一种聚2-巯基-1,3,4-噻二唑纳米颗粒及其合成方法和用途技术

技术编号:15701722 阅读:276 留言:0更新日期:2017-06-25 15:20
本发明专利技术公开了一种聚2‑巯基‑1,3,4‑噻二唑纳米颗粒及其合成方法和用途,该方法1)将2‑巯基‑1,3,4‑噻二唑单体溶于有机溶剂中,制得2‑巯基‑1,3,4‑噻二唑单体的有机溶液;2)将氧化剂溶解在有机溶剂中制得氧化剂的有机溶液;3)将2‑巯基‑1,3,4‑噻二唑单体有机溶液和氧化剂有机溶液分别置于5‑50℃下平衡10min;4)将氧化剂有机溶液和2‑巯基‑1,3,4‑噻二唑单体有机溶液混合,沉淀依次用去离子水和无水乙醇洗涤至洗涤溶剂无色为止,干燥至恒重即可得到聚2‑巯基‑1,3,4‑噻二唑,应用于重金属离子吸附剂、荧光材料、抗菌剂、传感器领域。

A poly 2 1,3,4 Thiadiazolen two mercapto triazole nanoparticles and its synthesis and use

The invention discloses a poly 2 1,3,4 Thiadiazolen two mercapto triazole nanoparticles and its synthesis method and use the method, 1) 2 1,3,4 Thiadiazolen two mercapto triazole monomer in organic solvent, prepared organic solution 2 1,3,4 Thiadiazolen two thiol monomers was 2); the oxidizing agent is dissolved organic solution in an organic solvent to prepare oxidized agent; 3) 2 1,3,4 Thiadiazolen two thiol monomers with organic solution and oxidant in organic solution were placed in 5 50 C balance 10min; 4) the organic oxidant solution and 2 1,3,4 Thiadiazolen two thiol triazole monomer organic solution mixed with deionized water and precipitated by ethanol washing and washing solvent colorless, drying to constant weight can get 2 1,3,4 Thiadiazolen two mercapto triazole, applied to the heavy metal ion adsorbent, fluorescent material, antibacterial agent, sensor field.

【技术实现步骤摘要】
一种聚2-巯基-1,3,4-噻二唑纳米颗粒及其合成方法和用途
本专利技术涉及有机高分子功能材料领域,特别涉及一种聚2-巯基-1,3,4-噻二唑纳米颗粒及其合成方法和用途。
技术介绍
2-巯基-1,3,4-噻二唑聚合物是一种由含N、S杂原子的五元芳香杂环聚合物,这种芳香聚合物不仅融合了聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩等常见芳香聚合物的化学、电子结构特性,而且自身含有较多配位能力较强的N、S原子,可以与多种金属形成螯合物,因而具有较好的重金属吸附能力。2-巯基-1,3,4-噻二唑聚合物的主链含有交替的单双键结构从而形成大π共轭体系,π电子在共轭体系中会产生离域化现象,从而有大量的电子载流子产生,赋予2-巯基-1,3,4-噻二唑聚合物一定的荧光发射能力。与此同时,2-巯基-1,3,4-噻二唑聚合物中的氮、硫原子对细菌体内蛋白质中脱氧核糖核酸的碱基形成氢键起到破坏作用,而且此类聚合物具有高电荷密度的特点,能够很好地与细菌细胞膜中带有负电荷的膜蛋白和磷脂水解产物结合,从而破坏细菌的脱氧核糖核酸,使之不能复制DNA而凋亡,预示2-巯基-1,3,4-噻二唑聚合物很可能具有良好的抗菌性能。此外,含1,3,4-噻二唑环聚合物通常具有良好的吸附性能及电催化活性,能够吸附并且电催化氧化许多种生物相关分子,此类聚合物修饰的电极作为生物传感器在检测存在于生物活体中或本身具有生物活性的分子方面具有很大的优势。由此可见,2-巯基-1,3,4-噻二唑聚合物是集重金属离子吸附、荧光、抗菌、传感功能于一身的新一代多功能芳香杂环聚合物材料,其研究开发具有重要的理论价值和实际意义。Jian-HuaQin等人将0.4mmol的[1,3-丙二基双(硫)]双[1,3,4-噻二唑]与0.1mmol的Cu(ClO4)2在10mL的甲醇溶液中反应几分钟得到淡蓝色固体,然后用丙酮洗涤,过滤并自然晾干,所得固体再用乙腈溶解,再向溶液中加入乙醚可析出相应的{[Cu(C7H8N4S4)4](ClO4)2}n配位聚合物单晶。然而,迄今为止,尚未发现关于2-巯基-1,3,4-噻二唑聚合物合成方面的报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种聚2-巯基-1,3,4-噻二唑纳米颗粒及其合成方法和用途,经济有效、具有良好收率、制备工艺简单和普遍适用性,以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。为实现上述目的,本专利技术提供以下的技术方案:一种聚2-巯基-1,3,4-噻二唑纳米颗粒,其分子链重复结构单元为:其中n≥1。一种聚2-巯基-1,3,4-噻二唑纳米颗粒的合成方法,包括以下步骤:1)按摩尔体积比5:(1-8)mmol/mL将2-巯基-1,3,4-噻二唑单体溶于有机溶剂中,制得2-巯基-1,3,4-噻二唑单体的有机溶液;2)按摩尔体积比(2.5-20):10mmol/mL将氧化剂溶解在有机溶剂中制得氧化剂的有机溶液;3)将2-巯基-1,3,4-噻二唑单体有机溶液和氧化剂有机溶液分别置于5-50℃下平衡10min;4)将氧化剂有机溶液和2-巯基-1,3,4-噻二唑单体有机溶液混合,于5-50℃下搅拌反应24h,反应完后加入EDTA水溶液沉降、离心,沉淀依次用去离子水和无水乙醇洗涤至洗涤溶剂无色为止,干燥至恒重即可得到聚2-巯基-1,3,4-噻二唑。优选的,所述步骤2)中,氧化剂为无水氯化铜。优选的,所述有机溶液为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。优选的,所述步骤4)中,氧化剂有机溶液与2-巯基-1,3,4-噻二唑单体有机溶液的摩尔比为0.5-4。优选的,所述2-巯基-1,3,4-噻二唑单体有机溶液的浓度为0.28-0.46molL-1。一种聚2-巯基-1,3,4-噻二唑纳米颗粒的用途,应用于重金属离子吸附剂、荧光材料、抗菌剂、传感器领域。采用以上技术方案的有益效果是:本专利技术的合成方法中,所述的有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺能很好地溶解2-巯基-1,3,4-噻二唑单体和氧化剂,不但大大地节省了溶剂,而且有利于形成高分子量的聚合物和增大产率。本专利技术中氧化剂优选无水氯化铜。氯化铜为一种活性较高的路易斯酸,氧化电位适中,含水的氯化铜会丧失活性,只能与单体形成络合物而得不到聚合物。氧化剂与2-巯基-1,3,4-噻二唑单体的摩尔比优选为0.5-4。过低的氧化剂与单体的摩尔比会导致低产率,过高的氧化剂与单体的摩尔比会使得副产物CuCl过多,而CuCl不溶于水和一般有机溶剂,会给后处理带来很大麻烦和导致产物不纯。本专利技术中使用EDTA水溶液来处理反应液,一方面可以使聚合物充分沉降出来,另一方面可以使副产物CuCl与EDTA形成可溶于水的络合物而仍然保留在溶液中,这样就保证了产物的纯度。本专利技术利用2-巯基-1,3,4-噻二唑结构单元上的氮和硫原子的负电排斥效应,使其作为内稳定剂在一定程度上有效地阻止了颗粒之间的团聚,成功地合成出了表面纯净、自稳定好的聚2-巯基-1,3,4-噻二唑纳米颗粒。由于聚合物在四氢呋喃(THF)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中非常有限的溶解性,使得聚合物的平均分子量不能用凝胶渗透色谱法(GPC)来测试,但从聚合物的紫外图谱中出现宽广的吸收峰,X射线衍射图中出现的宽泛弥散的衍射峰,以及聚合物的难溶性可以初步推测聚合物具有高分子量。所述的聚2-巯基-1,3,4-噻二唑纳米颗粒应用于重金属离子吸附剂、荧光材料、抗菌剂、传感器等领域。当然,实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。附图说明图1-2为本专利技术实施例1制备得到的聚2-二巯基-1,3,4-噻二唑的透射电镜照片;图3为本专利技术实施例1制备得到的聚2-巯基-1,3,4-噻二唑的紫外可见光谱图;图4为本专利技术实施例1制备得到的聚2-巯基-1,3,4-噻二唑的红外光谱图;图5-7为本实验实施例1制备得到的聚2-巯基-1,3,4-噻二唑的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱图;图8为本专利技术中不同温度下合成的PTT的广角X射线衍射图。具体实施方式以下将配合实施例来详细说明本专利技术的实施方式,藉此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。实施例1下述实施例将例证说明本专利技术的聚2-巯基-1,3,4-噻二唑纳米颗粒是在DMF溶液中,采用无水氯化铜为氧化剂,按照化学氧化聚合反应路径而实现的,具体操作如下:(1)准确称量5mmol(0.5991g)2-巯基-1,3,4-噻二唑单体,将其加入到3mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中完全溶解,配成2-巯基-1,3,4-噻二唑的有机溶液;准确称量5mmol(0.6722g)无水CuCl2,将其加入到10mL的DMF中超声至完全溶解,配成无水CuCl2的有机溶液;(2)将无水CuCl2的有机溶液和2-巯基-1,3,4-噻二唑的有机溶液分别置于25℃恒温水浴中平衡10min后,然后用滴管逐滴将氧化剂的有机溶液滴加到2-巯基-1,3,4-噻二唑有机溶液中,整个过程在磁力搅拌的条件下进行,恒温下反应24h,反应结束后加入400mLEDTA饱和水溶液沉降、离心,然后沉淀依次分别用去离子水和无水乙醇洗涤至洗涤溶液为无色为止,然后沉淀置80℃下恒温烘干至恒重,制得聚2-巯基-1,3,4-噻二唑纳米颗粒,产率为71.63wt%。其透射电镜如图1-2所示,可以本文档来自技高网
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一种聚2-巯基-1,3,4-噻二唑纳米颗粒及其合成方法和用途

【技术保护点】
一种聚2‑巯基‑1,3,4‑噻二唑纳米颗粒,其特征在于,其分子链重复结构单元为:

【技术特征摘要】
1.一种聚2-巯基-1,3,4-噻二唑纳米颗粒,其特征在于,其分子链重复结构单元为:其中n≥1。2.一种聚2-巯基-1,3,4-噻二唑纳米颗粒的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:1)按摩尔体积比5:(1-8)mmol/mL将2-巯基-1,3,4-噻二唑单体溶于有机溶剂中,制得2-巯基-1,3,4-噻二唑单体的有机溶液;2)按摩尔体积比(2.5-20):10mmol/mL将氧化剂溶解在有机溶剂中制得氧化剂的有机溶液;3)将2-巯基-1,3,4-噻二唑单体有机溶液和氧化剂有机溶液分别置于5-50℃下平衡10min;4)将氧化剂有机溶液和2-巯基-1,3,4-噻二唑单体有机溶液混合,于5-50℃下搅拌反应24h,反应完后加入EDTA水溶液沉降、离心,沉淀依次用去离子水和无水乙醇洗涤至洗涤溶剂无色为止,干燥至恒重即可得到聚2-巯基-1,...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄绍军马成章李超杜萍黄秋玲
申请(专利权)人:昆明理工大学
类型:发明
国别省市:云南,53

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