CN117924179A - 一类小分子离子型晶体材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一类小分子离子型晶体材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117924179A CN117924179A CN202211268605.XA CN202211268605A CN117924179A CN 117924179 A CN117924179 A CN 117924179A CN 202211268605 A CN202211268605 A CN 202211268605A CN 117924179 A CN117924179 A CN 117924179A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- imb
- crystal material
- znbr
- small molecule
- mixed solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 150000001793 charged compounds Chemical class 0.000 title claims description 9
- -1 protonated 2, 3-dimethyl-2, 3-diimidazolin-2-yl butane Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L zinc bromide Chemical compound Br[Zn]Br VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 14
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 10
- BPAZNZINLQSFMN-UHFFFAOYSA-N 2-propan-2-yl-4,5-dihydro-1h-imidazole;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.CC(C)C1=NCCN1 BPAZNZINLQSFMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229940102001 zinc bromide Drugs 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
Abstract
本申请公开了一类小分子离子型晶体材料及其制备方法和应用，属于单晶领域。一类小分子离子型晶体材料，所述小分子离子型晶体材料包括阳离子基团和阴离子基团；所述阳离子基团为[H2imb]2+；[H2imb]2+为质子化的2，3‑二甲基‑2，3‑二咪唑啉‑2‑基丁烷。所述阴离子基团为(ZnBr4)2‑、(PF6)2‑中的至少一种。该材料为新型光致变色材料，在X射线的照射下，其颜色在5分钟内从白色变为红色，具备X射线光之变色的特性。
Description
技术领域
本申请涉及一类小分子离子型晶体材料及其制备方法和应用，属于单晶领域。
背景技术
在现代医疗服务、科研与工业应用中，X射线扮演了十分重要的角色，被广泛地应用于各个领域。X射线具备超高的光子能量以及超短的波长，具备对人体组织造成放射性损伤的特性，在自然环境和特种设备使用范围内有潜在危害。因此，寻找合适的材料来防护和监测是安全使用X射线的前提保障。X射线诱导光致变色化合物类似pH试纸，通过颜色直观地给出信息，是一种使用简便、绿色环保的X射线探测材料，可以有效、直观地避免潜在的X射线泄露的危险。
电子转移型光致变色无机-有机杂化材料的结构骨架清晰，在受到高能辐照，例如X射线辐射时，易发生电子转移现象，从而产生自由基，导致颜色变化。此类通过自由基导致的颜色变化，具备良好的可逆性和耐疲劳性能。倘若将其用于X射线检测，则需要越快越好，因此，通过调控合成在X射线下快速实现变色的材料，是将其应用的重要前提。
发明内容
根据本申请的第一个方面，提供了一类小分子离子型晶体材料，该两例电子转移型的新型光致变色材料，在X射线的照射下，其颜色在5分钟内均会从白色变为红色，具备X射线光之变色的特性，其中一例为小分子离子型晶体材料，另一例为金属无机-有机杂化材料。
一类小分子离子型晶体材料，所述小分子离子型晶体材料包括阳离子基团和阴离子基团；
所述阳离子基团为[H2imb]2+；
[H2imb]2+为质子化的2，3-二甲基-2，3-二咪唑啉-2-基丁烷；
所述阴离子基团为(ZnBr4)2-、(PF6)2-中的至少一种。
可选地，所述小分子离子型晶体材料为[H2imb](ZnBr4)或[H2imb](PF6)；
其中，[H2imb](ZnBr4)的化学式为C12H24Br4N4Zn；
[H2imb](ZnBr4)的分子量为609.3709。
可选地，[H2imb](PF6)的化学式为C12N4P1F6H24；
[H2imb](PF6)的分子量为369.3101。
可选地，[H2imb](ZnBr4)为正交晶系。
可选地，[H2imb](ZnBr4)的空间群为Pcca。
可选地，[H2imb](ZnBr4)的晶胞参数如下：
α＝90°，β＝90°，γ＝90°，Z＝4。
可选地，[H2imb](ZnBr4)的体积为
可选地，[H2imb](PF6)为单斜晶系。
可选地，[H2imb](PF6)的空间群为C2/m。
可选地，[H2imb](PF6)的晶胞参数如下：
α＝90°，β＝116.511(9)°，γ＝90°，Z＝4。
可选地，[H2imb](PF6)的体积为
[H2imb](ZnBr4)和[H2imb](PF6)的结构数据如下：
根据本申请的第二个方面，提供了一类小分子离子型晶体材料的制备方法。该方法合成简单，可一步得到所需产物。
上述所述小分子离子型晶体材料的制备方法，包括以下步骤：
将含有2,2-偶氮二[2-(咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、溴化锌、甲醇的混合液反应Ⅰ，得到[H2imb](ZnBr4)；
或，
将含有2,2-偶氮二[2-(咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、六氟磷酸钠、甲醇的混合液反应Ⅱ，得到[H2imb](PF6)。
可选地，所述2,2-偶氮二[2-(咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐([H2azoimp]Cl2)在混合液中的浓度为0.005g/mL～0.01g/mL。
可选地，[H2azoimp]Cl2在混合液中的浓度独立地选自0.005g/mL、0.006g/mL、0.007g/mL、0.008g/mL、0.009g/mL、0.01g/mL中的任意值或任意两者之间的范围值。
可选地，所述溴化锌在混合液中的浓度为0.005g/mL～0.01g/mL。
可选地，所述溴化锌在混合液中的浓度独立地选自0.005g/mL、0.006g/mL、0.007g/mL、0.008g/mL、0.009g/mL、0.01g/mL中的任意值或任意两者之间的范围值。
可选地，所述六氟磷酸钠在混合液中的浓度为0.005g/mL～0.01g/mL。
可选地，所述六氟磷酸钠在混合液中的浓度独立地选自0.005g/mL、0.006g/mL、0.007g/mL、0.008g/mL、0.009g/mL、0.01g/mL中的任意值或任意两者之间的范围值。
可选地，反应Ⅰ的条件如下：
温度为70℃～110℃；
时间为12h～24h。
可选地，温度独立地选自70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃中的任意值或任意两者之间的范围值。
可选地，反应Ⅱ的条件如下：
温度为70℃～110℃；
时间为12h～24h。
可选地，温度独立地选自70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃中的任意值或任意两者之间的范围值。
反应后，经冷却、过滤、干燥即得最后产物。
可选地，反应在90℃下进行，反应时间为24小时，[H2azoimp]Cl2的反应浓度为0.006g/mL，溴化锌的反应浓度为0.006g/mL，六氟磷酸钠的反应浓度为0.006g/mL。
根据本申请的第三个方面，提供了一类小分子离子型晶体材料的应用。
上述所述的小分子离子型晶体材料和/或上述所述的制备方法得到的小分子离子型晶体材料在电子转移型光致变色材料中的应用。
本申请能产生的有益效果包括：
1)本申请所提供的一类小分子离子型晶体材料，该材料为新型光致变色材料，在X射线的照射下，其颜色在5分钟内从白色变为红色，具备X射线光之变色的特性。
2)本申请所提供的一类小分子离子型晶体材料的制备方法，该方法合成简单，可一步得到所需产物，适于工业化。
附图说明
图1为本申请中样品1#与经X射线照射后的样品1#的对比照片，其中，a为样品1#，b为经X射线照射后的样品1#。
图2为本申请中样品2#与经X射线照射后的样品2#的对比照片，其中，a为样品2#，b为经X射线照射后的样品2#。
图3为本申请中样品1#单晶数据拟合所得理论图与样品1#X射线粉末衍射的对比图。
图4为本申请中样品2#单晶数据拟合所得理论图与样品2#X射线粉末衍射的对比图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径。
[H2azoimp]Cl2为2,2-偶氮二[2-(咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐。
本申请的实施例中分析方法如下：
在200K的条件下，利用Bruker D8 Venture型号的单晶衍射仪中的Mo靶对样本进行结构分析；
利用Rigaku Miniflex 600型号的X射线粉末衍射仪对样本进行X射线粉末衍射分析。
本申请的实施例中产率计算如下：
产率＝得到样品的摩尔量/加入[H2azoimp]Cl2的摩尔量*100％。
实施例1
样品1#([H2imb](ZnBr4))的合成方法：将150mg的[H2azoimp]Cl2与150mg的溴化锌加入25mL甲醇溶液中，在90℃下加热24小时后，冷却至室温，过滤后将滤液挥发去除之后得到白色粉末样品1#，产率约为93％。
[H2imb](ZnBr4)的结构如下：
[H2imb]2+在ZnBr4-阴离子的作用下，形成船式构象，C1-C2-C3之间的夹角为101.20°～102.24°。
实施例2
样品2#([H2imb](PF6))的合成方法：将150mg的[H2azoimp]Cl2与150mg的六氟磷酸钠加入25mL甲醇溶液中，在90℃下加热24小时后，冷却至室温，过滤后将滤液挥发去除之后得到白色粉末样品2#，产率约为91％。
[H2imb](PF6)的结构如下：
[H2imb]2+在六氟磷酸根离子的作用下，形成椅式构象，C1-C2-C3之间的夹角为109.54°～111.96°。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (10)
1.一类小分子离子型晶体材料，其特征在于，所述小分子离子型晶体材料包括阳离子基团和阴离子基团；
所述阳离子基团为[H2imb]2+；
[H2imb]2+为质子化的2，3-二甲基-2，3-二咪唑啉-2-基丁烷；
所述阴离子基团为(ZnBr4)2-、(PF6)2-中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的小分子离子型晶体材料，其特征在于，所述小分子离子型晶体材料为[H2imb](ZnBr4)或[H2imb](PF6)；
其中，[H2imb](ZnBr4)的化学式为C12H24Br4N4Zn。
3.根据权利要求2所述的小分子离子型晶体材料，其特征在于，[H2imb](PF6)的化学式为C12N4P1F6H24。
4.根据权利要求2所述的小分子离子型晶体材料，其特征在于，[H2imb](ZnBr4)为正交晶系；
优选地，[H2imb](ZnBr4)的空间群为Pcca；
优选地，[H2imb](ZnBr4)的晶胞参数如下：
α＝90°，β＝90°，γ＝90°，Z＝4；
优选地，[H2imb](ZnBr4)的体积为
5.根据权利要求2所述的小分子离子型晶体材料，其特征在于，[H2imb](PF6)为单斜晶系；
优选地，[H2imb](PF6)的空间群为C2/m；
优选地，[H2imb](PF6)的晶胞参数如下：
α＝90°，β＝116.511(9)°，γ＝90°，Z＝4；
优选地，[H2imb](PF6)的体积为
6.权利要求1～5任一项所述小分子离子型晶体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将含有2,2-偶氮二[2-(咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、溴化锌、甲醇的混合液反应Ⅰ，得到[H2imb](ZnBr4)；
或，
将含有2,2-偶氮二[2-(咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、六氟磷酸钠、甲醇的混合液反应Ⅱ，得到[H2imb](PF6)。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述2,2-偶氮二[2-(咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐在混合液中的浓度为0.005g/mL～0.01g/mL；
优选地，所述溴化锌在混合液中的浓度为0.005g/mL～0.01g/mL；
优选地，所述六氟磷酸钠在混合液中的浓度为0.005g/mL～0.01g/mL。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，反应Ⅰ的条件如下：
温度为70℃～110℃；
时间为12h～24h。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，反应Ⅱ的条件如下：
温度为70℃～110℃；
时间为12h～24h。
10.权利要求1～5任一项所述的小分子离子型晶体材料和/或权利要求6～9任一项所述的制备方法得到的小分子离子型晶体材料在电子转移型光致变色材料中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211268605.XA CN117924179A (zh) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | 一类小分子离子型晶体材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211268605.XA CN117924179A (zh) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | 一类小分子离子型晶体材料及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117924179A true CN117924179A (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=90759752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211268605.XA Pending CN117924179A (zh) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | 一类小分子离子型晶体材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117924179A (zh) |
-
2022
- 2022-10-17 CN CN202211268605.XA patent/CN117924179A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109970990B (zh) | 一种铽配位聚合物及其制备方法和应用 | |
| CN110684202B (zh) | 二维层状咪唑铜c60材料及其制备方法和应用 | |
| Ren et al. | Lanthanide coordination compounds with 2, 2′-bipyridine-6, 6′-dicarboxylate: synthesis, crystal structure, luminescence and magnetic property | |
| CN108129385B (zh) | 一种复合季铵盐非线性光学晶态材料及其制备方法 | |
| CN108409670B (zh) | 双甲基化2-苯基苯并咪唑碘银酸盐杂化物及制备与应用 | |
| CN110878102B (zh) | 一种双三氮唑配体调控5-硝基间苯二甲酸镉配合物及其制备方法和作为荧光探针的应用 | |
| Feng et al. | Two unique lanthanide–organic frameworks based on 1H-2-methyl-4, 5-imidazole-dicarboxylate and oxalate: Crystal structure, luminescence and magnetic properties | |
| CN106835284A (zh) | 一类红外非线性光学晶体材料及其制备方法和用途 | |
| CN117924179A (zh) | 一类小分子离子型晶体材料及其制备方法和应用 | |
| Sangeetha et al. | Copper (II)-activated transformation of azomethine to imidate: synthetic and structural studies | |
| CN117186123A (zh) | 一种叔丁基乙炔配体保护的银簇及其制备方法和其在x射线探测方面的应用 | |
| Hou et al. | Chiral polyoxomolybdate-based hybrid compounds obtained by spontaneous resolution: syntheses, structures and non-linear optical properties | |
| Lu et al. | Photochromic behavior of a new polyoxomolybdate/alkylamine composite in solid state | |
| CN111848700B (zh) | 一种以钒多酸为阴离子模板构筑的二十四核炔银簇材料及其制备方法 | |
| CN113617391B (zh) | 一种铀多酸晶体及其制备方法和应用 | |
| Su et al. | A facile and clean synthesis of pure bismuth sulfide iodide crystals | |
| Jung et al. | Chiral amino acid-templated tin fluorides tailoring nonlinear optical properties, birefringence, and photoluminescence | |
| CN110318094B (zh) | 一种晶体、其制备方法及其应用 | |
| CN109750357A (zh) | 红外非线性光学晶体Ba10Zn7M6Q26及其制备方法与用途 | |
| CN114262443A (zh) | 一种镧系金属有机框架材料，其合成方法和应用 | |
| Sakai et al. | Tetrameric, Tri-Titanium (IV)-Substituted Polyoxometalates with an α-Dawson Substructure as Soluble Metal Oxide Analogues. Synthesis and Molecular Structure of Three Giant “Tetrapods” Encapsulating Different Anions (Br−, I−, and NO3−) | |
| CN106800659B (zh) | 一种具有荧光性能的三维铅配位聚合物及其制备方法 | |
| CN111943964A (zh) | 一种以钼多酸为阴离子模板构筑的二十八核炔银簇材料及其制备方法 | |
| CN113072929A (zh) | 一种夹心型有机超分子荧光聚合物及其制法与应用 | |
| CN111116929A (zh) | 一种具有宽温区可逆热致变色性质的镍配位聚合物材料及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |