具有规则排列三苯基膦的有机／无机复合层状化合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有规则排列三苯基膦的有机／无机复合层状化合物及其制备方法，属于有机纳米层状化合物制备技术领域。本发明专利技术利用已经合成的带有规则排列氨基的纳米层状化合物：对氨基苯基氧化硅－十二烷基硫酸层状化合物，同４－二苯基膦苯甲酰氯进行酰胺化接枝反应，最终得到稳定的具有规则排列三苯基膦的有机／无机复合层状化合物：４－二苯基膦苯甲酰胺苯基氧化硅层状化合物。本发明专利技术的有机／无机复合二维层状化合物克服了现有蒙脱土和水滑石类层状材料的难以控制层空间环境的缺点。能够有效地控制功能性分子在层状空间中的排列和互相作用。这将为实现设计合成出具有不同性能和使用目的的、具有各种纳米空间环境的层状化合物材料、具有全新物理和化学性能的复合材料，开辟一条新的途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有规则排列三苯基膦的有机/无机复合层状化合物及其制备 方法，属于有机纳米层状化合物制备

技术介绍
众所周知，纳米材料科学是未来材料科学发展的重点，而它的研究和发展对化学 的各个领域都有着深远的影响。而作为纳米材料中的一个重要组成部分，如蒙脱土和水 滑石那样的层状纳米空间材料，由于其具有明确的纳米级空间结构和稳定的物理和化学性 能，使其在催化化学、材料化学、电化学和生物化学等领域被广泛地加以研究和应用。在层 状纳米空间中，功能性无机或有机分子可以以单分子层的形态存在，这是在宏观空间中不 可能得到的，从而有可能形成具有全新性能的复合材料，并且得到宏观空间中所不可能具 有的物理和化学性能。目前蒙脱土和水滑石类层状材料在催化化学应用方面，如文献Tetrahedron， 2000，56，9357-9364、Chem. Commun.，1998，1033-1034 和 Chem. Mater.，2002，14，3823-3828 中主要表现为可以提高催化活性或表现出新的催化性能；在材料化学应用方面，如专利 CN02127254. 9、CN03815807. 8 和文献 Chem. Mater.，2002，14 4202-4208 中主要表现为可 大幅度的改善和提高高分子材料的物理化学性能和力学性能；而在电化学应用方面，主 要表现在提高电化学活性分子的电化学活性或表现出在宏观空间中所不具有的电化学性 能，如文献 J.Am. Chem. Soc.，1989，111，4139-4141、Chem. Mater.，2001，13 1976-1983、 Macromolecules，2002，35，1419-1423 和 Langmuir，2003，19，321-325 ；在生物化学应用方 面，主要用于固定化酶、药物缓释等领域，如文献北京化工大学学报(自然科学版)，2002， 29(3) :9-11 和北京化工大学学报，2002，29(1) :64_67。在二维层状纳米空间中，功能性分子在层空间中的排列方式，决定了层状-功能 性分子复合材料的性能。而调节和控制分子在二维空间中排列的关键，是控制和设计二维 空间的结构和环境。但像蒙脱土和水滑石那样的无机层状材料所固有的层空间结构却很难 改变。虽然国内外的很多研究者试图通过利用有机分子的后处理，来改变无机层状纳米空 间的环境以实现其的各种应用。但由于在那些二维层状材料中，有机分子不能够被规则固 定。因此通过有机分子的后处理，来改变无机层状纳米空间环境的效果非常有限，进而很难 有效控制分子在层空间中的排列。这使得这些材料的应用受到了很大的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种具有规则排列三苯基膦的有机/无机复合层状 化合物。本专利技术的目的之二在于提供该有机/无机复合层状化合物的制备方法。为达到上述目的，本专利技术采用的机理为①(C6H5)2PC6H4C0Cl+-Si0L5C6H4NH3C12H250S03—-SiOL 5C6H4 (NHC0C6H4P (C6H5) 2) n (NH3C12H250S03) !_n②-SiOL5c6h4 (nhcoc6h4p (c6h5) 2) (NH3C12H250S03) +HC1 — -SiOL 5C6H4 (NHC0C6H4P (C6H5) 2) n (NH3C1) !_n根据上述机理，本专利技术采用如下技术方案一种具有规则排列三苯基膦的有机/无机复合层状化合物，其特征在于该化合物 的化学式为「SiOuQHjNHCOC^P^HAKNHfDh，其中n为0. 5 0. 85 ；该化合物的结构式为 一种制备上述的具有规则排列三苯基膦的有机/无机复合层状化合物的方法，其 特征在于该方法的具体步骤为(a)事先制备好对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物；其制备方法为首 先将十二烷基硫酸钠和对氨基苯基三甲氧基硅烷按(1 1.05) 1的摩尔比溶解于去离 子水中，并调节PH值为2. 5 1. 5，并且在室温下搅拌10 12天；抽滤，分别用去离子水、 乙酰洗涤，真空干燥得到对氨基苯基氧化硅_十二烷基硫酸层状化合物，其化学式为-SiOL 5c6h4nh3c12h25oso3，结构式为(b)将步骤(a)所得对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物分散在4- 二苯 基膦苯甲酰氯的THF溶液中，其中对氨基苯基氧化硅_十二烷基硫酸层状化合物与4- 二苯 基膦苯甲酰氯的摩尔比为1 1 1.5;加热至50°C，搅拌10 12小时；抽滤，用THF洗 涤，真空干燥，然后把产物分散在0. lmol/L盐酸溶液中，搅拌12小时，除去剩余的十二烷基 硫酸离子，最终得产物4- 二苯基膦苯甲酰胺苯基氧化硅层状化合物。本专利技术提供了一种全新类型的具有规则排列三苯基膦的有机/无机复合层状化 合物。这类新型有机/无机复合二维层状化合物克服了现有蒙脱土和水滑石类层状材料的 难以控制层空间环境的缺点。通过发展合成这类具有规则排列有机基团的功能性层状纳米 空间化合物，能够有效地控制功能性分子在层状空间中的排列和互相作用。这将为实现设 计合成出具有不同性能和使用目的的、具有各种纳米空间环境的层状化合物材料、具有全 新物理和化学性能的复合材料，开辟一条新的途径。附图说明图1为X射线粉末衍射图。其中(a)为对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸化合物， (b)为对氨基苯基氧化硅_八烷基硫酸化合物，(c)为对氨基苯基氧化硅-氯化合物。图2为对氨基苯基氧化硅_十二烷基硫酸化合物的13C CP/MAS核磁共振图(以四 甲基烷为Oppm)图3为对氨基苯基氧化硅_十二烷基硫酸化合物的29Si HPDEC/MAS核磁共振图 (以四甲基烷为Oppm)图4为对氨基苯基氧化硅_十二烷基硫酸化合物的透射电镜图，右上角为透射电 镜的限制区域电子衍射图。图5为红外光谱图。其中(a)为对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸化合物， (b)4- 二苯基膦苯甲酰胺苯基氧化硅。图6为13C CP/MAS核磁共振图(以四甲基烷为Oppm)。其中(a)为对氨基苯基氧 化硅_十二烷基硫酸化合物，(b)4- 二苯基膦苯甲酰胺苯基氧化硅。图7为X射线粉末衍射图。其中(a)为对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸化合物， (b) 4- 二苯基膦苯甲酰胺苯基氧化硅。具体实施例方式现将本专利技术的具体实施例叙述于后。实施例(1)事先制备好对氨基苯基氧化硅_十二烷基硫酸层状化合物；其制备方法为将 2. 88mmol的十二烷基硫酸钠溶解到250ml的去离子水中，然后加入2. 74mmol的对氨基苯基 三甲氧基硅烷，接着缓慢滴加0. 5mol/L的盐酸调节混合溶液的pH值到2. 1，并且在室温下 磁力搅拌12天进行溶胶_凝胶过程；最后抽滤，分别用去离子水、乙酰洗涤，真空干燥，得到 对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状结构化合物。为了证明对氨基苯基氧化硅_十二烷基硫酸纳米复合层状结构化合物的化学及 立体结构，进行了一系列分析实验。首先使用八烷基硫酸阴离子，氯阴离子同对氨基苯基 氧化硅_十二烷基硫酸化合物进行阴离子交换反应，得到对氨基苯基氧化硅_八烷基硫酸 和对氨基苯基氧化硅-氯化合物。然后进行X射线粉末衍射分析。X射线粉末衍射的结果 显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有规则排列三苯基膦的有机／无机复合层状化合物，其特征在于该化合物的化学式为：－ＳｉＯ↓［１．５］Ｃ↓［６］Ｈ↓［４］（ＮＨＣＯＣ↓［６］Ｈ↓［４］Ｐ（Ｃ↓［６］Ｈ↓［５］）↓［２］）↓［ｎ］（ＮＨ↓［３］Ｃｌ）↓［１－ｎ］，其中ｎ为０．５～０．８５；该化合物的结构式为：　　＊＊＊。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，姚建，魏征，黎慜，李冲，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]