[發明專利]一種限制域蒸發結晶制備尿素-丁二酸亞穩共晶的方法

有效

• 申請號: 202010456422.5
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN111574408B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 于秋碩;林凱;王穎晨;賈琬瑩;馬嘵迅
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: C07C273/16
• 分類號: C07C273/16;C07C55/10;C07C51/43;C07C51/42
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

本發明涉及一種限制域蒸發結晶制備尿素?丁二酸亞穩共晶的方法，將尿素和丁二酸按摩爾比為1:1完全溶解于去離子水中，然后將多孔玻璃浸泡到所得溶液中，浸泡完后過濾，濾餅轉移至鼓風干燥箱，平鋪干燥，即得到尿素?丁二酸亞穩共晶。本發明將溶液蒸發結晶局限于納米空間內進行，改變了結晶成核的生長環境，減緩了尿素和丁二酸亞穩晶型向穩定晶型的轉變速率，提高了最終產品中亞穩晶型的含量，操作簡單且操作溫度較低，重復性好。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種限制域蒸發結晶制備尿素-丁二酸亞穩共晶的方法。

背景技術

尿素晶體是一種已經得到實際應用的紫外光倍頻晶體，其具有較大的雙折射率和小的折射率溫度系數，能在室溫下實現紫外倍頻的穩定輸出等優點。從分子結構角度，尿素的衍生物或尿素的共晶也具有類似于純尿素晶體的非線性光學效應，通過分子工程構建尿素共晶將有助于改善非線性光學效應。

共晶指兩種以上的分子所形成的晶體，共晶作為一種功能性材料，近年來在制藥、電子材料以及有機化學合成等方面的應用受到了廣泛關注。尿素和丁二酸的2:1共晶可以通過常規的實驗方法直接制備出來，Sitaram P.Velaga(Crystal GrowthDesign,2010,10(8),3302-3305)首次采用噴霧干燥的方法制備了1:1尿酸-丁二酸共晶，這是一種亞穩晶體，晶體結構不同于2:1的穩定型共晶。G.Vinitha(Brazilian Journal of Physics 2020,50,192–213)指出尿素的穩定和亞穩共晶有可能從不同的方面，不同程度地改善尿素晶體的光學應用特性。但是，噴霧干燥方法制備亞穩型尿素丁-二酸共晶需要較高的操作溫度，這有可能引起尿素的熱反應。

由于共晶在物理化學方面所表現出來的優異性能，共晶的制備方法亦被廣泛研究，目前常用的共晶制備主要包括蒸發結晶、冷卻結晶、熔融結晶、膏狀物結晶以及固體研磨法等。不同制備方法往往基于不同的共晶形成機理過程，單一制備方法往往具有一定的局限性，因此，開發更多制備方法或輔助方法意味著成功制備共晶概率的提高，此外，通過更多制備手段的選擇和對比，有利于共晶制備經驗的總結和共晶機理研究。

目前已有制備共晶的方法很多，盡管如此，許多能夠通過理論預測出來的共晶卻不能用現有的實驗方法制備，這一方面歸因于組成共晶的組分間的溶解度、熔點等物化性質差異限制了實驗操作，另一方面可能來自制備方式的局限。更多的制備方法將為新共晶的發現和獲取提供更多機會。

發明內容

本發明的目的是提供一種在溫和條件下通過限制域蒸發結晶制備尿素-丁二酸亞穩共晶的方法。

針對上述目的，本發明所采用的技術方案由以下步驟組成：

1、將尿素和丁二酸按摩爾比為1:1完全溶解于去離子水中，控制溶液中尿素和丁二酸的總濃度為5～30g/100g水，然后將具有納米孔徑的多孔玻璃浸泡到所得溶液中，室溫浸泡5～10小時。

2、將步驟1的固液混合物過濾，所得濾餅平鋪至鼓風干燥箱進行干燥，干燥溫度為35～65℃，干燥時間為8～30小時，得到尿素-丁二酸亞穩共晶。

上述步驟1中，優選控制溶液中尿素和丁二酸的總濃度為10～15g/100g水。

上述步驟1中，優選所述的多孔玻璃的孔徑為30～60nm。

上述步驟2中，優選干燥溫度為45～55℃，干燥時間為10～12小時。

上述步驟2中，進一步優選平鋪厚度為2～4mm。

本發明的有益效果如下：

1、本發明將溶液蒸發結晶局限于納米空間內進行，改變了共晶成核的路徑，限制域空間減緩了尿素和丁二酸亞穩晶型向穩定晶型的轉變速率，提高了最終產品中亞穩晶型的含量，成功獲得了尿素和丁二酸亞穩晶型共晶體，且有助于亞穩晶型共晶體的長期保存。