Спосіб одержання залізофулеренової сполуки с60fe3

Спосіб одержання залізофулеренової сполуки C60Fe3 з фулерену С60 і похідних заліза, який відрізняється тим, що фулерен змішують з хлоридом заліза (III), металевим алюмінієм і нагрівають в евтектичному розплаві хлоридів алюмінію і натрію при температурі 130 - 135°С Винахід відноситься до галузі хімії фуллерену, конкретно - до залізовмісних комплексних сполук TnnyC60Fe, що мають магнітні властивості Відомий спосіб одержання C60Fe3 шляхом взаємодії фуллерену з фероценом при нагріванні в бензолі в присутності хлорида алюмінію й алюмінієвої пудри [1] Адукт, що утворився, після виділення й очищення піддають термічній обробці при температурі 450 - 500°С в інертній атмосфері Це призводить до елімінування циклопентадієнільних лігандів із фероценовых фрагментів і утворенню C60Fe3 [2] Сполука є суперпарамагнетиком У його магнітному поводженні від 300 до 4 2К спостерігаються нерівноважні ефекти, що КІЛЬКІСНО описані у рамках теорії суперпарамагнітного блокування Величина парамагнітного моменту в emu/r складає (в магнітному полі ЮОерст) 2 5emu/r [3] Недоліками методу є багато стадійність процесу, використовування щодо малодоступного фероцена, необхідність очищення фероценілфуллеренового адукта з наступним термічним його розкладанням при температурі 450 - 500°С В основу винаходу поставлена задача розробки одно стадійного способу одержання залізофуллеренової сполуки C60Fe3, яка не містить органічних включень в умовах, що дозволяють проводити процес при більш високій температурі Поставлена задача може бути вирішена шляхом взаємодії фуллерену С60 з евтектичним розплавом безводних хлоридів алюмінію, заліза (III) і натрію в присутності металевого алюмінію в інертній атмосфері Виділення й очистку C60Fe3 проводили розкладанням реакційної маси соляною кислотою і відмиванням водою й органічним роз чинником За даними рентгенівської флуоресценції, атомно - абсорбційної спектроскопії і елементного аналізу отримана сполука має склад C60Fe3 У рентгенівських дифрактограмах є рефлекси, що відповідають таким МІЖПЛОСКІСНИМ відстаням (А) 5 465, 2 758, 2 526, 2 262, 2 035, 1 818, 1 759, 1 708 з фактором повторювальності рефлексів, який належить гранецентрованій кубічній решітці зі стороною елементарної ячейки (а) = 6 98А Сполука, що отримана за способом, описаному в прототипі, співпадає за ХІМІЧНИМ складом та фізико - ХІМІЧНИМИ властивостями зі сполукою, яка отримана наведеним у винаході способом За даними Мессбауеровської спектроскопії сполука характеризується квадрупольним дублетом з ізомерним зсувом 0 45мм/с Результаті вивчення магнітного поводження в інтервалі температур від 300 до 4 2К в речовині виявляються подібні з протоном нерівноважні магнітні ефекти Розмір парамагнітного моменту (emu/r) при 4 2К складає в магнітному полі ЮОерст - 2 5егтш/г, як і в протоні [3] Таким чином, приведені дані за структурою, валентному стану атомів Fe і магнітним властивостям підтверджують ідентичність сполук, отриманих різними методами Запропонований спосіб одержання залізофуллеренової сполуки C60Fe3 технічно простий у виконанні Це виражається в одно стадійності процесу, використанні доступної вихідної сировини Перевагою способу є заміна органічного розчинника сольовим евтектичним розплавом (АІСІЗ NaCI) Це дозволило виключити утворення комплексних сполук з органічним розчинником, підвищити температурний діапазон реакції з С60 і використовувати металевий алюміній у якості трьохелектрод (О ^ со о Ю 50346 ного відновника хлорного заліза й фуллерену С60 + 3FeCl3 + З А1 -» C6oFe3 + ЗАІСЬ Приклад 1 У трьохгорлу колбу, що має механічну мішалку, зворотний холодильник, систему постачання інертного газу (аргону), та ізольована від вологи хлоркальцієвою трубкою, поміщають реакційну суміш, що складається з ЮОмг (1 39 х 10-4моль) фуллерену С60, 4г безводного хлориду алюмінію, І г хлориду натрію, ЮОмг (6 15 х 104моль) хлориду заліза (III) і 20мг (7 4 х 10-4моль) алюмінієвої пудри Суміш нагрівають на металевій бані (сплав Вуда) у току аргону при перемішуванні протягом 4 годин при температурі 130 - 135°С Реакційну масу охолоджують на крижаній бані і доливають порціями при перемішуванні охолоджений 15% розчин соляної кислоти (50мл) Реакційну масу лишають на 3 години Дрібнокристалічний чорний осад, що випадає, відфільтровують і послідовно промивають водою, спиртом, бензолом і сушать у вакуумі при температурі 100°С Одержують 120мг продукту, що за даними елементного аналізу, рентгенівської флуоресценції та атомно абсорбційної спектроскопії має такий елементний склад (у %) С - 77 9, 78 2, Н - 0 22, 0 27, СІ - 1 89, 1 79, Fe - 18 18 Це відповідає брутто - формулі C603Fe 0 5СІ Н2О Рентгенівська дифрактограма записана на приладі ДРОН - УМ - 1 (СиКсс - випромінювання, нікелевий фільтр), рентгенівська флуоресценція на приладі EXSPERT - 01Т (джерело випромінювання МдКсс 1254еВ) Джерела інформації 1 Деклараційний патент 33177А України, МПК С01В31/02 Спосіб одержання залізовмісних кластерів фуллерену (Р О Кочканян, О В Бондаренко, О М Заритовський, Пшемек Бишевські, Я В Демко, А Б Круглова, В В Чабаненко (Україна), Заяв 31 12 1998, Надрук 15 02 01 Бюл № 1 , 5 с 2 Р Byszewski, Е Kowalska, J Radomska, Z Kucharski, R Diduszko, A Huchko, H Lange, R Kochkanjan, A Zantowskij, A Bondarenko, V Chabanenko, in H Kuzmany et al (Eds), Electronic Properties of Novel Materials, Proc Of XII International Winter School, Kirchberg, Austria, American Institute of Physics, 1998, p 348 3 E Zubov, P Byszewski, V Chabanenko, E Kovalska, L Gladczuk, R Kochkanjan Superparamagnetic behavior of CeoFe Journal of Magnetism and Magnetic materials 222 (2000) 89 96 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71