具有聚集诱导发光效应的表面活性剂制造技术

具有聚集诱导发光效应的表面活性剂，属于表面活性剂发光材料技术领域。本发明专利技术中具有聚集诱导发光性能的表面活性剂分子的结构如式(Ι)所示，制备方法如下，所得的分子既具备表面活性剂特性，也具有荧光特性。特别是在表面活性剂呈现聚集状态(胶束)时，荧光明显增强，同时制备简单，稳定性能好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于表面活性剂发光材料
，具体涉及一种基于四苯基乙烯的具有聚集诱导发光性能的表面活性剂、制备与性能研究。
技术介绍
表面活性剂分子是典型的两亲性分子，可以通过分子间的相互作用而自发形成不同的有序聚集结构(比如胶束、囊泡等)，在材料科学、生物物理学、胶体和界面化学等诸多学科领域都有着极为广泛的应用。表面活性剂聚集结构的形成机制和相互转换是其实际应用的基础。到目前为止，虽然已经有很多仪器技术(比如小角X射线衍射)被用来研究各种聚集体的形成与相互转换，但是大多是通过数据点的采集和模拟来推断不同表面活性剂聚集体之间的转变。(Jensen,G.V.；Lund,R.；Gummel,J.；Monkenbusch,M.；Narayanan,T.；Pedersen,J.S.J.Am.Chem.Soc.2013,135,7214-7222；Jensen,G.V.；Lund,R.；Gummel,J.；Narayanan,T.；Pedersen,J.S.Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,11524-11528.)。如果这些转变能被直接观察到，那么科学家们就可以对表面活性剂胶束的转变过程有一个直观切实的了解而不需要推断。目前，表面活性剂胶束的可视化观测主要靠电镜技术。然而，由于电镜样品是固体，导致观察到的图像并不一定是表面活性剂在溶液状态时的真实状态。此外，表面活性剂分子的组成大多是碳、氢、氧，导致其在电镜下的衬度很差，难以被分辨出来。另一个可行的可视化技术就是利用荧光显微镜，但是由于现有的荧光表面活性剂的发光团都具有聚集导致淬灭效应，使得表面活性剂聚集之后的聚集体的观察难以实现。因此，设计并合成一种具有聚集诱导发光性能的表面活性剂是非常必要的，尤其是进一步提高其荧光性能的物质更是必要。
技术实现思路
针对上述情况，为了克服现有技术问题，本专利技术提供了一种基于四苯基乙烯的具有聚集
诱导发光性能的表面活性剂，该表面活性剂具有聚集诱导发光的性能，在胶束状态下荧光增强，同时制备简单，稳定性能好，同时本专利技术所得的具有聚集诱导发光效应的表面活性剂的荧光性能得到很大提高。具体而言，本专利技术中具有聚集诱导发光性能的表面活性剂的结构如式(I)所示：上述如式(I)所示的具有聚集诱导发光性能的表面活性剂可以通过包括以下步骤的制备方法制得：(1)在惰性气体保护下，向盛有溶剂的反应容器中加入式(II)化合物、式(III)化合物、氢化钠，其中式(II)化合物、式(III)化合物、氢化钠之间的摩尔比为1:0.5～1:0.5，在搅拌条件下加热至50～70℃反应8～12小时，反应完成后，减压蒸馏除去溶剂，所得固体采用水/二氯甲烷体系萃取，分离有机相后用无水硫酸钠干燥，再次减压蒸馏除去二氯甲烷得到粗品，再用硅胶柱色谱法进行纯化，得到式(IV)中间体；(2)向盛有溶剂的反应容器中加入步骤(1)中得到的式(IV)中间体、无水碳酸钾、式(V)化合物，其中式(IV)中间体、无水碳酸钾、式(V)化合物之间的摩尔比为1:1.0～1.2:0.9～1.1，在搅拌条件下加热至50～70℃反应12～15小时，反应完成后，减压蒸馏除
去溶剂，所得固体采用水/二氯甲烷体系萃取，分离有机相后用无水硫酸钠干燥，再次减压蒸馏除去二氯甲烷得到粗品，再用硅胶柱色谱法进行纯化，得到式(VI)中间体；(3)向反应容器中加入步骤(2)中得到的式(VI)中间体、加入过量的三甲胺，回流反应24～72小时，反应完成后，减压蒸馏除去三甲胺并得到粗品，再用洗液洗涤并干燥，得到如式(I)所示的具有聚集诱导发光性能的表面活性剂分子；优选的，步骤(1)中所述的惰性气体为氮气。优选的，步骤(1)中所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。优选的，步骤(1)中所述的硅胶柱色谱法的洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯混合液，其中石油醚和乙酸乙酯的体积比为7:1。优选的，步骤(2)中所述的溶剂为丙酮。优选的，步骤(2)中所述的硅胶柱色谱法的洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯混合液，其中石油醚和乙酸乙酯的体积比为10:1。优选的，步骤(3)中所述的洗液依次为石油醚、乙酸乙酯，先用石油醚，再用乙酸乙酯。另外，本专利技术还请求保护上述如式(I)所示的聚集诱导发光性能的表面活性剂分子作为
疏水改性剂和荧光标示物来修饰层状无机材料。在表面活性剂呈现聚集状态(胶束)时，荧光明显增强，同时制备简单，稳定性能好。附图说明图1为表面活性剂分子TPE-DTAB的1H-NMR谱图。图2为表面活性剂分子TPE-DTAB的MS谱图。图3为表面活性剂分子TPE-DTAB的水溶液紫外吸收和荧光发射光谱图。图4为表面活性剂分子TPE-DTAB的水溶液荧光强度随浓度变化的曲线图。图5为表面活性剂分子TPE-DTAB的水溶液电导率随浓度变化的曲线图。图6为实施例4中TPE-DTAB插层的蒙脱土的X射线衍射图。图7为实施例4中TPE-DTAB插层的蒙脱土的荧光发射光谱图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术并不限于以下实施例。实施例1：合成TPE-DTABA.在氮气保护下，向50mL的两口烧瓶中加入0.182g(0.50mmol)的4,4'-(1,2-二苯乙烯基-1,2-取代)苯二酚和10mL的无水N,N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀后加入0.022g(0.55mmol)的氢化钠，常温搅拌反应半小时。然后加入0.145g(0.75mmol)的一溴辛烷，加热至60℃后反应10小时，反应完成后，减压蒸馏除去N,N-二甲基甲酰胺，所得固体采用水/二氯甲烷体系萃取，分离有机相后用无水硫酸钠干燥10分钟，再次减压蒸馏除去二氯甲烷得到粗品，再用石油醚/乙酸乙酯＝7:1(v/v)作为洗脱剂进行硅胶柱色谱法纯化，得到黄色油状中间体，产率为51％。1H NMR(600MHz,CDCl3,δ):6.98-7.11(m,10H),6.83-6.92(m,4H),6.52-6.63(m,4H),3.82-3.88(m,2H),1.67-1.76(m,2H),1.37-1.41(m,2H),1.24-1.29(m,8H),0.85-0.88(t,3H).B.向50mL的两口烧瓶中加入0.174g(0.50mmol)的步骤A中得到的中间体和0.076g(0.55mmol)的无水碳酸钾，再加入10mL的丙酮，搅拌均匀并加热至60℃反应1小时，然后加
入0.118g(0.55mmol)的1,4-二溴丁烷，60℃反应12小时，反应完成后，减压蒸馏除去丙酮，所得固体采用水/二氯甲烷体系萃取，分离有机相后用无水硫酸钠干燥10分钟，再次减压蒸馏除去二氯甲烷得到粗品，再用石油醚/乙酸乙酯＝10:1(v/v)作为洗脱剂进行硅胶柱色谱法纯化，得到黄色油状中间体，产率为74％。1H NMR(600MHz,CDCl3,δ):7.00-7.12(m,10H),6.88-6.95(m,4H),6.59-6.65(m,4H),4.20-4.25(m,2H),3.84-3.93(m,4H),2.43-2.46(m,2H),1.81-1.86(m,4H),1.70-1.76(m,2H),1.38-1.43(m,2H),1.26-1.32(m,本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有聚集诱导发光性能的表面活性剂，其特征在于，结构如式(Ι)所示：

【技术特征摘要】
1.具有聚集诱导发光性能的表面活性剂，其特征在于，结构如式(Ι)所示：2.权利要求1所述的具有聚集诱导发光性能的表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在惰性气体保护下，向盛有溶剂的反应容器中加入式(ΙΙ)化合物、式(ΙΙΙ)化合物、氢化钠，其中式(ΙΙ)化合物、式(ΙΙΙ)化合物、氢化钠之间的摩尔比为1:0.5～1:0.5，在搅拌条件下加热至50～70℃反应8～12小时，反应完成后，减压蒸馏除去溶剂，所得固体采用水和二氯甲烷混合体系萃取，分离有机相后用无水硫酸钠干燥，再次减压蒸馏除去二氯甲烷得到粗品，再用硅胶柱色谱法进行纯化，得到式(ΙV)中间体；(2)向盛有溶剂的反应容器中加入步骤(1)中得到的式(ΙV)中间体、无水碳酸钾、式(V)化合物，其中式(ΙV)中间体、无水碳酸钾、式(V)化合物之间的摩尔比为1:1.0～1.2:0.9～1.1，在搅拌条件下加热至50～70℃反应12～15小时，反应完成后，减压蒸馏除去溶剂，所得固体采用水和二氯甲烷混合体系萃取，分离有机相后用无水硫酸钠干燥，再次减压蒸馏除去二氯甲烷得到粗品，再用硅胶柱色...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕超，管伟江，周文娟，王思，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11