背景技術(shù)
酞菁是具有高度穩(wěn)定性的二維18π電子的芳香體系,現(xiàn)有70 多種不同的金屬和非金屬可以作為酞菁的中心原子。通常,酞菁的共軛體系指的是由18-π電子芳香云離域體系組成的,是由九個碳氮共軛雙鍵組成的體系,這九個碳氮或碳碳共軛雙鍵“圍成”酞菁分子中心空穴,酞菁或金屬酞菁特有的分子結(jié)構(gòu)決定了它們可以被多種基團(tuán)以不同方式發(fā)生取代,迄今已有5000 多種酞菁類化合物被合成出來。
酞菁類配合物同天然的卟啉、葉綠素、血紅素等有相似的骨架結(jié)構(gòu),是一類具有π- 電子共軛體系的化合物,具有光、電、磁及催化等獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)。根據(jù)這一性質(zhì),酞菁在許多科技領(lǐng)域得到應(yīng)用,例如電化學(xué)設(shè)備,非線性光電材料,光伏特材料,有機(jī)場效應(yīng)薄膜傳感器,等方面均有應(yīng)用?,F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了大約有5000種酞菁衍生物,只有酞菁銅材料在工業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用。
酞菁銅晶體用XRD確定分子晶體的結(jié)構(gòu),按著發(fā)現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)的晶型順序分為八種,α-, β-, γ-, δ-, ε-. R-, p-, X-型。由于晶體中分子間作用力很弱,因此結(jié)構(gòu)松散,熱膨脹耦合系數(shù)和熱穩(wěn)定性差。所以超過200℃其他的晶型就轉(zhuǎn)變成β-型,而且除了p-型以外,其他類型的晶型都可以從β-型直接或間接用化學(xué)方法制備。
目前,酞菁類化合物單晶還不能從合成中直接得到,培養(yǎng)酞菁類化合物單晶經(jīng)常采用濃硫酸溶液重結(jié)晶方法;氣相物理沉積法,氣相物理沉積法生長單晶較短,最長為5mm;溶液梯度降溫法,液梯度降溫的方法生長周期長,大約80小時??傊?,這幾種方法都存在生長周期長的缺點(diǎn),溶并且由于得到晶體尺寸小、成功率低、晶體生長過程中伴隨著溶液或載流氣體的損耗、晶體與介質(zhì)分離困難等原因,而給晶體生長帶來不便。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種酞菁銅的綠色合成法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
酞菁銅的綠色合成法,包括以下步驟:
(1)以0.1mmol銅鹽和0.4mmol吲哚為起始原料,把起始原料放到帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的鋼彈中,加入10mmLDMF溶劑;
(2)把鋼彈擰緊;
(3)把鋼彈放在烘箱里,控制溫度在60-80℃,反應(yīng)50-70min后,冷卻至室溫;
(4)冷卻后過濾,然后用甲醇沖洗,即得紫色針狀的酞菁銅。
進(jìn)一步地,所述的銅鹽為硫酸銅。
本發(fā)明以銅鹽和吲哚為原料,在水里中加熱,直接合成金屬酞菁化合物,化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示:
紫色針狀的酞菁銅其分子式為C32H16CuN8,產(chǎn)率可達(dá)到65%,單晶為10.5mm左右的。
本發(fā)明方法解決酞菁類化合物晶體生長周期長、成功率低和成本高的問題,進(jìn)而為制備相關(guān)的有機(jī)功能分子材料單晶樣品何以單晶為材料的光電器件提供新的途徑。
本發(fā)明方法大大縮短了單晶生長時間,成功率非常高;用很短時間就可以生長出10.5mm左右的單晶,同時成功率100%,設(shè)備簡單,成本低。
具體實(shí)施方式
酞菁銅的綠色合成法,包括以下步驟:
(1)以0.1mmol硫酸銅和0.4mmol吲哚為起始原料,把起始原料放到帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的鋼彈中,加入10mmLDMF溶劑;
(2)把鋼彈擰緊;
(3)把鋼彈放在烘箱里,控制溫度在80℃,反應(yīng)70min后,冷卻至室溫;
(4)冷卻后過濾,然后用甲醇沖洗,即得紫色針狀的酞菁銅。
所得單晶樣品,其中得到最大的晶體:10.5 mm′50 mm′30 mm。
單晶樣品分子結(jié)構(gòu)圖如圖所示,酞菁銅分子式是CuN8C32H16,單晶空間群是P2(1)/n ,參量是:a =14.668(3), b= 4.8109(10), c=19.515(7), α=90, β=121.04(2), γ=90, 單元體積是1179.91(?)3,根據(jù)以上參數(shù),該晶型屬于β型。
來源:CN102453034A