乙酰丙酮铱(Ⅲ)的合成及结构表征

2026/5/10 8:02:04 作者:南星

80年代中期以来美国国家航空与宇宙航天局(NASA)采用金属有机化合物化学气相沉积法(MOCVD)成功制备出铼基铱涂层复合喷管,它选用的铱源为乙酰丙酮铱(Ⅲ),乙酰丙酮铱(Ⅲ)在常温下很稳定,有一定的升华和分解温度,适宜作为铱膜沉积的源物质。但迄今为止,有关乙酰丙酮铱(Ⅲ)的制备技术报道非常少,在已有的报道中,乙酰丙酮铱(Ⅲ)的收率也非常低。

合成方法

取一定量的氯铱酸,加入适量的NaOH溶液,溶液颜色由黑红色变成绿色即四价铱氯化物还原为三价铱氯化合物。加入新蒸馏的乙酰丙酮溶液,用氨水调节pH在7.0~8.0之间,在水浴上加热升温到一定温度,反应一定时间后得到浅黄色沉淀物,经水洗、真空干燥得产物乙酰丙酮铱(Ⅲ)。产品收率为12%[1]。

结构表征[2]

1、元素分析

测得配合物中C(%)36.48,H(%)4.298,乙酰丙酮铱(Ⅲ)的元素含量理论值为C(%)36.81,H(%)4.294。两者基本一致。

2、红外谱图

当乙酰丙酮与铱金属形成β二酮配合物后,在1549,1523cm-1出现两个特征峰,研究表明,1549cm-1是烯醇式乙酰丙酮中的氢被金属Ir取代后生成配合物的特征峰,表明乙酰丙酮铱(Ⅲ)中配体是以烯醇式与Ir3+配位,同时1523cm-1的吸收峰为离域C=C的振动频率。另外,红外光谱中在471cm-1产生的吸收峰为Ir-O与C-CH3弯曲振动模式偶合引起的。下表列出了乙酰丙酮铱(Ⅲ)配合物的主要吸收峰及其归属。

乙酰丙酮铱(Ⅲ)配合物的主要吸收峰及其归属

通过红外光谱分析,推测乙酰丙酮铱(Ⅲ)可能的结构,1个铱金属原子与6个氧原子发生配位,产生3个六元环结构,这6个氧原子分别来自于3个乙酰丙酮分子。

3、质谱

下图是乙酰丙酮铱(Ⅲ)的质谱图。在整个质谱数据中,在490得到最大的离子峰,是乙酰丙酮铱的分子离子峰[193Ir(acac)3]+,得到这个离子峰在质谱图中的相对强度为32.89%,大于490的离子峰并没有检测到,这表明乙酰丙酮铱(Ⅲ)主要是以单体形式存在,分子中不存在二聚或多聚现象。

乙酰丙酮铱(Ⅲ)的质谱图

参考文献

[1] 阎鑫,张秋禹,范晓东. 三乙酰丙酮铱的合成及性质研究[J]. 中国稀土学报,2002,20(z2):238-240. DOI:10.3321/j.issn:1000-4343.2002.z2.065.

[2] 阎鑫,张秋禹. 乙酰丙酮铱配合物的合成及热分解机制研究[J]. 稀有金属,2010,34(4):585-589. DOI:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.04.021.

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