一种有机小分子离子型晶体及其制备方法、作为光致变色材料的应用技术

本申请公开了一种含有[H2imb]

【技术实现步骤摘要】
一种有机小分子离子型晶体及其制备方法、作为光致变色材料的应用


[0001]本申请涉及一种有机小分子离子型晶体，属于单晶生长领域。

技术介绍

[0002]X射线在医学诊断和治疗、科学研究、工业探伤以及核研究等领域都有着广泛的应用。然而，由于超高光子能量与超短波长的特性，无论是在自然环境还是工业产生中，在达到一定的照射剂量后，X射线都会对人体组织造成放射损伤，因此在使用过程中对X射线的防护和监测十分重要。倘若利用光致变色材料，在X射线辐射初期通过颜色变化来表征剂量，可以有效、直观地避免X射线泄露的危险。
[0003]有机体系的光致变色材料的原理主要为在外界的能量刺激下，其分子结构发生某种改变，可以表现为价键异构、顺反异构、键断裂、聚合作用、氧化
‑
还原、周环反应等。而电子转移型光致变色有机小分子材料，其结构骨架清晰，通过光照能够促使有机部分发生电子转移，产生自由基离子，具有良好的可逆性和耐疲劳性能。并且通过合成调控结构，可以调节其感光变色特性，是一类理想的用于X射线检测的光致变色材料。然而，选取合适寿命的光致变色材料是将其应用的重要前提。

技术实现思路

[0004]根据本申请的一个方面，提供了一种有机小分子离子型晶体。
[0005]一种有机小分子离子型晶体，所述有机小分子离子型晶体中，包括阳离子基团和阴离子基团；
[0006]所述阳离子基团为[H2imb]2+
基团；
[0007]所述[H2imb]2+
基团是质子化的2，3
‑r/>二甲基
‑
2，3
‑
二咪唑啉
‑2‑
基丁烷。
[0008]可选地，所述有机小分子离子型晶体中，阴离子基团选自Cl
‑
、(NO3)
‑
中的至少一种。
[0009]可选地，当阴离子基团为Cl
‑
时，有机小分子离子型晶体中还含有结晶水。
[0010]可选地，当阴离子基团为Cl
‑
时，所述有机小分子离子型晶体属于正交晶系，Pbca空间群；
[0011]本申请的专利技术人发现，[H2imb](NO3)2结晶于Cmca空间群，[H2imb]2+
在硝酸根阴离子的作用下，形成椅式构象，C1
‑
C2
‑
C3之间的夹角为107.721
°
。[H2imb]Cl2·
H2O结晶于Pbca空间群，[H2imb]2+
在氯离子与水分子的作用下，形成船式构象，C1
‑
C2
‑
C3之间的夹角为109.46
‑
111.97
°
。
[0012]优选地，所述有机小分子离子型晶体的晶胞参数为优选地，所述有机小分子离子型晶体的晶胞参数为α＝β＝γ＝90
°
,Z＝8；
[0013]进一步优选地，所述有机小分子离子型晶体的正离子部分中，两个咪唑环通过2，
3
‑
二甲基丁二基桥联，并且位于其的同一侧，形成船式构象，Cl
‑
位于空隙中。
[0014]可选地，当阴离子基团为(NO3)
‑
时，所述有机小分子离子型晶体属于正交晶系，Cmca空间群；
[0015]优选地，所述有机小分子离子型晶体的晶胞参数为优选地，所述有机小分子离子型晶体的晶胞参数为α＝β＝γ＝90
°
,Z＝16；
[0016]进一步优选地，所述有机小分子离子型晶体的正离子布恩中，两个咪唑环通过2，3
‑
二甲基丁二基桥联，并且位于其两侧，形成椅式构象，NO3‑
位于空隙中。
[0017]本申请的第二个方面，提供了上述两种有机小分子离子型晶体的方法。
[0018]上述的有机小分子离子型晶体的方法，包括以下步骤：
[0019]将包含偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐([H2azoimp]Cl2)、甲醇溶液的反应物，混合于反应容器中，反应，即得所述[H2imb]Cl2·
H2O；
[0020]所述偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐的分子式为C
12
H
24
Cl2N6，结构式可由式I表示：
[0021][0022]可选地，包括以下步骤：
[0023]将包含偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、硝酸钴、甲醇溶液的反应物，混合于反应容器中，反应，即得所述[H2imb](NO3)2；
[0024]优选地，所述六水合硝酸钴在反应物中的浓度为0.005g/mL、0.006g/mL、0.007g/mL、0.008g/mL、0.009g/mL、0.01g/mL中的任意值或任意二值构成范围中的值。
[0025]可选地，所述反应，反应的温度各自独立地为60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃中的任意值或任意二值构成范围中的值，反应的时间为12h、15h、18h、21h、24h、27h、30h、33h、36h中的任意值或任意二值构成范围中的值。
[0026]优选地，所述偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐甲醇溶液的浓度为0.005g/mL、0.006g/mL、0.007g/mL、0.008g/mL、0.009g/mL、0.01g/mL中的任意值或任意二值构成范围中的值。
[0027]本申请的第三个方面，提供了一种光致变色材料。
[0028]一种光致变色材料，所述光致变色材料包括上述的含[H2imb]2+
基团的有机小分子晶体和/或上所述方法获得的含[H2imb]2+
基团的有机小分子晶体。
[0029]本申请的第四个方面，提供了上述光致变色材料在X射线检测中的应用。
[0030]一种光致变色材料在X射线检测中的应用，所述光致变色材料为上述的光致变色材料。
[0031]本申请能产生的有益效果包括：
[0032]1)本申请所提供的有机小分子离子型晶体，具有X射线刺激响应性质，可用于对X射线的检测
[0033]2)本申请所提供的有机小分子离子型晶体，无毒无害，有利于后续应用；
[0034]3)本申请所提供的有机小分子离子型晶体合成方法，合成简便，仅一步反应即可得到产物，适用于工业化。
附图说明
[0035]图1为本申请实施例1、实施例2所得材料中的[H2imb]2+
基团的结构示意图；
[0036]图2为本申请实施例1所得材料的结构示意图；
[0037]图3为本申请实施例2所得材料的结构示意图；
[0038]图4为本申请实施例2所得材料的X射线光致变色效果图；
[0039]图5为本申请实施例1所得材料红外光谱分析图；
[0040]图6为本申请实施例2所得样品在进行X射线照射前后的红外光谱分析图；
[0041]图7为本申请实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机小分子离子型晶体，其特征在于，所述有机小分子离子型晶体中，包括阳离子基团和阴离子基团；所述阳离子基团为[H2imb]
2+
基团；所述[H2imb]
2+
基团是质子化的2，3
‑
二甲基
‑
2，3
‑
二咪唑啉
‑2‑
基丁烷。2.根据权利要求1所述的有机小分子离子型晶体，其特征在于，所述有机小分子离子型晶体中，阴离子基团选自Cl
‑
、(NO3)
‑
中的至少一种。3.根据权利要求2所述的有机小分子离子型晶体，其特征在于，当阴离子基团为Cl
‑
时，有机小分子离子型晶体中还含有结晶水。4.根据权利要求3所述的有机小分子离子型晶体，其特征在于，当阴离子基团为Cl
‑
时，所述有机小分子离子型晶体的正离子部分中，两个咪唑环通过2，3
‑
二甲基丁二基桥联，并且位于其的同一侧，形成船式构象，Cl
‑
位于空隙中；优选地，所述有机小分子离子型晶体属于正交晶系，Pbca空间群；进一步优选地，所述有机小分子离子型晶体的晶胞参数为α＝β＝γ＝90
°
,Z＝8。5.根据权利要求2所述的有机小分子离子型晶体，其特征在于，当阴离子基团为(NO3)
‑
时，所述有机小分子离子型晶体的正离子布恩中，两个咪唑环通过2，3
‑
二甲基丁二基桥联，并且位于其两侧，形成椅式构象，NO3‑
位于空隙中；优选地，所述有机小分子离...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓著，黄有桂，
申请(专利权)人：厦门稀土材料研究所，
类型：发明
国别省市：