本发明专利技术公开了一种在近红外处发光的稀土折叠纳米聚合物的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1，制备4'‑(4‑乙烯基‑苯基)‑[2,2'；6',2”]三联吡啶；步骤2，根据步骤1所得产物制备线型聚合物；步骤3，根据步骤2所得产物制备折叠纳米聚合物。本发明专利技术所得的折叠镱金属纳米聚合物结合了金属离子和聚合物纳米粒子的特性，在高效荧光和磁共振成像等方面有很好的应用。
Fabrication of Rare Earth Folding Nanopolymer with Near Infrared Light Emission
The invention discloses a preparation method of rare earth folding Nanopolymer luminescent at near infrared region, which comprises the following steps: step 1, preparation of 4'(4 vinyl phenyl) [2,2'; 6', 2'] tripyridine; step 2, preparation of linear polymer according to the product obtained in step 1; step 3, preparation of folding Nanopolymer according to the product obtained in step 2. The folded ytterbium metal Nanopolymer obtained by the invention combines the characteristics of metal ions and polymer nanoparticles, and has good application in high efficiency fluorescence and magnetic resonance imaging.
【技术实现步骤摘要】
一种在近红外处发光的稀土折叠纳米聚合物的制备方法
本专利技术属于纳米聚合物材料
，涉及一种在近红外处发光的稀土折叠纳米聚合物的制备方法。
技术介绍
聚合物材料是指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子量化合物。利用纳米分子材料的特殊性质，我们可以将纳米材料添加到聚合物材料中并加以修饰，从而得到具有特殊功能的纳米聚合物材料。纳米聚合物指至少有一维尺寸小于100nm，具有各种形态结构包括球状、线状、管状、棒状、层状等。纳米聚合物材料独特的结构和易改性、易加工等特点，使其具有其他材料不可比拟的优异性能，且具有成本低，周期短，具有特殊的体积效应、表面效应、量子效应等优点，故而被广泛研究。利用塌缩/折叠单链聚合物法可以不需要任何分散剂和稳定剂制备出小的纳米尺寸(<20nm)聚合物纳米颗粒。最近，含有过渡金属离子(Fe3+，Pd2+，Ru3+和Cu2+)的折叠聚合物受到越来越多的关注，这类聚合物作为无机-有机杂化材料结合了二者的特性，主要可以应用在催化方面。镧系元素(Ln)位于元素周期表f区，是典型的重元素。三价镧系元素Ln3+在光学性质中呈现出优秀的特性，例如长的荧光寿命，大的斯托克斯位移等。现在已被普及的Ln(III)的应用中最常使用的是钆(Gd)元素，用作核磁共振成像研究中的探针。但Gd3+不能接受来自发色基团激发态的任何能量。三价镱离子(Yb3+)可以接受来自发色基团激发态的任何能量后在近红外区域发光，故本专利选用Yb3+制备纳米聚合物。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在近红外处发光的稀土折叠纳米聚合物的制备方法，该方法所得的折叠镱金属纳米聚合物结合了金属离子和聚合物纳米粒子的特性，在高效荧光和磁共振成像等方面有很好的应用。本专利技术所采用的技术方案是，一种在近红外处发光的稀土折叠纳米聚合物的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1，制备4'-(4-乙烯基-苯基)-[2,2'；6',2”]三联吡啶；步骤2，根据步骤1所得产物制备线型聚合物；步骤3，根据步骤2所得产物制备折叠纳米聚合物。本专利技术的特点还在于，步骤1的具体过程为：将4-乙烯基苯甲醛和2-乙酰吡啶以1:2的摩尔比在氨水和KOH的条件下反应，24～30小时后，依次用AcOH酸化、CH2Cl2萃取和从EtOH中重结晶的方法除去未反应完的2-乙酰吡啶，得到4'-(4-乙烯基-苯基)-[2,2'；6',2”]三联吡啶。步骤2的具体过程为：将步骤1所得产物4'-(4-乙烯基-苯基)-[2,2'；6',2”]三联吡啶与N,N-二甲基丙烯酰胺以1:1的摩尔比混合于N,N-二甲基甲酰胺中加入到反应烧瓶中，再将偶氮二异丁腈和2-(2'-氰基丙基)二硫代苯甲酸酯分别以N,N-二甲基丙烯酰胺的0.05倍当量和1.5倍当量加入反应烧瓶中混合后抽真空并用N2填充，在60～120℃下反应过夜得到线型聚合物的粗产物，加入去离子水分散后用丙酮沉淀，过滤收集得到浅粉红色固体，将浅粉红色固体在45℃下真空干燥至恒重所得产物即为线型聚合物：2-[N-(2-羟基-乙基)-乙酰胺]-4-{4'-对-甲苯基-[2,2'；6,'2”]三联吡啶}-二戊基二苯甲酸聚戊酯。步骤3的具体过程如下：向步骤2所得产物中加入YbCl3的水溶液，在常温下搅拌过夜后用去离子水透析后冷冻干燥，得到折叠纳米聚合物：2-[N-(2-羟基-乙基)-乙酰胺]-4-{4'-对-甲苯基-[2,2'；6,'2”]三联吡啶}-二戊基二苯甲酸聚戊酯合镱(Ⅲ)。步骤3中，YbCl3与步骤2所得的线型聚合物的摩尔比为1：3。本专利技术的有益效果是，在本专利技术的制备过程中，由镱元素与线型聚合物反应，以折叠线型聚合物法制备了折叠镱金属纳米聚合物。以线型聚合物充当“天线”，使镱离子被激发，镱纳米聚合物在近红外处发光。折叠镱金属纳米聚合物结合了金属离子和聚合物纳米粒子的特性，在高效荧光和磁共振成像等方面有很好的应用。本专利技术制备过程中不需要任何分散剂和稳定剂，制备出的纳米聚合物具有低毒性，较小的纳米尺寸等优点，在近红外区域会有强光发射。附图说明图1是本专利技术一种在近红外处发光的稀土折叠纳米聚合物的制备方法实施例2所得线型聚合物和金属纳米聚合物的紫外-可见吸收光谱；图2是本专利技术一种在近红外处发光的稀土折叠纳米聚合物的制备方法实施例2所得纳米聚合物的激发和发射光谱。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种在近红外处发光的稀土折叠纳米聚合物的制备方法，由4'-(4-乙烯基-苯基)-[2,2'；6',2”]三联吡啶(TPY4)和N,N-二甲基丙烯酰胺制备线型聚合物，再由镱元素诱导线型聚合物折叠制备折叠单链镱金属纳米聚合物。具体包括如下步骤：步骤1，制备4'-(4-乙烯基-苯基)-[2,2'；6',2”]三联吡啶(TPY4)将4-乙烯基苯甲醛和2-乙酰吡啶以1:2的摩尔比在氨水(分析纯)(15mL)和KOH(分析纯)(1.5g)的条件下反应，24～30小时后，依次用AcOH(分析纯)酸化、CH2Cl2(分析纯)萃取和从EtOH(分析纯)中重结晶的方法除去未反应完的2-乙酰吡啶，得到4'-(4-乙烯基-苯基)-[2,2'；6',2”]三联吡啶。步骤2，根据步骤1所得产物制备线型聚合物；将步骤1所得产物4'-(4-乙烯基-苯基)-[2,2'；6',2”]三联吡啶(TPY4)与N,N-二甲基丙烯酰胺以1:1的摩尔比混合于N,N-二甲基甲酰胺(0.02mmol)中加入到反应烧瓶中，再将偶氮二异丁腈和2-(2'-氰基丙基)二硫代苯甲酸酯分别以N,N-二甲基丙烯酰胺的0.05倍当量和1.5倍当量加入反应烧瓶中混合后抽真空并用N2填充，在60～120℃下反应过夜得到线型聚合物的粗产物，加入去离子水分散后用丙酮沉淀，过滤收集得到浅粉红色固体，将其在45℃下真空干燥至恒重所得产物即为线型聚合物：2-[N-(2-羟基-乙基)-乙酰胺]-4-{4'-对-甲苯基-[2,2'；6,'2”]三联吡啶}-二戊基二苯甲酸聚戊酯。步骤3，根据步骤2所得产物制备折叠纳米聚合物；向步骤2所得产物中加入YbCl3的水溶液(其中YbCl3与步骤2所得的线型聚合物的摩尔比为1：3)，在常温下剧烈搅拌过夜后用去离子水透析两天后冷冻干燥，得到折叠纳米聚合物：2-[N-(2-羟基-乙基)-乙酰胺]-4-{4'-对-甲苯基-[2,2'；6,'2”]三联吡啶}-二戊基二苯甲酸聚戊酯合镱(Ⅲ)。下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。实施例1将4-乙烯基苯甲醛(20mmol)和2-乙酰吡啶(40mmol)在氨水(分析纯)(15mL)和KOH(分析纯)(1.5g)条件下反应，24小时后，依次用AcOH(分析纯)酸化、CH2Cl2(分析纯)萃取和从EtOH(分析纯)中重结晶的方法除去未反应完的2-乙酰吡啶，得到4'-(4-乙烯基-苯基)-[2,2'；6',2”]三联吡啶。将4'-(4-乙烯基-苯基)-[2,2'；6',2”]三联吡啶(20mmol)与N,N-二甲基丙烯酰胺(20mmol)混合于N,N-二甲基甲酰胺(0.02mmol)中加入到反应烧瓶中，再将偶氮二异丁腈(1mmol)和2-(2'-氰基丙基)二硫代苯甲酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在近红外处发光的稀土折叠纳米聚合物的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，制备4'‑(4‑乙烯基‑苯基)‑[2,2'；6',2”]三联吡啶；步骤2，根据步骤1所得产物制备线型聚合物；步骤3，根据步骤2所得产物制备折叠纳米聚合物。
【技术特征摘要】
1.一种在近红外处发光的稀土折叠纳米聚合物的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，制备4'-(4-乙烯基-苯基)-[2,2'；6',2”]三联吡啶；步骤2，根据步骤1所得产物制备线型聚合物；步骤3，根据步骤2所得产物制备折叠纳米聚合物。2.根据步骤1所得的一种在近红外处发光的稀土折叠纳米聚合物的制备方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程为：将4-乙烯基苯甲醛和2-乙酰吡啶以1:2的摩尔比在氨水和KOH的条件下反应，24～30小时后，依次用AcOH酸化、CH2Cl2萃取和从EtOH中重结晶的方法除去未反应完的2-乙酰吡啶，得到4'-(4-乙烯基-苯基)-[2,2'；6',2”]三联吡啶。3.根据步骤1所得的一种在近红外处发光的稀土折叠纳米聚合物的制备方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程为：将步骤1所得产物4'-(4-乙烯基-苯基)-[2,2'；6',2”]三联吡啶与N,N-二甲基丙烯酰胺以1:1的摩尔比混合于N,N-二甲基甲酰胺中加入到反应烧瓶中，再将偶氮二异丁腈和2-(2'-氰...
【专利技术属性】
技术研发人员：张召，陈彦欣，李新平，宋发发，张茜雅，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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