二胺基二茂钼类配合物及其制备方法与应用
阅读说明:本技术 二胺基二茂钼类配合物及其制备方法与应用 (Diamino dicyclopentadienyl molybdenum complex and its preparation method and application ) 是由 逄增波 江德圣 于 2020-07-16 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种二胺基二茂钼类配合物及其制备方法和应用。包括以下步骤:于第一溶剂中溶解五氯化钼,冷却,制备第一溶液;于第二溶剂中溶解取代的环戊二烯锂和硼氢化钠,冷却,制备第二溶液;混合第一溶液和第二溶液,搅拌2h~4h,升温至55h~75h,反应20h-18h,向反应产物中加入烷烃萃取,收集水相,过滤,向滤液中加入氯仿,搅拌8h~12h,制备双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼;使双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼和二烷基胺锂反应。本发明先一步合成了二氯二茂钼类配合物,然后再将其与二烷基胺锂反应,制备了二胺基二茂钼类配合物,缩短了反应步骤,降低了生产成本,保持较高的收率,更加有利于工业化生产。(The invention relates to a diamino dicyclopentadienyl molybdenum complex and a preparation method and application thereof. The method comprises the following steps: dissolving molybdenum pentachloride in a first solvent, and cooling to prepare a first solution; dissolving substituted cyclopentadiene lithium and sodium borohydride in a second solvent, and cooling to prepare a second solution; mixing the first solution and the second solution, stirring for 2-4 h, heating to 55-75 h, reacting for 20-18 h, adding alkane into the reaction product for extraction, collecting a water phase, filtering, adding chloroform into the filtrate, and stirring for 8-12 h to prepare bis (substituted cyclopentadienyl lithium) molybdenum dichloride; bis (substituted cyclopentadienyl lithium) molybdenum dichloride and lithium dialkylamine are reacted. The invention firstly synthesizes the dichloro-dicyclopentadienyl molybdenum complex in one step, and then the dichloro-dicyclopentadienyl molybdenum complex reacts with the lithium dialkyl amine to prepare the diamino-dicyclopentadienyl molybdenum complex, thereby shortening the reaction steps, reducing the production cost, keeping higher yield and being more beneficial to industrial production.)
技术领域
本发明涉及有机化学技术领域,特别是涉及二胺基二茂钼类配合物及其制备方法与应用。
背景技术
二维层状过渡金属硫化物(TMDs)具有类石墨烯结构,因其独特的高电子迁移率、优异的光学吸收和量子霍尔效应等优异性能,被广泛认为是未来应用在电子器件中的极具潜力的明星材料之一。其中,硫化钼(MoS2)薄膜在结构和性能上类似于石墨烯,但与零带隙的石墨烯薄膜不同,二硫化钼存在一个可调控的带隙。块状晶体二硫化钼的带隙为1.2eV,电子跃迁方式为间接跃迁,而单层二硫化钼的带隙可以达到1.8eV,电子跃迁方式为直接跃迁。因此,二硫化钼薄膜独特的结构、优异的物理性能、可以调节的带隙以及相对较高的载流子迁移率使其成为一种在电学、光学和半导体等领域极具应用潜力的二维纳米材料。
目前已经报道了许多制备MoS2薄膜的方法,包括机械剥离法、化学剥脱法、气-固生长法、化学气相沉积(CVD)等。然而,上述传统方法存在成本较高、较难控制厚度、沉积温度高、不可控参数较多等问题,限制了MoS2的应用。而且,大面积单晶MoS2原子层薄膜的制备仍然是目前制约MoS2薄膜在高性能电子器上应用的瓶颈。原子层沉积方法(ALD)由于具有自限制的特点和优异的三维结构保形性而日益受到广泛重视。近年来,国内已有使用六羰基钼(Mo(CO)6)固体钼源和二甲基二硫(C2H6S2)气体硫源,采用原子层沉积技术获得了高纯度的MoS2薄膜的报道[CN107937884A],因此,开发一种饱和蒸气压较高,合成容易并且稳定的源材料具有十分重要的意义。
本申请人曾报道过一种钨配合物及其制备方法(申请号CN202010249921.7)。在这一篇报道中,先将六氯化钨与环戊烯、乙二醇二甲醚反应,制得四氯化钨乙二醇二甲醚加合物,再与环戊二烯基锂反应,得到双(环戊二烯基锂)二氯化钨中间体。其中,环戊烯作为低沸点还原剂(沸点为44~46℃),需要低温保存,这对该工艺路线的工业化生产提出了更高的要求,而且,钼配合物的制备方法也与钨配合物的制备方法不同。因此,有必要继续研究钼配合物的合成工艺。
发明内容
基于此,本发明提供一种二胺基二茂钼类配合物的制备方法,采用了与上述不同的合成路线,采用一锅法混合,一步合成了二氯二茂钼类配合物,然后再将二氯二茂钼类配合物与二烷基胺锂反应,制备了二胺基二茂钼类配合物,缩短了反应步骤,降低了生产成本,同时保持较高的收率,更加有利于工业化生产。
本发明的技术方案如下:
一种二胺基二茂钼类配合物的制备方法,包括以下步骤:
于第一溶剂中溶解五氯化钼,第一次冷却,制备第一溶液;
于第二溶剂中溶解取代的环戊二烯锂和硼氢化钠,第二次冷却,制备第二溶液;
混合所述第一溶液和第二溶液,搅拌2h~4h,升温至55℃~75℃,反应20h-28h,向反应产物中加入烷烃萃取,过滤,向滤液中加入氯仿,搅拌8h~12h,制备双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼;
使所述双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼和二烷基胺锂反应。
在其中一个优选的实施方式中,所述五氯化钼与氯仿的摩尔比为1:(4.0~5.0)。
在其中一个优选的实施方式中,所述取代的环戊二烯锂的制备方法包括以下步骤:
于第三溶剂中混合所述取代的环戊二烯和正丁基锂,反应1h-3h。
在其中一个优选的实施方式中,所述取代的环戊二烯选自五甲基环戊二烯或五苯基环戊二烯。
在其中一个优选的实施方式中,所述取代的环戊二烯与正丁基锂的摩尔比为1:(1.0~1.1)。
在其中一个优选的实施方式中,所述第三溶剂为正己烷。
在其中一个优选的实施方式中,所述二烷基胺锂选自二甲基胺锂、二乙基胺锂或甲基乙基胺锂。
在其中一个优选的实施方式中,使所述双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼和二烷基胺锂反应的步骤包括:
于第四溶剂中溶解双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼,滴加二烷基胺锂,搅拌8h~12h。
在其中一个优选的实施方式中,所述双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼和二烷基胺锂的摩尔比为1:(1.8~2.2)。
在其中一个优选的实施方式中,所述第四溶剂为甲基叔丁基醚。
在其中一个优选的实施方式中,所述第一次冷却至温度为-10℃~10℃。
在其中一个优选的实施方式中,所述第二次冷却至温度为-10℃~10℃。
在其中一个优选的实施方式中,所述五氯化钼、取代的环戊二烯锂和硼氢化钠的摩尔比为1:(2.0~3.0):(2.0~3.0)。
在其中一个优选的实施方式中,所述第一溶剂为甲苯和四氢呋喃的混合溶剂。
在其中一个优选的实施方式中,所述第二溶剂为四氢呋喃。
在其中一个优选的实施方式中,所述烷烃选自正己烷或正戊烷。
本发明还提供一种二胺基二茂钼类配合物。
技术方案如下:
一种二胺基二茂钼类配合物,具有式(1)所示的结构:
其中,R1表示取代基,R2–R3分别独立选自烷基;
所述二胺基二茂钼类配合物的制备方法包括以下步骤:
于第一溶剂中溶解五氯化钼,第一次冷却,制备第一溶液;
于第二溶剂中溶解取代的环戊二烯锂和硼氢化钠,第二次冷却,制备第二溶液;
混合所述第一溶液和第二溶液,搅拌2h~4h,升温至55℃~75℃,反应20h-28h,向反应产物中加入烷烃萃取,过滤,向滤液中加入氯仿,搅拌8h~12h,制备双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼;
使所述双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼和二烷基胺锂反应。
在其中一个优选的实施方式中,所述R1为甲基或苯基;所述R2–R3分别独立选自甲基或乙基。
本发明还提供一种硫化钼薄膜。
技术方案如下:
一种硫化钼薄膜,其制备原料包括上述的制备方法制得的二胺基二茂钼类配合物,或上述的二胺基二茂钼类配合物。
与现有方案相比,本发明具有以下有益效果:
本发明以五氯化钼、取代的环戊二烯锂、硼氢化钠和氯仿为原料,采用一锅法混合,一步合成了二氯二茂钼类配合物,然后再将二氯二茂钼类配合物与二烷基胺锂反应,制备了二胺基二茂钼类配合物,反应步骤少,相比与使用环戊烯,反应试剂性质稳定,储存稳定,容易获得。同时,各反应物价格便宜,降低了成本,而且,反应过程比较平和,没有安全隐患,保证操作人员安全,还能保持较高的收率,更加有利于工业化生产。本发明所制得的二胺基二茂钼类配合物,可通过原子层沉积的方法得到纳米厚度的含钼薄膜,尤其是质量较高的硫化钼薄膜,具有重要的科研价值及广阔的工业前景。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明所述的配合物中,当任何变量(例如R1,R2等)在任何组分中超过一次,则其每次出现的定义独立于其它每次出现的定义。同样,允许取代基及变量的组合,只要这种组合使化合物稳定。
本发明所述的配合物中,“取代”表示被取代基中的原子被取代基所取代。
本发明所述的配合物中,“环原子数”表示原子键合成环状而得到的结构化合物(例如,单环化合物、稠环化合物、交联化合物、碳环化合物、杂环化合物)的构成该环自身的原子之中的原子数。该环被取代基所取代时,取代基所包含的原子不包括在成环原子内。关于以下所述的“环原子数”,在没有特别说明的条件下也是同样的。例如,苯环的环原子数为6,萘环的环原子数为10,噻吩基的环原子数为5。
本发明提供一种二胺基二茂钼类配合物的制备方法,采用一锅法混合,一步合成了二氯二茂钼类配合物,然后再将二氯二茂钼类配合物与二烷基胺锂反应,制备了二胺基二茂钼类配合物。技术方案如下:
一种二胺基二茂钼类配合物的制备方法,包括以下步骤:
于第一溶剂中溶解五氯化钼,第一次冷却,制备第一溶液;
于第二溶剂中溶解取代的环戊二烯锂和硼氢化钠,第二次冷却,制备第二溶液;
混合所述第一溶液和第二溶液,混合所述第一溶液和第二溶液,搅拌2h~4h,升温至55℃~75℃,反应20h-28h,向反应产物中加入烷烃萃取,过滤,向滤液中加入氯仿,搅拌8h~12h,制备双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼;
使所述双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼和二烷基胺锂反应。
具体地,本发明的上述反应均可在有惰性气氛保护的反应容器中进行。进一步地,惰性气氛可以为高纯氮气或高纯氩气气氛。
所使用的第一溶剂、第二溶剂和烷烃均可经过除水除氧处理。
优选地,第一溶剂为四氢呋喃和甲苯的混合液,于四氢呋喃和甲苯的混合液中溶解五氯化钼。
对第一溶液进行冷却,在其中一个优选的实施方式中,所述第一次冷却至温度为-10℃~10℃。
优选地,第二溶剂为四氢呋喃,于四氢呋喃中溶解取代的环戊二烯锂和硼氢化钠。
对第二溶液进行冷却,在其中一个优选的实施方式中,所述第二次冷却至温度为-10℃~10℃。
其中,所述取代的环戊二烯锂的制备方法可包括以下步骤:
于第三溶剂中混合所述取代的环戊二烯和正丁基锂,反应1h-3h。
优选地,所述第三溶剂为正己烷。
可以理解地,可于-5℃~5℃下,将正丁基锂的正己烷溶液滴加到环戊二烯的正己烷溶液中,然后恢复室温反应1h-3h。反应结束后,还可对产物进行洗涤和干燥,制备取代的环戊二烯锂。
优选地,所述取代的环戊二烯选自五甲基环戊二烯或五苯基环戊二烯。对应地,所述取代的环戊二烯锂选自五甲基环戊二烯锂或五苯基环戊二烯锂。
优选地,所述取代的环戊二烯与正丁基锂的摩尔比为1:(1.0~1.1)。
在一个优选的实施例中,所述五氯化钼、取代的环戊二烯锂和硼氢化钠的摩尔比为1:(2.0~3.0):(2.0~3.0)。
因为硼氢化钠参与反应时一般放热,有氢气生成,考虑到体系的安全性,可在-10℃~10℃下,将第一溶液滴加到第二溶液中,滴加完毕后,为提高反应收率,可先恢复室温下搅拌2h~4h,待反应稳定后,将温度升高至55℃~75℃,反应20h-28h。反应结束后,减压抽干溶剂,得到反应产物,向反应产物中加入烷烃进行萃取,过滤,向滤液中加入氯仿,搅拌8h~12h,过滤,洗涤固体,干燥,得二氯二茂钼类配合物。
在一个优选的实施方式中,所述烷烃选自正己烷或正戊烷。
所述五氯化钼与氯仿的摩尔比为1:(4.0~5.0),该摩尔比下,收率更高。
相比与二氯甲烷或其他能够将二氢二茂钨转化为二氯二茂钨的氯取代试剂,在本申请的工艺路线中,使用氯仿制备二氯二茂钼类配合物,收率更高。
在一个优选的实施例中,所述二烷基胺锂选自二甲基胺锂、二乙基胺锂或甲基乙基胺锂。
可以理解地,使所述双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼和二烷基胺锂反应的步骤包括:
于第四溶剂中溶解双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼,滴加二烷基胺锂,搅拌8h~12h。
优选地,所述第四溶剂为甲基叔丁基醚。
可以理解地,于-5℃~5℃下,在搅拌的情况下,缓慢地将二烷基胺锂滴加到双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼的甲基叔丁基醚溶液中,滴加完毕后,恢复室温搅拌8h~12h。反应结束后,减压抽干溶剂,向反应产物中加入烷烃进行萃取,过滤,滤液抽干溶剂,得二胺基二茂钼类配合物。
优选地,所述双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼和二烷基胺锂的摩尔比为1:(1.8~2.2)。
本发明反应步骤少,相比与使用环戊烯,反应试剂性质稳定,储存稳定,容易获得。同时,各反应物价格便宜,降低了成本,而且,反应过程比较平和,没有安全隐患,保证操作人员安全,还能保持较高的收率,更加有利于工业化生产。
本发明还提供一种二胺基二茂钼类配合物。
技术方案如下:
一种二胺基二茂钼类配合物,具有式(1)所示的结构:
其中,R1表示取代基,R2–R3分别独立选自烷基;
所述二胺基二茂钼类配合物的制备方法包括以下步骤:
于第一溶剂中溶解五氯化钼,第一次冷却,制备第一溶液;
于第二溶剂中溶解取代的环戊二烯锂和硼氢化钠,第二次冷却,制备第二溶液;
混合所述第一溶液和第二溶液,混合所述第一溶液和第二溶液,搅拌2h~4h,升温至55℃~75℃,反应20h-28h,向反应产物中加入烷烃萃取,过滤,向滤液中加入氯仿,搅拌8h~12h,制备双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼;
使所述双(取代的环戊二烯锂)二氯化钼和二烷基胺锂反应。
在其中一个优选的实施方式中,所述R1为甲基或苯基;所述R2–R3分别独立选自甲基或乙基。
上述二胺基二茂钼类配合物,可通过原子层沉积的方法得到硫化钼薄膜。
本发明还提供一种硫化钼薄膜。
技术方案如下:
一种硫化钼薄膜,其制备原料包括上述的制备方法制得的二胺基二茂钼类配合物,或上述的二胺基二茂钼类配合物。
以下结合具体实施例和对比例进行进一步说明,以下具体实施例中所涉及的原料,若无特殊说明,均可来源于市售,所使用的仪器,若无特殊说明,均可来源于市售。
实施例1
本实施例提供一种二胺基二茂钼类配合物及其制备方法,在高纯氩气气氛保护的反应容器中进行,具体步骤如下:
步骤1:在氩气气氛下,向500毫升Schlenk瓶中加入50克(0.367mol)五甲基环戊二烯和50毫升正己烷,使体系温度降至0℃,滴加147毫升正丁基锂的正己烷溶液,正丁基锂的浓度为2.5摩尔每升。滴加完毕后,恢复室温并反应2小时,过滤,正己烷洗涤,干燥,得到五甲基环戊二烯锂41克,收率80%;
步骤2:向250毫升Schlenk瓶中依次加入10克(0.037mol)五氯化钼、25毫升甲苯和125毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第一溶液。向500毫升Schlenk瓶中依次加入11克(0.077mol)步骤1制备的五甲基环戊二烯基锂、4克(0.106mol)硼氢化钠和375毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第二溶液。-10℃下,将第一溶液滴加至第二溶液中,滴加完毕,恢复至室温,并在室温下搅拌3小时,升温至65℃,加热反应24小时,减压抽干溶剂,加入400毫升正己烷萃取,过硅藻土,滤液浓缩至250毫升,加入13毫升(0.161mol)氯仿,室温搅拌10h,过滤,用正己烷洗涤固体,真空干燥,得到双(五甲基环戊二烯基)二氯化钼12克,收率80%;
步骤3:向500毫升Schlenk瓶中依次加入40克(0.092mol)步骤2制备的双(五甲基环戊二烯基)二氯化钼,300毫升甲基叔丁基醚后,冷至0℃,在搅拌的情况下慢慢加入9克(0.177mol)二甲基胺锂后,室温搅拌10h。之后减压抽干溶剂,加入正己烷萃取,过硅藻土,滤液抽干溶剂正己烷,得到双(二甲基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼产品33克,收率为80%。
对本实施例制得的双(二甲基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼进行元素分析检测,理论值:C:63.4H:9.3,N:6.2,Mo:21.1,测量值:C:62.6,H:9.6,N:6.8,Mo:21.3。
实施例2
本实施例提供一种二胺基二茂钼类配合物及其制备方法,具体步骤如下:
步骤1:在氮气气氛下,向500毫升Schlenk瓶中加入80克(0.179mol)五苯基环戊二烯和100毫升正己烷,使体系温度降至0℃,滴加72毫升正丁基锂的正己烷溶液,正丁基锂的浓度为2.5摩尔每升。滴加完毕后,恢复室温并反应2小时,过滤,正己烷洗涤,干燥,得到五甲基环戊二烯锂70克,收率86%;
步骤2:向500毫升Schlenk瓶中依次加入22克(0.081mol)五氯化钼、60毫升甲苯和250毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第一溶液。向2000毫升Schlenk瓶中依次加入38克(0.084mol)步骤1制备的五苯基环戊二烯基锂、8克(0.211mol)硼氢化钠和500毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第二溶液。-10℃下,将第一溶液滴加至第二溶液中,滴加完毕,恢复至室温,并在室温下搅拌3小时,升温至65℃,加热反应24小时,减压抽干溶剂,加入1000毫升正己烷萃取,过硅藻土,滤液浓缩至500毫升,加入30毫升(0.372mol)氯仿,室温搅拌10h,过滤,用正己烷洗涤固体,真空干燥,得到双(五苯基环戊二烯基)二氯化钼67克,收率79%;
步骤3:向500毫升Schlenk瓶中依次加入50克(0.047mol)步骤2制备的双(五苯基环戊二烯基)二氯化钼,300毫升甲基叔丁基醚后,冷至0℃,在搅拌的情况下慢慢加入5克(0.098mol)二甲基胺锂后,室温搅拌10h。之后减压抽干溶剂,加入正己烷萃取,过硅藻土,滤液抽干溶剂正己烷,得到双(二甲基胺基)双(五苯基环戊二烯基)钼产品43克,收率为85%。
对本实施例制得的双(二甲基胺基)双(五苯基环戊二烯基)钼进行元素分析检测,理论值:C:82.7H:5.8,N:2.6,Mo:8.9,测量值:C:81.8,H:6.3,N:2.3,Mo:9.3。
实施例3
本实施例提供一种二胺基二茂钼类配合物及其制备方法,与实施例1的方法基本相同,区别仅在于,步骤3中,将9克(0.177mol)二甲基胺锂替换为14克(0.177mol)二乙基胺锂,最终制得产物双(二乙基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼,具体步骤如下:
步骤1:在氩气气氛下,向500毫升Schlenk瓶中加入50克(0.367mol)五甲基环戊二烯和50毫升正己烷,使体系温度降至0℃,滴加147毫升正丁基锂的正己烷溶液,正丁基锂的浓度为2.5摩尔每升。滴加完毕后,恢复室温并反应2小时,过滤,正己烷洗涤,干燥,得到五甲基环戊二烯锂41克,收率80%;
步骤2:向250毫升Schlenk瓶中依次加入10克(0.037mol)五氯化钼、25毫升甲苯和125毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第一溶液。向500毫升Schlenk瓶中依次加入11克(0.077mol)步骤1制备的五甲基环戊二烯基锂、4克(0.106mol)硼氢化钠和375毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第二溶液。-10℃下,将第一溶液滴加至第二溶液中,滴加完毕,恢复至室温,并在室温下搅拌3小时,升温至65℃,加热反应24小时,减压抽干溶剂,加入400毫升正己烷萃取,过硅藻土,滤液浓缩至250毫升,加入13毫升(0.161mol)氯仿,室温搅拌10h,过滤,用正己烷洗涤固体,真空干燥,得到双(五甲基环戊二烯基)二氯化钼12克,收率80%;
步骤3:向500毫升Schlenk瓶中依次加入40克(0.092mol)步骤2制备的双(五甲基环戊二烯基)二氯化钼,300毫升甲基叔丁基醚后,冷至0℃,在搅拌的情况下慢慢加入14克(0.177mol)二乙基胺锂后,室温搅拌10h。之后减压抽干溶剂,加入正己烷萃取,过硅藻土,滤液抽干溶剂正己烷,得到双(二乙基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼产品38克,收率为81%。
对本实施例制得的双(二乙基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼进行元素分析检测,理论值:C:65.9,H:9.9,N:5.5,Mo:18.8,测量值:C:66.3,H:10.3,N:6.1,Mo:19.2。
实施例4
本实施例提供一种二胺基二茂钼类配合物及其制备方法,与实施例1的方法基本相同,区别仅在于,步骤3中,将9克(0.177mol)二甲基胺锂替换为11.5克(0.177mol)甲基乙基胺锂,最终制得产物双(甲乙基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼,具体步骤如下:
步骤1:在氩气气氛下,向500毫升Schlenk瓶中加入50克(0.367mol)五甲基环戊二烯和50毫升正己烷,使体系温度降至0℃,滴加147毫升正丁基锂的正己烷溶液,正丁基锂的浓度为2.5摩尔每升。滴加完毕后,恢复室温并反应2小时,过滤,正己烷洗涤,干燥,得到五甲基环戊二烯锂41克,收率80%;
步骤2:向250毫升Schlenk瓶中依次加入10克(0.037mol)五氯化钼、25毫升甲苯和125毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第一溶液。向500毫升Schlenk瓶中依次加入11克(0.077mol)步骤1制备的五甲基环戊二烯基锂、4克(0.106mol)硼氢化钠和375毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第二溶液。-10℃下,将第一溶液滴加至第二溶液中,滴加完毕,恢复至室温,并在室温下搅拌3小时,升温至65℃,加热反应24小时,减压抽干溶剂,加入400毫升正己烷萃取,过硅藻土,滤液浓缩至250毫升,加入13毫升(0.161mol)氯仿,室温搅拌10h,过滤,用正己烷洗涤固体,真空干燥,得到双(五甲基环戊二烯基)二氯化钼12克,收率80%;
步骤3:向500毫升Schlenk瓶中依次加入40克(0.092mol)步骤2制备的双(五甲基环戊二烯基)二氯化钼,300毫升甲基叔丁基醚后,冷至0℃,在搅拌的情况下慢慢加入11.5克(0.177mol)甲乙基胺锂后,室温搅拌10h。之后减压抽干溶剂,加入正己烷萃取,过硅藻土,滤液抽干溶剂正己烷,得到双(甲乙基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼产品38克,收率为86%。
对本实施例制得的双(甲乙基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼进行元素分析检测,理论值:C:64.7,H:9.6,N:5.8,Mo:19.9,测量值:C:65.3,H:10.3,N:6.2,Mo:19.1。
实施例5
本实施例提供一种二胺基二茂钼类配合物及其制备方法,与实施例2的方法基本相同,区别仅在于,步骤3中,将5克(0.098mol)二甲基胺锂替换为7.7克(0.098mol)二乙基胺锂,最终制得产物双(二乙基胺基)双(五苯基环戊二烯基)钼,具体步骤如下:
步骤1:在氩气气氛下,向500毫升Schlenk瓶中加入80克(0.179mol)五苯基环戊二烯和100毫升正己烷,使体系温度降至0℃,滴加72毫升正丁基锂的正己烷溶液,正丁基锂的浓度为2.5摩尔每升。滴加完毕后,恢复室温并反应2小时,过滤,正己烷洗涤,干燥,得到五甲基环戊二烯锂70克,收率86%;
步骤2:向500毫升Schlenk瓶中依次加入22克(0.081mol)五氯化钼、60毫升甲苯和250毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第一溶液。向2000毫升Schlenk瓶中依次加入38克(0.084mol)步骤1制备的五苯基环戊二烯基锂、8克(0.211mol)硼氢化钠和500毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第二溶液。-10℃下,将第一溶液滴加至第二溶液中,滴加完毕,恢复至室温,并在室温下搅拌3小时,升温至65℃,加热反应24小时,减压抽干溶剂,加入1000毫升正己烷萃取,过硅藻土,滤液浓缩至500毫升,加入30毫升(0.372mol)氯仿,室温搅拌10h,过滤,用正己烷洗涤固体,真空干燥,得到双(五苯基环戊二烯基)二氯化钼67克,收率79%;
步骤3:向500毫升Schlenk瓶中依次加入50克(0.047mol)步骤2制备的双(五苯基环戊二烯基)二氯化钼,300毫升甲基叔丁基醚后,冷至0℃,在搅拌的情况下慢慢加入7.7克(0.098mol)二乙基胺锂后,室温搅拌10h。之后减压抽干溶剂,加入正己烷萃取,过硅藻土,滤液抽干溶剂正己烷,得到双(二乙基胺基)双(五苯基环戊二烯基)钼产品43克,收率为80%。
对本实施例制得的双(二乙基胺基)双(五苯基环戊二烯基)钼进行元素分析检测,理论值:C:82.8,H:6.2,N:2.5,Mo:8.5,测量值:C:83.3,H:6.3,N:3.2,Mo:8.1。
实施例6
本实施例提供一种二胺基二茂钼类配合物及其制备方法,与实施例2的方法基本相同,区别仅在于,步骤3中,将5克(0.098mol)二甲基胺锂替换为6.4克(0.0948mol)甲乙基胺锂,最终制得产物双(甲乙基胺基)双(五苯基环戊二烯基)钼,具体步骤如下:
步骤1:在氩气气氛下,向500毫升Schlenk瓶中加入80克(0.179mol)五苯基环戊二烯和100毫升正己烷,使体系温度降至0℃,滴加72毫升正丁基锂的正己烷溶液,正丁基锂的浓度为2.5摩尔每升。滴加完毕后,恢复室温并反应2小时,过滤,正己烷洗涤,干燥,得到五甲基环戊二烯锂70克,收率86%;
步骤2:向500毫升Schlenk瓶中依次加入22克(0.081mol)五氯化钼、60毫升甲苯和250毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第一溶液。向2000毫升Schlenk瓶中依次加入38克(0.084mol)步骤1制备的五苯基环戊二烯基锂、8克(0.211mol)硼氢化钠和500毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第二溶液。-10℃下,将第一溶液滴加至第二溶液中,滴加完毕,恢复至室温,并在室温下搅拌3小时,升温至65℃,加热反应24小时,减压抽干溶剂,加入1000毫升正己烷萃取,过硅藻土,滤液浓缩至500毫升,加入30毫升(0.372mol)氯仿,室温搅拌10h,过滤,用正己烷洗涤固体,真空干燥,得到双(五苯基环戊二烯基)二氯化钼67克,收率79%;
步骤3:向500毫升Schlenk瓶中依次加入50克(0.047mol)步骤2制备的双(五苯基环戊二烯基)二氯化钼,300毫升甲基叔丁基醚后,冷至0℃,在搅拌的情况下慢慢加入6.4克(0.098mol)甲乙基胺锂后,室温搅拌10h。之后减压抽干溶剂,加入正己烷萃取,过硅藻土,滤液抽干溶剂正己烷,得到双(甲乙基胺基)双(五苯基环戊二烯基)钼产品41克,收率为80%。
对本实施例制得的双(甲乙基胺基)双(五苯基环戊二烯基)钼进行元素分析检测,理论值:C:82.7,H:6.0,N:2.5,Mo:8.7,测量值:C:83.1,H:6.2,N:2.9,Mo:8.1。
实施例7
本实施例提供一种二胺基二茂钼类配合物及其制备方法,与实施例1的方法基本相同,区别仅在于,五氯化钼与氯仿加入的摩尔比不同,具体步骤如下:
步骤1:在氩气气氛下,向500毫升Schlenk瓶中加入50克(0.367mol)五甲基环戊二烯和50毫升正己烷,使体系温度降至0℃,滴加147毫升正丁基锂的正己烷溶液,正丁基锂的浓度为2.5摩尔每升。滴加完毕后,恢复室温并反应2小时,过滤,正己烷洗涤,干燥,得到五甲基环戊二烯锂41克,收率80%;
步骤2:向250毫升Schlenk瓶中依次加入10克(0.037mol)五氯化钼、25毫升甲苯和125毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第一溶液。向500毫升Schlenk瓶中依次加入11克(0.077mol)步骤1制备的五甲基环戊二烯基锂、4克(0.106mol)硼氢化钠和375毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第二溶液。-10℃下,将第一溶液滴加至第二溶液中,滴加完毕,恢复至室温,并在室温下搅拌3小时,升温至65℃,加热反应24小时,减压抽干溶剂,加入400毫升正己烷萃取,过硅藻土,滤液浓缩至250毫升,加入9毫升(0.111mol)氯仿,室温搅拌10h,过滤,用正己烷洗涤固体,真空干燥,得到双(五甲基环戊二烯基)二氯化钼34克,收率81%;
步骤3:向500毫升Schlenk瓶中依次加入40克(0.092mol)步骤2制备的双(五甲基环戊二烯基)二氯化钼,300毫升甲基叔丁基醚后,冷至0℃,在搅拌的情况下慢慢加入9克(0.176mol)二甲基胺锂后,室温搅拌10h。之后减压抽干溶剂,加入正己烷萃取,过硅藻土,滤液抽干溶剂正己烷,得到双(二甲基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼产品33克,收率为80%。
对本实施例制得的双(二甲基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼进行元素分析检测,理论值:C:63.4H:9.3,N:6.2,Mo:21.1,测量值:C:62.6,H:9.6,N:6.8,Mo:21.3。
实施例8
本实施例提供一种二胺基二茂钼类配合物及其制备方法,与实施例1的方法基本相同,区别仅在于,第一次冷却和第二次冷却的温度不同,具体步骤如下:
步骤1:在氩气气氛下,向500毫升Schlenk瓶中加入50克(0.367mol)五甲基环戊二烯和50毫升正己烷,使体系温度降至0℃,滴加147毫升正丁基锂的正己烷溶液,正丁基锂的浓度为2.5摩尔每升。滴加完毕后,恢复室温并反应2小时,过滤,正己烷洗涤,干燥,得到五甲基环戊二烯锂41克,收率80%;
步骤2:向250毫升Schlenk瓶中依次加入10克(0.037mol)五氯化钼、25毫升甲苯和125毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至0℃,得第一溶液。向500毫升Schlenk瓶中依次加入11克(0.077mol)步骤1制备的五甲基环戊二烯基锂、4克(0.106mol)硼氢化钠和375毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第二溶液。-10℃下,将第一溶液滴加至第二溶液中,滴加完毕,恢复至室温,并在室温下搅拌3小时,升温至65℃,加热反应24小时,减压抽干溶剂,加入400毫升正己烷萃取,过硅藻土,滤液浓缩至250毫升,加入13毫升(0.161mol)氯仿,室温搅拌10h,过滤,用正己烷洗涤固体,真空干燥,得到双(五甲基环戊二烯基)二氯化钼12克,收率77%;
步骤3:向500毫升Schlenk瓶中依次加入40克(0.092mol)步骤2制备的双(五甲基环戊二烯基)二氯化钼,300毫升甲基叔丁基醚后,冷至0℃,在搅拌的情况下慢慢加入9克(0.176mol)二甲基胺锂后,室温搅拌10h。之后减压抽干溶剂,加入正己烷萃取,过硅藻土,滤液抽干溶剂正己烷,得到双(二甲基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼产品33克,收率为80%。
对本实施例制得的双(二甲基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼进行元素分析检测,理论值:C:63.4H:9.3,N:6.2,Mo:21.1,测量值:C:62.6,H:9.6,N:6.8,Mo:21.3。
对比例1
本对比例提供一种二胺基二茂钼类配合物及其制备方法,与实施例1的方法基本相同,区别仅在于,将氯仿替换为等量的二氯甲烷,具体步骤如下:
步骤1:在氩气气氛下,向500毫升Schlenk瓶中加入50克(0.367mol)五甲基环戊二烯和50毫升正己烷,使体系温度降至0℃,滴加147毫升正丁基锂的正己烷溶液,正丁基锂的浓度为2.5摩尔每升。滴加完毕后,恢复室温并反应2小时,过滤,正己烷洗涤,干燥,得到五甲基环戊二烯锂41克,收率80%;
步骤2:向250毫升Schlenk瓶中依次加入10克(0.037mol)五氯化钼、25毫升甲苯和125毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第一溶液。向500毫升Schlenk瓶中依次加入11克(0.077mol)步骤1制备的五甲基环戊二烯基锂、4克(0.106mol)硼氢化钠和375毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第二溶液。-10℃下,将第一溶液滴加至第二溶液中,滴加完毕,恢复至室温,并在室温下搅拌3小时,升温至65℃,加热反应24小时,减压抽干溶剂,加入400毫升正己烷萃取,过硅藻土,滤液浓缩至250毫升,加入10毫升(0.161mol)二氯甲烷,室温搅拌10h,过滤,用正己烷洗涤固体,真空干燥,得到双(五甲基环戊二烯基)二氯化钼6克,收率38%;
步骤3:向500毫升Schlenk瓶中依次加入40克(0.092mol)步骤2制备的双(五甲基环戊二烯基)二氯化钼,300毫升甲基叔丁基醚后,冷至0℃,在搅拌的情况下慢慢加入9克(0.176mol)二甲基胺锂后,室温搅拌10h。之后减压抽干溶剂,加入正己烷萃取,过硅藻土,滤液抽干溶剂正己烷,得到双(二甲基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼产品33克,收率为80%。
对本对比例制得的双(二甲基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼进行元素分析检测,理论值:C:63.4H:9.3,N:6.2,Mo:21.1,测量值:C:62.4,H:9.7,N:6.6,Mo:20.8。
对比例2
本对比例提供一种二胺基二茂钼类配合物及其制备方法,与实施例1的方法基本相同,区别仅在于,将氯仿替换为四氯化碳,具体步骤如下:
步骤1:在氩气气氛下,向500毫升Schlenk瓶中加入50克(0.367mol)五甲基环戊二烯和50毫升正己烷,使体系温度降至0℃,滴加147毫升正丁基锂的正己烷溶液,正丁基锂的浓度为2.5摩尔每升。滴加完毕后,恢复室温并反应2小时,过滤,正己烷洗涤,干燥,得到五甲基环戊二烯锂41克,收率80%;
步骤2:向250毫升Schlenk瓶中依次加入10克(0.037mol)五氯化钼、25毫升甲苯和125毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第一溶液。向500毫升Schlenk瓶中依次加入11克(0.077mol)步骤1制备的五甲基环戊二烯基锂、4克(0.106mol)硼氢化钠和375毫升四氢呋喃,搅拌溶解后冷却至-10℃,得第二溶液。-10℃下,将第一溶液滴加至第二溶液中,滴加完毕,恢复至室温,并在室温下搅拌3小时,升温至65℃,加热反应24小时,减压抽干溶剂,加入400毫升正己烷萃取,过硅藻土,滤液浓缩至250毫升,加入16毫升(0.161mol)四氯化碳,室温搅拌10h,过滤,用正己烷洗涤固体,真空干燥,得到双(五甲基环戊二烯基)二氯化钼2克,收率13%;
步骤3:向500毫升Schlenk瓶中依次加入40克(0.092mol)步骤2制备的双(五甲基环戊二烯基)二氯化钼,300毫升甲基叔丁基醚后,冷至0℃,在搅拌的情况下慢慢加入9克(0.176mol)二甲基胺锂后,室温搅拌10h。之后减压抽干溶剂,加入正己烷萃取,过硅藻土,滤液抽干溶剂正己烷,得到双(二甲基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼产品33克,收率为80%。
对本对比例制得的双(二甲基胺基)双(五甲基环戊二烯基)钼进行元素分析检测,理论值:C:63.4H:9.3,N:6.2,Mo:21.1,测量值:C:62.8,H:9.1,N:6.6,Mo:21.3。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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