具有AIE性质的有机凝胶化合物的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及超分子化学技术领域，且公开了具有AIE性质的有机凝胶化合物的制备方法及其应用，本发明专利技术的邻菲罗啉衍生物的有机凝胶化合物，具有式Ⅰ所示的结构。本发明专利技术的邻菲罗啉衍生物的有机凝胶化合物在N,N

【技术实现步骤摘要】
具有AIE性质的有机凝胶化合物的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及超分子化学
，具体为具有AIE性质的有机凝胶化合物的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]超分子凝胶作为一类新型的软材料，具有热可逆性、比柔韧性、易接触性、刺激响应性和包容性等突出特点。这种材料是通过非共价键相互作用(如氢键、π
‑
π相互作用、金属配体配位、范德华力、疏水效应)形成的，从而形成可逆的小分子自组装成的三维立体网状结构。由于凝胶结构中的可逆网络是通过弱的非共价力形成的，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。
[0003]汞是唯一在常温下呈液态且易流动的金属，主要用于科学仪器、汞锅炉、汞泵及汞气灯中，在医药上也广泛应用，长期以来，含汞产品在人们的生活中随处可见。通常，汞离子是最常见和最稳定的汞污染形式之一。因汞离子对含硫原子配体具有很强的亲和力，导致蛋白质、膜和酶的巯基阻塞。肾脏、胃肠道、肝脏和大脑的功能异常也与汞离子有关。由于汞离子对人体健康和安全的严重危害，因此，迫切需要建立一种高灵敏度和选择性的汞离子检测方法。
[0004]挥发性酸又称气态酸，如盐酸和三氟乙酸均具有较强的挥发性。这类酸通常用作医药、农药中间体、生化试剂、有机合成试剂。三氟乙酸可用作氟化、硝化和卤化反应的溶剂；有机氟化合物(杀虫剂、染料、化学试剂)的制取原料，羟基和氨基的保护基，酯化反应、聚合反应和缩合反应的催化剂，还用作选矿剂、用于有机合成。但这类酸对眼睛、粘膜、呼吸道和皮肤有强烈刺激作用，具有腐蚀性。吸入后可能引起咽喉、支气管的痉挛、炎症、水肿，化学性肺炎、肺水肿而死亡，症状有烧灼感、咳嗽、喘息、气短、喉炎、头痛、恶心和呕吐，还可致皮肤灼伤。
[0005]因此，灵敏检测汞离子和气态酸具有重要的实际意义，同时也具有环保的价值。目前也有许多检测汞离子和挥发性酸的荧光探针。但是，传统的有机荧光探针由平面和多环π共轭骨架组成，通常在稀溶液中表现出高效发光。而在固态和聚集状态下荧光发生猝灭即具有聚集荧光猝灭(ACQ)效应，影响其检测结果的准确性限制了其在凝胶自组装体系中的应用。聚集诱导发光(AIE)是一类在分散体系中不产生荧光或者荧光微弱，但在聚集状态下可产生明显荧光的分子，开发汞离子响应的AIE探针，可实现在水溶液中高效灵敏的检测汞离子。而AIE有机凝胶结合了AIE和有机凝胶的性质将实现可视化检测金属离子和挥发性酸。除此之外，若能够开发一种新的有机凝胶化合物实现多模式检测汞离子和挥发性酸，将具有非常好的应用前景。若此AIE有机凝胶化合物能通过荧光信号的改变检测挥发性酸，或可应用于高级防伪材料中。

技术实现思路

[0006](一)解决的技术问题
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了具有AIE性质的有机凝胶化合物的制备方法及其应用，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0008](二)技术方案
[0009]为实现以上目的，本专利技术提供如下技术方案：具有AIE性质的有机凝胶化合物的制备方法及其应用，包括以下步骤：将4,4
‑
(1,10
‑
菲咯啉
‑
2,9
‑
二基)二苯胺、6
‑
十二烷基氨甲酰基吡啶甲酸、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐、1
‑
羟基苯并三氮唑和二氯甲烷混合后常温搅拌10～13h，然后减压蒸出二氯甲烷，将剩余的产物过柱提纯即得。
[0010]优选的，所述4,4
‑
(1,10
‑
菲咯啉
‑
2,9
‑
二基)二苯胺、6
‑
十二烷基氨甲酰基吡啶甲酸、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐和1
‑
羟基苯并三氮唑的摩尔比为1:2:4:2。
[0011]优选的，由包括以下步骤的制备方法制得：将权利要求1所述的邻菲罗啉衍生物的有机凝胶化合物于有机溶剂中加热至溶解，然后冷却至室温，即得，所述有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺/水(V/V,10/1)、二甲基亚砜/水(V/V,10/1)、四氢呋喃/水(V/V,5/1)、乙醇、1,4
‑
二氧六环中的任意一种。
[0012]优选的，所述邻菲罗啉衍生物的有机凝胶化合物在N,N
‑
二甲基甲酰胺/水(V/V,10/1)中的临界凝胶浓度为22.7mg/ml。
[0013]优选的，所述邻菲罗啉衍生物的有机凝胶化合物在二甲基亚砜/水(V/V,10/1)中的临界凝胶浓度为9.1mg/ml。
[0014]优选的，所述邻菲罗啉衍生物的有机凝胶化合物在四氢呋喃/水(V/V,5/1)混合体积比中的临界凝胶浓度为20.8mg/ml。
[0015]优选的，所述邻菲罗啉衍生物的有机凝胶化合物在乙醇中的临界凝胶浓度为5.6mg/ml。
[0016]优选的，所述邻菲罗啉衍生物的有机凝胶化合物在1,4
‑
二氧六环中的临界凝胶浓度为25.0mg/ml。
[0017]优选的，所述的邻菲罗啉衍生物的有机凝胶化合物在检测Zn
2+
,Cu
2+
,Hg2+,Fe
3+
和Al
3+
以及挥发性酸中的应用。
[0018](三)有益效果
[0019]与现有技术相比，本专利技术提供了具有AIE性质的有机凝胶化合物的制备方法及其应用，具备以下有益效果：
[0020]该具有AIE性质的有机凝胶化合物的制备方法及其应用，通过本专利技术邻菲罗啉衍生物的有机凝胶化合物中存在吡啶基团、邻菲罗啉基团，具有金属离子传感特性。本专利技术邻菲罗啉衍生物的有机凝胶化合物对汞离子的检测主要是通过破坏分子间抑制π
–
π堆积的氢键和分子内电荷转移，从而使得其荧光发射光谱发生淬灭。本专利技术的邻菲罗啉衍生物的有机凝胶化合物还可用于检测挥发性酸，检测挥发性酸是通过酸中的质子与邻菲罗啉的氮原子反应生成季铵盐，当加入有机胺时通过酸碱反应，溶液或固体的颜色恢复原貌。
[0021]该具有AIE性质的有机凝胶化合物的制备方法及其应用，通过本专利技术的邻菲罗啉衍生物的AIE溶液可实现对Hg
2+
以及挥发性酸的液体检测；AIE膜可实现对挥发性酸的气体
检测；有机凝胶可实现对Zn
2+
、Cu
2+
、Hg
2+
、Al
3+
、Fe
3+
以及挥发性酸气体的检测，且检测方法简单快捷，无需采用仪器通过肉眼即可进行判别。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有AIE性质的有机凝胶化合物的制备方法及其应用，其特征在于：包括以下步骤：将4,4
‑
(1,10
‑
菲咯啉
‑
2,9
‑
二基)二苯胺、6
‑
十二烷基氨甲酰基吡啶甲酸、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐、1
‑
羟基苯并三氮唑和二氯甲烷混合后常温搅拌10～13h，然后减压蒸出二氯甲烷，将剩余的产物过柱提纯即得。2.根据权利要求1所述的具有AIE性质的有机凝胶化合物的制备方法及其应用，其特征在于：所述4,4
‑
(1,10
‑
菲咯啉
‑
2,9
‑
二基)二苯胺、6
‑
十二烷基氨甲酰基吡啶甲酸、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐和1
‑
羟基苯并三氮唑的摩尔比为1:2:4:2。3.根据权利要求1所述的具有AIE性质的有机凝胶化合物的制备方法及其应用，其特征在于：由包括以下步骤的制备方法制得：将权利要求1所述的邻菲罗啉衍生物的有机凝胶化合物于有机溶剂中加热至溶解，然后冷却至室温，即得，所述有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺/水(V/V,10/1)、二甲基亚砜/水(V/V,10/1)、四氢呋喃/...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹新华，高爱萍，王情情，吴慧娟，骆向阳，
申请(专利权)人：信阳师范学院，
类型：发明
国别省市：