Synthese von Triethylammonium-tetrakis(dibenzoylmethanato)europat(III)

Triethylammonium-tetrakis(dibenzoylmethanato)europat(III), im Folgenden mit TEA(dbm)₄Eu abgekürzt, ist ein Komplex, der bei UV-Bestrahlung intensiv rot fluoresziert und außerdem eine recht starke Tribolumineszenz zeigt, beim mechanischen Zerkleinern also aufleuchtet.
Der Komplex ist recht einfach aus wasserfreiem Europium(III)-chlorid, Dibenzoylmethan und Triethylamin erhältlich. An dieser Stelle sei noch auf die strukturelle Ähnlichkeit des Dibenzoylmethans mit Acetylaceton verwiesen, gemäß der Dibenzoylmethan als Ligand ebenfalls als mesomeriestabilisiertes Keto-enolat vorliegt.

Geräte:

Rundkolben 100 mL, Heizbad, Magnetheizrührer, Rührfisch, Rückflusskühler, Destillationsapparatur oder Soxhletextraktor, Trockenrohr, Glaswolle, Erlenmeyerkolben 500 mL, Trichter, Glasstopfen

Chemikalien:

Europium(III)-oxid (Xi)


Thionylchlorid (C)


Dibenzoylmethan (Xi)


Triethylamin, absolutiert (C, F)


Ethanol, absolutiert (F)


Diethylether (F+, Xn)


____________

Europium(III)-chlorid, wasserfrei (Xi)


Triethylammonium-tetrakis(dibenzoylmethanato)europat(III) (?)



Durchführung:

In einem 100 mL-Rundkolben mit aufgesetztem Rückflusskühler mit Trockenrohr werden 0,98 g (2,8 mmol) Europium(III)-oxid in 25 mL Thionylchlorid suspendiert. Die Suspension wird 24 h lang unter Rückfluss zum Sieden erhitzt, wobei sich das zunächst feine, lockere Pulver gegen Ende zu dichten Klumpen aggregiert. Nun wird das überschüssige Thionylchlorid abdestilliert. Das so erhaltene, trockene Europium(III)-chlorid muss bis zur Weiterverarbeitung unter absolutem Feuchtigkeitsausschluss aufbewahrt werden.
5,02 g (22,4 mmol) Dibenzoylmethan und 3,10 mL (22,4 mmol) absolutiertes Triethylamin werden in 170 mL absolutiertem Ethanol unter leichtem Erwärmen gelöst. Das Europium(III)-chlorid wird in 30 mL absolutiertem Ethanol gelöst (die Auflösung geschieht sehr rasch, allerdings bleibt eine leichte Trübung der Lösung von noch vorhandenem Europium(III)-oxid bestehen) und durch einen Filter in die gerührte Dibenzoylmethan-Triethylamin-Lösung gegeben. Dabei bildet sich sofort ein feiner Niederschlag. Die Lösung wird unter weiterem, leichten Erwärmen eine Stunde gerührt. Dann wird im Eisbad abgekühlt. Der Niederschlag wird abgesaugt, zweimal mit je 10 mL eiskaltem Ethanol und einmal mit 10 mL eiskaltem Diethylether nachgewaschen und getrocknet. Ausbeute: 4,165 g (65,2% d. Th.) TEA(dbm)₄Eu. Hellgelbes, feinkristallines Pulver, das in UV-reichem Licht durch seine hellrote Fluoreszenz lachsfarben erscheint.

Entsorgung:

Thionylchlorid kann nach Hydrolyse und Neutralisation in kleinen Mengen in das Abwasser gegeben werden. Dibenzoylmethan wird zu den organischen Abfällen, Triethylamin und Ethanol zu den halogenfreien Lösemittelabfällen gegeben. Europiumabfälle werden aufgearbeitet oder zu den Schwermetallabfällen gegeben.

Erklärung:

Zunächst wird das schwerlösliche Europium(III)-oxid in lösliches Europium(III)-chlorid überführt:

Eu₂O₃ + 3 SOCl₂ ---> 2 EuCl₃ + 3 SO₂

Triethylamin und Dibenzoylmethan stehen in Lösung im Gleichgewicht mit dem Triethylammoniumsalz des Keto-enolats des Dibenzoylmethans. Bei Zugabe des Europium(III)-chlorids bildet sich dann TEA(dbm)₄Eu.



Bilder:


Europium(III)-oxid in refluxierendem Thionylchlorid


Europium(III)-chlorid


Lösung von Dibenzoylmethan und Triethylamin in Ethanol


Niederschlag nach dem Kühlen im Eisbad


TEA(dbm)₄Eu


TEA(dbm)₄Eu unter UV-Licht


Tribolumineszenz von TEA(dbm)₄Eu