RU2613976C1 - Способ получения лантансодержащего металлоорганического каркасного соединения трёхмерной структуры на основе терефталевой кислоты - Google Patents

Способ получения лантансодержащего металлоорганического каркасного соединения трёхмерной структуры на основе терефталевой кислоты Download PDF

Info

Publication number
RU2613976C1
RU2613976C1 RU2015157074A RU2015157074A RU2613976C1 RU 2613976 C1 RU2613976 C1 RU 2613976C1 RU 2015157074 A RU2015157074 A RU 2015157074A RU 2015157074 A RU2015157074 A RU 2015157074A RU 2613976 C1 RU2613976 C1 RU 2613976C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lanthanum
terephthalic acid
temperature
dimethylformamide
frame compound
Prior art date
Application number
RU2015157074A
Other languages
English (en)
Inventor
Елена Александровна Власова
Анна Сергеевна Макарова
Антон Витальевич Маевский
Аида Витальевна Рудакова
Сергей Васильевич Макаров
Алексей Владимирович Емелин
Оскар Иосифович Койфман
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ)
Priority to RU2015157074A priority Critical patent/RU2613976C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2613976C1 publication Critical patent/RU2613976C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/20—Carbon compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению лантансодержащего металлоорганического каркасного соединения формулы La2(ВDС)3(Н2O)4 трехмерной структуры на основе терефталевой кислоты, которое можно использовать в качестве катализатора различных процессов, в том числе фотокатализатора. Способ получения лантансодержащего металлоорганического каркасного соединения включает взаимодействие терефталевой кислоты с нитратом лантана в течение 8-9 часов при температуре 150-155°С в растворителе в качестве которого используют диметилформамид, охлаждение реакционной смеси до комнатной температуры, фильтрацию образовавшейся твердой фазы, промывку твердой фазы последовательно в диметилформамиде и в этаноле и сушку при температуре 140-160°С. Изобретение обеспечивает упрощение условий синтеза, повышение экономичности процесса и повышение выхода продукта. 1 ил., 1 табл., 2 пр.

Description

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению лантансодержащего металлоорганического каркасного соединения формулы La2(BDC)3(H2O)4 трехмерной структуры (3D) на основе терефталевой кислоты, которое можно использовать в качестве катализатора различных процессов, в том числе фотокатализатора.
Известен способ получения лантансодержащего металлоорганического каркасного соединения формулы La2(ВDС)3(Н2O)4 (Y. Wan, L. Jin, К. Wang, L. Zhang, X. Zheng, S. Lu // New J. Chem., 2002, Vol. 26. P. 1590-1596), который реализуется следующим образом. Соль лантана, а именно хлорид лантана (LnCl3⋅7Н2O, 0.3 ммоль) и терефталевую кислоту (H2BDC, 0.45 ммоль) растворяют в воде. С помощью добавок гидроксида натрия рН раствора доводят до значения 3.5. Далее полученную смесь перемешивают, помещают в закрытый сосуд из нержавеющей стали и выдерживают при температуре 170°С в течение 80 часов. Затем реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, образовавшуюся твердую фазу отфильтровывают, промывают водой и этанолом. Выход продукта составляет 24%.
Недостатками этого способа являются:
- недостаточно высокий выход целевого продукта;
- плоская двухмерная структура (2D) продукта;
- низкая экономичность, обусловленная высокой энергоемкостью процесса из-за большой длительности синтеза, осуществляемого при высокой температуре;
- необходимость обеспечивать определенное значение рН.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения лантансодержащего металлоорганического каркасного соединения трехмерной структуры на основе терефталевой кислоты [P. Gil-Mateo, X. Wang, A.J. Jacobson // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 2008. Vol. 1148], в котором соль лантана, а именно нитрат лантана (Ln(NО3)3⋅5Н2O, 1 ммоль), терефталевую кислоту (H2BDC, 1 ммоль), гидроксид натрия (NaOH 1 М, 1.5 ммоль) и нитрат натрия (NaNO3, 1.5 ммоль) растворяют в воде, рН раствора составляет 3.5. Далее полученную смесь перемешивают, помещают в закрытый сосуд и выдерживают при температуре 250°С в течение 3 дней при строгом контроле рН реакционной смеси. Затем реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, образовавшуюся твердую фазу отфильтровывают, промывают водой и этанолом, высушивают на воздухе.
Недостатками этого способа являются:
- низкая экономичность, обусловленная высокой энергоемкостью процесса из-за большой длительности синтеза, осуществляемого при высокой температуре;
- необходимость строгого контроля рН реакционной смеси;
- недостаточно высокий выход целевого продукта.
Техническим результатом изобретения является повышение экономичности процесса с одновременным упрощением условий синтеза и повышением выхода продукта.
Указанный результат достигается тем, что в способе получения лантансодержащего металлоорганического каркасного соединения трехмерной структуры на основе терефталевой кислоты, заключающемся во взаимодействии терефталевой кислоты с нитратом лантана в растворителе при нагревании и перемешивании, охлаждении реакционной смеси до комнатной температуры, фильтрации образовавшейся твердой фазы, промывке в этаноле, сушке, согласно изобретению, взаимодействие проводят в течение 8÷9 часов при температуре 150÷155°С, в качестве растворителя используют диметилформамид, а промывку твердой фазы дополнительно производят в диметилформамиде, сушку - при температуре 140-160°C.
Изобретение позволяет:
- повысить экономичность процесса за счет значительного снижения энергозатрат путем существенного сокращения длительности и снижения температуры синтеза;
- упростить условия синтеза за счет исключения операции контроля рН;
- повысить выход продукта.
Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена дифрактограмма полученного каркасного соединения формулы La2(BDC)3(H2O)4.
Пример осуществления способа по прототипу
Нитрат лантана (Ln(NO)3)3⋅5Н2O, 1 ммоль), терефталевую кислоту (H2BDC, 1 ммоль), гидроксид натрия (NaOH 1 М, 1.5 ммоль) и нитрат натрия (NaNO3, 1.5 ммоль) растворяют в воде, рН раствора составляет 3.5, которую постоянно строго контролируют. Далее полученную смесь перемешивают, помещают в закрытый сосуд и выдерживают при температуре 250°С в течение 3 дней. Затем реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, образовавшуюся твердую фазу отфильтровывают, промывают водой и этанолом, высушивают на воздухе.
Выход продукта 24.3%.
Примеры осуществления заявляемого способа
Пример 1.
В 500 мл диметилформамида загружают 16,6 г (0,1 М) терефталевой кислоты и нагревают реакционную массу до кипения при перемешивании. После полного растворения кислоты к раствору добавляют 43,2 г (0,1 М) нитрата лантана (Ln(NO3)3⋅6H2O) и выдерживают смесь при температуре 150°С в течение 8 часов. Затем смесь охлаждают до комнатной температуры, образовавшуюся твердую фазу отфильтровывают, промывают последовательно диметилформамидом и этанолом и высушивают при температуре 140°С.
Данные элементного анализа:
Вычислено для La2(BDC)3(H2O)4, %: C - 34.7, Н - 0.96, О - 30.9, La - 33.5. Найдено, %: С - 34.5, Н - 0.92, О - 30.2, La - 33.3. ИК спектр, ν, см-1: 3442 (О-Н), 2900 (С-Н), 1653, 1542 (С=O), 1384 (С=С).
Пример 2.
В 500 мл диметилформамида загружают 16,6 г (0,1 М) терефталевой кислоты и нагревают реакционную массу до кипения при перемешивании. После полного растворения кислоты к раствору добавляют 43,2 г (0,1 М) нитрата лантана (Ln(NO3)3⋅6Н2O) и выдерживают смесь при температуре 155°С в течение 9 часов. Затем смесь охлаждают до комнатной температуры, образовавшуюся твердую фазу отфильтровывают, промывают последовательно диметилформамидом и этанолом и высушивают при температуре 160°С.
Данные элементного анализа:
Вычислено для La2(BDC)3(H2O)4, %: С - 34.7, Н - 0.96, О - 30.9, La - 33.5. Найдено, %: С - 34.2, Н - 0.94, О - 30.2, La - 33.4. ИК спектр, ν, см-1: 3440 (О-Н), 2905 (С-Н), 1655, 1543 (С=O), 1387 (С=С).
Результаты проведения операций заявляемого способа и прототипа приведены в таблице.
Figure 00000001
Из таблицы видно, что использование предлагаемого способа получения лантансодержащего каркасного соединения позволяет получить продукт с более высоким (в два раза) выходом при меньших энергетических и временных затратах (температуры и времени ведения процесса), упростить условия синтеза, исключив необходимость строгого контроля рН реакционной смеси.

Claims (1)

  1. Способ получения лантансодержащего металлоорганического каркасного соединения трехмерной структуры на основе терефталевой кислоты, заключающийся во взаимодействии терефталевой кислоты с нитратом лантана в растворителе при нагревании при перемешивании, охлаждении реакционной смеси до комнатной температуры, фильтрации образовавшейся твердой фазы, промывке в этаноле, сушке, отличающийся тем, что взаимодействие проводят в течение 8÷9 часов при температуре 150÷155°С, а в качестве растворителя используют диметилформамид, а промывку твердой фазы дополнительно производят в диметилформамиде, а сушку - при температуре 140-160°С.
RU2015157074A 2015-12-29 2015-12-29 Способ получения лантансодержащего металлоорганического каркасного соединения трёхмерной структуры на основе терефталевой кислоты RU2613976C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015157074A RU2613976C1 (ru) 2015-12-29 2015-12-29 Способ получения лантансодержащего металлоорганического каркасного соединения трёхмерной структуры на основе терефталевой кислоты

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015157074A RU2613976C1 (ru) 2015-12-29 2015-12-29 Способ получения лантансодержащего металлоорганического каркасного соединения трёхмерной структуры на основе терефталевой кислоты

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2613976C1 true RU2613976C1 (ru) 2017-03-22

Family

ID=58453333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015157074A RU2613976C1 (ru) 2015-12-29 2015-12-29 Способ получения лантансодержащего металлоорганического каркасного соединения трёхмерной структуры на основе терефталевой кислоты

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2613976C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114560975A (zh) * 2022-01-05 2022-05-31 临沂大学 一种镧金属有机骨架、级联纳米聚合平台和分子印迹聚合物的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2249475C2 (ru) * 2003-04-22 2005-04-10 Государственное унитарное предприятие научно-исследовательский Институт по повышению нефтеотдачи пластов Академии наук республики Башкортостан Катализатор для получения 2,3-диалкилхинолинов
US20060135838A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-22 Ebrahim Bagherzadeh Catalyst and method for converting low molecular weight paraffinic hydrocarbons into alkenes
RU2288213C1 (ru) * 2005-09-26 2006-11-27 Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" Способ получения карбоксилатов редкоземельных элементов

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2249475C2 (ru) * 2003-04-22 2005-04-10 Государственное унитарное предприятие научно-исследовательский Институт по повышению нефтеотдачи пластов Академии наук республики Башкортостан Катализатор для получения 2,3-диалкилхинолинов
US20060135838A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-22 Ebrahim Bagherzadeh Catalyst and method for converting low molecular weight paraffinic hydrocarbons into alkenes
RU2288213C1 (ru) * 2005-09-26 2006-11-27 Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" Способ получения карбоксилатов редкоземельных элементов

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114560975A (zh) * 2022-01-05 2022-05-31 临沂大学 一种镧金属有机骨架、级联纳米聚合平台和分子印迹聚合物的制备方法
CN114560975B (zh) * 2022-01-05 2024-02-13 临沂大学 一种镧金属有机骨架、级联纳米聚合平台和分子印迹聚合物的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103626655B (zh) 一种暴露晶面可控的金属有机骨架材料制备方法
CN111019152B (zh) 一种超声辅助合成锆基金属有机骨架材料的方法及其产品
CN106397337B (zh) 一种合成4,6-二羟基嘧啶的后处理方法
WO2016055228A1 (en) Low pressure continuous flow method to produce metal or covalent organic frameworks
CN102838636A (zh) 一种利用氮杂环化合物合成mil-101铬金属有机骨架的方法
RU2613976C1 (ru) Способ получения лантансодержащего металлоорганического каркасного соединения трёхмерной структуры на основе терефталевой кислоты
CN107673995A (zh) 一种合成氰氟草酯的方法
CN103896781A (zh) 三乙基苄基氯化铵的制备方法
CN102442972A (zh) 一种普拉克索及其二盐酸盐一水合物的工业化制备方法
CN107176906A (zh) 一种取代茚酮的合成方法
CN104478974A (zh) 一种20,23-二哌啶基-5-o-碳霉胺糖基-泰乐内酯的合成方法
CN105218560B (zh) 7‑溴‑4‑氯噻吩并[3,2‑d]嘧啶的合成工艺
CN104447290B (zh) 一种制备2,4-二氯苯氧乙酸的方法
CN103351291A (zh) 一种天然根皮苷半合成制备根皮素工艺
CN103145768A (zh) 一种制备二茂铁甲醛的方法
CN102211975B (zh) a,a,a',a'-四氯邻二甲苯的制备工艺
CN103626791B (zh) 一种合成3-氨基-4-氟苯硼酸的方法
CN109942633B (zh) 替诺福韦艾拉酚胺中间体的制备方法
CN105859608A (zh) 一种制备哌马色林半酒石酸盐晶型b的方法
CN103992249B (zh) 一种吐氏酸钠盐的制备方法
CN104230739A (zh) 用均苯三甲酸生产n, nˊ,nˊˊ-三环己基-1,3,5-苯酰胺的工艺
RU2532554C1 (ru) Способ получения титансодержащего металлоорганического каркасного соединения
CN107513078A (zh) 一种2,6‑二氨基吡啶缩3‑羧基苯甲醛双希夫碱钴配合物的制备方法
CN103193720B (zh) 一种抗蚜威的制备方法
RU2473553C1 (ru) Способ получения тетра(1-винилимидазол)кобальтдихлорида

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181230