新型的有机共晶HPNPS-1及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种新型的有机共晶HPNPS‑1，其结构式为[(CH3HL)

New Organic Eutectic HPNPS-1 and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
新型的有机共晶HPNPS-1及其制备方法
本专利技术涉及一种利用水热合成法即能通过一步法快速合成一种同时脱磺基，多次硝化和酯化的有机共晶，尤其涉及一种新型的有机共晶HPNPS-1及其制备方法。
技术介绍
芳香族化合物的硝化反应是一个十分有用的取代反应，例如：苯甲醛是硝化产物间硝基苯甲醛是生产强心急救药阿拉明的重要原料。许多硝基化合物是炸药。硝化是向有机化合物分子中引入硝基(－NO2)的过程，硝基就是硝酸失去一个羟基形成的一价的基团。芳香族化合物硝化的反应机理为：硝酸的－OH基被质子化，接着被脱水剂脱去一分子的水形成硝酰正离子(nitroniumion，NO2+)中间体，最后和苯环行亲电芳香取代反应，并脱去一分子的氢离子。在此种的硝化反应中芳香环的电子密度会决定硝化的反应速率，当芳香环的电子密度越高，反应速率就越快。由于硝基本身为一个亲电体，所以当进行一次硝化之后往往会因为芳香环电子密度下降而抑制第二次以后的硝化反应。必须要在更剧烈的反应条件(例如：高温)或是更强的硝化剂下进行。即多次硝化往往需要通过多步反应才能实现，并且需要相对高的温度或强硝化剂条件下，反应才能进行。因此一个反应既要实现脱磺基，又要多位点硝化以及酯化，往往需要多步，并且实验工艺和条件要求苛刻，成本高。然而，现有技术中并没有简易的有机合成方法以实现一步法脱磺基，多位点硝化，酯化。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新型的有机共晶HPNPS-1及其制备方法，可以有效解决上述问题。本专利技术是这样实现的：本专利技术提供一种新型的有机共晶HPNPS-1，其结构式为[(CH3HL)+(HPNPS)-]其中(CH3H2L)+的结构式为HPNPS-的结构式为所述有机共晶HPNPS-1属于三斜晶系，空间群为P-1，晶胞参数α＝69.803°，β＝69.854°，γ＝84.981°；V＝1164.383；Z＝2。本专利技术进一步提供一种上述的有机共晶HPNPS-1的制备方法，包括以下步骤：S1，将H4LCl2、CoCl2·6H2O，HPTS加入到甲醇，水，硝酸的混合溶液中；S2，然后将混合物放置于80℃烘箱中静置反应，得到暗红色片状晶体，最后将红色片状晶体用甲醇冲洗数次、过滤分离并在干燥。本专利技术的有益效果是：本专利技术主要通过选用水，硝酸，甲醇的混溶剂即可以使反应物原料在80℃烘箱实现一步法脱磺基，多位点硝化和酯化。有效解决目前同时实现脱磺酸，多位点硝化，酯化过程，反应过程复杂，条件苛刻，成本高等问题。基于上述原理，本专利技术合成了一种有机共晶材料，制备工艺简单，成本低，具有相对高的产率。这对于减少硝化，酯化，脱磺基过程的反应步骤，以及减少这个反应过程的成本，以及温和使这三个反应同时进行的有机合成过程具有极大的借鉴意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术中的有机共晶材料HPNPS-1的制备方法流程示意图。图2为本实施例制备的有机共晶材料HPNPS-1XRD图谱。图3为有机共晶材料HPNPS-1的TG曲线图。图4为有机共晶材料HPNPS-1的红外图谱。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。实施例：请参照图1，将5-甲基间苯二甲酸(18g，0.1mol)加入甲醇(400ml)中，而后，逐滴加入硫酸(8mL)。在80℃油浴锅回流12h，冷却至室温。用饱和的NaHCO3调节溶液的pH在7-8之间。得到的白色固体5-甲基间苯二甲酸二甲酯进行过滤分离，干燥。在CCl4(100mL)中加入5-甲基间苯二甲酸二甲酯(7.904，38mmol，)和NBS(7.63g，43.1mmol，)以及少量AIBN晶体，在80℃下回流12h。回流45分钟后，溶液颜色由黄色迅速变为白色，冷却至室温。过滤分离固液体，固体留用，滤液旋蒸至干。将得到的黄白色粗品用乙酸乙酯溶解，加入正己烷重结晶。放入冰箱降温重结晶，过滤后得到了5.80g的白色晶体5-(溴甲基)间苯二甲酸二甲酯。将4，4'-联吡啶(1.00g，6.40mmol)和5-(溴甲基)间苯二甲酸二甲酯(3.67g，12.8mmol)在乙腈(15mL)溶液中回流1天。冷却后，滤出收集形成的黄色固体，用乙腈洗涤，然后真空干燥，得到[Me4L]Br2，为浅黄色粉末。将[Me4L]Br2(1.00g，1.37mmol)在浓HCl(30mL)溶液中加热回流回流2天。将溶液缓慢冷却至室温并置于2℃冰箱中12小时。将沉淀的白色粉末进行过滤，用水和丙酮洗涤，最后在真空下干燥，得到H4LCl2，产率80％。将5mmol的H4LCl2，2mmol的HPTS和3mmol的CoCl2·6H2O溶于2ML甲醇，2ML硝酸，3滴HNO3的混合溶剂，置于25mL的菌种瓶中，密封后放入80℃烘箱中反应3h，取出后用甲醇反复清洗，光学显微镜显示为块状的红色晶体，即为制备的有机共晶HPNPS-1，产率约为28％。本专利技术设计有机合成方法，可以通过一步法快速实现同时脱磺酸，多位点硝化，酯化，从而合成一例新型的有机共晶材料。表征：通过上述方法获得的晶体，其结构式为：[(CH3HL)+(HPNPS)-]，属于三斜晶系，空间群为于三斜晶系，间群为P-1，晶胞参数α＝69.803°，β＝69.854°，γ＝84.981°；V＝1164.383；Z＝2。请参照图2，图2为本实施例制备的有机共晶材料HPNPS-1XRD图谱；图中曲线2为实验合成的HPNPS-1XRD图谱；图中曲线1为由单晶结构数据通过Mercury软件模拟的该有机共晶的HPNPS-1XRD图谱，由图2可见，曲线1与曲线2基本吻合，说明合成的材料为纯相，没有杂质。请参照图3，图3为有机共晶材料HPNPS-1的TG曲线图。图中，曲线1为实验合成的HPNPS-1的TG曲线，由图3可见，TG曲线显示了第一次失重在30-95.44℃，主要归因于表面水分子的蒸发。接下来晶体结构基本保持稳定，直到278℃，化合物结构开始发生分解，所以该化合物还是相对稳定的，表明晶体具有良好的热稳定性能。请参照图4，图4为有机共晶材料HPNPS-1的红外图谱。从图4可以看出，HPNPS-1在约1240-1147cm-1处有峰，其对应于芘环上磺酸根的不对称吸收振动峰；在约1805-1039cm-1处的伸缩振动峰，其主要归于芘环上磺酸根的对称吸收振动峰。而出现在1558-1517cm-1范围的峰主要是由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型的有机共晶HPNPS‑1，其特征在于，其结构式为[(CH3HL)

【技术特征摘要】
1.一种新型的有机共晶HPNPS-1，其特征在于，其结构式为[(CH3HL)+(HPNPS)-]其中(CH3H2L)+的结构式为HPNPS-的结构式为所述有机共晶HPNPS-1属于三斜晶系，空间群为P-1，晶胞参数α＝69.803°，β＝69.854°，γ＝84.981°；V＝1164.383；Z＝2。2.一种如权利要求1所述的有机共晶HPNPS-1的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将N，N'-双(3，5-二羧基苄基)-4，4'-联吡啶二氯化物([H4L]Cl2)、CoCl2·6H2O，HPTS加入到甲醇，水，硝酸的混合溶液中；S2，然后将混合物放置于80℃烘箱中静置反应，得到暗红色片状晶体，最后将红色片状晶体用甲醇冲洗数次、过滤分离并在干燥。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述H4LCl2的制备方法包括：S11：将0.1mol的5-甲基间苯二甲酸加入400ml的甲醇中，逐滴加入8mL硫酸，在80℃油浴锅回流12h，冷却至室温，用饱和的NaHCO3调节溶液的pH在7-8之间，得到的白色固体5-甲基间苯二甲酸二甲酯进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张章静，陈施敏，项生昌，杨义锶，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35