苯甲酸钕的流变相合成与热分解反应机理研究.pdfVIP

苯甲酸钕的流变相合成和热分解反应机理研究① 张克立袁继兵余幼祖袁良杰孙聚堂 (武汉大学化学与分子科学学院 武汉430072) 稀土金属的苯甲酸盐是一类稳定的化台物，其中稀土与羧酸形成的配合物有特殊的 结构和发光性质。稀土金属与芳香族羧酸可形成网状或层状结构的聚合物，通过形成共 轭配合物，改变稀土的发光性质，制备出的光转换材料已应用于实际生产中…。而苯甲 酸盐的热分解机理虽有报道，但多数仅侧重于讨论固体化合物【2t“，而对气相化合物则 很少讨论。这类化合物的热分解机理有一定的规律性，通过热分解可生成用一般方法不 易生成的有机化合物。我们对碱土金属[4--6]和稀土金属【7，副以及一些过渡金属【91苯甲酸 盐的热分解机理进行了系统的研究。流变相反应是我们实验室提出的一种新合成方 法【1…。所谓流变相反应，是指在反应体系中有流变相参与的化学反应。如将反应物通过 适当方法混合均匀，加入适量水或其他溶剂调制成固体粒子和液体物质分布均匀的流变 体，然后在适当条件下反应得到所需产物。将固体微粒和液体物质的均一混合物作为一 种流体来进行处理有很多优点：固体微粒的表面面积能有效利用，和流体接触紧密、均匀， 热交换良好，不会出现局部过热，温度调节容易。在这种状态下许多物质会表现出超浓度 现象和新的反应特性。用该法已合成出多种化合物“。“J。 本文报道采用流变相反应法合成苯甲酸钕配合物，用热分析(TG、DTA)法研究其热 分解过程，用红外光谱、气相色谱一质谱法表征了合成物和分解产物，探讨其分解反应机 理。通过对苯甲酸钕的热分解机理的研究，可望为制备某些芳环化合物提供一种新方法。 1实验部分 (1)样品制备 氧化钕(Nd203)纯度为99．95％，苯甲酸，丙酮，无水乙醇，乙醚均为分析纯试剂。分 别称取一定量的物质的量比为1：6的氧化钕和苯甲酸。将两者混合均匀，加少量水搅拌 成流变态，装入反应器中，将反应器置于烘箱中，在100℃左右反应8h，最后将产物用无水 乙醇或乙醚洗涤三次，再置于烘箱中在130℃干燥，即得无水苯甲酸钕。 (2)样品的表征 用PerkinElmer 240B型元素分析仪测定碳、氢元素的含量。钕的含量用络合 60 (EDTA)滴定法测定；在Nieolet SXB型傅里叶变换红外光谱仪上，用KBr压片法，在 ①本项目为国家自然科学基金资助项目。 287 DT一40热分析装置上，分 的氮气流下和静态空气中，以20℃／min的升温速率在Shimadzu 别测定苯甲酸钕的DTA和TG曲线。 (3)分解产物的收集和表征 依据DTA和TG曲线的数据，在管式炉中，于氮气气氛下分解试样(5～109)。分解 反应产物按文献[15]方法收集，对收集的产物进行红外光谱分析。 2结果和讨论 (1)苯甲酸钕的元素含量 苯甲酸钕的元素含量的测定值为C49．23％；H2．89％；Nd28．84％．从测定值可知， 49．70％；H2．98％； 合成的产品可用化学式Nd(c6H5COO)3表示，其计算值为C Nd 28．42％。计算值和测定值比较吻合。这说明采用流变相反应法合成纯的苯甲酸钕是 行之有效的。 (2)苯甲酸钕的红外光谱 在苯甲酸钕的红外光谱中，位于1597cm，1499cm，1448cm1，1307cm_1的吸收 峰属苯甲酸钕之苯环上的c—c伸缩振动吸收。位于1515C1TI_1处的强吸收峰属苯甲酸 钕的羧酸根的反对称伸缩振动吸收，位于1390cm_1处的吸收峰为苯甲酸钕的羧酸根对称 cm。由此可知羧酸根 v。(oco)之间的差值比较大，为125 伸缩振动吸