Обратимые цветовые индикаторы температуры на основе двойных комплексных солей

Изобретение относится к области химии, а именно - к новым обратимым цветовым индикаторам, и может быть использовано для индикации и визуального контроля температуры и температурных полей в различных технологических процессах. Заявлен обратимый цветовой индикатор температуры на основе двойной комплексной соли - дигидрата гекса(изотиоцианато)хромата(III)-диакватрис(никотиновая кислота) церия(III), который обладает обратимым изменением окраски при нагревании, а состав в первой вариации характеризуется химической формулой [Се(C6H5NO2)3(H2O)2][Cr(NCS)6]⋅2Н2O с изменением окраски при нагревании до температуры 100°С, а второй - [Lu(C6H5NO2)3(H2O)2][Cr(NCS)6]⋅2Н2O с изменением окраски при нагревании до температуры 110°С. Технический результат - создание новых обратимых цветовых термоиндикаторов на основе дигидратов гекса(изотиоцианато)хроматов(III)диакватрис(никотиновая кислота) церия (III) и лютеция(III), обладающих способностью обратимо изменять окраску при нагревании до температур 100 и 110°С для комплексов церия(III) и лютеция(III) соответственно, доступных в получении и удобных в применении на практике. 2 н.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области химии, а именно- к новым обратимым цветовым индикаторам, и может быть использовано для индикации и визуального контроля температуры и температурных полей в различных технологических процессах.

Термохимические индикаторы в большинстве своем изготовлены на основе координационных соединений переходных металлов (Paruta L. Термохромизм неорганических соединений/ L. Paruta, A. Boldijar// Rev. chim., 1987. V. 38. No. l. P. 26-29; Кукушкин Ю.Н. Соединения высшего порядка.-Л.:Химия, 1991. С. 112; Кукушкин Ю.Н. Химия координационных соединений.-М.:Высш. шк., 1985. С. 428-429; Абрамович В.Г., Картавцев В.Ф. Цветовые индикаторы температуры.-М.:Энергия,1978. С. 10-12;).

Особый интерес среди координационных соединений, проявляющих термохромизм, представляют те вещества, изменение цвета которых происходит резко и обратимо.

Многие термочувствительные вещества содержат органические компоненты в своем составе. Тетрахлорокупрат(II) бис-(диэтиламмония) [(СН3СН2)2NH2]2CuCl4 обладает термохромными свойствами, при температуре 45°С изменяет окраску от ярко-зеленой до желтой. Изменение окраски обусловлено структурной изомеризацией комплекса из плоскоквадратного в тетраэдрический (Choi S., J.A. Larrabee. Термохромный тетрахлорокупрат(II)// J. Chem. Educ. 1989. V. 66. No. 9. P. 774-776). Искажение геометрии галогенокупратного аниона CuCl42- является результатом термодинамического перехода стерически затруденной низкотемпературной формы, имеющей зеленую окраску, в более разупорядоченную высокотемпературную форму, окрашенную в желтый цвет. Практическое использование этого термохромного материала ограничивается чрезвычайной гигроскопичностью низкотемпературной формы комплекса, что требует вакуумной герметизации материала.

Термохромное вещество состава (C5H7N2)3[Cr(NCS)6]⋅H2O обратимо изменяет окраску при нагревании до 80°С из сиреневой в сине-зеленую вследствие искажения структуры хромофора из-за полиморфного превращения низкотемпературной модификации в высокотемпературную (Мезенцев К.В., Черкасова Т.Г. Пат. 2167081 РФ//Обратимый хромовый термоиндикатор; заявл. 11.03.2001, опубл. 10.08.2002, бюл. №22). Недостатком этого термохромного материала является необходимость специального синтеза 2-аминопиридина, который не выпускается промышленностью и является токсичным.

Термохромное превращение красной формы соединения [Cu((CH3CH2)2NCH2CH2NH2)2](ClO4)2 в сине-фиолетовую при 80°С связано с искажением структуры исходных плоскоквадратных катионов. Процесс термоизомеризации эндотермичен и имеет все признаки фазового перехода: он обратим и протекает при фиксированной температуре. Установлено, что в процессе фазового перехода уменьшается прочность водородных связей NH…Cl, которые обеспечивают жесткую структуру катиона в низкотемпературной форме [Кукушкин Ю.Н. Соединения высшего порядка. - Л.: Химия, 1991. С. 111]. Недостатком данного вещества является использование токсичных веществ для его получения.

При нагревании красного изомера NiEn2(NO2)2, где En-1,2-диаминоэтан, до 120°С образуется синий изомер [NiEn2(O2N)]NO2, содержащий одну хелатную и одну ионную группы NO2-, то есть при нагревании происходит изменение строения вещества (Hitchman М.А., James G. Природа синего изомера комплекса Ni(1,2-диаминоэтан)2(NO2)2 // Inorg. Chim. Acta. 1984. V. 88. No. 2. L. 19-21).

Для синтеза перечисленных веществ требуются органические вещества, имеющие неприятный запах и, зачастую, являющиеся токсичными.

Известны также и некоторые неорганические термочувствительные координационные соединения.

Термочувствительный пигмент Ag2[HgI4] изменяет окраску от желтой до темно-красной в интервале 47-50°С, Cu2[HgI4] - от карминово-красной до темно-коричневой при температуре 70-71°С, a Pb[HgI4]- от красно-оранжевой до желтой при 129-135°С (Sone К., Fukuda Y. Inorganic Thermochromism //Springer-Verlag. Berlin. 1987. P. 129) Изменение окраски координационных соединений связано с перестройкой кристаллической структуры (Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов.-М.:Химия, 1974. С. 625). К недостаткам этих термохромных материалов относятся наличие токсичных соединений ртути и свинца и медленное разложение тетрайодомеркурат(II)-аниона во влажной атмосфере..

Обратимый термохромизм характерен для биметаллического комплекса цис-[Pt(NH3)2(SCN)Ag(SCN)]NO3 (Кукушкин Ю.Н., Бахарева С.И., Душин Р.Б.//Журн. неорган. химии. 1977. Т.22. №5. С. 1419-1421) Серебро в этом соединении координационно не насыщено, поэтому возможно сшивание моноядерных комплексов в полимер. При температуре 134°С происходит превращение желтого комплекса в темно-красную модификацию. Недостатком данного термочувствительного материала является использование дорогих благородных металлов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению являются термохромные материалы [Ln(C2H6SO)8][Cr(NCS)6], где Ln-лантаноиды). В интервале температур 140-220°С соединения обратимо изменяют окраску от малиновой до темно-зеленой, что связано с процессами лигандного обмена между двумя координационными сферами при нагревании веществ (Черкасова Т.Г., Татаринова Э.С., Кузнецова О.А., Трясунов Б.Г. Патент РФ 2097714// Обратимые термохромные материалы; заявл. 13.02.1995, опубл. 27.11.1997, бюл. №33). К недостаткам данных материалов можно отнести необходимость использования для их получения диметилсульфоксида, являющегося легколетучим органическим веществом с непрятным запахом.

Технический результат изобретения - создание новых обратимых цветовых термоиндикаторов на основе дигидратов гекса(изотиоцианато)хроматов(III)диакватрис(никотиновая кислота) церия (III) и лютеция(III), обладающих способностью обратимо изменять окраску при нагревании до температур 100 и 110°С для комплексов церия(III) и лютеция(III) соответственно, доступных в получении и удобных в применении на практике.

Указанный технический результат достигается тем, что в качестве исходных веществ используются гекса(изотиоцианато)хромат(III) калия и никотиновая кислота, выпускаемая промышленностью как недорогое лекарственное средство (витамин РР), что обусловливает ее невысокую стоимость и доступность.

Полученные вещества устойчивы при хранении, не токсичны и не имеют запаха.

Пример. При смешивании умеренно концентрированных водных растворов 0,590 г (0,001 моль) комплексной соли K3[Cr(NCS)6]⋅4H2O и 0,369 г (0,003 моль) никотиновой кислоты в интервале рН 4-6 с последующим добавлением 0,43 г (0,001 моль) и 0,47 г (0,001 моль) гексагидратов нитратов церия(III) и лютеция(III), соответственно, марок «х.ч.» выпадали мелкокристаллические осадки двойных комплексных солей розового цвета, которые промывали холодной водой, отфильтровывали и высушивали на воздухе. Выходы 65% и 63%.

По результатам химического анализа полученные соединения имеют состав [Ln(C6H5NO2)3(H2O)2][Cr(NCS)6]⋅2H2O (Ln=Ce(I), Lu(II)

1. Растворимость в воде при 25°С составляет 2,8(I) и 2,5(II) моль/дм3, хорошо растворимы в диметилсульфоксиде и диметилформамиде.

2. ИК-спектр (ν, см-1): вещества (I): 3400 сл., 3067 сл., 2075 оч.с, 1690 с., 1590 с., 1415 оч.с., 1379 с., 1112 сл., 1043 сл., 835 сл., 752 оч.с., 695 ср., 515 сл.; вещества II (ν, см-1): 3398 сл., 3063 сл., 2058 оч.сю, 1689 с., 1584 с., 1411 оч.с., 1366 с., 1187 сл., 1109 сл., 1042 сл., 830 сл., 746 оч.с., 691 ср., 512 сл.

3. Кристаллы моноклинной сингонии, пр.гр. Р21/n, Z=4, параметры решетки для соединения I:а = 9.6559(2) , b = 25.8492(5) , с = 15.5303(3) , β = 106.586(1)°, V = 3715.0(1); для соединения II: а = 9.497(2) , b = 25.696(4) , с = 15.541(2) , β = 107.126(4)°, V = 3624.4(9)

4. Температура начала разложения комплекса (I): на воздухе 185°С, в инертной атмосфере гелия 195°С; комплекса (II): на воздухе 195°С, в инертной атмосфере гелия 205°С

5. Характеристика изменения цвета при нагревании: обратимый переход из розового в темно-зеленый.

Термочувствительные материалы на основе дигидратов гекса(изотиоцианато)хроматов(III)диакватрис(никотиновая кислота) церия (III) и лютеция(III) обладают обратимым термохромизмом при температурах 100°С (I) и 110°С (II) с ярким изменением окраски, устойчивы при хранении, термостабильны в условиях эксплуатации, не токсичны, несложны в получении, легко наносятся на подложки в виде тонких термохромных пленок и термочувствительных покрытий, обладающих долговечностью. Все это позволяет использовать их в качестве термохимических индикаторов для визуального контроля температуры в технологических процессах.

1. Обратимый цветовой индикатор температуры на основе двойной комплексной соли - дигидрата гекса(изотиоцианато)хромата(III)-диакватрис(никотиновая кислота) церия(III), отличающийся тем, что он обладает обратимым изменением окраски при нагревании до температуры 100°С, а состав характеризуется химической формулой [Се(C6H5NO2)3(H2O)2][Cr(NCS)6]⋅2Н2O.

2. Обратимый цветовой индикатор температуры на основе двойной комплексной соли - дигидрата гекса(изотиоцианато)хромата(III)-диакватрис(никотиновая кислота) церия(III), отличающийся тем, что он обладает обратимым изменением окраски при нагревании до температуры 110°С, а состав характеризуется химической формулой [Lu(C6H5NO2)3(H2O)2][Cr(NCS)6]⋅2Н2O.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обратимому термохимическому индикатору на основе двойного координационного соединения - сесквигидрата гекса(изотиоцианато)хромата(III)диакватрис(никотиновая кислота)эрбия(III).

Датчик размораживания продуктов, подлежащих хранению при температурах, исключающих размораживание и последующее перезамораживание, имеет герметичную оболочку с расположенным в ней элементом индикации размораживания продуктов.

Изобретение может быть использовано в устройствах для подавления звуков, созданных элементами оборудования. Устройство для подавления звуков содержит корпус (11), предназначенный для размещения вокруг одного или более создающих звук элементов оборудования для того, чтобы ограждать их от окружающей среды и, тем самым, подавлять их звуки.

Изобретение относится к обратимому цветовому термоиндикатору на основе двойного комплексного соединения - дигидрата гекса(изотиоцианато)хромата(III)-диакватрис(никотиновая кислота)лантана(III).

Изобретение относится к жидкокристаллическим смесям для колориметрического выявления перепада температуры на поверхности биологических объектов. Смесь жидкокристаллических соединений состоит из от 48,61% до 52,53% мас.

Изобретение относится к обратимому цветовому индикатору температуры на основе моногидрата гекса(изотиоцианато)хромата(III) диакватрис(никотиновая кислота)неодима(III).
Изобретение относится к области медицины и может быть использовано при изготовлении индикаторов, изменяющих свой цвет при определенной температуре по истечении заданного интервала времени.
Изобретение относится к медицине, в частности к контролю соблюдения режима стерилизации насыщенным водяным паром, и может быть использовано при изготовлении интегрирующих индикаторов (класс 5), изменяющих свой цвет при интегральном воздействии на них насыщенного водяного пара определенной температуры и с определенной степенью сухости в течение заданного интервала времени.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в медицине в различных диагностических целях. .

Изобретение относится к солям соединения формулы I с щелочными металлами, замещающими атомы водорода в обеих сульфогруппах , где R означает N-оксисукцинимидильную группу Также предложены способ получения солей и их применение.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения функционализированного оксида алюминия с модифицированной поверхностью включает получение композиции, содержащей оксигидроксид алюминия, оксид алюминия, гидроксид алюминия или их смеси.

Изобретение относится к области элементоорганической химии, конкретно к аддуктам триаллилборанов (R3R4C=CR5CH2)3B с аминосоединениями R1R2NH состава 1:1. Значение радикалов следующее: R3=R4=R5=Н; R3=СН3, R4=R5=Н; R3=R4=Н, R5=СН3; R3=R4=СН3, R5=Н, a R1=R2=Н; R1=Н, R2=С1-12алкил, СН2С1-11алкенил; R1=R2=СН3.

Изобретение относится к новым соединениям, а именно к проявляющим люминесцентные свойства комплексам гадолиния общей формулы Gd(Carb)3(H2O)x, где или , и где значения для групп R1, R2, R3 и R4 определены в п.

Изобретение относится к прекурсорам оксидов металлов, содержащим по меньшей мере один атом металла, выбранный из группы, включающей In, Ga, Zn и Sn, по меньшей мере один не являющийся фотосшиваемым лиганд и по меньшей мере один фотосшиваемый лиганд.

Изобретение относится к способу получения алкилалюмоксанов посредством реакции алкилалюминия с замещенным аллильным спиртом формулы ,где каждая из групп R1 и R2 независимо представляет собой алифатическую или ароматическую углеводородную группу, и R3, R4 и R5 представляют собой атомы водорода, в присутствии инертного органического растворителя.

Изобретение относится к способу получения органометаллоксаниттрийоксаналюмоксанов общей формулы: , где k, р=0,1-6, m=3-12; а=2,3; k/m+1+х+2у+z=3; s+1+2r=3; M=Zr, Hf, Cr; R - CnH2n+1, n=2-4; R* - C(CH3)=CHC(O)OC2H5; R** - C(CH3)=CHC(O)CH3.

Изобретение относится к соединению, представленному формулой 1: [Формула 1] В формуле 1 R1 представляет собой бромогруппу, йодогруппу или хлорогруппу, R2 представляет собой Sn(R6)3, N=N-NR7R8, (R14-)I+R13 или борную кислоту (B(OH)2) или сложный эфир борной кислоты, выбираемый из группы, состоящей из пинаколина, 2,2-диметил-1,3-пропандиола, N-метилдиэтаноламина, 1,8-диаминонафталина, N-метилиминодиуксусной кислоты, 1,1,1-трисгидроксиметилэтана и пирокатехина, где R6 представляет собой алкильную группу, имеющую 1-7 атомов углерода, или бензильную группу, R7 и R8 соединяются вместе посредством N с образованием 3-7-членной циклической структуры, R13 представляет собой С1-6-алкилзамещенную фенильную группу, С1-6-алкоксизамещенную фенильную группу или фенильную группу или тиенил, R14 представляет собой галоген, тетрафторборатную группу, нитратную группу, трифлатную группу, сульфонилоксигруппу, толуолсульфонилоксигруппу или перхлоратную группу, R3 представляет собой водород, этильную группу, трет-бутильную группу или бензильную группу, R4 или R5 независимо представляет собой водород, бензилоксикарбонильную группу или трет-бутоксикарбонильную группу, или еще NR4R5 связываются вместе с образованием C6H5(C6H5)C=N.

Изобретение относится к соединениям, имеющим формулу (IVa-2), или к их фармацевтически приемлемым солям, таутомерам или дейтерированным аналогам. В формуле (IVa-2) радикалы и символы имеют определения, приведенные в формуле изобретения.

Изобретение относится к соединению, представленному следующей формулой: В формуле 1: R представляет собой BR3R4, BX3- или BX3-M+ (X представляет собой галоген; M+ представляет собой ион щелочного металла), R1 представляет собой метильную, этильную, н-пропильную, изо-пропильную, н-бутильную, изо-бутильную, втор-бутильную, трет-бутильную, н-пентильную, бензильную, пара-метоксибензильную или пара-нитробензильную группу, R2 представляет собой водород, бензилоксикарбонил, ацетил, трифторэтилкарбокси, трет-бутилоксикарбонил, флуоренилметилоксикарбонил, трихлорэтоксикарбонил, трифторацетил, аллилоксикарбонил, бензил, пропаргилоксикарбонил, бензоил, фталоил, толуолсульфонил или нитробензолсульфонил, R3 и R4 оба объединены с B (атом бора) с образованием кольца, служащего в качестве защитной группы для B, где кольцо выбрано из группы, включающей пинакол, 2,2-диметил-1,3-пропандиол, N-метилдиэтаноламин, 1,8-диаминонафталин, N-метилиминодиуксусную кислоту, 1,1,1-трисгидроксиметилэтан и катехин, Y представляет собой I, F или Br, NO2, NH2, Sn(R6)3, замещенную или незамещенную фенильную йод группу или замещенную или незамещенную тиенильную йод группу, где заместитель(и) фенильной группы или тиенила включает C1-6 алкильные, C1-6 алкокси, гидрокси, амино и нитро группы, R6 представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 7 атомов углерода.

Изобретение относится к присадке к смазочному маслу, содержащей органическое соединение молибдена, представленное общей формулой (1) ниже: где R1 обозначает алкильную группу с прямой или разветвленной цепью, представленную общей формулой CnH2n+1 (n является целым числом от 4 до 12), или циклогексильную группу, R2 означает метальную группу или этильную группу и R1 и R2 являются различными; и к композиции смазочного масла в качестве модификатора трения.

Изобретение относится к области химии, а именно - к новым обратимым цветовым индикаторам, и может быть использовано для индикации и визуального контроля температуры и температурных полей в различных технологических процессах. Заявлен обратимый цветовой индикатор температуры на основе двойной комплексной соли - дигидрата гексахромата-диакватрис церия, который обладает обратимым изменением окраски при нагревании, а состав в первой вариации характеризуется химической формулой [Се32][Cr6]⋅2Н2O с изменением окраски при нагревании до температуры 100°С, а второй - [Lu32][Cr6]⋅2Н2O с изменением окраски при нагревании до температуры 110°С. Технический результат - создание новых обратимых цветовых термоиндикаторов на основе дигидратов гексахроматовдиакватрис церия и лютеция, обладающих способностью обратимо изменять окраску при нагревании до температур 100 и 110°С для комплексов церия и лютеция соответственно, доступных в получении и удобных в применении на практике. 2 н.п. ф-лы.

Наверх