反式二氯二氨合钯的合成方法

背景技术

反式二氯二氨合钯(Ⅱ)(trans-Pd(NH3)2Cl2)，是一种黄色晶体粉末，空气中稳定，不溶于水；钯含量约为50.40％。反式二氯二氨合钯(Ⅱ)在工业上具有很重要的用途，主要应用于电子行业镀钯，作为电镀液的中钯源使用，也可作为负载型钯催化剂的前驱体化合物。

反式二氯二氨合钯(Ⅱ)常规的合成方法为：将钯粉溶于王水中生成四氯钯酸，然后通过滴加氨水和盐酸生成反式二氯二氨合钯(Ⅱ)。SD.Kirik(Structures andIsomerization in Diamminedichloropalladium(Ⅱ)[J].Acta Cryst.1996,B52,909-916)采用氧化钯和盐酸反应得到四氯钯酸，然后加入过量氨水生成二氯四氨合钯，最后再加入盐酸生成反式二氯二氨合钯(Ⅱ)。

上述两种制备方法，都是先制备产生四氯钯酸，然后再通过加入氨水和盐酸，最后生成反式二氯二氨合钯(Ⅱ)。虽然起始反应的原料不同，加入氨水和盐酸的过程不同，但是上述两种制备方法都是至少通过两步反应生成终产物，并且生成四氯钯酸的过程中，需将钯粉溶于强腐蚀性的王水中生成四氯钯酸，或者将氧化钯和盐酸反应得到四氯钯酸，都会在强酸的环境下进行，设备和操作过程要求严格，导致制备过程繁琐，耗时较长。在制备的四氯钯酸中加过量氨水，过多消耗了原料，并且导致在后续的过程中纯化困难，且反应过程中还要引入盐酸，增加了后续洗涤的难度，使得产品纯度不高，造成严重的环境污染。

发明内容

为此，本发明为了解决现有技术中二氯二氨合钯(Ⅱ)合成方法过程繁琐、耗时较长、产品纯度不高、造成环境污染严重的问题，提供一种简单易操作、一步合成、产率高、产品纯度高、绿色环保的反式二氯二氨合钯(Ⅱ)的合成方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种反式二氯二氨合钯(Ⅱ)的合成方法，包括以下步骤：

(1)将四氯钯酸钠(Na2PdCl4)溶于无水乙醇中，然后通入氨气进行反应，一步生成反式二氯二氨合钯(Ⅱ)；

(2)将步骤(1)反应后的溶液体系经静置老化后过滤，所得沉淀经洗涤、干燥后即为反式二氯二氨合钯(Ⅱ)。

上述反式二氯二氨合钯(Ⅱ)的合成方法中，所述氨气的纯度为99.99％以上。

上述反式二氯二氨合钯(Ⅱ)的合成方法中，氨气均匀通入反应体系，流速为0.5～5mL/min。

上述反式二氯二氨合钯(Ⅱ)的合成方法中，通入氨气的物质的量为四氯钯酸钠中钯物质的量的2-2.005倍。

上述反式二氯二氨合钯(Ⅱ)的合成方法中，四氯钯酸钠溶于无水乙醇得到的溶液中四氯钯酸钠的质量浓度为0.5-5％。

上述反式二氯二氨合钯(Ⅱ)的合成方法中，一步生成反应在超声作用下进行反应。

上述反式二氯二氨合钯(Ⅱ)的合成方法中，在超声反应器中进行，超声的频率为15～60KHz，功率为200～1200W，超声时间为30～300min，温度为0～25℃。

上述反式二氯二氨合钯(Ⅱ)的合成方法中，所述静置老化的时间为2～8h，反复用温度为0～25℃的无水乙醇和去离子水洗涤。

上述反式二氯二氨合钯(Ⅱ)的合成方法中，所述干燥的条件为：真空度为0.07～0.1MPa，温度为40～120℃，时间为4～8h。

具体的反应路线为：Na2PdCl4+2NH3→trans-Pd(NH3)2Cl2+2NaCl。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明的反式二氯二氨合钯(Ⅱ)的合成方法，以四氯钯酸钠为起始原料，与高纯氨气一步合成得到产品，制备过程简单，耗时短。

2、本发明的反式二氯二氨合钯(Ⅱ)的合成方法，采用四氯钯酸盐和氨气进行反应，一方面氨气可以快速、均匀地与四氯钯酸钠进行反应，且可以通过控制流速和通入时间精确控制通入量；使氨气的使用量不超过四氯钯酸盐和氨气反应过程中所需化学计量数的0.5％，不用过量使用氨气，在节省原料的同时，降低了产物中氨杂质的含量，也便于后续纯化，提高了产品纯度。另一方面使用氨气不使用氨水，是因为氨水加入过程中有可能会使得反应体系中局部氨水过量，生成二氯四氨合钯(Ⅱ)杂质。

3、本发明的反式二氯二氨合钯(Ⅱ)的合成方法，使用四氯钯酸钠和无水乙醇体系，是因为该反应需在较低的温度下进行，避免由于温度过高造成氨气的溢出而导致对反应的影响，四氯钯酸钠不溶于冷水，但可以溶于无水乙醇。

4、本发明的反式二氯二氨合钯(Ⅱ)的合成方法，利用超声反应器，提供了均匀的反应体系，并且与高纯度的、均匀流入的、流速为0.5～5mL/min通入的氨气相配合，一方面提高了反应效率，另一方面使通入的氨气和制备的产物快速的分散均匀，提高了产品收率，产品收率可达99.5％以上，并且得到的产品粒径分布均匀，颗粒细小且疏松，容易洗涤过滤，进一步提高了产品的纯度，使得产品纯度高达99.9％以上。

具体实施方式

下面以具体实施例作更详细地说明，但本发明的保护范围并不限于此。其中本发明中所述高纯度的氨气或高纯氨气为纯度为99.99％以上的氨气。

将1g四氯钯酸钠溶于100ml无水乙醇，置于超声反应器中施以超声作用，超声的频率为40KHz，功率为800W，超声时间为60min，温度为5℃，在超声作用的同时，高纯度的氨气以2.5mL/min的流速，通过气体分布器均匀地进入反应体系，氨气的通入量为150.7mL，随后将反应体系静置老化5h，然后滤出沉淀，分别用温度为5℃的无水乙醇和去离子水进行反复洗涤，最后在真空度为0.07MPa，90℃下干燥6h即可得到高纯度的反式二氯二氨合钯(Ⅱ)产品。实验测得产品收率为99.80％，其中钯含量为50.35％。