Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và tính chất của một số β đixetonat kim loại chuyển tiếp

Các phương pháp hóa lý nghiên cứu - đixetonat đất hiếm và benzoyltrifloaxetonat của các NTĐH .... Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại.. Phổ hấp thụ hồng ngo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



NGUYỄN THU HÀ

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ  - ĐIXETONAT KIM LOẠI

CHUYỂN TIẾP

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội - 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



NGUYỄN THU HÀ

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ  - ĐIXETONAT KIM LOẠI

CHUYỂN TIẾP

Chuyên ngành : Hóa vô cơ

Mã số : 60440113

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRIỆU THỊ NGUYỆT

Hà Nội - 2014

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chương trình cao học, em xin gửi lời chân thành cảm ơn tới quý thầy cô Khoa Hóa học- trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia

Hà Nội

Trước hết, với lòng biết ơn vô hạn, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Triệu Thị Nguyệt- người đã hướng dẫn và tạo điều kiện giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo, các cô kỹ thuật viên

Bộ môn Hóa vô cơ đã giúp đỡ và chỉ bảo em trong suốt thời gian em làm thí nghiệm tại Bộ môn

Và em cũng xin được cảm ơn, chia sẻ niềm vui này với gia đình, bạn bè, anh chị em lớp cao học Hóa K23- những người đã luôn ở bên em, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để em được hoàn thành luận văn này

Mặc dù đã cố gắng bằng tất cả lòng đam mê của mình nhưng do năng lực bản thân có hạn nên chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những đóng góp quý báu của quý thầy cô, các anh chị em và các bạn

Hà Nội, ngày 12 tháng 11 năm 2014

Học viên

Nguyễn Thu Hà

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined

1.1 β – đixeton và β- đixetonat kim loại Error! Bookmark not defined 1.1.1 Đặc điểm cấu tạo và khả năng tạo phức của các β- đixeton Error! Bookmark not defined

1.1.2 Giới thiệu chung về các β – đixetonat kim loạiError! Bookmark not defined

1.1.3 Phức chất hỗn hợp của β- đixetonat kim loại với phối tử hữu cơ Error! Bookmark not defined

1.1.4 Ứng dụng của các β- đixetonat kim loại Error! Bookmark not defined

1.2 Giới thiệu chung về các nguyên tố đất hiếm và khả năng tạo phức của chúng

Error! Bookmark not defined 1.2.1 Đặc điểm chung của các nguyên tố đất hiếmError! Bookmark not defined

1.2.2 Khả năng tạo phức của các nguyên tố đất hiếm.Error! Bookmark not defined

1.3 Các phương pháp hóa lý nghiên cứu - đixetonat đất hiếm và

benzoyltrifloaxetonat của các NTĐH Error! Bookmark not defined 1.3.1 Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại Error! Bookmark not defined 1.3.2 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhânError! Bookmark not defined

1.3.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể Error! Bookmark not defined

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, MỤC ĐÍCH, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM Error! Bookmark not defined

2.1 Đối tượng, mục đích nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.1.2 Mục đích, nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2 Thực nghiệm Error! Bookmark not defined 2.2.1 Dụng cụ và hóa chất Error! Bookmark not defined 2.2.2 Chuẩn bị hóa chất Error! Bookmark not defined

2.2.3.Tổng hợp các phức chất Error! Bookmark not defined 2.3 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.3.1 Phương pháp phân tích hàm lượng ion kim loại trong phức chất Error! Bookmark not defined

2.3.2 Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại Error! Bookmark not defined 2.3.3 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhânError! Bookmark not defined

2.3.4 Phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể Error! Bookmark not defined 2.3.5 Phương pháp phổ phát quang Error! Bookmark not defined

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined

3.1 Xác định hàm lượng kim loại trong các phức chấtError! Bookmark not defined

3.2 Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại Error! Bookmark not defined

3.2.1 Phổ hấp thụ hồng ngoại của các benzoyltrifloaxetonat đất hiếm Error! Bookmark not defined

3.2.2 Phổ hấp thụ hồng ngoại của các phức chất hỗn hợp của benzoyltrifloaxetonat

đất hiếm với o-phenanthrolin Error! Bookmark not defined

3.2.3 Phổ hấp thụ hồng ngoại của các phức chất hỗn hợp của benzoyltrifloaxetonat đất hiếm với , ’

- đipyriđin (dpy) Error! Bookmark not defined

3.2.4 Phổ hấp thụ hồng ngoại của các phức chất hỗn hợp của benzoyltrifloaxetonat đất hiếm với 2,2’-đipyriđin N-oxit (dpy-O1) Error! Bookmark not defined

3.2.5 Phổ hấp thụ hồng ngoại của các phức chất hỗn hợp của benzoyltrifloaxetonat đất hiếm với 2,2’-đipyriđin N, N’-đioxit (dpy-O2).Error! Bookmark not defined

3.3 Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân 1H

Error! Bookmark not defined

3.3.1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H của HBTFACError! Bookmark not defined

3.3.2 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H của [La(BTFAC)3(H2O)2] Error! Bookmark not defined

3.3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H của [La(BTFAC)3(phen)] Error! Bookmark not defined

3.3.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H của [La(BTFAC)3(dpy)] Error! Bookmark not defined

3.3.5 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H của [La(BTFAC)3(dpy-O1)] Error! Bookmark not defined

3.4 Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể

Error! Bookmark not defined

3.4.1 Cấu trúc tinh thể của phức chất [Eu(BTFAC)3(H2O)2]Error! Bookmark not defined

3.4.2 Cấu trúc tinh thể của phức chất [Tb(BTFAC)3(phen)]Error! Bookmark not defined

3.4.3 Cấu trúc tinh thể của phức chất [Tb(BTFAC)3(dpy)]Error! Bookmark not defined

3.4.4 Cấu trúc tinh thể của phức chất [Tb(BTFAC)3(dpy-O2)] Error! Bookmark not defined

3.5 Phổ huỳnh quang Error! Bookmark not defined

KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

TIẾNG VIỆT 65

TIẾNG ANH 65 PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Kết quả phân tích hàm lƣợng ion đất hiếm trong các phức chất Error!

Bookmark not defined

Bảng 3.2:Các dải hấp thụ đặc trƣng trong phổ hồng ngoại của phức chất và phối tử (υ, cm-1

) Error! Bookmark not defined Bảng 3.3: Các dải hấp thụ đặc trƣng trong phổ hồng ngoại của phức chất [Ln(BTFAC)3(phen)] và phối tử ( , cm-1) Error! Bookmark not defined Bảng 3.4: Các dải hấp thụ đặc trƣng trong phổ hồng ngoại của phức chất [Ln(BTFAC)3(dpy)] và phối tử ( , cm-1) Error! Bookmark not defined Bảng 3.5: Các dải hấp thụ đặc trƣng trong phổ hồng ngoại của phức chất [Ln(BTFAC)3(dpy-O1)] và phối tử ( , cm-1) Error! Bookmark not defined Bảng 3.6: Các dải hấp thụ đặc trƣng trong phổ hồng ngoại của phức chất [Ln(BTFAC)3(dpy-O2)] và phối tử ( , cm-1) Error! Bookmark not defined Bảng 3.7: Các tín hiệu trên phổ 1

H – NMR của HBTFACError! Bookmark not defined

Bảng 3.8: Các tín hiệu trên phổ 1H – NMR của [La(BTFAC)3(H2O)2] Error!

Bookmark not defined

Bảng 3.9: Các tín hiệu trên phổ 1H – NMR của [La(BTFAC)3(phen)] Error!

Bookmark not defined

Bảng 3.10: Các tín hiệu trên phổ 1

H – NMR của [La(BTFAC)3(dpy)] Error!

Bookmark not defined

Bảng 3.11: Các tín hiệu trên phổ 1H – NMR của [La(BTFAC)3(dpy-O1)] Error!

Bookmark not defined

Bảng 3.12: Một số thông tin về cấu trúc của tinh thể phức chất [Eu(BTFAC)3(H2O)2] Error! Bookmark not defined Bảng 3.13: Một số độ dài liên kết và góc liên kết trong phức chất [Eu(BTFAC)3(H2O)2] Error! Bookmark not defined

Bảng 3.14: Một số thông tin về cấu trúc của tinh thể phức chất [Tb(BTFAC)3(phen)] Error! Bookmark not defined Bảng 3.15: Một số độ dài liên kết và góc liên kết trong phức chất [Tb(BTFAC)3(phen)] Error! Bookmark not defined Bảng 3.16: Một số thông tin về cấu trúc của tinh thể phức chất [Eu(BTFAC)3(dpy)]

Error! Bookmark not defined

Bảng 3.17: Một số độ dài liên kết và góc liên kết trong phức chất [Tb(BTFAC)3(dpy)] Error! Bookmark not defined Bảng 3.18: Một số thông tin về cấu trúc của tinh thể phức chất [Eu(BTFAC)3

(dpy-O2)] Error! Bookmark not defined Bảng 3.19: Một số độ dài liên kết và góc liên kết trong phức chất [Eu(BTFAC)3(dpy-O2)] Error! Bookmark not defined

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cấu trúc của [Er(acac)3(phen)] Error! Bookmark not defined Hình 1.2 Cấu trúc của [Ce(acac)4] Error! Bookmark not defined Hình 3.1: Phổ hấp thụ hồng ngoại của benzoyltrifloaxeton Error! Bookmark not

defined

Hình 3.2 Phổ hấp thụ hồng ngoại của [La(BTFAC)3(H2O)2] Error! Bookmark not

defined

Hình 3.3 Phổ hấp thụ hồng ngoại của o-phenanthrolin Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Phổ hấp thụ hồng ngoại của [Eu(BTFAC)3(phen)] Error! Bookmark not

defined

Hình 3.5: Phổ hấp thụ hồng ngoại của  , ’

- đipyriđin Error! Bookmark not

defined

Hình 3.6: Phổ hấp thụ hồng ngoại của [Eu(BTFAC)3(dpy)] Error! Bookmark not

defined

Hình 3.7: Phổ hấp thụ hồng ngoại của 2,2’-đipyriđin N- oxit Error! Bookmark not

defined

Hình 3.8: Phổ hấp thụ hồng ngoại của [Eu(BTFAC)3(dpy-O1)]Error! Bookmark not

defined

Hình 3.9: Phổ hấp thụ hồng ngoại của 2,2’-đipyriđin N, N’- đioxit Error! Bookmark

not defined

Hình 3.10: Phổ hấp thụ hồng ngoại của [Eu(BTFAC)3(dpy-O2)] Error! Bookmark

not defined

Hình 3.11: Phổ 1

H-NMR của HBTFAC Error! Bookmark not defined Hình 3.12: Phổ dãn 1H-NMR của HBTFAC Error! Bookmark not defined Hình 3.13: Phổ 1

H-NMR của [La(BTFAC)3(H2O)2] Error! Bookmark not defined Hình 3.14: Phổ dãn 1

H-NMR của [La(BTFAC)3(H2O)2] Error! Bookmark not

defined

Hình 3.15: Phổ 1H-NMR của [La(BTFAC)3(phen)] Error! Bookmark not defined Hình 3.16: Phổ dãn1

H-NMR của [La(BTFAC)3(phen)] Error! Bookmark not

defined

Hình 3.17: Phổ 1H-NMR của [La(BTFAC)3(dpy)] Error! Bookmark not defined Hình 3.18: Phổ dãn 1

H-NMR của [La(BTFAC)3(dpy)] Error! Bookmark not defined Hình 3.19: Phổ 1H-NMR của [La(BTFAC)3(dpy-O1)] Error! Bookmark not defined Hình 3.20: Phổ dãn 1

H-NMR của [La(BTFAC)3(dpy-O1)] Error! Bookmark not

defined

Hình 3.21: Cấu trúc đơn tinh thể của phức chất [Eu(BTFAC)3(H2O)2] Error!

Bookmark not defined

Hình 3.22: Cấu trúc đơn tinh thể của phức chất [Tb(BTFAC)3(phen)] Error!

Bookmark not defined

Hình 3.23: Cấu trúc đơn tinh thể của phức chất [Tb(BTFAC)3(dpy)] Error!

Bookmark not defined

Hình 3.24: Cấu trúc đơn tinh thể của phức chất [Eu(BTFAC)3(dpy-O2)] Error!

Bookmark not defined

Hình 3.25: Phổ huỳnh quang của [Eu(BTFAC)3(dpy-O1)] Error! Bookmark not

defined

Hình 3.26: Phổ huỳnh quang của [Eu(BTFAC)3(dpy-O2)] Error! Bookmark not

defined

DANH MỤC VIẾT TẮT

HBTFAC Benzoyltrifloaxeton

phen o – phenanthroline

dpy α,α’- đipyridin

dpy-O1 2,2’ – đipyridin N – oxit

dpy-O2 2,2’ – đipyridin N, N’- đioxit

NTĐH Nguyên tố đất hiếm

MỞ ĐẦU

β – đixetonat đất hiếm là phức của β – đixeton với các ion đất hiếm Trên thế giới, các phức chất đã được nghiên cứu từ rất lâu do khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực quan trọng như các thiết bị quang học, đầu dò phát quang trong phân tích y sinh, cảm biến phát quang, điot phát quang, vật liệu phát quang,

Các β- đixetonat đất hiếm đầu tiên đã được điều chế bởi Urbain vào cuối thế kỉ

19 (Urbain, 1897) Ông đã tổng hợp được phức chất tetrakis- axetylaxetonat của xesi(IV) và phức chất hyđrat tris – axetylaxetonat của La(III), Gd(III) và Y(III) Ngày nay, các nghiên cứu về β- đixetonat đất hiếm được chú ý nhiều bởi ứng dụng của chúng với vai trò là các vật liệu phát quang trong đèn phát sáng hữu cơ (OLEDS), xúc tác trong các phản ứng hữu cơ

Ở nước ta, với sự phát triển của các phương pháp nghiên cứu đã tạo ra cơ hội lớn cho việc nghiên cứu phức chất nói chung và phức chất β- đixetonat kim loại nói riêng

Để góp phần vào hướng nghiên cứu chung đó, chúng tôi tiến hành tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và tính chất của benzoyltrifloaxetonat với một số ion đất hiếm như La3+

, Nd3+, Sm3+, Tb3+, Eu3+ và phức chất hỗn hợp của chúng với α, α’- đipyriđin,

1, 10- phenanthrolin, 2,2’- đipyriđin N, N’- đioxit, 2,2’- đipyriđin N- oxit

Chúng tôi hy vọng rằng, các kết quả thu được sẽ đóng góp một phần nhỏ vào lĩnh vực nghiên cứu phức chất của đất hiếm với các β- đixetonat

TÀI LIỆU THAM KHẢO

A – TIẾNG VIỆT

1 Lê Hùng (2003), Hóa học các nguyên tố đất hiếm, Khoa Hóa học, trường

ĐHKHTN – ĐHQG Hà Nội

2 Lê Chí Kiên, Hóa học phức chất, NXB ĐHQGHN, Hà Nội, 2007

3 Hoàng Nhâm (2001), Hoá học vô cơ T3, NXB Giáo Dục, Hà Nội

4 Nguyễn Văn Ri, Tạ Thị Thảo (2003), Thực tập Hóa học Phân tích, Tập 1,

khoa Hóa học, Trường ĐHKHN – ĐHQG Hà Nội

5 Thái Doãn Tĩnh (2006), Cơ sở Hóa học hữu cơ – Tập 1, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội

6 Nguyễn Đình Triệu (2002), Các phương pháp Vật lý ứng dụng trong Hóa học,

Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội

7 Huỳnh Thị Miền Trung (2009) , Tổng hợp và nghiên cứu tính chất phức chất axetylaxetonat của một số kim loại, Luận văn thạc sĩ khoa học, ĐHKHTN –

ĐHQG Hà Nội

8 Nguyễn Trọng Uyển (1979), Giáo trình chuyên đề nguyên tố hiếm, Trường

Đại học Tổng hợp Hà Nội

9 Đào Hữu Vinh, Lâm Ngọc Thụ (1979), Chuẩn độ Phức chất (sách dịch), Nhà

xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội

B – TIẾNG ANH

10 Bialek M., Caramail H., Deffieus A., Guillaume S M (2005), “Styrene Polimerzation Using Niken(II) Complexes as Catalysts”, European Polimer

Journal, Vol 41, pp 2678-2684

11 D L Pavia, G M Lampman, G Kerz, “Introduction to spetroscopy”,

Department of Chemistry, Western Washington University, 2000

12 Giangregorio M M., Sacchetti A., Losurdo M., Capezzuto P., Bruno G

(2008), “Correlation between Structure and Properties of Er2O3 Nanocrystalline Thin Films”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol 354, pp

2853-2857

13 Glinka N L (1981), “General chemistry”, Vol 2, Mir publishers Moscow, pp

311-17

14 Gschneidner K A., Binnemans K (2005), Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths, Vol 35, pp 107-272

15 Greenwood N., Earnshaw A (1984), “Chemistry of elements”, Pergamon

Press, Oxford - New York - Toronto - Sydney - Paris - Frankfurt

16 Indrasenan P., Lakshmy M (1997), ''Synthesis and infrared spectra studies of some lanthannide complexes with leucine'', Indian Journal of Chemistry, Vol

36 A, pp 998-1000

17 Jingya Li, Hongfeng Li, Pengfei Yan, Peng Chen, Guangfeng Hou,and

Guangming Li (2011), Synthesis, Crystal Structure, and Luminescent Properties of 2-(2,2,2-Trifluoroethyl)-1-indone Lanthanide Complexes,

Inorganic Chemistry

18 Jing Feng, Jiang-Bo Yu, Shu-Ya Song, Li-Ning Sun, Wei-Qiang Fan,

Xian-Min Guo, Song Dang ang Hong-Jia Zhang (2009), Near-infrared luminescent xerogel materials covalently bonded with ternary lanthanide complexes

19 Jose A Fernandes, Susana S Braga, Martyn Pillinger et al (2006), '' -Cyclodextrin inclusion of europium (III) tris(-diketonate)-bipyridine'',

Polyhedron, Vol 25, pp 1471-1476

20 Katok K V., Tertykh V A., Brichka S Y., Prikhodko G P (2006), “Pyrolytic Synthesis of Cacbon Nanostructures on Ni, Co, [Fe/MCM-4] Catalysts”,

Materials Chemistry and Physics, Vol 96, pp 369-401

21 Keppler B K, Friesen C., Vongerichten H., Vogel E (1993), “Metal Complexes in Cancer Chemotherapy”, VCH, Weinheim, Germany

22 Koen Binnemans (2005), Chapter 225 “Rare-earth β-diketonates”, Katholieke

Universiteit Leuven, Department of Chemistry, Celestijnenlaan 200F

23 Kothandaraman H., Sangeetha D (2001), “Effect of the Catalyst on the Copolimers of Styrene with Metyl Methacrylate by Zegler-Natta Polymerization”, European Polimer Journal, Vol 37, pp 200