三乙酰丙酮铑(III)是一种新型的贵金属有机配位化合物。随着化学气相沉积技术(CVD)的日趋成熟,三乙酰丙酮铑(III)因其易挥发、易分解、易溶于多种有机溶剂等特点,成为了理想的前驱体,通过CVD可制备低维的金属镀层、载体催化剂、膜催化剂以及钠米及合金,同时也是均相催化反应的重要催化剂,在新材料和精细化工领域有着广泛的应用价值[1]。
化学结构特征[1]
紫外光谱
三乙酰丙酮铑(III)在紫外-可见光区出现了两个强吸收峰与一个肩峰,对于λmax为320.3 nm(εmax为10602.9 L·mol-1·cm-1)和240.6 nm(εmax为8758.6 L·mol-1·cm-1)的吸收峰,从位置和吸收强度来看,应归属于中心离子的d→d跃迁。由于游离配体[Na(acac)]的π→π∗跃迁特征吸收峰在λmax=261 nm处,因此,在λmax=262.9 nm处的肩峰也应该是由配体乙酰丙酮的π→π∗跃迁引起的,只是其强度不及中心离子电荷跃迁而被掩盖成为肩峰。

图1 三乙酰丙酮铑(III)在氯仿溶液中的紫外-可见吸收光谱
红外光谱
在红外光谱上,出现两种类型的C=O不对称伸缩振动吸收峰,酮式C=O和烯醇式C=O,前者为1668.98 cm-1(m),后者因共轭体系而降低,为1623.79 cm-1(s)。
质谱
在快原子轰击(FAB+)下,三乙酰丙酮铑(III)出现了分子离子峰M+,相对强度100%,并接着分裂成质荷比(m/e)为301(相对丰度84%)、203(相对丰度10%)和259(相对丰度5%)等碎片峰。可见,在快原子轰击下,键强相对较弱的配位键先断裂,逐步释放出配体,最后形成103Rh+同时也伴随着有机共价键的断裂。
同时在MS上还出现了m/e为493(相对丰度3%)的离子峰,可以解释为三乙酰丙酮铑(III)的分子与基质甘油分子(C3H8O3)加合而成。在快原子的轰击下,Rh3+与3个乙酰丙酮中的其中1个以Rh-C3键配位,从而让出1个空轨道给甘油分子中的氧原子配位。

图2 三乙酰丙酮铑(III)的FAB+质谱图
核磁共振氢谱
三乙酰丙酮铑(III)有且仅有两个共振峰,说明它们的分子结构中都含有两组化学环境不同的氢核,且个数比都为1:6。三乙酰丙酮铑(III)1HNMR中化学位移为2.1606×10-6和5.4928×10-6的峰分别对应于三乙酰丙酮铑(III)中的6个甲基氢和1个次甲基氢。

图3 三乙酰丙酮铑(III)的核磁共振氢谱
制备方法[2]
(1)室温下,将1.5 g氢氧化铑(9.74 mmo1)在5 wt%的稀硝酸4.5 mL中搅拌溶清;
(2)将3.5 g乙酰丙酮(35.00 mmo1)分批滴加至步骤(1)的反应液中;
(3)升温至80℃,反应至有黄色固体产生;
(4)冷却至室温,抽滤,30℃下真空干燥,得到固体3.5 g,即为三乙酰丙酮铑(III),摩尔收率为89.7%。
参考文献
[1] 梁广, 刘伟平, 高文桂, 等. 乙酰丙酮铑(Ⅲ)的化学性质[J]. 中国有色金属学报, 2004, (11): 1969-1976.
[2] 西安凯立新材料股份有限公司. 一种三乙酰丙酮铑的制备方法: 202111561062.6 [P]. 2022-04-26.