專利名稱：乙烯基烷基咪唑四硫氰合鈷(Ⅱ)類磁性離子液體及其合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)型磁功能材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種乙烯基烷基咪唑四硫氰合鈷(II )類磁性離子液體及其合成方法。
背景技術(shù)：
室溫離子液體是由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)/有機(jī)陰離子構(gòu)成的，在室溫或室溫附近呈液態(tài)的鹽類。因其具有結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性，越來(lái)越多的功能化離子液體被大量報(bào)道出來(lái)。其中，磁性離子液體是一種具有磁性的功能化離子液體，除了具有離子液體的溶解性好、液程寬、非揮發(fā)、良好的導(dǎo)電性、較寬的電化學(xué)窗口寬、熱穩(wěn)定性好、熱容量大等特 性外，對(duì)磁鐵和外界磁場(chǎng)也能產(chǎn)生一定的響應(yīng)，且金屬離子的存在使其具有了特殊的性能。按其是否含有金屬離子，可將其分為純有機(jī)磁性離子液體及金屬磁性離子液體，其中，純有機(jī)磁性離子液體的磁性主要來(lái)源于其中的自由基結(jié)構(gòu)；金屬磁性離子液體是指陰離子為金屬配合物的離子液體，磁性主要來(lái)源于陰離子所包含的金屬離子，如含鐵、鈷、鏑、銦及錳離子等。此外按磁性基團(tuán)數(shù)目的多少，又可將其分為單磁性功能離子液體和雙磁性功能離子液體。目前研究主要集中于單磁性功能離子液體，而雙磁性離子液體的研究較少。2004 年，Satoshi Hayashi 和 Hiro Hamaguchi 研究組發(fā)現(xiàn)了 I-甲基 _3_ 丁基咪唑四氯化鐵([bmim]FeCl4)具有順磁性,且磁化系數(shù)為40. 6X10_6emu .g—1,并首次提出了磁性離子液體的概念。2006年，Yoshida等通過(guò)改變咪唑陽(yáng)離子環(huán)上碳鏈的長(zhǎng)短及陰離子中鹵素的種類和數(shù)量，合成了不同結(jié)構(gòu)的鐵磁性離子液體[C2mim]FeCl4、[C6mim]FeCl4、[C8mim]FeCl4、[C2mim]FeBr4> [C6mim]FeBr4> [C8mim]FeBr4。2007 年，Yoshida 等第一次合成了含有有機(jī)自由基的純有機(jī)磁性離子液體[Cnmim] [TEMPO-OsO3]，但其磁性較弱。2008年，Bertmallick等合成了新型強(qiáng)磁性[C6mim] 5_x [Dy (SCN) 8_x (H2O) J離子液體,其對(duì)外界磁場(chǎng)有更強(qiáng)的響應(yīng)和很好的熒光性能。2009年，Min Li等合成了氨基酸類的手性磁性離子液體，并對(duì)其磁性和手性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。乙烯基烷基咪唑四硫氰合鈷(II )類((VCJM) 2 [Co (NCS) 4])磁性離子液體屬于首次報(bào)道，其合成方法也是本發(fā)明首次提及，其磁性可隨烯基咪唑陽(yáng)離子環(huán)上烷基鏈長(zhǎng)的變化而變化，具有可調(diào)控性。目前磁性離子液體存在結(jié)構(gòu)單一、磁性較弱、磁性可調(diào)性差等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種乙烯基烷基咪唑四硫氰合鈷(II )類磁性離子液體及其合成方法，通過(guò)改變乙烯基咪唑陽(yáng)離子上的烷基鏈長(zhǎng)短，實(shí)現(xiàn)該類磁性離子液體磁性的可調(diào)控性，并提供了乙烯基烷基咪唑四硫氰合鈷(II )類磁性離子液體的合成方法。
技術(shù)方案一種乙烯基烷基咪唑四硫氰合鈷(II )類磁性離子液體，其特征在于磁性離子液
體結(jié)構(gòu)為
權(quán)利要求
1.一種乙烯基烷基咪唑四硫氰合鈷(II )類磁性離子液體，其特征在于磁性離子液體結(jié)構(gòu)為Co(NCS)4 ，其中:R=_CnH2n+1，n=l, 2，3，4，5，6，7，8 ;
2.一種合成權(quán)利要求I所述乙烯基烷基咪唑四硫氰合鈷(II )類磁性離子液體的方法， 其特征在于步驟如下 步驟I :將I-乙烯基咪唑和溴代烷烴CnH2n+1Br按摩爾比I: I. (Tl. 5加入到微波反應(yīng)釜中，其中 n=l，2，3,4, 5,6, 7, 8 ； 步驟2 :將反應(yīng)釜放入三位一體合成萃取反應(yīng)儀中，用180 200W的微波輻射35 50s后取出，放置I. 5 2h ;其間每隔20 30min輕微震蕩一次； 步驟3 :重復(fù)7 9次步驟2 ； 步驟4 :將反應(yīng)釜中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移至容器中，并用I 2倍體積的乙酸乙酯洗滌得到粗產(chǎn)物； 步驟5 :對(duì)得到的粗產(chǎn)物進(jìn)行減壓蒸餾，直至呈淡黃色黏稠狀且無(wú)氣泡，再真空干燥48h，得到溴化I-乙烯基-3-烷基咪唑([VCJM]Br)離子液體； 步驟6 :將CoCl2 ·6Η20及KSCN按摩爾比1:3. 5^5. O進(jìn)行混合，然后在攪拌下加入丙酮直至兩者溶解，持續(xù)攪拌12h后，過(guò)濾，干燥，得到深藍(lán)色固體K2Co(NCS)4 ； 步驟7 :將步驟5得到的[VCnIM] Br離子液體及步驟6得到的K2Co (NCS) 4按摩爾比I. 5^2. 5:1進(jìn)行混合，然后在攪拌下加入丙酮直至兩者全部溶解，持續(xù)攪拌24h后，過(guò)濾；將濾液減壓蒸餾至黏稠狀且無(wú)餾分流出，再用去離子水洗滌3 5次，真空干燥48h，得到深藍(lán)色乙烯基烷基咪唑四硫氰合鈷(II )類磁性離子液體(VCJM)2 [Co (NCS) 4]。
3.一種合成權(quán)利要求I所述乙烯基烷基咪唑四硫氰合鈷(II )類磁性離子液體的方法， 其特征在于步驟如下 步驟I :將I-乙烯基咪唑和溴代烷烴CnH2n+1Br按摩爾比I: I. (Tl. 5加入到微波反應(yīng)釜中，其中 n=l，2，3,4, 5,6, 7, 8 ； 步驟2 :將反應(yīng)釜放入三位一體合成萃取反應(yīng)儀中，用180 200W的微波輻射35 50s后取出，放置I. 5 2h ;其間每隔20 30min輕微震蕩一次； 步驟3 :重復(fù)7 9次步驟2 ； 步驟4 :將反應(yīng)釜中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移至容器中，并用I 2倍體積的乙酸乙酯洗滌3飛次，得到粗產(chǎn)物； 步驟5 :對(duì)得到的粗產(chǎn)物進(jìn)行減壓蒸餾，直至呈淡黃色黏稠狀且無(wú)氣泡，再真空干燥48h，得到溴化I-乙烯基-3-烷基咪唑([VCJM]Br)離子液體； 步驟6 :將CoCl2 · 6H20、KSCN及步驟5所得到的[VCJM] Br離子液體按摩爾比1:4:1. 5 2. 5進(jìn)行混合，然后在攪拌下加入丙酮直至三者溶解，持續(xù)攪拌24h后，過(guò)濾；將濾液減壓蒸餾至粘稠狀且無(wú)餾分流出，再用去離子水洗滌3 5次，真空干燥48h，得到深藍(lán)色乙烯基烷基咪唑四硫氰合鈷(II )類磁性離子液體(VCJM)2 [Co (NCS) 4]。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)型磁功能材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種乙烯基烷基咪唑四硫氰合鈷(Ⅱ)類磁性離子液體及其合成方法。技術(shù)特征在于以1-乙烯基咪唑、溴代烷烴、六水合二氯化鈷、硫氰酸鉀為原料，分別采用兩種方法合成了不同陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)的乙烯基烷基咪唑四硫氰合鈷(Ⅱ)類磁性離子液體，與一般磁性離子液體相比，其具有磁性可控及熱穩(wěn)定性高等特性。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了磁性離子液體的磁性可設(shè)計(jì)性。本發(fā)明通過(guò)改變乙烯基咪唑陽(yáng)離子上的烷基鏈長(zhǎng)短，實(shí)現(xiàn)該類磁性離子液體磁性的可調(diào)控性，并提供了乙烯基烷基咪唑四硫氰合鈷(Ⅱ)類磁性離子液體的合成方法。
文檔編號(hào)C07D233/58GK102942527SQ20121039607
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者管萍, 胡小玲, 唐一梅, 李曉倩 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)