一种罗丹明B内酯单晶室温生长方法与流程

本发明涉及罗丹明b内酯单晶的制备方法，特别涉及一种罗丹明b内酯单晶室温生长方法。

背景技术：

罗丹明b(rhodamineb)，又称玫瑰红b，是一种鲜桃红色的人工合成碱性染料。其颜色鲜艳，在溶液中具有强烈荧光，在有色玻璃、烟花爆竹等工业生产中应用广泛；同时，广泛用于实验室细胞染色、痕量分析、荧光传感与检测等方面。因此，对罗丹明b构-效关系的深入研究有助发现新性质、拓展新应用。

罗丹明b具有较好的溶解性，其在溶液中主要以两种形态存在，两性鎓离子形态以及内酯形态，两者在水溶液中处于平衡状态。其中，罗丹明b两性鎓离子结构中双键基团均处于共轭状态，荧光发射强，溶液呈现红色；罗丹明b内酯结构中三个苯环都处于非共轭状态，荧光发射弱，溶液呈现无色。因此，罗丹明b在质子性溶剂中主要以两性鎓离子形态存在，溶液呈红色，在非质子溶剂中主要以内酯形态存在，溶液呈无色或淡粉红色。

目前，对于罗丹明b的研究主要集中在溶液状态，对其固体性质的探索与研究非常有限。2000年，龙英才等采用溶胶-凝胶法通过水热合成首次得到罗丹明b内酯的单晶。该方法将硅溶胶、naoh、罗丹明b、甘油和蒸馏水按一定比例混合成溶胶，在水热条件下(100℃)，溶胶转变为凝胶，反应20～30h，制得罗丹明b内酯单晶(龙英才等，化学学报，2000，(09)：1173-1175；longyetal.journalofsolidstatechemistry.2001，(156)：325-330)。该生长方法需要经过长时间的高温处理使罗丹明b溶胶转为凝胶，具有安全性低、操作繁琐、耗能等缺点，文献和专利检索尚未见可简便快速制备罗丹明b内酯单晶的方法。

技术实现要素：

发明目的：本发明目的是提供一种罗丹明b内酯单晶室温生长方法。该方法基于罗丹明b与2-甲基咪唑质子转移-闭环作用，操作简单、生长周期短、成品率高、能耗低、常温生长。

技术方案：本发明提供一种罗丹明b内酯单晶室温生长方法，包括如下步骤：

(1)称量原料

称量溶剂dmso、乙酸乙酯、丙酮和乙腈，纯度均为分析纯，称量罗丹明b以及2-甲基咪唑，纯度均为分析纯；

(2)配置溶液

将罗丹明b放入dmso溶剂中并进行水浴超声，随后加入2-甲基咪唑，水浴超声，使原料完全溶解，得到罗丹明b与2-甲基咪唑的混合溶液；

(3)配置生长体系

将罗丹明b与2-甲基咪唑混合溶液经棉花过滤至生长瓶中，后沿生长瓶边缘缓慢加入dmso与乙酸乙酯、丙酮或乙腈的混合溶剂，作为缓冲层，最后沿生长瓶边缘缓慢加入乙酸乙酯、丙酮或乙腈，作为挥发层。

(4)晶体生长

将生长瓶转移至环境稳定、不受干扰的干燥器中，室温避光静置，即得到罗丹明b内酯单晶。

进一步地，所述罗丹明b内酯单晶的结构式如下：

分子式为c28h30n2o3(分子量：442.54)

进一步地，所述dmso与乙酸乙酯的体积比为1∶1。所述dmso与丙酮的体积比为1∶1。所述dmso与乙腈的体积比为1∶1。

有益效果：本发明具有反应条件温和、操作简便、产率高、能耗低、周期短等特点，具有重大科学和应用意义，有利于拓展罗丹明b晶体在光学传输、非线性光学、荧光传感等领域中的应用。

附图说明

图1为罗丹明b与2-甲基咪唑质子转移-闭环作用示意图；

图2为罗丹明b内酯单晶以及相关物质的红外光谱图；

图3为罗丹明b内酯单晶的晶体结构图；

图4为dmso与乙酸乙酯生长体系图片以及所得单晶光学显微镜下图片；

图5为dmso与丙酮生长体系图片以及所得单晶光学显微镜下图片；

图6为dmso与乙腈生长体系图片以及所得单晶光学显微镜下图片。

具体实施方式

实施例1

(1)称量原料

称量150.0mg的罗丹明b，200.0mg的2-甲基咪唑，配置1mldmso∶乙酸乙酯＝1∶1混合溶剂备用。

(2)配置溶液

将称量好的1mldmso置于ep管中，加入150.0mg罗丹明b原料，水浴超声5min；随后，向其中加入200.0mg2-甲基咪唑，水浴超声5min，使原料完全溶解，得到罗丹明b与2-甲基咪唑混合溶液。

(3)配置生长体系

将罗丹明b与2-甲基咪唑混合溶液经棉花过滤后，加200μl至生长瓶中，后沿生长瓶边缘缓慢均匀加入200μl的dmso∶乙酸乙酯＝1∶1混合溶剂作为缓冲层，最后沿生长瓶边缘缓慢均匀加入200μl乙酸乙酯作为挥发层。

(4)晶体生长

生长体系制备完毕后，将生长瓶转移至环境稳定、不受干扰的干燥器中，室温避光静置，5天后即析出大量粉色棱形透明晶体。析出的晶体经环己烷洗涤，至表面无红色溶液附着，即得罗丹明b内酯单晶，dmso与乙酸乙酯生长体系图片以及所得单晶光学显微镜下图片见图4。

在特定溶剂体系中，罗丹明b与2-甲基咪唑发生分子间质子转移，罗丹明b闭环转化为罗丹明b内酯，形成罗丹明b内酯单晶，该质子转移-闭环作用示意图见图1；所得单晶经光学显微镜观察为粉色透明棱形晶体，见图4-6；所得单晶以及相关物质的红外光谱图见图2，由红外光谱图可见所得单晶在1755cm^-1处有罗丹明b内酯羰基特征峰，且未见罗丹明b与2-甲基咪唑特征峰，故所得单晶应为罗丹明b内酯纯净物，非混合单晶；所得单晶经单晶x射线衍射后得晶体结构，见图3，晶体学参数见表1，经解析所得单晶为罗丹明b内酯，分子式为c28h30n2o3(分子量：442.54)，属于单斜晶系，p21/n空间群，无对称中心，每个不对称单位含有两个罗丹明b内酯分子。

表1罗丹明b内酯单晶的晶体学参数

实施例2

本实施例与实施例1实施方式基本相同，主要区别在于，本实施例中缓冲层为dmso∶丙酮＝1∶1的混合溶剂，挥发层为丙酮。晶体生长体系照片以及光学显微镜下晶体图片见图5。

实施例3

本实施例与实施例1实施方式基本相同，主要区别在于，本实施例中缓冲层为dmso∶乙腈＝1∶1的混合溶剂，挥发层为乙腈。晶体生长体系照片以及光学显微镜下晶体图片见图6。