一种偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物及制备方法、有机凝胶及应用技术

技术编号:20929315 阅读:27 留言:0更新日期:2019-04-20 12:34
本发明专利技术属于超分子化学技术领域,具体涉及一种偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物及制备方法、有机凝胶及应用。本发明专利技术的偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物,具有式Ⅰ所示的结构。本发明专利技术的偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物在正己烷、石油醚、二甲基亚砜、乙腈或乙醇溶剂中可形成凝胶。本发明专利技术的偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物可以实现对Hg

Organic gel compound of azobenzene thiourea derivative and preparation method, organic gel and application thereof

The invention belongs to the field of supramolecular chemistry technology, in particular to an organic gel compound of azobenzene thiourea derivatives and a preparation method, an organic gel and an application thereof. The organic gel compound of the azobenzene thiourea derivative has the structure shown in formula I. The organogels of the azobenzene thiourea derivatives can form gels in n-hexane, petroleum ether, two methyl sulfoxide, acetonitrile or ethanol solvent. The organic gel compound of the azobenzene thiourea derivative of the invention can realize Hg.

【技术实现步骤摘要】
一种偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物及制备方法、有机凝胶及应用
本专利技术属于超分子化学
,具体涉及一种偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物及制备方法、有机凝胶及应用。
技术介绍
铜是一种存在于动物和人类机体的基本微量元素,它作为一些酶和蛋白质的辅助因子,参与了广泛的代谢过程。但高含量的铜对生命健康会产生严重的危害,导致体内器官的生化紊乱、生理功能障碍及多种病理变化。汞是唯一在常温下呈液态且易流动的金属,主要用于科学仪器、汞锅炉、汞泵及汞气灯中,在医药上也广泛应用,长期以来,汞产品在人们的生活中随处可见。环境中的汞能被动植物富集,经生物转化作用转变成毒性更大的有机汞,各种形式的汞可通过水体及食物链进入人体,对人体产生毒性作用,长时间暴露在高汞环境中,可以导致脑损伤和死亡。因此,环境中的痕量汞检测极为重要。铁是人体必需的元素之一,对人体的新陈代谢和身体健康具有重要作用,血液中铁的含量不足,就会造成缺铁性贫血。水中含铁虽不会妨害人体健康,但含铁量高的水在管道内易生长铁细菌,增加水的浑浊度,使水产生特殊的色、臭、味,因此饮起来很不可口,有一种铁锈味。同时水体中铁含量的高低对工农业生产和日常生活也有着重要影响。另外,铁离子在化工生产医药食品卫生等行业都起着一定的作用,所以,测定铁离子的含量是很有价值的。挥发性酸又称气态酸,如盐酸和三氟乙酸均具有较强的挥发性。这类酸通常用作医药、农药中间体、生化试剂、有机合成试剂。三氟乙酸用于合成含氟化合物、杀虫剂和染料;是酯化反应和缩合反应的催化剂;羟基和氨基的保护剂,用于糖和多肽的合成;还用作选矿剂、用于有机合成。但这类酸对眼睛、粘膜、呼吸道和皮肤有强烈刺激作用,吸入后可能引起咽喉、支气管的痉挛、炎症、水肿,化学性肺炎、肺水肿而死亡,症状有烧灼感、咳嗽、喘息、气短、喉炎、头痛、恶心和呕吐,还可致皮肤灼伤。有机胺是大气中普遍存在的一类痕量化合物,有比无机氨更强的碱性,也是很重要的含氮有机化合物之一。目前大气中已被识别出来的有机胺大约有150种,主要成分有甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、丙胺、苯胺等24种,有机胺通畅嗅觉阈值低,当在空气中达到一定浓度时,不仅嗅觉上令人厌恶,还会对人体健康造成损害。因此,灵敏检测铜离子、铁离子、汞离子、气态酸及有机胺具有重要的实际意义,同时也具有环保的价值。现有技术中常采用仪器分析的方法实现对上述铜离子、铁离子、汞离子、气态酸及有机胺进行检测,检测方法及过程相对繁琐。小分子凝胶作为一类新型的功能材料,是介于液相和固相之间的软材料。这类材料通常含有构造基团和功能基团,通过构造基团之间的非共价键相互作用形成不同尺寸的微纳米网络结构,从而将大量的溶剂分子固定在网络中;而功能基团的引入可以使凝胶对外界刺激例如光、热、pH、生物分子、超声、金属离子等做出灵敏的响应,并引起体系光学、电学性能、分子构象、甚至化学性质的变化,从而使材料具有信息存储、传递和处理的能力。现有技术中已经有关于将小分子凝胶用于金属或气态酸的检测,若能够开发一种新的有机凝胶化合物可同时用于Hg2+、Cu2+、Fe3+、挥发性酸以及有机胺的检测,将具有非常好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物,该有机凝胶化合物可用于检测Hg2+、Cu2+、Fe3+、挥发性酸以及有机胺。本专利技术的第二个目的在于提供一种偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物的制备方法。本专利技术的第三个目的在于提供一种有机凝胶。本专利技术的第四个目的在于提供一种偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物在检测挥发性酸中的应用。为实现以上目的,本专利技术的技术方案是:一种偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物,具有式Ⅰ所示的结构:上述有机凝胶化合物的制备方法,包括以下步骤:将4-二甲氨基偶氮苯-4'-硫代异氰酸酯、N-(2-胺乙基)-3,4,5-三(十二烷氧基)苯甲酰胺、无水四氢呋喃混合后搅拌回流10~13h,然后减压蒸出四氢呋喃,将剩余的产物过柱提纯即得。所述4-二甲氨基偶氮苯-4'-硫代异氰酸酯与N-(2-胺乙基)-3,4,5-三(十二烷氧基)苯甲酰胺的摩尔比为1:1;所述回流的温度为90~95℃。一种有机凝胶,由包括以下步骤的制备方法制得:将上述偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物于有机溶剂中加热至溶解,然后冷却至室温,即得,所述有机溶剂为正己烷、石油醚、二甲基亚砜、乙腈、乙醇中的任意一种。所述加热至溶解的加热温度在80℃以上。所述偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物在正己烷中的临界凝胶浓度为1.9mg/ml。所述偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物在石油醚中的临界凝胶浓度为1.8mg/ml。所述偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物在二甲基亚砜中的临界凝胶浓度为12.5mg/ml。所述偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物在乙腈中的临界凝胶浓度为12.5mg/ml。所述偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物在乙醇中的临界凝胶浓度为25.0mg/ml。所述偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物在检测Hg2+、Cu2+、Fe3+、挥发性酸或有机胺中的应用。上述临界凝胶浓度指形成凝胶的最低浓度。所述挥发性酸为三氟乙酸、硝酸、盐酸中的任意一种。所述有机胺为三乙胺、三丙胺、氨水、二乙胺中的任意一种。本专利技术偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物中存在偶氮基团、硫脲基团、酰胺基团,具有金属离子传感特性。本专利技术偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物对汞离子的检测主要是通过分子内环化反应,在分子环化反应过程中失去了H2S,进而使得其紫外可见吸收光谱发生改变。本专利技术偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物对铁离子及铜离子的检测机理相同,均为铜离子或铁离子与化合物1中的氮氮双键发生配位,使得化合物1原来的吸收光谱发生了改变。本专利技术的偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物还可用于检测挥发性酸及有机胺,检测挥发性酸是通过酸中的质子与端位的氨基反应生成季铵盐,溶液的颜色发生了变化,当检测有机胺时是通过酸碱反应,溶液或固体的颜色恢复原貌。本专利技术的偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物可实现对Hg2+、Cu2+、Fe3+、挥发性酸以及有机胺的检测,且检测方法简单快捷,无需采用仪器通过肉眼即可进行判别。附图说明图1为式Ⅰ所示偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物的1HNMR谱图;图2为式Ⅰ所示偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物的13CNMR谱图;图3为偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物在不同溶剂中形成的有机凝胶的形貌示意图;图4为偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物在不同溶剂中形成的干凝胶的SEM图;图5为化合物1的乙腈溶液加入不同金属离子后的形貌示意图;图6为化合物1的乙腈溶液及加入不同金属离子后的紫外可见吸收光谱图;图7为分别加入Hg2+,Fe3+,Cu2+后的化合物1的乙腈溶液的紫外可见吸收光谱图;图8为加入三氟乙酸以及加入三乙胺后的化合物1的乙腈溶液的紫外可见吸收光谱图及相应的线性曲线;图9为不同气态酸对胶片1的形貌的影响示意图;图10为不同有机胺对深棕色的胶片1的形貌的影响示意图;图11为采用不同浓度的三乙胺对深棕色的胶片1对进行处理后的紫外可见吸收光谱图及相应的线性曲线示意图。具体实施方式实施例1本实施例偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物,具有式Ⅰ所示的本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物,其特征在于,具有式Ⅰ所示的结构:

【技术特征摘要】
1.一种偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物,其特征在于,具有式Ⅰ所示的结构:2.一种如权利要求1所述的有机凝胶化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将4-二甲氨基偶氮苯-4'-硫代异氰酸酯、N-(2-胺乙基)-3,4,5-三(十二烷氧基)苯甲酰胺、无水四氢呋喃混合后搅拌回流10~13h,然后减压蒸出四氢呋喃,将剩余的产物过柱提纯即得。3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述4-二甲氨基偶氮苯-4'-硫代异氰酸酯与N-(2-胺乙基)-3,4,5-三(十二烷氧基)苯甲酰胺的摩尔比为1:1;所述回流的温度为90~95℃。4.一种有机凝胶,其特征在于,由包括以下步骤的制备方法制得:将权利要求1所述的偶氮苯基硫脲衍生物的有机凝胶化合物于有机溶剂中加热至溶解,然后冷却至室温,即得,所述有机溶剂为正己烷、石油醚、二甲基亚砜、乙腈、乙醇中的任意一种。5...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹新华黒笑涵高爱萍邹国栋于永生
申请(专利权)人:信阳师范学院河南城建学院
类型:发明
国别省市:河南,41

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