一种直接制备发光材料8-羟基喹啉镁的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种直接制备发光材料8-羟基喹啉镁的方法，特别是涉及一种以氧化镁和8-羟基喹啉为反应物，水热法直接制备纯8-羟基喹啉镁的方法。本发明具体属于金属有机配合物制备技术领域。
【背景技术】
[0002]8-羟基喹啉及其衍生物与金属离子形成的配合物是一类理想的有机发光材料，目前研究较多的是相关铝配合物和重金属配合物。随着环境保护和维护人类自身安全意识的提高，探寻低毒和无毒金属离子替代配合物中有毒重金属离子的研发逐渐兴起。就发展现状看来，最具潜力的金属离子是碱土金属离子，其中镁离子尤其受到关注。
[0003]目前，镁的8-羟基喹啉类配合物的制备方法主要是液相法。以下简单介绍液相法中最有代表性的制备8-羟基喹啉镁的两个技术方法。
[0004]第一个技术方法:以氯化镁和8-轻基喹啉为原料，使氯化镁溶于水，8-轻基喹啉溶于无水乙醚；将氯化镁的水溶液与8-羟基喹啉的乙醚溶液混合，室温下搅拌3 h，过滤、用无水乙醚反复洗涤、红外干燥，获得8-羟基喹啉镁，产率为78%。第一个制备8-羟基喹啉镁的技术方法详见于2003年中文期刊“发光学报”，第24卷第5期，第481页，第一个技术方法叶剑清等人提出。第一个方法主要存在有氯化氢废物产生，产率低，原子利用率低等不足，具体表现在废液中因包含乙醚有机废液、含盐酸性废水，对环境有危害，另外乙醚易燃易爆，生产安全性较低，而且产品收率低、生产成本高。
[0005]第一个方法主要存在原子利用率低(产生氯化氢废物且产率低)、废液污染大(乙醚有机废液、含盐酸性废水)、安全性较低(乙醚易燃易爆)、产品收率低、生产成本高等缺点。
[0006]第二个技术方法:以金属镁和8-羟基喹啉为原料，利用金属镁与水反应产生新生的氢氧化镁与8-轻基喹啉反应，控制氢氧化镁与8-轻基喹啉的摩尔比为2:1，于95°C下反应3.5 h，最后获得灰色8-轻基喹啉镁。第二个技术方法的原文是:“Mgq2 was synthesizedby mixing 8-quinolinol and Mg(OH)2 in distilled water at 95°C , where Mg(OH)2was prepared by applying spark discharge to magnesium metal in distilled water.As the mole rat1 of 8-quinolinol to Mg(OH)2, 2:1 was chosen.The react1n timeof 3.5 h leads to change of solut1n color from red-orange to yellow and leadsto format1n of gray-color Mgq2 powder.，，详见于 2012 年欧洲期刊“Central EuropeanJournal of Physics”第12卷第2卷，第525页，第二个技术方法Tsuboi等人建立。第二个技术方法的镁源是金属镁而不是氢氧化镁，实际上是利用金属镁与水反应产生氢氧化镁和氢气来获取氢氧化镁。为什么不直接使用价格低廉的氢氧化镁而选用价格较高的金属镁，原文没有直接给出回答。但是，可以推测，直接使用氢氧化镁是不行的。从其产品的外观颜色为灰色可知，不是纯8-羟基喹啉镁的正常颜色，说明其产品纯度较低，因此不宜直接用作有机发光材料。第二个技术方法存在安全性低(金属镁与水反应会释放氢气)、产品纯度较低、生产成本高(金属镁价格高、预防氢气爆炸的设备和设施投入大)等缺点。
[0007]实际上，上述二个制备8-羟基喹啉镁技术方法的原始文件中均有若干技术细节还没有公开。尽管如此，从这两个液相法的相关报道中，依然可知现有8-羟基喹啉类镁配合物的制备方法均存在种种技术上的缺点。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是针对液相法制备8-羟基喹啉镁技术存在废液污染大、产品纯度较低、产品收率低、生产成本高等缺点，提出原子利用率高、产品纯度高、收率高、生产成本低的制备纯8-羟基喹啉镁的新方法。采用本发明制备的8-羟基喹啉镁，不经提出就可以直接用于发光材料。
[0009]本发明利用化学反应原理为:
MgO + 2C9H6N0H = Mg (C9H6N0) 2 + H20
本发明一种直接制备发光材料8-羟基喹啉镁的方法，以氧化镁和8-羟基喹啉为原料，按照摩尔比为氧化镁:8_羟基喹啉=1:2.06?1: 2.10，将反应原料加入水热反应器中；以水为反应介质，按照每千克反应物的水用量为10 L?20 L，将蒸馏水加入水热反应器中；抽气使水热反应器的真空度降至0.1 Pa后，停止抽气，搅拌下加热升温至150°C?170°C，反应时间为90 min?110 min ;反应完毕，冷却至80°C?90°C，过滤，用80°C?90°C热蒸馏水洗涤三次固体产物；然后将固体产物于105°C干燥60 min，冷却至室温，最后获得黄绿色的8-羟基喹啉镁产品，其纯度为97%?99%、收率为92%?95%。
[0010]本发明的优点是:反应物产物为目标产物和水，副产物水对环境无任何危害，反应的原子利用率高；产品8-羟基喹啉镁的纯度高、收率高；8_羟基喹啉镁的生产成本低等。
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体实施例对本发明所述的一种直接制备发光材料8-羟基喹啉镁的方法作进一步描述。
[0012]实施例1
按照摩尔比为氧化镁:8-羟基喹啉=1:2.08，将反应原料2.000 kg氧化镁和14.983kg 8-羟基喹啉加入1000 L水热反应器中；按照每千克反应物的水用量为15 L，将254.74L蒸馏水加入水热反应器中；抽气使水热反应器的真空度降至0.1 Pa后，停止抽气，搅拌下加热升温至160°C，反应时间为100 min ;反应完毕，冷却至85°C，过滤，用85°C热蒸馏水洗涤三次固体产物；然后将固体产物于105°C干燥60 min，冷却至室温，最后获得黄绿色的8-羟基喹啉镁产品，其纯度为98%、收率为94%。
[0013]实施例2
按照摩尔比为氧化镁:8_羟基喹啉=1:2.10，将反应原料1.500 kg氧化镁和11.345 kg8-羟基喹啉加入1000 L水热反应器中；按照每千克反应物的水用量为20 L，将256.90 L蒸馏水加入水热反应器中；抽气使水热反应器的真空度降至0.1 Pa后，停止抽气，搅拌下加热升温至170°C，反应时间为90 min ;反应完毕，冷却至90°C，过滤，用90°C热蒸馏水洗涤三次固体产物；然后将固体产物于105°C干燥60 min，冷却至室温，最后获得黄绿色的8-羟基喹啉镁产品，其纯度为99%、收率为92%。
[0014]实施例3
按照摩尔比为氧化镁:8-羟基喹啉=1:2.06，将反应原料3.000 kg氧化镁和22.258kg 8-羟基喹啉加入1000 L水热反应器中；按照每千克反应物的水用量为10 L，将252.58L蒸馏水加入水热反应器中；抽气使水热反应器的真空度降至0.1 Pa后，停止抽气，搅拌下加热升温至150°C，反应时间为120 min ;反应完毕，冷却至80°C，过滤，用80°C热蒸馏水洗涤三次固体产物；然后将固体产物于105°C干燥60 min，冷却至室温，最后获得黄绿色的8-羟基喹啉镁产品，其纯度为97%、收率为95%。
【主权项】
1.一种直接制备发光材料8-羟基喹啉镁的方法，其特征在于:所述方法以氧化镁和8-羟基喹啉为原料，按照摩尔比为氧化镁:8-羟基喹啉=1:2.06?1: 2.10，将反应原料加入水热反应器中；以水为反应介质，按照每千克反应物的水用量为10 L?20 L，将蒸馏水加入水热反应器中；抽气使水热反应器的真空度降至0.1 Pa后，停止抽气，搅拌下加热升温至150°C?170°C，反应时间为90 min?110 min ;反应完毕，冷却至80°C?90°C，过滤，用80°C?90°C热蒸馏水洗涤三次固体产物；然后将固体产物于105°C干燥60 min，冷却至室温，最后获得黄绿色的8-羟基喹啉镁产品，其纯度为97%?99%、收率为92%?95%。
【专利摘要】本发明一种直接制备发光材料8-羟基喹啉镁的方法，以氧化镁和8-羟基喹啉为原料，以水为反应介质，按照摩尔比为氧化镁:8-羟基喹啉=1:2.06～1:2.10，按照每千克反应物的水用量为10L～20L，将反应原料和蒸馏水加入水热反应器中。抽气使水热反应器的真空度降至0.1Pa后，停止抽气，搅拌下加热升温至150℃～170℃，反应时间为90min～110min。反应完毕，冷却至80℃～90℃，过滤，用热蒸馏水洗涤三次固体产物。然后，将固体产物于105℃干燥60min，冷却至室温；最后获得黄绿色的8-羟基喹啉镁产品，其纯度为97%～99%、收率为92%～95%。本发明具有反应的产物为8-羟基喹啉镁和水，原子利用率高，产品纯度高、收率高，生产成本低等优点。
【IPC分类】C09K11/06, C07D215/30
【公开号】CN105348190
【申请号】CN201510845235
【发明人】钟学明
【申请人】南昌航空大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月30日