專利名稱：直接合成酞菁鈷晶體的新方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有機合成技術領域，涉及用鈷鹽合成酞菁鈷晶體的方法，特別涉及直 接合成酞菁鈷晶體的新方法。
背景技術：
酞菁是具有高度穩(wěn)定性的二維18 π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，而且可以在酞菁的周圍引入多種取代基而生成不同 的酞菁衍生物。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η -電子共軛體系的化合物，具有光、電、磁及催化等獨特的物理化學性質(zhì)。根據(jù)這一 性質(zhì)，酞菁在許多科技領域得到應用，例如電化學設備，非線性光電材料，光伏特材料，有 機場效應薄膜傳感器，等方面均有應用，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了大約有5000種酞菁衍生物。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、氣相物理沉積法和溶液梯度降溫法。這幾種培養(yǎng)酞菁類化合 物單晶的方法都存在生長周期長的缺點，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。 所以本發(fā)明要解決培養(yǎng)酞菁類化合物單晶生長過程中的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種直接合成酞菁鈷晶體的新方法，以解決現(xiàn)有酞菁類化合 物晶體生長周期長、成功率低和成本高的問題，進而為制備相關的有機功能分子材料單晶 樣品何以單晶為材料的光電器件提供新的途徑。本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的 直接合成酞菁鈷晶體的新方法，包括以下步驟
將鈷鹽和吲哚放入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的鋼彈中，鈷鹽和吲哚的摩爾比為1:4，加入二 甲基甲酰胺，加熱反應后，冷卻至室溫，用甲醇過濾沖洗，即得紫色針狀的酞菁鈷晶體，分子 式為 C32H16CoN8。所述的反應方程式如下所示
酞菁鈷晶體，分子式為C32H16CoN8,產(chǎn)率為62-70%。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點傳統(tǒng)的氣相物理沉積法生長單晶較短，最長為4. 5mm，溶液梯度降溫的方法生長周期 長，大約80小時，而依據(jù)本發(fā)明方法可直接合成得到酞菁類化合物單晶，滿足酞菁類化合 物分子結(jié)構(gòu)的表征、參數(shù)測量及制備各種光電器件的要求，此方法大大縮短了單晶生長時 間，用8小時就可以生長出10. 5mm的單晶，同時成功率100%，設備簡單，成本低。


圖1為利用本發(fā)明方法合成的酞菁鈷晶體分子結(jié)構(gòu)圖 圖2為利用本發(fā)明方法合成的酞菁鈷晶體分子堆積結(jié)構(gòu)圖
圖3為利用本發(fā)明方法合成的酞菁鈷晶體的X-射線多晶衍射譜。
具體實施例方式實施例1
將0. 058 g吲哚(0. 4 mmol)和0. 0635 g鈷鹽(0. Immol )作為起始原料，把起始原 料放在帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的鋼彈中，加入IOmlDMF,在烘箱中加熱，反應后，冷卻至室溫， 過濾，用甲醇沖洗，就可以直接得到紫色針狀的酞菁鈷晶體，產(chǎn)率為62%。所得酞菁鈷晶體分子結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，酞菁鈷分子式是CuN8C32H16,大小為10. 5 腿 X 50 ymX30ym，單晶空間群是 P2 (l)/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 (Α)3，根據(jù)以上參數(shù)， 該晶型屬于β型。所得酞菁鈷晶體分子堆積結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，所得酞菁鈷晶體的X-射線多晶衍射 譜所示，是本專利用鈷粉直接合成酞菁鈷晶體的方法中得到的單晶樣品的X-射線多晶衍 射譜。實施例2
將0. 058 g吲哚(0. 4 mmol)和0. 0635 g鈷鹽(0. Immol )作為起始原料，把起始原 料放在帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的鋼彈中，加入12mlDMF，在烘箱中加熱，反應后，冷卻至室溫， 過濾，用甲醇沖洗，就可以直接得到紫色針狀的酞菁鈷晶體，產(chǎn)率為70%。實施例3
將0. 058 g吲哚(0. 4 mmol)和0. 0635 g鈷鹽(0. Immol )作為起始原料，把起始原 料放在帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的鋼彈中，加入9mlDMF，在烘箱中加熱，反應后，冷卻至室溫，過 濾，用甲醇沖洗，就可以直接得到紫色針狀的酞菁鈷晶體，產(chǎn)率為67%。
權(quán)利要求
1. 一種直接合成酞菁鈷晶體的新方法，其特征是包括以下步驟 將鈷鹽和吲哚放入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的鋼彈中，鈷鹽和吲哚的摩爾比為1:4，加入二 甲基甲酰胺，加熱反應后，冷卻至室溫，用甲醇過濾沖洗，即得紫色針狀的酞菁鈷晶體，分子 式為 C32H16CoN8。
全文摘要
本發(fā)明公開了直接合成酞菁鈷晶體的新方法，屬于有機合成技術領域，涉及用鈷鹽合成酞菁鈷晶體的方法，解決現(xiàn)有酞菁類化合物晶體生長周期長、成功率低和成本高的問題。包括以下步驟將鈷鹽和吲哚放入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的鋼彈中，鈷鹽和吲哚的摩爾比為1:4，加入二甲基甲酰胺，加熱反應后，冷卻至室溫，用甲醇過濾沖洗，即得紫色針狀的酞菁鈷晶體，分子式為C32H16CoN8。依據(jù)本發(fā)明方法可直接合成得到酞菁類化合物單晶，滿足酞菁類化合物分子結(jié)構(gòu)的表征、參數(shù)測量及制備各種光電器件的要求，此方法大大縮短了單晶生長時間，用8小時就可以生長出10.5mm的單晶，同時成功率100%，設備簡單，成本低。
文檔編號C07D487/22GK102070642SQ201110024928
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者夏道成 申請人:運城學院