一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物及其制备方法、凝胶及应用技术

本发明专利技术公开了一种4‑硝基苯硫脲的有机凝胶化合物，该类化合物是以对硝基苯硫脲为发色团的1‑(2‑(3,4,5‑三(十二烷基)本甲酰胺基)乙基)‑3‑(4‑硝基苯)硫脲，其结构式为：

【技术实现步骤摘要】
一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物及其制备方法、凝胶及应用
本专利技术属于超分子化学
，具体涉及一种基于对硝基硫脲衍生物的有机凝胶化合物，以及由该类凝胶化合物获得的有机凝胶及其应用。
技术介绍
氟是人体必需元素之一，缺氟易患臼齿病，饮水中含氟离子的适宜浓度为0.5-1.0mgL-1。但含量过高，则会产生毒害。当长期饮用含氟量高达1-1.5mgL-1的水时，易患斑齿病，如水中含氟量高于4mgL-1，使人骨骼变形，引起氟骨症和损害肾脏。氟化物在植物体内的毒害作用，主要是氟能取代酶蛋白中的金属元素形成络合物或与钙离子、镁离子等离子络合，使酶失去活性。植物吸收氟化物后，叶片pH值下降，使叶绿素失掉镁离子形成去镁叶绿素，进而导致光合作用受到抑制，引起植物缺绿。元素汞具有挥发性，汞蒸气吸入肺部后，会对中枢神经系统造成伤害，会产生肠胃溃疡、腹泻、呕吐、神智错乱、呼吸困难、肺水肿、呼吸衰竭、甚至死亡。元素汞一般不易由肠胃吸收，如果肠胃蠕动异常，使金属汞在肠胃中停留时间过长，则有可能发生汞中毒。元素汞在室温下会不断释放汞蒸气，如果人体长期暴露于汞蒸气环境，则容易四肢发生不自主抖动、更会有易怒、激动、善忘、害羞、沮丧、口吃、胆怯、焦虑、不安、不稳定、易激动、思想不集中、记忆力减退、精神压抑等症状出现。此外，胃肠道、泌尿系统、皮肤、眼睛均可出现一系列症状。急性汞中毒其症候为肝炎、肾炎、蛋白尿、血尿和尿毒症。长期接触高剂量无机汞，不仅会引起肠胃道粘膜伤害而大量出血，引发休克，还会伤害肾脏，导致急性肾衰竭，甚至造成死亡。长期食入低剂量无机汞，将会引起慢性肾炎，导致尿毒症。因此，针对氟离子和汞离子的快速可靠地检测具有重要的反恐意义，同时也具有环保的价值。相比较很多仪器分析技术方法而言，肉眼识别检测则是一类更加便捷、经济的检测手段，近年来引起了研究者的极大关注，已被广泛应用于现场检测痕量氟离子。但对于肉眼识别汞离子的检测方法却鲜有报道。这种方法的主要工作原理是通过利用氟离子与脲基形成H-F键诱导化合物的紫外吸收发生较大的变化从而达到肉眼检测的目的。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。小分子凝胶的这些特性使此类材料在药物缓释、细胞培养、智能分子器件、仿生材料、传感、光捕获等方面展示了广阔的应用前景，受到了人们广泛的关注。因此，设计合成结构新颖的有机凝胶对超分子智能材料的开发方面有着广阔的应用前景。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术的目的在于提供一种简单的4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物及其制备方法、凝胶及其对氟离子和汞离子的检测应用。本专利技术的目的是这样实现的：一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物，该类化合物是以对硝基苯硫脲为发色团的1-(2-(3,4,5-三(十二烷基)本甲酰胺基)乙基)-3-(4-硝基苯)硫脲，其结构式为：分子式分别为：[4-NO2C6H4N2H2S-C2H4NHCOC6H2-(OC12H25)3]；所述的一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物的凝胶，该化合物在乙腈或甲苯溶剂中形成凝胶；所述的一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物的凝胶合成方法，其特征在于：将5mg4-硝基苯硫脲衍生物于测试瓶中，加入200μL乙腈溶液中加热至溶解状态（≥80ºC），然后冷却至室温后形成凝胶。所述的一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物的制备方法，其特征在于：将对硝基苯异硫氰酸酯与等摩尔量的N-(2-胺乙基)-3,4,5-三(十二烷基)苯甲酰胺在无水四氢呋喃溶液中加热回流反应生成所需化合物1-(2-(3,4,5-三(十二烷基)本甲酰胺基)乙基)-3-(4-硝基苯)硫脲。所述的一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物的的应用，其特征在于：在溶液态和凝胶态高选择性地检测氟离子和汞离子。积极有益效果：本专利技术利用对硝基苯异硫氰酸酯与带有氨基的没食子甲酸衍生物的一步反应制备了一种新的简单凝胶体系。同时，该凝胶因子具有对氟离子和汞离子灵敏检测的功能，氟离子的加入，凝胶因子的溶液态发生颜色变化，再加入汞离子后发生关环反应，颜色再次发生变化，同时凝胶体系在保持良好的状态下，也对氟离子和汞离子有着灵敏响应。本专利技术利用这个性质，实现该凝胶体系对氟离子和汞离子的灵敏检测。附图说明图1为所制成凝胶的照片；凝胶照片（a）乙腈中形成的凝胶；（b）甲苯中形成的凝胶；凝胶浓度均为25.0mg/mL；图2为凝胶化合物分别在乙腈和水混合溶液和凝胶状态下的吸收光谱；溶液态为乙腈溶液浓度为2.5×10-4molL-1，凝胶浓度为25.0mgmL-1。图3a为凝胶化合物乙腈溶液在添加不同卤素离子、醋酸根离子后的紫外可见吸收光谱；图3b为凝胶化合物的乙腈溶液和凝胶态添加不同卤素离子、醋酸根离子和汞离子后的照片；图3c为氟离子滴定凝胶化合物的乙腈溶液的紫外可见吸收光谱；图3d为凝胶化合物的乙腈溶液在添加4当量氟离子后，汞离子滴定的紫外可见吸收光谱；图4为凝胶化合物在乙腈溶剂中所成干凝胶扫描电镜图；图5为化合物1检测氟离子和汞离子的作用机理图；图6a为化合物1的1HNMR图；图6b为化合物1的13CNMR谱图。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的说明：一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物，该类化合物是以对硝基苯硫脲为发色团的1-(2-(3,4,5-三(十二烷基)本甲酰胺基)乙基)-3-(4-硝基苯)硫脲，其结构式为：分子式分别为：[4-NO2C6H4N2H2S-C2H4NHCOC6H2-(OC12H25)3]；所述的一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物的凝胶，其特征在于：该化合物在乙腈或甲苯溶剂中形成凝胶；所述的一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物的凝胶合成方法，其特征在于：将5mg4-硝基苯硫脲衍生物于测试瓶中，加入200μL乙腈溶液中加热至溶解状态（≥80ºC），然后冷却至室温后形成凝胶。所述的一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物的制备方法，其特征在于：将对硝基苯异硫氰酸酯与等摩尔量的N-(2-胺乙基)-3,4,5-三(十二烷基)苯甲酰胺在无水四氢呋喃溶液中加热回流反应生成所需化合物1-(2-(3,4,5-三(十二烷基)本甲酰胺基)乙基)-3-(4-硝基苯)硫脲。所述的一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物的的应用，其特征在于：在溶液态和凝胶态高选择性地检测氟离子和汞离子。实施例：如图6所示，化合物P-12的合成过程如下:将化合物对硝基苯异硫氰酸酯（0.50g,2.78mmol）、N-(2-胺乙基)-3,4,5-三(十二烷基)苯甲酰胺（1.99g，2.78mmol）添加到无水四氢呋喃（60mL)中，回流条件下搅拌反应12小时。薄层色谱监测反应，待反应结束后，减压条件下把四氢呋喃蒸馏除去得到粗品。粗产物经柱层析纯化(Methanol/CHCl2=1/30,v/v)得到淡黄色的固体。1HNMR(600MHz,CDCl3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种4‑硝基苯硫脲的有机凝胶化合物，其特征在于：该类化合物是以对硝基苯硫脲为发色团的1‑(2‑(3,4,5‑三(十二烷基)本甲酰胺基)乙基)‑3‑(4‑硝基苯)硫脲，其结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物，其特征在于：该类化合物是以对硝基苯硫脲为发色团的1-(2-(3,4,5-三(十二烷基)本甲酰胺基)乙基)-3-(4-硝基苯)硫脲，其结构式为：分子式分别为：[4-NO2C6H4N2H2S-C2H4NHCOC6H2-(OC12H25)3]。2.如权利要求1所述的一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物的凝胶，其特征在于：该化合物在乙腈或甲苯溶剂中形成凝胶。3.如权利要求1所述的一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物的凝胶合成方法，其特征在于：将5mg4-硝基苯硫脲衍生物于测...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹新华，高爱萍，黑笑涵，高彦伟，赵娜，
申请(专利权)人：信阳师范学院，
类型：发明
国别省市：河南,41