二苯甲酰甲烷Eu（III）配合物的合成及光谱性能

刘茂旭　董艳萍　田喜强　王　凯　梁　婷　王　明　孙刘伟（绥化学院食品与制药工程学院　黑龙江绥化　152061）



二苯甲酰甲烷Eu（III）配合物的合成及光谱性能

刘茂旭董艳萍田喜强王凯梁婷王明孙刘伟
（绥化学院食品与制药工程学院黑龙江绥化152061）

摘要：采用二苯甲酰甲烷（DBM）和EuCl3·6H2O合成了一种新的β-二酮稀土配合物，通过元素分析、紫外光谱、红外光谱、差热分析等手段对其配合物进行了结构表征，得到了二苯甲酰甲烷Eu（III）配合物的结构，该法丰富了二苯甲酰甲烷稀土配合物的种类，为制备具有优良发光性能的稀土配合物提供了重要的研究目标。

关键词：二苯甲酰甲烷；β-二酮；稀土配合物；光谱性能

有机配体与稀土离子形成的配合物，已成为当前生物、医学、光、电、磁等方面科学研究的重要内容[1-5]。β-二酮结构中存在酮式和烯醇式两种互变结构。在其烯醇式结构中羟基上的氢原子与羰基上的氧原子能形成氢键，碱性条件下可以脱去羟基上的氢与稀土离子采用双齿螯合的方式配位，形成稳定的六元螯合环结构[6-8]。二苯甲酰甲烷（DBM）是一类非常重要的β-二酮有机配体，二苯甲酰甲烷与稀土形成配合物，尤其是与铕形成配合物在荧光功能材料方面具有潜在的应用价值。因为Eu3+具有较强的特征荧光，而且色纯度高、化学稳定性好等特点，因此，当二苯甲酰甲烷与Eu3+形成的β-二酮铕配合物在发光材料领域的研究中具有广阔的应用前景。

本文以二苯甲酰甲烷与EuCl3·6H2O反应合成一种新的β-二酮稀土配合物，研究了它的光谱特征、热稳定性能等。

一、实验部分

（一）仪器和药品。德国的Elmentar Vario EL元素分析仪；美国Nicolet公司Avater-360型FT-IR红外光谱仪；日本岛津UV-260型紫外-可见分光光度计；德国塞驰STA 409PC型综合热分析仪；JBZ-14H型磁力搅拌器；DZF-6051型真空干燥箱。

试剂及药品：二苯甲酰甲烷、三氧化二铕、甲醇等，所用试剂均为分析纯。

（二）EuCl3·6H2O合成。称取10.0g三氧化二铕（Eu2O3）加入蒸发皿中，边搅拌边加入15.0ml浓盐酸，加热搅拌至Eu2O3完全溶解。继续加热除去过量的浓盐酸，至蒸发皿内的溶液接近蒸干，再加入适量蒸馏水至固体完全溶解并再加热蒸干。重复多次至溶液的pH值接近中性，使溶液缓慢蒸干，得到晶状EuCl3·6H2O。反应方程式如下：

Eu2O3+6HCl+9H2O→EuCl3·6H2O

（三）二苯甲酰甲烷Eu(III)配合物的合成。在50ml圆底烧瓶中加入准确称取的配体DBM0.3364g (1.5mmol)，再加入10.0ml甲醇至固体完全溶解后再向体系中加入NaOH0.0600g(1.5mmol)，搅拌反应30min，最后向体系中加入EuCl3·6H2O(0.5mmol)的甲醇溶液，室温下搅拌反应24h，得到黄色粉末状固体，产率为85%，反应方程式如下：

二、结果与讨论

（一）配合物的元素分析。通过配合物的碳、氢元素分析结果可知，碳、氢两种元素的实验值如表1所示，与推测分子式的计算值基本一致。

表1　配合物的元素分析

（二）配体及配合物紫外光谱分析。在甲醇溶液中，配体最大吸收峰出现在343nm处，归属于分子间π-π*跃迁。形成配合物后，配体特征吸收峰发生8nm的红移，其主要原因是由于共扼体系的增大，使环上的电子云密度增加，π电子的离域性增强，π-π*跃迁轨道的能级差减小，导致最大吸收峰发生红移现象，如图1所示。通过紫外吸收光谱的测定初步证明了配体与稀土配位形成配合物。

图1　配体及配合物的紫外光谱

（三）配体及其配合物的红外光谱分析。利用傅立叶红外光谱仪对配体及配合物进行红外光谱分析，溴化钾压片，在4000-500cm-1范围扫描。图2为配体DBM和配合物的红外光谱，由图可知在1537cm-1处是配体DBM中羰基(C=O)的伸缩振动吸收峰，而配合物的羰基(C=O)伸缩振动吸收峰则出现在1520cm-1附近，这种明显的蓝移现象是因为配体与稀土离子发生配位反应。同时，配合物与配体的红外光谱比较可以发现在3454cm-1附近出现了羟基(O-H)的伸缩振动吸收峰，说明含有羟基的溶剂分子参与了配位，进一步证明了配合物的生成。

图2　配体及配合物的红外光谱

（四）配合物的热重分析。由图3可知热失重过程可分为两个阶段，首先，室温下随着温度的升高，在15℃-100℃之间，出现一个失重平台，失重百分比为4.5%，通过计算为失去了两个配位水分子，说明配合物中含有两个溶剂水分子；接下来，随着温度升高，配合物的主体部分逐渐分解。

图3　配合物的热重分析

三、结论

根据元素分析、紫外光谱、红外光谱分析和热重分析，可以得到配合物的推测分子式为：C14H37O8Eu，配合物的推测结构为。

参考文献：

[1] Dong Y P, Yan PF, Li G M, et al. Exploiting singlemolecule magnets of b-diketone dysprosium complexes with C3v symmetry: suppression of quantum tunneling of magnetization [J]. J. Mater. Chem. C, 2015(3): 4407.

[2] Dong Y P, Yan P F, Li G M, et al. Azacyclo-auxiliary ligand-tuned SMMs of dibenzoylmethane Dy (III) complexes[J]. Inorg. Chem. Front, 2015(2): 827.

[3] Caneschi A, Gatteschi D, Sessoli R, et al. Alternating current susceptibility, high field magnetization, and millimeter band EPR evidence for a ground S = 10 state in [Mn12O12(CH3COO)16(H2O)4]2CH3COOH.4H2O [J].J. Am. Chem. Soc., 1991, 113:5873.

[4] Coronado E, Day P, Magnetic Molecular Conductors [J]. Chem. Rev,2004,104:5419.

[5] Sessoli, R, Powell A K, Strategies towards single molecule magnetsbasedonlanthanideions Coord [J].Chem. Rev, 2009,253: 2328.

[6]李建宁.稀土发光材料及其应用[M].北京：化工工业出版社，2013：1.

[7]王道永.双β-二酮金属配合物的合成、表征及性质研究[D].西安：西北大学，2005.

[8]刘兴旺，高赛生，王丽，等.新型β-二酮及其稀土配合物的合成、表征及荧光性能研究[J].有机化学，2010(5):72.

[责任编辑郑丽娟]

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绥化学院学报编辑部

Synthesisand Spectrum Propertiesof Dibenzoylmethane Eu(III)Complex

Liu Maoxu Dong Yanping Tian Xiqiang Wang Kai Liang Ting Wang Ming Sun Liuwei
（Department of Food and Pharmaceutical Engineering, Suihua University, Suihua 152061）

Abstract:A new Eu (III) complex has been synthesized and designed by reactions of Dibenzoylmethane and EuCl3·6H2O. All the complexes were have been characterized by a number of analytical techniques. The method is enriched the structure of Dibenzoylmethane lanthanide complexes and supplies a good fluorescence material.

Key words:dibenzoylmethane;β-diketone; lanthanide complexes; spectrum properties

基金项目：绥化学院大学生科技创新项目（shxy201517）；黑龙江省大学生创新创业训练计划项目（201510236019）

作者简介：刘茂旭（1995-），男，黑龙江双城人，绥化学院食品与制药工程学院2014级制药工程专业学生；董艳萍(1981-)，女，黑龙江肇东人，绥化学院食品与制药工程学院副教授，研究方向：稀土功能材料和纳米功能材料。

收稿日期：2015-05-04

中图分类号：O621

文献标识码：A

文章编号：2095-0438（2016）03-0152-03