本发明专利技术公开了一种N‑苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶的制备方法及其应用，制备方法步骤如下：向N‑苄基甘氨酸酯的醇溶液中加入氢氧化锂，室温下静置1小时，然后加入浓盐酸，调节pH到7，形成N‑苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶；向N‑苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶中加入氢氧化钠水溶液，调节pH到12，则凝胶转变为溶液，再次向溶液加入浓盐酸，调节pH到7，则又再次形成凝胶，实现酸碱多次调控。该有机小分子凝胶将可作为一种智能软物质材料，有望应用在化学pH传感、智能相变、固相运输、生物材料、封堵材料等方面。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超分子领域，特别涉及酸碱及溶剂调控的超分子凝胶及制备方法。
技术介绍
有机小分子凝胶是指有机小分子在一定的溶剂和外界条件下通过非共价键作用形成的超分子体系，是一类重要的软物质材料，由于这类材料具有相变调控特性而备受关注。但是目前研究发现其大多数都属于物理性小分子凝胶，即在光照、超声或加热等物理条件下具有溶液和胶态之间的相转变，而化学可控条件下的相变凝胶种类偏少，且一般涉及的有机分子结构比较复杂，合成繁琐，成本费用高，不利使用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶的制备方法及其应用，该凝胶可在酸碱调控下实现凝胶-溶液两相之间的多次可逆相态转换，有望应用在化学pH传感、智能相变、固相运输、生物材料、封堵材料等方面。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶的制备方法，步骤如下：向N-苄基甘氨酸酯的醇溶液中加入氢氧化锂，室温下静置1小时，然后加入浓盐酸，调节pH到7，形成N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶；所述N-苄基甘氨酸酯的结构式如下：，其中，R为乙基或甲基。所述N-苄基甘氨酸酯的醇溶液的浓度为0.25g/mL-0.5g/mL。所述N-苄基甘氨酸酯的醇溶液为N-苄基甘氨酸酯的甲醇溶液或N-苄基甘氨酸酯的乙醇溶液。所述N-苄基甘氨酸酯与氢氧化锂的摩尔比为1：2~1:2.5。所述浓盐酸的质量浓度为35~37%。所述的N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶作为智能软物质材料的应用：向N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶中加入氢氧化钠水溶液，调节pH到12，则凝胶转变为溶液，再次向溶液加入浓盐酸，调节pH到7，则又再次形成凝胶，实现酸碱多次调控。所述氢氧化钠水溶液的质量浓度为40~45%。在N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶作为智能软物质材料的应用中所述浓盐酸的质量浓度为35~37%。本专利技术的有益效果：本专利技术在室温下制备了N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶，该凝胶可在酸碱调控下实现凝胶-溶液两相之间的多次可逆相态转换；该有机分子属于氨基酸类，生物兼容性好；其化学结构简单，来源广泛，易于应用；本专利技术提供的有机分子普通常见，其凝胶易于制备。同时此有机分子可以在无加热的自然室温下，较短时间内形成凝胶，而通常的有机凝胶则需要将凝胶因子加热溶解，然后冷却才能得到凝胶，是难得的小分子凝胶剂。再者本专利技术的小分子凝胶属于一种化学凝胶，对酸碱和溶剂具有智能响应的溶胶转变现象，其成胶和溶液的转换可以通过化学物质实现有效控制，并可以在溶液和凝胶两相之间实现多次的重复可逆相转换，这是普通有机凝胶所无法实现的。因此该有机小分子凝胶将可作为一种智能软物质材料，有望应用在化学pH传感、智能相变、固相运输、生物材料、封堵材料等方面。附图说明 图1为本专利技术N-苄基甘氨酸乙酯形成凝胶的扫描电镜照片。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限制本专利技术的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述专利技术的内容作出一些非本质的改进和调整。实施例1本实施例的N-苄基甘氨酸乙酯有机小分子凝胶的制备方法如下：将0.97g（0.005mol）N-苄基甘氨酸乙酯（）溶于2mL甲醇或乙醇中，然后加入氢氧化锂0.43g（0.01mol），混合均匀后静置1h，向其中滴加1.0mL浓盐酸（质量浓度35%）混合均匀，pH显示为7，体系迅速形成密实的白色凝胶。本实施例制备得到的N-苄基甘氨酸乙酯有机小分子凝胶的应用如下：（1）凝胶对碱的响应性转变：向实施例1制备的白色凝胶中滴加40%的氢氧化钠水溶液0.1mL，震荡混合均匀，测得pH显示为12，静置数分钟后，则白色凝胶逐渐转变为透明溶液。（2）凝胶对酸的响应性转变：向（1）得到的透明溶液中再次加入浓盐酸0.4mL，混合均匀后则溶液又瞬间转变为白色凝胶，此时测得溶液的pH为7。（3）本实施例制备得到的N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶作为封堵材料的实验：在一烧杯内，将9.7gN-苄基甘氨酸乙酯溶于20mL甲醇或乙醇中，然后加入氢氧化锂4.3g，混合均匀后静置1h，然后向该烧杯的溶液中通入盐酸气体，期间不断监测pH值，当测得pH达到7时，透明溶液逐渐变成密实的凝胶。由此可见N-苄基甘氨酸酯及氢氧化锂的醇溶液可以吸收泄露的盐酸气体，并很快形成凝胶，可用于管道封堵和填充。实施例2本实施例的N-苄基甘氨酸乙酯有机小分子凝胶的制备方法如下：将0.97g（0.005mol）N-苄基甘氨酸乙酯溶于2mL甲醇或乙醇中，然后加入氢氧化锂0.54g（0.0125mol），混合均匀后静置1h，向其中滴加1.0mL浓盐酸（质量浓度36%）混合均匀，pH显示为7，体系迅速形成密实的白色凝胶。本实施例制备得到的N-苄基甘氨酸乙酯有机小分子凝胶的应用如下：（1）凝胶对碱的响应性转变：向实施例2制备的白色凝胶中滴加45%的氢氧化钠水溶液0.1mL，震荡混合均匀，测得pH显示为12，静置数分钟后，则白色凝胶逐渐转变为透明溶液。（2）凝胶对酸的响应性转变：向（1）得到的透明溶液中再次加入浓盐酸0.4mL，混合均匀后则溶液又瞬间转变为白色凝胶，此时测得溶液的pH为7。（3）本实施例制备得到的N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶作为封堵材料的实验：在一烧杯内，将9.7gN-苄基甘氨酸乙酯溶于20mL甲醇或乙醇中，然后加入氢氧化锂5.4g，混合均匀后静置1h，然后向该烧杯的溶液中通入盐酸气体，期间不断监测pH值，当测得pH达到7时，透明溶液逐渐变成密实的凝胶。由此可见N-苄基甘氨酸酯及氢氧化锂的醇溶液可以吸收泄露的盐酸气体，并很快形成凝胶，可用于管道封堵和填充。实施例3本实施例的N-苄基甘氨酸乙酯有机小分子凝胶的制备方法如下：将0.97g（0.005mol）N-苄基甘氨酸乙酯溶于2mL甲醇或乙醇中，然后加入氢氧化锂0.49g（0.0115mol），混合均匀后静置1h，向其中滴加1.0mL浓盐酸（质量浓度35%）混合均匀，pH显示为7，体系迅速形成密实的白色凝胶。本实施例制备得到的N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶的应用如下：（1）凝胶对碱的响应性转变：向实施例3制得的白色凝胶中滴加质量分数为43%的氢氧化钠水溶液0.1mL，震荡混合均匀，测得pH显示为12，静置数分钟后，则白色凝胶逐渐转变为透明溶液。（2）凝胶对酸的响应性转变：向（1）得到的透明溶液中再次加入浓盐酸（质量浓度35%）0.4mL，混合均匀后则溶液又瞬间转变为白色凝胶，此时测得溶液的pH为7。（3）本实施例制备得到的N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶作为封堵材料的实验：在一烧杯内，将9.7gN-苄基甘氨酸乙酯溶于20mL甲醇或乙醇中，然后加入氢氧化锂4.9g，混合均匀后静置1h，然后向该烧杯的溶液中通入盐酸气体，期间不断监测pH值，当测得pH达到7时，透明溶液逐渐变成密实的凝胶。由此可见N-苄基甘氨酸酯及氢氧化锂的醇溶液可以吸收泄露的盐酸气体，并很快形成凝胶，可用于管道封堵和填充。实施例4本实施例的N-苄基甘氨酸乙酯有机小分子凝胶的制备方法如下：将0.97g（0.005mol）N-苄基甘氨酸乙酯溶于2mL甲醇或乙醇中，然后加入氢氧化锂0.54g（0.0125mol），混合均匀后静置1h，向本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种N‑苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶的制备方法，其特征在于步骤如下：向N‑苄基甘氨酸酯的醇溶液中加入氢氧化锂，室温下静置1小时，然后加入浓盐酸，调节pH到7，形成N‑苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶；所述N‑苄基甘氨酸酯的结构式如下：其中，R为乙基或甲基。
【技术特征摘要】
1.一种N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶的制备方法，其特征在于步骤如下：向N-苄基甘氨酸酯的醇溶液中加入氢氧化锂，室温下静置1小时，然后加入浓盐酸，调节pH到7，形成N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶；所述N-苄基甘氨酸酯的结构式如下：其中，R为乙基或甲基。2.根据权利要求1所述的N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶的制备方法，其特征在于：所述N-苄基甘氨酸酯的醇溶液的浓度为0.25g/mL-0.5g/mL。3.根据权利要求1所述的N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶的制备方法，其特征在于：所述N-苄基甘氨酸酯的醇溶液为N-苄基甘氨酸酯的甲醇溶液或N-苄基甘氨酸酯的乙醇溶液。4.根据权利要求1所述的N-苄基甘氨酸酯有机小分子凝胶的制备方法，其特征在于：所述N-苄基甘氨酸酯与氢氧化锂的摩尔比为1：2~1:...
【专利技术属性】
技术研发人员：靳清贤，方少明，丁瑞敏，张悦凝，王文玲，孙全龙，李恩洋，李璐璐，
申请(专利权)人：郑州轻工业学院，
类型：发明
国别省市：河南;41
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