[发明专利]一种双氮氧自由基及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种双氮氧自由基的结构如下，其特征在于该自由基为双自旋有机化合物，其化学名称：2, 6-二-(4,4,5,5-四甲基咪唑啉-3-氧化-1-氧基自由基)-1-氮氧化吡啶]

                                                 

。

2.权利要求1所述2, 6-二-(4,4,5,5-四甲基咪唑啉-3-氧化-1-氧基自由基)-1-氮氧化吡啶的制备方法，其特征在于按如下的步骤进行：

（1）2, 6-二亚甲基羟基氮氧化吡啶的合成：将一定量吡啶二甲醇溶于冰乙酸中，调节温度至40℃之后，在1 h之内加入稍过量的多硼酸钠，反应12个小时之后，水泵减压蒸馏，除去多余的冰乙酸，并用饱和的碳酸钠溶液中和至pH=7，氯仿萃取，得产物2, 6-二亚甲基羟基氮氧化吡啶；

（2）活性MnO₂的合成：将KMnO₄溶于水中，然后油浴90℃条件下，同时滴加硫酸锰水溶液和 40%的氢氧化钠水溶液，滴完之后，反应1 h，抽滤，用水洗，直至滤液澄清为止；

得到的棕色固体在110 ℃下烘干60 h，然后利用共沸分水方法回流2 h，除去少量的水，过滤，得到棕黑色的活性MnO₂；

（3）2, 6-二甲酰基氮氧化吡啶的合成步骤：在干燥氯仿中加入2, 6-二亚甲基羟基氮氧化吡啶和活性二氧化锰，在65℃反应6个小时，反应液降至室温后，过滤，用氯仿洗3-5次，收集滤液，减压下浓缩，采用柱色谱对粗产品纯化，用石油醚：乙酸乙酯 = 6:1作为淋洗液过柱分离，得到2, 6-二甲酰基氮氧化吡啶；

（4）2, 6-二-(1,3-二羟基-4,4,5,5-四甲基四氢咪唑)氮氧化吡啶的合成方法：以无水甲醇溶剂，将2, 3-二甲基-2, 3-二羟基丁烷与2, 6-二甲酰基氮氧化吡啶混合后，室温反应2天，抽滤，用少量无水甲醇洗涤，得到2, 6-二-(1, 3-二羟基-4,4,5,5-四甲基四氢咪唑)氮氧化吡啶；

（5）2, 6-二-(4,4,5,5-四甲基咪唑啉-3-氧化-1-氧基自由基)氮氧化吡啶（NITPyOmbis）的合成：取上述2, 6-二-(1,3-二羟基-4,4,5,5-四甲基四氢咪唑)氮氧化吡啶溶于氯仿，在冰盐浴条件下，缓慢加入高碘酸钠水溶液，搅拌二十分钟后，分液，收集有机相，水洗一次，干燥，过滤，减压下旋蒸，得到深蓝色固体。

3.权利要求2所述的的制备方法，其中步骤（1）中2，6-吡啶二甲醇与多硼酸钠的摩尔比是1:1~1.3, 所述2，6-吡啶二甲醇的浓度为1 摩尔/升；萃取液分别为氯仿、乙酸乙酯；萃取液的用量为90~120 毫升；步骤（2）中硫酸锰水溶液指的是：42.25 g硫酸锰溶于75 mL水中。

4.权利要求2所述的的制备方法，其中步骤（3）中2，6-二亚甲基羟基氮氧化吡啶与活性二氧化锰的摩尔比是1:15-30, 所述2，6-二亚甲基羟基氮氧化吡啶的浓度为0.072 摩尔/升。

5.权利要求2所述的的制备方法，其中步骤（4）中, 2, 3-二甲基-2, 3-二羟基丁烷与二甲酰基氮氧化吡啶的摩尔比是2~3:1。

6.权利要求2所述的的制备方法，其中步骤（5）中2, 6-二-(1,3-二羟基-4,4,5,5-四甲基四氢咪唑)氮氧化吡啶与高碘酸钠的摩尔比为1:1.9~2.1；高碘酸钠的摩尔浓度为0.2摩尔/升。

7.权利要求1所述双氮氧自由基在作为磁性材料用于制备计算机存储设备方面的有一定的应用前景。