[发明专利]一种酞菁锌的制备方法

说明书

本发明提供了一种酞菁锌的制备方法，依次包含以下步骤：先将邻苯二腈溶于溶剂中，装入原料储罐1中待用，再将锌盐放入玛瑙碾钵，碾细，取一定量的锌盐溶于溶剂，装入原料储罐2中，开启温控和压力系统，设置反应温度和压力，开启微波系统，根据邻苯二腈与二水醋酸锌的摩尔比，计算投料的体积流量，设置液体计量泵1和液体计量泵2的流量，同时开启连接液体流量泵1和液体流量泵2，分别将储罐1和储罐2的溶液于Y型混合接头处混合后，进入微通道反应器。经过一段时间的停留反应，料液收集于收集罐中，将收集罐中的料液泵入结晶罐中，液降低至室温后，加入1:1体积的水，打浆，有大量固体析出。再将料液用冰盐浴降温至‑5～0℃，搅拌析晶5小时。减压抽滤，滤饼用水淋洗，烘干得产物酞菁锌。

(一)技术领域

本发明属于有机和金属配位化合物合成领域，具体涉及一种酞菁锌的制备方法。

(二)背景技术

酞菁是一类含氮大环化合物。酞菁环是一个包含18个π电子的大环共轭体系，具有十分均匀的电子密度，这使得其分子中的4个苯环难以变形，所有C—N键的长度近似相等，所以酞菁具有非常好的稳定性，它耐热、耐光、耐水，且耐酸、碱及多种有机溶剂的侵蚀；并且酞菁环内有空穴，空穴半径为0.135nm，可容纳钴、铁、铜、镍和锌等许多金属和过渡金属元素，形成酞菁金属化合物。钛菁金属化合物的结构式见(1)，酞菁金属化合物具有非常广泛的用途，特别是在新材料、新催化剂方面。它不仅具有独特的光、声、电、磁性能，而且对某些反应还是性能优异的催化剂。

目前，单核酞菁金属的合成研究报道较多，主要有以下几种方法：

夏雪伟等(高校化学工程学报,2007,21(1):131-134.)报道了酞菁钴(Ⅱ)的制备方法：以α-氯代萘为溶剂，将苯酐、尿素研细混匀，反应一段时间后加入一定量的氯化钴粉末、无水硫酸钠、氯化铵和钼酸铵后继续进行反应，反应结束后经处理可得到粗产物。用盐酸的氯化钠饱和溶液、乙醇、丙酮和氯仿处理粗产物，得到较纯净的产物，收率可达94％。采用该方法可以较高收率得到较为纯净的酞菁钴，但操作较为繁琐。

目前常用的合成酞菁铁(Ⅱ)的方法为：将氢氧化亚铁加入到三氯苯(含10％喹啉)中，加热，加人邻苯二腈，在217℃下反应。反应后经过滤等提纯过程可得到酞菁铁(Ⅱ)，收率为73％。若在反应中加入少量钼酸铵，收率可达89％。酞菁铁与氯化亚砜反应可得到二氯代酞菁铁。

王灶生等(上海环境科学,2001,20(10):480-481.)报道了一种较为简易的酞菁铁合成方法：将一定量的氯化铁和邻苯二腈混合后在 200～210℃下加热回流，在固相变为深绿色液相时停止加热，冷却至室温，提纯反应物，可得到较为纯净的酞菁铁。之后，李吉青等(济南大学学报,2009,23(2):159-161.)在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中进行氯化铁和邻苯二腈的反应，合成出了酞菁铁，避免了其他有机溶剂为液相时的有毒、易挥发等缺点，而且离子液体可重复使用，活性不降低。

酞菁镍的合成原理和合成路线与酞菁钴、酞菁铁相同。詹红兵等 (硅酸盐学报,2002,30(4):496-499.)采用原位化学合成的新方法，以邻苯二甲腈为原料，在SiO2干凝胶基质中经过一定温度下的热处理制备了酞菁镍。通过表征发现，所合成的产品中仅有酞菁镍单体存在，说明利用该方法可合成出性能优良的无机基掺杂的酞菁金属化合物。

Uchida等(ARKIVOC,2005,11:17-23.)报道了一种在温和条件下合成酞菁铜的方法：以酞酰胺或邻苯二甲酸酐为原料，在六甲基二硅胺烷的存在下进行加热，然后加人三氟甲磺酸铜和二甲基甲酰胺，可在较低温度下得到收率71％的酞菁铜(Ⅱ)。之后，Li等(Inorg.Chem., 2008,47(4):1255-1257.)通过水合法合成了酞菁铜，该法既避免了使用有机溶剂对环境的污染问题，又开发了一种合成纳米结构的单晶酞菁铜的新思路，这对于其他纳米结构有机物的低污染合成具有重要的借鉴意义。