一种镧酰基丙氨酸配合物的溶解度和聚集行为的研究方法技术

本发明专利技术公开了一种镧酰基丙氨酸配合物的溶解度和聚集行为的研究方法，本发明专利技术通过C11H21NO3,C11H21NO4,C17H26NO3与LaCl3的反应合成了氨基酸镧表面活性剂配合物La(oct‑ala)3,La(ser‑oct)3,La(oct‑phe)3，测试了配合物在纯溶剂和水/有机溶剂中的溶解度。结果表明，La(oct‑ala)3,La(oct‑phe)3的配合物具有高溶解度，而在配合物La(ser‑oct)3的溶解度非常低。此外，通过电导率，核磁共振(NMR)和蒸气压渗透压(VPO)分析纯溶剂和水/有机溶剂中的配合物的聚集行为。扩展的X射线吸收精细结构(EXAFS)结果表明，研究的一系列样品，镧配合物的La‑O结合配位数大约等于8(6+2)。另外，La(oct‑ala)3,La(ser‑oct)3,La(oct‑phe)3配合物在纯溶剂和水/有机溶剂中，由于水的吸附，容易形成逆胶束聚集体。

【技术实现步骤摘要】
一种镧酰基丙氨酸配合物的溶解度和聚集行为的研究方法
本专利技术具体涉及一种镧(III)酰基丙氨酸配合物的溶解度和聚集行为的研究方法。
技术介绍
两性金属皂盐，如脂肪酸的金属盐，在日常生活中起着重要作用。在室温下，许多两性金属皂盐在纯溶剂和水/有机混合溶剂中具有非常低的溶解度，甚至难以溶解。因此，它们很难聚集形成胶束，即使胶束形成，胶束吸附水分的能力也很小。常见的金属皂有钙、镁、锌、铅、铝、锰、铁、钴、镍、钼、钡、镉等。一般不溶于水，多数不溶于乙醇，有些能溶于松节油或溶剂汽油，有些能分散在其他有机溶剂或干性油中。有机金属皂类是常用润滑剂中的一种，还是PVC用热稳定剂。水与有机溶液当中的溶解性低，导致两性金属皂的应用受到极大的限制。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
存在的问题，本专利技术旨在提供一种镧酰基丙氨酸配合物的溶解度和聚集行为的研究方法。为此，本专利技术采用以下技术方案：一种镧酰基丙氨酸配合物的溶解度和聚集行为的研究方法，其特征是，包括以下步骤：步骤一：通过C11H21NO3,C11H21NO4,C17H26NO3与LaCl3在甲醇溶液中反应合成氨基酸镧表面活性剂配合物La(oct-ala)3,La(ser-oct)3,La(oct-phe)3，使用丙酮和甲醇的混合溶液，对配合物进行重结晶处理；步骤二，对配合物进行NMR测量：使用在67.9MHz下操作的JEOLEX-270FTNMR谱仪，测量La配合物的溶液中的13CNMR谱；在测量频率90MHz和温度27℃条件下，不旋转样品而测量稀土配合物溶液的1HNMR自扩散系数，测量使用JOELMacFX-90光谱仪进行；通过脉冲场梯度自旋回波测量法测量了氨基酸金属配合物表面活性剂和溶剂的自扩散系数D；步骤三，对配合物进行蒸气压渗透压计-淖尔测定：使用淖尔蒸气压渗透压计在45℃温度条件下研究了三种La配合物的甲醇溶液中的缔合聚集行为；对于淖尔蒸汽压渗压计测量，测量其中具有已知分子量的低分子量化合物为溶质的溶液与纯溶剂之间的温差。通过T与溶质浓度之间的关系获得镧系配合物的表观分子量；步骤四，电导率的测量：用HORIBAB173电导率仪测定La配合物在甲醇溶液中解离形成辛酰氨基酸配体离子的程度；使用25±1℃的0.01mol·dm-3KCl水溶液测定值为标准，测量体积小于5cm3溶液样品的电导率；步骤五，扩展X射线吸收谱精细结构测量：使用光线BL-7C的转送方式下在室温下进行La在L3吸收端的EXAFS测量环电流强度为300mA～450mA，储存环的操作电子能量为2.5GeV，光谱测试分光晶体用Si(III)单晶，并使用的光线尺寸为7×1nm2；本测定里将相应的稀土氧化物把La(acac)3·2H2O当成标准化合物，其他样品对照这些标准物来获得其他拟合参数。本专利技术可以达到以下有益效果：本专利技术通过改变配体的头基部位官能团，制备出三种氨基酸镧配合物，并研究了这些金属配合物聚集体的结构特征。含有极性基团oct-ala和oct-phe的氨基酸的使得镧配合物在纯溶剂中的溶解度比较高，但oct-ser配合物在少数溶剂当中溶解。说明不同极性配体对金属配合物性质的影响显着。此外，还发现镧配合物易于在有机溶剂中聚集形成聚集体。从不同质量摩尔浓度的电导率，蒸气压和1HNMR自扩散系数的结果可以看出具有形成逆胶束的倾向。这些得到的结果可以解释为金属配合物表面活性剂分子中亲水基团和疏水基团的共存，即亲水—疏水平衡。这种亲水—疏水平衡导致吸附到表面，降低表面张力，并促进胶束形成。随着有机溶剂的不断蒸发，金属配合物聚集体逐渐聚集收缩并形成大小不同的聚集体。进一步加热和冷却处理导致形成玻璃态，结晶态和液晶态聚集体。本实验所采用的溶液化学方法操作简单，配合物产率高85％以上，纯度高，物理化学性能比较稳定。研究开发出新型多功能稀土配合物材料对国防和提高生活品质也具有十分重要的意义。因此，探索和建立稀土配合物材料完善的理论体系以及强调实验基础研究是发展稀土配合物材料的多领域发展的必不可少的关键的步骤。附图说明图1为本专利技术的La(oct-ala)3,La(oct-phe)3,La(ser-oct)3在甲醇中的电导率(K)与配合物浓度(m)的关系示意图。图2a为La(oct-ala)3的甲醇溶液在25±1℃时镧配合物的扩散系数与溶质浓度的关系图。图2b为La(oct-phe)3的甲醇溶液在25±1℃时镧配合物的扩散系数与溶质浓度的关系图。图2c为La(ser-oct)3的甲醇溶液在25±1℃时镧配合物的扩散系数与溶质浓度的关系图。图3a为La(oct-ala)3·H2O甲醇在蒸汽压降下测试温度差(ΔT)与金属配合物甲醇溶液浓度之间关系图。图3b为La(oct-phe)2·1.5H2O甲醇在蒸汽压降下测试温度差(ΔT)与金属配合物甲醇溶液浓度之间关系图。图3c为La(ser-oct)3·3H2O甲醇在蒸汽压降下测试温度差(ΔT)与金属配合物甲醇溶液浓度之间关系图。图4为La(oct-ala)3在氯仿中的扩散系数随溶质浓度的变化曲线图。图5位La(oct-ala)3·H2O在氯仿中的蒸气压降(ΔT)与金属配合物浓度(g/kg)的函数关系图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。1.1材料以下列出用于合成具有不同极性基团的氨基酸金属配合物的原料试剂和测量实验的标准试剂：DL-丙氨酸(日本东京化成，特级)，DL-苯丙氨酸(日本东京化成，特级)，L-丝氨酸(和光，纯药)，辛酰氯(日本东京化成，特级)，氯化镧(和光，纯药)等。将甲醇和乙醇蒸馏使用，水进行二次蒸馏使用。用于NMR测量的氘代溶剂(甲醇-d4(＝MeOD))由MerckCo提供。1.2制备方法配合物的制备通过氯化镧(1.1×10.2mol)与相应的酰基氨基酸配体(3×10.2mol)(制备N-辛酰基-DL-丙氨酸配体(La(oct-ala)3,)，N-辛酰基-DL-苯丙氨酸配体(La(oct-phe)3)和N-辛酰基-L-丝氨酸配体(La(ser-oct)3))在甲醇溶液当中的反应而得到。使用丙酮和甲醇的混合溶液，对配合物进行重结晶处理。金属配合物的元素分析(CHN)使用Perkin-Elmer2400II型设备。金属配合物的水含量由Karl-Fisher滴定法来确定。1.3材料表征1.3.1NMR测量使用在67.9MHz下操作的JEOLEX-270FTNMR谱仪，测量La配合物的溶液中的13CNMR谱。在测量频率90MHz和温度27℃条件下，不旋转样品而测量稀土配合物溶液的1HNMR自扩散系数。测量使用JOELMacFX-90光谱仪进行。为了观察这些配合物在溶液中的自缔合聚集行为，通过脉冲场梯度自旋回波(PGSE)测量法测量了氨基酸金属配合物表面活性剂和溶剂的自扩散系数D。1.3.2蒸气压渗透压计-淖尔(VPO)使用淖尔蒸气压渗透压计(KnauervaporpressureOsmometer，简称VPO)，在45℃温度条件下研究了三种La配合物的甲醇溶液中的缔合聚集行为。VPO测试可以获得金属配合物的表观分子量。对于淖尔蒸汽压渗压计测量，测量其中具有已知分子量的低分子量化合物为溶质(甲醇溶液或苯)的溶液与纯溶剂之间的温差(T-T0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镧酰基丙氨酸配合物的溶解度和聚集行为的研究方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：通过C11H21NO3,C11H21NO4,C17H26NO3与LaCl3在甲醇溶液中反应合成氨基酸镧表面活性剂配合物La(oct‑ala)3,La(ser‑oct)3,La(oct‑phe)3，使用丙酮和甲醇的混合溶液，对配合物进行重结晶处理；步骤二，对配合物进行NMR测量：使用在67.9MHz下操作的JEOL EX‑270FT NMR谱仪，测量La配合物的溶液中的13C NMR谱；在测量频率90MHz和温度27℃条件下，不旋转样品而测量稀土配合物溶液的1H NMR自扩散系数，测量使用JOEL Mac FX‑90光谱仪进行；通过脉冲场梯度自旋回波测量法测量了氨基酸金属配合物表面活性剂和溶剂的自扩散系数D；步骤三，对配合物进行蒸气压渗透压计‑淖尔测定：使用淖尔蒸气压渗透压计在45℃温度条件下研究了三种La配合物的甲醇溶液中的缔合聚集行为；对于淖尔蒸汽压渗压计测量，测量其中具有已知分子量的低分子量化合物为溶质的溶液与纯溶剂之间的温差，通过T与溶质浓度之间的关系获得镧系配合物的表观分子量；步骤四，电导率的测量：用HORIBA B 173电导率仪测定La配合物在甲醇溶液中解离形成辛酰氨基酸配体离子的程度；使用25±1℃的0.01mol·dm‑3 KCl水溶液测定值为标准，测量体积小于5cm3溶液样品的电导率；步骤五，扩展X射线吸收谱精细结构测量：使用光线BL‑7C的转送方式下在室温下进行La在L3吸收端的EXAFS测量环电流强度为300mA～450mA，储存环的操作电子能量为2.5GeV，光谱测试分光晶体用Si(III)单晶，并使用的光线尺寸为7×1nm2；本测定里将相应的稀土氧化物把La(acac)3·2H2O当成标准化合物，其他样品对照这些标准物来获得其他拟合参数。...

【技术特征摘要】
1.一种镧酰基丙氨酸配合物的溶解度和聚集行为的研究方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：通过C11H21NO3,C11H21NO4,C17H26NO3与LaCl3在甲醇溶液中反应合成氨基酸镧表面活性剂配合物La(oct-ala)3,La(ser-oct)3,La(oct-phe)3，使用丙酮和甲醇的混合溶液，对配合物进行重结晶处理；步骤二，对配合物进行NMR测量：使用在67.9MHz下操作的JEOLEX-270FTNMR谱仪，测量La配合物的溶液中的13CNMR谱；在测量频率90MHz和温度27℃条件下，不旋转样品而测量稀土配合物溶液的1HNMR自扩散系数，测量使用JOELMacFX-90光谱仪进行；通过脉冲场梯度自旋回波测量法测量了氨基酸金属配合物表面活性剂和溶剂的自扩散系数D；步骤三，对配合物进行蒸气压渗透压计-淖尔测定：使用淖尔蒸气压渗透压计在45℃温度条件下研...

【专利技术属性】
技术研发人员：那仁格日乐，饭田雅康，特古斯，
申请(专利权)人：内蒙古师范大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15