con Teflon. La suspensión se lavó con otra porción de ácido acético glacial (42,3 g) seguido por agua (9 g). La suspensión se agitó vigorosamente y luego se añadió hidrazina (4,37 g de una solución al 15,26% en peso en agua) lentamente a través de una pipeta, durante 10 minutos. La cantidad de solución de hidrazina usada fué de 110% de la proporción estequiométrica basado en el contenido estimado en rutenio de la mezcla de reacción. Se produjo una efervescencia vigorosa y una subida gradual de temperatura de aproximadamente 15°C. El matraz se equipó, para el reflujo, con un condensador Liebig y se calentó suavemente a reflujo, lo cual se continuó durante 21 horas, en cuyo momento la mezcla de reacción se convirtió en una solución de color verde oscuro. Se detuvo la agitación y el matraz se dejó enfriar y en reposo durante 24 horas. El producto fué filtrado a través de papel de fibra de vidrio de 7 cm de diámetro, para obtener una solución limpia de producto de color verde oscuro (141 g) conteniendo 5,59% en peso de rutenio como rutenio (III). Esto corresponde a un rendimiento global de 98,5%. La solución de producto contenía menos de 50 ppm de haluro y menos de 100 ppm de nitrógeno.

Claims (6)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad y, por tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. - Un proceso para la producción de solución de acetato de rutenio (III), caracterizado porque comprende reaccionar óxido de rutenio (IV) con una cantidad estequiomé-trica de una hidrazina como agente reductor, en presencia de ácido acético.
2. 2.- Un proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una primera etapa para reducir rutenio (IV) a rutenio (III) mediante la hidrazina usada como agente reductor, en presencia de ácido acético, y una segunda etapa para calentar dicho rutenio (III) durante un largo período de tiempo.
3. 3.- Un proceso según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la hidrazina usada como agente reductor está presente en una cantidad de 95 a 115% respecto de la cantidad estequiométrica.
4. 4.- Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el rutenio (III) se calienta durante 8-24 horas.
5. 5. - Una solución de acetato de rutenio preparada de acuerdo con un proceso como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
6. 6.- Una solución según la reivindicación 5, caracterizada porque la concentración de rutenio es de 4 a 8% en peso y la concentración de ácido acético es de 40 a 80% en peso.