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一种甲醇指示剂及其制备方法

阅读:740发布:2023-02-06

专利汇可以提供一种甲醇指示剂及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种甲醇指示剂及其制备方法。本发明的甲醇指示剂是一个由氰基桥联的Fe2Co2四核化合物,它的化学式是:[Co2Fe2(CN)6(Tp)2(4,4’-DCEB)4](ClO4)2,其中Tp为三吡唑 硼 酸盐,DCEB为2,2’-联吡啶-4,4’-二 甲酸 乙酯。本发明的甲醇指示剂通常状态下显示为红色,仅当 接触 甲醇 溶剂 后立即转变为绿色。其结合甲醇后显示为绿色的化合物经X-射线单晶衍射确定了结构,证实为氰基桥联的平面四方形Fe2Co2四核配位化合物,分子式为[Co2Fe2(CN)6(Tp)2(4,4’-DCEB)4](ClO4)2.2MeOH,其中MeOH为甲醇。本发明的甲醇指示剂表现出对甲醇分子具有高度选择性的响应,对其它各种醇溶剂以及其它各种非醇溶剂均不响应;具有合成简单,操作容易,反应快速, 颜色 变化指示清晰和可重复循环使用等优点。,下面是一种甲醇指示剂及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种 甲醇指 示剂,其特征 在于:它是 下述化 学式 的配位 化合 物:
[Co2Fe2(CN)6(Tp)2(4,4’-DCEB)4](ClO4)2,其中Tp 为 三吡唑酸盐,DCEB为 2,2’-联吡啶-4,4’-二甲酸乙酯。
2.按照权利要求1所述的甲醇指示剂,其特征在于:它的甲醇结合状态分子式为:
[Co2Fe2(CN)6(Tp)2(4,4’-DCEB)4](ClO4)2.2MeOH,其晶体结构为:系属单斜晶系,空间群为P21/n,晶胞参数为:a = 15.6722(11) Å,b = 17.9250(12) Å,c = 18.8010(13) Å,α = 90.00度,β = 107.0780(10)度,γ = 90.00度,主要键长(Å)为:Co(1)-N(2)
1.8758(19),Co(1)-N(1) 1.8839(19),Co(1)-N(13) 1.9254(19),Co(1)-N(12)
1.9310(19),Co(1)-N(11) 1.9339(18),Co(1)-N(10) 1.9356(19),Fe(1)-C(1) 1.851(2),Fe(1)-C(2) 1.852(2),Fe(1)-C(3) 1.907(3),Fe(1)-N(8) 1.9942(19),Fe(1)-N(6)
2.001(2),Fe(1)-N(4) 2.009(2)。
3.权利要求1所述的甲醇指示剂的制备方法,其特征在于它包括下述步骤:
1)、分别制备(NBu4)[(Tp)Fe(CN)3]和DCEB;
2)用无甲醇将Co(ClO4)2.6H2O和DCEB完全溶解,然后加入(NBu4)[(Tp)Fe(CN)3],所述的(NBu4)[(Tp)Fe(CN)3]、Co(ClO4)2.6H2O和DCEB的摩尔比为1:1:2,继续搅拌2小时;
3)过滤,除去挥发物,真空干燥后得到红色目标产物。
4.按照权利要求3所述的甲醇指示剂的制备方法,其特征在于,(NBu4)[(Tp)Fe(CN)3]的合成:称取FeCl2.2H2O 1.2 g和KTp 4 g, 加入甲醇30 ml,搅拌2 h后过滤,弃滤液后再加入甲醇30 ml,将1.36 g NaCN的水溶液加入其中,60 ℃搅拌过夜,除去溶剂,固体溶于热水,趁热过滤,待滤液冷却后加入NBu4Br 7 g,分次加入30wt% H2O2 20 ml,搅拌10 h后,产生橙红色固体,收集固体,乙醚洗涤后晾干,在甲醇溶液中混合或者扩散乙醚重结晶得到橙红色晶体。
5.按照权利要求3所述的甲醇指示剂的制备方法,其特征在于,DCEB的合成:称取4 g
2,2’-联吡啶-4,4’-二甲酸于30 ml乙醇中,再滴入4 ml浓硫酸,搅拌,加热回流120 h,除去乙醇,剩余物中加入5 ml水,酸钠中和后产生白色固体,收集固体,水洗后真空干燥得白色粉末DCEB。

说明书全文

一种甲醇指示剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种甲醇指示剂分子及其制备方法。

背景技术

[0002] 用高浓度甲醇的假冒工业酒精兑制白酒,造成中毒事件,使成千上万人中毒,数百人死亡,这是人们所熟知和害怕的甲醇急性中毒事故。更有甚者,一些企业为了谋取更大利润,用甲醇来假冒酒精(乙醇)掺入汽油中。原因是甲醇的价格约为酒精的一半,这就是假冒工业酒精泛滥成灾的根源。而甲醇的外观、气味、口感、密度、燃烧状况和酒精非常近似,很难用感官等简易方法区分它们。而对于如何简单、有效、方便和快速检测甲醇,国内外的报道寥寥无几。目前常用的几种甲醇检测方法要么价格昂贵,要么费时费,都不能很好地满足日常生活中廉价、方便、快速的需求。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种新的甲醇指示剂及其制备方法。本发明可以有效地克服现有技术缺陷,本发明的化合物是一个由氰基桥联的平面四方Fe2Co2四核配位化合物。
[0004] 本发明的甲醇指示剂配合物的化学式为[Co2Fe2(CN)6(Tp)2(4,4’-DCEB)4](ClO4)2,其中Tp 为 三吡唑酸盐,DCEB 为 2,2’-联吡啶-4,4’-二甲酸乙酯。
[0005] 本发明的甲醇指示剂配合物,其特征在于:它的甲醇结合状态分子式为:[Co2Fe2(CN)6(Tp)2(4,4’-DCEB)4](ClO4)2.2MeOH,晶体结构如图1所示,其晶体结构为:系属单斜晶系,空间群为P21/n,晶胞参数为:a = 15.6722(11) Å,b = 17.9250(12) Å,c =
18.8010(13) Å,α = 90.00度,β = 107.0780(10)度,γ = 90.00度;该化合物由两个Fe和两个Co经氰基桥联形成平面四方形的四核化合物,主要键长(Å)为:Co(1)-N(2)
1.8758(19),Co(1)-N(1) 1.8839(19),Co(1)-N(13) 1.9254(19),Co(1)-N(12)
1.9310(19),Co(1)-N(11) 1.9339(18),Co(1)-N(10) 1.9356(19),Fe(1)-C(1) 1.851(2),Fe(1)-C(2) 1.852(2),Fe(1)-C(3) 1.907(3),Fe(1)-N(8) 1.9942(19),Fe(1)-N(6)
2.001(2),Fe(1)-N(4) 2.009(2)。
[0006] 本发明的甲醇指示剂的制备方法包括下述步骤:1)用通用的制备方法分别制备(NBu4)[(Tp)Fe(CN)3]和DCEB;
2)用无甲醇将Co(ClO4)2.6H2O和DCEB混合,搅拌2小时至完全溶解,加入(NBu4)[(Tp)Fe(CN)3],继续搅拌2小时;其中(NBu4)[(Tp)Fe(CN)3]、Co(ClO4)2.6H2O和DCEB的摩尔比为1:1:2。
[0007] 3)、过滤,真空干燥得红色的目标产物:[Co2Fe2(CN)6(Tp)2(4,4’-DCEB)4](ClO4)2。
[0008] 滤液若在室温下静置数天有绿色晶体析出,为目标产物的甲醇结合物。
[0009] 在中华人民共和国国家标准GB/T 394.2—1994酒精通用试剂方法中,列有3种甲醇检验方法:第一方法气相色谱法,第二方法变色酸比色法,第三方法品红-亚硫酸比色法。气相色谱法简便快速,但所用仪器价格较贵,一般的化验室买不起。比色法要配制一系列试剂,操作步骤较多、费时,使其应用受到限制。本发明有效地克服现有技术的缺陷,能够实现快速检测甲醇,且操作容易,合成简单,因而具有广泛应用的可能。而且此化合物可以循环使用,具有高效环保的特点,因此本发明的甲醇指示剂可以广泛应用于实践检验中。附图说明
[0010] 图1.本发明的甲醇指示剂的甲醇结合物[Co2Fe2(CN)6(Tp)2(4,4’-DCEB)4](ClO4)2.2MeOH的晶体结构图(为清楚显示起见,忽略了氢原子、阴离子和溶剂分子)。
[0011] 图2、本发明合成得到的甲醇指示剂产物照片。
[0012] 图3、本发明合成得到的甲醇指示剂中滴加甲醇后的甲醇加合物照片。
[0013] 图4、本发明合成得到的甲醇指示剂中滴加的甲醇挥发后的甲醇指示剂照片。

具体实施方式

[0014] 实施例1 (NBu4)[(Tp)Fe(CN)3]的合成:称取FeCl2.2H2O 1.2 g和KTp 4 g, 加入甲醇30 ml,搅拌2 h后过滤,弃滤液后再加入甲醇30 ml,将1.36 g NaCN的水溶液加入其中,60 ℃搅拌过夜。除去溶剂,固体溶于热水(70~80℃),趁热过滤,待滤液冷却后加入NBu4Br (四丁基溴化铵)7 g,分次加入30% H2O2 20 ml,搅拌10 h后,产生橙红色固体,收集固体,乙醚洗涤后晾干,在甲醇溶液中混合或者扩散乙醚重结晶得到橙红色晶体。
[0015] 实施例2 DCEB的合成称取4 g 2,2’-联吡啶-4,4’-二甲酸于30 ml乙醇中,再滴入4 ml浓硫酸,搅拌,加热回流120 h。除去乙醇,剩余物中加入5 ml水,酸钠中和后产生白色固体,收集固体,水洗后真空干燥得白色粉末。产率:68%。
[0016] 实施例3甲醇指示剂配合物的合成和表征(1)合成:在烧杯中加入Co(ClO4)2.6H2O 46 mg和上述合成的DCEB 75 mg,再加入20 ml无水甲醇,搅拌至完全溶解,加入(NBu4)[(Tp)Fe(CN)3] 70 mg,继续搅拌2 h后,过滤,旋转蒸发除去挥发性溶剂后的红色粉末即为目标化合物。另外,若将滤液静置一周后可得绿色晶体,产率60% (171 mg),即为目标产物的甲醇加合物。
[0017] (2) 甲醇指示剂配合物甲醇加合物的晶体结构测定选择一粒大小约为0.08×0.12×0.35 mm的绿色晶体,在Bruker APEX-II CCD X-射线衍射仪上使用经过石墨单色化的Mo Kα射线(λ = 0.71703 Å)为光源,测定温度为100(2) K,从37720个衍射点经过最小二乘法修正得到晶胞参数,从差值Fourier 电子密度图利用SHELXL-97直接法解得晶体结构。所有的H原子由差值Fourier 合成并经理想位置计算确定。最终的一致性因子为R1 = 0.0336, wR2 = 0.0955(I > 2σ(I));R1 = 0.0435, wR2 = -3
0.1042(所有数据)。最终的差值Fourier电子密度图中最大峰值为1.05 eÅ 。详细的晶体测定数据见表1。
[0018] 表1 配合物[Co2Fe2(CN)6(Tp)2(4,4’-DCEB)4](ClO4)2.2MeOH的晶体学数据
[0019]
[0020] (3) 甲醇指示剂配合物的性质及应用在干燥好的目标配合物样品上分别滴入各种不同的有机溶剂(甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、乙腈、丙、二氯甲烷、三氯甲烷、硝基甲烷等),除了滴入甲醇的红色粉末立刻变为绿色,其余溶剂在测试时间内均无任何变化;且遇到甲醇变绿的粉末待溶剂挥发后又恢复为红色,此过程可重复(见图2、3、4)。另外对可能的干扰溶液(如:稀酸、稀水、金属离子等)测试也显示该化合物具有优良的抗干扰能力。结果显示此化合物只对甲醇分子有特异专一的指示能力。
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