一种制备三(2，4
‑
戊二酮)钌的方法
技术领域
1.本发明涉及一种制备三(2，4
‑
戊二酮)钌的方法，属于化工产品贵金属催化剂制备技术领域。
背景技术：
2.钌具有高电子转移能力，高路易斯酸性，低的氧化还原电势等优异特点，已广泛应用于氧化反应、加氢反应和氢转移等反应。同时，钌相对于其他贵金属而言，价格相对较低，关于钌催化剂领域的研究近些年来发展很快。
3.三(2，4
‑
戊二酮)钌(tris(2,4
‑
pentanedionato)ruthenium)，又称三(乙酰丙酮)钌，暗红色结晶粉末，分子量398.40，钌含量25.37％，水中溶解度0.2g/l，易溶于丙酮、乙醇、卤代烷烃等有机溶剂，是一种结构较为简单、稳定的钌有机配合物，能够表现出较强的亲核性、亲电性、氧化还原性，可直接作为均相催化剂或载体催化剂洁净的前驱体，应用于硝基苯催化加氢转移制备苯胺、草酸二甲酯或合成气加氢生产乙二醇、甲烷燃烧、芳基丙烯酸和芳基丙酸等的对映选择性加氢催化剂等反应中，在新材料及精细化工领域有十分广阔的应用前景。另外，其可用作金属有机化学气相沉积(mocvd)的前驱体，如制备钌表面涂层、薄膜、纳米颗粒或电极材料。
4.现有技术中在三(2，4
‑
戊二酮)钌的合成中，如文献attiaccad，lincei，1914，23，334
‑
40、res chem intermediat，40(8)，3109
‑
3118、cn108047276b、gb2022580a，以三氯化钌在碱性条件下与2，4
‑
戊二酮反应，并用二氯甲烷、氯仿等毒性较大的有机溶剂提纯。专利jp06279473a和jp07324093a中以三氯化钌在乙醇中反应生成钌蓝。现有技术中存在如下不足：
5.第一，需在严格除氧环境下反应；第二，对设备和工艺条件要求高；第三，提纯操作复杂；第四，需用到致癌物苯。
技术实现要素：
6.本发明的目的是为了克服现有技术中制备三(2，4
‑
戊二酮)钌时的不足，提出一种制备三(2，4
‑
戊二酮)钌的方法，该方法以工业常用的氯气氧化蒸馏工艺制得的四氧化钌作为原料，提供一种工艺简便、无需惰性气体保护及无需有机溶剂萃取等提纯操作，直接以较高收率得到三(2，4
‑
戊二酮)钌的同时，降低了杂质氯离子的含量，提高了产品质量，有利于工业化生产。
7.为解决上述技术问题，本发明主要提供的主要技术方案如下：
8.一种制备三(2，4
‑
戊二酮)钌的方法，该方法的步骤包括：
9.(1)将四氧化钌气体通入盐酸装置中，四氧化钌气体与盐酸发生反应，得到钌吸收液；四氧化钌气体中钌元素与盐酸的质量比为1:18
‑
25；
10.(2)在步骤(1)得到的钌吸收液中加入ph调节剂a，调节ph值至5
‑
7，然后加乙醇回流，回流温度为65
‑
85℃，得到钌溶液；ph调节剂a为氢氧化钠或氢氧化钾；
11.(3)在步骤(2)得到的钌溶液中加入2，4
‑
戊二酮，继续回流发生反应，回流温度为80
‑
110℃，在溶液中出现暗红色沉淀物；步骤(1)中得到的钌吸收液与2，4
‑
戊二酮的质量比为1:0.3
‑
0.5；
12.(4)在步骤(3)得到的带有暗红色沉淀物溶液中加入ph调节剂b，调节ph值至8
‑
10，继续回流反应，在溶液中暗红色沉淀物增多；ph调节剂b为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾；
13.(5)将步骤(4)得到的带有暗红色沉淀物的溶液冷却至室温后进行过滤，然后将滤饼用去离子水洗涤，得到钌沉淀物；
14.(6)将步骤(5)得到的钌沉淀物用稀硝酸洗涤，得到三(2，4
‑
戊二酮)钌。
15.优选的，步骤(1)中，四氧化钌由工业成熟的氯气氧化蒸馏工艺制得。
16.优选的，步骤(1)中，盐酸质量分数为5％
‑
15％。
17.优选的步骤(1)中，反应温度为10
‑
30℃，反应时间为1
‑
3h。
18.优选的步骤(2)中，在钌吸收液中加入ph调节剂a之前，将钌吸收液搅拌3
‑
6h，搅拌速度为5
‑
50rpm。
19.优选的，步骤(2)中，回流时间为0.5
‑
4h。
20.优选的，步骤(3)中，回流时间为1
‑
3h。
21.优选的，步骤(4)中，回流时间为2
‑
4h。
22.优选的，步骤(5)中，将滤饼用去离子水洗涤3
‑
7次。
23.优选的，步骤(6)中，将钌沉淀物用稀硝酸洗涤3
‑
5次，稀硝酸的质量分数为0.1％
‑
2％。
24.有益效果
25.(1)本发明以工业常用氯气氧化蒸馏工艺制得的四氧化钌为合成原料，省去制备、分离合纯化三氯化钌这一系列工艺，缩短合成路线，简化合成工艺。
26.(2)本发明在钌吸收液中加入氢氧化钠或氢氧化钾，能够迅速将钌吸收液的ph调节至所需值，同时保证溶液的粘度适中。
27.(3)本发明在出现暗红色沉淀物的溶液中加入碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾，便于形成缓冲溶液体系，保证ph保持相对稳定，提高钌转化率的同时，可改善沉淀的洗涤和过滤效率，易洗去杂质；
28.(4)本发明首先使用去离子水，然后再使用稀硝酸洗涤，一方面可以去除原料四氧化钌以及反应过程中可能引入的金属杂质和氧化物，另一方面操作简便，易控制产品的一致性，将ph调节剂a和b结合使用，可保证钌能够在稳定的ph条件下反应得到均一的沉淀，同时容易洗涤和过滤，具有较高的产品收率和生产效率，适合批量化生产。
29.(5)本发明的方法制备得到的三(2，4
‑
戊二酮)钌具有低氯含量、低金属杂质含量等特点，满足催化剂和mocvd等各种前驱体的使用要求，适合作为催化剂和mocvd前驱体。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
31.本发明公开了一种制备三(2，4
‑
戊二酮)钌的方法，制备步骤为：将四氧化钌气体
通入盛有盐酸的吸收装置中反应生成钌吸收液，并降至室温；在钌吸收液中依次加入ph调节剂a，并加入2，4
‑
戊二酮回流反应生成沉淀；加入ph调节剂b回流反应得到大量暗红色沉淀；然后对钌沉淀物反复过滤洗涤以除去杂质。最后将除去各种杂质的钌沉淀物加入稀硝酸洗涤得到高收率高纯度产品。
32.实施例1
33.(1)将四氧化钌气体通入盛有10升盐酸的吸收装置中进行吸收，当溶液中钌吸收量达到500克时，停止通入四氧化钌，发生反应，反应时间为2h，得到钌吸收液。其中，盐酸质量分数为10％，反应温度为30℃，使用icp
‑
oes(电感耦合等离子体发射光谱仪)测得吸收液中钌含量。
34.(2)搅拌得到的钌吸收液，搅拌速度为30rpm，搅拌时间为3h，然后在钌吸收液中加入氢氧化钾，调节ph值至7后，加入工业乙醇80℃回流3h。
35.(3)待(2)中的反应完成后加入2，4
‑
戊二酮4kg，继续回流反应。其中，回流温度为90℃，回流时间1h，出现暗红色沉淀物。
36.(4)加入碳酸钠，调节ph值至8，继续在90℃条件下回流2h，得到大量的暗红色沉淀物。
37.(5)将上述产物降至室温，过滤，然后将钌沉淀物反复用去离子水洗涤3次，以除去沉淀中残留的杂质，得到除去杂质的钌沉淀物。
38.(6)最后将除去杂质的钌沉淀物加入质量分数为2％稀硝酸洗涤3次，得到三(2，4
‑
戊二酮)钌，收率87％。
39.对得到的产物进行核磁共振氢谱测试，测试结果为核磁共振氢谱中1hnmr(cdcl3):1.99(18h),5.48(3h)，与文献报道结果一致。
40.对得到的产物通过icp
‑
oes测得钌元素含量25.40％，ag、au、al、fe、ni、si等杂质含量均小于50ppm；
41.对得到的产物通过ic(离子色谱)测得氯含量为12ppm。
42.实施例2
43.(1)将四氧化钌气体通入盛有12升盐酸的吸收装置中进行吸收，当溶液中钌吸收量达到500克时，停止通入四氧化钌，发生反应，反应时间为3h，得到钌吸收液。其中，盐酸质量分数为15％，反应温度为25℃，使用icp
‑
oes测得吸收液中钌含量。
44.(2)搅拌得到的钌吸收液，搅拌速度为25rpm，搅拌时间为3h，然后在钌吸收液中加入氢氧化钾，调节ph值至6.5后，加入工业乙醇75℃回流2h。
45.(3)待(2)中的反应完成后加入2，4
‑
戊二酮4kg，继续回流反应。其中，回流温度为110℃，回流时间为0.5h，出现暗红色沉淀物。
46.(4)加入碳酸钠，调节ph值至8，继续在110℃条件下回流1h，得到大量的暗红色沉淀物。
47.(5)将上述溶液降至室温，过滤，然后将钌沉淀物反复用去离子水洗涤5次，以除去沉淀中残留的杂质，得到除去杂质的钌沉淀物。
48.(6)最后将除去杂质的钌沉淀物加入质量分数为0.2％稀硝酸洗涤3次，得到三(2，4
‑
戊二酮)钌，收率89％。
49.对得到的产物的进行核磁共振氢谱测试，测试结果为核磁共振氢谱中与文献报道
结果一致。
50.对得到的产物通过icp
‑
oes测得钌含量25.37％，ag、au、al、fe、ni、si等杂质含量均小于50ppm；
51.对得到的产物通过ic(离子色谱)测得氯含量为18ppm。
52.实施例3
53.(1)将四氧化钌气体通入盛有20升盐酸的吸收装置中进行吸收，当溶液中钌吸收量达到800克时，停止通入四氧化钌，发生反应，反应时间为2h，得到钌吸收液。其中，盐酸质量分数为8％，反应温度为22℃，使用icp
‑
oes测得吸收液中钌含量。
54.(2)搅拌得到的钌吸收液，搅拌速度为35rpm，搅拌时间为3h，然后在钌吸收液中加入氢氧化钾，调节ph值至6.7后，加入工业乙醇85℃回流1.5h。
55.(3)待(2)中的反应完成后加入2，4
‑
戊二酮7.5kg，继续回流反应。其中，回流温度为100℃，回流时间为1.5h，出现暗红色沉淀物。
56.(4)加入碳酸钠，调节ph值至8.5，继续在100℃条件下回流1.5h，得到大量的暗红色沉淀物。
57.(5)将上述溶液降至室温，过滤，然后将钌沉淀物反复用去离子水洗涤5次，以除去沉淀中残留的杂质，得到除去杂质的钌沉淀物。
58.(6)最后将除去杂质的钌沉淀物加入质量分数为0.3％稀硝酸洗涤3次，得到三(2，4
‑
戊二酮)钌，收率88％。
59.对得到的产物进行核磁共振氢谱测试，结果为核磁共振氢谱中与文献报道结果一致。
60.对得到的产物通过icp
‑
oes测得钌含量25.37％，ag、au、al、fe、ni、si等杂质含量均小于50ppm；
61.对得到的产物通过ic(离子色谱)测得氯含量为17ppm。
62.综上所述，仅是本发明的较佳具体实施例，并不对本发明作任何形式上的限制。凡本领域的技术人员依据本发明的技术方案或构思，通过逻辑分析、推理等得到的技术方案都应属于本发明的保护范围。
‑
戊二酮)钌的方法
技术领域
1.本发明涉及一种制备三(2，4
‑
戊二酮)钌的方法，属于化工产品贵金属催化剂制备技术领域。
背景技术：
2.钌具有高电子转移能力，高路易斯酸性，低的氧化还原电势等优异特点，已广泛应用于氧化反应、加氢反应和氢转移等反应。同时，钌相对于其他贵金属而言，价格相对较低，关于钌催化剂领域的研究近些年来发展很快。
3.三(2，4
‑
戊二酮)钌(tris(2,4
‑
pentanedionato)ruthenium)，又称三(乙酰丙酮)钌，暗红色结晶粉末，分子量398.40，钌含量25.37％，水中溶解度0.2g/l，易溶于丙酮、乙醇、卤代烷烃等有机溶剂，是一种结构较为简单、稳定的钌有机配合物，能够表现出较强的亲核性、亲电性、氧化还原性，可直接作为均相催化剂或载体催化剂洁净的前驱体，应用于硝基苯催化加氢转移制备苯胺、草酸二甲酯或合成气加氢生产乙二醇、甲烷燃烧、芳基丙烯酸和芳基丙酸等的对映选择性加氢催化剂等反应中，在新材料及精细化工领域有十分广阔的应用前景。另外，其可用作金属有机化学气相沉积(mocvd)的前驱体，如制备钌表面涂层、薄膜、纳米颗粒或电极材料。
4.现有技术中在三(2，4
‑
戊二酮)钌的合成中，如文献attiaccad，lincei，1914，23，334
‑
40、res chem intermediat，40(8)，3109
‑
3118、cn108047276b、gb2022580a，以三氯化钌在碱性条件下与2，4
‑
戊二酮反应，并用二氯甲烷、氯仿等毒性较大的有机溶剂提纯。专利jp06279473a和jp07324093a中以三氯化钌在乙醇中反应生成钌蓝。现有技术中存在如下不足：
5.第一，需在严格除氧环境下反应；第二，对设备和工艺条件要求高；第三，提纯操作复杂；第四，需用到致癌物苯。
技术实现要素：
6.本发明的目的是为了克服现有技术中制备三(2，4
‑
戊二酮)钌时的不足，提出一种制备三(2，4
‑
戊二酮)钌的方法，该方法以工业常用的氯气氧化蒸馏工艺制得的四氧化钌作为原料，提供一种工艺简便、无需惰性气体保护及无需有机溶剂萃取等提纯操作，直接以较高收率得到三(2，4
‑
戊二酮)钌的同时，降低了杂质氯离子的含量，提高了产品质量，有利于工业化生产。
7.为解决上述技术问题，本发明主要提供的主要技术方案如下：
8.一种制备三(2，4
‑
戊二酮)钌的方法，该方法的步骤包括：
9.(1)将四氧化钌气体通入盐酸装置中，四氧化钌气体与盐酸发生反应，得到钌吸收液；四氧化钌气体中钌元素与盐酸的质量比为1:18
‑
25；
10.(2)在步骤(1)得到的钌吸收液中加入ph调节剂a，调节ph值至5
‑
7，然后加乙醇回流，回流温度为65
‑
85℃，得到钌溶液；ph调节剂a为氢氧化钠或氢氧化钾；
11.(3)在步骤(2)得到的钌溶液中加入2，4
‑
戊二酮，继续回流发生反应，回流温度为80
‑
110℃，在溶液中出现暗红色沉淀物；步骤(1)中得到的钌吸收液与2，4
‑
戊二酮的质量比为1:0.3
‑
0.5；
12.(4)在步骤(3)得到的带有暗红色沉淀物溶液中加入ph调节剂b，调节ph值至8
‑
10，继续回流反应，在溶液中暗红色沉淀物增多；ph调节剂b为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾；
13.(5)将步骤(4)得到的带有暗红色沉淀物的溶液冷却至室温后进行过滤，然后将滤饼用去离子水洗涤，得到钌沉淀物；
14.(6)将步骤(5)得到的钌沉淀物用稀硝酸洗涤，得到三(2，4
‑
戊二酮)钌。
15.优选的，步骤(1)中，四氧化钌由工业成熟的氯气氧化蒸馏工艺制得。
16.优选的，步骤(1)中，盐酸质量分数为5％
‑
15％。
17.优选的步骤(1)中，反应温度为10
‑
30℃，反应时间为1
‑
3h。
18.优选的步骤(2)中，在钌吸收液中加入ph调节剂a之前，将钌吸收液搅拌3
‑
6h，搅拌速度为5
‑
50rpm。
19.优选的，步骤(2)中，回流时间为0.5
‑
4h。
20.优选的，步骤(3)中，回流时间为1
‑
3h。
21.优选的，步骤(4)中，回流时间为2
‑
4h。
22.优选的，步骤(5)中，将滤饼用去离子水洗涤3
‑
7次。
23.优选的，步骤(6)中，将钌沉淀物用稀硝酸洗涤3
‑
5次，稀硝酸的质量分数为0.1％
‑
2％。
24.有益效果
25.(1)本发明以工业常用氯气氧化蒸馏工艺制得的四氧化钌为合成原料，省去制备、分离合纯化三氯化钌这一系列工艺，缩短合成路线，简化合成工艺。
26.(2)本发明在钌吸收液中加入氢氧化钠或氢氧化钾，能够迅速将钌吸收液的ph调节至所需值，同时保证溶液的粘度适中。
27.(3)本发明在出现暗红色沉淀物的溶液中加入碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾，便于形成缓冲溶液体系，保证ph保持相对稳定，提高钌转化率的同时，可改善沉淀的洗涤和过滤效率，易洗去杂质；
28.(4)本发明首先使用去离子水，然后再使用稀硝酸洗涤，一方面可以去除原料四氧化钌以及反应过程中可能引入的金属杂质和氧化物，另一方面操作简便，易控制产品的一致性，将ph调节剂a和b结合使用，可保证钌能够在稳定的ph条件下反应得到均一的沉淀，同时容易洗涤和过滤，具有较高的产品收率和生产效率，适合批量化生产。
29.(5)本发明的方法制备得到的三(2，4
‑
戊二酮)钌具有低氯含量、低金属杂质含量等特点，满足催化剂和mocvd等各种前驱体的使用要求，适合作为催化剂和mocvd前驱体。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
31.本发明公开了一种制备三(2，4
‑
戊二酮)钌的方法，制备步骤为：将四氧化钌气体
通入盛有盐酸的吸收装置中反应生成钌吸收液，并降至室温；在钌吸收液中依次加入ph调节剂a，并加入2，4
‑
戊二酮回流反应生成沉淀；加入ph调节剂b回流反应得到大量暗红色沉淀；然后对钌沉淀物反复过滤洗涤以除去杂质。最后将除去各种杂质的钌沉淀物加入稀硝酸洗涤得到高收率高纯度产品。
32.实施例1
33.(1)将四氧化钌气体通入盛有10升盐酸的吸收装置中进行吸收，当溶液中钌吸收量达到500克时，停止通入四氧化钌，发生反应，反应时间为2h，得到钌吸收液。其中，盐酸质量分数为10％，反应温度为30℃，使用icp
‑
oes(电感耦合等离子体发射光谱仪)测得吸收液中钌含量。
34.(2)搅拌得到的钌吸收液，搅拌速度为30rpm，搅拌时间为3h，然后在钌吸收液中加入氢氧化钾，调节ph值至7后，加入工业乙醇80℃回流3h。
35.(3)待(2)中的反应完成后加入2，4
‑
戊二酮4kg，继续回流反应。其中，回流温度为90℃，回流时间1h，出现暗红色沉淀物。
36.(4)加入碳酸钠，调节ph值至8，继续在90℃条件下回流2h，得到大量的暗红色沉淀物。
37.(5)将上述产物降至室温，过滤，然后将钌沉淀物反复用去离子水洗涤3次，以除去沉淀中残留的杂质，得到除去杂质的钌沉淀物。
38.(6)最后将除去杂质的钌沉淀物加入质量分数为2％稀硝酸洗涤3次，得到三(2，4
‑
戊二酮)钌，收率87％。
39.对得到的产物进行核磁共振氢谱测试，测试结果为核磁共振氢谱中1hnmr(cdcl3):1.99(18h),5.48(3h)，与文献报道结果一致。
40.对得到的产物通过icp
‑
oes测得钌元素含量25.40％，ag、au、al、fe、ni、si等杂质含量均小于50ppm；
41.对得到的产物通过ic(离子色谱)测得氯含量为12ppm。
42.实施例2
43.(1)将四氧化钌气体通入盛有12升盐酸的吸收装置中进行吸收，当溶液中钌吸收量达到500克时，停止通入四氧化钌，发生反应，反应时间为3h，得到钌吸收液。其中，盐酸质量分数为15％，反应温度为25℃，使用icp
‑
oes测得吸收液中钌含量。
44.(2)搅拌得到的钌吸收液，搅拌速度为25rpm，搅拌时间为3h，然后在钌吸收液中加入氢氧化钾，调节ph值至6.5后，加入工业乙醇75℃回流2h。
45.(3)待(2)中的反应完成后加入2，4
‑
戊二酮4kg，继续回流反应。其中，回流温度为110℃，回流时间为0.5h，出现暗红色沉淀物。
46.(4)加入碳酸钠，调节ph值至8，继续在110℃条件下回流1h，得到大量的暗红色沉淀物。
47.(5)将上述溶液降至室温，过滤，然后将钌沉淀物反复用去离子水洗涤5次，以除去沉淀中残留的杂质，得到除去杂质的钌沉淀物。
48.(6)最后将除去杂质的钌沉淀物加入质量分数为0.2％稀硝酸洗涤3次，得到三(2，4
‑
戊二酮)钌，收率89％。
49.对得到的产物的进行核磁共振氢谱测试，测试结果为核磁共振氢谱中与文献报道
结果一致。
50.对得到的产物通过icp
‑
oes测得钌含量25.37％，ag、au、al、fe、ni、si等杂质含量均小于50ppm；
51.对得到的产物通过ic(离子色谱)测得氯含量为18ppm。
52.实施例3
53.(1)将四氧化钌气体通入盛有20升盐酸的吸收装置中进行吸收，当溶液中钌吸收量达到800克时，停止通入四氧化钌，发生反应，反应时间为2h，得到钌吸收液。其中，盐酸质量分数为8％，反应温度为22℃，使用icp
‑
oes测得吸收液中钌含量。
54.(2)搅拌得到的钌吸收液，搅拌速度为35rpm，搅拌时间为3h，然后在钌吸收液中加入氢氧化钾，调节ph值至6.7后，加入工业乙醇85℃回流1.5h。
55.(3)待(2)中的反应完成后加入2，4
‑
戊二酮7.5kg，继续回流反应。其中，回流温度为100℃，回流时间为1.5h，出现暗红色沉淀物。
56.(4)加入碳酸钠，调节ph值至8.5，继续在100℃条件下回流1.5h，得到大量的暗红色沉淀物。
57.(5)将上述溶液降至室温，过滤，然后将钌沉淀物反复用去离子水洗涤5次，以除去沉淀中残留的杂质，得到除去杂质的钌沉淀物。
58.(6)最后将除去杂质的钌沉淀物加入质量分数为0.3％稀硝酸洗涤3次，得到三(2，4
‑
戊二酮)钌，收率88％。
59.对得到的产物进行核磁共振氢谱测试，结果为核磁共振氢谱中与文献报道结果一致。
60.对得到的产物通过icp
‑
oes测得钌含量25.37％，ag、au、al、fe、ni、si等杂质含量均小于50ppm；
61.对得到的产物通过ic(离子色谱)测得氯含量为17ppm。
62.综上所述，仅是本发明的较佳具体实施例，并不对本发明作任何形式上的限制。凡本领域的技术人员依据本发明的技术方案或构思，通过逻辑分析、推理等得到的技术方案都应属于本发明的保护范围。
再多了解一些
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
