制备S4N4的金属卤化物加合物的方法以及将物体上的印痕可视化的方法和设备技术

本发明专利技术提供了一种制备用于将物体上的印痕(特别是金属物体上的指纹)可视化的S4N4的金属卤化物加合物(特别是S4N4的特定铜加合物)的方法。本发明专利技术还提供了使用由S4N4的金属卤化物加合物获得的S2N2将物体上的印痕可视化的方法和设备。

Method and equipment for preparing metal halide adduct of s4n4 and visualizing the mark on the object

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备S4N4的金属卤化物加合物的方法以及将物体上的印痕可视化的方法和设备本专利技术涉及一种制备用于将物体上的印痕(特别是指纹，如潜在的指纹)可视化的四氮化四硫(S4N4)的金属卤化物加合物的方法，以及用于将物体上的印痕可视化的相关方法。本专利技术还涉及一种用于实施将物体上的印痕可视化的方法的设备。使用印痕来解决犯罪问题仍然非常重要。自十九世纪后期以来，世界各地的警察机构一直使用指纹识别方法来识别疑犯。传统指纹识别技术的基础是基于以下观察结果：手和足的掌面上的皮肤形成纹路，所谓的乳突纹，其图案对于各个个体是独特的并且不随时间改变。指纹有三种不同类型：可见型、压印型和潜在型。可见型印痕也称为明显印痕，留在使其肉眼可见的某种介质(如血液或墨水)中。例如，当手指上的血液、污垢、墨水或油脂与物体的光滑表面接触并留下可见而没有显影的摩擦纹压痕时，其可以出现。压印型印痕也称为塑性印痕，是在柔软的柔韧材料(例如粘土、蜡和涂料)中留下的压痕，其将留下压印。其是可见的，通常可以在不用显影的情况下看到或拍摄到。潜在型印痕肉眼不可见。其由来自身体上皮脂腺的汗液或汗液中含有的水、盐、氨基酸和油脂形成。汗液和流体产生必须显影然后才能被看到或拍摄到的印痕。调查人员通常需要指纹的便携式永久性副本。照片通常可以满足这种需要。在三种类型的指纹中，可以直接拍摄可见型指纹，并且通常可以在特殊照明条件下拍摄压印型指纹，但是难以拍摄不可见的潜在型指纹。首先必须使其可视化。使潜在型指纹可视化从而可以拍摄此种印痕的方式可能是复杂的并且可能取决于例如其上留有印痕的物体的类型。通常需要使用“显影剂”(通常是粉末或化学试剂)在纹路图案和已经沉积有指纹的物体之间产生高度的视觉对比度。显影剂的有效性通常取决于有机材料或无机盐的存在，尽管沉积的水也可能起关键作用。指纹通常由手指和手掌的外分泌腺的水性分泌物和来自皮脂腺(主要来自前额)的其他材料形成。后一种污染源于触摸面部和头发的常见人类行为。使用显影剂的技术的实例包括使用茚三酮或二氮杂芴酮、真空金属沉积和氰基丙烯酸乙酯聚合的技术。其他方法，如应用细粉末，在新鲜指纹的情况下通过粘附到皮脂沉积物和可能的水性沉积物上而起作用。成像剂的选择主要取决于物体组成和所经历的环境事件，例如润湿、热和摩擦。如上述那些等化学处理方法通常依赖于一种或多种指纹成分与工作化学品的反应。例如，茚三酮需要胺的存在以产生可见的印痕，而二氮杂芴-9-酮与指纹中存在的氨基酸反应形成荧光衍生物。因此，指纹沉积物本身的物理除去使得许多(如果并非全部)传统技术不合适。这种情况的实例是当故意除去印痕来避免检测时(其中印痕已通过碰撞/爆炸的作用而被除去，或者包含印痕的物体已经浸没在诸如水等液体中)。已经观察到小分子二氮化二硫S2N2是用于潜在型指纹的合适显影剂(Kelly等，2008.Fingerprintandinkjet-traceimagingusingdisulfurdinitride.Chem.Commun.6111-6113)。传统的S2N2生成已经由纯化的S4N4通过银丝的热解实现。尽管纯化的S4N4先前已显示是一种有效的用于产生高纯度S2N2以进行指纹可视化的前体分子，但S4N4是摩擦敏感的，如果处理不当会带来爆炸的风险。本专利技术解决了生成S2N2的一个或多个限制，特别是提供了一种安全得多的生成S2N2以将物体上的印痕可视化的手段。因此，在本专利技术的第一方面，提供了一种制备S4N4的金属卤化物加合物的方法，其包括以下步骤：a)使S2Cl2与气态氨在无水溶剂中反应，制得粗S4N4；b)不经纯化，将粗S4N4加入到金属卤化物的醇溶液中并搅拌直至没有S4N4残留；c)通过除去醇得到S4N4的金属卤化物加合物。用于本专利技术目的的术语“不经纯化”具体应理解为意指不存在本领域技术人员已知的用于改善粗S4N4纯度的其他化学和/或物理方法，例如通过重结晶。用于本专利技术的目的的术语“除去醇”应理解为是指本技术人员已知的任何合适的技术，例如通过过滤除去。本申请人已经确定，在使指纹可视化的方法中S4N4的金属卤化物加合物可以替代S4N4，并且这种加合物在这种方法中比S4N4安全得多，因为此种产品不是摩擦敏感的，因此任何爆炸风险都得到减轻。此外，本申请人设计了一种产生这种加合物的方法，该方法不需要在该方法的后续步骤之前纯化S4N4(在该方法的第一步中产生的)，因此在制备加合物的方法中也减轻了爆炸的风险。申请人意外地且预料不到地发现，在该方法中使用粗S4N4(不经纯化)不会干扰该方法的后续步骤，并且确实产生了在指纹识别方法中与纯化S4N4和银丝配合使用表现一样好的产品(金属卤化物加合物)。因此，在加入金属卤化物的醇溶液之前，可以使用在该方法的第一步中获得的粗S4N4而无需进一步纯化。本专利技术第一方面的改进方法提供了一种简单的制造方法，其由粗S4N4提供了以重量计约1:1的金属卤化物加合物的产率，其中，金属卤化物加合物可用于下游方法以产生能够在指纹可视化方法中获得高质量指纹的S2N2。有利地，相对于S4N4，使用S4N4的金属卤化物加合物提供了较不敏感的前体材料，因此减轻了诸如爆炸等摩擦敏感性问题的风险。在指纹可视化方法中使用通过第一方面的方法制备的金属卤化物加合物能够产生高纯度S2N2，替代通过包括S4N4经银丝的热解的传统方法，从而将潜在型指纹显影。S4N4加合物的金属可选自元素周期表第3至12族(也称为过渡或d区元素)金属的加合物。优选地，金属选自第11族，例如，优选金属是铜。S4N4金属加合物包含卤素。合适的卤素包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I)。卤素的性质可取决于所用金属的性质，并且是本领域技术人员所明白的。优选的卤素是Br。金属卤化物加合物优选为CuBr·S4N4。因此，在本专利技术第一方面的一个实施方式中，提供了一种方法，其中，金属卤化物是CuBr2，S4N4的金属卤化物加合物是CuBr·S4N4。与S4N4相比，该特征提供了CuBr·S4N4具有更好的易用性和在摩擦敏感度方面提高的稳定性的优点。此外，CuBr·S4N4可以快速合成(即约45分钟)，或者，如果优选，可以用更长的时间合成(例如，至多3至4小时，或者持续更长的时间，例如过夜)，而对最终反应产物没有不利影响。此外，体相CuBr·S4N4材料能够在空气中储存，而在数月内观察不到明显的分解。作为另选，金属卤化物是CuCl，金属卤化物加合物是CuCl·S4N4。在本专利技术第一方面的一个实施方式中，提供了一种方法，其中，无水溶剂是四氯化碳或四氯乙烯。该特征提供了能够从S2Cl2生产粗S4N4的合适溶剂的优点，其中，存在的杂质不影响产生金属卤化物加合物的能力，并且确实从金属卤化物加合物产生S2N2，从而随后可以在指纹可视化方法中获得质量良好的指纹。在本专利技术第一方面的一个实施方式中，提供了一种方法，其中，醇是甲醇。该特征提供了用于溶解粗S4N4以获得S4N4的金属卤化物加合物的合适溶剂的优点，其中，存在的杂质不影响金属卤化物加合物产生S2N2的能力，从而随后可以在指纹可视化方法中获得质量良好的指纹。已经发现该方法的第一步中的反应是高度放热的。因此，优选在冷却的同时进行反应。通常，第一方法步骤在低于约1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备S4N4的金属卤化物加合物的方法，其包括以下步骤：a.使S2Cl2与气态氨在无水溶剂中反应，制得粗S4N4；b.不经纯化，将所述粗S4N4加入到金属卤化物的醇溶液中并搅拌直至没有S4N4残留；和c.通过除去醇得到所述S4N4的金属卤化物加合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.14 GB 1704052.81.一种制备S4N4的金属卤化物加合物的方法，其包括以下步骤：a.使S2Cl2与气态氨在无水溶剂中反应，制得粗S4N4；b.不经纯化，将所述粗S4N4加入到金属卤化物的醇溶液中并搅拌直至没有S4N4残留；和c.通过除去醇得到所述S4N4的金属卤化物加合物。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述金属卤化物是CuBr2，所述S4N4的金属卤化物加合物是CuBr·S4N4。3.如权利要求1至2所述的方法，其中，所述无水溶剂是四氯化碳或四氯乙烯。4.如权利要求1至3所述的方法，其中，所述醇是甲醇。5.如权利要求1至4所述的方法，其中，步骤(a)在低于约100℃的温度下进行。6.如权利要求1至5所述的方法，其中，步骤(b)在约40℃至约60℃的温度下进行。7.一种用于将物体上的印痕可视化的方法，其包括以下步骤：a.在设备内放置：i.潜在地包含至少一个印痕的物体；和ii.通过权利要求1至6所述的方法制备的S4N4的金属卤化物加合物；b.在真空下加热所述S4N4的金属卤化物加合物，产生S2N2蒸气；c.在所述物体处或附近冷却所述S2N2蒸气以促进相变为固体S2N2；和d.将所述固体S2N2加热回S2N2蒸气以促进S2N2蒸气与所述物体的相互作用从而使所述印痕可视化。8.如权利要求7所述的方法，其中，对于步骤b)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·P·金，P·F·凯丽，S·G·索恩加特，
申请(专利权)人：英国国防部，
类型：发明
国别省市：英国,GB