RU2645680C1 - Дихлорид ди(фенилацетонитрил) палладия и способ его получения - Google Patents

Дихлорид ди(фенилацетонитрил) палладия и способ его получения Download PDF

Info

Publication number
RU2645680C1
RU2645680C1 RU2016151825A RU2016151825A RU2645680C1 RU 2645680 C1 RU2645680 C1 RU 2645680C1 RU 2016151825 A RU2016151825 A RU 2016151825A RU 2016151825 A RU2016151825 A RU 2016151825A RU 2645680 C1 RU2645680 C1 RU 2645680C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
palladium
phenylacetonitrile
palladium dichloride
dichloride
carried out
Prior art date
Application number
RU2016151825A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Михайлович Немерюк
Марина Михайловна Лылина
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт химических реактивов и особо чистых химических веществ Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт"- ИРЕА)
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 унитарное предприятие "Институт химических реактивов и особо чистых химических веществ Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт"- ИРЕА) filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт химических реактивов и особо чистых химических веществ Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт"- ИРЕА)
Priority to RU2016151825A priority Critical patent/RU2645680C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2645680C1 publication Critical patent/RU2645680C1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22Organic complexes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table
    • C07F15/0006Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table compounds of the platinum group
    • C07F15/006Palladium compounds
    • C07F15/0066Palladium compounds without a metal-carbon linkage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/02Compositional aspects of complexes used, e.g. polynuclearity
    • B01J2531/0213Complexes without C-metal linkages
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/82Metals of the platinum group
    • B01J2531/824Palladium

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к палладиевому комплексу, а именно к дихлориду ди(фенилацетонитрил)палладия. Комплекс имеет структурную формулу:
Figure 00000003
Также предложен способ его получения. Данный палладиевый комплекс может быть применен в качестве катализатора в органическом синтезе. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

Description

Предлагаемое изобретение относится к каталитической химии и химии комплексных соединений и непосредственно касается палладиевых комплексов, а именно дихлорида ди(фенилацетонитрил) палладия, который может быть применен в качестве катализатора в органическом синтезе, в электротехнической области, в медицине, для обезвреживания токсичных отходов.
Как известно, комплексные соединения платиновых металлов, к которым относится и палладий, широко применяются в различных областях науки и техники. Широкое распространение комплексные соединения платиновых металлов получили благодаря наличию у них каталитической активности. Известно применение данных соединений в качестве катализаторов: в органическом синтезе для проведения различных процессов, таких как гидрирование, окисление, образование углерод-углеродных связей; при получении защитных покрытий; для фотокаталитического обезвреживания токсичных отходов; в составе сенсоров; для изготовления токопроводящих структур [Sing K.S.W., Everett D.Н., Haul R.A.W. at all, «Handbook of Heterogeneous Catalysis», Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, Weinheim, 2008; Tsvetkova I.В., Matveeva V.G., Doluda V.Y. at all. J. Mater. Chem, 2012, 22, 6441-6448; Kraus, M. and Tomanova, D. (1974), Polymeric nitrile-palladium chloride complexes and their reaction with olefins. J. Polym. Sci. Polym. Chem. Ed., 12: 1781-1785; RU 2044738, B01J 23/44, 1995].
Поскольку соединения платины очень дорогие, то из экономических соображений в ряде случаев осуществляется замена платиновых комплексных соединений на более дешевые палладиевые комплексы, как, например, в системах нейтрализации отработавших газов ДВС.
Кроме того, известно, что комплексные соединения палладия могут быть использованы как гомогенные катализаторы для органического синтеза, а также в качестве исходных материалов при получения наночастиц металлического палладия, имеющих широкий спектр применения [Elson К.Е., Jenkins I.D., Loughlin W.A. Tetrahedron Lett., 2004, 45, 2491; Mansour A., Portnoy M., Mol J. Catal. A: Chem., 2006, 250, 40; Bergbreiter D.E., Kippenberger A.M., Tao G. Chem. Commun., 2002, 18, 2158].
При анализе достигнутого уровня техники по предлагаемому объекту особый интерес представляют комплексные соединения палладия, образуемые с химическими соединениями, содержащими кратные связи, например, содержащими этиленовые, ацетиленовые, нитрильные и изонитрильные фрагменты в составе молекулы, с которыми палладий образует устойчивые соединения [Y. Zhang, Z. Yuan, and R.J. Puddephatt, Chem. Mater. 1998, 10, 2293-2300; Y.-L. Tung, W.-C. Tseng, C.-Y. Lee, P.-F. Hsu, Y. Chi, S,-M. Peng, and G.-H. Lee, Organometallics 1999, 18, 864-869; Z. Yuan and R.J. Puddephatt, Adv. Mater. 1994, 6(1), 51-54; «Palladium(II) and Platinum(II) Complexes Featuring a Nitrile-Functionalized N-Heterocyclic Carbene Ligand Wylie W.N.O, Alan J. Lough and Robert H, Organometallics, 2010, 29 (3), pp 570-581; US 7531458, C07F 5/00, 2008].
Известно, что комплексные соединения такого типа нередко обладают высокой растворимостью в органических средах, что позволяет получать дисперсные системы, содержащие наночастицы палладия. Такие системы применяются в качестве катализаторов в органическом синтезе.
Особый интерес для настоящего объекта представляют известные нитрильные комплексные соединения палладия, которые по совокупности химических и физических свойств соответствуют требованиям, предъявляемым к катализаторам, поскольку эти вещества устойчивы при хранении, обладают хорошей растворимостью в органических средах.
Каталитическая активность этих соединений палладия, например, в реакции нуклеофильного замещения ароматических галогенидов различными функциональными группами, описана в известных публикациях [Sonogashira K. Et, at all. Convent synthesis of acetylenes// Tetrahedron Letters. - 1975, vol. 16, №50. pp. 4467-4470; hhtps//www.nobelprize.org./nobelprizes/chemistry/laureates/2010.pdf; Смит В.А. Дильман А.Г., Основы современного органического синтеза. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009, с. 126-129].
Исходными продуктами для получения нитрильных комплексов металлов платиновой группы, в частности палладия, могут быть соли палладия и соответствующие нитрилы [Черняев, И.И. Синтез комплексных соединений металлов платиновой группы Справочник, Издательство: Л.: Наука 340 с.; 1964 г.]. Однако этот метод синтеза очень длителен, а конечные продукты получаются с низкими выходами, редко превышающими 30%, что связанно с низкой растворимостью нитрилов в водной среде и протеканием побочных реакций.
В качестве исходного продукта используется также металлический палладий, как, например, в известном способе получения бис(ацетонитрил)палладий дихлорида [US 5681976, С07 15/00, 1997; WO 1997006175], обладающего каталитической активностью. Комплекс получают в 2 стадии: сначала получают тетрахлорпалладиевую кислоту взаимодействием палладия с концентрированной соляной кислотой и хлором, а затем осуществляют взаимодействие данной кислоты с ацетонитрилом.
Для расширения ассортимента комплексных соединений палладия, обладающих высокой растворимостью в органических соединениях, устойчивых при хранении и обладающих высокими каталитическими свойствами, предлагается новое соединение - дихлорид ди(фенилацетонитрил)палладия, обладающий каталитической активностью и способ его получения.
Новое соединение - дихлорид ди(фенилацетонитрил)палладия, имеющий структурную формулу:
Figure 00000001
Дихлорид ди(фенилацетонитрил)палладия получают реакцией взаимодействия фенилацетонитрила с дихлоридом палладия при их мольном соотношении, равном или более 2:1, проводимой в среде органического растворителя, имеющего температуру кипения не выше 170°С, с последующим выделением целевого продукта и его очисткой перекристаллизацией из углеводородных растворителей.
При мольном соотношении фенилацетонитрила к дихлориду палладия, равном 2:1, реакцию проводят предпочтительно в бензоле.
При мольном соотношении фенилацетонитрила к дихлориду палладия более 2:1 реакцию проводят в среде фенилацетонитрила, используемого в количестве, необходимом для растворения дихлорида палладия.
Стадию очистки целевого продукта осуществляют перекристаллизацией из углеводородных растворителей предпочтительно из гексана или его смеси с бензолом.
Существенными признаками способа получения нового соединения прежде всего являются выбранные исходные продукты, их мольное соотношение, среда, в которой проводится реакция, а также температурные режимы процесса.
Способ получения дихлорида ди(фенилацетонитрил)палладия заключается во взаимодействии фенилацетонитрила с дихлоридом палладия при их мольном равном или более 2:1. В случае осуществления реакции при мольном соотношении фенилацетонитрила к дихлориду палладия, равном 2:1, могут быть использованы органические растворители с температурой кипения не выше 170°С (температуры кипения фенилацетонитрила), выбранные из группы: бензол, толуол, ксилол, дифенилметан. Предпочтительным в данном случае является использование в качестве растворителя бензола.
При введении в реакцию фенилацетонитрила в избыточном количестве (более чем 2:1) он уже играет роль не только участника реакции, но и растворителя и является средой для осуществления реакции. В этом случае его используют в количестве, необходимом для растворения дихлорида палладия.
Процесс проводится при повышенной температуре, верхнее значение которой ограничено температурой кипения фенилацетонитрила (170°С). Температура реакции не должна достигать 200°С - температуры термического разложения получаемого комплекса.
После проведения реакции взаимодействия целевой продукт выделяют и очищают перекристаллизацией из углеводородных растворителей (бензол, толуол, гексан, смесь указанных растворителе), предпочтительно, из гексана или его смеси с бензолом.
Полученный комплекс является новым соединением, строение которого подтверждено ИК-спектром. (См. ниже Фиг. 1).
На графике (Фиг. 1) по оси ординат приводятся значения трансмиссии в %, (поглощение), по оси абсцисс - волновое число (длина волны в см-1).
Предлагаемый способ получения нового комплекса, в отличие от известных способов получения схожих по структуре палладиевых комплексов, позволяет значительно повысить выход и качество по чистоте получаемого продукта, что значительно повышает его каталитическую активность. В результате данного способа получается нерастворимое в воде комплексное соединение палладия, содержащее в качестве лиганда фенилацетонитрил. Известно, что фенилацетонитрил сочетает в себе характеристики присущие как алифатическим нитрилам, а именно высокую реакционную способность, так и характеристики, присущие ароматическим нитрилам, а именно, высокую температуру кипения. Полученный комплекс палладия, содержащий в качестве лиганда фенилацетонитрил, хорошо растворим в предельных и ароматических углеводородах, амидных растворителях и иных органических средах, что может быть использовано для проведения технологических процессов, требующих создание растворов соединений палладия в органических растворителях. Другим свойством, определяющим практическую ценность комплекса палладия с фенилацетонитрилом, является способность его при температурах выше 200°С к разложению до образования металлического палладия, что может быть использовано для изготовления материалов, содержащих металлический палладий в виде частиц различной дисперсности или слоев.
Таким образом, дихлорид ди(фенилацетонитрил)палладия является соединением, предшественником наночастиц палладия, обладающих каталитическими свойствами. Низкая температура разложения данного соединения позволяет применять его как для получения неорганических каталитических систем, так и для включения наночастиц палладия в полимерную матрицу для создания металл-полимерных нанокомпозитов, обладающих комплексом интересных для практического применения.
Каталитическая активность полученного катализатора сопоставима с каталитической активностью известных структурных палладиевых аналогов (дихлорид(диацетонитрил)палладия, дихлорид(дибензонитрил)палладия). Однако эти известные катализаторы имеют меньшую растворимость в неполярных органических растворителях, чем предлагаемый, что дает возможность проведения реакций при использовании меньших концентраций катализатора, что несколько удешевляет процесс синтеза.
Ниже изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1. Получение дихлорида ди(фенилацетонитрила)палладия (при соотношении фенилацетонитрила к дихлориду палладия более 2:1) 3 г дихлорида палладия прибавляют к 20 г фенилацетонитрила и перемешивают в течение 1 часа при комнатной температуре. Затем смесь нагревают до 80°С и перемешивают 6 часов. После охлаждения реакционной массы до комнатной температуры раствор фильтруют и к фильтрату прибавляют 30 мл смеси бензол-гексан 1:1. При растирании происходит кристаллизация, дихлорид ди(фениацетонитрил) палладия выделяется в виде желтых кристаллов. После выдерживания в течение суток при 0°С кристаллы отделяют фильтрованием и перекристаллизовывают из смеси бензол-гексан 1:1. Получают 2,78 г продукта, желтые кристаллы.
Рассчитано: С 46,68, Н 3,42, N 6,80, Cl 17,22, Pd 25,85.
Найдено: С 46,70, Н 3,39, N 6,75, Cl 17,46, Pd 25,7; разлагается при Т>200°С.
Пример 2. Получение дихлорида ди(фенилацетонитрила) палладия (в бензоле, мольное соотношение 1:2,0)
Диспергируют 3 г дихлорида палладия в 50 мл бензола, затем при перемешивании прибавляют раствор 4 мл фенилацетонитрила и перемешивают в течение 2 часов, затем смесь нагревают при температуре кипения бензола (81°С), при этом наблюдается растворение твердого осадка и окрашивание реакционной массы в оранжевый цвет. Смесь охлаждают до 40°С и прибавляют 50 мл н-гексана, затем упаривают в вакууме до объема 25 мл. При охлаждении до температуры 10°С наблюдается образование кристаллов желтого цвета. Кристаллы отделяют фильтрованием после завершения кристаллизации при температуре 0-10°С в течение 24 часов. Получают 2,6 г желтых кристаллов, которые выдерживают в вакууме при комнатной температуре в течение 8 часов для удаления летучих веществ (остатков растворителей).
Рассчитано: С 46,68, Н 3,42, N 6,80, Cl 17,22, Pd 25,85.
Найдено: С 46,70, Н 3,39, N 6,75, Cl 17,46, Pd 25,7.
Строение полученного комплекса подтверждено ИК-спектром (см. ниже Фиг. 1). На графике (Фиг. 1) по оси ординат приводятся значения трансмиссии (поглощение, в %), по оси абсцисс - волновое число (длина волны в см-1).

Claims (6)

1. Дихлорид ди(фенилацетонитрил)палладия, структурной формулы:
Figure 00000002
2. Способ получения дихлорида ди(фенилацетонитрил)палладия, осуществляемый реакцией взаимодействия фенилацетонитрила с дихлоридом палладия при их мольном соотношении, равном или более 2:1, проводимой в среде органического растворителя, имеющего температуру кипения не выше 170°С, с последующим выделением целевого продукта и его очисткой перекристаллизацией из углеводородных растворителей.
3. Способ по п. 2, осуществляемый при мольном соотношении фенилацетонитрила к дихлориду палладия, равном 2:1, и проводимый предпочтительно в бензоле.
4. Способ по п. 2, осуществляемый при мольном соотношении фенилацетонитрила к дихлориду палладия более 2:1 и проводимый в среде фенилацетонитрила, используемого в количестве, необходимом для растворения дихлорида палладия.
5. Способ по п. 2, включающий стадию перекристаллизации целевого продукта из углеводородных растворителей, предпочтительно из гексана или его смеси с бензолом.
RU2016151825A 2016-12-28 2016-12-28 Дихлорид ди(фенилацетонитрил) палладия и способ его получения RU2645680C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016151825A RU2645680C1 (ru) 2016-12-28 2016-12-28 Дихлорид ди(фенилацетонитрил) палладия и способ его получения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016151825A RU2645680C1 (ru) 2016-12-28 2016-12-28 Дихлорид ди(фенилацетонитрил) палладия и способ его получения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2645680C1 true RU2645680C1 (ru) 2018-02-27

Family

ID=61258834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016151825A RU2645680C1 (ru) 2016-12-28 2016-12-28 Дихлорид ди(фенилацетонитрил) палладия и способ его получения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2645680C1 (ru)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5681976A (en) * 1995-08-08 1997-10-28 Boulder Scientific Company Preparation of bis(acetonitrile) palladium dichloride
RU2470029C2 (ru) * 2007-04-18 2012-12-20 Хераеус Прешес Металс ГмбХ энд Ко. КГ Дибензилиденацетоновые комплексы палладия (0)

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5681976A (en) * 1995-08-08 1997-10-28 Boulder Scientific Company Preparation of bis(acetonitrile) palladium dichloride
RU2470029C2 (ru) * 2007-04-18 2012-12-20 Хераеус Прешес Металс ГмбХ энд Ко. КГ Дибензилиденацетоновые комплексы палладия (0)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BRONNER S. et al. Formal anti-Markovnikov hydroamination of terminal olefins, Chem. Sci., 2014, v. 5, p. 101-106. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9795952B2 (en) Bidentate ligands for hydroformylation of ethylene
JP6733722B2 (ja) α−フルオロアクリル酸エステルの製造方法
CN110105305B (zh) 过渡金属催化的c-h活化/环合合成1,2-苯并噻嗪衍生物的绿色合成方法
Jin et al. Insight into the Steric and Electronic Effects of Ancillary Ligands: Synthesis and Structure− Reactivity Relationship of Well-Defined, Air-and Moisture-Stable (NHC) Pd (sal) Cl Complexes (sal= Salicylaldimine)
Frutos-Pedreno et al. Sequential Insertion of Alkynes and CO or Isocyanides into the Pd–C Bond of Cyclopalladated Phenylacetamides. Synthesis of Eight-Membered Palladacycles, Benzo [d] azocine-2, 4 (1 H, 3 H)-diones, and Highly Functionalized Acrylonitrile and Acrylamide Derivatives
Joarder et al. (Ar-tpy) RuII (ACN) 3: A Water-Soluble Catalyst for Aldehyde Amidation, Olefin Oxo-Scissoring, and Alkyne Oxygenation
GB1597814A (en) Palladium complex process for the preparation thereof and catalyst usable for producing 1,3-diene oligomers
Cave et al. Inter‐versus Intramolecular C− H Activation: Synthesis and Characterization of a Novel Platinum–Carbene Complex
EP1386663B1 (en) Microencapsulated metal catalyst
RU2645680C1 (ru) Дихлорид ди(фенилацетонитрил) палладия и способ его получения
Kong et al. Synthesis of spiro dienones from internal acetylene and cyclic 3-iodo enones in the presence of nickel bromide and zinc powder
WO2015170688A1 (ja) 金属担持多孔性配位高分子触媒
JP6054386B2 (ja) パラジウム(I)トリ−t−ブチルホスフィンブロミド二量体の製造方法および異性化反応においてそれを使用するプロセス
RU2475491C1 (ru) Способ получения катионных комплексов палладия с дииминовыми лигандами
Krishnan et al. Aminated poly (vinyl chloride): An efficient green catalyst for Knoevenagel condensation reactions
Uruş et al. Synthesis and Characterization of Pd (II) and Ru (II) Complexes of Tetradentate N, N, N, N-(Diphosphinomethyl) amine Ligands: Catalytic Properties in Transfer Hydrogenation and Heck Coupling Reactions
JP2001031615A (ja) 3,5,5−トリメチルシクロヘキセ−2−エン−1,4−ジオンの製造方法
CN113443950A (zh) 一种光照下羰基还原为亚甲基的方法
CN105254530A (zh) 一种含有莰烯基Schiff碱类化合物的合成方法
KORUKÇU N-Alkoxycarbonyl/carbamoylmethyl substituted 1H-imidazol-2-yliden-Pd (II) complexes as highly efficient catalysts for Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction
CN107513078B (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
CN114149298B (zh) 一种腙催化剂实现的由芳基硼酸制备联芳烃类化合物的方法
JP3860167B2 (ja) N’−ホモアリルアシルヒドラジド類の製造方法
CN114736108B (zh) 烯丙基羰基烯醇类化合物及其合成方法
RU2239639C1 (ru) Ахиральные p,n-бидентатные лиганды и способ их получения

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180903

Effective date: 20180903