[发明专利]发蓝光的2－(2－羟基4－甲基苯基)苯并噻唑锌的制取方法

摘要

一种发蓝光的2－(2－羟基4－甲基苯基)苯并噻唑锌Zn(4－MeBTZ)₂的制备方法，以二水合醋酸锌、无水甲醇、邻氨基硫酚为原料，以三氯化磷为催化剂，以甲苯、无水甲醇为溶剂，以无水乙醇为洗涤剂，以三氯甲烷为重结晶溶剂，以五氧化二磷为干燥剂，以氩气为保护气体，先合成配体2－(2－羟基4－甲基苯基)苯并噻唑4－MeBTZ，再合成2－(2－羟基4－甲基苯基)苯并噻唑锌Zn(4－MeBTZ)₂，经合成反应、洗涤、真空抽滤、干燥、重结晶提纯、真空升华提纯，最终制得黄色粉末+黄色块状单晶体产物，产物纯度高，可达96％，产收率高，可达90％，蓝光色纯度好，可达0.7109，色坐标为X＝0.1624，Y＝0.2642，是十分理想的发蓝光的2－(2－羟基4－甲基苯基)苯并噻唑锌Zn(4－MeBTZ)₂的制备方法，其产物可在电子工业及发光技术领域广泛应用。

主权项

1、一种发蓝光的2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑锌Zn(4-MeBTZ)₂的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：4-甲基水杨酸、甲苯、邻氨基硫酚、三氯化磷、三氯甲烷、无水乙醇、无水甲醇、二水合醋酸锌、去离子水、五氧化二磷、氩气，其组合配比是：以克、毫升、厘米³为计量单位二水合醋酸锌：    Zn(CH₃COO)·2H₂O          0.973g±0.01g4-甲基水杨酸：    C₈H₈O₃                    7.6g±0.01g甲苯：            C₇H₉                      80ml±2ml邻氨基硫酚：      C₆H₇NS                    5.39ml±0.01ml三氯化磷：        PCL3                      4ml±0.01ml三氯甲烷：        CHCL₃                     60ml±2ml无水乙醇：        CH₃CH₂OH                  480ml±5ml无水甲醇：        CH₃OH                     100ml±5ml五氧化二磷：      P₂O₅                      200g±5g去离子水          H₂O                       1000ml±50ml氩气：            Ar                        200cm³±10cm³制取方法如下：1)、精选化学物质原料对制取使用的化学物质原料进行精选、并进行纯度控制：二水和醋酸锌：固态晶体    99.5％4-甲基水杨酸：固态晶体    99％甲苯：        液态        99％邻氨基硫酚：  液态        ＞95％三氯化磷：    液态        ≥95.5％三氯甲烷：    液态        ≥99.5％无水乙醇：    液态        ≥99.7％无水甲醇：    液态        ≥99.5％五氧化二磷：  固态        99.5％去离子水：    液态        99.999％氩气：    气态        99.9％2)、合成配体2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑4-MeBTZ(1)、混合溶液原料4-甲基水杨酸7.6g±0.01g；邻氨基硫酚5.39ml±0.01ml甲苯80ml±2ml三氯化磷4ml±0.1ml(2)、制备混合溶液设备四口烧瓶、电热套、搅拌器、水循环冷凝管；(3)、制备混合溶液①用去离子水200ml±10ml清洗四口烧瓶，并晾干；②将四口烧瓶置于电热套上；③将4-甲基水杨酸7.6g±0.01g、邻氨基硫酚5.39ml±0.1ml、甲苯80ml±2m置于四口烧瓶中；④四口烧瓶上由左至右插入：氩气管、滴液漏斗、搅拌器、水循环冷凝管；⑤开启电热套，使其升温至55℃±1℃，升温速度2.75℃/min；⑥开启氩气瓶、氩气阀、氩气管，氩气输入速度为0.5cm³/min，输入时间15min±2min；⑦开启水循环冷凝管，进行冷却；⑧加热、搅拌、混合、溶解，水循环冷凝冷却时间为30min±2min；⑨混合、溶解后成：4-甲基水杨酸+邻氨基硫酚+甲苯混合溶液；⑩待4-甲基水杨酸完全溶解后，停止加热，自然冷却至30℃±3℃；(4)、加入催化剂三氯化磷，进行化合反应①在滴液漏斗中加入催化剂三氯化磷4ml±0.1ml，然后进行滴加，滴入速度为0.067ml/min，滴入时间为60min±3min；②边滴加、边搅拌，使其充分溶解；③滴加完成后，成：4-甲基水杨酸+邻氨基硫酚+甲苯+三氯化磷四元混合溶液；④继续加热升温，加热温度由30℃±3℃升至80℃±1℃，升温速度1.25℃/min；⑤继续加热、搅拌，四元混合溶液呈粘稠状；⑥持续加热、搅拌150min±5min，四元混合溶液充分反应，呈澄清溶液；⑦在四元混合溶液反应过程中将进行化学反应，反应式如下：式中：SH：硫氢根NH₂：氨基OH：羟基CH₃：甲基O：氧S：硫N：氮HO：羟基4-MeBTZ：2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑⑧将澄清溶液置于透明的玻璃容器中，在洁净、自然环境中，冷却至20℃±3℃；⑨真空抽滤：将冷却后的澄清溶液，置于铺有三层中速定性滤纸的真空抽滤瓶的布氏漏斗中，开启抽滤泵，废液抽至滤瓶中，滤纸上留存产物滤饼，即：配体2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑4-MeBTZ；⑩无水乙醇洗涤将配体2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑4-MeBTZ置于烧杯中，加入无水乙醇60ml±2ml，用磁力搅拌器进行搅拌、洗涤30min±2min，成混合液；真空抽滤将混合液置于铺有三层中速定性滤纸的布氏漏斗中，开启抽滤泵，进行抽滤，废液抽至滤瓶中，滤纸上留存产物滤饼；真空干燥将洗涤、真空抽滤后的滤饼置于真空干燥箱中，进行干燥处理，干燥温度为100℃±5℃，干燥时间为60min±5min；三氯甲烷重结晶提纯将10g±1g产物粉末2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑4-MeBTZ，置于三口烧瓶中，三口烧瓶置于电热套上，加入三氯甲烷60ml±3ml，用磁力搅拌器搅拌，使其充分溶解，成溶解液，开启电热套，使溶液沸腾，温度为61℃±2℃；关断电源，停止加热，溶液随瓶冷却至20℃±3℃，然后静置40min±5min，静置后溶液析出针状晶体物质；真空抽滤将静置后的溶液，置于铺有三层中速定性滤纸的布氏漏斗中，开启抽滤泵，进行真空抽滤，废液抽至滤瓶中，滤纸上留下产物滤饼，即：无色透明针状晶体2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑4-MeBTZ；二次干燥经重结晶提纯、真空抽滤后的针状晶体产物放入干燥皿中，然后置于真空干燥箱进行干燥，干燥温度为65℃±3℃，干燥时间为60min±2min，干燥后得产物：针状晶体2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑4-MeBTZ；干燥剂储存真空干燥后，取出干燥皿内产物，将针状晶体产物装在透明的玻璃瓶内，加入干燥剂五氧化二磷200g±5g储存，备用；3)、合成2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑锌Zn(4-MeBTZ)₂(1)、配制2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑+无水甲醇溶液①将2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑4-MeBTZ 4.8g±0.01g加入四口烧瓶中；②将无水甲醇60ml±1ml加入四口烧瓶中，四口烧瓶置于电热套上；③开启电热套，使其升温，边加热、边搅拌，加热温度60℃±3℃，加热时间45min±1min，使其充分溶解，成：2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑甲醇溶液；(2)、配制二水合醋酸锌+无水甲醇溶液①将二水合醋酸锌Zn(CH₃COO)·2H₂O 0.973g±0.01g置于烧杯中；②将无水甲醇CH₃OH 20ml±1ml置于烧杯中；③用磁力搅拌器进行搅拌，搅拌时间30min±2min，使其充分溶解；④制成二水合醋酸锌甲醇溶液；(3)、合成产物溶液①将盛有2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑甲醇溶液的四口烧瓶置于瓶架上；②在四口烧瓶口上，从左至右依次插入温度计、搅拌器、滴液漏斗、水循环冷凝管；③开启电热套，加热至温度为80℃±3℃，通过滴液漏斗缓慢滴加二水合醋酸锌甲醇溶液，滴入速度为0.67ml/min，滴入时间为30min±1min；④边滴加、边搅拌、边进行水循环冷凝；⑤在滴加、混合过程中，将进行化学反应，反应式如下：式中：Zn(CH₃COO)₂：醋酸锌CH₃COOH：醋酸Zn：锌原子CH₃：甲基H₃C：甲基Zn(4-MeBTZ)₂：2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑锌⑥滴加二水合醋酸锌甲醇溶液后，继续搅拌，并进行水循环冷却，温度80℃±3℃，时间200min±5min，使其充分反应，在反应溶液中生成黄色沉淀物；(4)、真空抽滤①将温度为80℃±3℃的热溶液，置于铺有三层中速定性滤纸的布氏漏斗中；②开启抽滤泵，进行真空抽滤，废液抽至滤瓶中，滤纸存留存产物滤饼，即：2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑锌Zn(4-MeBTZ)₂黄色粉末；(5)、沸腾状态下无水乙醇洗涤①将2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑锌Zn(4-MeBTZ)₂黄色粉末，置于烧杯中，加入无水乙醇60ml±2ml，成混合溶液；②将烧杯置于电热磁力搅拌器上并开启，使温度升至82℃±1℃，无水乙醇混合溶液沸腾；磁力搅拌器搅拌、洗涤，成：热混合溶液；(6)、二次真空抽滤①将沸腾的无水乙醇混合溶液，置于铺有三层中速定性滤纸的布氏漏斗中；②开启抽滤泵，进行真空抽滤，废液抽至滤瓶中，滤纸上留存产物滤饼，即：2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑锌Zn(4-MeBTZ)₂黄色粉末；(7)、真空干燥处理将2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑锌黄色粉末置于真空干燥箱中进行干燥，干燥温度为100℃±5℃，时间为45min±5min；(8)、二次沸腾状态下无水乙醇洗涤①将干燥后的2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑锌黄色粉末置于烧杯中，加入无水乙醇60ml±2ml②开启电热磁力搅拌器，温度升至82℃±1℃，无水乙醇沸腾，搅拌、洗涤；(9)三次真空抽滤①将无水乙醇沸腾溶液置于铺有三层中速定性滤纸的布氏漏斗中；②开启抽滤泵，进行真空抽滤，废液抽至滤瓶中，滤纸上留存2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑锌黄色粉末；(10)真空干燥处理将洗涤、抽滤后的黄色粉末置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中，干燥温度100℃±5℃，时间45min±5min，干燥后得：2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑锌Zn(4-MeBTZ)₂黄色粉末；(11)真空升华提纯①在管式高温炉内进行；②将2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑锌黄色粉末置于石英舟内，将石英舟置于石英管内，将石英管置于管式高温炉炉腔内；③将石英管的两端用密封塞密封；④用真空泵抽取石英管内真空，使石英管内处于真空状态，真空度为10^-3pa，抽真空时间为30min±5min；⑤开启管式高温炉，温度升至415℃±5℃，升温速度为20℃/min，恒温300min±10min；⑥关闭管式高温炉，停止加热，使其在真空状态下随炉冷却至20℃±3℃；⑦开启石英管，取出石英舟中产物，即：黄色粉末+黄色块状单晶体2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑锌Zn(4-MeBTZ)₂；4)、检测、化验、分析、表征、对比对制取的2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑锌Zn(4-MeBTZ)₂产物的形貌、色泽、纯度、结构、发光性能，发光强度，色纯度及色坐标进行分析、表征；用三色仪测试产物发光强度和色坐标，用单晶衍射仪测试产物分子结构，用扫描电镜测试产物形貌；5)、产物储存对制取的2-(2-羟基4-甲基苯基)苯并噻唑锌Zn(4-MeBTZ)₂黄色粉末及块状晶体置于棕色透明玻璃容器中，密闭避光储存，阴凉、干燥、洁净环境，要防水、防晒、防潮、防酸、碱侵蚀，储存温度20℃±3℃、相对湿度≤20％。