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聚乙二醇化多金属氧酸盐及其制备方法技术

技术编号:8796775 阅读:286 留言:0更新日期:2013-06-13 03:14
本发明专利技术首次利用共价键的方式将聚乙二醇和多金属氧酸盐连接起来,得到聚乙二醇化含钨多金属氧酸盐的杂化聚合物,合成步骤如下:1)利用聚乙二醇与琥珀酸酐反应得到羧基聚乙二醇;2)羧基聚乙二醇与三羟甲基氨基甲烷的酰胺化反应得到三羟甲基聚乙二醇;3)三羟甲基聚乙二醇与含钨多金属氧酸盐反应得到杂化化合物。本发明专利技术首次通过共价键的方式合成聚乙二醇化多金属氧酸盐的杂化化合物。通过本发明专利技术的合成方法可以得到一种新型的有机-无机杂化化合物,该制备方法简单易行,反应过程易于控制,提纯简单,产率较高。该杂化化合物同时保留了无机物多金属氧酸盐和有机物聚乙二醇的优异性能,使这种杂化分子在催化、材料、医药等方面都存在潜在的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚乙二醇化的多金属氧酸盐杂化化合物的制备,利用这种方法可以将不同分子量的聚乙二醇连接到含钨多金属氧酸盐上从而得到新型的有机-无机杂化化合物。
技术介绍
多金属氧酸盐又称多金属氧簇(Polyoxometalates,简写为POMs,简称多酸),是由前过渡金属原子通过氧配位桥连而成的一类具有确定结构的阴离子单分子簇合物,其中以钒、钥、钨等元素为主要代表。由于多金属氧酸盐具有良好的电子和质子的传输、储存能力,特殊的氧化还原电位和较强的质子酸性,其在催化、光电、能源、材料、生物、医药等领域均显示出诱人的应用前景,因此近几年逐渐引起各国科学家的广泛关注。然而多金属氧酸盐作为一种无机材料通常以晶体或粉末的形式存在,不好溶解于常见的溶剂中,很难去加工成型,且它具有高的晶格能,PH值稳定性低,与其他材料的相容性差,因此从材料的角度来讲它是一种不易加工的材料。这些因素在很大程度上限制了它作为材料与器件的实际开发和应用。因此,努力开发新的方法来制备以多金属氧酸盐为主体的分子、器件是非常必要的。制备的方法分为非共价键和共价键两种。非共价键得到的杂化化合物,容易在加工处理时发生相分离,性质上不稳定,因此在应用上受到了一定的限制。我们致力于用共价键连接的方式得到杂化化合物,其性质稳定,在实际中更能得到广泛的应用。聚合物是当代使用最为广泛的有机合成材料,具有易加工、易改性、可溶解性、稳定性好等众多的优点,这些优点可以弥补多金属氧酸盐在实际应用中的不足。本专利技术中选择的聚合物是聚乙二醇,它已经工业化生产,我们可以在市场中买到大批量不同分子量的产物,而且分子量分布都很窄(PDI < 1.1)。同时聚乙二醇易溶于水及多种有机溶剂,并与许多有机物组份有良好的相溶性,无毒、无刺激性,具有很好的稳定性,是目前科学家研究最广泛的聚合物之一。因 此,我们利用共价键修饰的方法将聚乙二醇和多金属氧酸盐连接在一起,从而得到一类新型的有机-无机杂化化合物。
技术实现思路
本专利技术是针对上述的技术分析,提供一种简单实用、成本低廉且易于实现工业化生产的利用化学合成方法,利用这种方法得到可以得到不同分子量的聚乙二醇化多金属氧酸盐的杂化化合物。本专利技术的技术方案:合成方法是利用R-C (CH2OH) 3 (R = CH3, NO2, CH2OH)与[P2W15V3O62I9-发生酯化,即用烷氧基取代桥连在V3簇上的氧原子来共价连接多金属氧酸盐。用这种方法可以得到一端连接多金属氧酸盐类似于A-B型杂化化合物,其化学式分别为:TBA6H3 [ (P2W15V3O59) (OCH2) 3CNHC0CH2CH2C0 (0CH2CH2) n0CH3], TBA = ((C4H9) 4N)+。所述的聚乙二醇的平均分子量为1000,2000,5000。所述的制备聚乙二醇化多金属氧酸盐杂化化合物的合成步骤如下:1)羧基聚乙二醇的合成 氩气保护下,将聚乙二醇,琥珀酸酐和4- 二甲氨基吡啶溶解于无水甲苯中,搅拌升温至80°C,反应12h。反应后旋干,用二氯甲烷溶解,依次用PH = 2的盐酸水溶液,饱和氯化钠水溶液萃取。收集有机相,用无水硫酸钠干燥过夜,之后对其进行抽滤,浓缩,在乙醚中沉淀,真空干燥得到白色固体。2)三羟甲基聚乙二醇的合成氩气保护下,将羧基聚乙二醇,2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2- 二氢喹啉和三羟甲基氨基甲烷溶解于无水乙腈中,搅拌升温至80°C,反应24h。反应后旋干,用二氯甲烷溶解,用饱和氯化钠水溶液萃取。收集有机相,用无水硫酸钠干燥过夜,之后对其进行抽滤,浓缩,在乙醚中沉淀,真空干燥得到白色固体。3)聚乙二醇化多金属氧酸盐杂化化合物的合成氩气保护下,将三羟甲基聚乙二醇和多金属氧酸盐TBA6H3P2W15V3O62溶解于N,N- 二甲基甲酰胺中,搅拌升温至80°C,反应7d。反应后浓缩,在乙醚中沉淀,真空干燥得到黄色固体。所述的聚乙二醇、琥珀酸酐和4-二甲氨基吡啶的摩尔比为1: 1.2-2: 1.0-1.3;羧基聚乙二醇、2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2-二氢喹啉和的三羟甲基氨基甲烷的摩尔比为1: 1.2-2: 1.2-2。上述聚乙二醇化多金属氧酸盐杂化化合物的合成路线表示如下:本文档来自技高网
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【技术保护点】
专利技术首次利用共价键的方式将聚乙二醇和多金属氧酸盐连接起来,合成聚乙二醇化含钨多金属氧酸盐的杂化聚合物。

【技术特征摘要】
1.发明首次利用共价键的方式将聚乙二醇和多金属氧酸盐连接起来,合成聚乙二醇化含钨多金属氧酸盐的杂化聚合物。2.根据权利要求1所述,合成方法是用烷氧基取代桥连在V3簇上的氧原子来共价连接多金属氧酸盐。其特征合成步骤如下: 氩气保护下,将聚乙二醇,琥珀酸酐和4-二甲氨基吡啶溶解于无水甲苯中,搅拌回流,反应后旋干,用二氯甲烷溶解,依次用PH = 2的盐酸水溶液,饱和氯化钠水溶液萃取,有机相,用无水硫酸钠干燥过夜,之后对其进行抽滤,浓缩,在乙醚中沉淀,真空干燥得到白色固体,其名称为羧基聚乙二醇;氩气保护下,将羧基聚乙二醇,2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2-二氢喹啉和三羟甲基氨基甲烷溶解于无水乙腈中,搅拌回流,反应后旋干,用二氯甲烷溶解,用饱和氯化钠水溶液萃取,有机相,用无水硫酸钠干燥过夜,之后对其进行抽滤...

【专利技术属性】
技术研发人员:王维唐静肖雨胡敏标侯占要王小刚
申请(专利权)人:南开大学
类型:发明
国别省市:

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