本发明专利技术公开了一种光响应性偶氮苯类化合物及其合成方法和应用，该偶氮苯类化合物的结构式为式中R代表H、‑(CH2)mCH3、‑O(CH2)mCH3或‑O(CF2)mCF3，m为0～6的整数，n为4～12的整数，R1代表C1～C4烷基。本发明专利技术制备的光响应性偶氮苯类化合物具体有特殊的表面活性(双亲性)，其表面活性可以在光照和温度的作用下进行简单调控，仅单一采用本发明专利技术的偶氮苯类化合物为稳定剂，一步乳化油水相即可制得多相乳液且该多相乳液并不会因为紫外光的照射而分相，制备方法简单，适用于多种油水相体系。
Photo responsive azobenzene compound, synthesis method and application thereof
The invention discloses a photoresponsive azobenzene compound and its synthesis and application, structure of the azobenzene compounds represented R H, (CH2) mCH3, O (CH2) mCH3 or O (CF2) mCF3, M is an integer from 0 to 6, n is an integer of 4 ~ 12, C1 ~ R1 represents C4 alkyl. The prepared light specific surface active special response of azobenzene compounds (amphiphilic), its surface activity can be controlled in light and temperature under the action of only using single azobenzene compounds of the invention as stabilizer, a step emulsification oil-water phase can be obtained and the multi phase emulsion emulsion and not because of UV irradiation and phase separation, the preparation method is simple, applicable to a variety of oil-water phase system.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光响应性偶氮苯类化合物，以及该化合物的合成方法和该化合物作为稳定剂在制备多相乳液中的应用。
技术介绍
偶氮苯(azobenzene)类化合物是一类典型的光致变色材料及重要的染料合成中间体,其光致变色特性究其本质是由于分子结构中含有的－N＝N－键，在紫外可见光或热的作用下发生顺-反或反-顺异构引起的，此外改变分子中的某些基团，化合物的光致变色及异构性能也会发生变化。通常情况下，偶氮苯类化合物是以反式结构(trans-)稳定存在的，当对反式结构的偶氮苯化合物进行一定时间的紫外光照射后，其结构就会转变为顺式结构(cis-)。相对于反式结构而言，顺式结构是热力学不稳定构型，因此在可见光或热的作用下，顺式结构会自发的进行热松弛，最终变回稳定结构的反式结构。由于偶氮苯类化合物这一特殊性质，使其在液晶材料、纺织染料、光驱动分子开关、光信息存储材料、生物活性光控制、表面起伏光栅及命令表面、非线性光学材料、光子材料、光动力纳微米机械等领域都有重要的应用。双亲性化合物是指分子中同时具有亲水头部基团和疏水尾部基团的化合物，包括双亲生物分子磷脂、表面活性剂、表面活性的离子液体等，它与人类的生活密切相关。双亲化合物因同时具有亲水基团和疏水基团，故在溶液中自组装形成各种有序聚集体而发挥着重要作用。因此，关于双亲分子如何构建有序聚集体，如胶束、囊泡、液晶及固体的研究，广泛地引起人们的关注，并成为当今胶体与界面化学领域的一个热点。而双亲偶氮苯类化合物结合了偶氮苯类化合物的光致变色及顺反异构化性能，继承了偶氮苯类化合物良好的光学活性，同时，双亲偶氮苯类化合物又因分子内同时含有亲疏水基团，使其具有了特殊的表面活性。所以该类化合物可作为一种光响应性的表面活性剂应用于各类乳液制备及具有特殊转变性的聚集体结构形成，因而近年来不断引起人们的关注。YukishigeKondo课题组采用偶氮苯衍生物C4AzoTAB和SDS混合物作为表面活性剂制备了的稳定乳液，然后作者利用偶氮苯衍生物C4AzoTAB在紫外光照时结构要从反式结构变为顺式结构的性能使稳定乳液破乳，而将破乳后的两相再次乳化时并不能再次形成乳液。而在实际应用中，我们有时并不希望偶氮类表面活性剂顺反异构的转变影响乳液的稳定性。例如利用乳液模板法制备多孔材料时，我们既希望利用偶氮苯类表面活性剂的刚性苯结构产生稳定的乳液且不易受偶氮基团顺反异构的影响，又希望利用偶氮苯类表面活性剂在乳液体系中能发生分子顺反异构而改变其组装行为进而制备具有新颖结构形貌的材料。目前，同时满足这种要求的偶氮苯类化合物还未见报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种具有光响应性的偶氮苯类化合物，并为该化合物提供一种合成方法和新的应用。解决上述技术问题所采用的技术方案是该光响应性偶氮苯类化合物的结构式如下所示：式中R代表-H、-(CH2)mCH3、-O(CH2)mCH3或-O(CF2)mCF3，m为0～6的整数，n为4～12的整数，R1代表C1～C4烷基；优选R代表-H或-OCF3。上述光响应性偶氮苯类化合物的合成路线和具体制备方法如下：1、制备式2化合物将式1所示的对苯胺类化合物溶解于蒸馏水和浓H2SO4的体积比为1:1的混合溶液中，在0～5℃下加入NaNO2水溶液进行重氮化反应；将苯酚、NaOH、Na2CO3溶于蒸馏水后，加入上述重氮化反应后的溶液中，在0～5℃下反应4～5小时，过滤、洗涤、干燥、重结晶，得到式2化合物。2、制备式4化合物在氮气保护下，以四氢呋喃为溶剂，将式2化合物、式3所示的二溴代烷烃、K2CO3按摩尔比为1:4～6:3～5，在70～80℃下反应20～24小时，分离纯化，得到式4化合物。3、制备式5化合物在氮气保护下，以四氢呋喃为溶剂，将环氧丙醇、15-冠醚-5、NaH在0～5℃下反应30～60分钟，然后加入式4化合物，常温反应10～12小时，分离纯化，得到式5化合物；其中式4化合物与环氧丙醇、15-冠醚-5、NaH的摩尔比为1:0.3～1:0.03～0.1:1.5～3。4、制备光响应性偶氮苯类化合物在密闭条件下，以四氢呋喃为溶剂，将式5化合物、式6所示的仲胺按摩尔比为1:1～1.5，在60～70℃下反应3～5小时，分离纯化，得到光响应性偶氮苯类化合物。上述步骤2中，优选式2化合物、式3所示的二溴代烷烃、K2CO3的摩尔比为1:5:4。上述步骤3中，优选式4化合物、环氧丙醇、15-冠醚-5、NaH的摩尔比为1:0.5:0.05:2。本专利技术的光响应性偶氮苯类化合物作为稳定剂在制备多相乳液中的应用，使用时直接将其与水相、油相混合，搅拌即可得到相应的多相乳液。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术的偶氮苯类化合物在光照条件下会发生顺反异构，在紫外光照射下由反式结构向顺式结构转变，在可见光或加热条件下由顺式结构向反式结构转变，结构的变化使该化合物具有特殊的表面活性，其表面活性(双亲性)可以通过光照和温度进行简单调控。2、采用本专利技术的偶氮苯类化合物为稳定剂制备的多相乳液在紫外光的照射下虽然稳定剂发生了顺反异构，但乳液并未分相，即乳液的稳定性不受偶氮苯类化合物顺反结构变化的影响，可以得到稳定的多相乳液体系，这就为后续制备新颖结构形貌的材料奠定了基础。3、采用本专利技术的偶氮苯类化合物为稳定剂制备多相乳液时，将其与水相、油相直接混合一步法即可制备成多相乳液。与现有技术中需要两种表面活性剂、两步制备多相乳液的方法(先将一种表面活性剂与水相或油相混合制备成O/W或W/O内相乳液，然后再将制得内相乳液与另一种表面活性剂、外油相或外水相混合制备O/W/O或W/O/W多相乳液)相比，制备方法简单，适用于多种油水相体系。附图说明图1是实施例3制备的W/O/W多相乳液的光学显微镜图。图2是实施例3制备的W/O/W多相乳液的照片。图3是实施例4制备的O/W/O多相乳液的光学显微镜图。图4是实施例4制备的O/W/O多相乳液的照片。图5是实施例5制备的W/O/W多相乳液的光学显微镜图。图6是实施例5制备的W/O/W多相乳液的照片。图7是实施例6制备的W/O/W多相乳液的光学显微镜图。图8是实施例6制备的W/O/W多相乳液的照片。图9是实施例3制备的W/O/W多相乳液在紫外光照射后的光学显微镜图。图10是实施例3制备的W/O/W多相乳液在紫外光照射后的照片。图11是实施例5制备的W/O/W多相乳液在紫外光照射后的光学显微镜图。图12是实施例5制备的W/O/W多相乳液在紫外光照射后的照片。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。实施例1合成光响应性偶氮苯化合物(CF3-N-OH)，合成路线和合成方法如下：1、制备式2-1化合物将6.27g对三氟甲氧基苯胺(式1-1化合物)加入14mL蒸馏水和14mL浓H2SO4的混合溶液中，待固体全部溶解后，将4.7gNaNO2溶于31.5mL蒸馏水并在0℃下将其加入上述混合液中进行重氮化反应，待溶液变为无色透明后停止反应。将5g苯酚、2gNaOH、31.35gNa2CO3溶于180mL蒸馏水，然后将该溶液加入上述重氮化反应后的无色透明溶液中，在0℃下反应5小时本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光响应性偶氮苯类化合物，其特征在于该偶氮苯类化合物的结构式如下所示：式中R代表‑H、‑(CH2)mCH3、‑O(CH2)mCH3或‑O(CF2)mCF3，m为0～6的整数，n为4～12的整数，R1代表C1～C4烷基。
【技术特征摘要】
1.一种光响应性偶氮苯类化合物，其特征在于该偶氮苯类化合物的结构式如下所示：式中R代表-H、-(CH2)mCH3、-O(CH2)mCH3或-O(CF2)mCF3，m为0～6的整数，n为4～12的整数，R1代表C1～C4烷基。2.根据权利要求1所述的光响应性偶氮苯类化合物，其特征在于：所述的R代表-H或-OCF3。3.一种权利要求1所述的光响应性偶氮苯类化合物的合成方法，其特征在于它由下述步骤组成：(1)制备式2化合物将式1所示的对苯胺类化合物溶解于蒸馏水和浓H2SO4的体积比为1:1的混合溶液中，在0～5℃下加入NaNO2水溶液进行重氮化反应；将苯酚、NaOH、Na2CO3溶于蒸馏水后，加入上述重氮化反应后的溶液中，在0～5℃下反应4～5小时，过滤、洗涤、干燥、重结晶，得到式2化合物；(2)制备式4化合物在氮气保护下，以四氢呋喃为溶剂，将式2化合物、式3所示的二溴代烷烃、K2CO3按摩尔比为1:4～6:3～5，在70～80℃下反应20～24小时，分离纯化，得到式4化合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭军霞，杜冠群，吕洁丽，田晴，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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