专利名称：一种用溶剂热的方法直接合成酞菁镍晶体的方法
技术领域：
本发明涉及一种酞菁镍合成技术，具体为一种用溶剂热的方法直接合成酞 菁镍晶体的方法。
背景技术：
酞菁是一个大环化合物，环内有一个空穴，可以容纳铁、铜、钴、铝、镍、 钙、钠、镁、锌等金属元素，并结合生成金属配合物。金属原子取代了位于该 平面分子中心的两个氢原子，由于与金属元素生成配位化合物，所以在金属酞 菁分子中只有16个7U电子，又由于分子的共轭作用，与金属原子相连的共价键和
配位键在本质上是等同的，迄今为止已有5000多种酞菁化合物被制备出来。酞 菁不仅仅是一种着色剂，更重要的是它是一种多功能材料。衍生物的应用已涉 及到化学传感器中的灵敏器件、电子发光器件、太阳能电池材料、光盘信息记 录材料、电子照相材料、液晶显示材料、非线性光学材料、燃料电池中的电催 化材料、合成金属和导电的聚合物；其金属络合物也有催化性能。金属酞菁配 合物是一种大环金属配合物，有良好的电化学活性和光吸收性质。近年来引起 人们的广泛兴趣。
目前，酞菁类化合物单晶还不能从合成中直接得到，尤其是酞菁镍晶体， 培养酞菁类化合物单晶经常采用浓硫酸溶液重结晶方法、气相物理沉积法和溶 液梯度降温法。这几种方法都存在生长周期长的缺点，并且由于得到晶体尺寸 小、成功率低、晶体生长过程中伴随着溶液或载流气体的损耗、晶体与介质分 离困难等原因，而给晶体生长带来不便，从而限制了酞菁类化合物在工业生产 中的广泛应用。 发明内容本发明为了解决现有酞菁镍晶体的制备方法存在生长周期长、得到的晶体 尺寸小、成功率低、成本高等问题，提供一种用溶剂热的方法直接合成酞菁镍 晶体的方法。
本发明是采用如下技术方案实现的 一种用溶剂热的方法直接合成酞菁镍 晶体的方法，包括以下步骤以喹啉为溶剂，二水乙酸合镍和吲哚为起始原料， 将二水乙酸合镍和吲哚以摩尔比为1 : 2 5的比例加入反应釜中，然后加入喹
啉溶剂，在温度为200 30(TC下反应7 10小时后，冷却至室温；最后过滤，
即可直接得到紫色针状的酞菁镍晶体。上述反应中，溶剂的作用是溶解反应物， 使反应物相互接触均匀，受热均匀，从而使反应易于进行，反应充分，同时也 起到保持反应温度恒定的作用，其加量可根据反应物的加量确定，是本领域的 普通技术人员所熟知的。
上述反应釜至少可选用带有聚四氟乙烯内衬的钢弹(普通钢制反应釜)，为 现有公知设备，使用时，可把起始原料放到钢弹中，然后加入喹啉溶剂，把钢
弹拧紧，再把钢弹放在烘箱里，加热至反应温度；过滤时至少可选用甲醇或去 离子水冲洗。
本发明的反应机理如下
为了进一步确定利用本发明所述方法得到的酞菁镍的晶体大小、分子结构 以及晶型，本发明还进行了以下分析，如图1所示，是利用本发明所述的方法
直接合成的酞菁镍晶体中得到最大的晶体10mmx48pmx32|Lim;如图2所示，是利用本发明所述的方法直接合成的酞菁镍晶体的分子空间结构图，酞菁镍分
子式为NiN8C32H16，单晶空间群是P 2(l)/n, Unit cell parameters: a =14.668(3), b= 4,8109(10), c=l9.515(7), a=90， (3=121.04(2), y=90, cell volume is 1179.91(A)3,根
据以上参数判定该晶型属于P型；如图3所示，是利用本发明所述的方法直接 合成的酞菁镍晶体分子堆积结构图；如图4、图5所示，利用本发明所述的方 法直接合成的酞菁镍晶体的X-射线多晶衍射图谱与标准图谱进行对比，主峰位 置与标准比较卡吻合很好。
传统的气相物理沉积法生长单晶较短，最长为5mm，溶液梯度降温的方法 生长周期长，大约80小时，与这两种方法比较，本发明所述的方法大大縮短了 单晶生长时间，用9小时就可以生长出10mm的单晶，另外溶剂容易除掉，成 功率100%，设备简单，反应时间短，成本低，产率高，可达70%以上。
图1为利用本发明所述的方法得到的酞菁镍单晶样品图片；
图2为利用本发明所述的方法得到的酞菁镍单晶样品分子结构图3利用本发明所述的方法得到的酞菁镍单晶样品分子堆积结构图4为利用本发明所述的方法得到的酞菁镍单晶样品X-射线多晶衍射图谱
图5为酞菁镍单晶样品的X-射线多晶衍射标准图谱
具体实施例方式
实施例1:
一种用溶剂热的方法直接合成酞菁镍晶体的方法，包括以下步骤以喹啉 为溶剂，二水乙酸合镍和吲哚为起始原料，将二水乙酸合镍和吲哚以摩尔比为 l:2的比例加入钢弹中，然后加入喹啉溶剂，把钢弹拧紧后放在烘箱里，加热 至200'C，反应7小时后，冷却至室温；最后过滤，用甲醇冲洗，即可直接得 到紫色针状的酞菁镍晶体，产率为70%。 实施例2:一种用溶剂热的方法直接合成酞菁镍晶体的方法，包括以下步骤以喹啉 为溶剂，二水乙酸合镍和吲哚为起始原料，将二水乙酸合镍和吲哚以摩尔比为 1 : 5的比例加入反应釜中，然后加入喹啉溶剂，在温度为30(TC下反应10小时 后，冷却至室温；最后过滤，用甲醇冲洗，即可直接得到紫色针状的酞菁镍晶 体，产率为79%。 实施例3:
一种用溶剂热的方法直接合成酞菁镍晶体的方法，包括以下步骤以喹啉 为溶剂，二水乙酸合镍和吲哚为起始原料，将二水乙酸合镍和吲哚以摩尔比为 1 : 4的比例加入反应釜中，然后加入喹啉溶剂，在温度为270。C下反应9小时 后，冷却至室温；最后过滤，用去离子水冲洗，即可直接得到紫色针状的酞菁 镍晶体，产率为75%。 实施例4:
一种用溶剂热的方法直接合成酞菁镍晶体的方法，包括以下步骤以喹啉 为溶剂，二水乙酸合镍和吲哚为起始原料，将二水乙酸合镍和吲哚以摩尔比为
1 : 2的比例加入反应釜中，然后加入喹啉溶剂，在温度为30(TC下反应8小时 后，冷却至室温；最后过滤，即可直接得到紫色针状的酞菁镍晶体，产率为72%。 实施例5:
一种用溶剂热的方法直接合成酞菁镍晶体的方法，包括以下步骤以喹啉 为溶剂，二水乙酸合镍和吲哚为起始原料，将二水乙酸合镍和吲哚以摩尔比为 1 : 3的比例加入反应釜中，然后加入喹啉溶剂，在温度为250'C下反应10小时 后，冷却至室温；最后过滤，即可直接得到紫色针状的酞菁镍晶体，产率为80%。
权利要求
1、一种用溶剂热的方法直接合成酞菁镍晶体的方法，其特征是包括以下步骤以喹啉为溶剂，二水乙酸合镍和吲哚为起始原料，将二水乙酸合镍和吲哚以摩尔比为1∶2～5的比例加入反应釜中，然后加入喹啉溶剂，在温度为200～300℃下反应7～10小时后，冷却至室温；最后过滤，即可直接得到紫色针状的酞菁镍晶体。
全文摘要
本发明涉及一种酞菁镍合成技术，具体为一种用溶剂热的方法直接合成酞菁镍晶体的方法，解决现有酞菁镍晶体的制备方法存在生长周期长、得到的晶体尺寸小、成功率低、成本高等问题，包括以下步骤以喹啉为溶剂，二水乙酸合镍和吲哚为起始原料，将二水乙酸合镍和吲哚以摩尔比为1∶2～5的比例加入反应釜中，然后加入喹啉溶剂，在温度为200～300℃下反应7～10小时后，冷却至室温；最后过滤，即可直接得到紫色针状的酞菁镍晶体。本发明所述的方法大大缩短了单晶生长时间，用9小时就可以生长出10mm的单晶，另外溶剂容易除掉，成功率100％，设备简单，反应时间短，成本低，产率高，可达70％以上。
文档编号C07D487/00GK101665495SQ20091007558
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月26日 优先权日2009年9月26日
发明者夏道成, 双 韩 申请人:运城学院