Разработка методики синтеза гетерометаллических комплексов железа и f-элементов

Актуальность

В настоящее время комплексные соединения с лантаноидами обретают всё большую популярность, так как из-за их ярко выраженных люминесцентных свойств эти соединения можно использовать при производстве светоизлучающих диодов, а также в качестве катализаторов и магнетиков.

Цель работы

Разработка методики синтеза гетерометаллических комплексов железа с f-элементами с анионами триметилуксусной (пивалиновой) кислоты.

Задачи

1. Получение из неорганических (КОН, Fe(NO₃)₃*9H₂O) и органических (Hpiv) реагентов координационного соединения железа, а также идентификация методом ИК-спектроскопии.

2. Синтез гетероядерного {Fe-Eu}-комплекса методом самосборки, а также исследование полученного комплекса методами ИК-спектрометрии, рентгеноструктурного анализа, рентгенофазового анализа и элементного анализа.

Содержание работы

Синтез исходного комплекса 1 проводился по описанной в литературе методике согласно следующей реакции:

11HPiv + 9KOH + 3Fe(NO₃)₃ = [Fe₃O(Piv)₆(HPiv)₃]HPiv + 9KNO₃ + 8H₂O + Piv^-

Для основного синтеза использовались навески [Fe₃O(Piv)₆(H₂O)₃]∙HPiv (100 мг, 0.09 ммоль) и [Eu₂(Piv)₆(HPiv)₇] (48,75 мг, 0.03 ммоль), которые были растворены в смеси ацетонитрила и толуола при нагревании (70 ºС) в течение 40 минут. Полученный раствор медленно охлаждали до комнатной температуры и выдерживали 24 часа. Выпавшие кристаллы золотистого цвета отделяли от маточного раствора декантацией и сушили на воздухе.

Выход составил 65 мг (65 % в расчёте на исходный комплекс железа). По данным ICP (мг/мл): Fe: Eu = 3.1 : 1.18.

Найдено, %: C 49.18, H 6.48, N 1.33

Для Fe₃Eu₂O₂₇C₈₉H₁₃₈.

Вычислено, %: C 49.93, H 7.11, N 1.45

О формировании нового гетероядерного {Fe-Eu} комплекса с 1,10-phen свидетельствуют данные ИК-спектроскопии – значения 3676 принадлежат колебаниям ОН группы, 2100-2300, характерные сигналы от молекулы 1,10-фенантролина, а также дополнительные сигналы в области значений 500–1148 см^-1.

Выводы

1. Синтезирован гетероядерный пивалатный комплекс железа(III) [Fe₃Eu₂O(OH)₂(Piv)₁₁(HPiv)phen2], подобраны оптимальные условия для наилучшего выхода продукта. Комплекс охарактеризован методами ИК-спектроскопии, элементного анализа.

2. В стабилизации структуры участвуют внутримолекулярные водородные связи между атомами кислорода пивалиновой кислоты и OH-группами.

Для определения направления практического использования планируется определить магнитные и люминесцентные характеристики