ВЕСТНИК
Башкирского университета

 ENGLISH
Главная Авторам Рецензентам Выпуски журнала Редколлегия Редакция Загрузить статью Подписка ISSN 1998-4812

Архив | Том 25, 2020, No. 3.

ФОТОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ SM3+ ДО SM2+ В СИСТЕМЕ SMCL3∙6H2O-IBU2ALH-ТГФ

Вестник Башкирского университета. 2020. Том 25. №3. С. 516-522.
Download
DOI: https://doi.org/10.33184/bulletin-bsu-2020.3.9

  • © Д. И. Галимов

    Институт нефтехимии и катализа УФИЦ РАН

    Россия, Республика Башкортостан, 450075 г. Уфа, пр. Октября, 141

  • © С. М. Якупова

    Институт нефтехимии и катализа УФИЦ РАН

    Россия, Республика Башкортостан, 450075 г. Уфа, пр. Октября, 141

  • © Р. Г. Булгаков

    Институт физики молекул и кристаллов УФИЦ РАН

    Россия, Республика Башкортостан, 450054 г. Уфа, пр. Октября, 71

Впервые изучена способность трехвалентных ионов лантанидов Ln3+ (Ln = Sm, Tm, Dy, Nd) к восстановлению до двухвалентного состояния при взаимодействии с алюминийорганическими соединениями в среде апротонного растворителя тетрагидрофурана без и при дополнительном воздействии микроволнового, ультрафиолетового и ультразвукового облучения. Обнаружено, что процесс восстановления самария Sm3+ до Sm2+ под действием диизобутилалюминийгидрида iBu2AlН, характеризующийся относительной длительностью процесса - от 2 часов до суток, значительно ускоряется при УФ-облучении и осуществляется за рекордные 15 минут. Процесс восстановления контролировался по спектрам поглощения и фотолюминесценции Sm2+ в реакционном растворе. Установлено, что восстановление других ионов лантанидов Ln3+ (Ln = Tm, Dy, Nd) при действии iBu2AlН без и в сочетании с облучением не происходит, что связано с большими отрицательными восстановительными потенциалами Е0(Ln3+/Ln2+) ≤ -2.27 В для указанных ионов лантанидов.

Ключевые слова:

  • ион Sm2+
  • фотохимический синтез
  • восстановление Sm3+
  • фотолюминесценция
  • УФ-облучение
  • divalent samarium ion
  • photochemical synthesis
  • Sm3+ reduction
  • photoluminescence
  • UV irradiation

ЛИТЕРАТУРА

  1. Gopalaiah K., Kagan H. B. Use of samarium diiodide in the field of asymmetric synthesis // New J. Chem.2008. Vol. 32. P. 607-637.
  2. Maity S., Flowers R. A. Mechanistic study and development of catalytic reactions ofSm(II) // J. Am. Chem. Soc.2019. Vol. 141. P. 3207-3216.
  3. MolanderG. A., McKie J. A. A facile synthesis of bicyclo[m.n.1]alkan-1-ols. Evidence for organosamarium intermediates in the samarium(II) iodide promoted intramolecular Barbier-type reaction // J. Org. Chem.1991. Vol. 56. P. 4112-4120.
  4. Mellah M., Bazzi S., Le Duc G., Schulz E., Gosmini, C. CO2activation by electrogenerated divalent samarium for aryl halides carboxylation // Org. Biomol. Chem. 2019. Vol. 17. P. 8546-8550.
  5. Meijerink A., Dirksen G. J. Spectroscopy of divalent samarium in LiBaF3 // Lumin. 1995. Vol. 63. P. 189-201.
  6. Ramirez D., Gallagher A., Baumbach R., Siegrist T. Synthesis and characterization of the divalent samarium Zintl-phases SmMg2Bi2 and SmMg2Sb2 // J. Solid State Chem. 2015. Vol. 231. P. 217-222.
  7. Radzhabov E. A. Spectroscopy of divalent samarium in alkaline-earth fluorides // Opt. Mater.2018. Vol. 85. P. 127-132.
  8. Drozdowski C. H., Gharavi-Naeini J., Stump N. A. Luminescence study of the samarium(II) sites in samarium: barium octaborate as differentiated by excitation wavelength and temperature // Appl. Spectrosc. 2017. Vol. 71. P. 1684-1688.
  9. Okaue Y., Isobe T. Characterizations of divalent lanthanoid iodides in tetrahydrofuran by UV-Vis, fluorescence and ESR spectroscopy // Inorg. Chim. Acta. 1988. Vol. 144. P. 143-146.
  10. Starynowicz P. Two complexes of Sm(II) with crown ethers - electrochemical synthesis, structure and spectroscopy // Dalton Trans. 2004. P. 825-832.
  11. Булгаков Р. Г., Елисеева С. М., Галимов Д. И. ВосстановлениеLnIIIдоLnIIвреакцииLnCl3·6H2O (Ln = Eu, Yb, Sm) с Bui2AlH вТГФ c образованиемрастворимыхлюминесцирующихкомплексов LnCl2·xTHF // Изв. АН. Сер. Химия. 2013. №11. P. 2345-2348.
  12. Butement F. D. S. Absorptionandfluorescencespectraofbivalentsamarium, europiumandytterbium // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1948. №309. P. 617-626.
  13. Meyer G. The reduction of rare-earth metal halides with unlike metals-wöhler’smetallothermic reduction // Z. Anorg. Allg. Chem. 2007. Vol. 633. P. 2537-2552.
  14. Бочкарев М. Н., Фагин А. А. Способ получения дииодидов лантаноидов (варианты) / Патент РФ №2245302 от 24.12.2003.
  15. Bulgakov R. G., Eliseeva S. M., Galimov D. I. The first example of generation and emission of divalent Sm2+* ion in a liquid-phase chemiluminescence in the system SmCl3·6H2O-THF-Bui2AlH-O2 // J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2015. Vol. 300. P. 1-5.
  16. Yuan Y., Zhao W., Liu Z., Ling C., Zhu C., Liu F., Li A., Low-Fe(III) driven UV/Air process for enhanced recovery of heavy metals from EDTA complexed system // Water Res. 2020. Vol. 171. P. 115375.
  17. Van den Bogaert B., Havaux D., Binnemans K., Van Gerven T. Photochemical recycling of europium from Eu/Y mixtures in red lamp phosphor waste streams // Green Chem.2015. Vol. 17. P. 2180-2187.
  18. Xie H., Zhang L., Li H., Li S., Chen K., Zhang B., Zhou M. Ultrasonic-enhanced replacement of lead in lead hydrometallurgy process from lead leaching solution // R. Soc. Open Sci.2019. Vol. 6. P. 190042.
  19. Kim B.-J., Cho K., Lee S.-G., Park C.-Y., Choi N.-C., Lee S. Effective gold recovery from near-surface oxide zone using reductive microwave roasting and magnetic separation // Metals. 2018. Vol. 8. P. 957.
  20. Bulgakov R. G., Eliseeva S. M., Galimov D. I. Peculiarities of bright blue liquid-phase chemiluminescence of the Eu2+* ion generated at interactions in the systems EuX3·6H2O-THF-R3-nAlHn-O2(X = Cl, NO3; R = Bui, Et and Me; n = 0, 1) // J. Lumin. 2016. Vol. 172. P. 71-82.
  21. Girard P., Namy J. L., Kagan H. B. Divalent lanthanide derivatives in organic synthesis. 1. Mild preparation of samarium iodide and ytterbium iodide and their use as reducing or coupling agents // J. Am. Chem. Soc.1980. Vol. 102. P. 2693-2698.
  22. Полуэктов Н. С., Кононенко Л. И., Ефрюшина Н. П., Бельтюкова С. В. Спектрофотометрические и люминесцентные методы определения лантаноидов / Киев: Наукова думка, 1989. 255 с.
  23. Каменская А. Н. Низшее состояние окисления лантанидов в растворах // Ж. неорган. химии. 1984. Т. 29. Вып. 2. C. 439-449.
  24. Morss L. R. Thermochemical properties of yttrium, lanthanum, and the lanthanide elements and ions // Chem. Rev. 1976. Vol. 76. P. 827-841.
  25. Evans W. J., Champagne T. M., Giarikos D. G., Ziller J. W. Lanthanide metallocene reactivity with dialkyl aluminum chlorides: modeling reactions used to generate isoprene polymerization catalysts // J. Organomet. Chem. 2005. Vol. 24. P. 570-579.
  26. Бочкарев М. Н., Калинина Г. С., Захаров Л. Н., Хоршев С. Я. Органические производные редкоземельных элементов. М.: Наука, 1989. 232 с.
  27. Рафиков С. Р., Монаков Ю. Б., Биешева Я. Х., Валитова И. Ф., Муринов Ю. И., Толстиков Г. А., Никитин Ю. Е. Полимеризация изопрена на соединениях подгруппы лантана // Докл. АН СССР. 1976. Т. 229. №5. С. 1174-1176.
  28. Shen Z., Ouyang J., Yu F., Hu Z., Yu F., Qian B. The characteristics of lanthanide coordination catalysts and the cis-polydienes prepared therewith // J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 1980. Vol. 18. P. 3345-3357.
  29. Evans W. J., Gummersheimer T. S., Ziller J. W. Coordination chemistry of samarium diiodide with ethers including the crystal structure of tetrahydrofuran-solvated samarium diiodide, SmI2(THF)5 // J. Am. Chem. Soc. 1995. Vol. 117. P. 8999-9002.
  30. Watson P. L., Tulip T. H., Williams I. Defluorination of perfluoroolefins by divalent lanthanoid reagents: activating C-F bonds // Organometallics. 1990. Vol. 9. P. 1999-2009.
  31. Hechimann G., Niemever M. Synthesis and first structural characterization of lanthanide(II) aryls: observation of a schlenk equilibrium in europium(II) and ytterbium(II) chemistry // J. Am. Chem. Soc. 2000. Vol. 122. P. 4227-4230.
  32. Brum J. L., Deshmukh S., Koplitz B. Substantial H-atom production from the 193 nm photolysis of triethylaluminum // Chem. Phys. Lett.1990. Vol. 165. P. 413-416.
  33. Herley P. J., Spencer D. H. Photolytic decomposition of lithium aluminum hydride powder // J. Phys. Chem. A. 1979. Vol. 83. P. 1701-1707.

Copyright © Вестник Башкирского университета 2010-2023