[發(fā)明專利]新型稀土／三聯(lián)吡啶功能化離子液體發(fā)光材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210495203.3
• 申請(qǐng)日: 2012-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN102965099A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李煥榮;王惠芳;王冬月;賀亮;茹巧榮;張盼寧;胡學(xué)軍;溫婷婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/06
• 分類號(hào): C09K11/06;C07F5/00
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備新型稀土/三聯(lián)吡啶功能化離子液體的方法，具體為一種可用作雜環(huán)取代離子液體化合物及稀土化合物的制備方法。

技術(shù)背景

離子液體具有選擇性高、可忽視的蒸汽壓、不可燃、熱穩(wěn)定性好、溶解能力強(qiáng)，且可通過結(jié)構(gòu)的改變來調(diào)變自身性質(zhì)的特點(diǎn)。進(jìn)入21世紀(jì)，離子液體的研究進(jìn)入一個(gè)新階段，即由最初的代替?zhèn)鹘y(tǒng)有機(jī)溶劑，發(fā)展為以追求高效性、高針對(duì)性等為研究目的。可見人們對(duì)離子液體的認(rèn)知逐步趨于成熟，離子液體在分離、有機(jī)合成、電化學(xué)等領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，得到廣泛的應(yīng)用。

離子液體還有其它物性如粘度、揮發(fā)度、電化學(xué)性質(zhì)等，在此就不逐一介紹。通過研究發(fā)現(xiàn)離子液體的物性均與陰陽離子的類型有關(guān)，通過調(diào)變陰陽離子類型，改變離子液體的性質(zhì)性狀，使之更好的為我們服務(wù)。三聯(lián)吡啶功能化離子液體的三個(gè)吡啶環(huán)形成一個(gè)大二共軛體系，具有很強(qiáng)的給電子能力，配合物中存在金屬到配體的d-π*反饋成鍵作用，從而與大多數(shù)金屬離子均形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的配合物。對(duì)三聯(lián)吡啶的修飾（即增加取代基）是研究重點(diǎn)之一。增加取代基能夠改善三聯(lián)吡啶的配位能力以及光電性質(zhì)，成為廣泛構(gòu)筑各種功能化合物的基本單元；其次，取代基能賦予其優(yōu)良的性質(zhì)。尤其是在中心吡啶環(huán)的對(duì)位即4'位置進(jìn)行修飾是重點(diǎn)之一。這樣增加的取代基能夠與三聯(lián)吡啶處于同一條直線上，有利于分子內(nèi)能量與電子的傳遞

稀土離子具有獨(dú)特的4f層電子構(gòu)型，4f電子不同的運(yùn)動(dòng)方式使稀土具有不同于周期表中其他元素的光、磁和電學(xué)等物理和化學(xué)特性，稀土元素的特殊電子構(gòu)型使它們被譽(yù)為新材料的寶庫。

稀土/三聯(lián)吡啶功能化離子液體這類新材料的研究尚處于起步階段，我們課題組將稀土摻雜在離子液體中制備一系列發(fā)光軟材料，無論在理論上還是在實(shí)踐中都是一個(gè)值得探索的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：合成一種新型稀土/三聯(lián)吡啶功能化離子液體發(fā)光材料。針對(duì)當(dāng)前稀土/離子液體材料存在的稀土化合物的摻雜濃度太低、發(fā)光性能差等缺點(diǎn)，提供一種稀土/三聯(lián)吡啶功能化離子液體發(fā)光材料的制備方法。該方法是用烷基咪唑取代4'-(4-溴甲基苯基)-2,2':6',2″-三聯(lián)吡啶上的溴，同時(shí)通過改變甲基咪唑羧酸離子液體的陰離子和稀土氧化物從而制備出各種不同的稀土/三聯(lián)吡啶功能化離子液體發(fā)光材料。一方面三聯(lián)吡啶的三個(gè)吡啶環(huán)由于形成一個(gè)大二共軛體系，具有很強(qiáng)的給電子能力，配合物中存在金屬到配體的d-π*反饋成鍵作用，所以三聯(lián)吡啶功能化離子液體能夠和稀土離子配位形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的金屬配合物。另一方面增加取代基能夠改善三聯(lián)吡啶的配位能力以及光電性質(zhì)，尤其是在中心吡啶環(huán)的對(duì)位即4'位置進(jìn)行修飾，這樣增加的取代基能夠與三聯(lián)吡啶處于同一條直線上，使得它能夠吸收能量并能夠?qū)⑵渌盏哪芰總鬟f給稀土離子，因此我們將烷基咪唑嫁接到4'-(4-溴甲基苯基)-2,2':6',2″-三聯(lián)吡啶上從而制備新型發(fā)光材料。

本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：

一種新型稀土/三聯(lián)吡啶功能化離子液體發(fā)光材料，該材料的結(jié)構(gòu)式為：

其中Y^-為Br^-（溴離子）、[BF₄]^-（四氟硼酸根離子）、[PF₆]^-(六氟磷酸根離子）或[Tf₂N]^-（雙三氟甲烷磺酰亞胺根離子）；n=0~15；

稀土離子Ln為Tb³⁺、Nd³⁺、Sm³⁺、Eu³⁺、Gd³⁺、Ho³⁺、Er³⁺、Yb³⁺、Tm³⁺或Dy³⁺。

上面所述的稀土/三聯(lián)吡啶功能化離子液體發(fā)光材料的制備方法為：

按摩爾比甲基咪唑羧酸離子液體：稀土氧化物=6:1的配比，將兩者的混合物加入反應(yīng)器中，以乙醇和水為溶劑反應(yīng)，然后旋蒸干燥得產(chǎn)品記為：Ln/[Carb-C₁mim]Y；

按摩爾比烷基鏈咪唑（C_mH_2m+1-imidazole）：4'-(4-溴甲基苯基)-2,2':6',2″-三聯(lián)吡啶=1.2:1的配比，以乙腈為溶劑將兩化合物在反應(yīng)器中反應(yīng)24h，然后旋蒸提純得三聯(lián)吡啶功能化離子液體記為Ter-ILC_n+1(n=0~15)；